宜昌市炉子坪磷矿区土地破坏现状及恢复治理

炉子坪磷矿是宜昌市典型的磷矿开采区。通过对炉子坪磷矿的实地勘察,查明了该矿区土地资源的破坏现状与危害,提出回填塌陷坑、矿渣回收利用、平整土地、覆土绿化等有针对性的土地综合治理措施,将土地复垦为林地或耕地。该研究成果将为同类矿区土地综合治理工作提供思路与方法。

基于斜坡单元鄂西山区典型集镇地质灾害风险评价

鄂西山区处于全省地质灾害高易发区,灾害频发,风险呈现加剧之势。以恩施州巴东县野三关集镇为研究区,通过以斜坡为单元地质灾害调(勘)查工作,归纳了孕灾地质条件,并构建了斜坡地质灾害风险评价体系:首先基于斜坡单元进行评价单元划分;然后采用层次分析法,选取斜坡坡度、斜坡高差、剖面曲率、工程地质岩组、地质构造、斜坡结构、水系密度、植被覆盖率等8个评价因子,对区内斜坡地质灾害易发性进行评价研究;综合考虑人类工程活动和降雨的诱发影响,进行不同降雨重现期工况下危险性区划;根据研究区人口、建筑、道路、土地等承灾体分布,分别进行人口和经济易损性评价;最后根据危险性和易损性评价结果,进行地质灾害风险评价,为野三关集镇发展规划、精细化“隐患点+风险区双控”体系建设提供了理论依据和实际指导。结果表明:随着降雨量的增加,高风险区和极高风险区的面积逐渐增加,主要集中分布在研究区东北片区,针对极高、高风险区地质灾害隐患点和有变形迹象的斜坡建议采取工程治理或专业监测措施,制定应急预案。

石油污染农田治理新模式

[目的]探寻石油污染农田新的有效治理模式。[方法]以潜江市为研究对象,将石油污染农田修复工程与矿山公园建设相结合,探讨石油污染农田的治理模式。[结果]矿山公园建设可以为治理工程提供科学研究场所与更多资金,同时治理工程也可成为矿山公园的科普教育基地,二者相辅相成。[结论]将矿山公园建设与石油污染农田的治理工作相结合,是一种切实有效的恢复矿山生态环境的新模式。

基于正交分析法的覆盖型岩溶塌陷影响因素敏感性分析

为比较各因素对覆盖型岩溶稳定性的影响程度,通过对8个影响因素在不同参数下的正交试验,采用单因素分析法、多因素极差分析和方差分析相结合的方法研究各影响因素敏感性顺序。结果表明:土洞直径、覆盖层土体粘聚力以及覆盖层厚度是影响岩溶覆盖层稳定性的3个最主要因素,其他因素影响程度相对较低,为岩溶塌陷预警防治措施提供指导依据。

负压作用下土洞型岩溶塌陷机理及力学模型研究

岩溶矿区快速抽排岩溶水会造成真空负压吸蚀效应,诱发岩溶地面塌陷,破坏地表生态环境。为了研究该类型岩溶地面塌陷机理,依托武汉市江夏区乌龙泉矿区岩溶地面塌陷实例,开展了具有可视化剖面的物理模型试验,探索负压作用下覆盖层内土洞几何形貌演化过程。通过建立三铰拱结构力学模型,研究了负压吸蚀力、土拱厚跨比、强度参数对土拱破坏模式和稳定性的影响机制。研究表明:负压作用下土洞型岩溶地面塌陷经历“无扰动-分层差异沉降-土拱承载-地面塌陷”4个演化阶段,地表沉降具有突跳特征,层内越靠近岩溶开口沉降越大;随着土拱厚跨比增加,土拱更趋近于整体滑移破坏,而不易产生弯折破坏;负压增大或土体强度参数弱化,都将降低土拱稳定性。

覆盖型岩溶塌陷动态演化数值模型研究

预测不同水动力环境下岩溶覆盖层土洞发育规模和极限规模尺寸对于评价覆盖层稳定性意义重大。以武汉市烽火村覆盖型岩溶塌陷为实例,利用弹塑性理论和变饱和渗流理论建立了渗流-应力单向耦合控制方程,结合土洞剥蚀判据提出覆盖型岩溶塌陷动态演化数值模型,并以此模型预测在不同孔隙水位与岩溶水位之差ΔH水动力环境下覆盖层中潜在土洞的发育规模,以及临界致塌水位差和极限土洞尺寸并加以验证。结果表明:孔隙水位与岩溶水位之差ΔH小于8 m时土洞将保持较小的规模不变,而当水位差超过8 m后土洞将扩展演化,且水位差越大最终形成的土洞规模越大;临界致塌水位差为16 m,对应极限土洞高、宽分别为5 m、9 m,相较于普氏平衡拱理论的预测值偏小,其误差为15%,说明覆盖型岩溶塌陷演化数值模型可较好地模拟土洞扩展演化及其失稳塌陷过程,定量解释覆盖型岩溶塌陷的潜蚀—渗压—自重致塌模式。

多要素城市地质调查的实践及成效——以武汉市为例

为精准服务武汉市新型城镇化建设,聚焦城市规划、建设、运行、管理的重大地质环境问题,中国地质调查局联合武汉市人民政府实施了“武汉多要素城市地质调查”,通过环境地质调查、评价、监测以及综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识。调查研究表明武汉市绝大部分地区适宜工程建设和地下空间开发,局部地区受隐伏岩溶和软土等不良工程地质体的影响需谨慎开展工程建设和地下空间开发。武汉市具有6个中深层地热靶区和11处深部富水地段、5处集中连片富硒耕地、73处地质文化资源、9处应急(后备)地下水水源地、13处锶或偏硅酸天然饮用矿泉水水源地以及丰富的浅层地温能。武汉市生态环境质量总体较好,需要重点关注入江河渠的汞、氟化物以及总磷超标、长江消落带重金属元素富集、河湖湿地萎缩、水体富营养化等问题。武汉市地壳整体较为稳定,区域深大断裂处于基本稳定状态;岩溶塌陷高风险区约130 km^(2),岩溶发育程度、覆盖层厚度和结构、地下水是岩溶地面塌陷的原生地质条件,可采用不同的地球物理方法组合进行探测。采用多级结合表的技术构建了不同尺度的三维地质模型,初步建立了武汉城市地质辅决策信息系统,可为城市规划、建设和安全等领域决策提供支撑。

鄂北丘陵山区地质调查难点及对策研究

鄂北丘陵山区矿产资源丰富但地下水资源贫乏。大量的矿产资源开发,对资源和环境造成一定程度的破坏,使资源匮乏的情况更为严重。因此,开展鄂北丘陵山区矿区地质综合调查是首要任务。本文通过遥感、物探、钻探、等多种手段充分考虑矿区工程对当地地质环境的影响,提出了更加有效的地质调查方法。

武汉长江Ⅰ级阶地覆盖型岩溶塌陷成因及力学模型研究

岩溶塌陷已经成为制约城市发展不可忽视的问题。武汉市长江Ⅰ级阶地“上土下砂”覆盖型岩溶发育区的特点有覆盖层上部粘土层相对较薄、地下水位高且浮动明显、降雨集中且雨量大。针对该区域特定特点,分析提出武汉市长江Ⅰ级阶地岩溶塌陷的成因过程,即基岩溶蚀—砂性土漏失—土洞形成—土体塌陷。在此基础上结合“潜蚀致塌理论”和“真空吸蚀致塌理论”建立相关力学模型,给出土洞形成的临界地下水降幅以及岩溶塌陷发生的数学表达式,并对武汉市乐福园酒楼锦绣长江店北岩溶塌陷进行分析和评价,其结果与实际情况相吻合。

河岸潜流带中非稳定地下水流的溶质运移模拟研究

基于FEFLOW有限元地下水流和溶质运移模拟软件,对武汉市汉江河岸潜流带的非稳定承压水流溶质运移进行模拟研究,并与稳定流情况进行对比。结果表明,①在50年模拟期内,在非稳定流情况下污染物最大迁移距离为274 m,而稳定流模拟情况下的最远扩散距离可达470 m;②污染物的浓度随着垂直深度的增加,在模拟初期和后期分别呈现出浓度逐渐减小和逐渐增大的现象;③污染物在承压含水层底部的扩散距离比浅层远,主要是由溶质锋面最先被迁移和含水层底部地下水流速较大两方面原因所造成的。研究成果可为存在季节性地表水水位变动条件下的河岸潜流带承压含水层的地下水污染防治提供科学参考。