灌溉诱发型滑坡风险控制关键技术

长期灌溉引起地下水位上升诱发滑坡发生是灌溉诱发型滑坡的基本特征,有效控制地下水位是灌溉诱发型滑坡风险管理的根本措施.通过灌溉量控制、竖向混合孔疏排水、水平疏排水3种排水措施,可以实现灌溉诱发型滑坡的风险控制.采用数值模拟的手段,计算了不同灌溉量下地下水动力场及其对应的台塬斜坡稳定性,模拟了不同布井方式下的竖向混合井疏排地下水的效果,结果表明,灌溉量控制在350×10 4m3/a以下可实现滑坡风险控制,竖向混合排水井间距为40m时可提高单体斜坡的稳定性.统筹考虑各种因素,提出了以控制灌溉量为主,辅以竖向混合孔排水和水平排水的黑方台灌区滑坡的风险控制措施.     

西安地区含水系统释水压密效应及微结构变化

西安地区诱发地面沉降地裂缝灾害最主要的因素是过量开采地下水。承压水地下水头下降引起的含水层骨架有效应力增加,粘性土释水压密一方面造成了地面沉降地裂缝灾害;另一方面引起含水层孔隙率、储水系数、渗透系数等水文地质参数的变化。笔者选取西安地裂缝最活跃的F4号地裂缝两侧钻孔岩心进行了压密CT扫描,获取了300m以浅地层粘性土在不同压力(水头下降幅度)条件下的空隙大小的微结构变化,并建立了渗透系数与微结构变化耦合关系。结果显示:在地下水开采引起的土层应力增加过程中,大孔隙度、长孔隙度会随着压力增加而明显降低,地裂缝上盘和下盘含水层大孔隙分别降低了39.05%和9.22%,不利于水分在孔隙间运移,中小孔隙度基本保持不变或略有上升;渗透系数随压力的增加呈现出减小趋势,最大下降幅度为71.08%,且随深度增加含水层渗透系数减小幅度逐渐降低。研究结果对于科学评价和预测西安地区地面沉降地裂缝地质灾害具有指导意义。     

西安市地下水与地面沉降地裂缝耦合关系及风险防控技术

西安市地面沉降地裂缝发育,世界罕见,一直是该领域研究的热点地区。近年来又出现新的发展趋势,严重制约城市发展和威胁地铁等重大工程安全运营。笔者依据254个地下水动态监测资料,总结了西安地下水资源开发历史与地下水头动态变化规律,耦合分析了地面沉降地裂缝与地下水位下降之间的关系,提出了基于地下水头管理的地面沉降地裂缝风险防控技术。结果显示:西安市地面沉降地裂缝是多种因素综合作用的结果,其发生和发展过程及其严重程度均与地下水头下降密不可分,并受黏性土层厚度的影响;空间上地下水头降落漏斗中心与地面沉降中心基本吻合,时间上地面沉降发育时间滞后地下水头降落2-3年,沉降速率是地下水头每下降1m的累计最大地面沉降量50mm;地下水头回升会引起短时和少量地面回弹量,并能够缓解或遏制地面沉降。挖掘历史地下水头与地面沉降地裂缝监测数据,建立了基于地下水头的地面沉降地裂缝预警阈值和风险防控技术。     

黄土高原平山造地工程环境效应浅析 ——以延安新区为例

黄土高原地区平山、填沟、造地、建城工程备受各界关注,大规模改造黄土沟壑地形地貌、地质与水文地质条件会引起哪些环境效应成为讨论的热点。以延安新区北区为例,通过地质调查、地面物探、监测、模拟等手段,从地质环境效应、水环境效应、植被生态环境效应、社会经济与人文环境效应等方面进行了初步分析,并讨论了全球城镇化、后现代城市兴起视角下如何看待平山造地工程。研究表明,适度的、严控质量的平山造地建城工程总体上拓展了建设空间,改善了城市环境,提高了生活质量,改善了基本社会服务,有利于城市治理和发展。同时指出,平山造地改变了国土空间结构及其利用模式,对沿沟峁居住的窑洞文化、黄土山水文化特征都会产生不同程度的影响;新区北区一座座现代化建筑拔地而起,面对新塑造的巨型岩土工程体也应居安思危,科学应对,对改造后的场地要分类有序建设,并加强监测;按照生态优先,节约集约的原则,加强国土空间规划研究,做到新城老城统筹规划,地上地下空间协同利用。     

基于GIS的西咸新区城市建设用地适宜性评价

西咸新区是近年来陕西省实施西咸一体化, 对接西安市和咸阳市的重点建设区域, 总面积882km2, 为西部地区重点建设的5大城市新区之一。虽然西咸新区地理和经济位置卓越, 然而区内地貌单元多样, 地质构造复杂, 地质问题突出, 因此在该新区开展城市地质工作意义重大。在1: 5万工程地质调查基础上, 采用层次分析法构建了西咸新区城市建设用地分区评价指标, 并根据MapGIS分析功能对其进行了适宜性评价。评价结果表明, 西咸新区居住及公共设施用地较适宜区域以适宜、较适宜为主, 占总面积的72.58%, 不适宜区占总面积的22.30%。适宜和较适宜区主要分布在阶地和黄土台塬区, 而不适宜区主要集中在漫滩和高漫滩区, 以及泾河和黄土台塬的接触带, 这些区域因为存在活动断裂、滑坡、砂土液化等地质问题, 因此被评价为不适宜区与实际调查情况相符。     

城市地下空间开发利用的地质安全评价内容与方法

城市地下空间地质安全评价是地下空间资源开发利用的基础,但尚未见针对其评价原理、内容和方法进行的系统研究。文章以主要服务于控制性详细规划和修建性详细规划为目标,提出了城市地下空间开发利用地质安全评价三方面的内容:（1）地下空间自身稳定性评价,分浅埋、深埋硐室对围岩稳定性计算方法进行了评价,在修正的芬纳公式的基础上提出了以硐室围岩表面刚好达到剪切塑性极限为临界条件的围岩稳定性计算方法;同时通过构建地质模型,模拟不同工况下硐室稳定性,获取大量样本数据,利用神经网络方法分析建立求解器,从而建立地下空间自身稳定性的快速评价系统。（2）城市地下空间开发引起的邻近工程稳定性影响评价,从地下空间开发对地面工程的影响以及地下工程之间相互影响两方面梳理了评价的内容。（3）后建地面工程对地下工程稳定性的影响评价,提出了通过原位监测、数值分析及工程类比等方法对后建地面工程对地下工程稳定性的影响进行评价。     

地质结构约束下的城市多要素三维属性建模方法研究——以西咸新区为例

支持结构——属性一体化表达的建模方法是三维建模研究的重点和难点之一。已有三维地质建模技术往往存在结构与属性建模过程的割裂,难以实现对地质结构先验知识与属性分析模拟的融合表达。笔者以西咸新区工程地质建模为例,基于多要素精细化探测成果,建立区域统一的地质构造框架模型;在地质构造约束下,充分考虑地质单元特征,精细剖分建模网格,采用随机模拟算法开展属性建模研究,从而实现地质结构约束下的三维属性模型构建。本方法既保留了构造建模对层面的清晰划分,又可以在地层内部更加合理地展现地质属性的空间分布和变化,能够在工程地质勘察和城市地下空间开发等领域得到应用。     

基于综合物探的城市地下空间探测与建模

地下空间开发利用是解决城市诟病的有效途径,城市强干扰环境下地下空间精准探测已成为多学科交叉研究的热点,也是当前研究的难点。以大西安西咸新区为研究区,采用钻孔揭露、实验测试、多参数地球物理测井、地面地球物理勘探组合方法开展了地下空间精准探测与建模研究。通过综合地球物理勘探,获取了每层土体的多参数地球物理特征。结合钻孔揭露与实验测试资料,建立了基于钻孔资料的地面物探与测井校准与耦合,为地下空间地质结构模型赋予了物理属性。提出高密度电法、微动台阵观测和浅层地震勘探与多参数地球物理测井方法相结合,可作为城市强干扰环境下地下空间物探工作的最优方法组合。     

北方半干旱区不同岩溶系统的碳循环研究

中国北方半干旱区存在丛山窄谷、冈山宽谷和孤山溶盆三种岩溶地貌。不同岩溶地貌区的碳酸盐岩溶蚀强度和碳循环强度不同。碳酸盐岩溶蚀量和ＣＯ２吸收量可以用化学热力学过程和化学动力学过程描述。     

一株菌红素产生菌的鉴定及色素组分分析

对分离自腌鱼的高产菌红素(bacterioruberin)的菌株r-fish进行了形态特征、生理生化特性与细胞化学组分的分析以及基于16SrDNA序列的系统发育分析。形态特征、生理生化特性及细胞化学组分的分析结果表明菌株r-fish为球形的嗜盐古菌。基于16SrDNA序列的系统发育结果表明,r-fish与Halobacterium trapanicum NCIMB784菌株的相似性为99．8％,归入Na-trinema属。用TLC法对r-fish的色素进行了分析,r-fish的色素组分包括菌红素(bacteriorubefin)、脱水菌红素(anhydrobacteriorubefin)、双脱水菌红素(bisanhydrobacteriorubeftn)和一未知色素。与Halobacteriumhalobium和Halococcus morrhuae的色素组分相似。