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极端降雨与强人类活动复合作用下山洪灾害研究构想和成果展望

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 1-9页

作者：王协康四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065

全球气候变暖导致山丘区极端降雨事件多发,降雨强度与量级不断突破区域历史极值,同时叠加区域脆弱环境和强人类活动影响,致使山洪形成及演进致灾成因复杂多变,由此加重了暴雨山洪引发的人员伤亡和财产损失。山洪灾害具有显著的自然和社... 详细信息

全球气候变暖导致山丘区极端降雨事件多发,降雨强度与量级不断突破区域历史极值,同时叠加区域脆弱环境和强人类活动影响,致使山洪形成及演进致灾成因复杂多变,由此加重了暴雨山洪引发的人员伤亡和财产损失。山洪灾害具有显著的自然和社会双重属性,其形成发展是山丘区环境孕灾承灾因子复合作用的结果。中国山丘区局地气候独特,地质地貌类型众多,溪河水系复杂,人类活动影响突出。大量重大山洪灾害事件表明,极端降雨诱发的山洪过程及致灾特征各异,给山洪灾害预报预警防御造成极大困扰,山洪灾害研究仍是当前重大自然灾害防控的重点和难点。长期以来,中国山洪灾害研究多偏重于雨水情时空变化规律,着重研究降雨影响的山洪洪水淹没特征,据此推算山洪灾害防治区的临界雨量与水位阈值,在山洪灾害防治实践应用中取得了较为显著的成效,山洪灾害事件导致的人员伤亡数总体显著下降。然而,受山丘区降雨特征、下垫面组成、溪河形态及人类活动等多因素影响,山洪洪水形成演进时挟带大量泥沙,从而表现为山洪水沙、山洪泥石流等物理过程,导致的局地冲毁、淤埋、淹没等致灾成因及阈值与山洪洪水致灾也存在本质差异,这也是近年来中国重大山洪灾害事件多发的主要原因。针对极端降雨诱发多类型山洪形成演进与强人类活动复合作用致灾防御难题,亟需利用气象学、水文学及河流动力学等多学科知识,采用现场调查、物理试验、数值模拟及理论分析相结合的方法,从传统单一的山洪洪水灾害研究扩展为全类型山洪灾害(山洪洪水灾害、山洪水沙灾害、山洪泥石流灾害)研究,开展全类型山洪引发的冲毁—淤埋—淹没等复合致灾研究,系统探究中国重灾省区重大山洪灾害事件的强降水时空演变规律,剖析极端降雨与强人类活动复合作用下多类型山洪形成及其演进致灾范围、规模特征,揭示气象水文溪河响应与强人类活动影响的不同类型山洪灾害致灾成因,建立气象水文水沙动力过程模拟方法,辨识山丘区流域全类型山洪冲毁—淤埋—淹没风险,提出不同类型山洪灾害易发区识别方法,构建山洪洪水灾害、山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害分区分级多指标预警防御方法。该研究有利于提升中国山洪灾害理论技术研究水平,进一步完善中国山洪灾害防治对策。

关键词：山区流域极端降雨强人类活动山洪灾害致灾成因

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高山峡谷区山洪沟口泥沙堆积特征数值试验

工程科学与技术 2024年第1期56卷 237-244页

作者：聂一品兰玲王协康四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065

山洪泥石流是高山峡谷区一种常见的自然现象,其运动过程通常伴随剧烈的沟道侵蚀,并在沟口形成显著的泥沙堆积体。由于高山峡谷地区山高谷深,难以通过实地调查及模型实验等传统的研究手段追踪沟床泥沙受山洪泥石流冲刷的运动过程,无法揭... 详细信息

山洪泥石流是高山峡谷区一种常见的自然现象,其运动过程通常伴随剧烈的沟道侵蚀,并在沟口形成显著的泥沙堆积体。由于高山峡谷地区山高谷深,难以通过实地调查及模型实验等传统的研究手段追踪沟床泥沙受山洪泥石流冲刷的运动过程,无法揭示山洪泥石流挟带泥沙的堆积形态及堆积体中泥沙粒径分布特征,易产生对灾害影响范围估计不足导致的区域人员伤亡和财产损失。为探究山洪沟口泥沙堆积形态和粒度特征,以概化的高山峡谷区山洪沟为研究对象,采用耦合的计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)数学模型,模拟了受到不同流变特性山洪泥石流冲刷的泥沙颗粒在沟口的堆积过程,重点分析了山洪泥石流体积浓度对堆积区中不同粒径泥沙颗粒堆积发展过程的影响。结果表明:泥沙堆积体的发展速度随着山洪泥石流体积浓度增加呈现先增加后减小的趋势,过高的体积浓度促使堆积体形态发生改变。泥沙平均堆积距离随时间变化可以分为高速增加、初次减速、增速恢复和稳定发展4个阶段。随着粒径的增大,泥沙与堆积体中心的平均距离也增大但堆积分散程度减小。泥沙颗粒的分散程度随时间变化过程与泥沙粒径和体积浓度密切相关,可以使用具有3个参数的幂函数对这个过程进行预测。泥沙颗粒粒径的增大加快其在堆积体中的分散速度而山洪泥石流体积浓度的增大使泥沙颗粒的分散速度先增加后减小。研究可为进一步理解山洪泥石流堆积致灾机理提供科学依据。

关键词：高山峡谷区山洪沟泥沙堆积堆积形态 CFD–DEM

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泸定地震诱发灾害特征分析

工程科学与技术 2024年第1期56卷 117-126页

作者：邓建辉韦晓戴仕贵邓辉四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室地质工程与地质灾害研究所四川成都610065 四川省地震局四川成都610041 上海市地震局上海200062 成都理工大学地质科学学院四川成都610059

2022年9月5日,四川省泸定县海螺沟景区发生6.8级地震,震中烈度Ⅸ度。相较于2008年汶川8级地震和2013年芦山7级地震,此次地震震级要小,但是地震区为山区,地质灾害发育,造成交通中断、118人死亡或失踪。为探究泸定地震损失情况,作者对泸... 详细信息

2022年9月5日,四川省泸定县海螺沟景区发生6.8级地震,震中烈度Ⅸ度。相较于2008年汶川8级地震和2013年芦山7级地震,此次地震震级要小,但是地震区为山区,地质灾害发育,造成交通中断、118人死亡或失踪。为探究泸定地震损失情况,作者对泸定县和石棉县的主要地震影响区进行了为期5 d的考察。基于考察成果和区域地质资料,对地质灾害孕育、建筑结构震损和人员伤亡情况进行了分析,以期为灾后重建提供参考。主要结论如下:1)地质灾害的上盘效应不突出,灾害主要分布于烈度Ⅶ度及其以上地区,规模小,以崩塌或落石和浅层滑坡为主,偶见基岩平面滑动和土体圆弧形滑动。2)地质灾害形式受地质条件控制。泸定县得妥镇以上为干热河谷,山坡卸荷较强,风化程度低,主要灾害形式为落石;得妥镇以下降雨量相对较大,山坡卸荷、风化严重,主要灾害形式为浅层滑坡。3)地质灾害主要出现在山脊、陡缓坡交接部位、侵蚀沟槽两壁,以及公路沿线。工程扰动是地质灾害密集分布和人员伤亡的促发因素。4)建筑结构震损主要出现在Ⅸ度烈度区,以磨西镇的震损最为严重。农村自建房屋和老旧建筑施工质量是影响结构抗震能力的主要问题,灾后重建房屋选址需要考虑场地效应影响。5)在高山峡谷地区,公路边坡加固和建筑结构避开落石影响区是降低地震伤亡率的有效措施。

关键词：泸定地震地质灾害结构震损地质条件场地效应防控措施

河南三门峡盆地构造格架及其油气资源远景分析

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中国地质 2024年第3期51卷 719-727页

作者：王丹丹张交东刘旭锋邵昌盛曾秋楠张文浩刘钊中国地质调查局油气资源调查中心北京100083 中国地质调查局非常规油气重点实验室北京100029 四川省核工业地质局二八二大队四川德阳618000

【研究目的】三门峡盆地位于中条山断块、小秦岭断块和崤山断块之间的复合、联合部位,经历多次构造运动与变动,是发育在前寒武纪结晶基底之上,并逐步演化为一个三角形断陷盆地。该盆地构造较为复杂,勘探程度低,盆地构造格架和演化史研... 详细信息

【研究目的】三门峡盆地位于中条山断块、小秦岭断块和崤山断块之间的复合、联合部位,经历多次构造运动与变动,是发育在前寒武纪结晶基底之上,并逐步演化为一个三角形断陷盆地。该盆地构造较为复杂,勘探程度低,盆地构造格架和演化史研究甚少,影响了盆地的油气资源潜力评价和勘探进程。【研究方法】本文选择三门峡盆地作为研究对象,依据区域地质资料、野外地质调查、非震勘探解译资料和最近钻井成果等,初步查明了三门峡盆地的构造格架和古近系顶底面埋深,并探讨了其油气资源前景。【研究结果】三门峡盆地演化过程主要经历了4个演化阶段:(1)前寒武纪变质基底形成及坳陷槽形成阶段;(2)古生代海侵和造山阶段,主要发育海相和海陆过渡相,之后盆地抬升,坳陷槽演变成向斜构造;(3)中生代地堑式断陷盆地形成阶段;(4)古近纪断陷盆地发展和裂陷后沉积阶段。【结论】断陷盆地发展和裂陷后沉积阶段由于喜山期的活动使三门峡盆地处于拉张环境中,形成了南部、北部、东部三面隆起的内陆湖盆,地堑区相对下降接受沉积,特别是三门峡盆地灵宝凹陷古近系沉积厚度大且分布连续,暗色泥岩发育,具有一定的油气资源前景。

关键词：构造演化油气远景古近系油气勘查工程灵宝凹陷三门峡盆地河南省

基于固相微萃取-气相色谱-质谱联用和气相色谱-离子迁移谱分析不同等级郫县豆瓣煸炒后风味特征差异

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食品科学 2024年第7期45卷 172-181页

作者：张浩顾思远邓静周剑琴唐英明易宇文四川旅游学院烹饪学院四川成都610100 四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室四川成都610100

为研究不同等级郫县豆瓣煸炒后风味差异,采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)和GC-离子迁移谱(GC-ion mobility spectrometry,GCIMS)技术,使用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis,OPLS-DA),结合气味活性值(odor activity value,OAV)确定关键化合物。结果表明:SPME-GC-MS鉴定出88种化合物,包含醛类15种、醇类11种、酯类17种、酮类13种、酸类5种、烯烃类5种、烷烃类6种、杂环类7种、苯酚类2种、醚类及其他化合物7种,其中34种为共有化合物;GC-IMS鉴定出57种化合物,并经OPLS-DA得到变量投影重要性值大于1的16种关键化合物;OAV结果表明,丁酸乙酯使特级豆瓣呈现苹果香,异戊醛带来麦芽香,异戊酸乙酯使一级豆瓣呈现果香,3-甲硫基丙醛带来烤土豆香和酱香,异丁酸乙酯使二级豆瓣呈现果香,异戊醛、异丁醛带来麦芽香,最终确定煸炒后豆瓣整体呈现果香、酒香、麦芽香、酸香、草香、可可香、杏仁香及酱香。研究结果可用于判定煸炒后豆瓣香气特征,并为感官定量描述法前期设计感官属性描述词汇提供参考依据。

关键词：郫县豆瓣煸炒固相微萃取-气相色谱-质谱联用气相色谱-离子迁移谱风味化合物

基于红外光谱技术的赣南铜岭下铜多金属矿床蚀变及矿化特征研究

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矿床地质 2024年第2期43卷 339-358页

作者：张柯凡郭娜李伟姚艺欣成都理工大学地球科学学院四川成都610059 数学地质四川省重点实验室成都理工大学四川成都610059 江西省地质局第七地质大队江西赣州341000

江西赣南地区是中国重要的多金属矿集区,成矿潜力大,随着矿产勘查进入深部找矿的新阶段,传统勘查手段难以支撑,亟需新的方法和思路进一步来指导找矿工作。文章以江西赣南地区铜岭下铜多金属矿床为例,采用短波红外+热红外光谱技术,结合... 详细信息

江西赣南地区是中国重要的多金属矿集区,成矿潜力大,随着矿产勘查进入深部找矿的新阶段,传统勘查手段难以支撑,亟需新的方法和思路进一步来指导找矿工作。文章以江西赣南地区铜岭下铜多金属矿床为例,采用短波红外+热红外光谱技术,结合矿物学和矿物地球化学手段,厘定了矿区蚀变矿物组合及空间展布特征,分析了光谱特征与矿化品位之间的关系,探讨了铜岭下矿床中典型蚀变矿物的形成与演化过程,构建出铜岭下矿床的光谱勘查模型。研究发现,矿区北部Cu-Mo矿化分布于花岗岩体顶部,以绢云母族矿物为找矿标志;矿区中部Cu-Zn矿化处于花岗岩体侵入的地层接触带,以绿泥石低Pos2250值(中心更近;绢云母2200nm波长变化结果显示:成矿流体可能来源于矿区北部;矿区中部绿泥石以富镁(铁)绿泥石为主,Pos2250值从致矿岩体到接触带附近呈由高变低的趋势。研究区成矿环境复杂,由北向南形成了蚀变花岗岩型(Cu-Mo)-构造控制下的弱矽卡岩型(Cu-Zn)-石英脉型(W-Sn-Cu)的复合成矿体系。

关键词：短波红外光谱热红外光谱蚀变矿物铜岭下铜多金属矿床

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滑坡裂缝计时序数据实时异常检测分析

岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 206-215页

作者：张磊巨能攀何朝阳解明礼张成强刘洋成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 四川省自然资源厅四川成都610072

针对滑坡裂缝实时监测中异常数据难以有效识别这一问题,基于滑坡不同变形阶段建立偶然异常阈值,提出基于区间预测的时序数据实时异常检测方法,该方法考虑了数据间时序逻辑关系以及滑坡变形阶段关联信息。首先,通过差分自回归移动平均模... 详细信息

针对滑坡裂缝实时监测中异常数据难以有效识别这一问题,基于滑坡不同变形阶段建立偶然异常阈值,提出基于区间预测的时序数据实时异常检测方法,该方法考虑了数据间时序逻辑关系以及滑坡变形阶段关联信息。首先,通过差分自回归移动平均模型(autoregressive integrated moving average,ARIMA),提取裂缝计累计位移的时序特征,构建区间预测模型,并使用滑动窗口算法对其分割子序列进行预测;其次,利用预测值修正置信区间(α=0.05)来确定拟异常点,并为滑坡不同变形阶段设立偶然异常阈值;最后,通过组合异常识别得到异常信息。研究结果表明,该方法能准确识别数据异常值,且在时序数据实时异常检测上具有一定的普适性。将模型预测区间与异常值进行对比分析获得数据异常的实时可能性,可为滑坡监测预警智能化决策提供数据参考价值。

关键词：边坡工程滑坡时序模型实时异常检测监测预警

不同滑坡样本点和多边形表达模式下的易发性评价

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地球科学 2024年第5期49卷 1565-1583页

作者：邓明东巨能攀吴天伟文艳解明礼赵伟华何佳阳成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 四川省地质矿产勘查开发局化探队四川德阳618099 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院四川成都610081

滑坡编录模式常为点和多边形面,滑坡点的定位及多边形的采样范围会给滑坡易发性评价结果产生影响.为研究不同点和多边形滑坡样本采样方式下的易发性结果差异,以四川省宁南县为例,采用滑坡多边形和陡坎缓冲区来比较不同多边形表达模式对... 详细信息

滑坡编录模式常为点和多边形面,滑坡点的定位及多边形的采样范围会给滑坡易发性评价结果产生影响.为研究不同点和多边形滑坡样本采样方式下的易发性结果差异,以四川省宁南县为例,采用滑坡多边形和陡坎缓冲区来比较不同多边形表达模式对易发性评价的影响,用滑坡陡坎点和滑坡质心点来比较不同点表达模式对易发性评价的影响,选取3种评价模型支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)进行滑坡易发性建模,采用ROC曲线、均值、标准差等分析建模的差异.结果如下:(1)在滑坡样本为多边形表达模式下,陡坎缓冲区的评价效果优于滑坡多边形.在滑坡样本为点表达模式下,滑坡质心点的评价效果优于滑坡陡坎点.(2)RF模型在不同采样方式下易发性评价效果更好,不同采样方式下基于RF模型的易发性结果差异性也较小,相比SVM和ANN模型有更好的泛化能力.(3)离散型因子是导致点表达模式下采样方式易发性结果差异的主要因素.陡坎缓冲区采样方式相比于滑坡多边形保留如岩组等离散型环境因子的空间信息,因此评价效果较好.可见在县级尺度下使用滑坡陡坎区域等精细化地形特征作为滑坡采样方式可以提高易发性评价精度.

关键词：易发性评价表达模式采样方式滑坡滑坡样本点滑坡多边形灾害地形特征

西藏库拉岗日穹窿次麦矽卡岩型锡铁铅锌多金属矿床的发现及其意义

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大地构造与成矿学 2024年第4期48卷 724-736页

作者：付建刚李光明郭伟康张海董随亮张林奎李应栩马国桃焦彦杰中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心)矿产地质室四川成都610218

库拉岗日穹窿位于西藏北喜马拉雅片麻岩穹窿带东段,毗邻北部的拉隆穹窿。通过1∶5万矿产地质填图和稀疏地表工程控制,在库拉岗日穹窿东部发现了一具有大型矿床潜力的次麦锡铁铅锌多金属矿床,其中Sn-Fe和Pb-Zn-Ag矿体主要赋存于矽卡岩中... 详细信息

库拉岗日穹窿位于西藏北喜马拉雅片麻岩穹窿带东段,毗邻北部的拉隆穹窿。通过1∶5万矿产地质填图和稀疏地表工程控制,在库拉岗日穹窿东部发现了一具有大型矿床潜力的次麦锡铁铅锌多金属矿床,其中Sn-Fe和Pb-Zn-Ag矿体主要赋存于矽卡岩中,属于矽卡岩型矿床。该矿床的矿体品位高,厚度大,主要金属矿物有锡石、磁铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白钨矿和镜铁矿等;非金属矿物有石英、方解石、云母、绿帘石、绿泥石、透闪石、阳起石和符山石等。目前,稀疏的地表工程已控制2条Sn-Fe矿体和5条Pb-Zn-Ag矿体,且矿区内钨也显示出良好的成矿前景。综合评估表明,次麦矽卡岩型锡铁铅锌多金属矿床的资源潜力巨大,其矿化特点与成矿元素组合独特,以锡石和磁铁矿共生为特点,明显不同于北喜马拉雅成矿带其他矿床,是一种新的矿床类型。该矿床的发现对认识和理解北喜马拉雅成矿带稀有金属成矿作用与穹窿构造淡色花岗岩成矿系统有重要意义。

关键词：锡铁铅锌矿矽卡岩型库拉岗日穹窿找矿意义北喜马拉雅成矿带青藏高原