良好植被区泥石流防治初探

通过对近年来发生在良好植被区的几次重大泥石流、滑坡灾害的考察,发现植被在泥石流、滑坡形成中的作用有待于进一步认识。通过分析,当中小强度降雨激发下,植被能够削减泥石流、滑坡灾害的规模,甚至抑制泥石流、滑坡灾害的发生;当降雨超过一定阀值后,在水作用下,植被不但不能削减灾害规模,反而增大灾害的规模。在这类地区,简单地使用一般的防治措施,已经不能满足防灾、减灾的需要,客观要求针对这些地区泥石流灾害的形成原因、危害特征,研究防治对策。经初步研究提出3点防治措施:1)加强泥石流滑坡灾害的预测预报工作;2)在重点区域设置自动雨量记录报警装置;3)特别针对漂木拦挡,采取新型结构减轻泥石流的危害。     

不同损失条件下的泥石流预报模型

泥石流预报是泥石流减灾的重要手段之一，然而泥石流形成的复杂性使泥石流预报准确度低，误报和漏报率较高。泥石流误报和漏报都会造成损失，但二者造成的损失有很大的差别。为了减少泥石流误报或漏报造成的损失，应当考虑两种错报造成损失的不同。根据使总平均损失达到最小的原则，建立了不同损失条件下的泥石流预报模型，并将该模型应用到云南东川蒋家沟。     

中国科学院东川泥石流观测研究站信息共享平台

东川站位于云南省昆明市东川区绿茂乡蒋家沟。蒋家沟是被国内外专家誉为“天然泥石流博物馆”的小江中游右岸的一级支沟 ,流域面积4 8 6ｋｍ2 ,海拔 10 4 2ｍ～ 32 6 9ｍ。由于地形、地质和了和水条件的特殊性 ,蒋家沟成为小江流域泥石流暴发最频繁的一条典型泥石流沟。蒋家沟平均每年发生泥石流 15场左右 ,最多可达每年 2 8场。如此高频率的泥石流 ,属国内外罕见 ,为泥石流野外观测、试验和研究提供了得天独厚的条件 ,这种极为宝贵和丰富的泥石流研究天然资源使得东川站成为我国乃至全世界进行泥石流观测、试验和研究的重要基地。该站全称…     

碎屑流沿坡面运动的初步分析

本文分析了碎屑流沿坡面下滑过程中的运动特性,重点考察了床面摩擦系数、土体内摩擦角和坡角对碎屑流堆积形态的影响.     

不同粒径级配条件下工程弃渣泥石流启动机理研究

通过开展室内水槽试验,利用孔隙水压力传感器记录工程弃渣泥石流形成过程中的孔隙水压力变化情况,并运用高清摄像机拍摄工程弃渣的运移及骨架颗粒的破坏现象。试验发现:在相同清水流量作用下,堆积渣体破坏方式主要受渣体中粒径为2 mm的砾粒含量影响较大,当粒径大于2 mm的砾粒含量大于50%时,渣体呈现出的破坏模式主要为冲刷破坏造成的顶面下切,孔隙水压力呈现出陡增的趋势,然后处于平缓;当粒径小于2 mm的砾粒含量均大于65%时（即粒径大于2 mm的砾粒含量小于50%）,渣体呈现出的破坏模式主要为渗流作用造成的底面冲蚀,孔隙水压力呈现出弧线上升的特征。     

沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响

泥石流作为非牛顿体,屈服应力大,运动过程通常不稳定。前人建立了许多模型来研究沟床揭底和堰塞体溃决对泥石流不稳定动力过程的影响,沟岸侧蚀对泥石流不稳定动力过程的影响研究较少。通过侧蚀为主的模型和完全底蚀的模型两种水槽实验的对比,针对泥石流的动力过程展开研究。实验发现两种工况条件下泥石流正应力和孔隙水压力随着龙头高度沿程波动性的增长而相应地波动性增大,但侧蚀作用使得这种波动特征更加明显。通过力学分析,证明侧蚀作用导致泥石流龙头的阻力更大,但是龙身颗粒和龙头颗粒的速度差更大,使得龙头附加坡降更大,因此,侧蚀作用使得泥石流龙头的平均速度更快。泥石流龙头浓度和容重的不断增大,使得阻力不断增大,阻力和动力的动态平衡关系是泥石流不稳定运动的原因之一。     

高光谱遥感地质灾害信息提取系统设计与实现

凭借图谱合一优势,高光谱遥感技术应用日益广泛,基于高光谱遥感技术的地质灾害信息提取系统研发也显得十分迫切。论文在借鉴现有地质灾害遥感监测系统基础上,结合高光谱遥感的关键技术与数据处理方法特点,设计并实现了高光谱遥感地质灾害信息提取系统。该系统选用主流操作系统Windows7与Microsoft Visual C++2010集成开发环境,充分利用GDAL、Open CV等开源组件库,基于插件式开发框架进行设计与实现。系统拥有数据读取、光谱操作、图像处理、灾害识别、分析统计、制图输出等主要模块,模块之间采用插件式松散耦合方式设计,即相互独立又有流程导向,是个一体化自动化的灾害信息提取系统。系统在减灾应用示范中得到验证,可提高地质灾害解译效率与准确性,节约工程调查成本,为减灾防灾决策提供科学数据与技术支持。     

特约主编致读者

特约主编致读者 崔鹏刘维明王昊 21世纪以来,在气候变化、构造活动与人类活动的综合作用下,自然灾害强度和风险明显增大,严重危害人类社会的发展,防灾减灾已成为全人类共同面临的巨大挑战和亟须解决的重大课题。特别是巨型灾害,往往造成严重的生命财产损失,甚至对区域或全国性社会经济系统造成严重冲击。巨灾突发性强,发生频率低,观测数据和历史记录稀缺,形成机理与风险演化规律研究难度大,目前科学认识难以满足巨灾的防灾需求。从地质历史记录中捕捉与重建巨型古灾害事件,分析其时空分布特点,认识其发育机制和风险演化规律,可以有效弥补现有观测数据缺乏的不足,为巨灾风险防范提供科学依据和理论支持。 目前,古灾害研究在国际上已经取得了长足的进展,发现了众多超出已有认知的极端事件,比如洪峰达到107 m3/s造成全球气候突变的北美大洪水。这些极端事件的发现极大促进了对地球表层动力过程灾害效应的认识。中国地学界非常关注古灾害研究,形成了古灾害研究的科学群体,在该领域取得了一系列成果,也在防灾减灾的实践中发挥了巨大作用。 为了集中体现我国古灾害的研究成果,《地学前缘》编辑部委托我们邀请从事古灾害研究的专家撰文,汇编成《古灾害：沉积、地貌与年代》专辑,主要介绍我国不同灾种古灾害的沉积和地貌特征、测年方法、区域分布和发育规律等。本专辑共收录18篇文章,分为测年方法、古灾害链、古滑坡、古洪水、古地震和古海洋灾害6个栏目。 确定古灾害事件的年代是重建灾害演化过程的关键。测年方法栏目共收录2篇文章:赖忠平等综述了灾变过程的年代学研究,围绕不同灾害过程的沉积体系介绍野外采样策略和对应的测年方法;灾变沉积测年的不确定性是制约古灾害事件重建的重要因素,白世彪等提出了提高古滑坡定年精度的途径。巨型灾害具有典型的链生效应。古灾害链栏目共5篇文章,王萍、殷志强和刘维明等分析了雅鲁藏布江中下游、黄河上游以及雅砻江古堰塞事件的发育特征和分布规律以及地貌效应等,范宣梅和陈剑等分别介绍了岷江上游叠溪和金沙江上游特米巨型古堰塞湖。滑坡是山区最为频发的灾害。古滑坡栏目共收录3篇文章,张永双等以青藏高原东缘为例介绍了深切河谷区古滑坡的判识、特征和定年,王玉峰和黄小龙等分别介绍了高速远程滑坡沉积动力学特征和程海断裂的古滑坡分布规律。洪水是对人类影响最广泛的灾害。古洪水栏目共收录4篇文章,王昊和郭永强等的综述文章分别介绍了高能（溃决）洪水的沉积特征和高山峡谷区古洪水的重建方法,朱诚等系统研究了成都平原一处典型文化遗址古洪水沉积的时代和成因,苏怀等以金沙江2018年白格洪水为例总结了现代溃决洪水的沉积特征。地震破坏力极大,往往造成毁灭性灾害。古地震栏目共收录2篇文章,刘静等介绍了古地震学的研究历史、前沿和发展趋势,李德文等总结了湖泊沉积古地震研究的主要进展、存在的问题和解决途径。我国海洋开发对古海洋研究提出了新的需求。古海洋灾害栏目共收录2篇文章：杨文卿等重建了南海1076年的古海啸事件,分析了其对沿海岛屿的社会经济影响;孙启良等分析了南海北部海底滑坡的特征,进行了灾害评估,指出了海底滑坡的成因机制和潜在海底滑坡的识别方法。 最后,希望更多的科学家能够关注古灾害研究,并把古灾害研究与现代灾害研究紧密结合,不断深化灾害形成与风险演化机理探索,服务巨灾风险防范。 值此古灾害专辑付梓之际,谨向各位作者和评审专家为本专辑做出的科学贡献,以及《地学前缘》编辑部的精心把关表示衷心感谢！ 文中全球尺度的海底地形数据由GEBCO（www.gebco.net）提供,在此一并致谢。     

江苏句容赤山湖国家湿地公园越冬水鸟种群动态研究北大核心CSCD

为了探讨赤山湖国家湿地公园建设对越冬水鸟种群的影响,分别在该湿地公园建设前(2013~2014年)、建设期间(2015~2016年)和建成后(2017~2018年)的水鸟越冬季(12月至翌年3月),开展了逐月水鸟调查。调查结果显示,共记录越冬水鸟38种,隶属于7目10科,雁鸭类是绝对优势类群,其中,斑嘴鸭(Anas zonorhyncha)的种群数量最大;1月的水鸟物种和种群数量都最大,各月水鸟群落的物种组成变化较小,12月至翌年3月,水鸟群落的多样性指数和均匀度指数逐月增大;各年度越冬季水鸟总物种数几乎没有差异,2015~2016年越冬季的水鸟种群数量最大。该湿地公园从建设前到建成后其越冬水鸟群落的多样性和均匀度指数在不断增大。赤山湖国家湿地公园建成后,在此越冬的水鸟的觅食和栖息地质量得到改善,越冬水鸟群落结构更为优化,说明该公园的建成对越冬水鸟起到了更好的保护作用。     

1949—2019年中国自然地理学与生存环境应用研究进展

自然地理学是一门以基础研究见长的自然科学,其研究对象是与人类生存和发展密切相关的自然环境。中国的自然环境复杂多样,自然地理学家根据国家需求和区域发展在应用基础和应用研究方面同样取得显著成效,为国家重大经济建设、社会发展的规划,宏观生态系统与资源环境保护及区域可持续发展做出了重要贡献。本文总结了1949—2019年中国自然地理学在自然环境区域差异与自然区划、土地利用与覆被变化、自然灾害致灾因子和风险防控、荒漠化过程与防治、黄淮海中低产田改造、冻土区工程建设、地球化学元素异常和地方病防治、自然地理要素定位观测、地理空间分异性识别和地理探测器等方面的实践与应用,指出了未来自然地理学的应用研究方向。