川藏铁路隧道疏排地下水生态风险及保护对策

川藏铁路隧道工程众多,沿线植物类型丰富多样;通过现场调查分析隧道沿线自然地理、植被地带性分布规律,研究了铁路沿线植被种类、分带分布特征及生态需水特征;进一步评价了隧道工程地下水疏排水动力条件变化对沿线生态环境的影响,提出了隧道施工堵排水原则和措施。结果表明:川藏铁路雅安-康定段植物生态需水受降水和地下水影响较大,康定-昌都段、昌都-林芝段植物生态需水主要受冰雪融水、大气降水影响;铁路沿线隧道中海子山、孜拉山、芒康山、浪拉山、同卡二号、扎宗6座隧道工程地下水疏排对植物生态影响敏感性较大。     

川藏铁路沿线及邻区环境工程地质问题概论

川藏铁路是我国正在规划建设的重要铁路干线之一,是西部大通道的重要组成部分。该铁路线横跨扬子板块、川滇地块、羌塘地块和拉萨地块等大地构造单元,在复杂的地质构造背景条件下,川藏铁路沿线活动断裂、地震和地质灾害极为发育,严重制约着川藏铁路的规划建设。在野外地质调查、钻探、地应力测量和室内测试分析的基础上,对川藏铁路规划建设中可能遇到的活动断裂、高地应力、高地温、岩爆和地质灾害等主要环境工程地质问题进行了论述分析,认为：川藏铁路沿线及邻区发育有54条区域活动断裂,其中对铁路有直接重要影响的全新世活动断裂有17条;研究区内地震活动频繁,约有50%的规划线路位于地震动峰值加速度>02 g地区,部分地段>04 g,潜在地震风险大;铁路沿线主要的地质灾害类型为崩塌、滑坡和泥石流,地质灾害受活动断裂影响强烈,部分地段发育有高速远程滑坡;川藏铁路沿线构造应力场和地热场复杂,深埋隧道工程建设时容易发生岩爆、软岩大变形和高温热害等工程地质问题。     

宁夏沿黄生态经济区生态系统服务价值及其提升对策

宁夏沿黄生态经济区是自治区各种生产要素最为集中的地区,其生态系统服务价值显得尤为重要。笔者采用修正当量因子法估算了5大生态系统11种生态系统服务价值,明确生态系统服务价值内部结构、时空分布特征及变化趋势,提出价值提升的对策建议,服务黄河流域宁夏段生态保护与高质量发展先行区建设。结果表明：经济区生态系统服务价值呈现出“中间高,四周低;盆地和山区高,荒漠和丘陵低”的空间分布特征;生态系统服务功能以水文调节、气候调节、水资源供给和气体调节服务为主,所占比重分别为59.07%、8.97%、5.02%、4.91%;生态系统服务价值呈增长趋势,与经济发展速度相比仍处于低协调度状态,下一步应在保护生态功能,兼顾美学价值的前提下,加强荒漠和丘陵地带的光伏、风能等清洁能源发展,提升生态系统服务价值。     

基于改进频率比法的川藏铁路沿线及邻区地质灾害易发性分区评价

川藏铁路是我国目前正在规划建设的重要铁路干线之一,地处地形和地质条件极为复杂的青藏高原东部,复杂的地质背景与脆弱的地质环境造成川藏铁路沿线及邻区地质灾害极为发育,严重威胁着川藏铁路的规划建设。在对地质灾害易发性评价方法分析的基础上,首先对传统的地质灾害易发性评价频率比方法进行改进,克服了传统通用方法中频率比值分布的不连续性,提高了各地质灾害影响因子敏感性的区分度,并减小了因子分级的主观性。利用ROC曲线与空间熵的定量对比验证表明,改进频率比法的地质灾害易发性评价模型优于传统方法。根据地质灾害的发育分布特征,选取地面高程、地形坡度、地形坡向、地形曲率、地形起伏度、工程地质岩组、地震动峰值加速度、断裂密度、水系距离、道路距离、降水量与植被指数等影响地质灾害的主要因素,结合地质灾害调查数据,首先分析各影响因子的地质灾害敏感性,并进一步对川藏铁路沿线及邻区的地质灾害易发性进行评价和分区。评价结果表明,研究区地质灾害的发育分布主要受控于断裂、水系和道路等线状要素,以及地形坡度和地形起伏度等地形地貌因素,并且断裂密度和地形起伏度相较其他因子具有更大的地质灾害敏感性区分度。地质灾害极高易发区和高易发区主要分布于大型水系两岸、道路两侧的高山河谷沿线的狭窄地带,使沿河谷与已有道路规划展布的川藏铁路面临着严重的地质灾害威胁,铁路规划建设部门应加强该地带的地质灾害排查、防治和线路优化工作。     

川藏铁路康定至昌都段滑坡崩塌灾害特征及空间分布规律

拟建川藏铁路康定-昌都段全长近700km,地质条件复杂,地貌类型多样。通过野外实地调查及遥感解译等方法,查明了铁路沿线崩塌滑坡灾害的类型、特征及空间分布规律,为川藏铁路选定线及安全建设和运营提供科学依据。通过分析研究得出:康定至昌都段铁路崩滑灾害规模总体以中小型为主,中型、小型灾害占崩滑灾害总数的80%;崩滑灾害集中分布藏曲、欧曲高山峡谷地段,三叠系浅变质的砂板岩、千枚岩等软岩地层中,构造线交叉复合部位、活动性断裂破碎带以及新构造运动相对集中的强地震分布区。     

川藏铁路康定至昌都段滑坡崩塌灾害特征及空间分布规律

拟建川藏铁路康定-昌都段全长近700km,地质条件复杂,地貌类型多样。通过野外实地调查及遥感解译等方法,查明了铁路沿线崩塌滑坡灾害的类型、特征及空间分布规律,为川藏铁路选定线及安全建设和运营提供科学依据。通过分析研究得出:康定至昌都段铁路崩滑灾害规模总体以中小型为主,中型、小型灾害占崩滑灾害总数的80%;崩滑灾害集中分布藏曲、欧曲高山峡谷地段,三叠系浅变质的砂板岩、千枚岩等软岩地层中,构造线交叉复合部位、活动性断裂破碎带以及新构造运动相对集中的强地震分布区。     

2000—2020年祁连山生态系统服务时空分异研究北大核心CSCD

祁连山是我国西北重要的生态屏障,明确其生态系统服务时空分异及演变机制对区域生态保护修复和可持续发展具有重要意义。本文基于InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)与CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型对2000—2020年间祁连山地区产水量、碳储存、土壤保持、水质净化、碳固定和生境质量六项生态系统服务进行计算,分析其在不同尺度上的时空变化及分布特征,识别其生态系统服务热点区域。研究发现:2000年以来,祁连山地区六项生态系统服务在区域整体以及不同土地覆盖类型供给量均呈增加趋势,山区是增量的高值区,热点分析中的Ⅲ类和Ⅳ类热点区面积呈增加趋势;在空间上,祁连山地区六项生态系统服务表现为“东高西低”的分异特征,林地与草地单位面积供给量值较高,不同地形梯度生态系统服务供给能力差异较大,多在海拔3100 m以上达到峰值,热点分析中的Ⅴ类热点区主要分布在东部山区。研究成果识别了祁连山地区六项生态系统服务时空分异特征以及探讨了影响其时空变化的自然和人类活动因素,可为祁连山地区制订针对性的生态保护战略以及高质量可持续发展的政策提供依据和建议。     

中国省域生态系统服务价值评价与生态地质调查工作建议

【研究目的】保护生态环境,推动可持续发展是各国共同责任。开展全国生态系统服务价值评价有利于促进生态环境保护,建立人与自然和谐共生的现代化。【研究方法】生态系统服务价值评价已成为生态学领域国际研究热点。本研究基于Costanza等于2014年提出的生态系统服务价值评价方法,运用居民消费指数、人民币和美元购买力指数,建立了生态系统服务价值动态评价模型,基于第三次全国国土调查数据对中国省域生态环境进行评价,并采用热点分析技术研究了中国省域生态系统服务价值空间分布规律。【研究结果】2019年度中国大陆生态系统服务价值为35.79万亿元人民币。中国青海省属于热点区域,黑龙江省属于次热点区域,贵州省和重庆省属于次冷点区域,陕西省属于冷点区域。【结论】针对青藏高原地区、东北地区、黄河流域、长江流域和海岸带等“两区三带”地质本底和生态特征,提出开展“山、水、林、田、湖、草、沙”一体化生态地质调查建议：一是在青藏高原生态屏障区开展冰川冻土消融、草原退化和土地沙化调查;二是在东北地区开展森林质量、生态多样性和湿地资源调查;三是在黄河流域开展上游生态退化、中游水土流失和下游湿地萎缩调查;四是在长江流域开展上...     

“川藏铁路交通廊道关键地质问题研究”专辑评述

2018年10月10日,习近平总书记在中央财经委员会第三次会议上做出全面启动川藏铁路规划建设重大部署,并要求“科学规划、技术支撑、保护生态、安全可靠”“一定把这件大事办成办好”。川藏铁路位于世界上地形地貌最复杂、构造活动最强烈的青藏高原,铁路规划建设面临青藏高原构造隆升及其环境效应、活动断裂与工程断错影响、特殊岩土体与不良工程地质特性、地质灾害与高陡边坡稳定、高地应力与深埋隧道围岩稳定、高压涌水突泥与高温热害等地质难题。科学认识川藏铁路沿线地质灾害与重大工程地质问题发育规律,对于高质量规划建设铁路具有重要意义。     

高效钻杆润滑脂研制及其在川藏铁路勘察中的应用

针对地质钻探深孔或水平孔失返性漏失时钻具磨损及钻进效率低的问题，以白油、钠基稠化剂与粘结性材料等为原料，采用一步法研制了一种高效钻杆润滑脂，并在川藏铁路昌都段定测勘察水平孔现场应用中取得显著效果，有力支撑服务了川藏铁路大位移水平孔施工。室内评价及现场应用结果表明，该润滑脂具有耐低温（-16 ℃）、易涂抹、良好的粘附性与润滑性以及高性价比特点，能长时间保护钻具，而且其润滑效果与国外同类产品相当。     

川藏铁路雅安至林芝段重大工程水文地质问题

川藏铁路位于大陆碰撞造山带,特殊的地质构造背景下,铁路沿线水文地质条件极为复杂,严重制约着川藏铁路规划建设和安全运营。为降低川藏铁路沿线重大工程水文地质灾害风险,从工程水文地质角度出发,结合基础地质和工程地质研究成果,阐述了川藏铁路雅安至林芝段重大工程水文地质问题,并提出下一步研究建议。研究结果表明:川藏铁路雅安至林芝段可能遭遇隧道高水压及涌突水问题、隧道高温热害问题、隧道排水影响生态环境3个重大工程水文地质问题;沿线发育多条区域性断裂带,控制着地层展布、水热活动和成矿带分布以及地下水循环演化,导致穿越断裂带的深埋长大隧道高压涌突水、高温热害及高矿化水等问题较为突出。沿线重大工程水文地质问题下一步研究工作主要为:开展高精度、多尺度的水文地质调查,把握重大问题的发育规律和致灾机制,构建精细的预测评价体系和主、被动相结合的灾害防控体系。     

基于贡献率权重模型的川藏铁路沿线大型滑坡危险性区划

川藏铁路工程是国家重大基础设施建设项目,保障铁路的顺利建设和后期安全运营十分重要。铁路沿线发育广泛、危害严重的大型滑坡已成为全线的关键控制性问题,关乎工程建设的成败。以川藏铁路工程沿线大型滑坡作为主要研究对象,采用历史数据分析、实地调查、遥感解译的研究方法,基于ArcGIS平台,采用贡献率权重模型对铁路沿线区域进行了大型滑坡危险性评价,并利用自然断点法对危险性评价结果进行分区及统计分析。研究结果表明:川藏铁路沿线共发育大型、特大型滑坡共147处,其中大型滑坡106处,特大型滑坡41处,主要分布于白玉至江达段、昌都至八宿段、朗县至加查段等区段;铁路沿线处于高中低度三个等级危险区的面积分别为35918.5 km2、95484.3 km2和12039.7 km2,高度危险区大型滑坡分布密度为0.00199处/km?2,约为中度或低度危险区的2倍,高度危险区主要集中在邦达—八宿段、古乡—拉月段、白玉—江达段。根据贡献率权重模型求得的川藏铁路沿线大型滑坡危险度等级与野外实地调查的大型滑坡分布密度是一致的。相关研究成果可以为川藏铁路工程建设提供科学参考与依据。     

川藏交通干线帕隆藏布段冰碛物特性研究进展

作为冰川运动的遗迹,冰碛物由于其宽级配、大孔隙、非均质、渗透性等特点,成为川藏铁路和高速公路帕隆藏布路段规划选线中的一类特殊岩土体,并与藏东南地区的冰川型地质灾害具有关联,使得帕隆藏布流域地质灾害的成因机理及防治研究愈发复杂。本文通过分析近年来国内外学者围绕冰碛物物性特征取得的研究成果,结合实地调查和室内外测试结果,归纳了冰碛物的分布特征、沉积构造、物理性质和工程力学特性,梳理了冰碛物的物理力学研究进展,凝练了帕隆藏布流域冰碛物研究中的3个关键问题,针对性地提出下一步研究思路,旨在为后续的冰碛物研究和川藏交通干线规划与建设管理提供参数依据。     

川藏铁路孜热—波密段泥石流灾害危险性评价

泥石流灾害是青藏高原地区最为发育的灾害类型之一,因其暴发突然、运动过程剧烈和破坏性强的特点而对川藏铁路工程建设和生命财产安全构成一定的威胁。地质灾害危险性评估是防灾减灾管理和防治环节中的有效措施之一,为合理量化线路沿程泥石流灾害危险性空间分布特征,研究以林芝市波密县境内的川藏铁路孜热—波密段为试验区,应用基于贝叶斯优化算法的随机森林和梯度提升树模型对该线路段的泥石流危险性进行定量化计算和危险性区划的判定。模型的输入信息包括172个历史泥石流点和11个特征参数,输出信息为每个预测单元泥石流暴发的危险性概率。最后,利用ROC-AUC方法对两种预测模型进行评估结果的检验。计算结果显示,在TBOR与TBOG模型中,川藏铁路孜然—波密线路段总体的泥石流危险性水平较高,两种模型在较高-高危险性区间内的危险分区比例分别达56.439%和66.580%,对应的灾害点密度分别为最高的12.577处/(102 km2)和12.940处/(102km2)。相比于TBOG模型的ROC-AUC值,TBOR模型的计算结果为0.89,高于TBOR的0.83。因此,TBOR模型具有更好的预测精度。本文的研究成果可为川藏铁路沿线防灾减灾防护工程建设和其他线路段危险性评价提供必要的参考。     

景观格局及生态系统服务价值响应——以千阳县为例

以陕西省千阳县作为研究区,提取2000～2015年的遥感数据为基础,参照土地利用程度指数、景观指数和数学模型,分析了景观格局的变化特征;根据生态系统服务价值的评估模型,定量分析了千阳县景观格局的变化对生态系统服务价值(ESV)的影响.结果表明,2000～2015年,千阳县农耕面积逐年减少,转变为草地和林地,未利用土地转...     

川藏铁路雅安至林芝段水文地质条件初探

以川藏铁路雅安至林芝段勘察设计和施工建设的实际需求为导向，以遥感地质学和水文地质学原理为理论指导，采用人机交互解译与遥感信息计算机自动提取相结合的技术方法，开展了路线两侧各15 km范围内的1∶5万水文地质遥感解译工作，初步查明了勘察区的水文地质条件，为川藏铁路雅安至林芝段勘察设计提供基础水文地质资料，有效地支撑服务了川藏铁路的建设。      

川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。     

生态地质研究进展与展望

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。     

川藏铁路卡子拉山滑坡发育特征与防灾减灾对策

为查明川藏铁路卡子拉山隧道进口规划建设区地质灾害特征,评价其在川藏铁路建设和运营期间可能遭受的地质灾害风险,采用高精度遥感、机载LiDAR、工程地质勘查等“空-天-地”一体化技术对该隧道进口规划区开展调查研究。结果表明:川藏铁路卡子拉山隧道进口规划区内发育有1#、2#滑坡和俄洛堆不稳定斜坡;1#滑坡规模约32.48×106 m3,2#滑坡规模约10.15×106 m3,均为已发生的特大型岩质滑坡;俄洛堆不稳定斜坡位于2处滑坡中部,规模约35.80×104 m3,下部为强风化岩体,上部为碎石土结构,为中型复合型结构斜坡。评价认为:川藏铁路卡子拉山隧道进口选线从2处滑坡体中部山脊穿过,2处滑坡对铁路选线未构成地质安全风险,但隧道进口穿过的俄洛堆不稳定斜坡存在潜在地质安全风险;1#、2#滑坡体在天然工况下处于稳定状态,俄洛堆不稳定斜坡在天然和地震工况下处于稳定状态,在暴雨工况下处于欠稳定状态。为规避工程建设扰动诱发潜在的滑坡风险,建议将卡子拉山隧道选线进口向东南侧平移,通过边坡开挖的合理设计、施工期间的实时监测及运营期间的针对性治理等措施,从源头上对潜在滑坡风险进行防控,以保证工程建设及运营安全。研究结果可为川藏铁路选线提供科学的地质依据。     

川藏交通廊道滑坡崩塌灾害对道路工程的危害方式分析

为对川藏交通廊道内道路工程的选定线及安全建设和运营提供科学决策及防灾减灾依据,在对拟建川藏铁路和高速公路沿线滑坡崩塌灾害进行系统野外调查和遥感解译的基础上,查明了川藏交通廊道康定至林芝段滑坡崩塌的空间分布特征和潜在危害情况,结合已有川藏公路沿线崩滑灾害的危害特征和危害方式,对该段廊道内滑坡崩塌灾害的可能危害方式进行了深入细致地归纳、分析和总结。研究结果表明:川藏交通廊道康定至林芝段共发育滑坡崩塌灾害488处,其中滑坡262处,崩塌（含溜砂坡）226处;对拟建道路工程存在潜在危害或影响的崩滑灾害共有148处,滑坡有89处,崩塌（含溜砂坡）59处。崩塌滑坡灾害对道路工程的危害方式主要有:（1）滑坡崩塌威胁隧道及其进出口安全;（2）滑坡崩塌推移、掩埋、损毁道路工程;（3）滑坡崩塌威胁站场、车站安全;（4）滑坡崩塌堵江断道、淹没道路工程;（5）滑坡崩塌转化为泥石流、洪水等灾害链危害道路工程;（6）崩塌、溜砂坡冲击、扰动、掩埋道路工程。