中国城市地质调查进展与展望

城市地质工作是城市规划建设的重要基础,贯穿于城市运行管理的全过程。做好城市地质工作,对推进中国新型城镇化建设和新时代生态文明建设具有非常重要的现实意义和战略意义。依据城市发展阶段将城市地质调查划分为城市起步阶段的专项调查阶段、城市扩容阶段的水工环调查阶段、城市快速发展阶段的综合地质调查阶段和城市提质阶段的多要素城市地质调查4个阶段。在简要回顾中国城市地质专项调查和水工环调查阶段工作的基础上,对综合地质调查和多要素城市地质调查工作的思路、调查内容、取得的主要成果、工作特点以及研究进展等进行了概括和评述,总结了当代城市地质调查与研究进展,梳理了新时代城市地质工作面临的问题,以人与自然和谐共处,城乡融合,宜居城市、文明城市、智慧城市建设为目标,从理念更新、体制机制改革、理论与学科建设、技术方法创新、工作内容拓展、服务产品等角度,对城市地质未来发展做出展望。

延安市宝塔区地质灾害详细调查示范

通过宝塔区地质灾害详细调查示范项目的实施,总结了详细调查的技术路线和技术方法。从宝塔区地质灾害的类型、发育特征、时空分布规律、形成条件与触发因素,以及地质灾害易发程度区划、危险程度区划、气象预警区划和应急搬迁避让场址等8个方面总结了详细调查取得的主要成果。认为做好项目的部署、组织与实施是详细调查成败的关键;紧密与各级政府结合,做好群测群防网络建设是减灾防灾的必由之路;提高成果的实用性是详细调查的根本目的;新技术新方法是地质灾害详细调查的重要手段;详细调查成果为开展地质灾害风险评估和气象预警提供了可靠的依据;试点调查中采用的技术路线与调查方法可行,在全国地质灾害高风险区开展详细调查的技术条件已经具备。

冻结滞水效应及其促滑机理——以甘肃黑方台地区为例

冻融期地质灾害的不断发生,愈来愈引起社会关注并被更多的学者所重视,甘肃黑方台地区冬春交接时期滑坡频发,是研究季节性冻融作用的首选之地。为了探索是否存在冻结滞水效应,揭示冻融作用诱发滑坡灾害机理,建立了气温、地温和地下水位动态等协同观测网。监测数据显示:黑方台地区存在季节性冻融现象,可划分为冻结期(秋冬)、完全冻结期(冬)、冻融期(春夏)、融化期(夏秋)的年季循环过程,也存在昼夜气温变化引起的循环冻融过程;斜坡中段冻结引起的地下水位上升了1.0m,证实了冻结滞水效应的存在。地下水模拟结果表明,冻结滞水引起斜坡坡脚水位壅高幅度超过3m,水平影响距离达到30m以上。冻结前坡体稳定系数为1.19;冻结后仅考虑冻结滞水效应引起的地下水位上升,稳定系数减小到1.09;反复冻融后,考虑黄土强度降低因素,坡体稳定系数降至0.97,说明冻结滞水效应和循环冻融的双重作用是滑坡在春季频发的根本原因。

遥感技术在黄土高原区地质灾害详细调查中的应用

黄土高原区地质灾害频发,危害严重,在延安市宝塔区地质灾害详细调查试点中,选用高分辨率的Spot5和快鸟卫星(QuickBird)数据,进行了地质灾害解译与信息提取,获取了丰富的地质环境条件和地质灾害以及承载体信息,为开展地质灾害野外调查提供了基础资料,发挥了遥感技术的先导作用。笔者从遥感调查的内容、数据选择和处理、解译技术方法、地质灾害信息提取、解译及解译效果等方面论述了遥感技术在宝塔区地质灾害详细调查中的应用,认为该技术方法和本次所取得的经验可以在黄土高原区地质灾害详细调查中推广和应用。

国土空间优化中的关键地质要素分析与“双评价”方法

新时期,地质分析理论在国土空间规划领域的应用日益广泛。为进一步优化关中盆地国土空间格局,从抓住关键因素、科学定量评价、阈值标准有据、结果可信适用的思路出发,该研究提出了基于木桶理论、风险理论和边际理论的资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价(简称“双评价”)理论框架与技术方法,并应用于关中盆地的双评价实践工作中。基于木桶理论,识别关中盆地活动断裂、地质灾害、富硒土地、引汉济渭水资源等4项关键因素;基于边际理论,开展资源承载能力评价;基于风险理论,开展地质环境承载能力、国土空间适宜性和地质安全评价;在单因素评价的基础上开展综合评价;将综合评价结果与区域国土空间开发现状或规划结果做叠加分析,调整和优化区域发展“三区三线”。研究结果表明基于木桶风理边际理论的双评价方法可行,评价结果可信:关中盆地87%的土地属于适宜农业生产和城镇化建设;尤其是引汉济渭工程使关中盆地成为承接东部人口和GDP发展的最佳地区;国土空间开发保护中要珍惜集中连片分布的富硒土地,作为永久农田予以保护;禁止在活动断裂分布范围和地质灾害高危险区进行工程建设,以国土空间规划和用途管制为抓手,从源头防控地震与地质灾害风险。

陕北能源化工基地采煤对地下水资源的影响及对策

陕北能源化工基地侏罗纪煤田是中国煤炭工业战略西移的首选基地,采煤引起的地下水资源及生态环境响应的研究是一个不可逾越的课题。从分析水文地质工程地质条件入手,将煤田区划分为7个水文地质结构类型和5个含水系统,按照排泄基准面进一步将含水系统划分若干地下水流子系统。在经验公式和数值法预测结果的基础上,综合考虑研究区实际,提出了本区能够保障生态、水资源和采煤安全的冒裂带高度为240 m,"三带"安全高度为300 m,并据此将煤采区划分为非导水区、无水导水区、贫水导水区和富水导水区。从水资源的角度提出了"保水采煤"、"煤水共采"和"含水层再造"的煤炭资源开发近期和中远期对策。

山区城市地下空间资源评价与开发利用模式——以延安市为例

山区城市受地形地貌条件的限制,面临建设用地不足、交通拥挤、人口密集的压力,地表空间严重短缺。然而,特殊的地形地貌与地质环境条件却有利于地下空间的开发利用。地下空间将成为山区城市发展中的一种宝贵资源。本文以黄土高原丘陵沟壑区的延安市为例,基于地形、岩土、水文地质和地质灾害等地质环境条件,并考虑文物保护区及城市功能设施、空间需求及经济因素,评估了延安市区376.68 km^2地下空间天然资源量、可开发资源量,对河谷以下50 m及川道两侧1 km内的地下空间资源适宜性进行了定性评估。结果表明,延安市地下空间资源丰富;地下空间天然资源量、可开发资源量约为188.35、174.48亿方;地下0^-10 m,-10^-30 m,-30^-50 m适宜开发的地下空间资源量分别为23.25、11.52、1.44亿方,较适宜开发的分别为4.18、62.44、71.65亿方,沿川道两侧适宜开发的侧向山体空间资源量为12.29亿方,较适宜开发的资源量为81.50亿方;延安市围岩类别自Ⅱ-Ⅵ级,其中Ⅱ-Ⅳ级围岩工程性质良好,有利于地下空间开发。本文提出了"垂向地下+侧向山体"地下空间组合开发的理念,同时提出了延安市地面建设和地下空间协同开发方案,这将成为延安乃至其他山区城市发展的一种新模式。

基于风险理念的黄土滑坡调查与编图研究

滑坡风险管理在国外已成为缓减地质灾害损失的重要手段,我国(香港地区除外)在滑坡风险管理方面起步较晚,尚处于探索阶段,目前正在开展的地质灾害详细调查项目尚没有很好地采用国际上流行的风险管理的理念和技术方法。本文以国土资源大调查部署实施的延安市宝塔区地质灾害详细调查示范项目为例,借鉴国际滑坡和工程边坡联合技术委员会制订的《土地利用规划滑坡易发性、危险性、风险区划指南》[1]及相关最新文献[2～7],剖析了《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》和地质灾害详细调查项目实施中存在的问题及其与风险管理之间的差距。认为我国目前开展的地质灾害详细调查总体上属于中比例尺,还没有达到详细比例尺;调查精度包括了高精度、中精度和低精度3种精度层次。提出了基于GIS、DEM、RS、地面调查等技术方法的黄土滑坡调查与编图的工作思路和技术路线。从1:5万滑坡调查与风险编图、1:1万滑坡调查与风险编图、村镇及重要基础设施滑坡调查与风险评估、典型滑坡点风险调查与评估4个方面,总结了基于风险管理理念的延安市宝塔区黄土滑坡调查与风险编图实例,旨在为《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》的修编和地质灾害详细调查项目更好地实施提供借鉴。

论新型城镇化中的城市地质工作

新型城镇化建设对经济区和城市地质工作提出了更新更高的要求,在分析经济区和城市地质工作面临的理论与技术方法更新、研究目标外延和思维方式转变等问题的基础上,以关中城市群城市地质调查工作为例,阐述了城市地质学及城市地质工作的内涵和定位,明确了主要调查任务与研究内容,提出了经济区和城市地质工作的基本思路和技术路线,并针对不同的调查对象和需要解决的问题及其严重程度,提出了相应的比例尺精度和勘查深度部署方案.

面向县级国土空间规划的自然资源综合调查与双评价——以延安市延川县为例

围绕县级国土空间规划对自然资源与环境问题数据资料的获取与建库、资源环境承载力评价、国土空间开发适宜性评价、国土空间规划优化4个关键问题,以延安市延川县为研究区,提出了基于短板-边际-风险理论的资源环境承载力和基于负面清单的国土空间开发适宜性评价的理论与方法,并以土地斑块为评价单元,完成了延川县的双评价.结果显示:延川县不可接受超载区和容许超载区总面积分别为34.8、42.5 km2,分别占全县国土面积的2.14%、1.75%;水资源经济承载力已处于不可接受承载力状态;国土空间'限制、约束、影响'三级不适宜区总面积为1 262.55 km2,占全县国土空间的66.28%.依据调查和评价结果,对延川县现有'三区三线'及相关国土空间规划进行空间叠置分析、土地功能重新定位以及边界合并、调整与优化,形成了延川县新的'三区三线'边界和全类型国土空间的'一张蓝图',实现了空间上的'多规合一'.

延安市宝塔区崩滑地质灾害发育特征与分布规律初探

宝塔区地质灾害发育特征是数量多、密度高、变形模数大,规模以中小型为主。滑坡平面形态典型、剪出口高,基本力学模式简单;崩塌规模小、危害大、变形模式多样;不稳定斜坡坡度跨度大、坡形以直线型为主,潜在危害严重;诱发因素清楚、宏观前兆相对明显、可预防性较强。地质灾害在空间上集中分布在四区和三带内,在时间上集中在雨季。

陕北能源化工基地地下水开发的植被生态效应及对策

为了建立陕北能源基地基于生态良性循环的地下水开发利用模式,依据生态学和水文地质学原理,采用生态-水文地质调查与遥感定量分析相结合的方法,在研究陕北植被生态空间分布特征、近30年来的演化趋势和影响因素的基础上,从植物类型、植物根系、植被指数与潜水埋深对比分析入手,建立了本区地下水位埋深与植被生态的依存关系,确定了影响植被生态的地下水位阈值,开展了地下水开发的植被生态环境效应敏感性区划,提出了基于生态良性循环的地下水资源开发利用对策。

黄土高原平山造地工程环境效应浅析——以延安新区为例

黄土高原地区平山、填沟、造地、建城工程备受各界关注,大规模改造黄土沟壑地形地貌、地质与水文地质条件会引起哪些环境效应成为讨论的热点.以延安新区北区为例,通过地质调查、地面物探、监测、模拟等手段,从地质环境效应、水环境效应、植被生态环境效应、社会经济与人文环境效应等方面进行了初步分析,并讨论了全球城镇化、后现代城市兴起视角下如何看待平山造地工程.研究表明,适度的、严控质量的平山造地建城工程总体上拓展了建设空间,改善了城市环境,提高了生活质量,改善了基本社会服务,有利于城市治理和发展.同时指出,平山造地改变了国土空间结构及其利用模式,对沿沟峁居住的窑洞文化、黄土山水文化特征都会产生不同程度的影响;新区北区一座座现代化建筑拔地而起,面对新塑造的巨型岩土工程体也应居安思危,科学应对,对改造后的场地要分类有序建设,并加强监测;按照生态优先,节约集约的原则,加强国土空间规划研究,做到新城老城统筹规划,地上地下空间协同利用.

白龙江流域地质灾害特征及勘查思路

白龙江流域地处青藏高原向黄土高原过渡的斜坡急剧变形带,是我国泥石流、滑坡灾害最为严重的地区之一。"8.8"舟曲泥石流灾难的发生,再次暴露了对地质灾害调查研究程度不高,预警预报能力低,以及风险减缓措施不力的弊端。为了避免类似群死群伤重大地质灾害的发生,应进一步加强调查和研究等基础工作。进一步勘查的思路是:首先是对迭部、舟曲、宕昌、武都、文县、康县等6各县,按照《1∶5万滑坡崩塌泥石流灾害调查规范》要求,全面开展调查;二是对危及县城、集镇、重要居民点的地质灾害隐患点,按照规划前期勘查的精度要求,逐一进行勘查;三是针对不同类型的地质灾害发育分布规律、形成机理、成灾模式、监测预警技术、风险减缓措施等问题开展专题研究。

干扰环境下城市地下空间组合探测与全要素数据集

地下空间利用已成为解决城市发展空间问题的主要途径,地下空间精准探测是地下空间资源开发利用的基础,但城市强干扰环境下地下空间探测的原理、方法组合、采集的要素及数据应用等目前尚为难题。本数据集依托中国地质调查局陕西省重要城镇地质灾害风险评估(2013-2016)、关中-天水经济区综合地质调查(2016-2018)、西安多要素城市地质调查(2018-2021)、延安革命老区综合地质调查(2018-2021)4个项目,面向岩土体质量评价和城市地下空间资源评价与开发利用的需要,在常规物探、钻探和实验测试基础上,引入了随钻监测技术,开展了13个参数的测井,形成了地下空间组合探测方法,获取了岩土体质量和城市地下空间评价所需的全要素数据。本数据集分别来自陕西省秦巴山地山阳县城区、关中盆地西安市城区和黄土高原延安市城区,数据包含工程地质钻探、实验测试、多参数测井、随钻监测和地面物探5种数据类型,其中工程地质钻孔144个,实验测试样品672个,物探测井13类参数111个孔,随钻监测36个孔,地面物探4类方法5条剖面,共计968组数据,3664个文件,格式包含jpg,xls,doc,mpj,dwg。该数据集可用于岩土体质量评价、城市三维地质全要素建模、地下空间资源评价、岩土体质量与物性参数耦合关系研究,以及城市地质科学研究。

基于水位的赵家岸滑坡风险分析与控制

以水库蓄水后在黄土梁的另一侧诱发的赵家岸滑坡为例,提出了基于水库蓄水水位控制的滑坡风险分析和控制的方法。在建立地下水数值模型和预测地下水流场的基础上,进行滑坡稳定性分析和可靠度分析,确定不同库水位下的滑坡失稳概率,基于滑坡风险管理的理论,评价不同库水位下的人员生命风险和财产风险,统筹考虑容许风险和供水需求,确定了安全合理的水库蓄水水位,并提出搬迁避让、疏水排水和水位控制等综合风险控制措施。

舟曲三眼峪“8.8”特大泥石流灾害特征与风险减缓对策

舟曲"8.8"特大泥石流是我国有历史记载以来造成损失最大的一次泥石流灾害,如实地记录这次灾害的特点、形成条件及致灾因素,分析其发展趋势并提出风险减缓措施,对指导灾后重建和今后的研究都是十分必要的。以舟曲"8.8"泥石流中的三眼峪为对象,从泥石流分区特征、堆积特征以及其特征值等方面描述了泥石流灾害特征;从地形地貌、固体物质和极端降雨三方面分析了泥石流的成因;认为城镇建设挤占泥石流排泄通道、不合理的人类工程活动、毁林垦荒破坏生态环境是导致本次灾害损失惨重的原因;三眼峪沟泥石流仍处于发展之中,再次发生泥石流的可能性很大,频率和规模将呈现增大的趋势,提出了局部避让与排导、工程治理、监测预警和公众教育等综合风险减缓措施。

地面沉降预测及其风险防控对策——以大西安西咸新区为例

西咸新区是"西咸一体化大西安"建设的重要组成部分,与大西安已建成区具有相近的地质环境条件,西咸新区建设是否同样会引起地面沉降和地裂缝已成为西咸新区规划和建设中面临的一大难题。在分析西咸新区建设中可能引起地面沉降和地裂缝五个因素的基础上,建立了地下水开采、城市建设附加荷载和黄土湿陷引起的地面沉降预测数学模型,并分别进行了预测计算。计算结果表明,引起地面沉降的因素中地下水开采的风险最大,黄土湿陷次之,附加荷载最小,西咸新区的建设和发展中如不周密规划,有效防控,势必引起新的地面沉降,甚至产生新的地裂缝,控制地下水位是防止地面沉降与地裂缝产生的根本措施。

地质灾害风险调查的方法与实践

风险管理是一门新兴的管理学科,风险调查是风险源识别、分析、评价和风险处置的基础。在分析国内外地质灾害风险管理进展和差异的基础上,提出了中国地质灾害风险管理中术语统一的意见,论述了地质灾害风险调查的类型和精度,风险的分级,不同精度下风险调查的内容和方法,以及风险调查的技术要点。并以陕西省延安市市区和虎头峁场址风险调查为例,分别阐述了1∶10000、1∶1000比例尺精度下的风险调查和区划的过程、结果。

黄土水敏性及水致黄土滑坡研究现状与展望

黄土是具有"水敏性"的特殊土,水是诱发黄土滑坡最积极的因素,黄土水敏性的力学机制及致滑机理已成为黄土地区生态文明建设中迫切需要解决的重大基础问题。本文在搜集大量文献的基础上,将黄土水敏性及水致黄土滑坡研究现状按照黄土水敏性、考虑优势通道的黄土斜坡水分运移规律和刻画方法、水致黄土滑坡失稳力学机制、基于水的黄土滑坡防控关键技术共四方面内容加以总结归纳。建议明确黄土水敏性的概念和内容,以黄土水敏性力学本质为突破口,研究建立基于吸应力理论的黄土水敏性参数和指标体系,开展考虑优势入渗的黄土斜坡稳定性有限元分析,并建立一套基于水的水致黄土滑坡风险防控关键技术体系。