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兰州大学学报（自然科学版） 2023年第5期59卷 601-609,619页

作者：王鸿姚云琦马建花孟兴民曾润强兰州大学地质科学与矿产资源学院兰州730000 甘肃省环境地质与灾害防治技术创新中心兰州730000 兰州大学资源环境学院兰州730000

在总结三维地质建模与地下水数值模拟常用软件基础上,选用GMS软件,在黄土台塬灌溉典型区域甘肃省永靖县黑台,开展三维地质建模,结合研究区内部钻孔、边界高程、地层高程数据等基础资料,建立实体地层模型,利用建模结果,综合台塬水文地质... 详细信息

在总结三维地质建模与地下水数值模拟常用软件基础上,选用GMS软件,在黄土台塬灌溉典型区域甘肃省永靖县黑台,开展三维地质建模,结合研究区内部钻孔、边界高程、地层高程数据等基础资料,建立实体地层模型,利用建模结果,综合台塬水文地质条件,建立水文概念模型与数学模型,使用软件内MODFLOW数值计算方法,在高密度电法反演地下水位信息验证下,获得研究区地下水数值模型.结果表明,模拟所得三维地层模型有很好的可视性,能直观展示研究区地层分布情况;地下水水位值与高密度电法反演地下水位分布在台塬中部地下水位有很好的对应关系.

关键词：地质建模地下水数值模拟地下水建模系统黑台

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以承灾体为研究对象的滑坡风险评价——以甘肃永靖县黑台滑坡群为例

以承灾体为研究对象的滑坡风险评价——以甘肃永靖县黑台滑坡群为...

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作者：宋轩华北水利水电大学

学位级别：硕士

滑坡具有分布范围广、破坏力强且发育规律难以预测的特点,对我国人民生命安全和经济发展造成了很大程度的危害。虽然目前滑坡群防群控体系不断完善、滑坡防灾减灾工作不断推进,但由于我国复杂的地形地貌条件,现如今还有许多地区受到滑... 详细信息

滑坡具有分布范围广、破坏力强且发育规律难以预测的特点,对我国人民生命安全和经济发展造成了很大程度的危害。虽然目前滑坡群防群控体系不断完善、滑坡防灾减灾工作不断推进,但由于我国复杂的地形地貌条件,现如今还有许多地区受到滑坡灾害的威胁。因此,开展滑坡风险性评价对滑坡的防灾减灾工作有着重要的指导意义。在大比例尺下,滑坡发育区与承灾体所在位置之间存在一定距离,这就导致滑坡危险性分区与承灾体的易损性不能在同一位置,难以进行精细化滑坡风险评价。因此本文以黑台滑坡群为例,构建了一套以承灾体为研究对象的滑坡风险评价方法,提出了承灾性的概念,并对黑台滑坡群所威胁区域开展了精细化风险评价,主要成果如下:(1)综合考虑现有滑坡风险评价方法的优点和不足,提出了单体尺度下以承灾体为研究对象的滑坡风险评价方法,为精细化滑坡风险评价提供了一种新的思路。(2)通过历史滑坡分析和现场调查相结合的方式对黑台滑坡群的诱因、滑坡历史、造成危害等进行整理总结,得出黑台滑坡群的主要诱发因素为过量农业灌溉导致的地下水位上升。(3)利用Massflow软件和Gis技术对黑台东侧及南侧滑坡因地下水位上升导致的群发性滑坡进行滑动过程模拟,得到地下水埋深在15m-30m时,地下水位的上升会导致滑坡的影响范围及堆积厚度增加的规律;并以此为依据对台塬下方承灾体进行了承灾性分区。(4)通过影像解译和现场调查相结合的方法,对评价范围的承灾体进行调查,得出承灾体类型分类及其分布情况;以此为依据对承灾体进行精细化价值分区。以承灾性和价值得数学期望来对该地区滑坡得风险性进行评价、分级。为黑台地区的滑坡防灾减灾措施提供了更详细的科学指导和理论支撑。

关键词：承灾性滑坡灾害风险评价黑台

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基于Visual Modflow的河流阶地灌溉区地下水模拟分析——以黑台为例

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兰州大学学报（自然科学版） 2020年第5期56卷 580-586页

作者：马建花曾润强边世强杨仲康孟兴民兰州大学资源环境学院甘肃省环境地质与灾害防治工程研究中心兰州730000

采用Visual Modflow软件,综合野外工程地质调查、水文地质钻探、井泉调查以及高密度电法探测等方法,进行了不同灌溉条件下的黑台地下水数值模拟,可为黑方台农业用水规划、地下水位变化以及斜坡稳定性的预测提供参考.结果表明,随着时间... 详细信息

采用Visual Modflow软件,综合野外工程地质调查、水文地质钻探、井泉调查以及高密度电法探测等方法,进行了不同灌溉条件下的黑台地下水数值模拟,可为黑方台农业用水规划、地下水位变化以及斜坡稳定性的预测提供参考.结果表明,随着时间的变化,西侧的地下水位值逐渐降低,东侧的地下水位逐渐升高,整体上水流方向由西向东,在台塬东侧及南、北侧排泄;灌溉量与地下水位值呈显著正相关关系;模拟所得地下水水位值与高密度电法实测的地下水位分布进行对比,两者有很好的对应关系.

关键词： Visual Modflow 地下水数值模拟黑台

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灌溉条件下黄土阶地斜坡区域稳定性评价——以黑台为例

灌溉条件下黄土阶地斜坡区域稳定性评价——以黑台为例

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作者：崔志杰兰州大学

学位级别：硕士

中国是世界上黄土分布面积最广的国家,黄土面积约占我国国土总面积的6.63%,在自然条件和人类活动的相互作用影响下,黄土滑坡已成为制约我国社会经济发展的障碍,同时也已成为我国西北地区最严重的地质灾害。受构造地应力的作用,黄土塬边... 详细信息

中国是世界上黄土分布面积最广的国家,黄土面积约占我国国土总面积的6.63%,在自然条件和人类活动的相互作用影响下,黄土滑坡已成为制约我国社会经济发展的障碍,同时也已成为我国西北地区最严重的地质灾害。受构造地应力的作用,黄土塬边高陡斜坡为黄土滑坡的孕育和发生提供了有利条件,在“塬-梁-峁”地貌演化过程中,受内外地质营力的共同影响,尤其黄土阶地区人类灌溉行为诱发了大量的滑坡,其中以甘肃永靖县黑方台、宝鸡-常兴黄土塬南缘和泾河下游黄土塬滑坡发育最为典型。黑方台地区是黄土台塬区典型的灌溉农业区,由于特殊的地质构造及人类活动,以及黄土的疏松结构和水敏性,黑方台地区发育有大量的黄土滑坡,频次高、规模大。自1968年以来共发生滑坡120余次,38人死亡,直接经济损失超4亿元,间接经济损失超10亿元。截止目前,黑方台地质灾害仍呈高发态势,该地区已成为国内外研究的热点地区。现有研究从黄土滑坡分类、滑坡发生机理、稳定性评价、饱和及非饱和土力学、黄土滑坡防治措施等角度开展了大量的理论研究,但缺少适用于该区区域斜坡三维稳定性评价成果来指导黄土滑坡的预警及防治。因此,探查清楚该地区的工程地质条件,获得可靠的岩土力学参数及地下水流场信息可为后续的风险管控及灾害治理提供基础条件和模型参数;开展区域斜坡三维稳定性评价,对黄土滑坡的危险性分析及灾害治理具有重大的参考价值,同时将稳定性评价方法从二维扩展至三维,由单点至区域面实现了三维稳定性评价方法从理论研究到实际应用的转化。针对当前斜坡稳定性评价的不足,本文以工程地质学、土力学、地理信息科学及计算机信息科学相关理论为基础,在综合分析现有研究资料的基础上,通过野外实地踏勘甄别及测绘获得研究区准确的工程地质条件为后续的工程治理和模型计算奠定基础;利用三维高密度电法及钻孔试验数据、结合室内外物理力学试验,在ArcGIS环境中,获得模型需要的岩土体力学参数及地下水流场数据;实地调查获得研究区滑坡的空间分布特征及分布规律;将所有数据归一化,利用ArcGIS平台及ENVI环境将数据处理成为能够满足软件输入需求的源数据,在Scoops3D软件中分别计算现状条件下的区域斜坡稳定性及在升降水位条件下的区域稳定性,基于以上岩土体工程地质条件、黄土物理力学实验参数、灌溉区黄土滑坡的发育现状及不同水位条件下的区域三维稳定性评价等方面的研究成果,提出适合该地区既能实现地质灾害防治,保障生命财产安全,社会安定等目标,又能适合该区域可持续高收益的农业发展路径。研究得出的主要结论如下:(1)黑台发育5条性质不同的断层,北西向和北东向两组节理。这些断层和节理不同程度的切穿黄土层、红粘土层,导致塬面内部出现大量的地裂缝;构造裂隙、节理及地裂缝成为黄土层内地下水向红粘土层、卵石层径流排泄通道,在黄土基岩滑坡分布区及黄土滑坡区下伏基岩已被入渗地下水浸润软化,强度参数衰减,适宜疏通潜在地下泉眼出露点治理群发性滑坡。(2)利用室内外试验获得马兰黄土的基本物理力学参数。室内环剪试验结果表明含水量对残余抗剪强度具有显著的影响,当含水量增加时剪切阻力降低,粘聚力开始增加直到一个临界值后快速降低接近于0,残余摩擦角降低到临界值之后有轻微增加,剪切带的厚度和水分迁移能力降低,内摩擦角及粘聚力分别达到最大值时所对应的含水量分别为5.2%,20%。(3)综合分析利用Scoops3D计算现状条件下的区域稳定性评价结果表明:黑台区域不稳定区的面积为145900m2、欠稳定区面积为58375m2、基本稳定区的面积为226850m2、稳定区面积为19852025m2,面积占比分别为:0.72%、0.29%、1.12%、97.87%。黑台地下水位上升会导致区域稳定系数下降,降低水位能提高区域整体的稳定性,当现状条件地下水位下降7m时,区域不稳定区、欠稳定区、基本稳定区的面积占比分别降低至0.19%、0.001%、0.73%,稳定区的面积占比提高至99.08%;现状条件下地下水位升高7m,区域不稳定区、欠稳定区、基本稳定区的面积占比大幅度增加至3.89%、0.75%、1.45%,稳定区面积占比减少至93.91%。黑台地下水位上升会导致区域稳定系数下降,降低地下水位能提高区域整体的稳定性。磨石沟中段,焦家滑坡后缘、焦家滑坡群、罗家半坡附近区域稳定系数较低,再次发生滑坡灾害的可能性较大。

关键词：灌溉黄土阶地斜坡三维稳定性分析 Scoop 3D 防治对策黑台

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黄土塬滑坡地貌演化与水文过程响应机理

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南水北调与水利科技 2019年第5期17卷 156-165页

作者：严东东马建秦高重阳毛峰樊柱军长安大学公路学院西安710064 西安交通大学西安710049 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司西安710075

中国黄土高原地区农业灌溉面积较大,使得地下水位显著上升。在甘肃省黑方台地区,因灌溉引起的黄土滑坡灾害达几十起,通过野外调查和数值模拟对黑方台滑坡灾害与地下水的响应规律进行研究。黑台地区滑坡具有明显的地貌演化特征,在此基础... 详细信息

中国黄土高原地区农业灌溉面积较大,使得地下水位显著上升。在甘肃省黑方台地区,因灌溉引起的黄土滑坡灾害达几十起,通过野外调查和数值模拟对黑方台滑坡灾害与地下水的响应规律进行研究。黑台地区滑坡具有明显的地貌演化特征,在此基础上,建立黑台水文地质数值模型。模拟结果表明,黄土泥流型滑坡的发生会影响地下水系统的边界条件,通过不断扩大的渗透面增加黑台地下水系统的排泄量,同时,因为塬面面积的变小进而减小地下水系统总的补给量。在给定的补给量的条件下,黑台地下水位首先随着滑坡的持续发生达到峰值,然后降低到接近2004年的水位,达到近似稳定状态,此时滑坡的累计体积达到了4600万m3。考虑到2004年的地下水位仍然高到足够引发泥流型滑坡灾害,此时黑台的塬面面积将会减少至7.8km2以下。如果不采取有效的措施,滑坡还会继续发生,研究区的滑坡灾害风险将会持续很长时间。

关键词：黄土滑坡水文平衡地貌演化数值模拟黄土塬黑台

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