The influence of dilution on downstream channel sedimentation in large rivers: the Yellow River,China

Due to the temporal decoupling of water and sediment sources in a large river basin, a flood from a sediment source area with high suspended sediment concentration (SSC) may be diluted by flow from a major runoff source area with low SSC. In this paper, this dilution effect is considered for 145 flood events from the Yellow River, China. Two indices (β₁ and β₂) describing the dilution effect are proposed, based on water and sediment from the clear water source area and the coarse sediment producing area. Regression equations between channel sedimentation (S_dep) and β₁ and β₂ are established based on flood events and annual data, respectively. The results show that dilution reduces channel sedimentation in the lower reaches by 34?1% and that this is related to a reduced frequency of hyperconcentrated flows in the lower reaches. The Longyangxia Reservoir for hydro‐electric generation has stored huge quantities of clear runoff from the upper Yellow River during high‐flow season since 1985, greatly reducing the dilution of the hyperconcentrated floods and therefore enhancing sedimentation in the lower reaches. For the purpose of reducing sedimentation, changing the operational mode of the Longyangxia Reservoir to restore the dilution effect is suggested. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

环形单圈管冻结稳态温度场解析解

人工地层冻结技术被广泛应用于地下工程施工中。冻结温度场的计算是人工冻结法理论研究的基础,也是冻结施工设计的重要依据。人工地层冻结施工常使用环形单圈冻结管冻结,而至今尚无关于其温度场的解析解。基于水-热异类相似原理,根据传热过程与地下水流动相似的特点,利用保角映射、汇源反映和势函数叠加原理,类比推导了环形单圈冻结管稳态温度场解析解,并用热学数值模拟方法加以验证,同时提出了简化的解析公式。结果表明,解析解计算结果与数值模拟结果较吻合,其简化公式得到的结果与原解析公式基本一致。在解析公式的基础上,经过简化,反推得到外部冻结壁厚度公式。解析解、简化公式以及厚度公式可为环形单圈冻结施工与设计提供理论的依据与指导。     

多震源地震正演数值模拟技术

常规地震采集技术因受相邻时间激发炮之间时间间隔的制约而存在采集周期过长,采集成本过高的问题,而多震源同步激发地震采集技术可以克服这方面的缺陷,但存在着波场过于复杂的问题,地震正演模拟技术可以帮助我们提高对这种复杂波场的认识水平,为此采用2D弹性波方程交错网格高阶有限差分格式,开发了多震源同步激发波场正演数值模拟技术,能够模拟任意多个同步激发震源的弹性波波场,震源函数可以是雷克子波,也可以是可控震源扫描信号,且同步激发震源之间可以有随机时差.模型试算结果分析表明,该技术既是一项高精度的多震源正演模拟技术,也是一项高效率的地震正演数值模拟技术.     

井中震源的远场波场特征研究

井中震源在逆VSP、随钻地震和采矿地球物理研究中都有广泛应用.满足"小井孔"(井孔半径远小于特征波长)及"远场"(炮检距大于特征波长)假设时,井中震源的远场波场存在解析解.为了检验解析解在不同情况下的适用性,本文使用最速下降积分计算了不满足上述假设时井中震源远场波场的合成地震记录,即半解析解.模型试验表明,解析解只能在同时满足"小井孔"和"远场"假设时使用;当这两个假设条件不满足时,解析解的振幅和波形相对于半解析解会有明显的偏差.随着假设不满足程度的增加,偏差会逐渐增加,并会逐渐影响走时的准确拾取;这种条件下,采用半解析解才能获得准确的井中震源波场.     

长江北支口门圆陀角附近潮滩沉积物重金属来源及污染评价

基于圆陀角附近潮滩YY孔岩芯重金属(Co、Cr、Cu、Mn、Ni、V、Zn)富集系数和人为贡献率、地累积指数和潜在生态风险系数,讨论了圆陀角附近潮滩重金属来源及污染。结果表明,重金属Co、V平均含量显著高于背景值。除Cr 是自然来源外,其它6 种重金属受自然和人为来源的影响,且以自然来源为主。7 种重金属总体无污染,仅Co、Cu、V和Zn在岩芯132 cm处出现无污染至中度污染。7 种重金属潜在生态危害属轻微水平。值得关注的是,1997 年之后,重金属Co、Cr、Mn、V、Zn地累积指数和潜在生态风险系数均有增加的趋势。     

艾比湖流域农田土壤重金属的环境风险及化学形态研究

采集土壤样品,测定8种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）的总量及各形态含量,然后采用多种方法并结合土壤背景值进行分析。结果表明：艾比湖流域农田土壤中8种重金属的含量值均未超过国家土壤质量二级标准的限值, 8种重金属可以辨识为2个主成分,重金属Cd、Hg、Pb和Zn的较高风险区主要分布在研究区的中部,重金属As、Cr、Cu和Ni的较高风险区主要分布在研究区南部靠近荒漠、山地以及研究区边缘区域,重金属As、Cr和Ni均以残渣态为主,其他形态含量较低。农田土壤中重金属的生物毒性以Cb为最大,Pb和Hg次之。     

敦煌盆地降水稳定同位素特征及水汽来源

基于敦煌盆地2012年11月至2013年11月降水氢、氧稳定同位素数据 (δD、δ¹⁸O和d-excess),结合GNIP降水同位素监测资料和HYSPLIT 4模型对降水后向气团传输路径模拟结果,对敦煌盆地降水稳定同位素特征及水汽来源进行研究。结果表明:敦煌盆地降水δD和δ¹⁸O存在明显的季节效应,即降水δD和δ¹⁸O具有夏高冬低的变化特征;同时降水δD和δ¹⁸O表现出显著的温度效应,温度每升高1 ℃,δD增加6.89‰,δ¹⁸O增加0.92‰。敦煌盆地局地大气水线(LMWL)为δD=7.45δ¹⁸O+2.72(R²=0.98),受降水二次蒸发的影响,其斜率和截距均低于全球大气水线(GMWL)。降水d-excess受当地气温和相对湿度的影响,冬半年(11月至次年4月)偏正,夏半年(5-10月)偏负。从全年来看,敦煌盆地降水水汽主要来源于西风输送,冬季和春季受极地气团的影响,夏季部分降水事件受西南季风和局地再循环水汽的影响。     

河流碳输移与陆地侵蚀-沉积过程关系的研究进展

河流碳输移与陆地侵蚀-沉积过程紧密相关。首先就机械和化学风化两种不同的陆地侵蚀机制在提供河流碳源方面所发挥的不同作用作了详细论述,并比较了季风流域和非季风流域间河流碳输移在通量及性质上的差异。之后对陆地碳沉积机制进行了归纳,指出了包括大坝截留,河漫滩、河口-近岸带沉积及陆地碳沉降等几种可能的陆源碳踪迹。陆地环境的截留效应相对于侵蚀尚不太清楚,今后应加强对陆地碳沉积的研究,进一步明确各种碳沉积的作用机制及其对全球陆地碳汇的贡献量。此外,人类活动对陆地侵蚀-沉积过程及河流碳循环所产生的直接或间接的影响也有待于今后继续深入探索。