长江经济带环境地质调查研究进展

中国地质调查局近年组织实施了“长江经济带地质环境综合调查工程”,采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要的成果和认识:①构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务系统,系统梳理了长江经济带与重点区域的资源环境条件和重大地质问题,提出了相关建议;②提出长江续接贯通时间是在距今75万年的早、中更新世之交的新认识;③探索形成流域5个系列生态修复示范关键技术和方法体系;④构建长江流域重大水利工程与地质环境效应研究方法体系,创建一套多模态传感器系统,提出重大水利工程对地质环境影响的新判断;⑤探索建立流域尺度地球关键带调查评价监测理论和方法体系;⑥创新应用“光纤技术”监测地面沉降和地裂缝、长江崩岸以及城镇地下空间开发利用扰动取得突破,相关技术引领光纤监测技术发展;⑦自主研发机载航空高光谱仪,建立航空高光谱遥感综合调查技术方法;⑧探索形成流域3种尺度资源环境承载能力和8种国土空间开发利用适宜性评价方法体系;⑨调查研究成果在支撑服务长江经济带国土空间规划、流域生态环境保护和修复、支撑服务新型城镇化战略、重大工程规划建设、地质灾害防治、脱贫攻坚和国家地下战略储油储气库基地建设等方面均得到了广泛应用,形成21支稳定的环境地质调查专业团队。

某水电站进水口高边坡开挖的变形响应研究

针对西南某大型水电站高达近106m的人工进水口垂直高边坡,通过现场跟踪施工的地质调查工作,系统研究了复杂地质条件和高地应力环境下岩石高边坡大坡比、强开挖所表现的变形响应,揭示了此类边坡变形响应的基本规律及特殊表现。研究表明:高边坡开挖过程中,边坡的变形与开挖过程有较强的同步性。变形主要受开挖卸荷影响,随着开挖的进行,坡体的变形随开挖面的远离表现出总体衰减,最终稳定的响应特征。变形可归纳为3种性质,即浅表松弛型、协调渐变型和回弹错动型,总体以浅表松弛型为主等。

某大型水电站高位边坡开挖的变形响应研究

针对西南某大型水电站高达近700 m的人工高边坡,通过大量现场跟踪施工的地质调查工作,系统研究了复杂地质条件和高地应力环境下,岩石高边坡大坡比、强开挖所表现的变形响应,揭示了此类边坡变形响应的基本规律及特殊表现。研究表明:高边坡开挖过程中,边坡的变形与开挖过程有较强的同步性。变形主要受开挖卸荷影响,随开挖的进行,坡体的变形随开挖面的远离表现出总体衰减,最终稳定的响应特征。

某水电站坝前堆积体稳定性的三维数值模拟分析

某水电站坝前堆积体边坡的稳定性关系到该大坝的建设与运营.野外工作发现,它是深切冲沟型崩塌式堆积体,由下伏基岩和松散的堆积物组成.在1360～1450 m高程之间堆积体有一个较为明显的收口转向特征,这有利于增加其稳定性.在野外工作的基础上,采用目前较为通用的两种三维有限元软件(3D-Sigma和3D-Flac)对其稳定性进行数值模拟研究.结果表明:(1)堆积体的应力场主要表现为以自重应力场为主,其应力分布主要受岩性控制;(2)堆积体的潜在滑动面为堆积体与其下伏基岩接触部位的一定范围内;(3)堆积体的位移表现为向坡外(临空面方向)滑移,且中前缘的位移量相对较大;(4)堆积体前缘的收口效应改善了其应力状态,增加了稳定性;(5)堆积体的整体稳定性较好,在1472～1610 m高程之间的堆积体有可能发生局部的中浅层破坏.

某水电站洼里滑坡的成因机制及其稳定性研究

滑坡发生于拟建的水文站坝址I勘探线下游约300m的左岸陡倾顺向坡(倾角85～87°)中。据平硐揭露,坡体主要由薄层(单层厚2～3cm)泥质板岩组成。岩层倾倒变形极为强烈,由硐口至硐底(220m)岩层均呈反倾坡内,且倾角随硐深增加呈明显增大趋势,即16～55°。沿硐不时可见因岩层弯曲而形成的楔形张裂缝(隙),倾倒变形的范围(平硐水平深度)达220m以上。洼里滑坡正是在上述的弯曲一拉裂变形基础上发展而成的大规模滑坡。即谷坡岩体在重力作用下,向临空方向作悬臂梁弯曲,并逐渐向坡内发展。弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂,弯曲后缘出现拉裂缝。由于岩层薄而相对较软,其弯曲角度很大,在岩层最大弯曲部位出现与层面垂直的楔形拉裂缝(隙)。随着河谷强烈下切及江水对凹岸的冲刷,上述倾倒一拉裂变形则进一步加剧,一旦各层最大弯曲部位的缓倾坡外楔形拉裂隙(缝)相互贯通,形成统一的滑动面(带),就容易发生大规模的滑坡;通过用简化毕肖普法对该滑坡进行了稳定性计算,结果表明:只有在蓄水位达到1800m高程时或在此种情况下遇到Ⅶ度地震,滑坡体有可能局部发生失稳。而在其它工程情况下,滑坡体处于稳定状态。

某大型水电站水文站滑坡蓄水后的稳定性三维数值模拟研究

水文站滑坡蓄水后的稳定性状况,直接关系到大坝的运营与安全,一直是各部门都十分关心的重要问题。通过三维有限元(FLAC3D)对其蓄水后滑坡体的稳定性状况进行数值模拟分析,结果表明:在蓄水初期,滑坡体的变形量小,滑坡体的整体稳定性较好。随着蓄水位的增加,其变形量也逐渐呈增大的趋势。当蓄水位达到1850m高程时,滑坡体就开始发生了局部的较大变形或破坏。当达到正常蓄水位(1880m高程)时,变形与破坏现象进一步加剧,范围也进一步有所扩大。但总的来说,水文站滑坡整体稳定性较好,属中浅层滑坡。

西南某大型水电站拱肩槽边坡开挖的变形响应研究

对在复杂地质条件和高地应力环境下,高达近330m的人工岩石拱肩槽高边坡的研究,尤其是在大坡比、强开挖条件下所表现的变形响应规律的研究具有重要的理论与现实意义。论文通过大量现场跟踪施工的地质调查工作和利用丰富的监测资料的基础上,系统地研究了此类边坡变形响应的基本规律及特殊表现,得到了拱肩槽高边坡开挖过程中,边坡的变形与开挖过程有较强的同步性。变形主要受开挖卸荷影响;随开挖的进行,坡体的变形随开挖面的远离表现出总体衰减的特征等。开挖后的坡体的变形量较小,变形深度较浅,而且在开挖12～18个月后,变形趋于稳定。这些结论对类似边坡开挖及其稳定性的控制具有重要的借鉴意义。

某工程岩体的成因机制分析及稳定性评价

在野外现场调查的基础上 ,对某工程岩体基本特征及成因机制进行了分析 ,认为它是一种逆冲推覆构造。在此基础上 ,建立了有限元计算模型。通过弹塑性的有限元模拟和不平衡推力法计算 ,对其稳定性进行分析研究。认为该工程岩体在天然或有蓄水的情况下是稳定的 ;在天然与地震 (基本烈度为 度 )共同作用下 ,它也是稳定的 ;在有 5 40～ 6 0 0 m蓄水位及地震 (基本烈度为 度 )时 ,它将有可能发生破坏 ;在 6 10 m蓄水位及地震烈度为 度的情况下 。

重庆涪陵页岩气勘查开发区岩溶水文地质结构研究

通过对页岩气勘查开发区碳酸盐岩分布特征、岩溶发育规律及岩溶水的赋存与动力循环过程展开研究,采用系统分析法,归纳出平缓单斜型单层、背斜褶曲型多层、向斜褶曲型单层和断裂型四种岩溶水文地质结构,其中平缓单斜型单层和背斜褶曲型多层水文地质结构区岩溶介质类型主要为管道-裂隙型,地下水径流畅通,易导致岩溶水污染。

某大型水电站水文站滑坡稳定性三维数值模拟分析

水文站滑坡位于某拟建的水电站坝址下游约300m的左岸。由于它距该坝址较近,若发生较大范围的变形或失稳,极有可能产生巨大的涌浪,并有可能导致大坝的损坏或完全破坏。所以,它的稳定性状况一直是各相关部门十分关心的重要问题。野外现场调研是判断滑坡体稳定性的行之有效的方法之一。在此基础上,对滑坡体模型做一较接近实际的概化,这是研究问题的关键之所在。采用三维有限元(FLAC-3D)对其进行数值模拟分析。当然,只有数值模拟手段这一种方法来判断滑坡体的稳定性还远不够的,必须与其它手段方法相结合,这样才使结论更可靠,更具有说服力。数值模拟结果表明:⑴水文站滑坡的潜在主滑动面为滑体与基岩的接触面。但其贯通性较差。因此,滑坡体的整体稳定性较好,不可能发生较大范围内的变形或失稳;⑵水文站滑坡的位移方向总体表现为向河谷方向运动。滑坡体前后缘的位移量较小,中间位移量相对较大(22 8cm)。总之,在天然情况下,水文站滑坡的整体稳定性较好,不可能发生较大范围的变形或破坏。这与野外现场调研的结果相一致。

西昌市喜德县泥石流的成因、危害及其治理措施

喜德县地处四川省西昌盆地的中西部,地质灾害频繁。该县地质构造复杂、新构造运动强烈、地震活动频繁,岩层破碎;地形陡峻,山高谷深,地势高差大;季风气候,降水充沛集中,多暴雨等,这是泥石流形成的内因。而作为外因,人类不合理的经济开发活动,破坏了生态平衡,则促进了泥石流的发生和发展。在分析其成因的基础上,对该县泥石流的危害及治理措施作了较为全面的阐述。

某堆积体开挖后的稳定性三维数值模拟研究

野外现场工作发现,坝前堆积体边坡为深切冲沟型崩塌式堆积体,由下伏基岩和松散的堆积物组成;在1 360～1 450 m高程之间,堆积体有一个较为明显的收口转向特征,这有利于增加其稳定性;在野外工作的基础上,通过采用目前较为通用的三维有限元软件(3D-Flac),分别对其稳定性采用基座有位移和基座无位移等两种不同的方法进行数值模拟研究,结果表明:(1)堆积体的主应力分布主要受岩性控制,其前缘的收口效应改善了主应力状态,增加了它的稳定性;(2)堆积体的潜在滑动面为堆积体与其下伏基岩接触部位的一定范围内;(2)堆积体的位移表现为向坡外(临空面方向)滑移,且中前缘的位移量相对较大;(4)堆积体的整体稳定性较好,在1 387～1 610 m高程之间的堆积体有可能发生局部的中浅层破坏;(5)两种模拟分析方法有较强的对比性和吻合性.因基座无位移法比较直观,所以建议对分析堆积体的变形与破坏情况时,采用后者.

重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题;基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径;初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。

人类活动对环境的危害

近年来,世界各地的洪涝、干旱、地震、泥石流、滑坡、森林火灾等灾害事件频频发生.全世界每年因灾害所造成的经济损失数以亿计,灾害大多与人类的活动,特别是与人类经济-工程活动有关.结合灾害事例,特别是地质灾害事例,从生态、气候、城市及地质环境等方面加以论述,阐明人类经济-工程活动加快诱发了对环境的危害,希望引起人们,特别是政府部门和有关专家对环境保护的重视.

西南某水电站罗家坪子外来岩体的特征及成因机制分析

通过对金沙江西南某水电站库首区 1:2 0 0 0地质测绘和 1:2 0 0平硐编录 ,对库区的罗家坪子外来岩体的特征进行了详细的研究 ,认为其总体特征是较老的阳新灰岩呈外来的岩片状覆盖于时代较新的玄武岩之上 ,呈现为“类飞来峰”构造。平面上 ,呈一不规则的三角形 ;剖面上 ,呈叠瓦状。在此基础上 ,对其成因机制进行分析 ,认为罗家坪子外来岩体是由逆冲推覆构造所形成的。该逆冲推覆构造前缘逆冲形成叠瓦 ,中部波状起伏 ,后部下插地下深处。通过进一步研究分析 ,认为罗家坪子外来岩体是稳定的。

西南某机场高填方体地基稳定问题研究

场区地基的岩组类型和产状是填方体稳定性分析与评价的重要组成部分。西南某机场高填方体地基工程地质条件较差,松散覆盖层土体类型多。根据混合土的发育分布规律不同可划分出A、B、C、D4个分布区,重点选定5条计算剖面,对高填方区含混合土斜坡地基的稳定性和分布特征进行计算与分析,除1条剖面在长期工况下的整体稳定性不能满足安全要求外,其余4条剖面在各种潜在滑面组情况下的整体稳定性均能满足安全要求。三维稳定性计算同时也表明:在最不利的条件下,东2#、东5#沟的稳定性系数均在1 70以上。其研究思路对整个场区含该种斜坡地基的整体及局部稳定性分析具有重要意义,成果可为类似的工程提供借鉴与参考。

基于双极性电压激励信号的四电极电导率测量仪的设计

文中设计了一种基于双极性电压激励信号的开放式四电极电导率测量仪,可有效避免电导率测量时的溶液极化效应。设计中将待测信号转变为直流稳态信号,简化了电路设计。通过量程切换设置不同的采样电阻,提高测量范围和精度,利用差分电压采集模式提高数据采集的精度和抗干扰能力。系统采用集成温度传感器进行电导率补偿。测试实验验证设计准确稳定、抗干扰能力强。

贵州关岭大寨高速远程滑坡—碎屑流研究

2010年6月28日,贵州关岭因突降暴雨发生高速远程滑坡,滑程约1.5km,体积约174.9万m^3,两个村组被毁,99人遇难。滑坡区位于西南地区常见的煤系地层区,上部为灰岩、白云岩,中部为相对较缓的砂岩地层,下部为页岩、泥岩地层,局部含煤,具有上硬下软的山体地质结构和上部富水下部隔水的水文地质结构,极易形成滑坡地质灾害。从地形上看,斜坡上陡下缓,形似＂靴状地形＂,上部陡峭地形导致山体易于失稳,而中下部开阔伸展良好的沟谷提供了远程的运动条件,较大的势能向动能的转化,容易形成高速远程滑坡—碎屑流。6月27日和28日的降雨是触发此起特大灾害的主要原因,其24h降雨量达310mm,超过了当地近60a来的气象记录,分析表明,降雨产生的沟谷径流量是平时强降雨（100～150mm·d^-1）的沟谷径流的2倍之上,一是在滑源区砂岩裂隙岩体中形成静水压力和渗透压力,触使滑坡的失稳下滑;二是在沟谷中产生地表径流,为碎屑流远程流动形成饱水下垫面,导致了碎屑流流动距离和速度的显著增加。近年来随着极端强降雨等灾害性天气的重现期缩短,高速远程滑坡造成的群死群伤特大地质灾害在我国呈逐渐增加趋势,应加强对这种灾害类型的调查与防范,特别是要进行滑坡安全避让范围和逃逸速度的研究。

汶川地震触发牛圈沟高速远程滑坡-碎屑流动力学特性分析

鉴于牛圈沟滑坡为地震触发的典型滑动-碎屑流型滑坡,采用滑坡动力学分析(Dynamic analysis)软件DAN-W对牛圈沟滑坡全程动力学特征进行分析,使用试错法对比分析摩擦准则与Voellmy准则两种不同流变关系的模拟效果.结果表明:摩擦准则应用于滑体的初始运动阶段,Voellmy准则应用于滑坡后期碎屑流阶段时模拟效果最佳;并给出最佳的流变参数,得到滑坡堆积体的体积和形态变化,滑坡运动速度及变化规律.

青海玉树结古地区玉树断裂带的地热地质意义

玉树县结古镇位于玉树断裂带上的扎喜科地热异常区。成热条件受具多期活动性的玉树断裂带控制,是断裂导水通道和地热梯度高值带。其上盘为地下热水的主上涌通道和地下热水富水块段,地热异常具明显的带状分布特点。在水文地质条件上,富水性相对较好,地下水在北东部山区接受大气降水、地表水和地下水补给后,汇集于断裂破碎带中,加热后沿着构造裂隙、溶隙等各种上升通道循环径流,最终于河谷区、山间盆地地表形成温泉或水温异常的上升泉。初步评价结果表明,结古地区地热资源潜力较大,具有一定的开发前景。