基于斜坡单元的滑坡风险识别

识别斜坡地质灾害风险已成为西南山区地质灾害防治的重要基础工作,通过GIS软件划分出孕灾斜坡单元,选取坡度、坡高、覆盖层厚度、滑体土类型、人类工程活动、日最大降雨量等6项指标作为评价因子,利用层次分析法开展山区大比例尺地质灾害危险性评价,初步评价出研究区危险性斜坡。以万山区1:1万地质灾害风险调查获取的斜坡剖面模型为基础,通过取样、试验,综合选取岩土体物理力学参数,利用有限元软件对暴雨状态下的高危险斜坡进行数值模拟,通过强度折减计算出安全系数均小于1.05,并存在不同程度的塑性贯通区。其分析结果与层次分析法评价结果一致,可作为西南山区浅层土质滑坡隐患识别的定量化评价方法。     

发挥新型举国体制优势 提高地质灾害防治能力

<正>中国地质条件复杂,地质灾害严重,只有发挥新型举国体制优势,建立高效科学的地质灾害防治体系,全面提高地质灾害防治能力,才能确保人民群众生命财产安全。(1)围绕新型城镇化建设和乡村振兴战略,开展山区大比例尺地质灾害调查与风险评价。国际上大多发达国家已完成1∶1万地质灾害调查与风险评价工作,中国在地质灾害高易发区开展了1∶5万滑坡崩塌泥石流     

基于GIS技术的地质灾害风险评价 ——以北川县开坪乡为例

地质灾害防治的一条有效途径就是进行地质灾害区划与风险研究,进一步圈定地质灾害高风险区域,可节约防治成本并达到风险评价的效果。北川县开坪乡地质地貌复杂,发育各类地质灾害,本文在地质灾害详细调查的基础上,拟对区内地质灾害进行风险性评价,以单个滑坡的体积、面积、高差、河流距离、岩性、变形迹象等因子作为分析单元,实现大比例尺范围内滑坡危险性区划;制作出区域内的地质灾害危险性图件与易发性图件;根据遥感影像解译,原有资料查询以及实际考察,制作开坪乡研究区域斜坡类型分布图;结合单个滑坡危险性及易损性,区域危险性及易损性,综合制作开坪乡区域风险性图件,完成对研究区进行有效地地质灾害风险区划。     

云南省大关县地质灾害风险性评价及分区研究

云南省大关县地质灾害类型主要以滑坡、崩塌、泥石流为主。根据云南省最新重点区域地质灾害精细化调查与风险评价工作在大关县域共发现地质灾害点567处,比2015年1∶50 000详查工作新增灾害点203处。包括滑坡299处,崩塌210处,泥石流56条以及地面塌陷2处。本文借助地理信息系统(GIS)空间分析技术,结合最新的地质灾害精细化调查成果以及第三次全国国土调查数据,运用层次分析法及信息量法对云南省大关县的地质灾害进行风险性的评价及分区。研究结果可为云南省大关县地质灾害防治以及地质灾害风险管控提供依据。     

陕西宝鸡地区千阳县地质灾害易发性评价

在对千阳县地质灾害详细调查的基础上,采用定性分析与定量评价相结合的方法,对千阳县地质灾害易发程度进行了评价分区。首先初步定性分析了地质灾害的分布特征和影响因素;其次利用地理信息系统技术,选取斜坡几何形态、工程地质岩组、黄土覆盖层厚度、地质构造和水文地质条件5个方面共28个指标作为评价因子,利用信息量模型对千阳县的地质灾害进行易发性评价分区。评价分区结果表明：高易发区占全区面积的4.89%,主要分布于千河北岸黄土塬区一级支流沟谷两侧的塬边斜坡地区;中易发区占全区面积的24.18%,主要位于千河北岸台塬区一级支流沟谷的两侧,北部山区二、三级支流冲蚀的基岩（白垩系—侏罗系砂泥岩）与黄土的接触区,南部山区局部黄土覆盖的高陡区域;低易发区占全区总面积的41.29%,主要位于千阳北部山区的二、三级河流河道冲蚀区,千河北岸黄土塬区和千河南部的基岩山区。     

国土资源部在“十一五”期间将重点开展五项防灾工作

加强地质灾害调查评价工作。计划用3～5年的时间，全面完成丘陵山区地质灾害普查，开展全国灾害高易发区、主要流域、重大工程项目建设区和重要城市的地质灾害大中比例尺调查评价与风险区划工作。     

三峡库区沿江城镇地质灾害风险评价——以重庆市万州区大周镇为例

针对三峡水利枢纽工程建成蓄水后,涉水新型城镇建设面临的地质灾害及其风险定量评价难问题,在地质灾害精细化调查基础上,以重庆市万州区大周镇集镇区为例,通过分析计算地质灾害的发育特征、稳定性和危害性,构建了基于斜坡单元的危险性评价和基于危险源分析的承灾体易损性评价的城镇尺度地质灾害风险评价框架。定量计算不同重现期降雨极值情景下的斜坡稳定性和不同灾害强度下承灾体易损性,实现了库区集镇区地质灾害风险评价; 基于社会经济发展和地质灾害风险现状分析,提出了大周镇集镇区国土空间规划建议。地质灾害风险评价结果对制定地方发展规划具有指导意义,评价方法对同类沿江城镇地质灾害风险评价具有参考价值。     

贵州水城尖山营不稳定斜坡地质灾害风险评价

地质灾害风险评价理论目前已趋于成熟,从学术研究领域逐渐应用到具体的地质灾害防治工作中。单体地质灾害风险评价由于研究尺寸、数据精度、可量化程度等原因,其评价方法与区域评价略有不同。本文以尖山营不稳定斜坡地质灾害为例,总结前人单体地质灾害评价经验并根据区域地质环境条件进行修正完善,在对尖山营不稳定斜坡变形特征、破坏机理分析的基础上,开展单点地质灾害危险性评价、易损性评价和风险评价,得到尖山营不稳定斜坡地质灾害风险评价结果,可为当地地质灾害防治工作提供借鉴。     

三峡库区地质灾害空间评价预警研究

通过全面野外调查(比例尺1∶100,000),填表登录了三峡库区(19县(区),54175km2)地质灾害点5706处,其中,滑坡3830处、不稳定斜坡1107处、崩塌549处、泥石流90处、地面塌陷85处、地裂缝45处。采用1∶250,000数字化地形底图,通过编制三峡库区工程地质图层,建立了基于MapGIS的三峡库区地质灾害空间数据库和分层图形库。在研究了三峡库区地质灾害分布与地形(高程、坡度)、水系、植被、工程地质岩组、地质构造形迹、斜坡类型、降雨量分布和地震活动等的统计关系基础上,筛选提取了地质灾害空间评价预警研究的发育因子(响应因子)、基础因子、诱发因子和易损因子体系。划分了三峡库区干、支流库岸的斜坡结构类型,预测建立了未来三峡水库在145～175m水位变动期水库库岸斜坡可能出现冲刷—坍塌、整体滑移、溶蚀垮塌和侵蚀—剥蚀等4种类型变形失稳模式。采用2 5km×2 5km(图面1cm×1cm)的网格剖分整个区域,共形成9309个网格。基于区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法(AMFP),分别计算了三峡库区地质灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度"(简称"四度")。采用图斑合并方法分别编制了相应的"四度"区划图。根据"四度"区划结果,分别提出了三峡库区地质灾害监测预警与防治区划和地质环境开发利用的对策。     

地质灾害风险评估在国土空间规划中的应用——以陕北榆林高西沟为例

榆林市米脂县高西沟村位于黄土高原丘陵沟壑区，属于地质灾害多发区，因此，考虑地质灾害风险的国土空间规划具有极其重要的意义。笔者基于地质灾害调查数据，选取坡度、坡向、地质灾害发育密度等评价指标，采用信息量模型以斜坡单元进行危险性评价，在此基础上叠加承灾体易损性进行定量风险评价，划定地质灾害风险分区。利用ArcGIS将地质灾害风险区划与现状功能区叠加，将高西沟重构为4个国土空间分区：地质灾害中风险–生活居住区、地质灾害低风险–生态功能区、地质灾害低风险–农业生产区和沟谷区，并提出国土空间优化策略。     

关中盆地城市群地下文物遗迹精准探测——以茂陵为例

关中盆地是华夏文明重要发祥地,拥有厚重的历史文化底蕴,留下灿烂的地下历史文化遗迹,但因其隐藏于地下,观赏性不强,制约着具有世界影响力的历史文化旅游品牌的打造。以举世闻名的茂陵为探测区,采用无人机航测、地面调查、高密度电法、地质雷达、高精度磁测及微重力等地面无损探测技术,对帝陵进行了精准探测,发现茂陵地宫位于封土堆之下距水平面约30~40m深,呈东西长约100m,南北宽约60m的矩形体;地宫基本完整,未坍塌;探测出南墓道、东墓道和北墓道的位置和深度与考古钻探探测出的结果基本一致。在此基础上利用3D Max软件平台等,可虚拟再现汉武帝茂陵辉煌规模及地宫形态。向游客展现汉武帝茂陵地宫的结构、景观以及时代与地域背景,将大幅度提升旅游产品品质。     

基于综合物探的城市地下空间探测与建模

地下空间开发利用是解决城市诟病的有效途径,城市强干扰环境下地下空间精准探测已成为多学科交叉研究的热点,也是当前研究的难点。以大西安西咸新区为研究区,采用钻孔揭露、实验测试、多参数地球物理测井、地面地球物理勘探组合方法开展了地下空间精准探测与建模研究。通过综合地球物理勘探,获取了每层土体的多参数地球物理特征。结合钻孔揭露与实验测试资料,建立了基于钻孔资料的地面物探与测井校准与耦合,为地下空间地质结构模型赋予了物理属性。提出高密度电法、微动台阵观测和浅层地震勘探与多参数地球物理测井方法相结合,可作为城市强干扰环境下地下空间物探工作的最优方法组合。     

关中盆地城市群地质遗迹特征及可持续开发利用

地质遗迹已成为经济区和城市群规划发展、宜居城市建设、生态文明、乡村振兴、脱贫攻坚以及地质文化村建设中不可或缺的因素。通过关中盆地城市群地质遗迹专项调查,共发现地质遗迹点429处,其中具有价值的地质遗迹146处;整体上类型多样、内涵独特,以地层剖面、古生物化石、地质地貌、水体景观等为主;空间分布范围广泛,空间结构类型呈现凝聚型不均匀分布,新构造活动与地貌、水系、第四纪沉积、温泉、地震和地质灾害的空间分布及其变化具有良好的一致性。根据资源赋存属性、地质遗迹完整性及交通便捷性等原则,将地质遗迹区域划分为3个地质遗迹景观带、10个地质遗迹景观亚带、22个地质遗迹景观区。针对经济区和城市群、宜居城市、生态文明、乡村振兴建设与地质遗迹开发利用及保护中存在的问题,应建设一批国省地质公园、研学基地、旅游度假区、旅游风景道、特色小镇以及地质文化村,形成多层次、多样化的开发利用和保护路径。     

关中盆地城市群发展中几个关键基础地质问题

关中盆地属于断陷盆地,地质构造复杂,活动断裂发育,地震活动频繁,城市建设中面临一系列重大基础地质问题。在搜集分析关中盆地1 000多个各类钻孔数据的基础上,对关中盆地城市群1∶5万综合地质调查中实施的主要钻井和剖面进行研究,探讨了城市群发展中面临盆地形成演化与活动断裂规避、第四系下限与关中盆地三维地质结构重建、水系演化与城市发展、历史时期古洪水事件与海绵城市建设等基础地质问题。研究表明:①关中裂陷形成于中晚白垩纪,始新世开始成湖,经过多次断陷与隆起,形成2个沉积中心,到上新世时湖泊扩展达到最大范围,盆地第四纪以来仍处于持续、缓慢的下降接受沉积过程,受秦岭持续构造隆升的影响,沉积中心由南向北迁移,这将对城市群布局产生重要影响。关中盆地城市群建设要回避断裂交汇处、端点和断层运动的枢纽部位。②建议将绿三门组划为上新统,不宜划分到第四系,三门组的形成时代是穿时的,在关中盆地第四系与地下空间规划的时候需要进行关注和纠正。③城市规划建设要遵循河湖演化的自然规律和区域地质地貌特征,千年、百年一遇的洪水水位分别高于河漫滩7m和2.2m,最大年降水量超过900mm,但季节分布不均,可作为城市防洪水和海绵城市建设的设计依据。     

洛川典型剖面黄土的非饱和参数测试与分析

土-水特征曲线是反映非饱和土基本特性的本构曲线,是土质斜坡非饱和渗流和力学机制分析中的重要参数。但受限于实验设备和测试技术等条件的限制,使得土-水特征曲线的测试耗时长、难度大,且多数测试方法难以实现全吸力范围内(0~106kPa)的曲线测定,间接获取土-水特性曲线的模型拟合法,通常又存在因参数多解性而导致的结果失真等问题。现有的黄土高原非饱和特征曲线测试结果多集中于马兰黄土(L1),而其下的几十层黄土、古土壤的测试尚基本属于空白。笔者基于TRIM试验测试技术,对洛川黄土剖面的29层黄土-古土壤序列进行测试,获取了土-水特征曲线、吸应力特征曲线和渗透系数函数等系列参数,建立了黄土高原非饱和黄土工程特性标准剖面。通过对各参数综合分析发现,各物性参数在垂向上随深度呈现相似的变化规律,且均在黄土-古土壤的接触带参数变化较大;粘土矿物成分和孔隙结构特征是影响非饱和土-水特征曲线的重要参数,且与曲线参数α、n存在一定的非线性关系。     

基于人工智能(AI)的地质灾害防控体系建设

近年来,人工智能(AI)技术得到快速发展,并日益融入到经济社会各个领域,成为当代创新发展的新标志,智能防灾减灾将成为未来发展的趋势和研究的热点。在回顾AI发展现状与趋势的基础上,系统梳理出以往地质灾害风险防控的数据依据和传统技术方法,分析了可能采用的潜在AI方法,初步搭建了基于AI的地质灾害风险防控体系建设方案。研究表明,AI技术为地质灾害风险防控提供了新的技术途径,但目前尚无可照搬或可移植的成熟技术或解决方案。智能防灾减灾体系包括早期识别、风险评估、风险防控等3个主要环节,其中最重要的环节是早期识别,传统方法与AI技术融合的关键参数为斜坡失稳概率或泥石流发生概率;根据所依据的数据资料将早期识别方法归纳为图像识别、形变识别、位移识别、内因识别、诱因识别和综合识别等6种方法;提出了从数据层、方法层和应用层3个层次构建基于大数据智能混合优化的地质灾害风险防控平台。认为数据驱动的智能模型与理论驱动的物理模型融合是地质灾害风险防控发展的趋势。     

西安地区含水系统释水压密效应及微结构变化

西安地区诱发地面沉降地裂缝灾害最主要的因素是过量开采地下水。承压水地下水头下降引起的含水层骨架有效应力增加,粘性土释水压密一方面造成了地面沉降地裂缝灾害;另一方面引起含水层孔隙率、储水系数、渗透系数等水文地质参数的变化。笔者选取西安地裂缝最活跃的F4号地裂缝两侧钻孔岩心进行了压密CT扫描,获取了300m以浅地层粘性土在不同压力(水头下降幅度)条件下的空隙大小的微结构变化,并建立了渗透系数与微结构变化耦合关系。结果显示:在地下水开采引起的土层应力增加过程中,大孔隙度、长孔隙度会随着压力增加而明显降低,地裂缝上盘和下盘含水层大孔隙分别降低了39.05%和9.22%,不利于水分在孔隙间运移,中小孔隙度基本保持不变或略有上升;渗透系数随压力的增加呈现出减小趋势,最大下降幅度为71.08%,且随深度增加含水层渗透系数减小幅度逐渐降低。研究结果对于科学评价和预测西安地区地面沉降地裂缝地质灾害具有指导意义。     

黄土水敏性及其时空分布规律

黄土是一种具有水敏性的特殊土,天然状态下可以长期保持直立高陡的状态,遇水后呈现出崩解、湿陷、滑动、流变等变形行为。开展黄土的水敏性特性及其时空分布规律研究,对指导黄土高原工程建设和防灾减灾具有重要的现实意义。笔者在非饱和土力学的框架下,引入吸应力的概念,对黄土的水敏性及其力学机制进行解释,即水敏性的本质是,随着含水率的增大,土体内部吸应力逐渐减小,对应不同的外界边界条件时,产生崩解、湿陷、滑动、流变等不同的宏观变形行为。在黄土高原从西到东、从北向南不同空间位置的黄土剖面的不同的层位,系统采集黄土样品,基于TRIM试验测试技术,开展样品的土-水特征曲线与吸应力特征曲线测试。试验结果表明,脱湿与吸湿条件下的各曲线呈现相同的变化规律,均存在3个明显的特征段。黄土对水的敏感程度随其沉积年代和在黄土高原分布位置的不同,呈现出规律性的变化。空间上,从西向东、由北向南,水敏性增强;时间上,沉积年代由老到新,水敏性增强。     

西安市地下水与地面沉降地裂缝耦合关系及风险防控技术

西安市地面沉降地裂缝发育,世界罕见,一直是该领域研究的热点地区。近年来又出现新的发展趋势,严重制约城市发展和威胁地铁等重大工程安全运营。笔者依据254个地下水动态监测资料,总结了西安地下水资源开发历史与地下水头动态变化规律,耦合分析了地面沉降地裂缝与地下水位下降之间的关系,提出了基于地下水头管理的地面沉降地裂缝风险防控技术。结果显示:西安市地面沉降地裂缝是多种因素综合作用的结果,其发生和发展过程及其严重程度均与地下水头下降密不可分,并受黏性土层厚度的影响;空间上地下水头降落漏斗中心与地面沉降中心基本吻合,时间上地面沉降发育时间滞后地下水头降落2-3年,沉降速率是地下水头每下降1m的累计最大地面沉降量50mm;地下水头回升会引起短时和少量地面回弹量,并能够缓解或遏制地面沉降。挖掘历史地下水头与地面沉降地裂缝监测数据,建立了基于地下水头的地面沉降地裂缝预警阈值和风险防控技术。     

西安市地下空间开发利用现状与对策建议

西安作为国家级中心城市,地下空间开发逐渐步入实践化和规模化阶段,其面临的问题具有很强的代表性和典型性。在对国内外地下空间开发利用进展和趋势分析的基础上,针对西安市地下空间利用中存在的问题,提出了开发利用的对策建议,主要包括:①积极推进城市地下空间资源调查、监测与评估工作。②加强地下空间开发与地质环境的相互作用机理、地下空间的价值估算、地下空间资源开发的多元化融资模式等方面的技术攻关。③建立和完善相关法律法规、技术标准和行政管理细则。④推进城市地下空间资源开发利用的信息化和智能化,保障地下空间的合理开发利用,有效支撑国土空间规划与布局优化。