新书介绍

正《青藏高原高位远程地质灾害》由殷跃平、朱赛楠、李滨等著。本书对青藏高原高位远程地质灾害进行了系统研究,包括高位远程地质灾害特征类型与易滑结构、早期识别与监测预警、链动过程与成灾机理、应急处置与综合防治等关键科学技术问题。全书共四个部分11章,第1部分(绪论和第1章)介绍了青藏高原高位远程地质灾害的典型易滑地质结构特征,提出了基于高差、滑程和速度的运动特征分类方法,讨论了高位崩滑、势动转化、动力侵蚀和流滑堆积四阶段链动机理和相应的分区综合防控措施;第2部分(第2～5章)论述了藏东三江流域、雅鲁藏布江下游、喜马拉雅山中段典型高位远程地质灾害特征、动力学过程和风险防控对策措施。     

基于贴近摄影测量技术的高位崩塌早期识别技术方法研究

高位崩塌具有地面高差大、突发性强等特点,难以对其做出准确的预警预报,因此开展高位崩塌早期识别对防灾减灾意义重大。依靠人工对高位崩塌进行实地调查难度大、效率低,容易存在调查盲区,现有调查技术手段难以有效获取岩体结构面产状、节理组合特征和裂隙几何特征等关键参数。为此,将贴近摄影测量高分辨率和“多角度”探测技术优势应用于高位崩塌早期识别,并以康定县郭达山高位崩塌为例,总结归纳了该技术方法的具体应用流程,可为地质灾害调查和高位崩塌早期识别提供一定的参考与借鉴。研究结果表明: 基于贴近摄影测量技术能够识别岩体亚厘米级裂缝,尤其适用于高位崩塌调查和早期识别工作,已取得显著成效; 在高精度三维实景模型基础上,基于空间解析几何理论,应用“三点法”能够有效获取岩体单体结构面产状。     

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。     

基于SAR/InSAR技术的雅鲁藏布江下游高位地质灾害早期识别

雅鲁藏布江下游位于印度板块和欧亚板块碰撞的前缘地带, 区域内新构造运动活跃, 高山分布众多, 属典型高山深切割区。由于独特的地质构造以及气候变化的影响, 区域内崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害频发。文章采用Sentinel-1影像以及ALOS/PALSAR-2影像通过多种时序InSAR技术和SAR偏移量技术联合的方式对区域内2014—2020年高位地质灾害进行了识别。文章研究结果表明: 在研究区内共存在260处地质灾害形变区, 且大多位于海拔较高的沟道与山峰; 泽巴隆巴冰川沟中的岩崩形变体已经形成多条大型拉张裂缝, 一旦发生崩落极有可能形成堰塞湖; 受米林地震影响而复活的达波古滑坡后缘已经完全脱离, 左右两侧裂缝完全贯通, 滑坡一旦失稳会完全堵塞雅鲁藏布江。此研究提供了识别高山峡谷区高位地质灾害的SAR/InSAR技术方法, 为类似的地质灾害识别提供了参考。      

新疆伊犁河谷黄土滑坡冻融失稳机理研究

伊犁河谷地处中国天山山脉西段,属于典型的季节性冻土区,季节性冻融作用对斜坡稳定性影响强烈。本文以皮里青河"3.24"滑坡为例,通过现场详细调查、多期遥感影像动态比对、数值模拟等方法,研究了黄土滑坡冻融失稳机理与滑坡运动特征,得到以下几点认识:(1)滑坡失稳与水密切相关,一方面是地表水侵蚀作用,另一方面是地下水的冻融作用;(2)根据变形特征,将滑坡失稳过程分为坡脚侵蚀、冻结滞水和冻融循环破坏三个阶段,模拟结果表明,地下水水位上升导致孔隙水压力增大是滑坡冻融失稳的主要原因;(3)DAN-W数值模拟软件的Voellmy模型和Frictional模型可较好地模拟滑坡的运动堆积过程,模拟结果显示,滑坡历时12.8 s,最大运动速度17.7 m/s,平均堆积厚度4.9 m,运动距离139 m。本研究为伊犁河谷地区黄土冻融滑坡的早期识别与风险评估提供了重要的技术支撑。     

中国西藏金沙江白格滑坡的地质成因分析

2018年10月11日发生的金沙江白格滑坡是中国西藏继2000年易贡滑坡以来社会影响最大的滑坡事件。许多学者对该滑坡的形成条件、稳定性和监测预警等进行了研究报道,但对滑坡的地质成因研究比较薄弱。本文在区域地质分析、现场调查测绘和综合研究的基础上,重点从断裂作用控制斜坡岩体结构、水与蚀变软岩夹层作用促进结构面弱化、卸荷作用控制滑坡规模和失稳方式等方面,提出了金沙江构造缝合带混杂岩体岸坡在持续重力作用下的失稳机理,对金沙江沿岸滑坡隐患早期识别和风险防控具有一定指导意义。     

高速远程冰-岩碎屑流研究进展

冰-岩碎屑流是高寒山区陡峭山体斜坡区冰崩、岩崩或滑坡解体后形成的冰屑、岩块和土颗粒混合体高速流动现象.由于裹挟了冰屑,冰-岩碎屑流具有超强的运动性,屡屡引发震惊世人的灾难性事件,是全球气候变暖大背景下地质灾害研究的热点与前沿问题.通过对近40余年来的研究进展进行梳理和评述,指出了冰-岩碎屑流的概念由来和主流定义方法,阐述了其成因机制的气候敏感性,结合典型实例论述了区域发育特征,重点分析了运动特征、减阻机理和冰屑影响机制.冰-岩碎屑流的超强运动性被认为与低摩擦冰减阻机理、摩擦热融减阻机理、侧限约束减阻机理密切相关.冰屑作为材料组分和融水来源,能够降低界面摩擦、改变冰-水-岩相互作用,进而形成复杂的热-水-力耦合作用.今后应加强研究冰-岩碎屑流事件的成因机制和时空分布规律、运动特性和冰屑影响机制、过程演化观测与预警评估技术,以期揭示冰-岩碎屑流运动机理,为冰-岩碎屑流及链生灾害的科学减灾提供有力支撑.      

水动力型滑坡形成运动机理与防控减灾技术

水动力型滑坡是指在冰川融雪、降雨、水位变动、地表径流及地下水活动等水动力因素驱动下而发生的斜坡岩土体失稳灾害。西南地区是水动力型滑坡尤其是库区滑坡的高发区,其失稳破坏直接威胁到人类的生命财产和基础设施的安全,且有可能造成深远的次生灾害,提升水动力型滑坡灾害的监测预警、综合防控与应急处置水平极为迫切。水动力型滑坡易发于松散堆积层、破碎岩体、软岩以及含有软弱夹层的斜坡等地层,地质环境、水文活动以及人类活动干扰等因素的长期作用在水动力型滑坡的孕育过程中起着关键作用。斜坡在各种不利因素的持续交替作用下,逐渐产生变形破坏,稳定性不断降低并趋于极限失稳状态,最终在短期水文条件的改变下而导致整体失稳破坏。斜坡失稳后的滑坡动力过程非常复杂,尤其是特大型高位滑坡,在运动过程中可能会产生强烈的冲击破碎和沿程侵蚀铲刮现象,导致滑坡运动性态的改变和堆积方量的增大,水的存在会加剧滑坡沿程侵蚀铲刮作用以及导致运动性态向流态化转变而造成更远的运动距离和更广的致灾范围。水动力型滑坡是一个复杂的系统性问题,不同地质结构和水动力条件的滑坡变形破坏过程存在很大差异,远距离非接触式滑坡早期识别与监测技术以及基于人工智能和大数据且具备自主学习的滑坡预报预警方法是未来重要发展方向。水动力型滑坡防治涉及到工程建设、经济民生、社会等多方面因素,需要综合运用工程措施和非工程措施。在未来水利水电工程建设过程中,应重视库区滑坡的危害性,复建设施的修建应尽可能远离库区滑坡影响区。     

突发地质灾害监测预警翟淑花创新工作室

正突发地质灾害监测预警创新工作室以北京山区地质灾害防治需求为导向,以"科技防灾减灾,服务社会民众"为宗旨,聚焦突发地质灾害成生背景、形成机理、早期识别、监测预警与综合防治理论和技术方法研究,发挥自身公益职能,强化社会应用服务、促进科技成果转化,为山区地质灾害防治提供了有力支撑和保障。     

九寨沟地震地质灾害隐患早期识别与分析研究

针对传统地质灾害调查手段难以有效识别高位远程、高植被覆盖下地质灾害隐患问题,本文研究采用InSAR、机载LiDAR、无人机光学遥感等技术,系统开展了九寨沟地震区域地质灾害隐患早期识别工作。通过SAR数据处理、激光点云数据处理、无人机影像处理等过程,构建了一套集成纹理特征、形变特征、形态特征的地质灾害隐患识别遥感解译图谱。通过综合应用多源遥感技术,完成了九寨沟核心景区230 km²范围内的地质灾害隐患早期识别任务,突破了以往地质灾害灾害调查灾害隐患看不见、看不清、看不准的难题,提高了该区域地质灾害隐患识别的成功率。研究表明,综合应用InSAR、机载LiDAR、无人机遥感等探测技术可以有效提高艰险复杂山地环境地质灾害隐患的识别率,可以为地质灾害隐患早期识别提供技术支撑。     

自贡市地质灾害专群结合监测预警模式升级与实践

传统的群测群防体系具有发现预警难、人员巡查难、变形监测难等问题,科研型专业监测设备又有着成本高、功耗高等问题,难以推广。自贡市采用功耗低、成本低、数据化、实时化的普适性地质灾害监测预警技术作为传统监测预警的补充,提升地质灾害监测预警能力;地质灾害监测预警模式通过传统的群测群防预警模式——人技结合的专业监测预警模式——"三统两分一考核"的综合监测预警预报模式的三级转变,进一步提升了地质灾害自动化专业监测预警的有效性和持续性。     

山体滑坡动态信息实时采集技术的实验研究

山体滑坡动态信息的实时监测与预警技术的研究,是灾害性地质滑坡防灾减灾研究的重要技术之一。通过对山体滑坡诱发内因的物理动态信息进行有效实时采集观测的实验与探讨,研究出一种基于激发极化法针对滑坡主体介质激电特征的"激发电抗"动态信息采集方法。经实验表明,该方法可推动"山体滑坡"预警理论与技术的研究,从静态勘探评估与诱发外因变量的实时监测,向静态勘探评估与诱发内因变量的实时动态监测拓展,实现了对山体滑坡的动态信息进行实时有效的动态监测。     

基于“3S”技术的地质灾害监测预警系统在我国应用现状

中国具有地质构造复杂,地貌类型多样,山区面积比例高等特点。近年来,在全球气候变化背景下,大量重大工程建设、不合理的资源开发和人类活动,导致各类地质灾害频发,严重影响了民生改善和小康社会建设进程,为地质灾害风险管控带来了挑战。开展地质灾害监测预警研究,能够为灾害风险管控、监测预警、防治减灾工作提供重要的科学依据。本文由中国地质灾害监测预警研究入手,着重分析讨论了我国地质灾害发育概况、监测预警既有成果和研究现状。然后从地质灾害监测预警的主要内容、主要技术方法和主要监测预警模型的发展和现状三个方面,讨论了"3S"技术在地质灾害监测预警中的研究现状和实践应用;最后详细讨论了目前基于"3S"技术的地质灾害监测预警平台在三峡库区和国家防灾减灾工作中的应用情况。本文最终结论认为,"3S"技术的地质灾害监测预警系统在各行业防灾减灾工作中的应用已日趋成熟,未来的地质灾害监测预警系统将以"3S"技术为基础,集观测、研究、风险评估、预报预警、预防治理为一体,有机结合各相关学科和大数据、人工智能、互联网+技术,通过对地质灾害的过程进行仿真模拟,分析诱发灾害的因素和发生强度,提高地质灾害预报的时间、地点、发生强度的准确性。     

基于尖点突变模型与D-S证据融合理念的地下矿山岩体失稳预警方法

地下矿山岩体失稳预警一直是矿山灾害防治研究的重要课题。为了提高岩体失稳预警的准确性和可靠性,本文提出一种基于尖点突变理论和D-S证据融合理论的综合性预警方法。首先通过建立尖点突变分析模型和D-S证据融合模型得到两种独立预警判据。然后借助风险矩阵融合两种独立预警判据形成综合性预警判据。最后利用矿山实测的微震数据分别对三种预警判据的预警效果进行检验。结果表明:尖点突变模型对岩体失稳的预警效果较差;D-S证据融合模型的鲁棒性较差;综合性预警判据的预警结果与工程实际高度吻合且鲁棒性较好,预测准确性和可靠度明显提高。     

2004—2018年北京市突发地质灾害时空分布特点和监测预警状况

本文对北京市规划和自然资源委员会发布的《北京市环境公报》（2004—2018年）和北京市水务局发布的《北京市水资源公报》（2004—2018年）进行了全面梳理,详细分析了近15年来北京市突发地质灾害的类别构成和时空分布规律。北京市突发地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4种类型,其中崩塌是北京市发生数量最多的地质灾害。北京市突发地质灾害规模较小,分布广泛。大部分灾害发生在汛期,表明北京市突发地质灾害与降雨密切相关。极端强降雨发生后,不同类型灾害集中暴发。近年来,北京市突发地质灾害专业监测预警工作积极开展,并取得一定的成绩,但是相关的科研、监测预警技术等地灾防治工作仍需提升。本文的相关结论来源于真实数据的统计分析,可为北京市突发地质灾害监测预警工作提供客观数据支撑。     

矿井水害防控远程服务云平台构建与应用

煤矿水害严重制约煤炭资源安全高效开发。针对我国煤矿开采面临的典型顶板、底板和老空水害问题,现阶段矿井水害防治主要开展水害危险性评价、涌水量预测、水害监测预警及水害探查与治理等工作,智能化程度不高。为了解决煤矿企业现场水害防治不同阶段研究与决策的智能化需求,通过将煤矿水害防治与“大数据”“数字化矿山”“互联网+”“云服务平台”等新理念、新技术进行融合,设计开发了基于多源数据融合的矿井水害防控远程服务云平台,实现水文地质信息管理、水害风险分析评价、水害防治方案设计、水害监测数据分析与智能预警、水灾事故辅助决策以及随时随地多部门多端协同,构建形成“互联网+水害防治智慧服务”新模式。矿井水害防控远程服务云平台实现了煤矿水害防治方案的科学、快速、精准制定,提高了矿井水害防治技术工作管理水平,为煤矿安全高效开采提供可靠的技术平台支撑。      

“八位一体”闭环式煤矿顶板水害管控模式的构建与应用

煤矿水害防治是矿井安全管控的重点之一,但缺乏全面、系统、可控的技术管理手段,制约着煤炭资源的安全高效开采,为了科学、有效地指导煤矿水害防治工作,以鄂尔多斯盆地深部煤矿顶板水害为例,运用系统工程与闭环式管理的理论体系,提出了“立体探查、预测预报、追踪探放、分段疏降、采前评价、阶梯排水、监测预警、总结优化”的顶板水害闭环式管控模式,该模式涵盖了水文地质条件探查、水害预测、顶板水疏排、水害监测预警等全过程的管理、控制,形成了从水害治理效果到水害防治过程中每个阶段的反馈通路,组成一个水害防治闭合回路,保障了防治水工作有据可依、偏差可控。将该模式应用于深部复杂水文地质条件的煤矿顶板防治水技术与管理,实现了煤矿水害防治技术与生产管理的协同创新,保障了煤矿安全高效开采,为深部复杂水文地质条件煤层开采顶板防治水技术与管理提供借鉴。      

基于微震的底板采动裂隙扩展及导水通道识别技术研究

华北型煤田开采面临奥陶系石灰岩岩溶富水性强、水压高、地质构造复杂、隔水层薄等问题, 防治水工作面临巨大挑战, 导水通道识别是底板水害防治的关键问题。论文结合微震监测原理, 提出基于微震能量密度及岩层破裂连通度反演导水通道的识别方法, 以河北葛泉矿东井11916工作面底板突水监测工程为背景, 应用上述基于震源参数的底板导水通道识别技术, 通过连通路径反演得到11916工作面内陷落柱区域存在1~3条主导裂隙, 通过视电阻率监测数据验证了导水通道的存在。结果表明, 以微震能量密度及连通度表征底板岩层采动裂隙的导通性是可行性的;研究成果为推动微震监测技术在底板水害防治中的应用提供了一条新途径, 同时, 为提升底板突水监测预警水平奠定了重要基础。     

工程滑坡防治关键问题初论

在概述工程滑坡灾害防治研究主要进展的基础上,从工程边坡扰动过程与机理、潜在工程滑坡危险性识别评估和监测预警3个方面,集成探索工程滑坡灾害有效预防的主要途径,强调潜在工程滑坡危险性识别评估是有效预防工程滑坡灾害的关键;从快速钻探勘察技术、快速评估和快速锚固技术,特别是深层滑坡自适应锚固技术研究方面,概述工程滑坡快速防治技术研究新进展;从主动减灾防灾理念和意识、工程滑坡风险评估与控制、综合减灾3个方面,集成研究主动减轻工程滑坡灾害的有效途径,强调构建“防、治、管”为一体的国家级综合减灾信息共享平台,是综合减灾防灾的关键。