川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。     

岷江上游槽谷曲流段大型古滑坡成因与复活性分析——以松潘县元坝子古滑坡为例

岷江上游靠近分水岭部位的槽谷曲流河段,由于地壳抬升缓慢,河谷宽、岸坡缓,降雨量相对偏少,通常被认为发生大型滑坡的可能性较小。但通过笔者近年来的调查发现,在岷江上游红桥关至西宁关的槽谷曲流段两岸大型滑坡密集发育,且大多具有地震滑坡的特征,同时个别滑坡受后期江水冲刷、工程开挖等因素影响复活。文章选取其中较为典型的元坝子滑坡为例进行解剖,元坝子滑坡位于岷江曲流凹岸,长780 m,宽480 m,体积293×104 m3。通过地质分析、测年鉴定和数值模拟,认为该滑坡是历史地震引发的大型岩质古滑坡,其发展经历了斜坡裂缝、地震滑坡、河流下切和前缘复活等阶段。稳定性计算结果显示,目前滑坡整体天然工况下稳定性好,极端暴雨工况下欠稳定,受江水冲刷、降雨、融雪等因素影响,出现局部变形复活。建议应加强滑坡变形监测,避免整体滑动造成堵江、威胁成兰铁路安全。     

西藏加查拉岗村巨型古滑坡发育特征与形成机理研究

青藏高原地质构造活跃,内外动力作用强烈,加之气候异常变化,区内大型滑坡发育。以雅鲁藏布江断裂附近新发现的拉岗村古滑坡为研究对象,在现场调查、槽探揭露、地质测年和工程地质分析等基础上,对其发育特征及成因机制进行了分析研究。研究表明,(1)拉岗村滑坡属巨型岩质滑坡,体积达3.6×107 m3,最大水平滑动距离约3050m,滑坡后壁与堆积体前缘高差达965m,最大运动速率达78.1m/s,具明显高速远程特征;(2)受冷冻风化和冰体"楔劈"作用影响,滑坡后部岩体崩裂,全新世以来气候变化冰川逐渐消退,融雪降水入渗加剧劣化岩体结构,降低岩体强度;(3)根据14 C和10Be测年结果,拉岗村古滑坡形成于距今4140~9675a,沿雅鲁藏布江断裂发生的强震可能是该滑坡的直接诱因,岩体受到地震抛掷力作用,原有节理裂隙和新生破裂面发生张剪-拉裂破坏迅速贯通,首先沿断裂附近碎裂结构岩体发生破坏,上部岩体随之失稳并高速下滑。该研究可为认识青藏高原断裂带内大型古滑坡的形成机理提供借鉴。     

基于SBAS- InSAR技术的西藏雄巴古滑坡变形特征

大型古滑坡及其强变形和复活灾害日益频发,已造成重大灾害事件和严重损失.古滑坡的发育、变形影响因素多、机理复杂和识别难度大,本文采用SBAS-InSAR技术,结合遥感解译,获取了金沙江西岸雄巴村古滑坡2017年10月至2020年6月间的地表变形特征.研究表明,雄巴古滑坡方量巨大,可达2.6×108～6×108 m3,根据InSAR形变监测结果,滑坡前缘发育H1和H2等2个大型强变形区,变形级别分为4级:极强变形区(-132.1 mm/a≤VLOS＜-58.5 mm/a)、强变形区(-58.5 mm/a≤VLOS＜-20.3 mm/a)、中等变形区(-20.3 mm/a≤VLOS＜l.8 mm/a)和弱变形区(1.8 mm/a≤VLOS＜55.4 mm/a);其中H1变形区,最大累计变形量达203.8 mm,H2变形区变形量达302.1 mm.受金沙江河流侵蚀,特别是上游75 km的2018年10月和11月白格2次滑坡-堵江-溃坝-泥石流/洪水灾害链对雄巴古滑坡坡脚的侵蚀,加剧了雄巴古滑坡的变形,其中H1变形区的蠕滑速率是白格滑坡灾害链发生前的14～16倍,灾害链引起H2区发生变形,雄巴古滑坡整体呈现牵引式复活状态.基于SBAS-InSAR的形变监测结果得到了野外的验证,目前H1变形区前缘出现局部垮塌,滑体中横向和竖向裂缝发育,局部呈现拉张状态.雄巴古滑坡目前呈现持续变形中,部分地段为加速变形,雄巴古滑坡发生大规模复活将导致堰塞金沙江-溃坝-泥石流灾害链,应加强雄巴古滑坡的空—天—地一体化监测预警,为该区正在规划建设的重大工程和流域性地质安全风险提供技术支撑和科学依据.     

黔南上司地区石炭系有孔虫:兼论华南维宪阶有孔虫生物地层序列

石炭纪时期有孔虫具有演化快、分布广、数量丰富、分异度高的特点,对于地层的划分对比具有极为重要的意义。与全球其他重要的石炭纪沉积区相比,华南有孔虫生物地层划分精度相对较低。本文首次较为系统地报道了华南石炭系代表性岩石地层单位旧司组和上司组下部丰富的有孔虫化石及其在剖面上的分布情况,并综合现有关于华南的有孔虫化石资料,将华南维宪阶划分为7个有孔虫化石带,自下而上分别为Eoparastaffella simplex带、Viseidiscus/Planoarchaediscus带、Paraarchaediscus带、Pojarkovella nibelis带、Koskinotextularia带、Bradyina带和Janischewskina带。这些有孔虫带可与全球其他典型的石炭纪沉积区进行很好的对比,从而为相关的研究提供一个较为精细的地层格架。通过对黔南上司地区有孔虫的研究,提议中国石炭系区域性年代地层单位上司阶底界可用有孔虫Bradyina的首现定义,并将上司阶与西欧的Warnantian亚阶中上部和俄罗斯的Aleksinian亚阶—Venevian亚阶对比,对应国际维宪阶上部,为全球石炭系年代地层对比提供了可靠的化石依据。     

考虑地震后效应的青藏高原东缘地质灾害易发性评价

青藏高原东缘地震活动频繁,地震作用形成的松散堆积物为滑坡、泥石流等地质灾害提供了丰富物源,增加了震后一段时期内的地质灾害发生强度。本文在青藏高原东缘地质背景、已有地质灾害调查资料分析的基础上,采用近年来发生的汶川地震、芦山地震、鲁甸地震等诱发的松散物源量表征地震作用对震后地质灾害的影响,提出了考虑地震后效应的地质灾害易发性综合评价思路,建立了青藏高原东缘地质灾害易发性综合评价的指标体系。基于传统信息量模型和Logistic逻辑回归模型,建立了加权信息量模型,并完成了青藏高原东缘地质灾害易发性综合评价。研究表明,地震扰动区的地质灾害易发性显著高于震前水平,地震作用改变了地质灾害成灾条件,增加了震后地质灾害易发程度,研究结果对于活动构造区地质灾害易发性评价和区划具有重要的指导意义。     

北京市湿地公园建设与管理研究

湿地公园是以湿地景观为主体,在保护湿地生态系统的基础上,供人们进行科学研究和生态旅游的区域.北京市湿地分布广泛,保护与管理状况各不相同,虽然许多地方自发建设了一些湿地公园,但同北京市的实际需求相比还相差甚远.从加强湿地保护与管理、推进北京市生态建设、打造宜居城市的长远战略出发,规划建设北京市湿地公园十分必要.湿地公园是北京市湿地保护管理体系的重要组成部分,为使北京市湿地公园布局合理化、均衡化,使湿地保护管理工作系统化、科学化,要在加强现有湿地公园建设和规范管理的同时,分期、分批规划建设不同级别和类型的湿地公园,并对湿地公园的湿地保护与恢复、景观建设、科普宣教、基础设施建设、环境保护等工程建设内容以及管理机构、管理制度、管理设施、管理能力建设等进行科学规划,同时必须建立、健全有关法制保障体系、湿地保护管理体系,为北京市湿地公园的建设与管理提供有力的理论支持和技术支撑.     

垃圾渗滤液中溶解有机质与内分泌干扰物的吸附机理

为了调查垃圾渗滤液中的溶解有机质(DOM) 及内分泌干扰物(EEDs) 的相互作用机理, 在实验室条件下研究了DOM对EEDs如双酚A (BPA)、雌二醇(E₂)和雌酮(E₁) 的吸附等温线, 并通过FTIR、1HNMR和ESR技术, 分析了DOM与EEDs的吸附机理.结果表明, 垃圾渗滤液中DOM对3种EEDs的吸附等温线符合Freundlich方程, 并且可用DOM与EEDs的吸附常数Kf预测EEDs的辛醇/水分配系数(K_ow) 或有机碳分配系数(K_doc), 其中直线回归方程为: lgK_doc=2.062K_f-5.065 (R₂=0.9958, P=0.041 < 0.05).分析也表明DOM吸附EEDs的吸附过程至少存在离子键、共价键和电荷转移等多种吸附机制的协同作用.      

水热条件下利用微波加热从粉煤灰合成沸石研究

着重选用NaOH水溶液为反应前驱物, 通过改变反应温度、NaOH浓度与合成时间等参数, 在水热条件下利用微波加热直接对粉煤灰进行晶化, 合成得到了浊沸石、菱沸石、NaP1沸石3种沸石.粉煤灰转化为沸石率约15%~40%.研究表明: (1) 反应体系在15min左右即有合成沸石产生, 30min左右合成沸石转化率达到最佳; (2) 为保证沸石晶核生成和晶体的生长, 反应体系的溶液/粉煤灰比不应低于2.5; (3) 在溶液/粉煤灰比为2.5时, 应控制加热时间在30min左右.      

都江堰市五里坡高位滑坡-碎屑流成因机制分析

2013年7月10日发生的四川省都江堰市中兴镇三溪村五里坡滑坡-碎屑流,属于典型的降雨型高位斜向层状岩质滑坡-碎屑流灾害。在前人研究成果梳理和进一步野外调查的基础上,分析总结了五里坡滑坡-碎屑流的成因及演化模式,并对五里坡高位滑坡在降雨作用下的后缘裂隙扩展判据和滑坡启动判据进行了定量计算。研究表明,五里坡滑坡的演化模式为后缘拉张裂隙形成→降雨作用下裂缝开始扩展→动、静水压力联合作用下斜坡沿泥质软弱层滑动→后缘拉裂槽形成→“7?10”强降雨诱发滑坡复活→滑体前缘临空崩落、加速→崩滑体沿沟谷铲刮、运移→堆积停止。从力学角度推导了前期降雨作用下滑体后缘裂缝自动扩展的最小深度、滑坡失稳的临界水头高度和临界降雨强度的计算公式,得出充满水的后缘裂缝在静水压力作用下开始自行扩展的临界深度为11.3 m;后缘裂隙贯通至滑带后,当五里坡斜坡体在后缘裂缝水头高度达到9.8 m时滑坡处于启动的临界状态。