宁夏盐池县地质灾害特征及形成条件分析

宁夏盐池县是全区地质灾害地质灾害较为发育的地区之一。通过宁夏盐池县地质灾害详细调查工作,查明地质灾害点共计426处,其中滑坡295处、崩塌92处、泥石流19处、不稳定斜坡17处、地面塌陷3处,主要分布在南部地貌类型为黄土丘陵的麻黄山乡、大水坑镇东南部以及惠安堡镇南部,具有黄土地区地质灾害典型特征。地质灾害形成条件包括地形地貌、地层结构、降雨和人类工程活动。     

基于时序InSAR的黄土滑坡隐患早期识别——以白鹿塬西南区为例

中国黄土滑坡灾害频发且分布广泛，传统的地质灾害调查对于地处高位、形变特征不明显和隐蔽型的滑坡隐患难以有效识别，是滑坡灾害监测预警成功率低的主要原因之一。如何有效超前判识别地质灾害隐患是地质灾害防治工作的前提和基础，时序InSAR技术在此领域具有良好的应用潜力，但如何更好地将InSAR技术融入到滑坡灾害相关研究中仍处于探索阶段。笔者以西安市白鹿塬西南区为研究区，在高精度三维倾斜摄影、ALOS-2雷达影像集等数据基础上，以时序InSAR技术反演得到104处地表形变明显区域；结合黄土滑坡易发指数、航拍影像和野外核查，快速识别黄土滑坡及隐患23处，其中包括新识别的滑坡隐患20处和在册的滑坡灾害3处，通过与传统地灾调查数据比对和实地调查核实验证了时序InSAR方法探测结果的优势和有效性，并构建了基于高精度InSAR和DEM数据的黄土滑坡隐患早期识别方法。     

宁南山区黄土滑坡形成机理探讨

宁南山区地貌以黄土丘陵区为主,特殊的地质构造部位,造就了广泛发育的黄土滑坡。本文依据县市地质灾害调查与区划所获取的大量数据,通过统计分析,对黄土滑坡产生的地质环境条件、黄土滑坡特性等进行了研究,将宁南黄土滑坡归纳为重力卸荷和地震破坏二种不同类型,同时对其形成机理进行了探讨分析与研究,最终给出宁南山区黄土滑坡防范要点。     

天水市麦积区幅黄土滑坡发育分布特征及其孕灾因素分析

基于野外调查和室内资料综合整理, 对天水市麦积区幅范围内438处体积大于1×104 m3的黄土滑坡进行了分类统计对比分析。研究结果表明, 麦积区幅内黄土滑坡具有空间上发育不均衡, 时间上多期活动的特点, 表现为区域上黄土滑坡分布不均匀, 各区域滑坡体平均厚度差异大, 滑坡多沿沟谷呈不对称带状分布, 滑坡多发育在坡度为15°—30°斜坡上等。受地质构造、地形地貌、地层岩性等环境地质条件控制, 幅内滑坡主要是因地震和降雨诱发形成。      

黄土滑坡形成机理分析——以宁夏彭阳县为例

彭阳县是黄土地区滑坡灾害最为发育的县（市）之一,严重威胁当地群众生命财产安全,阻碍社会、经济发展。本文基于彭阳县地质灾害详细调查资料。首先,对黄土滑坡从规模、形成时代、滑体厚度等方面进行分类统计,结合遥感解译结果和实地调查资料,总结其分布规律;其次,从地形地貌、地层岩性、大气降水、地下水、地表水、人类工程活动的影响等方面分析黄土滑坡的形成条件;最后,采用GEO-SLOPE软件对黄土滑坡与各主要影响因素的关系进行了数值模拟。在此基础上,探讨了彭阳县黄土滑坡的形成机理。     

甘肃岷县永光村滑坡特征及其成因研究

泥流型黄土滑坡发生的条件除一般滑坡具有的条件之外,还应包括特殊的状态因素、触发因素及相应的驱动剪应力条件。通过对甘肃岷县永光村滑坡的现场勘察和实地调查,分析其成因,结果表明：永光村滑坡平面形态虽与泥流类似,但其具有滑坡形成区以及滑坡发生所需要的特殊的地形地貌、岩土体性质以及水文地质条件。永光村滑坡发育于沟道上游的黄土塬地带,临空面较大,滑坡剪出口位置高,具有较高的势能,滑坡体的主要岩土体是马兰黄土,黄土具有大孔隙结构,垂直节理发育,有利于地表水的下渗。下部为新近系泥岩,渗透系数低,为一相对隔水层。长期灌溉导致地下水位较高,黄土层存在软弱夹层,地下水位上升,导致其软化饱和,强度迅速降低,形成潜在滑动面。永光村滑坡亦具有圆弧形的滑坡后壁,滑坡后缘顶部分布有多条拉张裂缝,在前期发生降雨的外部条件下,在岷县“7·22”地震诱发下,发生了低角度、快速和远程的泥流型黄土滑坡,滑体在冲出沟口后形成了扇形堆积区。永光村滑坡是一种特殊的地震引发的泥流型黄土滑坡。目前,泥流型黄土滑坡的研究还处在探索阶段,是作为黄土滑坡分类的一种补充,建议进一步加强对此类灾害发生机理及其稳定性计算方法的深入研究。     

降水对陇西黄土滑坡的诱发作用及时空影响分析

以现场调查、试验测试数据为依据,从降水（主要指大暴雨或连阴雨）改变地形地貌促使滑坡形成、改变滑坡土的成分构成、改变滑坡的土体结构及稳定性、改变滑坡土的力学强度4个方面阐述了对黄土滑坡的诱发作用。选择典型城市的系列降水资料及发生滑坡数量,从多年降水、年内降水过程及降水的空间变化3个方面阐述了对黄土滑坡的时空影响。年际上,同一区域滑坡发生的频次与多年降水过程呈现良好的相关性,存在丰水年发生滑坡次数多、规模大而枯水年发生滑坡次数少、规模小的规律,丰水年发生滑坡数量一般是枯水年的3~5倍、平水年的1~2倍;年内滑坡集中出现于6-9月份和2-3月份,占全年滑坡数量的80%以上;不同区域,年降水量及降水强度越大,黄土滑坡发生频率越高,规模也越大;自东南向西北,随着降水量及降水强度的递减,依次划分为黄土滑坡强发育区、较强发育区和一般发育区。     

山西吕梁黄土崩滑类型及发育规律

山西吕梁地区地质环境脆弱,属于晋西黄土高原崩塌、滑坡地质灾害易发区。黄土崩滑地质灾害给当地造成了巨大经济损失和重大人员伤亡。通过对吕梁地区地质灾害调查,结合原位测试与室内试验,研究了吕梁地区黄土崩滑地质灾害类型和发育规律。依据构成边坡的地层岩性与地质结构、滑动面发育位置,将吕梁地区黄土滑坡类型划分为:Q3单一黄土层内滑动和Q3-Q2-N2组合地层结构层内滑动两种类型; 按破坏模式将吕梁地区黄土崩塌类型划分为:倾倒式、垮塌式和剥落式3种类型。调查还发现空间上黄土崩滑灾害主要发育在柳林县、临县、石楼县和中阳县4县,且主要沿公路、铁路等交通线路呈条带状分布; 时间上具有明显的年周期变化规律,汛期(6～10月)高发,特别是主汛期(7～8月)。最后对Q3-Q2-N2组合地层结构层内滑坡发育机理进行了初步探讨,认为吕梁地区人工开挖和降雨耦合作用是诱发吕梁地区黄土滑坡和崩塌的最主要因素。     

陕北黄土丘陵区威胁窑洞民居的地质灾害问题—以陕西延安地区为例

窑洞是陕北黄土丘陵区民居的一种主要形式。在介绍区内窑洞的类型、分布的基础上,阐述了滑坡、崩塌、塌窑、窑洞透水等主要窑洞民居地质灾害的发育特征。从沟谷发育期、斜坡结构类型、地形特征等方面分析了窑洞灾害形成的主要原因,认为黄土的工程地质特性是灾害发育的物质基础,人类工程活动和降雨是灾害形成的主要诱发因素。最后从窑洞的选址、斜坡的设计、窑洞的防水等几个方面提出了灾害的防治措施。     

典型黄土丘陵区地质灾害隐患识别与时序监测

宁厦南部地区以黄土丘陵地貌为主,区内沟壑纵横,小型滑坡较为发育,地表形变监测难度大。为探索黄土丘陵区的地质灾害隐患识别方法,以宁夏回族自治区固原市泾源县为研究区,应用SBAS-InSAR技术对采集到的2016年7月—2021年5月的11期升轨L波段ALOS-2数据进行处理,得到形变速率结果。联合高分光学影像,根据形变速率、形变规模、坡度、形变区到承灾体的距离等因素进行综合分析,在泾源县共识别疑似隐患27处。经实地验证,其中22处形变迹象较明显、而且有明确的承灾体,确定为地质灾害隐患。对其中典型隐患点进行时序形变分析,发现这些区域在监测时间段内有持续显著的地表形变,最大沉降速率达到91.53 mm/a。结果表明：在黄土丘陵区,应用L波段SAR数据,采用SBASInSAR技术的地质灾害形变监测效果显著,联合高分辨率的光学影像数据、应用综合遥感识别的方法,在该地区地质灾害隐患识别的正确率较高,具有很好的适用性。未来可编程采集升、降轨结合的L波段数据、结合无人机LiDAR数据做更深入的研究,以进一步提高地质灾害隐患识别的准确率,为地质灾害精准防治做好技术支撑。     

黄河上游官亭盆地古洪积扇前沿全新世地层序列研究

青海官亭盆地喇家遗址史前巨大灾难事件,是我国史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一。通过对官亭盆地喇家遗址北侧大红山前古洪积扇前沿地带的野外考察,进行土壤沉积物地层划分、结合理化指标测试分析,发现该地带土壤与沉积物的基本层序,自下而上依次为晚更新世马兰黄土（L₁）—全新世早期过渡性风成黄土（L_t）—全新世中期古土壤（S₀）—全新世晚期风成黄土（L₀）—现代耕作土壤（MS）。这个层序特点与黄河北岸第二级阶地喇家遗址区域相同,也与黄土高原地区全新世土壤沉积物的层序相同。在全新世中期黑垆土古土壤（S₀）中夹有三层红色泥流沉积层（RC₁、RC₂、RC₃）,是全新世中期后段气候恶化条件之下,暴雨山洪泥流溢出沟槽在地面扩散沉积形成。该地带以RC₁为代表第一期山洪泥流事件早于喇家遗址毁灭的年代。以RC₂为代表的第二期山洪泥流层卷入密集的木炭屑和杂物,表明在山洪泥流发生的时候有火灾发生,这对应着3 850 a B.P.毁灭喇家遗址的大地震和山洪泥流群发生灾难事件。以RC₃为代表的第三期山洪泥流事件,与喇家遗址区域相同发生在3 600 a B.P.。其后在古洪积扇前沿到黄河第二级阶地的范围,再没有发生山洪泥流溢出沟槽扩散覆盖土地并且毁灭聚落成灾的现象。在喇家遗址北侧古洪积扇区域建立了全新世土壤地层序列,分析了该地带山洪泥流与喇家遗址灾难事件的联系。这对于研究揭示史前时期以来官亭盆地人地关系演变具有科学意义。     

降雨引发的兰州黄土滑坡时空规律分析和临界降雨量预测

开展降雨型黄土滑坡预警对于区域性防治滑坡具有重要意义。本研究在收集1985~2015年兰州市降雨型黄土滑坡历史数据的基础上,运用反距离权重插值(IDW)和核密度估算(KDE)方法揭示了降雨引发黄土滑坡的时空分布规律。该文基于统计学的基本原理,运用相关性和偏相关性等方法建立适合兰州市的有效降雨量模型。通过拟合有效降雨量与滑坡因子的线性回归关系,确定引发黄土滑坡的临界降雨量阈值,设定兰州市黄土滑坡的降雨量危险性预警等级。研究表明:(1)兰州市黄土滑坡灾害点沿着黄河及其支流沿岸分布,城关区滑坡点最多且呈环形分布,西固区次之,其他地区分布较少;(2)降雨是兰州市及其周边地区黄土滑坡的关键诱因,10d有效降雨量与滑坡因子均呈现显著正相关特性,其相关系数达到0.698;(3)依据10mm、20mm和40mm临界降雨量阈值将预警等级划分为低、中、高3个危险性等级。     

Irrigation-induced loess flow failure in Heifangtai Platform,North-West China

Because the construction of dams and hydro-electric power stations of Liujiaxia and Yanguoxia across the Yellow River in West Gansu Province, North-West China, inhabitants in the reservoir areas were resettled in Heifangtai Loess Platform. Irrigation thus started in 1968. Perched water table was significantly raised and resulted in many loess flow failures in the past 30 years. This type of landslide was often featured by long runout distance, high speed and recurrence. Laboratory tests along ICU and CSD stress paths were performed. It is shown that the loess has a strong strain-softening behavior and instability can occur in drained condition before undrained liquefaction. The failure mechanism of loess flow can be interpreted as the following process: with increasing perched water table, collapse in loess was first triggered in drained condition and led to undrained loading to adjacent soil in the lower saturated part of the loess platform. Under gravity loading applied by upper dry loess, undrained flow failure mobilized, eventually.     

六盘山西侧山麓剥蚀面的发育与新构造隆升

晚新生代青藏高原的隆升对其周围地貌格局和沉积产生了重大影响。地处高原东北构造边界的六盘山受其影响产生明显的地貌分异，造成黄土高原东西两部分巨大的风成沉积差异。最近对位于六盘山西侧陇中盆地东北边缘黄河最高阶地之上的山麓剥蚀面上的黄土磁性地层学研究表明该剥蚀面形成于约1.8 MaBP，与陇中盆地西南隅的兰州、临夏两地山麓剥蚀面的年龄一致_〔1〕，表明在约1.8 MaBP 以前六盘山以西普遍遭受剥蚀，可能形成一级统一 的山麓剥蚀面，即所谓的甘肃期准平原，并指示在约1.8 MaBP 时，六盘山和青藏高原曾产生进一步强烈抬升，该剥蚀面发育结束，黄河出现，黄土开始堆积_〔1，2〕。     

基于碎屑锆石的黄土高原—毛乌素交界区石峁黄土粉尘物源估算*

对于黄土高原粉尘物质的来源以及沙漠和河流对粉尘的贡献,仍未达成一致的认识。本研究以毛乌素东神木市石峁剖面为研究对象,利用碎屑锆石年龄谱,对末次冰消期以来的风成粉尘堆积和河流沉积物展开源区分析,并使用逆蒙特卡罗模型进行物源的定量计算。结果显示,粒径分布和阴极发光(CL)图像显示石峁黄土为典型风成沉积。其粗颗粒碎屑锆石(>40 μm)年龄峰值集中在190~300 Ma、300~600 Ma、1700~1900 Ma和2300~2600 Ma,年龄谱显示近源(局地基岩碎屑)、中源(黄河河沙)和远源(阿拉善地区沙漠)均有贡献; 定量计算表明,三者分别贡献71%、21%和8%的风成粗颗粒。中、近源中,黄河及其支流侵蚀基岩后搬运沉积的漫滩物质成为粉尘输移的中转站,为黄土的形成提供了主要的物源。光释光测年结果表明,石峁剖面河流沉积物及其上覆的黄土物质分别形成于倒数第2次冰消期和末次冰消期,两者之间的沉积间断可能指示了末次冰期至冰消期的侵蚀事件,导致了河滩物质暴露,从而形成了潜在的局地尘源。这些结果表明,包括黄河干支流在内的河流系统对黄土粉尘有重要的物源贡献。     

基于碎屑锆石的黄土高原—毛乌素交界区石峁黄土粉尘物源估算*

对于黄土高原粉尘物质的来源以及沙漠和河流对粉尘的贡献,仍未达成一致的认识。本研究以毛乌素东神木市石峁剖面为研究对象,利用碎屑锆石年龄谱,对末次冰消期以来的风成粉尘堆积和河流沉积物展开源区分析,并使用逆蒙特卡罗模型进行物源的定量计算。结果显示,粒径分布和阴极发光(CL)图像显示石峁黄土为典型风成沉积。其粗颗粒碎屑锆石(>40 μm)年龄峰值集中在190~300 Ma、300~600 Ma、1700~1900 Ma和2300~2600 Ma,年龄谱显示近源(局地基岩碎屑)、中源(黄河河沙)和远源(阿拉善地区沙漠)均有贡献; 定量计算表明,三者分别贡献71%、21%和8%的风成粗颗粒。中、近源中,黄河及其支流侵蚀基岩后搬运沉积的漫滩物质成为粉尘输移的中转站,为黄土的形成提供了主要的物源。光释光测年结果表明,石峁剖面河流沉积物及其上覆的黄土物质分别形成于倒数第2次冰消期和末次冰消期,两者之间的沉积间断可能指示了末次冰期至冰消期的侵蚀事件,导致了河滩物质暴露,从而形成了潜在的局地尘源。这些结果表明,包括黄河干支流在内的河流系统对黄土粉尘有重要的物源贡献。     

Water resource development and protection in loess areas of the world: a summary to the thematic issue of water in loess

Loess is mainly distributed in arid and semiarid areas of the world, and water is essential and precious in the loess areas. Water is also an important factor inducing various geohazards and soil erosion in the loess areas. The thematic issue of Environmental Earth Sciences was edited to reflect the latest research on water and water-related themes in the loess areas of the world, especially on the Chinese Loess Plateau. This editorial introduced the background and initiative of editing this thematic issue, and it also introduced briefly the water environment projects currently underway on the Chinese Loess Plateau such as the grain for green project, the huge land creation project, and the sponge city project. The papers included in the thematic issue were also introduced to give readers a general understanding of their main research points. Finally, some suggestions to boost further water environment research in the loess areas were put forward. All the papers included in the thematic issue will scientifically support the sustainable socio-economic development in the loess areas of the world.     

祁连山及邻区第四纪地层区划与沉积序列

在前人资料和野外勘查的基础上对祁连山及邻区贵德盆地、循化—化隆盆地、同仁盆地、西宁盆地、门源盆地、临夏盆地、兰州盆地、定西盆地、天水盆地、肃北盆地、酒泉盆地、玉门盆地、张掖盆地、武威盆地、哈拉湖盆地、苏里盆地、木里盆地、民和盆地、共和盆地、青海湖盆地及柴达木等20余个盆地的第四纪地层进行了研究。以祁连山第四纪构造地貌演化、盆地沉积序列、古生物及古气候特征为地层分区依据,对祁连山及邻区第四纪地层进行了地层分区,并对部分地层名称做了厘定或统一。祁连山及邻区第四纪沉积特征总体为东部(主要为陇中地区)黄土分布广泛,堆积了世界上最厚的黄土地层;北部(河西走廊地区)冲洪积扇堆积及风沙发育;南部(柴北盆地)以冲洪积-湖积为主,晚更新世以来发育风成沙及黄土;共和盆地由湖泊转向冲积扇和风沙沉积;青海湖盆延续至今;中西部高山及山间盆地冰碛、冰水堆积以及河流阶地堆积发育。根据上述特征及划分原则,将祁连山及邻区第四纪地层区划分为:兰州—西宁地层区,贵德地层区,酒泉—张掖地层区,柴北地层区,共和地层区,青海湖地层区及肃北—门源地层区。     

黄河上游寺沟峡拉干峡段滑坡时空特征及对气候变化的响应研究

滑坡发育动力机制对全球气候变化的响应过程逐渐成为地质灾害研究领域的热点和焦点问题。文章以我国地质灾害高易发区的黄河上游寺沟峡拉干峡段大型、特大型、巨型滑坡为研究对象,在广泛收集区域古气候演化资料和滑坡年代测定的基础上,开展了末次冰期以来特大型、巨型滑坡发育的时空分布规律研究,分析了滑坡的主要发育期与全球气候变化的响应关系,在此基础上探讨了研究区滑坡发育的动力机制对气候变化的响应过程。主要取得了以下认识:(1)研究区滑坡异常发育,分布广泛、成灾规模大、动力机制复杂、危害严重,在空间上以群科尖扎盆地最为发育; (2)利用滑坡钻孔滑带土和滑坡体与上下覆黄土的叠置关系开展了滑坡体的年代学测定工作,并从时间尺度上划分了滑坡的5个主要发育期,其分别为53～49ka B.P.、33～24ka B.P.、10～8ka B.P.、5～3.5ka B.P.和现代; (3)研究区滑坡的主要发育期分别对应于中国黄土高原马兰黄土中的2层弱发育古土壤层L1-4 和L1-2、末次冰期晚期/全新世过渡期、全新世适宜期和现代全球升温期; (4)全球不同地区滑坡的发育期与气候变化有密切联系,其主要发育于古气候的温暖湿润期和气候变化的快速转型期。     

Research and Understanding of the Evolution of the Yellow River Valley in Lanzhou

As the turning point of the Yellow River flowing from the Tibetan Plateau to the Loess Plateau, the valley evolution of Lanzhou Basin is of great significance to the study of the evolution of the Yellow River system in different geomorphic units. The evolution of the Yellow River Valley in Lanzhou has been studied for nearly 100 years. In the process of research, important research results and understandings have been obtained as follows: \mathrm{①} The denudation surface develops above the Yellow River Valley in Lanzhou Basin, and the broad and continuous 9-level terrace develops in the valley. The age of the denudation surface and 9-level Yellow River terrace was systematically determined by using a variety of dating techniques. \mathrm{②} The development pattern of the strath terraces of the Yellow River in Lanzhou was put forward. Under the background of long-term ground uplift, climate change controls the age of terrace formation, and the rate of uplift affects the number of terrace. \mathrm{③} The age of the highest terrace of the Yellow River in the basins from Lanzhou to the upper reaches of the Yellow River is gradually younger. It is revealed that the formation of the present pattern in the upper reach of the Yellow River is the result of the headward erosion from Lanzhou Basin and the drainage intergration of the internal flow basin. At the same time, the chronology of terrace sequence still needs to be deepened, the characteristics of regional tectonic uplift and deformation are lack of direct evidence, the development pattern of terrace needs to be verified by model simulation, the geomorphic response of drainage change is not clear, and the river process recorded by the deposition of terrace flood plain is lack of attention. All those issues will be the focus of future research.