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基于三维裂隙网络的岩体剪切特性尺寸效应分析

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 9-18页

作者：宋盛渊黄迪隋佳轩陶勇马牧野李豪杰吉林大学建设工程学院长春130000 吉林省地质环境监测总站长春130000

为研究复杂裂隙岩体剪切特性的尺寸效应,以西藏怒江松塔水电站PDC3平硐为例,在现场采集裂隙信息的基础上,基于颗粒流PFC3D软件通过统计学方法及蒙特卡洛原理生成三维裂隙网络,构建等效岩体,进行大尺度直剪模拟试验得到裂隙岩体的抗剪强... 详细信息

为研究复杂裂隙岩体剪切特性的尺寸效应,以西藏怒江松塔水电站PDC3平硐为例,在现场采集裂隙信息的基础上,基于颗粒流PFC3D软件通过统计学方法及蒙特卡洛原理生成三维裂隙网络,构建等效岩体,进行大尺度直剪模拟试验得到裂隙岩体的抗剪强度、内摩擦系数及内聚力,分别研究其尺寸效应并确定不同参数下的REV尺寸,继而对相关参数和试样尺寸分别进行非线性回归拟合,探究其函数关系。结果表明:抗剪强度、内聚力及内摩擦系数随着试样尺寸的变化而趋于稳定,且不同参数得到的REV大小不同;综合分析不同参数的REV尺寸,得出研究区裂隙岩体的剪切特性REV尺寸为11 m×11 m×11 m;通过函数关系拟合,抗剪强度、内聚力和内摩擦系数与试样尺寸之间均存在指数函数关系。该成果为研究复杂裂隙岩体的力学REV以及合理确定力学参数提供了依据。

关键词：复杂裂隙岩体尺寸效应三维裂隙网络直剪模拟剪切特性

采煤沉陷区自然恢复驱动下农田土壤微生物固碳潜力的演变特征

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煤炭科学技术 2024年

作者：郝春明王彦堂易四海刘硕华北科技学院河北省地质资源环境监测与保护重点实验室河北省地质环境监测院

采煤沉陷区人工修复对土壤固碳潜力和菌群结构的影响过程已广泛关注，但自然恢复过程中农田土壤微生物固碳潜力的演变特征尚不清楚。为此，系统采集不同自然恢复时间的采煤沉陷区农田土壤样品，利用高通量测序、结构方程模型和分子生态... 详细信息

采煤沉陷区人工修复对土壤固碳潜力和菌群结构的影响过程已广泛关注，但自然恢复过程中农田土壤微生物固碳潜力的演变特征尚不清楚。为此，系统采集不同自然恢复时间的采煤沉陷区农田土壤样品，利用高通量测序、结构方程模型和分子生态网络等分析方法，分析固碳菌群结构和固碳潜力的变化。结果表明：自然恢复可帮助采煤沉陷区农田土壤理化性质和酶活性的有效恢复，自然恢复过程中农田土壤的固碳潜力主要受变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)控制。农田土壤受损程度随着自然恢复时间不断缓解，pH和有机质(SOM)含量的变化调控了过氧化氢酶(CAT)和β-葡糖苷酶(BG)活性，从而干预了Proteobacteria和Acidobacteria中的固碳基因丰度，进而影响了农田土壤固碳潜力。与未塌陷相比，自然恢复过程中随着农田土壤受损程度的缓解，固碳菌群与环境因子的分子生态网络逐渐复杂，节点变多，平均连通度和聚类系数也越高。该研究结果可为全面评估采煤沉陷区自然恢复过程中农田土壤固碳潜力的演变提供新见解，为碳中和目标实现提供科学依据。

关键词：土壤微生物结构方程模型分子生态网络固碳潜力自然恢复

近40年粤港澳大湾区水资源演变与生态环境格局变化

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中国地质 2024年

作者：赵良杰王莹栾崧杨杨吴树诚王喆李录娟广东省地质环境监测总站中国地质科学院岩溶地质研究所桂林水文中心

【研究目的】受气候变化与人类活动的双重影响，急需深化对粤港澳大湾区水资源演变规律的认识，以期为实现区域水资源的可持续管理提供科学依据和决策支持。【研究方法】本文采用定性与定量相结合、历史文献资料的深度挖掘以及多源水资... 详细信息

【研究目的】受气候变化与人类活动的双重影响，急需深化对粤港澳大湾区水资源演变规律的认识，以期为实现区域水资源的可持续管理提供科学依据和决策支持。【研究方法】本文采用定性与定量相结合、历史文献资料的深度挖掘以及多源水资源监测数据，全面分析大湾区自1980年以来的40年间的水文、降水、地表覆盖等水资源环境格局变化及其区域分异规律。【研究结果】结果显示大湾区水资源状况总体上呈现出"西多东少、北多南少"的分布特征，1980-2022年平均气温22.2℃，降雨2022.1mm，主要变化周期约4.1年。西江、北江、东江干流平均径流量分别为11231.09m3/s、1479.63 m3/s、809.42 m3/s，径流变差系数介于0.19-0.27之间，气候格局呈现出暖湿化的趋势，水体总量出现减少趋势，植被覆盖整体上升但局部出现退化，显著退化面积6225.98km2，改善面积9537.31km2；水体(含湿地)面积变化速率呈现“缓慢萎缩-加速萎缩-稳步增长-缓慢增长”的阶段性特征。【结论】提出具有开发远景的41处应急备用水源地，允许开采量达234.26万m3/d。大湾区具有水资源与经济发展的不协调、水生态服务功能退化、水资源时空分布不均及以地表水为主的供水水源结构单一等特点。

关键词：水资源演变应急备用水源地质环境动力气候变化水文地质调查工程粤港澳大湾区

天津典型观测井渗透性变化及对玛多7.4级地震响应机理分析

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地震 2024年第2期44卷 33-51页

作者：李悦马晗宇刘振辉王熠熙邵永新天津市地震局天津300201 天津市地质环境监测总站天津300191

采用微水试验和固体潮汐反演两种方法计算了王3井、宝坻新井、宁河井不同时期渗透系数,经对比分析发现,两种方法计算含水层渗透系数所得结果在总体量级上是相当的,并且变化趋势是一致的,发育稳定、连续性较好的含水层中的观测井,二者计... 详细信息

采用微水试验和固体潮汐反演两种方法计算了王3井、宝坻新井、宁河井不同时期渗透系数,经对比分析发现,两种方法计算含水层渗透系数所得结果在总体量级上是相当的,并且变化趋势是一致的,发育稳定、连续性较好的含水层中的观测井,二者计算结果更加接近。微水试验估算的井含水层渗透系数主要反映了井孔周围局部含水层渗透能力在短时间内水流过程中的渗透性特征,而固体潮汐反演估算的渗透系数则反映了在较长时间内较大范围含水层的平均渗透能力。因而,在观测井同震响应分析、抽(注)水干扰等异常核实分析中,使用微水试验估算的井含水层渗透系数更为合理,而在分析区域应力场变化中使用固体潮汐反演估算的渗透系数则更合理。本文分析了三口观测井水位和渗透性变化特征以及产生原因,并进一步分析了王3井和宝坻新井水位对2021年5月22日青海玛多7.4级地震同震响应机理,以及玛多地震对宁河井水位观测的影响机制,发现应力积累、抽/注水干扰、地震波传播等因素均会对含水介质渗透性造成影响。并且,地震波传播过程对不同含水介质造成的影响不同,而含水层岩性相同的不同观测井对同一地震的响应特征和机理也不相同。

关键词：渗透系数微水试验固体潮汐反演同震响应 2021年玛多7.4级地震

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吡虫啉的本土物种敏感性分布及水质基准研究

湖泊科学 2024年第1期36卷 177-186页

作者：杨虎成莫春雷李亚云周艳松王艺霖郭静资源与生态环境地质湖北省重点实验室(湖北省地质局) 武汉430034 湖北省地质环境总站武汉430034

吡虫啉是一种新烟碱类杀虫剂,环境中吡虫啉的残留会对水生生物产生潜在的慢性毒害作用,然而我国目前尚缺乏吡虫啉的淡水水生生物基准。为了构建吡虫啉的水质基准以及评估其对本土水生物种的生态风险,搜集筛选了吡虫啉对我国本土淡水水... 详细信息

吡虫啉是一种新烟碱类杀虫剂,环境中吡虫啉的残留会对水生生物产生潜在的慢性毒害作用,然而我国目前尚缺乏吡虫啉的淡水水生生物基准。为了构建吡虫啉的水质基准以及评估其对本土水生物种的生态风险,搜集筛选了吡虫啉对我国本土淡水水生生物的急慢性毒性数据,获得了来自5门14科的共21种急性毒性数据和来自5门11科的共15种慢性毒性数据。选取Log-normal和Log-logistic两种分布模型分别对毒性数据进行拟合以得到吡虫啉的物种敏感性分布。拟合优度检验结果表明Log-normal分布对急性和慢性数据均有更好的拟合效果。吡虫啉对我国本土水生物种的短期水质基准为6.95μg/L,长期水质基准为0.47μg/L,可作为保护我国水生生物的水质基准。采用风险商值法评估了吡虫啉在我国主要流域地表水的生态风险,结果显示研究区所包括流域地表水中78.95%的水体为低风险水体,15.79%的水体为中风险水体。本研究结论可为吡虫啉水质标准制定、水生生物保护和水生态环境管理提供科学依据。

关键词：吡虫啉水质基准物种敏感性分布法生态风险

甲氧氯的水质基准、沉积物质量基准及生态风险评价

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湖泊科学 2024年第2期36卷 443-451页

作者：杨虎成肖宇煌莫春雷高杰蔡爱民张泽涛常亮易春瑶资源与生态环境地质湖北省重点实验室(湖北省地质局) 武汉430034 湖北省地质环境总站武汉430034

甲氧氯(methoxychlor,MXC)作为一种有机氯杀虫剂,由于在农业生产中的广泛应用,使其在水环境和沉积物中的检出频率均较高,并且对各种水生物种均具有毒性作用。因此,制定中国MXC水质基准(water quality criteria,WQC)和沉积物质量基准(sed... 详细信息

甲氧氯(methoxychlor,MXC)作为一种有机氯杀虫剂,由于在农业生产中的广泛应用,使其在水环境和沉积物中的检出频率均较高,并且对各种水生物种均具有毒性作用。因此,制定中国MXC水质基准(water quality criteria,WQC)和沉积物质量基准(sediment quality criteria,SQC),并开展生态风险评估,对保护中国水生生物至关重要。基于收集和筛选的17种水生生物的急性毒性数据和10种水生生物的慢性毒性数据。选取物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)模型的最佳拟合对WQC进行推导,MXC对水生生物的短期水质基准(SWQC)和长期水质基准(LWQC)分别为0.75和0.11μg/L。通过相平衡分配法,在WQC的基础上进一步推导出SQC,沉积物质量基准高值(SQC-H)和沉积物质量基准低值(SQC-L)分别为0.73和0.11 mg/kg。此外,通过收集中国地表水和沉积物中的MXC暴露浓度数据,利用风险商值法(risk quotients,RQ)进行生态风险评价,结果表明我国部分区域的地表水和沉积物存在一定的生态风险。本文的结果将为中国水生生物保护和降低MXC生态风险提供有价值的参考。

关键词：甲氧氯水质基准沉积物质量基准生态风险

2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震序列震源机制解与发震构造分析

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地震工程学报 2024年

作者：王丽霞张辉徐溶董晴李敏娟陈玉鑫甘肃省地震局湖北省地质环境总站

2023年12月18日积石山发生了6.2级地震,地震序列丰富且跟踪结果显示为主-余震型。基于甘肃区域数字地震台网提供的震相报告,采用双差定位方法对积石山地震序列重新定位,再通过CAP方法反演主震和16次MS≥3.0余震震源机制,初步分析积石山... 详细信息

2023年12月18日积石山发生了6.2级地震,地震序列丰富且跟踪结果显示为主-余震型。基于甘肃区域数字地震台网提供的震相报告,采用双差定位方法对积石山地震序列重新定位,再通过CAP方法反演主震和16次MS≥3.0余震震源机制,初步分析积石山6.2级地震序列的发震构造。结果显示:（1）重定位后获得的832次地震事件总体呈NNW-SSE向展布,长轴约15 km,宽2～6 km;西北端分布较窄,东南端较宽;震源深度集中在5～13 km,主震震源深度为13.95 km。（2）采用CAP方法得到积石山6.2级地震的震源机制解,节面Ⅰ:走向161°/倾角40°/滑动角120°;节面Ⅱ:走向304°/倾角56°/滑动角67°;矩心深度为9 km,矩震级Mw为5.94;节面Ⅱ走向与震源区附近余震展布方向一致,可判定为发震断层面。16次MS≥3.0余震活动中12次为逆冲型地震,4次为逆走滑特征,矩心深度主要集中在6～11 km范围,与重定位结果接近。（3）应力张量反演结果显示最大主应力σ1方位角10.8°、俯角0.2°,与其震源区所处区域构造应力场基本一致,显示出震源区受NNE向近水平力的作用,反映区域内构造活动主要受区域构造应力场控制。根据地震序列重定位、震源机制以及震源区应力结果,结合区域构造活动和应力场特征,初步分析认为,积石山6.2级地震的发震构造可能是拉脊山断裂带中一条NE倾向的次级逆冲活动断裂。

关键词：积石山6.2级地震重定位震源机制解发震构造

基于SBAS-InSAR技术的西南山区滑坡稳定性监测

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测绘通报 2024年第2期 63-68页

作者：邢明泽左小清张荐铭黄成李勇发布金伟石超昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南省地质环境监测院云南昆明650216

本文首先利用小基线集时序InSAR(SBAS-InSAR)技术对云南省宣威东北部地表进行形变监测,获取2021年1月至2023年6月的形变结果;然后分析选取的典型滑坡的形变特征,采集了GNSS监测数据与InSAR形变监测进行对比验证;最后分析InSAR形变对降... 详细信息

本文首先利用小基线集时序InSAR(SBAS-InSAR)技术对云南省宣威东北部地表进行形变监测,获取2021年1月至2023年6月的形变结果;然后分析选取的典型滑坡的形变特征,采集了GNSS监测数据与InSAR形变监测进行对比验证;最后分析InSAR形变对降雨的响应。研究结果表明,SBAS-InSAR技术能有效监测西南山区的典型滑坡,该结果可为滑坡灾害的早期识别提供支撑,对于同类型滑坡灾害的稳定性监测具有较高的参考价值。

关键词：滑坡 SBAS-InSAR 稳定性监测降雨响应

2001—2022年陕北黄土地区地质灾害时空分布及引发因素分析

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灾害学 2024年

作者：吕文茜王雁林陈新建李永红李惟惟叶孟沅长安大学地质工程与测绘学院陕西省自然资源厅陕西省地质环境监测总站(陕西省地质灾害中心)

基于陕西省2001—2022年地质灾害资料，分析研究了榆林和延安22年来黄土地质灾害的时空分布规律和引发因素，并提出了防治措施建议，对陕西省乃至西北黄土高原地质灾害防治工作提供了可借鉴的依据。①在空间上重灾区呈弧形带状分布，主... 详细信息

基于陕西省2001—2022年地质灾害资料，分析研究了榆林和延安22年来黄土地质灾害的时空分布规律和引发因素，并提出了防治措施建议，对陕西省乃至西北黄土高原地质灾害防治工作提供了可借鉴的依据。①在空间上重灾区呈弧形带状分布，主要在榆林的清涧县、绥德县、子洲县以及延安的宝塔区、安塞区、志丹县。地质灾害主要发育在丘陵区，支流两岸和河流交汇处。②在时间上主要发生在冻融季节和汛期，其中3月和7—10月是地质灾害高发期，而以7—8月为集中暴发期、产生的灾害最为严重。③降水和人工切坡是引发地质灾害发生的主要因素。④防治上，榆林、延安每年3月与汛期7—10月是重点防范期，弧形带是重点防范区，应加强巡查排查、监测预警、综合治理、宣传培训等综合防治措施；榆林前5d累计降水量在76 mm左右、预报降水量在37 mm时，延安地区前5d累计降水量在79 mm左右、预报降水量42 mm时，发出预报预警。

关键词：地质灾害时空分布致灾因素防治措施陕北黄土地区