Hydraulics of runoff and loess loam deposition

On many more or less loamy soils, rill erosion is reported to start on slopes that are equal to or steeper than 2–3°; critical Froude numbers for the start of rill wash on these slopes vary between 2·0 and 3·0. This explains why colluvial deposition often occurs on slopes below 2–3°, when water spreads out at the downslope extremities of the rills. The critical hydraulic conditions for loess loam deposition were tested in the laboratory for slopes of 0·5° and 2°, applying unit-discharges (q) up to 10 cm²/s. It appeared from these experiments that for afterflow, without raindrop impact, deposition starts for critical load concentrations (c_cr) varying between several g/1 and about 60 g/l. Under rain c_cr amounts to a minimum value of 100–125 g/l and it increases when the runoff film becomes thinner. Nevertheless, deposition in pluvial runoff is also possible, as was the case during the Weichselian, according to data from quarries in Belgium and in The Netherlands. A modified Kalinske equation is proposed for c_cr prediction, with the introduction of a typical empirical coefficient C_r and considering such factors as shear stress and mean particle size. Massive sedimentation may occur when it stops raining and afterflow starts, since c_cr values are then much lower. It is shown from the Shields' diagram that loamy suspensions are more sensitive to sedimentation than sands in clear water.     

库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究

库岸边坡中的地下水对其稳定性有重大影响,目前还没有统一的公式用来计算岸坡中的浸润线。为此,建立隔水底板呈缓倾角的均质岸坡模型,采用稳定渗流情况下的浸润线作为非稳定渗流的初始值,推导出库水位升降联合降雨作用下该模型中浸润线的近似解析解。利用Geo-Slope中的SEEP/W程序,对浸润线的近似解析解进行验证分析,结果表明,在不同库水位升降和降雨的组合条件下,由近似解析解确定的浸润线与数值模拟结果基本一致。对库水位升降联合降雨作用下赵树岭滑坡中的浸润线进行研究,利用实测浸润线验证了近似解析解的正确性,并预测了赵树岭滑坡在快速蓄水、快速蓄水＋暴雨、快速泄水及快速泄水＋暴雨4种工况下（库水位波动范围为145～175 m）浸润线的变化情况。最后,从解析解的适用条件出发剖析了近似解析解误差产生的原因,为应用浸润线解析解解决实际问题提供依据。     

基于污染负荷核算的岷江流域总磷污染成因分析及对策

总磷是长江流域水环境污染的首要超标因子,岷江作为长江上游流量最大的支流,总磷污染严重,对长江总磷污染贡献较大。为了解岷江流域总磷污染,采用排污系数法,计算得到2016年岷江流域污染源总磷入河量为1 154 t,以农村生活污染负荷占比最高(51.3%),其次为城镇生活源(28.7%)、农业非点源(8.24%)、工业源(9.57%)、畜禽养殖源(1.21%),城市径流源(0.99%)最低;在空间上岷江流域总磷污染负荷呈中游(64.2%)>下游(32.6%)>上游(3.1%)的特点,与岷江干流总磷浓度变化趋势相符,其中成都市总磷污染负荷最高(51.2%),与区域人口密度高、生产和生活活动密集有关。结合资料收集和现场调查,岷江流域总磷污染成因主要包括农村生活污染治理缺口较大、城镇生活污染处理基础设施建设不足、工业企业密布、部分支流总磷污染严重、水污染治理导向不全面。针对岷江总磷污染负荷分布特征及成因,提出“上游保护优质水体、中游治理重污染水体、下游恢复不达标水体”的分区污染防治对策,统筹流域监管体制机制,强化岷江流域水环境保护和治理。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的现场实荷加载试验

通过对某工程中的钢筋混凝土梁采取粘贴碳纤维布的方式进行加固,并现场抽取试验梁进行了现场堆载实荷加载试验,对试验梁的挠度、裂缝开展情况和承载能力进行了全面分析,对该加固工程的效果进行了评价,供同行参考。     

海南岛早白垩世红层磁组构和古地磁新结果

海南岛白垩纪红层是迄今产出古地磁结果最多的地层,但古地磁结果难以在海南岛周边古地磁结果和地质限制条件下作出合理解释.为了更好地认识海南岛白垩纪红层古地磁方向的可靠性,我们对采自前人工作地区的14个采点132个样品开展了古地磁和磁组构的综合研究.磁化率各向异性测试显示14个采点样品平均各向异性度为1.018,线理度为1.014,面理度为1.004.各采点磁化率椭球体最小轴显著偏离地层法线,没有反映出沉积或压实特征.野外调查发现采点区域的节理组交线(代表中间应力轴)与磁化率椭球体中间轴一致,意味着采点磁性矿物的排列方位很可能因构造应力影响发生改变.逐步热退磁显示14个采点分离出的特征剩磁解阻温度高于660℃,方向区别于现代地磁场方向;褶皱检验表明在褶皱展平度为80.4%(95%置信范围内褶皱展平度为77%±12.2%)时精度参数达最大,对应方向为D=359.9°, I=43.4°,κ=70.2,α95=4.8°,与前人的古地磁方向一致.通过与华南地块参考极对比,以及综合分析海南岛围区古地磁和地质限制条件,表明该古地磁方向是不协调的.我们认为前人和本文采样红层剩磁很可能在沉积时获得,但在沉积后受到区域构造应力的影响,致使磁性矿物排列改变,从而导致古地磁方向也发生变化.因此,我们认为这些样品所记录的古地磁方向不能准确反映海南岛白垩纪古纬度.     

塔中北斜坡碳酸盐岩岩溶储层油气差异富集特征

塔中北斜坡下奥陶统岩溶储层基本为低孔低渗储层,主要的储集空间为溶蚀孔、洞和断裂活动产生的裂缝。储层呈现“横向连片,纵向分层”特点,优质储层主要呈层状叠合分布在不整合面下0~200m范围内的垂直渗流带和水平潜流带。岩溶储层具有大面积、多储集段含油气的特点,平面上整体表现为“西油东气,内油外气”的分布特征。鹰山组直接盖层良3—5段致密灰岩平面上具有“东厚西薄,北厚南薄”的分布特点,剖面上呈现“块状分布,横向相连,纵向叠置”的展布特征。鹰山组内部多套高阻层相互叠置,与下伏含油气层构成良好的配置关系,形成一套或多套储盖组合,控制油气的分层聚集。塔中北斜坡发育着一系列NE向左行走滑断裂,以之为边界,可以分为若干个构造区块。区块内油气水正常分异,相对高的部位聚集油气、低部位出水。块体内部油气多富集在距主干走滑断裂0.5~4.0km范围内。      

列车荷载对平行换乘地铁车站深基坑变形影响

根据地铁车站轨道结构的特点,利用集总参数法建立了轮轨竖向耦合振动模型;分析了新建地铁车站深基坑开挖过程中既有车站内的轮轨接触荷载对车站结构及其周围土层变形的影响.通过计算分析认为,列车荷载引起的结构变形在允许值的7 %范围以内,引起的地面沉降在允许值的3 %范围以内.     

六种成膜封堵剂的室内实验优选与评价

为更好地服务深部钻探工程,准确了解冲洗液封堵性能,对6种成膜封堵剂开展了砂床实验、API静失水量实验、流变性能实验及抗温实验等室内实验进行优选与评价。实验结果表明,2号和4号成膜封堵剂在6种成膜封堵剂中封堵性能最好,它们在基浆中的最优加量均为2%,100 ℃温度条件下加入这2种封堵剂的冲洗液具有较好的抗温性能;冲洗液中膨润土含量和处理剂是影响冲洗液封堵性能的2个重要因素：膨润土含量越高,冲洗液封堵性能越好,加入聚合物、降滤失剂等处理剂可以提高冲洗液的封堵性能。砂床实验是评价冲洗液封堵性能好坏的重要依据。     

Non-linear channel–shoal dynamics in long tidal embayments

The dynamics of finite-amplitude bed forms in a tidal channel is studied with the use of an idealized morphodynamic model. The latter is based on depth-averaged equations for the tidal flow over a sandy bottom. The model considers phenomena on spatial scales of the order of the tidal excursion length. Transport of sediment mainly takes place as suspended load. The reference state of this model is characterized by a spatially uniform M₂ tidal current over a fixed horizontal bed. The temporal evolution of deviations from this reference state is governed by amplitude equations: these are a set of non-linear equations that describe the temporal evolution of bed forms. These equations are used to obtain new morphodynamic equilibria which may be either static or time-periodic. Several of these bottom profiles show strong similarity with the tidal bars that are observed in natural estuaries. The dependence of the equilibrium solutions on the value of bottom friction and channel width is investigated systematically. For narrow channels (width small compared to the tidal excursion length) stable static equilibria exist if bottom friction is slightly larger than r_cr. For channel widths more comparable to the tidal excursion length, multiple stable steady states may exist for bottom friction parameter values below r_cr. Regardless of channel width, stable time-periodic equilibria seem to emerge as the bottom friction is increased.Responsible Editor: Jens Kappenberg     

北京城乡接合部地表颗粒物中重金属污染负荷及健康风险评价

随着我国城市建设的不断推进,城市径流污染越来越受到关注。地表颗粒物(RDS)是重金属的重要载体,雨水径流对地表颗粒物的冲刷引起的径流重金属污染问题凸显。本研究选取北京市城乡接合部作为研究区域,研究区域内地表颗粒物中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn)污染负荷并进行健康风险评估。结果表明,地表颗粒物含有的重金属中,除Mn外,As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均浓度均超过背景值。其中,Cd的平均浓度是其背景值的3倍,Cr的平均浓度是其背景值的4倍之多。在径流冲刷条件下,Cr的污染负荷在各研究区域均最高,为其他重金属的3~4倍。暴露模型计算表明,重金属非致癌日平均暴露量为手口摄入量＞皮肤吸收量＞吸入空气量,经手口接触是人体地表灰尘暴露风险的主要途径。对于非致癌风险,在芦求路主路以及黄鹅路十字路口区域存在对于儿童的非致癌风险,整体区域内成人所受非致癌风险较低。各研究区域内重金属呼吸暴露途径的总致癌风险均低于环境阈值,致癌风险较低。