Coupling a 1D-local inertia 2D hydraulic model for flood dispatching simulation in a floodplain under joint control of multiple gates

Natural Hazards - A 2D local inertial equations model coupled with a 1D hydraulic model was established to simulate flood dispatching in river and flood detention areas. A simplified first-order...     

Rapid forecasting of urban flood inundation using multiple machine learning models

Natural Hazards - Urban flood inundation is worsening as the number of short-duration rainstorms increases, and it is difficult to accurately predict urban flood inundation over a long lead time;...     

Identifying urban–rural differences in social vulnerability to natural hazards: a case study of China

Identifying and analyzing the urban–rural differences of social vulnerability to natural hazards is imperative to ensure that urbanization develops in a way that lessens the impacts of disasters and generate building resilient livelihoods in China. Using data from the 2000 and 2010 population censuses, this study conducted an assessment of the social vulnerability index (SVI) by applying the projection pursuit cluster model. The temporal and spatial changes of social vulnerability in urban and rural areas were then examined during China’s rapid urbanization period. An index of urban–rural differences in social vulnerability (SVI_D) was derived, and the global and local Moran’s I of the SVI_D were calculated to assess the spatial variation and association between the urban and rural SVI. In order to fully determine the impacts of urbanization in relation to social vulnerability, a spatial autoregressive model and Bivariate Moran’s I between urbanization and SVI were both calculated. The urban and rural SVI both displayed a steadily decreasing trend from 2000 to 2010, although the urban SVI was always larger than the rural SVI in the same year. In 17.5% of the prefectures, the rural SVI was larger than the urban SVI in 2000, but was smaller than the urban SVI in 2010. About 12.6% of the urban areas in the prefectures became less vulnerable than rural areas over the study period, while in more than 51.73% of the prefectures the urban–rural SVI gap decreased over the same period. The SVI_D values in all prefectures had a significantly positive spatial autocorrelation and spatial clusters were apparent. Over time, social vulnerability to natural hazards at the prefecture-level displayed a gathering–scattering pattern across China. Though a regional variation of social vulnerability developed during China’s rapid urbanization, the overall trend was for a steady reduction in social vulnerability in both urban and rural areas.

     

兴蒙造山带晚古生代伸展减薄过程:来自内蒙林西地区岩体的地球化学证据

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学研究,讨论了该岩体成因、岩浆源区以及研究区造山带地壳演化等问题。岩体中暗色包体和周边花岗岩大部分锆石记录了～285Ma和～270Ma两期年龄,少量锆石记录了～320Ma的较老年龄,表明该区域在晚石炭世就存在岩浆活动,并在～285Ma、～270Ma更为显著且岩浆活动具有幕式发生的特点,通过锆石的Ti温度计算得岩浆形成温度为～670℃。暗色包体相较周边花岗岩部分更富Al_2O_3(13.96%)、CaO(1.61%)、Na_2O(4.61%)以及Fe_2O_3(3.67%)、MgO(0.62%)、TiO_2(0.28%)、P_2O_5(0.08%)等,但贫K_2O(2.10%),但二者发育有一致的变形现象,具有相同的侵位时代(误差范围内一致)、相似的微量元素配分模式、相近的Sr-Nd-Hf同位素组成指示二者可能为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,暗色包体样品中,Zr/Hf比值介于31.74～37.08之间(接近原始地幔的Zr/Hf比值36.25),黑云母有壳源和壳幔混合源两种成因类型,I_(Sr)值介于0.7039-0.7055之间,ε_(Nd)(t)值介于-7.30～-5.87之间,锆石的ε_(Hf)(t)介于-3.58～6.72之间等地球化学特征均指示暗色包体的母岩浆在形成过程中有幔源物质的加入,以上特征显示岩体为壳幔混合源岩浆经历不同演化阶段后的产物。岩体中锆石Eu/Eu~*与地壳厚度的拟合结果显示研究区在 ca.290～270Ma 地壳经历了一次显著的减薄过程(ca.50～35km),为区域存在地幔物质上涌提供了动力学证据。结合前人资料,本次研究的含暗色包体的花岗质岩体属于大石寨期,其母岩浆的形成、侵位时代,以及壳幔混合源等地球化学特征精细地约束了该区大石寨期岩浆活动的发育时间及过程,为研究西拉木伦缝合带晚古生代构造演化提供了新证据,同时也清晰地指示出古亚洲洋在晚古生代末期并不处于大洋俯冲阶段,而是造山后的伸展裂解阶段。     

戈壁荒漠覆盖区地质调查中综合地球物理方法与实践

戈壁荒漠覆盖区地质填图是新时期地质调查工作的重点内容之一.覆盖区地质填图的基本目标包括两个方面,一是揭示覆盖层下伏基岩面地质结构,即填绘基岩面地质图;二是揭示覆盖层地质结构,包括地表覆盖层地质结构和覆盖层的三维地质结构.综合利用地球物理方法可以获得覆盖区地下地质结构、岩石属性、沉积物分布与层状结构等信息.而经济有效地选择和组合实施地球物理方法是完成覆盖区地质填图目标任务的重要保障.基于近年在新疆东天山地区开展的覆盖区地质填图工作,提出了针对多覆盖层结构背景下地质填图的综合地球物理方法组合的技术策略.综合地球物理方法以及新技术在巴里坤盆地和哈密盆地的应用展示了其效果,并为在戈壁荒漠覆盖区地质调查过程中如何开展地球物理工作提供了示范和借鉴.      

基于组构组分的变质岩岩相学分类

为建立一个较严密、系统的常见变质岩石的岩相学分类,采用既反映岩石结构构造特征又蕴含岩石基本组成的变质岩组构组分作为岩石分类的一级分类指标,以岩石结构、构造和组构组分的成分依次作为二、三和四级指标,划分了归属于造山区域变质岩、接触热变质岩、断层动力变质岩、蚀变交代变质岩和混合岩这5个大类变质成因的基本岩石.如岩石的地质产状已知,可用对应于地质产状的成因类型变质岩替换组构组分,升级为一级分类指标,然后用同样程序进行划分.本分类方案中,造山区域变质岩与接触热变质岩因具有相同组构组分,因此,大部分基本岩石名称相同,但可借助其地质产状和一些特征变质矿物的特殊显微构造的有无将它们区分开来.本分类方案的分类效果优于国内外现有的岩相学分类方案.      

湘东南中泥盆统石英砂砾岩物源分析及其大地构造意义

早古生代江南隆起的形成与剥蚀作用可以用来制约华南广西期造山作用及其动力学机制.通过对江南隆起南侧湘东南南湾地区中泥盆统跳马涧组石英砂砾岩的碎屑锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学以及全岩地球化学的分析,讨论了其物源及其大地构造意义.4件样品的270颗有效碎屑锆石U-Pb年龄谱由430~440 Ma主峰与800~1 100 Ma、1 700~2 000 Ma和2 400~2 600 Ma次峰组成.锆石CL图像、Th/U比值以及稀土元素配分图指示碎屑锆石以岩浆锆石为主,仅有少量变质锆石和热液锆石.矿物形态、组成以及成熟度指示其源区为近源,沉积于滨海环境.综合源区分析表明,湘东南中泥盆统跳马涧组石英砂砾岩的物源来自其北侧的江南隆起.江南隆起形成于广西期陆内造山作用.早古生代岩浆锆石的微量元素地球化学特征表明其为大陆型锆石,形成于大陆弧构造环境.结合区域地质特征,华南广西期造山作用是其南侧大洋俯冲作用的产物,与冈瓦纳大陆的聚合有关.      

滑坡碎屑化运动物理模型相似材料特性研究

高速远程滑坡物理模型试验中,岩石相似材料的选择是模型试验成功的关键,然而目前滑坡相似材料强度高、难以在缩尺试验中模拟滑坡破碎过程。以重晶石、石英砂为骨料,石膏为胶结剂,羧甲基纤维素钠、甘油、水作为辅助材料,进行可破碎岩石相似材料的配比试验。采用控制变量法研究重晶石与石英砂比例（重石比）、骨料与胶结物比例（骨胶比）、羧甲基纤维素钠含量、拌合水量、甘油含量对相似材料物理力学性质的影响。试验结果表明:所有配比情况下各相似材料物理力学参数的范围分别为单轴抗压强度为0.12～1.47 MPa,弹性模量为25.51～148.12 MPa,黏聚力为1.63～87.39 kPa,内摩擦角为22.70°～35.89°,脆性指标主要分布在0.033～0.145之间;重石比主要控制岩石相似材料的内摩擦角;骨胶比减小,对应的黏聚力和内摩擦角先增大后减小;羧甲基纤维素钠对材料的单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力等材料的力学特性以及材料的脆性指标影响均比较大,其中对单轴抗压强度的影响最大。因此,控制羧甲基纤维素钠和拌合水量的含量,并合理调节重石比与骨胶比,在相似比约为1∶600的试验尺度下,最终确定了适用于高速远程滑坡碎屑化过程模拟的低强度高脆性岩石相似材料的配比区间。     

随钻测斜技术现状与发展趋势

在桩基领域,随着基础设施建筑对桩基础承载能力和桩孔垂直度的质量控制要求越来越高,现有常规桩基成孔监测技术已不能满足要求;在钻探领域,随着深井、超深井、科学钻探井及水平井的成井要求越来越高,由于地层因素、工艺技术等导致的实际钻孔轨迹偏离设计轨迹的井斜问题愈发突出,井斜的监控变得越来越严格,现有仪器已不能很好地满足钻孔轨迹测量的高精度要求。针对上述问题,本文梳理了随钻测斜技术发展现状,并结合地质岩心钻探、旋挖桩孔施工工艺特点,提出实现绳索取心钻探钻孔轨迹和大直径长钻孔灌注桩孔垂直度高精度实时监测的方案,这一思路的推广将对指导施工操作、保证钻孔/桩孔的整体质量产生积极影响。     

东昆仑地区驼路沟钴(金)矿床硅质钠长岩锆石U-Pb定年及Hf同位素特征研究

东昆仑驼路沟钴(金)矿床是青海省发现的首个独立大型喷流沉积型矿床,说明容矿围岩为一套海相火山-沉积岩系。本文在野外调查的基础上,对该矿区短沟矿段YM1坑口的硅质钠长岩进行岩石学、LA-ICP-MS锆石UPb年代学及Hf同位素分析。结果表明,区内钠长岩的形成年龄为(457.3±4.6)Ma,佐证了该矿区喷流作用成岩与成矿的同时性;另外获得9.20~1.10 Ga和2.40~2.50 Ga的2个年龄集中区,说明了研究区基底演化和源区物质的复杂性。Hf同位素显示为两个集中区,其中年龄峰值422~459 Ma的锆石获得εHf(t)值为-0.61~12.72,表明锆石母岩主要为新生的地壳物质,指示硅质钠长岩的形成与海底火山喷发作用密切相关;另外0.85~1.10 Ga的锆石εHf(t)值为-15.09~-0.07,其锆石母岩中主要为再造的古老地壳,表明该区基底源区物质的复杂性。通过区域对比分析,认为驼路沟矿区含矿火山-沉积岩系形成时代与钠长岩年龄、成矿年龄非常接近,喷流沉积时代应为晚奥陶世。