北赵灌区皇甫渡槽选型优化设计

皇甫渡槽位于山西省北赵灌区黄土台塬上,地形切割强烈,且为强湿陷性黄土,边坡极易垮塌,常规渡槽设计极易因边坡垮塌造成主体结构损坏,因此需要对渡槽结构进行优化设计。通过静动力仿真分析多次调算,确定为下承式钢管混凝土拱式渡槽。主拱肋采用预制变截面矩形钢管,通过纵向连梁和风撑组成空间结构体系,主拱肋矩形钢管内灌注自密实微膨胀混凝土;主拱肋拱圈下部等截面钢箱连梁结构;钢箱连梁与拱圈之间采用预应力钢绞线联系;过水钢管桥面系采用工字钢+槽钢横联的连续组合结构;拱圈与纵向钢箱刚结,拱圈在拱座处刚结;两岸采用拱座基础+摩擦型灌注桩型式。该设计方法结合了常规渡槽和管桥方式,降低了结构自重,规避了滑坡损坏结构的风险。本设计成果为水利行业类似不良地质条件大跨径拱式渡槽的设计与施工提供参考,进一步推动大跨径拱槽(桥)的发展。

中更新世晚期以来高阶地发育与中游黄河贯通

黄河的形成演变,是综合反映东亚构造地貌和自然环境变迁的重大地质事件,中游是黄河演化的关键河段,也是研究意见分歧集中的河段。发育于晋陕峡谷北段的寺沟T5阶地代表了晋陕峡谷未沟通前的雏形黄河发育阶段,T4阶地代表了黄河的贯通形成。文中选择了自三门峡峡谷至河曲寺沟间不同地貌部位的5个T5阶地和1个T4阶地典型剖面进行了系统研究,通过对阶地上覆黄土野外地层划分、OSL和ESR年代测定及磁化率测试结果与黄土高原段家坡典型黄土地层的对比,确定T5阶地和T4阶地上覆黄土最底部地层分别为S2和S1古土壤层,由黄土地层年代序列确定两级阶地分别形成于250～200ka BP和130～80ka BP。根据阶地的分布和沉积特征,认为250kaBP前后的构造活动是T5阶地形成的主因,此时雏形黄河自三门峡溯源侵蚀到了河津地区,但未沟通河套盆地。形成于130～80ka BP期间的T4阶地发育,代表晋陕黄河北段与河套盆地得以沟通,现今黄河最终形成。

兰州黄河阶地高精度GPS测量与构造变形研究

在综合分析兰州黄河阶地发育和分布特征的基础上,采用高精度差分GPS测量并结合1:1万DEM图形数据资料,获得了黄河兰州段南北两岸阶地平面分布图和纵横剖面对比图。结合本区黄河不同级别阶地年代测试结果,研究了其构造变形特征,获得了穿越断裂带地区的阶地变形特点、变形带宽度、变形幅度和速率等定量参数。结果表明:兰州盆地晚第四纪的构造变形主要以褶皱隆升为主,盆地内的断裂晚第四纪无明显构造活动。

黄河黑山峡口最高阶地宇宙核素的初步年龄及所反映的新构造运动

黄河深切于青藏高原东北缘的构造山地中,留下了山地和黄河形成演化的记录,但其高阶地年龄因超出常规测年技术的范围而存在困难。文章尝试用原地成因宇宙核素10Be和26A l以及垂直剖面取样技术,通过剖面X2最小统计同时求出了年龄、侵蚀速率、继承浓度以及阶地沉积物密度等参数,所获得的黑山峡口247m最高基座阶地的参考年龄和剥蚀速率分别约为2.4M a和15.5+8-4m/M a,这是该河段高阶地测年的一次新探索。根据这一结果及相关的构造地貌特征,认为香山-天景山断裂带西段2.4M a前以逆冲为主,以后逐渐过渡到左旋走滑,该段黄河诞生于逆冲作用减弱时期。

关于黄土高原水土流失治理格局调整的建议

黄河流域生态保护和高质量发展成为重大国家战略,针对现状水沙情势和黄河大保护、大治理客观要求,科学制订适应新需求的流域治理策略对推进黄河流域生态文明建设具有重要现实意义。围绕黄河水沙关系变化和黄河流域治理现存问题,提出新水沙情势和新时代要求下黄河治理应对策略:适时调整黄土高原治理方向,分区精准治理,协同推进乡村振兴和绿色发展;调控黄河水沙关系,改造下游河道并解放滩区,保障黄河长久安澜;构建水资源管控体系,推进精准深度节水,促进流域高质量发展。

黄河流域高标准淤地坝内涵与科技问题

建设高标准淤地坝是实现黄河流域生态保护和高质量发展国家战略目标的重要举措之一,对水土保持高质量发展和区域经济社会发展将起到积极促进作用。基于高标准淤地坝建设的目标与要求,分析了黄河流域淤地坝建设与技术标准发展历史进程,探讨了高标准淤地坝定义与内涵,提出了需要研究的科学问题和关键技术,展望了高标准淤地坝发展前景。黄河流域淤地坝建设经历了起源、作用提升、坝系形成、规范建设、建设波动、高标准建设等6个阶段450余a的发展过程,高标准淤地坝概念的提出标志着淤地坝建设从“量”的发展进入“质”的提升新时期;淤地坝技术标准伴随着不同时期科学技术的发展和实践经验总结,经历了由20世纪80年代中期形成和之后不断完善、不断修订的过程;高标准淤地坝较之一般的淤地坝具有特殊的本质特征、价值及丰富的内涵和外延;在包括淤地坝在内的生态农业综合效益链中高标准淤地坝的地位与驱动机制、高标准淤地坝建设技术标准等是今后需要研究的重要课题。高标准淤地坝建设必将促进水土保持高质量发展,并对区域生态治理、衍生经济、社会文化、景观格局等的深度融合及协同发展起到更大的促进作用。

黄土高原水土保持高质量发展研究重点

黄土高原水土保持是黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容和基础保障之一。经过几十年长期治理,黄土高原水土保持工作取得了很大成效,但目前水土流失面积依然很大,而且存在分布上相对零散、重力侵蚀和坡面侵蚀并重、极端降雨事件后果严重等问题,在治理理论、技术和途径方面提出了新的问题和挑战;同时,水土保持已经在土壤保护、山区发展和江河治理等传统功能的基础上,发展成为推动生态文明建设、乡村振兴和黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施的重要举措。系统分析了不同层面水土保持的任务和问题,从水土保持基础理论与技术研究、黄土高原水土保持与水沙调控、水土保持数字化与智慧化和黄土高原水土保持与社会服务等四个方面,提出了需要加强研究的重点问题,供水土保持研究和管理同仁讨论和参考。

黄土高原水土保持工作70年回顾与启示

[目的]总结新中国成立70 a(1949-2019年)黄土高原水土保持工作的经验,为该区生态环境保护和高质量发展提供借鉴。[方法]在长期的野外考察和科学研究基础上,研究了大量有关黄土高原水土保持工作的文献资料。[结果]按照水土保持的主要目标和措施,将过去70 a黄土高原的水土保持工作概括为因害设防阶段(1949-1980)、综合治理阶段(1980-2000)和生态修复阶段(2000以后)。建议新时期的水土保持工作应该重视以下4个方面。①科学理性认识黄土高原水土流失治理现实状况;②坚持努力提高水土流失区社会经济实力和生产水平,改善群众生活条件。③关注大规模水土保持措施和水土流失治理工程的环境效应。④研发应对在治理度较高条件下出现的新问题、新技术。[结论]经过70 a的水土流失治理,黄土高原在植被恢复重建、水土保持基础设施建设、坡面土壤侵蚀控制、减少入黄泥沙等方面取得了举世瞩目的成就。但是必须清醒地看到该区水土资源保护和水土流失防治的任务仍然十分艰巨。水土保持工作必须持之以恒地致力于提高黄土高原水土流失治理和社会经济发展速度与质量,为全面实现黄河流域生态保护和高质量发展国家战略目标作出贡献。

兰州黄河高阶地复杂地质大断面隧道监控量测

兰州地区黄河阶地是国内最为典型的河流阶地,地质条件复杂。本文结合兰新第二双线兰州枢纽引入工程孔家营隧道施工,选择典型断面(阶地黄土地层、阶地黄土圆砾土地层、阶地圆砾土软岩地层、阶地黄土圆砾土软岩地层)对该隧道施工进行全面、系统监控量测,对比分析了各种地质条件下的大断面隧道的应力变形特征。结果表明,不同地层组合隧道围岩稳定性具有较大的差别,尤其是隧道拱顶存在圆砾土时其稳定性最差;阶地隧道存在较明显的偏压现象,二衬可以很好地控制偏压对隧道稳定性的影响。

砾石钙膜显微纹层定年方法及黄河黑山峡高阶地形成年代厘定

砾石钙膜是一种在干旱—半干旱环境中形成,反映环境和气候变化的沉积物,保留了比较完整的环境和气候信息,可用来分析古气候和测定形成年代.本文通过砾石钙膜的沉积原理讨论,认为钙膜中的显微明暗纹层变化反映了气候变化过程,其明暗度变化曲线可与其它测年方法(深海岩芯氧同位素曲线、黄土剖面粒度曲线、古地磁变化、构造事件等)作对比,得到其形成年代的信息.而砾石钙膜形成年代可代表所在地貌面的年龄.本文以此方法对黄河黑山峡高阶地的形成时代进行了厘定.

黄土类地层综合降水试验及优化设计

根据南水北调中线穿黄工程I标渠道及进口段场地水文地质条件,通过单井降水试验和生产性群井降水试验的降水资料,采取以管井为主,井点及明排为辅的综合性降水施工方法,成功地将渠道内地下水位降至基础设计标高以下。保证了渠道边坡稳定,达到了黄土类弱透水、高地下水位地层降水、渠道高边坡开挖和衬砌施工的目的。所得降水试验及设计成果为今后在类似地质条件地区的施工提供了可供参考的经验。

黄河晋陕峡谷1.1 Ma阶地的形成及其构造背景

对黄河晋陕峡谷河曲、黑峪口、延水关和壶口等4个地区进行了详细的野外考察。河曲地区共发现3级河流阶地,更高的则为唐县期宽谷;唐县期宽谷的海拔高度约1000 m(拔河高度150 m),而3级河流阶地的拔河高度分别约为110 m、80 m和12 m。黑峪口地区也存在唐县期宽谷,宽谷之下发育5级河流阶地,唐县期宽谷西高东低,海拔高度位于970 m和940 m之间,5级河流阶地的拔河高度分别约为130 m,80 m、50 m、12 m和4 m。延水关地区共发现6级河流阶地,全部为第四纪期间形成,6级河流阶地的拔河高度分别为180 m、130 m、95 m、50 m、20 m和4 m。壶口地区共存在8级阶地,也全部为第四纪期间的阶地,阶地的拔河高度分别约为260 m、210 m、180 m、120 m、80 m、60 m、35 m和15 m。对壶口最高阶地进行了地层学研究,发现这一阶地上覆厚度约110 m的黄土地层,黄土层的最底部为L13,古地磁研究结果和古土壤断代都指示了这一阶地的形成时间在距今1.1 Ma左右。综合晋陕峡谷地区现有的研究结果认为,3.3 Ma之前,鄂尔多斯地块内部构造极为稳定,发育了唐县期夷平面,古黄河在此夷平面上主要以侧蚀拓宽为主,下蚀极其微弱;3.3—1.1 Ma,鄂尔多斯地块的构造稳定可能被打破,黄河小幅度下切;而1.1 Ma以来,受鄂尔多斯地块快速抬升的影响,黄河发生剧烈下切,1.1 Ma阶地和晋陕峡谷的主体在这一时期形成。

黄河高阶地复杂地质条件大断面隧道施工监控量测与分析

兰新第二双线兰州枢纽引入工程孔家营和东坪村等隧道穿越黄河Ⅲ级阶地,地质条件较为复杂,涉及黄土隧道、圆砾土隧道、泥岩夹砂岩隧道、二元(三元)地层组合隧道。结合阶地地质条件的特点,选择孔家营隧道不同软岩地层断面对施工进行全面、系统监控量测,以对比分析不同地质条件围岩在开挖过程中的结构和应力状态的变化和支护结构的稳定状态。评价和修改隧道的初期支护参数,进行力学分析以及为二次衬砌施作时间提供信息依据,同时深化工法的适用性,并对其进行优化,提出适用于该类地质条件隧道施工的工法参数。

大直径扩底桩在洛阳和顺园高层建筑中的应用

鉴于洛河阶地黄土—卵石二元结构特征,采用大直径扩底桩基础,可以充分发挥卵石层强度高、地层稳定的特点,经济上合理,技术上具有明显的先进性,实践证明洛阳和顺园高层建筑工程采用大直径扩底桩基础方案取得了很好的效果。