半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。     

阿尔金北缘喀腊大湾地区早古生代中酸性火山熔岩岩石地球化学特征及其构造环境

阿尔金北缘喀腊大湾地区早古生代的中酸性火山岩为一套英安岩—流纹岩—粗面英安岩(少量)组合,在岩石地球化学上高SiO2、富碱(Na2O/K2O =0.4 ～22.2,Na2O+ K2O =2.49％ ～9.74％)、低钛,里特曼指数(δ)为0.20～5.52,铝饱和指数A/CNK为0.8～1.4,指示这是一套低钾—中钾钙碱性—碱性钾玄质(少量)火山岩,自北向南具有从准铝质Ⅰ型向弱过铝质—强过铝质S型花岗质岩浆过渡的特征.LREE、K、Ba、Th(U)、Pb、Zr富集以及Nb(Ta)、P、Ti的亏损指示其形成于与俯冲消减作用有关的活动大陆边缘环境.岩石地球化学研究表明,英安岩和流纹岩不存在分异演化关系,其源岩分别为变质(基性)火山岩和变质泥质岩.结合区域地质特征,认为该套中酸性火山岩形成于活动大陆边缘洋壳俯冲消减后期同碰撞—碰撞后的环境,是俯冲碰撞过程中陆壳巨量增厚,碰撞后伸展阶段中下地壳(或岩石圈)拆沉,幔源岩浆底侵,诱发趋于成熟的大陆边缘弧地壳在不同深度位置上发生部分熔融的产物.这一地质过程是对同一时期阿尔金北缘地区古大洋自北向南俯冲消减到米兰—金雁山地块之下的动力学机制的响应,也为判断阿尔金北缘红柳沟—拉配泉地区蛇绿混杂岩带早古生代的俯冲极性提供了佐证.     

雅鲁藏布江南带白垩纪地层划分及特征

通过1∶25万区域地质调查,在藏南普兰县拉昂错—萨嘎县旦嘎东雅鲁藏布江结合带南带修康群中发现了大量放射虫化石,通过对该区沉积地层的详细调查,结合放射虫化石对原划修康群进行了充分解体,新厘定出侏罗系至始新统7个组级岩石地层单位,其中白垩系划分为折巴组与桑单林组。折巴组以杂色硅质岩、泥岩和页岩为主,夹砂岩、玄武岩等,与上覆上侏罗统旦嘎组和下伏下白垩统桑单林组呈整合接触关系,含丰富的早白垩世放射虫化石;桑单林组以杂色石英砂岩、砂岩、泥岩、页岩及硅质岩为主,夹玄武岩等,整合于下白垩统折巴组与古近系蹬岗组之间,含丰富的晚白垩世放射虫与有孔虫化石。白垩系折巴组与桑单林组的建立与研究,丰富和完善了中生代特提斯洋盆区(雅鲁藏布江南带地层分区)的岩石地层沉积序列,提高了地层的研究水平,为研究该区沉积古地理环境和大地构造演化提供了新的基础资料。     

化学作用下高庙子膨润土屏障性能演化行为

深地质处置库运营过程中,受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响,膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为,以我国北山处置库预选场地为工程背景,以内蒙古高庙子膨润土为研究对象,首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件;在此基础上,详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明:化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释;化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关,化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变;膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后,提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。     

TST隧道地震CT地质超前预报技术及应用

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,4目前应用的负视速度法,水平剖面法,TSP技术等,由于观测方式和资料处理方法比较简单,不能准确确定掌子面前方围岩的波速,从而致使地质界面定位不准确,围岩工程类别划分缺乏依据,亟待改进。本文提出的TST技术采用空间观测方式,资料处理方法采用偏移成像和走时反演成像,解决了掌子面前方围岩速度结构的分析问题,实现了隧道围岩地质结构的精确成像,适合复杂地质条件下的地质超前预报应用。     

Tunnel seismic tomography method for geological prediction and its application

Typical existing methods of tunnel geological prediction include negative apparent velocity, horizontal seismic profile, and the Tunnel Seismic Prediction （TSP） method as this technology is under development at home and abroad. Considering simpler observational methods and data processing, it is hard to accurately determine the seismic velocity of the wall rock in the front of the tunnel face. Therefore, applying these defective methods may result in inaccurate geological inferences which will not provide sufficient evidence for classifying the wall rock characteristics. This paper proposes the Tunnel Seismic Tomography （TST） method using a spatial observation arrangement and migration and travel time inversion image processing to solve the problem of analyzing the velocity structure of wall rock in the front of the tunnel face and realize accurate imaging of the geological framework of the tunnel wall rock. This method is very appropriate for geological prediction under complex geological conditions.     

基于BOTDR的白泥井3号隧道拱圈变形监测

白泥井3号隧道是一条山岭隧道,隧道出口段位于滑坡等地质灾害多发的危险区域,为了确保隧道安全,应用国际上先进的BOTDR分布式应变测量技术,对隧道拱圈截面变形进行了分布式应变监测。本文着重介绍了BOTDR在隧道内安装布设以及监测数据的分析过程,监测成果显示,在将近1 a的监测时间里,隧道拱圈基本保持稳定,只是在个别区域,如K84+508.2处拱圈截面的衬砌表面发生张拉变形,变形量在雨季期间达到最大,据分析是由于雨水入渗山体造成围岩压力增大,致使拱圈截面受挤压变形。     

多道瞬态瑞雷波勘探应用研究

在层状介质中,瑞雷波具有频散特性.瑞雷波波速主要与其穿透深度范围内的介质物理性质有关.利用瑞雷波波速与剪切波波速的相关性可以进行岩土力学参数测试,但传统的瑞雷波勘探方法有一定的局限性.本文发展了多道瞬态瑞雷波勘探技术,从测量仪器选择、观测系统设计、数据采集与处理等方面进行了研究,并在岩土工程勘察和地基加固处理效果评价中取得了良好的应用效果.     

有限单元和边界单元交连耦合法在水文地质参数反演中的应用

这里提出一个新的水文地质参数的数值反演方法。这个反演方法是以有限单元和边界单元的交连耦合法(CFEBEM)以及最小二乘法(LSM)为基础构成的。CFEBEM方法同有限单元法(FEM)一样灵活,同边界单元法(BEM)一样精确。应用该反演方法不但可以确定水文地质参数的分布,同时也可获得地下水流场的计算结果。文中还研究了三种反演迭代技术。在太原地下水系统研究中的应用说明这种方法是十分有效的。      

膨润土颗粒混合物的堆积性质与水-力特性研究进展

膨润土颗粒混合物是高放废物深地质处置库中的一种缓冲/回填材料,掌握其堆积性质与水-力特性是开展处置库安全性能评估的关键基础。本文全面回顾和总结了近年来国内外学者对膨润土颗粒混合物的堆积性质、持水特性、结构特征、渗透特性、胀缩特性及本构模型等方面的研究进展与取得的成果,展望了几个值得进一步研究的问题。结果表明,颗粒混合物的堆积性质与粒径级配密切相关;湿化过程中,颗粒混合物由初始松散结构逐渐转变为胶结融合结构,孔隙结构逐渐趋于均一化,并伴随着颗粒破碎和错动,进而影响其水-力特性。考虑到处置库实际运营环境的复杂性,颗粒混合物的原位填充技术以及多场(热-水-力-化)耦合条件下颗粒混合物的水-力特性是今后值得深入研究的方向。