中国西部地区典型岩质滑坡机理研究

本文根据作者在中国西部地区多年的研究工作实践,对几类典型的大型岩质斜坡变形及失稳机理进行了较为深入的分析,重点阐述了这些大型滑坡形成的地质条件、斜坡变形过程及发生机理的"概念模型",其中包括滑移-拉裂-剪断的三段式模式、挡墙溃决模式、"超级强夯"模式等.这些机理及模式的提出,对这一地区的防灾减灾实践具有一定的指导意义.     

斜坡地质结构与地质灾害发育类型研究——以店子街幅灾害为例

岩土体是组成斜坡地质结构的基本单元,斜坡地质结构类型与地质灾害的发育类型密切相关。店子街幅图幅调查范围内主要发育软弱-较坚硬层状泥岩、砂岩岩组,风积黄土单层土体,粉土、砂砾卵石双层土体,粉土、碎石和基岩碎屑多层土体等4类岩土体,这些不同的岩土体组成了6种不同的斜坡地质结构,进而演变形成了不同类型、不同规模的斜坡地质灾害。黄土斜坡结构和黄土—冲洪积层斜坡结构多演变发生小型滑坡灾害、黄土—泥岩斜坡结构多演变发生中—大型黄土泥岩滑坡灾害、泥岩与泥质砂岩互层斜坡结构多演变发生崩塌灾害、泥岩风化堆积层斜坡结构和滑坡堆积层斜坡结构多演变发生小-中型滑坡灾害。研究不同斜坡地质结构与地质灾害发育类型的发育关系,有助于进一步开展区域崩塌、滑坡形成机理研究,研究成果有助于洮河下游地质灾害防治工作的展开,并为地方政府科学制定地质灾害防灾减灾规划提供了技术支持。     

马蹄湾滑坡灾害特征及成因研究

本文论述了马蹄湾滑坡地质灾害的孕育，发展（滑动）起动的地质和地貌条件，分析研究了灾害的特征和形成机理。指出，岩层的松动变形和在重力场作用下的蠕动变形不仅界限了滑坡的形态和规模，而且还决定了该滑坡灾害的特征和成因类型，指出该滑坡发生碎裂岩斜坡，属性质特殊的复合型地质灾害，最后提出了整治与防范该滑坡灾害的工程措施建议。     

甘肃天水地区强降雨诱发黄土-泥岩滑坡机理实验研究

在甘肃天水地区每年由降雨诱发的黄土-泥岩滑坡灾害事故很多,给当地人民生命财产造成巨大损失。为探索该类斜坡的滑动破坏过程与机理,在野外地质调查、工程地质钻探及岩土体力学测试的基础上,通过室内大型物理模型实验,研究“上部黄土+下部泥岩”二元结构类型斜坡在强降雨作用下的动态变形演化过程,揭示该类斜坡的破坏机理和破坏模式。结果表明:强降雨作用下斜坡变形破坏以滑动破坏为主,水分的作用主要表现为增加土体自重、引起土体强度降低、降低结构面的抗滑力、产生孔隙水压力及降低有效应力等几个方面,斜坡的破坏模式则主要表现为坡肩侵蚀→微裂隙产生、发展、贯通→斜坡局部滑动破坏→斜坡整体滑动破坏。研究结果对天水地区该类滑坡的早期识别有重要的参考意义,可为该类滑坡的防灾减灾提供科学依据。     

西南岩溶山区大型崩滑灾害研究的关键问题

我国西南岩溶山区地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,造成严重的人员与财产损失。文章概述了西南岩溶山区大型崩滑灾害基本特征和防灾减灾的难点,提出了目前研究中亟待解决的关键科学技术问题,包括岩溶地质结构与管道流的相互孕灾机理、地下采动下大型崩滑灾害形成机制、灾害高位远程动力成灾模式、灾害早期识别与空间预测。针对这些问题,文章提出如下研究思路:通过多学科联合,重点研究岩溶山区大型崩滑灾害链的孕育发生规律与成灾模式,揭示岩溶管道-裂隙-孔隙地下水动力作用及孕灾过程和地下采动、库水波动等工程扰动环境下山体劣化损伤效应,构建岩溶崩滑灾害高速远程动力致灾机制与风险预测方法,形成早期识别、监测预警与综合防控技术及示范,为我国岩溶山区城镇化建设、重大工程安全运营提供科技支撑。     

土石混合体斜坡地质结构精细探测新途径及其应用

土石混合体滑坡具有分布范围广、发生频率高、规律性差等显著特点,是西部山区及其重大工程建设中最为常见的灾害类型之一,其内部复杂的土-石结构是构成该类滑坡防治困难的关键因素。为了获取土石混合体斜坡接近真实的地质结构,提出通过探窗组合法,即采用高分辨的地球物理勘探方法进行地质结构探测,并借助探坑土石结构的图像处理技术予以补充,以初步实现地质结构的精细探测及宏-细观结构模型的统一。应用该方法,对湖南省南岳区拜殿乡土石混合体斜坡进行地质结构探测,获得了该斜坡接近真实的精细地质模型。该研究方法可为揭示滑坡形成演化的结构控制机制提供基础,使滑坡的预测和防治工作更加科学合理。     

四川省眉山天府新区熊家湾滑坡形成机理研究

2020年8月16日,四川眉山天府新区发生强降雨过程,高家镇鹰头村8组熊家湾发生缓倾顺层岩质滑坡,方量约42万m³,基于调查访问、现场勘探和无人机航飞摄影,对滑坡的形貌及变形特征、岩土结构、运动过程进行了勘查,对滑坡的变形过程、形成机理进行了分析。研究表明:斜坡岩土结构及地形地貌为滑坡提供了基础条件,强降雨为滑坡启动提供了诱发条件;斜坡在重力及水压力作用下沿层面发生推移式缓慢启动-剧烈滑动-匀速滑移-减速滑动-停止滑动的过程,变形过程伴随应力的聚集到释放,滑体的破碎导致水压力释放对滑坡破坏的最终停止起到控制作用。该滑坡运动和破坏模式较为典型,研究成果对其他类似顺层岩质斜坡失稳机理研究具有借鉴意义。     

基于斜坡破坏模式的软弱变质岩区岩质滑坡易发性评价

滑坡受控于地质环境条件和坡体地质结构,不同地质结构的斜坡失稳破坏的模式存在差异,本文以后龙门山千枚岩区为例,基于现场调查,梳理总结了区内岩质滑坡发生的力学模式与斜坡地质环境、坡体结构之间的关系,进而选取控制滑坡发生的关键因素,运用ARCGIS软件的加权叠加功能定量划分了不同模式滑坡的易发区域,主要取得以下认识：（1）滑移—拉裂式滑坡主要发生在坡度30-45°的顺向飘倾坡内、滑移—溃曲式滑坡发生在坡度30-45°的顺向伏倾坡内、倾倒变形主要发生在岩层倾角大于65°的反向斜坡内;（2）区内倾倒变形易发区面积为8.73km2、滑移拉裂易发区面积为4.31m2、滑移溃曲易发区面积为3.28km2,以倾倒变形类型的滑坡为主,已发生滑坡与易发分区结果比对证明了滑坡易发分区与实际情况基本吻合。     

贵州省德江县香树坪滑坡特征及形成机制研究

香树坪滑坡位于贵州省铜仁地区德江县大坪村齐心组,为大型古滑坡。滑坡边界及前缘坡下发育多条拉陷槽,滑动方向为310～335。基于滑坡区工程地质条件和滑坡变形破坏特征,建立了滑坡形成机制概念模型:在河谷形成及演化过程中,香树坪斜坡以滑移-弯曲演化。滑坡前缘拉槽LC6#和LC3#依次形成,其卸荷和临空效应导致上部坡体进一步变形。滑坡坡脚区因上部坡体进一步滑移变形而应力集中,坡体稳定性整体降低。当坡脚区失稳时滑坡发生。数值分析很好地再现了滑坡演化过程及机理。研究成果可对西部山区类似类滑坡发育条件及识别研究提供参考。     

澜沧江拉金神谷滑坡成灾机理分析

涉水型古滑坡是西南水电工程区常见的灾害类型,揭示这类滑坡的成灾机理有助于降低链式灾害发生风险概率。以云南省德钦县燕门乡拉金神谷古滑坡为例,基于野外地质调查、InSAR监测和数值模拟研究,结合滑坡区工程地质条件,分析了滑坡的变形特征和破坏演化全过程。研究结果表明: ①拉金神谷滑坡成灾过程为前缘局部变形阶段→后缘拉裂阶段→滑坡—堰塞湖阶段→堰塞湖溃决阶段; ②库水位上升和降雨共同作用是诱发滑坡大变形的直接原因; ③若该滑坡的地质环境条件持续恶化,发生滑坡堵溃型链式灾害的风险很高。通过对拉金神谷古滑坡的成灾机理研究,提出了引入InSAR等监测调查技术手段开展类似涉水古滑坡排查的地质灾害早期识别建议,这对防范类似的高位链式地质灾害具有重要实践意义。     

20世纪古生物学的重大进展及21世纪战略重点

20世纪人类积累了大量的生物学、分类学和生物地层数据，这些数据的积累使用进化论和门德尔遗传学结合起来，如遗传学和物种起源、分类学和物种起源、演化的速率和模式、分支系统学等的运用使得古生物学在研究方法上有了新的进展。并提出了21世纪古生物学的战略重点。     

海洋胶体与痕量金属的相互作用

痕量金属的胶体结合态是海洋中金属的一种相当普遍的存在形式。胶体与痕量金属之间的相互作用影响着痕量金属在海水中的形态、迁移、生物可利用性及其归宿。总结了海洋胶体态金属的存在及其显著性,概述了胶体对金属在河口混合过程中行为的影响,并简要讨论了胶体在海水中痕量金属的固液相分配中的作用。     

天然气水合物分解及其生态环境效应研究进展

了解大陆／大洋边缘地区天然气水合物形成与分解及其在海底沉积物、水体及海底化学自氧生物群落中的一系列物理、化学及生物作用有助于我们在全球和区域尺度上探讨天然气水合物分解对气候变化的影响;天然气水合物在碳循环中的作用和大陆边缘流体活动与物质交换机制等问题。从水合物分解与全球变暖、贫／缺氧甲烷氧化作用、自生矿物沉淀、化学自养生物群落等方面综述了水合物的环境生态效应研究进展。天然气水合物的形成／分解及 其对海洋乃至全球环境生态变化的影响,深刻地反映了地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间相互联系与相互作用,生物,特别是微生物对全球CH 4的平衡和自生矿物沉淀至关重要。     

小行星深空探测的科学意义和展望

太阳系深空探测活动方兴未艾,小行星探测已成为主要发展方向。通过回顾近年来几个主要的国际小行星空间探测计划以及取得的研究成果,总结了小行星深空探测从早期的近距离飞越到小行星低空绕轨勘探,到目前的表面软着陆和采集样品返回的发展进程。同时深空探测也给行星科学研究者提出了新的挑战,鉴于目前行星科学的研究热点,详细叙述了小行星深空探测急需解决的重大科学问题及其科学意义,随后简单介绍了未来小行星深空探测计划的科学目标,为小行星深空探测的具体任务提供了科学目标选择方向。最后呼吁我国及时介入小行星深空探测,提升航天能力,开拓深空领域。     

植被—侵蚀状态图在典型流域的应用

运用植被—侵蚀动力学耦合方程组，研究了流域植被与侵蚀在人类活动特别是植树造林和工程治理影响下的演变。动力学方程组中的4个参数由实测植被侵蚀资料算出，利用这些参数发展出植被—侵蚀状态图作为分析工具，分析在停止人类干预后植被和土壤侵蚀的发展趋势。流域的植被—侵蚀状态有4种，即向着侵蚀模数增大和植被覆盖度降低方向发展的A区，向着侵蚀模数降低和植被完善方向发展的C区，植被和侵蚀模数都增长的B区，植被和侵蚀模数都减少的D区。将耦合方程组和植被—侵蚀状态图应用于黄土高原王家沟、安家沟流域，云南小江流域和北京西山地区，结果表明动力学方程组准确地模拟了植被和滑动侵蚀模数的演变过程。对植被侵蚀状态图的分析表明，在干旱寒冷的黄土高原增加植被对于减少侵蚀的作用显著，治理应该首先增加植被使其进入D区，再结合控制侵蚀进入C区，治理后仍应加强管理和防止人为破坏；在雨量较丰、气温较高的小江流域，减少侵蚀对改善植被的作用大，治理措施首选控制侵蚀；北京西山地区介于两者之间。     

黄土高原滑坡灾害形成动力学机制

滑坡灾害是威胁黄土高原人民生命和财产安全、城镇与重大工程建设与运营的重大地质问题。针对黄土高原滑坡灾害形成的动力学机制问题,在大量的调查统计、试验与理论分析基础上,总结得出区域构造应力是黄土高原滑坡高发的主要驱动力,它是滑坡分区分带群发的控制因素,是黄土滑坡的"第一元凶";边坡构造应力既造就了结构面,又不断地改造和松动着结构面,持续地肢解着边坡的完整性,它是单体滑坡形成的主要驱动力,是黄土滑坡的"第二元凶";黄土是一种特殊的结构土,具有极强的水敏性,在土体应力驱动下极易灾变,黄土的这种易灾特性是土体灾变的内在原因,是黄土滑坡的"第三元凶";大量的滑坡发生都与水有关,地表水大量渗入黄土浅表部,会引起浅表崩塌和溜滑灾害,而当水沿着微、细、宏观优势通道进入黄土深部后,就可能引起深层滑坡,因此,动水渗透作用是黄土滑坡的"主凶";工程扰动既会改变边坡原有的应力状态,进而扩展和松动已有的结构面,现今,工程扰动已经成为一种诱发地质灾害的重要地质营力,是黄土滑坡的"帮凶"。      

我国海洋生态调查指南编制说明

海洋生态调查的主要目的是了解海洋生态系统基本的群落结构和生态功能及其重要影响因素,掌握生态系统健康状况,把握其变化趋势。基于生态系统健康理论建立我国海洋生态调查的基本框架体系,编制了我国海洋生态调查指南。根据目前的技术设备、实用方法和经费限制,确定最能反映我国海洋生态系统特征的生态要素和评价内容,并规定了相应的调查和评价方法。与《海洋调查规范海洋生物调查》和《海洋监测规范》比较,该指南具有3个显著特点：①调查要素不仅包括海洋生物和海洋环境等自然要素,还包括人为活动要素,充分考虑我国近海生态系统的高强度开发利用的特点;②从生态系统的结构、功能和压力3个方面建立起海洋生态系统健康评价的核心框架体系;③提出生态压力的量化指标,定量评估人类活动对生态系统的压力。     

青藏高原复杂地表能量通量研究

“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究”（GAME/Tibet）和“全球协调加强观测计划（CEOP）亚澳季风之青藏高原试验研究”（CAMP/Tibet）的加强期观测和长期观测已经进行了9年多,并且已取得了大量的珍贵资料。首先介绍了GAME/Tibet 和CAMP/Tibet 试验的情况,并利用观测资料给出了局地能量分布（日变化和月际变化）特征。复杂地表区域能量通量研究是青藏高原地气相互作用研究中的重中之重。卫星遥感的应用成为解决这一问题,即实现GAME/Tibet和CAMP/Tibet试验主要初衷的必不可少的手段。利用卫星遥感观测（Landsat 7 ETM）资料结合地面观测的方法,计算得到了相关地区非均匀地表区域上的地表温度、地表反射率、标准化差值植被指数(NDVI)、校准的调整土壤植被指数（MSAVI）、植被覆盖度和叶面指数(LAI)及能量平衡各分量（净辐射通量、土壤热通量、感热和潜热通量）的分布图像,所得结果基本可信。为了得到整个青藏高原复杂地表的热通量分布,中国科学院青藏高原研究所正在与其他研究单位一起建立青藏高原地表和大气过程监测系统（MORP）。最后介绍了该监测计划和已建立的3个综合观测研究站及如何利用建立的台站把站点观测的热通量推广到整个青藏高原的途径。     

试论地貌圈概念、属性及其与其它地表圈层关系

地貌圈作为地表圈层中的一个与人类生存、发展直接发生关系的圈层。它具有三维形态、物质结构及其运动与演化的四大属性,并在全球充分连续的基本圈层。主要以亚洲与邻区海陆地貌为例,通过地貌圈大中地貌以内动力为主而微地貌以外动力为主的成因概念及其形态、物质、运动与演化四大属性的基本事实,论证地貌圈存在的客观性及其在全球的连续性。论文在探讨地貌圈运动特征时,首次用岩石圈构造分层的现代概念,解析了现代板块边缘及其毗邻广大地区GPS所测试的地壳运动速度,普遍慢于以热点为参考架而确定的板块运动速度。最后,论文以地貌圈与其它地表圈层互相关系的简表,及其与内外环境圈的物质流与能量流等示意图,来呼吁加强地貌圈的基础与应用研究,这对推动地球科学及其与人类生存和可持续发展具有重要意义。