为什么地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发系数容易蒸发

第三章 地下水的赋存_图文_百度文库
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第三章 地下水的赋存
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你可能喜欢我国天然地表水源和地下水源的特点急啊
地表水(surface water)存在于地壳表面,暴露于大气的水。地表水是河流、冰川、湖泊、沼泽四种水体的总称,亦称“陆地水”。它是人类生活用水的重要来源之一,也是各国水资源的主要组成部分。中国大小河流的总长度...
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扫描下载二维码饱水带的地下水只所以能沿毛细空隙上升, 主要是受毛细力的牵引。毛细力是发生在岩石介质空隙中固、液、气三相界面上的一个向上的力,
它是由岩石颗粒表面张力和重力共同对水的作用产生的。形成指向弯液面凹侧向上的附加表面压强, 该附加压强因弯液面上凹而向上, 为一负值, 称为毛细负压。因此, 凹液面所受的大气压强要比水平液面小一个毛细压强, 相当于凹液面之下存在一个与毛细压强相等的真空值。所以, 可认为该毛细负压力就是一个向上的弯液面力。该弯液面力抵抗着大气压力和重力使水沿毛细管上升, 直至液柱重力与之平衡。若换算成水柱高度可表示为:
h = 0.03 / D
式中, h为水柱最大毛细上升高度(单位:m); D为毛细管的直径(单位:mm)。
由上式看出,毛细管直径越小,水的毛细上升高度越大,反之则越小。因而在大孔隙的粗砂中, 毛细管直径较大, 毛细水上升高度较小, 而细砂、粘土, 由于孔隙直径较小, 毛细水上升高度则较大。
岩石中毛细水上升高度对于研究包气带水运动、大气降水入渗补给地下水、农田灌溉、盐碱地改良、地下水污染及工程建筑地基处理设计与稳定性评价等, 都具有重要意义。
松散岩石的毛细水上升高度测定方法, 有直接观察法和卡明斯基仪法。前者适用于粗砂和中砂, 后者则适用于粉砂和粘土。
一、直接观察法
该法是将试样装入有刻度的玻璃管中, 管的底部缚有滤网, 并放置于盛水槽中, 直接观测毛细水的上升高度。 1、测定装置(图Ⅰ―3)
铁皮水槽、带刻度玻璃管、玻璃管架。 2、测定操作步骤
将内径2 至 3cm, 长80 至 100cm,两端开口并有刻度的玻璃管一端用滤网包住并用尼纶绳捆紧。 ② 将准备好的粗砂、中砂、细砂、极细砂试样分别用漏斗装入不同玻璃管, 使砂柱高度达到70 D 80cm即可。
将装好砂样的玻璃管分e插入玻璃管架, 包滤网一端放入铁皮水槽内, 最后向铁皮水槽内加水, 至玻璃管零刻度线位置, 并始终保持该水位不变。
③ 先按经过5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、60分钟的时间间隔观测和记录各管中的毛细水上升高度, 以
后每隔数小时观测各管毛细水上升高度一次, 直至稳定为止。同时将观测的结果填入表Ⅰ―5。如果毛细水升高的湿润面不平, 则可取其平均值。 3、实验数据记录表
直接观测毛细水上升高度实验数据记录表
4、实验数据整理
将记录表中数据,
在同一座标纸上分别绘出粗砂、中砂、细砂和极细砂的毛细水上升高度与时间关系曲线。该曲线可用如下经验式表示:
上式中的 n、m, 可利用作图分析方法分别确定。 并可求出其三条曲线的实用经验式。
将上式两边取对数得:
lgt = nlgH D lgm
显然上式为一线性方程,
将所测的t 和H取对数,
然后在双对数纸上作其关系曲线(图Ⅰ―4), 其直线的斜率为n,
截距为Clgm。取其反对数就可求出m来。其相应经验式也就得出。 二、卡明斯基仪测定法
该法是根据弯液面力能产生一定负压力,
使供水中的静水压力小于外界大气压力。其压差所支持的毛细水柱高度即为被动的毛细力支持的下降水柱高度, 用连通管等压面原理就可进行测定。
2、仪器装置(图Ⅰ―5)
供水瓶、供水胶管、固定铁架、玻璃岩样管、橡胶塞、滤网、测压管、木支架、排气胶管、标尺、固定板、流量调节阀、供(排)水玻璃管、玻璃三通A、玻璃三通B、U形胶管、固定架、接水桶。
3、测定步骤
将试样装入玻璃岩样管, 对于风干扰动砂土样, 应一边装一边用捣棒捣实,装至约8cm高即可; 对于原状
砂土样, 直接用切土筒削出8cm高试样装入玻璃管,周围用蜡密封; 对于粘土样, 则在滤网上铺一粗砂缓_层, 但供水玻璃管口应高于缓_层。最后将试样的岩性、粒径填写在表Ⅰ―6。
将供水胶管装上流量调节阀并与供水瓶下排水口相连, 关闭流量调节阀, 向供水瓶加水至2/3容积。 将供水细玻璃管下端口与U形胶管相连, U形胶管另一端与玻璃三通B其中一端口相连, 玻璃三通B另外两端其中一端与测压管下端口相连,另一端与玻璃三通A其中一端口用胶管相连。玻璃三通A另外两端其中一端与供水瓶胶管相连, 另一端与装有流量调节阀并伸进接水桶的排水胶管相连。
关闭排水胶管上流量调节阀, 慢慢开启供水胶管上的流量调节阀向土样供水, 待土样表面出现水膜完全饱和后, 关闭供水胶管上流量调节阀。
缓缓打开排水胶管上流量调节阀, 一边向接水桶内放水, 一边注意观察测压管水位沿标尺的下降情况, 待下降缓慢时, 应减缓排水速率, 直至水柱下降到一定高度停下来, 然后又猛的一跳, 向上快速返回时停止放水, 并记下开始回跳位置读数、测定累计时间一同填写在表Ⅰ―6。
本实验应平行做两次以上, 取其平均值作为该样毛细水上升高度, 如果两次实验结果相差太大, 应重新另做。 4、实验数据记录表
1、 试样饱和时,供水速度宜慢,否则容易在试样底部冲成小坑。
2、 水位下降速度开始可控制在2D5cm/min, 最后可减至1D2cm/min。 四、撰写实验报告
包括直接观测法和卡明斯基仪测定法的实验体会和看法。描述负水头法测定过程中值得注意的现象等。分析本次实验后面所留的思考题。
1、用直接观察法数据做出四种砂样毛细水上升高度与时间关系曲线后, 请指出初期及后期四种砂样的毛细水上升速度自大而小的顺序, 并分析其原因。
2、从试样中退出的水是什么形式的水?试样中保留的是什么形式的水? 3、如果改测粘土试样, 毛细水上升高度数值是大还是小?
实习一、编制潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图
一、实习目的
熟悉潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图的编制方法。 2、初步学会阅读和利用潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图。 二、潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图的编制原则
编图前必须掌握本地区水文地质条件(地表水与地下水相互联系状况; 周围山区基岩与平原或盆地松散沉积层的接触及水力联系状况; 区内断裂分布特征及导水性质; 含水层与隔水层产状与分布特征; 降水入渗与蒸发
强度等); 地形地貌特征及组成物成因类型。只有充分了解和掌握这些相关资料, 才能正确勾绘出各条潜水等水位线走向。
2、选用的地形图底图比例尺, 应大于或等于水文地质观测实际材料图和所编制的潜水等水位线图及水位埋藏深度图。
3、将水文地质观测点(井、泉、地表水体水位等)按水文地质勘测规范要求统一编号, 以适当的大小和规定的代表符号投在地形底图上(如图Ⅱ―2图例)。
4、所选用的水文地质观测点水位必须是同一时间(一般要求最多不超过2天)统测的数据。
5、不同比例尺的潜水等水位线图及潜水位埋藏深度图, 应有相应密度或数量的控制点(水文地质观测点)。 若局部地段控制点少于水文地质勘测规范要求, 对于大比例尺(&! : 5万)的图件必须在野外现场实测补足观测点; 对于中、小比例尺的图件(&1 : 10―20万) , 可利用地形地貌、构造、附近观测点水文地质资料进行推测勾绘, 但必须在水文地质报告或有关图例中说明和表示清楚。
三、潜水等水位线图和潜水位埋藏深度图绘制方法
潜水等水位线图和潜水位埋藏深度图绘制方法很多, 主要是根据观测点水位标高和水位埋深结合地形地貌条件、水文地质条件、地表水体特点凭经验用内插法确定出一定间距的潜水面高程和埋深点, 再用规定标高和埋深厚度段的光滑曲线连接这些点:
1、 地形地貌条件的影响
潜水地下水位的分布特征主要受地形地貌的控制, 潜水面形态与地表形态基本一致, 不同地貌形态其地下潜水面分布形态和埋深不同。
(1)、穹隆或山包地形
地下潜水面形态多与其地面相似, 但起伏程度远比地面缓。潜水等水位线呈封闭的环形状, 越向山峰方向等水位线标高值越大, 中心地下水位埋深最大, 越向边缘埋深越小。
(2)、坡地与沟谷间梁、塬地形
在山坡处潜水面呈倾斜的平缓凸形曲面, 潜水等水位线呈向地形标高降低方向凸出弯曲, 且越向坡顶等水位线标高值越大, 地下潜水位埋藏越深。越向坡脚处等水位线标高值越小, 地下潜水位埋藏越浅, 一些坡脚地方甚至有地下水出露。
在沟谷间梁、塬处, 潜水面呈长垣凸形状, 地下潜水等水位线呈封闭的与梁、塬近似的形状。越向梁、塬内部地下潜水位埋深越大, 越向梁、塬边缘地下潜水位埋深越小。 沟底边缘处地下潜水等水位线与梁、塬边缘地形等高线相交, 多发育有下降泉。
(3)、大型沟谷地形
大型沟谷地带, 地下潜水面坡度比地面坡度缓的多。等水位线呈向地形等高线标高增大方向凸形弯曲, 且越向谷底地下潜水位埋深越浅。
(4)、盆地或洼地地形
地下潜水面多呈缓锅底状, 等水位线呈近似盆地或洼地形态的封闭环状。越向盆地或洼地边缘, 等水位线标高值越大潜水位埋深亦越大, 越向盆地中心等水位线标高值越小, 潜水位埋深越浅。甚至与地形等高线重合发育有沼泽或湖泊。
(5)、洪积扇地形
地下潜水面呈缓倾斜的凸形扇状, 扇脊和扇顶部位潜水位埋深大, 边缘处埋深浅。地下潜水等水位线向洪积扇下游方向凸形弯曲, 因扇脊部位沉积物颗粒较粗, 导水性强, 所以等水位线较疏两侧则较密。在洪积扇的扇形相和滞水相沉积接触带地形等高线与潜水等水位线相交, 潜水位埋深为零, 地下水溢出。
2、 水文地质条件的影响
主要包括隔水边界、供水或透水边界、潜水和承压水相互联系和转换地带以及排泄边界等。 (1)、隔水边界
常见的有不透水岩层与透水岩层相接触带、大型压性或剪性断裂带、地下分水岭地带等。由于隔水边界无水流通过, 在稳定流场条件下, 隔水边界可看作是一条流线。因此, 其潜水等水位线可垂直隔水边界勾绘。
(2)、供水边界或透水边界
此类边界常存在于山区基岩与平原或盆地的张性断裂接触带、可溶性灰岩与松散的砂或砂砾石层接触地带以及平原或盆地中湖泊和河流周边附近。其地下潜水等水位线形状由山区基岩风化程度、断裂带破碎状况和地形陡峭情况决定。当透水性能很强两侧水力联系十分密切时, 潜水等水位线则平行该边界走向绘制, 当水力联系不十分密切时则呈一定角度与此边果斜交穿过。
(3)、潜水和承压水相互联系或补给地带
在平原中部, 由于下伏松散沉积层由许多砂、砂砾石层和粘土、亚粘土或亚砂土层互层构成, 在这些地区的钻孔中揭露的含水层又不止一层, 它们多少存在着一定的越流关系。所以, 在这些井孔中反映的地下潜水位多为混合水位。要在潜水等水位线图上反映出该处的地下水分布特征, 多采用分层止水观测水位。下面各承压含水层水压线可用所附水文地质剖面图表示。
(4)、排泄边界
在山前平原或盆地内部单独泉排泄点, 地下水等水位线多以该点为中心, 以隔水层为边界呈不对称环带分布。越向补给方向潜水位埋深越大, 越靠近泉点越浅。
在沟谷、河谷和平原或盆地边缘常由泉群组成泄流带, 该处潜水等水位线与地形等高线相交, 且沿这些出水点走向分布, 潜水位埋深为零。
3、 地表水体条件的影响
在河流和湖泊(水库)周围, 不同水文季节地下潜水面分布不同。 (1)、河流
在丰水期(我国北方为6、7、8、月份)河水通常是补给地下水, 河床附近的地下水位常高于周围的地下水位, 形成长垣状潜水面。 其水流方向一方面向两侧渗流, 另一方面向河流下游方向渗流。因此, 地下潜水等水位线向河流下游凸形弯曲, 越向下游方向潜水等水位线标高值越小。河床位置水位埋深最浅。
在枯水期(我国北方为1、2、3月份), 地下水通常补给河水, 河床水面与地下水面相交, 其交线由若干条潜水等水位线组成。由于水流方向一方面向河床泄流, 另一方面向河流下游方向渗流。因此, 地下潜水等水位线向河流下游凹形弯曲。越向下游等水位线标高值越小。
沉降平原中部的地上河附近, 地下潜水面分布同丰水期河流。但水位埋深极浅, 许多地方沼泽发育。 (2)、湖泊
湖泊(水库)水面为流动很小或水力坡度小到可以忽略的地表水体。该水体边界线被看作是定水头, 可用一条封闭的同水体边界重合的环形潜水等水位线表示。若湖水补给地下水, 则潜水等水位线标高向周围依次降低, 若地下水补给湖水, 则潜水等水位线标高向周围依次增高。
4、 含水层沉积岩相
平原或盆地下伏潜水含水层中, 有时在一定范围存在着不同规模和不同厚度的湖相、河漫滩相的淤泥、粘土和亚粘土透镜体。当地下水流经这些透镜体时, 便会产生绕流, 流线与等水位线均发生变形。因此, 绘制潜水等水位线图前还必须收集第四系等厚线图、第四系钻孔剖面图等资料, 以便能够正确处理。
5、 沉陷或塌陷构造
我国北方许多山麓平原地区下伏奥陶纪灰岩岩溶水, 上覆第四系松散层。由于煤田开采强疏干, 使下伏石炭、奥陶系中岩溶溶洞呈负压。常常在上覆第四系较薄处产生地面塌陷, 造成地表水和地下潜水通过塌陷天窗补给下面灰岩含水层。因此, 地下潜水等水位线是以这些塌陷为中心呈漏斗状分布。
在沉积平原或盆地中, 由于多年过量开采深层地下水, 造成下伏承压含水层孔隙压缩和释压, 地面大面积发生缓慢沉降。因而这些地区的地下潜水等水位线也发生改变, 与该沉降凹陷区形状基本一致, 潜水面呈降落漏斗状, 且越向中心潜水位埋深越大。
设两个己知水文地质观测孔为孔#1和孔#2, 其水位标高值为H1和H2, 两水文地质观测孔之间的距离为L, 绘潜水等水位线的孔#x点位于两个己知水文地质观测孔之间的连线上, 且距孔1的距离为l1, 水位标高为h, 如图Ⅱ―1。则由比例关系可得下式:
(H1 C H2)(L Cl1)
式中:L和l1 距离可用直尺从投在地形底图上的两个己知水文地质观测孔之间距离和要绘潜水等水位线那一点孔#x距孔#1之间的距离量得。
最后, 在连潜水等水位线之前, 应找出全区地下水位的大致变化规律。先勾绘资料多容易勾绘的线段, 然后加密并处理异常点。绘完后还应详细检查, 对特殊地段孔连线进行反复斟酌处理, 使其尽量符合周围地下水流场规律。 四、松散沉积物水文地质剖面编制方法
1、将地形图上所标的剖面线与各地形等高线相交点按其标高值以适当比例分别投在该地形图下方对应的座标位置上(该座标垂向代表地形标高, 横向代表剖面线在平面上的沿伸长度)。得到该剖面的地面起伏线。
2、将剖面线上或距离最近的代表性钻孔也分别投在该地形图下方座标内对应位置(若钻孔不在剖面线上, 可将其先投影到该剖面线上)。 然后以地面起伏线为起点根据钻孔揭露终孔深度按适当比例向下作延长线段, 表示剖面上孔深。
将各个钻孔在不同深度揭露的不同厚度的沉积层, 用规范要求的岩性符号按比例标在各钻孔从地面起伏线处向下延长的线段上。沉积较薄无法标出的沉积层可将成因类型相同的进行合并处理或适当加大垂向标高比例表示, 但不得过分夸大使整个地形起伏失真。
4、 根据地表形态、地表水流向、该剖面处地质构造特征用光滑曲线将成因类型和岩性相同的沉积层连接起来。一般延伸方向应越向水流下游越低(除非其间有断层抬升或构造隆起), 中间连不起来的沉积层, 按尖灭或透镜体处理。
将各个钻孔揭露的地下潜水位标高值按上述相同比例标在各个钻孔的不同深度位置。最后将各个钻孔水位用光滑虚线连接起来, 即编制出该水文地质剖面图。 五、潜水等水位线的判读
1、潜水位埋深SEW_(30)(地下水埋深小于30cm累积值),SEW_(30),音标,读音,翻译,英文例句,英语词典
说明:双击或选中下面任意单词,将显示该词的音标、读音、翻译等;选中中文或多个词,将显示翻译。
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-> SEW_(30)(地下水埋深小于30cm累积值)
1)&&SEW_(30)
SEW_(30)(地下水埋深小于30cm累积值)
2)&&isograms of groundwater depth
地下水埋深等值线
In this study,the isograms of groundwater depth show that the depth of groundwater near the Yellow River is deeper and near the sea and the interfluvial lowlands is shallower in the typical region.
采用surfer软件绘制的地下水埋深等值线图显示地下水埋深的分布规律为沿黄河河道附近地下水埋深较深,滨海以及河间洼地为地下水浅埋区。
3)&&groundwater level
地下水埋深
Distribution of dominant plant species and characteristic of its communities on the foreland of Cele Oasis in relation to groundwater level
策勒绿洲外围不同地下水埋深下主要优势植物的分布和群落特征
Based on experimental data from laboratory and field experiments, the relationship between rainfall recharge and groundwater level under farmland drainage is analyzed in this paper.
以室内一维土柱试验和室外水平衡小区观测资料为基础 ,对农田排水条件下降雨入渗补给与地下水埋深关系进行了分析 ,根据降雨、蒸发与地下水埋深关系相似的规律 ,仿照国内外排水计算中较为广泛应用的阿维里扬诺夫经验公式的结构形式 ,建立起降雨入渗补给与地下水埋深的关系 ,并采用室内外试验资料对该关系式进行了验证。
With special equipments of Central Equipment Station in Shanxi province,this model was established on basis of the results of the optimal groundwater level range which was measured by taking full advan.
为建立新型的节水型灌区,科学用水、计划用水,利用山西省中心试验站蒸渗仪,进行了长达10年的试验研究,充分利用马氏瓶调控地下水浅埋区的水位动态变化,得出了最佳地下水埋深范围,建立了动态模拟的作物生育期内潜水蒸发模型。
4)&&groundwater table
地下水埋深
Effects of reclaimed water irrigation on winter wheat growth under different groundwater tables;
不同地下水埋深条件下再生水灌溉对冬小麦生长的影响
Recent advances in desert vegetation response to groundwater table
荒漠区植被对地下水埋深响应研究进展
Seasonal variation of groundwater table for Pinus sylvestris var. mongolica plantations in southern Keerqin Sandy land
科尔沁沙地南缘樟子松人工林地下水埋深季节变化
5)&&groundwater embedment depth
地下水埋深
In order to solve above-mentioned problems, this paper took 597 Farm as example, built up the groundwater embedment depth dynamic forecast model of 597 Farm through applying the method of time-series analysis.
为了解决上述问题,以597农场为例,采用时间序列分析方法建立了597农场地下水埋深动态预测模型,对地下水埋深进行模拟和预测;同时,揭示了该区地下水动态变化规律,为三江平原地下水资源的可持续利用提供了科学依据。
In order to solve above-mentioned problems,this paper took 853 Farm as example,built up the groundwater embedment depth dynamic forecast model of 853 Farm through applying the method of time-series analysis.
为解决上述问题,以853农场为例,采用时间序列分析方法建立了853农场地下水埋深动态预测模型,对地下水埋深进行模拟和预测,揭示了该区地下水动态变化规律,为三江平原地下水资源的可持续利用提供了科学依据。
In order to solve above-mentioned problems,this paper took 853 Farm as example,built up the groundwater embedment depth dynamic prediction model of 853 Farm through applying the method of BP neural network.
为解决上述问题,以853农场为例,采用BP神经网络方法建立了853农场地下水埋深动态预测模型,对地下水埋深进行模拟和预测,精度检验结果表明,模型拟合和预测精度均较高。
6)&&groundwater depth
地下水埋深
The characteristics of the soil seed banks follow different groundwater depth in the lower reaches of Tarim R
塔里木河下游不同地下水埋深下的土壤种子库特征
Spatiotemporal variation of shallow groundwater depth in intensiv
集约化农业生产区浅层地下水埋深的时空变异规律
Self-memory model for predicting groundwater depth series with pe
考虑周期性变化的地下水埋深预测自记忆模型
补充资料:地下水
地下水groundwater&&&&赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带,上部是包气带&,即非饱和带&,在这里,除水以外,还有气体。下部为饱水带,即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水,还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进中,可能发生大量涌水,给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发可能引起土壤盐渍化;在地下水位高,土壤长期过湿,地表滞水地段,可能产生沼泽化,给农作物造成危害。&&&根据埋藏条件可把地下水分为包气带水、潜水和承压水。包气带水指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。潜水是指存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入渗补给。承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。它承受压力,当上覆的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出。按含水空隙的类型,地下水又被分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的洞隙中的地下水。&&&&地下水中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根&7&种离子。地下水中各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度&&,总矿化度小于1克/升的&&,称淡水,1~3克/升的&&,称微水,3&&~&&&10克/升的,称咸水&&,10~50克/升的,称盐水,大于&50&克/升的,称卤水。地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量称硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。&&&绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中,如水流速度高,则易呈紊流运动。地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给,越流补给和人工补给。在一定条件下,还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。
说明:补充资料仅用于学习参考,请勿用于其它任何用途。

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