以水为业凤翥鹏翔——记中国地质环境监测院首席科学家李文鹏

他,是戈壁滩上的建设者,为服务西部大开发作出突出成绩,是人民需要的科学家;他,以科研工作者的务实精神,主持建设完成国家地下水监测工程(自然资源部),探索创新水文地质与水资源调查新路径、新方法,形成自然资源部新一轮全国水资源评价国情数据,查明典型地区生态地质环境问题与水平衡失衡原因,拓展基于数据驱动的云端国家水资源智慧模拟平台。

中国地质环境信息服务平台研究

为了满足地质环境数据充分高效地服务于中国地质环境管理、综合评价、可视化展示及辅助决策等需求,在分析国内外地质环境信息服务平台应用现状的基础上,总结当前中国地质环境信息服务平台特点及存在的主要问题;提出"分布集成、统一管理、集中服务"的建设模式,进而设计平台逻辑层次,功能体系及内、外接口,并构建中国地质环境信息服务平台。结果表明:中国地质环境信息服务平台逻辑上分为5个层次,自底向上依次为基础设施层、数据层、功能层、服务层和用户层;其功能体系包括分布式地质环境数据集成系统、地质环境信息服务基础支撑系统、地质环境智能感知系统、地质环境综合评价系统和地质环境一张图服务系统;平台五大系统在统一的集成框架下,具有较好的交互性与实用性,可实现分散、多源、异构地质环境数据的整合集成,地质环境变化信息的实时感知,综合信息分类分级评价,地质环境信息多维表征与一张图展示等功能。中国地质环境信息服务平台的构建,对于充分规划、配置、发挥地质环境资源,辅助地质灾害应急决策等具有重要意义。

陈梦熊院士著作史料将捐赠中国地质环境监测院

2012年2月17日，中国科学院资深院士、本刊主编陈梦熊在考察了中国地质环境监测院科技资料情报中心后，决定将自己一生珍藏的著作和史料捐赠给中国地质环境监测院。这些著作和史料包括：科技资料、科技刊物、科技专著、各类书籍、图册图件、获奖证书、外文出版物等六大部分近40个类别，凝聚着陈梦熊院士的学术思想，凝聚着他老人家对水工环地质事业的不懈追求和挚爱之情，是一笔宝贵的财富。

国土资源系统事业单位专业技术岗位遴选工作的思考——从中国地质环境监测院试点工作谈起

中国地质环境监测院作为国土资源部岗位设置管理工作试点单位率先开展了岗位遴选聘用工作,又在国土资源系统率先开展专业技术岗位重新遴选聘用工作。实行岗位遴选聘用有利于形成竞争择优、能上能下的选人用人机制,推进岗位设置管理工作的常态化,优化人才队伍结构,激发职工队伍活力。存在的问题:各职称系列之间等级设置的不平衡;管理岗位人员岗位工资待遇相对偏低;岗位任职条件中个别条款同其他条款的难易度不匹配。建议:配套政策,尽快完善职称体系;改革创新,拓展管理岗位人员的发展空间;与时俱进,适时完善岗位任职条件和标准;严格政策,加大对基层单位的指导和监督力度。

中国地质灾害气象风险预警20年:2003-2022

地质灾害气象风险预警业务自2003年启动以来,对我国地质灾害防灾减灾起到了重要支撑作用。文章全面总结了预警工作20年的发展历程、预警技术方法和防灾减灾成效。(1)将预警工作历程分为启动推进(2003—2009年)、深化合作(2010—2017年)和改革提升(2018—2022年)三个阶段。(2)以24 h预警业务为主体,逐步形成了预测预报预警的递进式预警模式和较完善的预警业务系统。(3)逐步形成包括临界降水阈值模型、基于地质灾害危险性的阈值模型和动力预警模型等3套预警模型技术方法体系,2023年发布行业标准。(4)预警产品时空精度不断提高,国家级和26个省级预警空间精度高于5 km×5 km,以24 h预警为主,向72 h、中长期预测等尺度发展;超过8个省级和部分市县级开展了3 h短临预警,逐步形成支撑服务长期部署、中期防范和短临应对的业务体系。(5)有预警必有响应,2020年自然资源部将国家级预警作为启动防御响应的依据之一,18个省份在省级突发地质灾害应急预案中明确了预警响应联动工作机制。(6)多方联动防灾意识不断增强,收到预警信息后,加强巡查排查和组织人员撤离实现成功避险的案例不断增加,防灾减灾成效显著。20年来的预警工作总结,可为下一步推进地质灾害气象风险预警业务提供借鉴,支撑提升我国地质灾害防治工作能力和水平。

中国环境地质研究主要进展与展望

环境地质研究是以人-地相互关系为核心、促进人类与地质环境协调共处的重大课题,受到国内外地质学界普遍关注。本文在简要回顾环境地质学科发展历程的基础上,较系统地总结了国内外环境地质研究的主要进展及存在的问题。结合我国当前生态文明建设和未来发展需求,提出环境地质研究是新时期地质工作的重要使命,未来发展方向和重点领域应涵盖城市地质研究、水资源可持续利用和管理、地质灾害监测与综合防治、生态环境系统保护、地球关键带相关问题研究等,强调学科交叉及新技术新方法的系统性研究,在合理开发利用资源和保护地质环境中发挥重要作用。

高位远程地质灾害研究:回顾与展望

在全球范围内,高位远程地质灾害造成了多起群死群伤事件和特大经济损失,是特大型地质灾害防灾减灾科技攻关的难点。文章系统回顾了高位远程地质灾害的研究历程,认为常规的“高速远程滑坡”研究难以适应高山、极高山区复合型地质灾害防灾减灾的要求,提出了从高位失稳、远程成灾和风险防控全链条的高位远程地质灾害研究思路,探讨了高位崩滑启动源区的易灾地质结构特征和早期识别技术、高速碎屑流远程链动机理和边界层效应以及风险评估和防灾减灾问题。通过对青藏高原高山、极高山区的高位远程地质灾害研究,揭示了高位滑坡碎屑流势流体链动传递机理,以及紊流体和犁切体的边界层效应,提出可以通过改造高势能碎屑流体的边界层底坡、增大湍流边界层内湍动能的生成与组合障桩前死区范围的消能降险方法。最后,针对铁路、公路、水电工程、边疆城镇和国防建设的发展,讨论了复合型高位远程滑坡灾害的防灾减灾将面临的新挑战,提出了易灾地质结构孕灾机理、高位远程链灾动力过程和风险防控理论与技术等3方面亟待加强的研究方向。

地质环境健康适宜性评价指标体系与评价方法研究

人的健康与地质环境息息相关,地质环境对人群健康的影响一直以来备受环境、地质、医学等多学科领域研究者的关注。在环境健康影响评估方面,已有的研究注重从化学物质或工程建设等单一视角对健康风险进行评估,而从地球系统角度综合评估地质环境健康影响的研究尚不多见。本文提出从环境地球化学、区域地质背景、气候状况及人为活动强度等多维度出发,开展基于复合视角的地质环境健康适宜性评价指标体系与评价方法研究。本文建立了地质健康指数(GHI)评价方法,该方法按照GHI得分情况,将区域地质环境的健康适宜性分为优(85分及以上)、良(75~85)、一般(60~75)、较差(50~60)和差五个等级,分别代表区域地质环境处于极适宜、适宜、较适宜、可能适宜与不适宜人群健康的状况。本文以浙江省安吉与龙游两县为例,对GHI法的应用进行了案例分析。GHI法评价结果显示,两地在“气候状况”、“地质背景”与“人类活动强度”等三个分指数上得分相当,而在“环境地球化学”分指数上存在较大分异。这是因为安吉富硒土地农产品在富硒的同时重金属超标严重,而龙游富硒土地则无此类现象。两地GHI总指数得分显示,安吉地质环境的人群健康适宜性处于“良”级(78.16分),而龙游则处于“优”级(85.50分)。调查发现,两地居民健康状况差异不大,居民平均预期寿命均优于全国平均水平,说明虽然安吉地质环境存在高Cd、Ni的地球化学特征,但富硒环境起到了一定弥补作用,使得安吉整体上仍处于“适宜”人群健康的水平。GHI评价方法能够从总体上考虑与人群健康相关的地质环境要素,客观反映区域地质环境的健康适宜性状况,评价结果可以为合理利用有益健康的地质资源,以及规避不利健康的地质风险提供指导。

区域地质灾害易发性评价的证据权法原理与实践

在阐述证据权法概念与原理的基础上,以西北黄土高原滑坡、崩塌地质灾害高易发的兰州市区为评价区,详解基于证据权法的区域地质灾害易发性评价的技术流程,利用GIS工具,开展评价指标选取与相关性分析、证据因子权重与后验概率分析、评价模型检验、易发程度评价。分析结果显示,坡度、坡向、地层岩性、断层、绿化灌溉、土地利用类型等地质灾害影响因素之间呈无相关或弱相关性,符合相互独立的要求,组成的模型ROC曲线(接受者操作特征曲线)AUC值(曲线下面积)为0.85,具有较高的预测精度。理论与实践表明,与其他统计学方法相比,证据权法同时考虑了评价指标中存在地质灾害与不存在地质灾害2种情况,避免了当地质灾害不存在时权重偏大导致结果失真的问题。证据权法结果为地质灾害发生的绝对概率,可以作为不同区域、地区的地质灾害易发程度对比的依据。

数字化转型背景下地质资料信息化管理探究

随着信息技术的快速发展和全球数字化转型的推动,各行各业都面临着巨大的变革和机遇。地质行业作为国民经济中支撑能源、矿产和环境保护等重要领域的关键产业,在数字化转型的大潮中受到了深刻影响。传统地质资料通常以纸质形式储存,数量庞大且分散,导致信息获取困难,搜索效率低下,安全性不足。随着地质工作的不断发展,地质资料管理面临着新的挑战和机遇。文章将针对数字化转型背景下地质资料信息化管理进行探究,提出相应的管理建议。旨在通过地质资料档案数字化转型,提升地质工作者的信息获取能力和决策效果,促进地质行业科学发展。

碱熔-原子荧光光谱法测定地质样品中锡的含量

取0.2500 g地质样品,加入约1.5 g过氧化钠,于700℃熔融20 min,冷却后加入微沸水30 mL浸取熔块,再滴加5滴无水乙醇,用水定容至50 mL。分取10.00 mL上清液,滴加3~4滴1 g·L^(-1)酚酞指示剂,用10%(体积分数,下同)盐酸溶液中和至无色后再加入10%盐酸溶液10 mL以及硫脲和抗坏血酸质量浓度均为50 g·L^(-1)的混合液5 mL,用水稀释至50 mL,在灯电流80 mA、原子化器高度8 mm、光电倍增管负高压300 V、载气流量400 mL·min^(-1)、屏蔽气流量1000 mL·min^(-1)、硼氢化钾质量浓度30.00 g·L^(-1)下采用原子荧光光谱仪测定溶液中Sn的含量。结果表明:Sn的质量浓度在150.00μg·L^(-1)以内与荧光强度呈线性关系,相关系数为0.9993,检出限(3s/k)为0.42μg·g^(-1);方法用于地质标准物质分析时,测定值的相对标准偏差(n=12)为3.7%,相对误差的绝对值小于10%,且测定值与认定值的对数差(△lg C)的绝对值小于0.10。方法用于土壤、水系沉积物和岩石样品的分析,测定值与电弧发射光谱法的基本一致。

不同土地利用方式下的场地土壤环境容量评价

从土壤功能和环境风险的角度出发,结合我国具体实际,对场地土壤的不同土地利用方式进行分类,以人体健康、地下水安全、土壤生物为敏感受体,研究在不同土地利用方式下基于不同敏感受体的综合土壤环境阈值计算方法,构建场地土壤环境容量的评价方法.在此基础上,以重金属Cd为模式污染物,计算了我国红壤区不同土地利用方式下的土壤环境容量,对场地土壤环境容量的评价方法进行验证.公园用地、居住用地、工矿用地和商服用地的土壤Cd环境容量分别为11.68kg/hm^(2)、28.89kg/hm^(2)、40.84kg/hm^(2)和40.84kg/hm^(2).本研究为基于不同敏感受体的场地土壤的环境阈值和环境容量评估提供了参考方法和案例,为场地土壤环境容量的评价奠定科学基础,对提升我国场地土壤的环境管理水平具有重要意义.

高位滑坡成灾地质环境研究进展

高位滑坡灾害主要分布在我国西部高山峡谷地区,具有急剧突发、破坏性强和致灾范围广等特点,危害巨大。加强对高位滑坡成灾地质环境研究,有利于揭示高位滑坡孕灾机制及远程动力成灾机理研究,指导开展高位滑坡减灾措施制定。因此,通过查阅大量文献资料、野外地质调查和归纳分析等方法,提出了高位滑坡灾害定义,分析了高位滑坡灾害特征、易滑地质结构类型、诱发因素及链式灾害特点,主要得到以下结论:(1)高位滑坡的滑源区多位于脊状山顶,坡度较陡,这使得其具有高位隐蔽性、运动速度快、块体破碎性和动力侵蚀等特点;(2)西南高位滑坡的易滑地质结构主要分为软弱结构带控制型和锁固段破裂触发型两类;此外,高位滑坡的诱发因素主要包括地震、降雨和人类工程活动等,这些因素改变了坡体的应力场和位移场,进而诱发滑坡发生;(3)高位远程滑坡链式灾害主要分为三个阶段:高位剪切启动阶段、碎屑流阶段和堵溃放大效应阶段。通过对上述成灾地质环境研究及未来研究方向的探讨,为高位滑坡灾害风险研究提供借鉴。

青山碧水地质造 古村焕发新生机——山东青州胡林古地质文化村

山东青州为古九州之首,自汉末至明初是山东的行政中心。《尚书·禹贡》有“海岱唯青州”之说,是说泰山与渤海之间,青州最是物产丰饶、人文鼎盛。胡林古村地处青州市西南山区的王坟镇,这里青山含黛、民风淳朴,拥有记录5.4亿年以来的丰富地质遗迹和典型地质现象。青州当地有句谚语——“先有胡林古,后有青州府”,说明胡林古村的人文历史同样悠久深厚。走进胡林古村,既可领略到沧海变桑田的地质变迁之恢宏,亦可体会到古风尚存的田园风貌之淳朴。

黏土矿物-微生物相互作用机理以及在环境领域中的应用

黏土矿物与微生物在自然环境中广泛共存。二者之间的相互作用影响着环境中的能量流动与元素循环。黏土矿物能够给微生物提供物理或化学保护,提高微生物对外界胁迫和干扰的抵抗能力。黏土矿物同时还能给微生物提供营养元素,促进其新陈代谢过程。黏土矿物中的结构铁是微生物铁氧化还原循环的重要电子供/受体。在氧化还原的环境中,多种铁还原/铁氧化细菌可以通过还原氧化黏土矿物中的结构Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ),进而获得能量进行生长。在氧化还原过程中,微生物也可以通过溶解、转化、沉淀等作用改变黏土矿物的晶格结构及物相,或是产生新的次生矿物。黏土矿物-微生物相互作用在碳、氮、硅、磷等重要生命元素的地球化学循环中扮演着重要角色。黏土矿物可以通过吸附有机碳,降低有机碳的生物可利用性,减缓其矿化速率。在氧化还原波动的环境中,黏土矿物还可以通过活化分子氧,产生强氧化性自由基氧化降解有机质,提高其生物可利用性。黏土矿物还会吸附生物胞外酶,影响胞外酶降解有机质的效率。微生物通过耦合黏土矿物中铁氧化与硝酸盐还原,铁还原与氨氧化等过程影响氮循环。黏土矿物对磷的吸附以及风化过程中硅的释放影响着微生物的代谢活性。黏土矿物-微生物相互作用在重金属固化稳定、有机污染物降解、杀死病原菌等方面也有广泛的应用。

甘肃积石山Ms 6.2级地震的同震地质灾害基本特征及风险防控建议

2023年12月18日甘肃省临夏州积石山县发生Ms6.2级地震,引发了大量地质灾害,威胁人民生命与基础设施的安全。地震后,甘肃、青海两省迅速开展地质灾害隐患核查,文章基于这次地震地质灾害调查成果,对积石山地震诱发地质灾害的特征、控制因素、发展趋势进行了分析,提出防灾减灾措施建议。截至12月23日,共核查隐患点2044处,包括78处新增地质灾害隐患、88处地震加剧变形的在库隐患点和1878处无明显变形的在库隐患点。新增和变形加剧的隐患点数量以崩塌居多,占67.5%,滑坡次之,占31.9%;规模等级以小型居多,占84.9%,中型次之,占10.8%;成灾模式多为小型崩塌威胁房屋和道路。同震地质灾害密集分布于发震断层附近,发育密度随地震烈度增强而增大。国家地质安全监测台网震中50 km范围内206组加速度计数据显示,震区峰值加速度为30.4~1969.7 mg,并随与震中距离的增大呈对数衰减。此外,地表变形监测设备也记录了典型滑坡的同震位移曲线。分析认为,积石山地震地质灾害后效应与链式致灾效应将增强,建议尽快更新震区地质灾害隐患点数据库,有针对性地实施风险防控措施,深入开展综合遥感监测与同震地质灾害机理研究,完善气象预警模型及阈值,有效降低地质灾害风险。

积石山Ms6.2级和泸定Ms6.8级地震地质灾害发育规律对比

2023年积石山Ms6.2级地震是继2022年泸定Ms6.8级地震后在青藏高原东缘—东北缘地区发生的又一次强震事件。2次地震均诱发大量地震地质灾害,但由于发震断层类型、地质和地貌等条件的差异,2次地震地质灾害发育分布规律呈现显著的差异性。为揭示不同震区地震地质灾害发育规律,本研究采用地面调查、遥感解译和空间叠加统计等方法,对比分析了积石山和泸定地震地质灾害发育分布特征和控灾因子。结果表明:断层类型控制了同震地质灾害的发育优势坡向和垂向空间展布,即“背向坡效应”和“上下盘效应”;地貌条件是影响同震地质空间分布的主要因子,即川西高山峡谷地貌中“线状”分布和陇西黄土地貌中“面状”分布;特殊土体类型、气候、植被覆盖等差异性是同震地质灾害调查与应急处置中需要重点关注的因子。本次研究可为不同断层类型和不同地貌区同震地质灾害重点防范区范围划定、趋势预测和灾后重建提供科学参考。

基于遥感技术的矿山地质环境监测实践

矿产资源是自然资源的重要组成部分,其开发过程不可避免会对生态环境、地质环境产生扰动,适时对矿山地貌景观破坏、土地资源损毁进行监测,日趋成为科学推进矿山生态修复的重要任务之一。本文采用遥感技术对湖北省重点矿山地质环境进行调查与监测,探究湖北省矿业开采的地貌景观破坏和土地资源损毁趋势,构建面向矿山地质环境问题的快速监测体系和应用模式,为矿产资源合理开发利用、矿山地质环境保护与治理提供数据支撑。

铀同位素反演古海洋环境的研究进展

铀同位素因可定量反演全球尺度古海洋缺氧洋底分布面积占比(%)而被广泛应用在埃迪卡拉纪末期以来的重要大洋缺氧或生物事件中。通过对国内外相关文献进行综述,系统总结了利用铀同位素开展定量反演的原理、方法与成果,初步构建了铀同位素定量反演的还原性海洋洋底面积占比(%)与大气氧气浓度、大洋缺氧或生物事件的耦合关系,发现:(1)铀同位素反演结果与各缺氧或生物事件吻合度较高,表明铀同位素确实为有效的全球尺度深时尺度定量反演指标;(2)还原性海洋洋底扩张与大气氧气浓度变化之间普遍存在滞后性,推测与海平面、海洋生产力、海洋内部环流变化及底层水氧化还原反应的滞后性相关。指出铀同位素反演受样品后期成岩、风化蚀变作用的影响,可能存在解译误差;铀同位素单指标解译结果存在精准度偏低的缺点,需采用多指标综合反演的方法提升反演精度。