岩浆作用与地球深部过程

为纪念马杏垣院士诞辰一百周年而作.首先简述了地球系统科学的基本思想和指导意义.指出岩浆作用实质上是地球各层圈之间相互作用的结果,岩浆是地球各层圈之间物质和能量交换的重要载体.通过众多研究实例,重点讨论了岩浆作用的地球动力学意义:一方面,火成岩及其所携带的深源岩石包体可以当作地球深部的"探针"和"窗口";另一方面,火成岩也是大地构造事件的记录,可以用以恢复古板块构造格局,追溯大地构造演化历史.     

减轻地质灾害,促进首都北京可持续发展

在总结分析北京所遭受的地质灾害类型、发育特征、分布规律及其所造成的危害基础上,论述了地质灾害与可持续发展的关系,建立了地质灾害对区域可持续发展影响指标体系与评价方法。最后,针对首都北京减灾现状,提出了预防和治理地质灾害、实现可持续发展的措施。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题,提高钻探装备的自动化、智能化水平,启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作,通过钻机装备、钻探器具研制,钻探工艺技术研究并经试验示范验证,取得多项创新成果,形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配,形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系;基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制,实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化,形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术;基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究,形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术;基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制,形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术;研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术,形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

Advances of Eco-environmental Effects and Adaptive Management in River Cascading Development

As a kind of anthropogenic activity with significant impact on river ecosystem, dam construction and reservoir creation will result in the degradation and disappearance of terrestrial ecosystem in its flooded area. It will cause the significant change of downstream eco-environment and disrupt the continuity and connectivity of natural rivers. There may be “accumulative effects” on the impact of river cascading development on its ecosystems, which is to “amplify” the impact of damming on river ecosystems step by step. However, the role, approach, and hydro-ecological mechanisms of the “accumulation effect” are still not clear. Additionally, this will also result in the uncertainty in the objective, targets, spatio-temporal scope and action path of adaptive management of river cascading development. In river cascading development, the current adaptive practice on restoring natural hydrological processes and river ecosystem may no longer be effective. There is need to understand the function and structure of river-reservoir system and its succession. The trade-offs between multi-stakeholders of river-reservoir system shall be also taken into consideration. The upper Yangtze River has experienced intensive cascading development, which is unique among the world’s rivers and will profoundly change the ecosystem in the upper Yangtze. The adaptive management of upper Yangtze should aim at optimizing the ecological structure of rivers and reservoirs and maintaining the health of river-reservoir ecosystems. Future research could be focused on the role and form of “accumulative effects” in upper Yangtze, and the trade-offs among multiple stakeholders. These will construct a new paradigm for the operation and management of green hydropower in the upper Yangtze.     

上海城市地质工作服务经济社会发展机制与模式探索

上海作为一个临江滨海的特大型城市,地质工作承担着服务城市发展、保障城市安全的双重责任。形成地质工作更加积极主动地参与、融入经济社会建设的制度与机制,是国土资源部与上海市政府合作开展＂上海市三维城市地质调查＂项目的初衷。上海城市地质调查中,注重了城市规划、建设和管理对地质工作需求的把握,围绕社会需求主线,在开展三维地质结构调查、地面沉降控制、地球化学环境评价等工作同时,重点推进了海量地质资料信息化和社会共享,促进了地质资料汇交制度的建立和落实,研发了三维可视化的上海城市地质信息管理与综合服务系统。工作中探索建立了中央与地方联动,国家战略部署和地方公益性地质工作合理分工、有机衔接的城市地质调查新机制;探索并实践了一个紧紧依托行政管理平台、充分发挥多学科、多专业、多区域融合优势及现代化信息技术深入应用的工作新方法。     

山区公路路基边坡地质灾害远程监测预报系统开发及应用

针对山区公路路基边坡点状分布、数量较多、规模相对较小且易受人类活动和环境变化影响的特点,确立了以位移和降雨量为主的监测原则,基于GPRS技术,集成触发式位移计、容栅式雨量计、数据采集传输模块和太阳能供电装置,形成了经济、节能、高效的单体边坡远程监测硬件系统。采用Visual C++网络编程技术,以SQL Server2005为数据库平台,开发了地质灾害远程监测预报软件系统,实现了数据的远程实时接收和可视化分析管理。由于公路边坡变形破坏模式多样,系统还集成了多种时间预测模型,建立了边坡变形预报模型库。通过在常吉高速公路的安装运行,系统成功地进行远程实时监控,保障了极端天气下公路的安全运营。     

基于GIS与数值模拟软件耦合的三维边坡建模方法及其稳定性研究

基于地理信息系统(GIS)和数值模拟软件,提出了一套适用性强,运行流畅的三维边坡建模和模拟计算技术方案。此方案能充分利用复杂边坡的勘察历史资料,真正实现了从勘察数据处理-建立三维边坡模型-稳定性分析-结果反馈的边坡模拟全过程。为建立满足精度要求的模型,深入探讨了地表和土层的建模理论和方法,借助GRASS完成边坡的三维建模,并对已建模型进行详尽的误差分析,为量化建模质量提出了相应方法。用Python语言实现GIS和数值模拟软件的耦合,通过多个自主编写的程序和数据接口,完成不同平台间的数据传递和格式转换,避免了传输过程中数据的丢失或失真,还可深度挖掘已建模型的数据。借助杭口岭隧道工程实例,对此方案进行验证。分析结果表明,利用此方案建立的三维边坡模型,建模速度快,精度高,能准确地反映真实边坡的情况,并搜索到边坡潜在的最危险区域。     

The ecological-geological system,its types and position in the structure of an ecosystem

An ecologic-geological system presents a certain volume of the lithosphere with biota, including humans and the social media functioning in it and on its surface. This system is considered as the study subject of ecological geology. In all, four types of ecological-geological systems have been distinguished and characterized: a natural real system, natural ideal system, natural-technical ideal system, and natural-technical real system. The position of an ecological-geological system in the structure of an ecosystem is shown.