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城市地下空间地质安全风险三维评价方法与实践

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地质与勘探 2024年第1期60卷 185-196页

作者：王睿窦帆帆李云峰葛伟亚中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016 自然资源部城市地下空间探测评价工程技术创新中心江苏南京210016 江苏第二师范学院地理科学学院江苏南京210016

城市地下空间地质安全风险三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,但目前尚缺乏系统的研究,工作方法体系仍有待深入探讨。在前人工作基础上,对城市地下空间地质安全风险的类型、地质诱因与核心评价指标,以... 详细信息

城市地下空间地质安全风险三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,但目前尚缺乏系统的研究,工作方法体系仍有待深入探讨。在前人工作基础上,对城市地下空间地质安全风险的类型、地质诱因与核心评价指标,以及传统二维评价的局限性进行归纳总结,并结合三维地质建模、三维评价指标体系以及三维空间分析等关键三维方法技术,提出了一套较为系统的城市地下空间地质安全风险三维评价技术方法体系。为验证方法的有效性,在南京市江北新区开展了城市地下空间地质安全风险三维评价实例研究,取得了较好的效果。研究显示该方法体系能够显著提升三维尺度下地下空间地质安全风险评价精度和准确性,为立体化地下空间开发提供有力支持。

关键词：城市地下空间地质安全风险三维评价江北新区南京市

河流冲积平原饱和砂土区地下管线渗漏诱发地面塌陷机制研究

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地质与勘探 2024年第1期60卷 105-112页

作者：李云峰张庆陆远志葛伟亚周小平侯莉莉郭纪祥中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016 自然资源部城市地下空间探测评价工程技术创新中心江苏南京210016 吉林大学建设与工程学院吉林长春130000

河流冲积平原区是我国城市建设的主要区域,地层以松散冲洪积物为主,该地区地下管网破损带走松散地层极易形成隐蔽性很高的地下空洞,进而诱发地面塌陷,威胁人身财产和基础设施安全。以安庆市长风路地面塌陷为例,建立渗流、应力多场可控... 详细信息

河流冲积平原区是我国城市建设的主要区域,地层以松散冲洪积物为主,该地区地下管网破损带走松散地层极易形成隐蔽性很高的地下空洞,进而诱发地面塌陷,威胁人身财产和基础设施安全。以安庆市长风路地面塌陷为例,建立渗流、应力多场可控的等比实体模型箱,开展城市地面塌陷仿真实验,分析带水管线破损后地层中孔洞发育过程及孔洞周边各个方向应力变化特征,旨在揭示地面塌陷形成机制。结果表明:(1)安庆市长风路地面塌陷从孕育到塌陷,经历了小孔、竖直孔洞、塌陷坑三种形态,可将地下异常孔洞当作前兆进行预警;(2)河流冲积平原区城市地面塌陷的孕灾环境是地层的高渗透性地层和地下水位,诱发因子是管道的破损,尤其是污水排水管道破损;(3)城市地面塌陷危害大小主要受控于管道及地下水位相对埋深,且可以根据地层性质对塌陷坑的大小进行计算评估。该成果可为城市地面塌陷风险评价、防治区划等提供理论基础。

关键词：城市地面塌陷饱和砂土致灾机制冲积平原长风路安庆市

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中国城市地质工作发展历程及展望

地质论评 2024年第S1期70卷 348-350页

作者：李云峰葛伟亚张庆陆远志侯莉莉华健中国地质调查局南京地质调查中心南京210016 自然资源部城市地下空间资源探测评价工程技术创新中心南京210016

随着城市化进程的发展,我国城市扩张呈现出普遍性、显著性、持续性、周期性和波动性(Liu Fang et al.,2021)。“十五”期间东部、超大城市的扩张,到“十一五”“十二五”期间全国大中小城市的普遍扩张,再到“十三五”期间各类城市的城... 详细信息

随着城市化进程的发展,我国城市扩张呈现出普遍性、显著性、持续性、周期性和波动性(Liu Fang et al.,2021)。“十五”期间东部、超大城市的扩张,到“十一五”“十二五”期间全国大中小城市的普遍扩张,再到“十三五”期间各类城市的城市扩张呈现减速趋势,如图1所示各城市逐渐从外延式扩张转化为内涵式增长(尹上岗等,2022)。我国以城市为服务对象的地质工作也随着城市化进程的不同阶段呈现出不同的特点。

关键词：城市地质地质资源城市化地质安全风险地下空间

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无锡市区水资源与水环境承载力动态特征研究

华东地质 2024年第2期45卷 240-253页

作者：马青山邓志辉葛伟亚武健强田福金张佳王宏渤中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051 江苏省地质调查研究院江苏南京210018 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

水资源和水环境问题已成为无锡市社会经济发展的重要制约因素。文章从社会经济-水资源-水环境系统互馈机理出发,采用空间系统动力学方法建立“社会经济-水资源-水环境”耦合模型,对不同气候和社会经济发展情景下无锡市区水资源和水环境... 详细信息

水资源和水环境问题已成为无锡市社会经济发展的重要制约因素。文章从社会经济-水资源-水环境系统互馈机理出发,采用空间系统动力学方法建立“社会经济-水资源-水环境”耦合模型,对不同气候和社会经济发展情景下无锡市区水资源和水环境承载力的时空动态特征进行研究。结果显示:①不同情景下各行政区水资源和水环境承载系数满足滨湖区>锡山区>惠山区>新吴区>梁溪区的关系;②不同情景下水资源和水环境承载力有所差异,节水型丰水年(C1)情景下梁溪区、滨湖区、锡山区、惠山区和新吴区水资源承载力系数和水环境承载力系数月平均值分别是发展型枯水年(B3)情景下的2.23倍和2.36倍、2.13倍和3.22倍、2.13倍和2.55倍、2.12倍和2.53倍、1.58倍和1.74倍。实践表明,空间系统动力学模型能在时间和空间上协调处理社会经济与资源环境之间的关系,使模拟结果更加接近实际情况,可为同类地区的水资源管理提供科学依据。

关键词：空间系统动力学水资源水环境承载力无锡市区

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有机污染物在长江三角洲城市群典型沉积物中的迁移行为

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地质通报 2022年第7期41卷 1214-1225页

作者：杨帅葛伟亚陈鸿汉张树才中石化安全工程研究院有限公司山东青岛266000 中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

长江三角洲城市群地区是中国沉积类型种类相对多、岩性类型复杂的地质区域。改革开放以来该地区化工企业快速发展,使有机化工产品泄漏到土壤和沉积物中的风险加大,对环境构成了较大的安全隐患,因此,掌握污染物在土壤和沉积物中的迁移转... 详细信息

长江三角洲城市群地区是中国沉积类型种类相对多、岩性类型复杂的地质区域。改革开放以来该地区化工企业快速发展,使有机化工产品泄漏到土壤和沉积物中的风险加大,对环境构成了较大的安全隐患,因此,掌握污染物在土壤和沉积物中的迁移转化规律对后续开发利用具有实用意义。采集并分析了长江三角洲城市群4种代表性的沉积物,以邻氯甲苯为代表开展了有机污染物在沉积物中迁移行为的研究,并利用SPSS软件建立邻氯甲苯吸附量与沉积物理化性质之间的相关方程。研究结果表明:长江三角洲城市群湖积相、湖沼积相、冲湖积相和冲积相沉积物的有机质含量直接控制其对邻氯甲苯的吸附阻滞能力,土壤的pH、矿物成分、阳离子交换量对邻氯甲苯的吸附能力影响不大,苏州的湖积和湖沼积沉积物中有机质含量较高(7~63 g/kg),其对邻氯甲苯的吸附阻滞能力较强,而南京、镇江等地的冲积沉积物和常州、江阴南部的冲湖积沉积物中有机质含量较低(4~15 g/kg),对邻氯甲苯的吸附能力较弱,使污染物更易迁移;Freundlich模型能够较好地拟合不同种类沉积物对邻氯甲苯的等温吸附过程,表征吸附强度的系数K_(F)与沉积物的有机质含量呈显著正相关,有机质含量越大,K_(F)值越大,沉积物对邻氯甲苯的吸附强度越强,邻氯甲苯的等温吸附过程线性程度越高。研究成果将有利于预测有机污染物在长江三角洲城市群地区不同种类沉积物中的吸附行为,为治理污染和调整工业布局提供理论依据。

关键词：长江三角洲城市群第四纪沉积物有机污染物吸附环境地质调查工程

北京顺义断裂活动对首都机场地裂缝影响定量研究

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地质力学学报 2023年第5期29卷 685-703页

作者：任雅哲丰成君戚帮申葛伟亚谭成轩孟静中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质大学(北京) 北京100083 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段,2010年以来,机场跑道地裂缝逐渐加剧,地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm,已经严重影响机场安全运行。当前,顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描... 详细信息

顺义断裂是北京平原区重要的晚更新世活动断层。首都国际机场位于顺义断裂中段,2010年以来,机场跑道地裂缝逐渐加剧,地裂缝两侧最大垂直位移差高达20 cm,已经严重影响机场安全运行。当前,顺义断裂活动对首都机场地裂缝的影响仍以定性描述为主。文章以顺义断裂几何结构、第四纪活动性以及首都机场地裂缝调查研究为基础,依据断层位错理论,定量分析了顺义断裂蠕滑活动对机场地裂缝形成的贡献,研究了1996年12月16日顺义M_(L)4.5级地震对机场地裂缝可能产生的影响,并讨论了顺义断裂未来发生潜在强震时机场地裂缝灾害风险增加的趋势。分析认为,在0.6 mm/a的垂直活动速率下,顺义断裂蠕滑活动46年,在机场地裂缝两侧产生的差异沉降量不超过2.5 cm,对机场地裂缝形成和发展的贡献量约占20%;顺义M_(L)4.5级地震对机场地裂缝的形成影响甚微,顺义断裂若未来发生7.0级地震,估算在断裂两盘产生的差异沉降量最大达104 cm,机场地裂缝灾害风险将增加5倍;顺义断裂上盘中、深层地下水抽采引起的地面差异沉降在机场地裂缝形成和扩展中的贡献量为70%,仍是导致机场地裂缝加剧的主要因素。研究结果可为首都国际机场地裂缝灾害精准防控提供重要科学参考。此外,为深入揭示顺义断裂沿线地裂缝、地面差异沉降等缓变型地质灾害成因机理和灾害效应,建议在其关键部位实施跨断层位移或形变动态监测工作。

关键词：顺义断裂地裂缝地面变形首都国际机场断层位错模型地质灾害

城市地下空间开发利用地质适宜性三维评价指标体系研究——以杭州市为例

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地质论评 2022年第2期68卷 607-614页

作者：邢怀学窦帆帆葛伟亚华健常晓军蔡小虎中国地质调查局南京地质调查中心南京210016 合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

地下空间开发地质适宜性三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,也是当前研究热点。作为地质适宜性三维评价全过程的重要一环,科学合理地建立三维评价指标体系是其能否正确开展的前提基础。通过结合杭州城... 详细信息

地下空间开发地质适宜性三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,也是当前研究热点。作为地质适宜性三维评价全过程的重要一环,科学合理地建立三维评价指标体系是其能否正确开展的前提基础。通过结合杭州城市地下空间开发面临的地质问题,在系统分析各评价指标对地下空间开发建设影响的特征基础上,以三维视角从地层三维结构等多个方面构建完成了一套具有多层次结构的三维评价指标体系,并采用层次分析方法对评价指标进行了目标权重的计算、一致性检验、排序和分析。该指标体系可划分为5个准则层21个指标层,相较于二维评价指标体系,通过融合三维地质模型和三维空间分析方法,使评价过程中能够考虑更多的评价因子,更好地描绘地下复杂的三维地质环境,丰富了三维评价结果的内涵。基于模糊综合评价方法的杭州钱江新城二期的三维评价应用成果表明,该指标体系为三维地质模型和三维空间分析方法之间的整合提供了有力的指导,为提升三维尺度下的地下空间开发地质适宜性评价精度和准确性提供了有力的支持。

关键词：地下空间开发利用地质适宜性评价三维指标体系钱江新城二期

地热水系统采灌方案模拟优化研究——以苏北农村清洁能源供暖示范区为例

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水文地质工程地质 2023年第4期50卷 59-72页

作者：邹鹏飞王彩会杜建国葛伟亚骆祖江孔刚邱杨刘莉南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 江苏省地质调查研究院江苏南京210018 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 沛县自然资源和规划局江苏徐州221600 江苏华东基础地质勘查有限公司江苏南京210007

在地热资源开发利用过程中,热储温度、压力会随开采量和时间的增加而降低,地热尾水的排放也会对环境造成热污染,热储回灌可以成为解决这些问题的有效措施。在进行地热开发利用之前,科学合理地规划采灌井的布局方式,探索避免采灌井过早... 详细信息

在地热资源开发利用过程中,热储温度、压力会随开采量和时间的增加而降低,地热尾水的排放也会对环境造成热污染,热储回灌可以成为解决这些问题的有效措施。在进行地热开发利用之前,科学合理地规划采灌井的布局方式,探索避免采灌井过早发生热突破、实现地热资源高效利用的最优采灌方案,有利于延长地热井的使用寿命。江苏沛县安国镇所在的丰沛盆地为古近纪以来发育的新生代断陷盆地,岩溶裂隙型热储分布较为广泛,以奥陶系灰岩为主。文章在安国镇地热资源勘查成果的基础上,基于地热井抽水试验、回灌试验获取的采灌井间距、灌采比等重要参数,利用Feflow6.2软件建立了地下热水渗流与热量运移三维耦合数值模型,模拟预测了奥陶系灰岩热储层中地热水的可开采资源量,进行了采灌井开发利用方案的模拟优选。研究结果表明:RPX01开采井与RPX02回灌井合理井底间距为389 m;地热井的灌采比为1.29,确定了一抽一灌的方式进行可持续开发利用;水位降深稳定在50.61 m时,开采井可开采资源量为1000 m^(3)/d;开采量为1000 m^(3)/d、回灌量1000 m^(3)/d,回灌温度40℃时,10个供暖期后开采井水位下降45.49 m,温度降低1.44℃,是本次模拟方案中的最佳循环开发利用方案。上述结果为苏北农村清洁能源供暖示范区建设提供了科学决策依据。

关键词：地热水系统回灌数值模拟灌采比优化方案可持续开发利用

杭州大江东浅层地下水水化学类型特征及成因分析

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杭州大江东浅层地下水水化学类型特征及成因分析