喜马拉雅东构造结工程选址面临的地质安全挑战

喜马拉雅东构造结是全球构造活动最强烈、地质环境最复杂、地质灾害最频发的地区之一, 工程规划建设面临板块构造带的构造错断、深埋工程灾变、松动山体失稳、流域性地质灾害链等灾难性地质安全风险。如何在活动构造带内选择相对稳定与安全的场址, 实现工程规划建设与运营的地质安全风险最小化, 是当前工程地质领域的重要课题。文章系统梳理了东构造结地区重大地质安全问题, 发现传统的工程选址理论已无法满足喜马拉雅东构造结工程选址的要求, 工程选址面临地质演化过程与工程区地质建造不清、构造活动性与强震灾害风险突出、深部构造应力场与灾变研究薄弱、超高位超远程地质灾害链形势严峻等重大地质安全挑战。为此, 文章从"区域地质演化与工程地质问题" "活动断裂及工程安全风险" "复杂地应力场及工程灾变风险" "流域性地质灾害链工程风险" "东构造结工程选址理论方法"共5个方面提出工程选址主要研究方向, 为完善工程选址风险评价与防控方法提供思路。     

印度查莫利“2·7”冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链研究

2021年2月7日,印度查莫利北部里希恒河发生高位冰岩山崩堵江溃决洪水灾害链,造成下游20 km外的水电站和桥梁设施破坏,死亡、失踪人口近200人。文章运用多期高分辨率遥感影像,对比分析了印度查莫利里希恒河流域高位冰岩山崩灾害发生前后滑源区、堆积区变化特征,初步探讨了山崩的运动过程。结果显示:2013年以前,崩滑体蠕滑位移量较小,其表面冰雪覆盖层裂缝发育不明显;2013—2017年,崩滑体蠕滑位移量显著增加,冰雪覆盖层可见多达62处大小不一的冰裂缝,最长513 m;2021年2月5日卫星影像显示这些冰裂缝已发生连接、贯通,最大宽度为15 m,并于2月7日发生失稳、破坏。据滑后遥感影像,该崩滑体由4组不同方向的大型结构面切割而成,面积约0.32 km2,平均厚度约为70 m,体积约23×106 m3。崩滑体失稳、解体后以碎屑流沿沟谷向下高速运动,受地形拦挡,部分碎屑颗粒在地形急变带堆积且形成堰塞坝。堰塞坝体溃决后,形成山洪灾害。     

3种对流层干延迟模型在中国低纬度地区的精度分析

为了分析Saastamoinen模型、Hopfield模型和Black模型等干延迟(ZHD)模型在中国低纬度地区的精度情况,在中国低纬度地区的桂林、香港和海口3个地方,利用各地区相应的探空站2012年第122~152天的气象观测资料,分析了3种经验模型在低纬度地区的精度情况。结果表明,在所选的3个站内,3种经验模型计算的ZHD变化趋势具有很好的一致性,以Saastamoinen模型计算的ZHD值为参考,Saastamoinen模型和Hopfield模型的ZHD值较为接近,而Black模型计算值偏差较大。     

中国及其周边IGS站数据质量评估

在高精度GPS数据处理中,通常需要与国内及周边IGS站进行联测,引入ITRF框架基准,IGS站数据质量好坏直接决定着数据处理质量,因而有必要对近年IGS站数据质量进行评估。本文利用 T EQC软件对国内及周边IGS站点2011年第196天至2013年第298天共834天的观测数据进行了质量检查,发现U RU M 站从2013年的第186天到218天的L2载波缺失、WUHN 站数天的有效观测时长都小于2 h、LHAZ站某些天数据有效率过低等问题,为今后有效使用这些站点数据提供了参考。     

地震动群延时不确定性对反应谱的影响研究

为了考察外部激励群延时对反应谱的影响,分别从确定性的角度和统计的角度分析了群延时对线性单自由度结构体系位移响应最大值的影响。推导出了对应于给定单自由度结构体系在任意外部激励作用下最大位移响应的群延时。据此可以利用任意外部激励的群延时与结构体系的最大位移响应群延时的关系评估体系在该外部激励作用下位移响应峰值的大小。统计分析的结果表明:激励群延时的均值和方差对结构体系位移响应最大值的影响具有明显的规律性;激励群延时的分布频数与结构体系最大位移响应之间也存在着显著的关系。     

印度南部热带泥炭晚第四纪气候变化的δ^13C记录

利用稳定碳同位索比值作为古气候的指示剂．取决于C3和C4植物型对生态环境的不同要求，它们的^13C／^12C之比差异较大．C3和C4植物按照各自固碳的光合作用途径，二者分别具有-26‰--28‰和-11‰--13‰的δ^13C值．这也说明它们对生态环境的不同选择．     

中国钙华沉积与气候变化关系研究

钙华是第四纪研究中的重要标志物,它记录了地质构造活动和气候变化信息.钙华沉积和气候变化之间可能存在联系,但它们之间的确切关系还不清楚.本文收集了中国的50处钙华地理坐标及98个已发表的钙华年龄数据,并使用钙华数量出现峰值的年龄与第四纪典型气候事件发生的时间进行比较分析,以检验钙华沉积受气候变化调节的假设.数据分析表明,中国钙华在空间上主要分布在水量充足气候温暖且地势起伏大、水动力强的西南地区;在时间上钙华数量出现峰值的频率大致对应于气候的10万年(100 ka)冰期旋回,每100 ka的最大峰值均出现在间冰期或过渡期(冰川期向间冰期过渡时期)这两个较温暖时期.并得出中国钙华在气候温暖且降水或地下水丰富的时期沉积速率更高,而在气温降低水量减少时期沉积速率较低.     

时间域有限差分法(FDTD)对井中雷达的数值模拟

为了进一步认识雷达的探测性能，用数值模拟的方法来研究各种地质条件下雷达的信号反应。时间域的麦克斯韦差分方程可以用一系列的差分方程来表达，这个过程叫做时间域有限差分法(FDTD)。该方法可以有效地计算三维空间中电磁场的时间域信号。引入了可包含局部小网格的技术，计算精度和效率都得到了提高，同时，作为发射和接收的偶极子天线的模拟方法也得到了充分的考虑。计算了充水裂缝和一种矿体的井中雷达信号响应。结果表明，井中雷达可以用于探测地下充水裂缝和矿体。     

柠檬酸对黄龙碳酸钙矿化影响的模拟实验研究

为探索生物因素在黄龙钙华沉积过程中的作用及参与程度,本研究以黄龙水体中2株嗜冷细菌胞外特征有机酸组分——柠檬酸为研究对象,通过模拟黄龙常年水温和p H值,结合碳酸钙晶体晶型和形貌,探讨柠檬酸钙化体系中的钙化过程及柠檬酸对碳酸钙晶型和形貌的影响。结果表明:1柠檬酸浓度高、p H值低和温度低都会一定程度地抑制碳酸钙沉积;2柠檬酸浓度(20、40、80、160mg/L)对碳酸钙晶型影响不大,主要合成方解石型碳酸钙,但随着浓度的增加,伴随有花瓣状形貌的生成;3随着p H值的增大,棱柱体形貌转变为边缘较为圆滑的椭球体。综上可见,柠檬酸对碳酸钙的钙化速率、晶型和形貌具有一定的影响和调控作用,其结果可为黄龙钙华生物成因的探究提供理论基础。