Oxygen isotopes from Chinese caves: records not of monsoon rainfall but of circulation regime

Oxygen isotope variations in Chinese stalagmites have been widely interpreted as a record of the amount of East Asian summer monsoonal rainfall. This interpretation infers decreasing monsoonal rainfall from the mid‐Holocene and large, dipolar rainfall oscillations within glaciations. However, the speleothem δ¹⁸O variations conflict with independent palaeoclimate proxies (cave δ¹³C, loess/palaeosol magnetic properties, δ¹³C alkanes), which indicate no systematic decline in rainfall from the mid‐Holocene, and no glacial rainfall maxima. Using mass balance calculations (which incorporate seasonality effects in both δ¹⁸O concentration and amount of precipitation), we demonstrate that the cave δ¹⁸O variations cannot be accounted for by summer rainfall changes, or rainfall seasonality or winter cooling, but instead reflect changes in moisture source. A possible driver of the δ¹⁸O variations in Chinese stalagmites is precessional forcing of inter‐hemispheric temperature gradients, and resultant shifts in the position and intensity of the subtropical pressure cells. Through such forcing, Indian monsoon‐sourced δ¹⁸O may have dominated at times of high boreal summer insolation, and local Pacific‐sourced moisture at low insolation. Suppression of summer monsoonal rainfall during glacial stages may reflect diminished sea and land surface temperatures and the radiative impacts of increased regional dust fluxes. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

利用DEM边缘检测进行黄土地貌沟沿线自动提取

在分析黄土地貌沟沿线形态特征的基础上,提出了基于规则格网DEM,通过引入边缘检测算子提取并连接沟沿线候选点,并借助形态学方法滤除细碎线段,最终生成沟沿线的方法。黄土丘陵沟壑区的实验结果显示,Sobel、Roberts、Prewitt梯度算子检测得到的沟沿线封闭性较差,线段较零碎,与实际沟沿线不符,不适用于沟沿线的自动提取;而LOG算子提取的线段连续、精度高,是理想的沟沿线检测算子,能够实现黄土地貌沟沿线较准确、有效的自动提取。     

马兰黄土动强度及其微结构变化实验

黄土斜坡灾害已经成为黄土地区农村城镇化及交通建设的瓶颈,是当前地质灾害领域的研究热点.因震(振)动影响而降低黄土强度、改变黄土自身结构形态的研究是揭示黄土斜坡灾变机理的基础.基于GDS试验系统,采用应变控制等效正弦波逐级加载方式,进行马兰黄土动三轴试验;利用扫描电镜,观察马兰黄土试验前后微结构变化.试验结果表明:马兰黄...     

坎苏剖面记录的西天山地区黄土磁学性质及其控制因素初探

西天山地区坎苏(KS)黄土剖面的岩石磁学研究结果表明,与黄土高原地区黄土基本一致,磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,磁铁矿和磁赤铁矿占据重要地位,针铁矿也普遍存在于地层中.该剖面中磁性矿物的含量高,硬磁性矿物含量也高.磁性矿物磁晶粒度以假单畴和多畴(PSD/MD)为主,而S1S3的磁晶粒度较细,表现为粗单畴(SSD)的性质....     

降雨入渗诱发黄土滑塌的模式及临界值初探

国内外对诱发滑坡的降雨阈值的研究多采用统计方法对历史滑坡和降雨量数据进行相关分析,而在分析过程中很少按降雨入渗诱发模式的不同进行分类.实际上,降雨临界值与被触发的滑坡类型紧密相关,不同模式的降雨可以触发不同类型和规模的滑坡,而不同类型的滑坡也“需要”不同的降雨临界值.本文以陕北黄土高原广泛发育的-种典型地质灾害-黄土滑塌作为研究对象,从定性分析降雨入渗的机理入手,探讨了不同入渗模式下雨水对滑塌的诱发作用,初步建立了缓慢下渗诱发型、下渗阻滞诱发型、下渗贯通诱发型三种降雨诱发黄土滑塌的模式.运用统计学的方法,对陕西北部地区25个县(市、区)1960年～2008年发生的有准确日期记录的227个黄土滑塌和降雨数据进行分类,建立了不同降雨入渗诱发类型下的黄土滑塌降雨临界值或预警值.     

宁夏黑城至海原高速公路沿线湿陷性黄土特性分析

黄土作为一种特殊性岩土,具有特殊的工程地质性质。在黄土地区的公路建设中,过去人们常常对黄土重视程度不足,未对黄土地基进行处理,加之排水设施不完善,造成了工程建成后病害不断。黄土在宁夏回族自治区广泛分布,随着高速公路向宁南山区的延伸,高速公路也逐渐进入宁夏回族自治区的黄土地区,对该地区黄土的工程性质进行深入分析很有必要。     

引水灌区黄土地质灾害成因机制与防控技术 ——以黄河三峡库区甘肃黑方台移民灌区为例

黄土是具有水敏性的特殊类土,遇水后性质发生明显变化,甚至引发地质灾害.甘肃黑方台地区由于引水灌溉引发的滑坡和黄土湿陷等灾害十分严重,也很典型,已成为地质灾害研究和工程实践的热点地区之一.针对引水灌区黄土地质灾害成因机制研究与防控技术中存在的问题,以黑方台地区为例,从灌溉水入渗引起的地下水动力场与黄土工程地质性质响应及其诱发的黄土滑坡和黄土湿陷灾害等方面开展了国际合作研究.研究表明,40余年引水灌溉导致台塬中心部位地下水位上升了20m,升幅为0.476m/a,导致滑坡灾害频发,平均每年发生3～4次,引起黄土湿陷总量达5.9m,非饱和黄土和湿陷系数小于0.015的黄土所引起的湿陷量达到2.16m,对黄土湿陷性研究提出新的挑战.灌区地质灾害风险防控的关键是改变灌溉模式,减少地下水补给,实施排水工程,有效地降低斜坡地带的地下水位.     

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发作用与黄土滑坡响应

黑方台地区自灌溉以来,诱发了大量的滑坡,但缺乏系统地对研究区的滑坡历史分析研究 在黑方台滑坡历史分析的基础上,研究灌溉引起的地下水位上升过程与滑坡的历史关系,对比分析不同时期的地下水位对滑坡稳定性、滑坡体积及后壁垮塌速度的影响.历史数据分析表明,灌溉引起的水位上升与滑坡发生的频率、体积存在明显的相关性,选取的典型滑坡稳定性计算结果显示滑坡具有多期逐级后退式特征,随着灌溉时间的增长,滑坡体积逐渐减小,但发生频率逐渐增大,基于DEM数据计算的滑坡变形也验证了计算结果.研究成果基本反演了灌溉引起的黄土滑坡历史过程,对黑方台滑坡的综合治理提供了数据支撑.     

泥河湾盆地剖面顶部黄土沉积及其古地理意义

选取泥河湾盆地郝家台、小长梁和东谷坨三个典型剖面顶部的黄土沉积进行磁化率和粒度特征的研究，以期揭示盆地晚更新世以来的古地理状况。结果表明，黄土沉积可以划分为S1、L1和S0三层，与我国西北地区典型剖面的黄土堆积和深海氧同位素阶段MIS1-MIS5可以很好的对比。它记录了这一地区130Ka.B.P.以来至少千年尺度的气候和环境变化历史，也说明这一地区对东亚季风气候的变化是十分敏感的。剖面黄土沉积说明盆地在更新世晚期的发育具有差异性，由于断块抬升作用使盆地西部继续接受湖相沉积，而东部则湖盆消失，接受黄土堆积。这些初步成果对研究盆地晚更新世时期的演化具有重要意义。     

非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测

我国黄土厚度大,黄土地区地下水位深,降雨量少,黄土多处于非饱和状态,土-水特征曲线是非饱和黄土应力状态、强度及渗透性研究的基础。以陇东高原马兰黄土为试验对象,采用张力计法测定原状土样的土-水特征曲线,采用三种理论模型对试验数据拟合,其中Gardner模型简单、参数少,但Fredlund & Xing模型拟合效果最好。基于已测得的土-水特征曲线,采用Childs & Collis-Geroge预测非饱和渗透系数的模型,计算得到非饱和黄土渗透系数与基质吸力或含水率的关系,发现黄土从饱和到非饱和,其渗透系数急剧降低,黄土非饱和渗透系数与基质吸力或体积含水率的关系均可用指数函数表示。本文对典型黄土土-水特征曲线的研究及渗透性的预测为黄土工程问题,如降雨入渗的边坡稳定性评价、非饱和地基湿陷变形计算等提供理论基础。