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。     

山区城镇地质灾害调查与风险评价方法及实践

山区城镇化、新农村建设、乡村振兴和脱贫攻坚大都面临着地质灾害的威胁,开展大比例尺地质灾害调查和风险评价,从源头控制地质灾害风险具有重要的战略意义。笔者在试点调查与评价的基础上,提出了一套山区城镇地质灾害调查与风险评价的思路和技术方法。山区城镇地质灾害调查与风险评价按照目的和比例尺精度的不同可分为3个层次:①区域远程地质灾害调查与风险评价,评价山区城镇遭受远程地质灾害的可能性,比例尺为1∶50 000。②城区地质灾害调查与风险评价,调查山区城镇周边区域每个斜坡和沟谷,评价其变形失稳的可能性及危害程度,比例尺为1∶10 000。③场地地质灾害调查与风险评价,评价重大工程建设、旅游景点等重要场地周边斜坡和沟谷变形破坏的可能性及危害程度,比例尺为1∶5 000~1∶2 000。对每个层次地质灾害调查与风险评价的内容、方法和过程进行了阐述,并以陕南秦巴山区和陕北黄土高原区典型山区城镇为研究区,建立了山区城镇地质灾害调查与风险评价应用示范。     

基于综合物探的黄土滑坡优势通道探测

黄土区域优势通道的发育,改变了降雨及灌溉水的径流和入渗过程,降低了土体强度,造成斜坡失稳易发崩塌、滑坡等地质灾害。针对黑方台DH2~#滑坡体及后缘,总结了优势通道的物性特征,选用优势通道非侵入式研究方法,开展了基于地球物理方法的优势通道精细化探测方法有效性研究。该研究在人为浇水漫灌干预的基础上,采用小点距的高密度电法(0.20 m)和探地雷达(0.02m)初步查明了微型裂隙(宽度为0.2~0.5cm)、滑坡后缘裂缝及滑动面等优势通道的发育展布特征,实现了黄土微小裂隙等优势通道精细刻画,证明了精细物探应用的有效性。同时,论述了在灌溉水入渗和冲蚀、黄土蠕动及滑动等综合作用下,微型裂隙逐渐发育为裂缝,进而形成滑动面的转化关系,为黄土优势入渗及滑坡研究提供研究基础。该技术在黄土地区的地裂缝、微型断裂探测等城市地质问题中具有较大的应用前景。     

中国地质环境脆弱性评价

中国地质环境具有先天脆弱性,空间分布存在巨大差异,对于区域生产力布局、工程建设、国土空间开发等社会经济诸多方面具有很大的影响。本研究基于ArcGIS平台,采用层次分析法构建包含地质构造、地表形态、组成物质三大类9个一级指标的地质环境脆弱性评价指标体系;将地壳稳定性、断裂带分布、海拔高度等9个脆弱性指标图层进行线性变换归一化处理,得到各指标标准值图层;运用因子相关分析法,分析9个脆弱性指标间相关性;应用主成分分析法,将相关性显著重复的要素删去,重新组合成一组新的互相无关的综合脆弱性要素;以主成分要素对应的方差贡献率作为权重,应用综合指数模型,完成地质环境脆弱性综合评价;在区位理论及空间统计的支持下进行进行分区,将全国划分为微度、轻微度、轻度、中度、重度和极度等6类脆弱区;综合分析中国地质环境脆弱性分布的空间特征及区域差异。研究结果表明,总体脆弱是中国地质环境的突出特征,中度至极度脆弱区面积约占中国全国土地面积的1/3,这是中国国土空间开发所面临的自然基础条件;中国区域地质环境脆弱程度呈现西北高东南低、西南高东北低且镶嵌式分布的总体空间格局,大致以贺兰山-六盘山-邛崃山-乌蒙山一线为界,此线以西地区地质环境脆弱程度高,此线以东地区地质环境脆弱程度低。     

石羊河流域水资源开发的生态环境效应与国土空间优化

石羊河流域严重的水危机和典型生态环境问题已经成为众多学者的研究热点和难点。笔者文系统回顾了石羊河流域的历史变迁、水资源形成与演化,深入分析水资源开发利用引起的生态环境效应,并探索基于资源环境承载能力和国土适宜性评价的水资源优化调控模式。研究结果表明:考虑上游的涵养水源、中游的资源环境承载能力约束和下游的生态危机约束,调整生产、生活、生态空间结构、用水结构、用水效率和用水时间,促使水资源系统向有序、协调、平衡的状态运行;并提出了流域国土空间优化建议,严守祁连山区和民勤绿洲生态空间红线,调整武威生产空间结构,建议将中下游超载的农业空间置换为低耗水的生态空间,促进了水资源调控与国土空间布局协同发展。     

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     

延安地质遗迹特征及世界地质公园建设方案

延安地处黄土高原腹地,黄河中游,富集发育了类型多样的地质遗迹资源。在现场调查和综合研究的基础上,将延安地质遗迹划分为黄土层型剖面、黄土地貌景观、黄河蛇曲群、黄土丹霞等为典型代表的3大类7类12个亚类。这些地质遗迹资源分布相对集中,具有极高的科学研究价值和黄土高原独有的景观美学特征,在世界范围内具有独特性、典型性和对比意义。延安丰富的地质遗迹与革命圣地的厚重人文历史、自然生态系统三者和谐共生,相互辉映,全方位展示了黄土高原最为典型的自然和人文特色。经分析论证,认为延安建设世界地质公园条件具备,机遇成熟,影响深远,效应显著,并提出建设延安地质公园的构想和推荐方案,并希冀尽快启动相关申报和建园工作。     

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。     

煤炭基地水污染研究理论体系探讨

以煤炭基地的水体为研究对象,以煤炭基地水污染研究理论体系的建立为研究重点,在分析中国能源形势和煤炭基地发展现状的基础上,通过查阅大量文献资料,并结合陕北煤炭基地实际情况,有针对性地提出煤炭基地水污染研究理论体系框架,具体分析了该体系五个组成部分的研究目的、研究内容和研究成果用途,在此基础上以陕北煤炭基地水污染问题为研究实例实践这一理论体系.结果表明:煤炭基地水污染研究理论体系由煤炭基地水污染背景条件研究、现状研究、机理研究、发展趋势研究和防治对策研究组成;陕北煤炭基地超过80%的地下水属于轻微污染和未污染,地表水存在一定程度的污染;窟野河大部分水化学组成从上游向下游呈先升高后降低的趋势;陕北煤炭基地未来地下水主要污染区分布在榆林市榆阳区、金鸡滩镇、神木县锦界、神木县城、大柳塔镇、府谷县城等;对原有污染严重的企业进行技术改造做到清洁生产,在企业相对集中的区域采取污水厂统一处理进行,新建企业必须进行污水处理设计,对生活污水采取土地渗滤或污水厂处理,固体废弃物要做无害化处理,农业生产中要求合理施肥.     

基于DEM的黑方台焦家滑坡变形分析

以甘肃省永靖县黑方台焦家滑坡为对象,借助1977年、1997年、2001年和2010年4个时期测制的地形图资料,建立了在ArcGIS平台下基于DEM的滑坡变形分析模型,探索了一种基于DEM的滑坡变形分析的技术方法。滑坡壁后移侵蚀速率计算结果为:1977年到1997年为4.42m/a;1997年到2001年为5.81m/a;2001年到2010年为1.64m/a。