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甘肃积石山县M6.2级地震同震地质灾害发育特征与易发性评价

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地质力学学报 2024年

作者：刘帅何斌王涛刘甲美曹佳文王浩杰张帅李坤李冉张永军窦晓东吴中海陈鹏丰成君自然资源部陕西宝鸡地质灾害野外科学观测研究站中国地质调查局甘肃省地质环境监测院兰州城市地质灾害野外科学观测研究站自然资源部活动构造与地质安全重点实验室中国地质科学院地质力学研究所

2023年12月18日，甘肃积石山县发生MS6.2 级地震，诱发的同震地质灾害严重威胁人员和财产安全。及时总结分析同震地质灾害发育规律与县域易发性评价，对支撑震后恢复重建至关重要和紧迫。通过应急排查和野外调查与结果分析，发现震区同... 详细信息

2023年12月18日，甘肃积石山县发生MS6.2 级地震，诱发的同震地质灾害严重威胁人员和财产安全。及时总结分析同震地质灾害发育规律与县域易发性评价，对支撑震后恢复重建至关重要和紧迫。通过应急排查和野外调查与结果分析，发现震区同震地质灾害总体发育程度不强，规模以小型为主，分为3大类、8个亚类崩滑流地质灾害隐患，绝大部分分布在黄土丘陵区。以积石山县震后排查的同震新增和加剧隐患点为分析样本，基于Pearson相关性系数与随机森林Gini系数分析方法，筛选15个影响因子，运用随机森林模型开展积石山县同震地质灾害易发性评价(AUC=0.961)，结果显示极高易发区面积占比约8.67%，主要分布在胡林家乡、徐扈家乡、柳沟乡等乡镇，且县域及各乡镇易发性分级结构与隐患点密度分布吻合程度高。评价结果对已有排查隐患点以外的震裂山体或潜在崩滑流灾害具有重要指示作用，可为积石山县灾后恢复重建规划提供支撑。

关键词：积石山地震同震地质灾害易发性随机森林影响因子崩塌滑坡泥石流

生物体中氨基酸单体碳稳定同位素测试方法研究

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分析测试学报 2024年第3期43卷 447-454页

作者：梁建鑫尹希杰苏静林锡煌李玉红自然资源部第三海洋研究所分析测试中心福建厦门361005 中国地质调查局舟山海洋地质灾害野外科学观测研究站山东青岛266237

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,是重要的生命物质,其单体碳同位素研究在生物地球化学、生态学、生物体代谢和环境科学等领域具有重要意义。该文优化了海参和海藻氨基酸提取和纯化流程,通过N新戊酰基-O-异丙酯(NPP)方法衍生化后,分别... 详细信息

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,是重要的生命物质,其单体碳同位素研究在生物地球化学、生态学、生物体代谢和环境科学等领域具有重要意义。该文优化了海参和海藻氨基酸提取和纯化流程,通过N新戊酰基-O-异丙酯(NPP)方法衍生化后,分别用气相色谱-质谱(GC-MS)和气相色谱-燃烧-同位素比值质谱(GC-C-IRMS)测试其浓度和碳同位素组成。结果显示,15种氨基酸单体的分离效果较好,回收率为46.4%~96.3%,各氨基酸在1.0~16.0µmol/L范围内线性关系良好(r^(2)为0.987~0.999)。15种氨基酸单体衍生物δ^(13)C值的标准偏差均小于0.30‰(n=10),在0.6~2.0 mmol/L浓度范围内δ^(13)C的平均误差为±0.24‰,方法检出限为0.6 nmol。海参和海藻样品各氨基酸单体δ^(13)C值的范围分别为-31.10‰~-8.58‰和-30.53‰~-13.76‰,标准偏差均在0.33‰以内,可满足生物体氨基酸单体碳同位素的测试精度需求。

关键词：气相色谱-燃烧-同位素比值质谱(GC-C-IRMS) N-新戊酰基-O-异丙酯(NPP) 氨基酸碳稳定同位素

高位堆积体远程滑坡动力侵蚀过程量化预测模型

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岩土力学 2024年第4期45卷 1190-1200页

作者：韩旭东杨秀元孙秀娟宋伟包一丁王春辉中国地质调查局水文地质环境地质调查中心自然资源部三峡库区地质灾害监测预警野外科学观测研究站重庆404700 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心自然资源部地质环境监测工程技术创新中心河北保定071051 中国科学院山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041

高位远程滑坡快速解体后,往往形成碎屑流,会沿程动力侵蚀坡体表层第四纪松散物质,改变滑坡滑移动力学特征,导致滑坡体积显著放大,灾害效应强烈,已成为近年来防灾减灾研究的重点。首先,针对高位堆积体远程滑坡动力侵蚀过程量化预测问题,... 详细信息

高位远程滑坡快速解体后,往往形成碎屑流,会沿程动力侵蚀坡体表层第四纪松散物质,改变滑坡滑移动力学特征,导致滑坡体积显著放大,灾害效应强烈,已成为近年来防灾减灾研究的重点。首先,针对高位堆积体远程滑坡动力侵蚀过程量化预测问题,基于深度积分水动力计算理论与固液两相界面剪应力侵蚀模型架构,构建了高位堆积体远程滑坡动力侵蚀过程量化预测的连续介质数值模型,自主进行了数值实现,编制了具有二阶计算精度的软件程序DisasterFlowV1.0。然后,通过经典的溃坝水流算例验证,结果表明所构建的数值模型的数值求解格式正确并具有较好的总变差不增特性(total variation diminishing,TVD)。再后,通过对柏杨林高位堆积体远程滑坡案例动力侵蚀过程预测可知,所构建的数值模型与传统雪橇模型对该滑坡滑移速度预测结果基本一致,但相较于传统雪橇模型,所构建的数值模型对滑动路径地形的适应能力强,滑移速度预测值振荡性较小。最后,利用所构建的数值模型在时间和空间维度上对柏杨林高位堆积体远程滑坡的动力侵蚀过程进行量化表达,结果表明所构建的数值模型能够对该滑坡动力侵蚀过程中各历时的滑移深度、速度及侵蚀堆积深度进行量化,这是传统雪橇模型所不具备的。所做研究可充实高位远程滑坡动力侵蚀过程量化预测理论与技术体系。

关键词：高位远程滑坡动力侵蚀数值模型 DisasterFlowV1.0 量化预测

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分段管廊装载供水管道穿越地裂缝适宜性研究

地下空间与工程学报 2024年第3期20卷 1026-1038页

作者：徐强常曙光卢全中彭建兵刘聪长安大学地质工程与测绘学院西安710054 自然资源部地裂缝与地面沉降野外科学观测研究站西安710054

在活动地裂缝影响下,供水管道拉裂、错断现象时有发生,并引发严重的次生灾害。本文以西安市西南郊水厂拟建球墨铸铁管道穿越地裂缝为工程背景,建立管道45°穿越活动地裂缝的数值模型,分析地裂缝影响下管道的内力响应与变形特征,结果表明... 详细信息

在活动地裂缝影响下,供水管道拉裂、错断现象时有发生,并引发严重的次生灾害。本文以西安市西南郊水厂拟建球墨铸铁管道穿越地裂缝为工程背景,建立管道45°穿越活动地裂缝的数值模型,分析地裂缝影响下管道的内力响应与变形特征,结果表明:地裂缝作用会使管道接口偏转角过大而导致其防水失效。因此提出一种分段管廊装载供水管道穿越地裂缝的方法,建立分段管廊装载供水管道穿越地裂缝的数值模型,分析管道与管廊通缝、错缝两种工况、不同分段管廊长度、不同地裂缝位置、不同穿越角度下管廊与管道的内力响应与变形特征。得出管廊装载管道穿越地裂缝的最佳方案为管道与管廊通缝布设,采用单节长度为18 m的分段管廊,使地裂缝位于管廊的2/3处,并尽量以小角度穿越地裂缝。研究成果对城市供水管道穿越活动地裂缝的工程建设与灾害防治具有实际意义。

关键词：供水管道地裂缝分段管廊球墨铸铁工程措施

甘肃积石山县M_(S)6.2地震同震地质灾害发育特征与易发性评价

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地质力学学报 2024年第2期30卷 314-331页

作者：刘帅何斌王涛刘甲美曹佳文王浩杰张帅李坤李冉张永军窦晓东吴中海陈鹏丰成君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 自然资源部陕西宝鸡地质灾害野外科学观测研究站陕西宝鸡721001 甘肃省地质环境监测院甘肃兰州730050 兰州城市地质灾害野外科学观测研究站甘肃兰州730050 中国地质调查局北京100037

2023年12月18日,甘肃积石山县发生M_(S)6.2地震,诱发的同震地质灾害严重威胁到人民生命和财产安全,因此及时总结分析同震地质灾害发育规律并进行县域易发性评价,对支撑震后恢复重建至关重要。通过应急排查、野外调查与结果分析,对同震... 详细信息

2023年12月18日,甘肃积石山县发生M_(S)6.2地震,诱发的同震地质灾害严重威胁到人民生命和财产安全,因此及时总结分析同震地质灾害发育规律并进行县域易发性评价,对支撑震后恢复重建至关重要。通过应急排查、野外调查与结果分析,对同震地质灾害发育特征进行分析总结;以震后排查的同震新增和加剧隐患点为分析样本,采用Pearson相关性系数与随机森林Gini系数分析方法,筛选了15个影响因子,并运用机器学习-随机森林模型对积石山县进行同震地质灾害易发性评价。结果表明,震区同震地质灾害总体发育程度不强,规模以小型为主,崩滑流地质灾害隐患可分为3大类、8个亚类,绝大部分分布在黄土丘陵区;积石山县同震地质灾害随机森林模型易发性评价(AUC=0.961)结果显示,极高易发区面积占比约8.67%,主要分布在胡林家乡、徐扈家乡、柳沟乡等乡镇,且县域及各乡镇易发性分级结构与隐患点密度分布吻合程度高。评价结果对已有排查隐患点以外的震裂山体或潜在崩滑流灾害具有重要指示作用,可为积石山县灾后恢复重建规划提供决策支撑,同时将Pearson相关性系数与随机森林Gini系数的影响因子筛选方法及机器学习模型——随机森林应用于易发性评价中,可为其他山地丘陵区地质灾害易发性评价提供参考。

关键词：积石山地震同震地质灾害易发性随机森林影响因子

降雨诱发的浅表堆积层滑坡成因机理与稳定性预测模型

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水文地质工程地质 2024年第2期51卷 183-191页

作者：刘佳意陈春利付昱凯王晨兴李同录肖锐铧刘艳辉长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 黄土高原水循环与地质环境野外科学观测研究站甘肃正宁745399 中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心) 北京100081

强降雨引起的滑坡多以浅表堆积层滑移为主,易群发、危害性大,其地下水和土体内部含水率对降雨的水文响应机制复杂,难以精准开展稳定性预测。为研究降雨引起的滑坡水文响应对稳定性的影响,以四川省青川县后山里滑坡为例,开展现场降雨入... 详细信息

强降雨引起的滑坡多以浅表堆积层滑移为主,易群发、危害性大,其地下水和土体内部含水率对降雨的水文响应机制复杂,难以精准开展稳定性预测。为研究降雨引起的滑坡水文响应对稳定性的影响,以四川省青川县后山里滑坡为例,开展现场降雨入渗监测、相关性分析和力学分析。通过连续3年的降雨量、土体水分和地下水位等监测,分析降雨入渗-土体体积含水率-地下水位的响应规律,得到降雨量与地下水位的相关关系,并基于无限斜坡稳定性计算公式构建基于降雨量和地下水位埋深的浅层滑坡稳定性预测模型。结果表明:(1)年内地下水呈周期性波动,分为缓慢下降期、快速下降期和快速上升期三个阶段,且降雨量与地下水埋深呈线性负相关,与水位升幅相关性不显著;(2)根据稳定性预测模型确定了该滑坡失稳的临界降雨阈值为81.8mm/d,地下水埋深阈值为0.73m。研究结果可为降雨诱发浅表堆积层滑坡的预警预报提供参考。

关键词：堆积层滑坡降雨量地下水位滑坡稳定性预警

基于优化随机森林模型的降雨群发滑坡易发性评价——以西秦岭极端降雨事件为例

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地质通报 2024年第6期43卷 958-970页

作者：刘帅王涛曹佳文刘甲美张帅辛鹏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 自然资源部陕西宝鸡地质灾害野外科学观测研究站陕西宝鸡721001 中国地质调查局北京100037

随机森林模型(RF)是在滑坡易发性评价中广泛应用的机器学习模型之一。针对制约随机森林模型评价应用质量的难点问题,以西秦岭山区娘娘坝镇极端降雨诱发的2万余处群发滑坡为例,从滑坡-非滑坡样本筛选方法、影响因子选取、联结方法应用和... 详细信息

随机森林模型(RF)是在滑坡易发性评价中广泛应用的机器学习模型之一。针对制约随机森林模型评价应用质量的难点问题,以西秦岭山区娘娘坝镇极端降雨诱发的2万余处群发滑坡为例,从滑坡-非滑坡样本筛选方法、影响因子选取、联结方法应用和超参数优化4个方面开展了模型优化及与常规模型评价的对比研究。通过区域滑坡易发性评价和有效性比较可知,2种情形评价均取得理想结果,优化随机森林评价结果AUC(精度曲线下的面积)可达0.877,对比常规评价结果更优,表明该优化方法可以明显提升随机森林模型在区域降雨滑坡评价中的效果和学习效率,可为气候变化背景下极端降雨群发滑坡灾害易发性评估提供参考。

关键词：滑坡易发性随机森林极端降雨西秦岭

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中国近海浅层气调查研究进展

海洋地质与第四纪地质 2024年第3期44卷 183-196页

作者：段晓勇印萍谢永清曹珂仇建东李梅娜李雪中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 中国地质调查局舟山海洋地质灾害野外科学观测研究站青岛266237 自然资源部浙江沿海城市地质安全野外科学观测研究站杭州310007 浙江省海洋地质调查大队舟山316000 中国地质大学(武汉) 武汉430074

随着海洋开发利用不断深入和全球气候变化持续加剧,近海沉积物中的浅层气(主要成分是甲烷)导致的灾害问题和可能产生的气候影响受到了进一步的关注,但目前为止对浅层气仍然缺乏系统的认识。在此对浅层气相关的主要认识进行了全面梳理,... 详细信息

随着海洋开发利用不断深入和全球气候变化持续加剧,近海沉积物中的浅层气(主要成分是甲烷)导致的灾害问题和可能产生的气候影响受到了进一步的关注,但目前为止对浅层气仍然缺乏系统的认识。在此对浅层气相关的主要认识进行了全面梳理,包括形成机理、存在形式、调查技术方法、分布特征、控制因素、主要危害等,以期为后续相关调查、理论研究和减灾防灾技术研发提供支撑。沿海三角洲平原第四纪下切河谷中充填的砂体和近海全新世细颗粒沉积物中普遍存在浅层气,以气包、分散气泡或溶解气的形式存在,近海大部分地区的浅层气主要来源于生物成因。含气沉积物的声学特性(声速、声衰减等)、孔隙水化学组成(如SO42−、溶解气含量)会发生明显改变,这是支撑地球物理和地球化学探测技术应用的理论基础。浅层气的存在会改变土体力学特性,对工程建设造成较大危害;同时沉积物中的甲烷也会逸出到大气中,加剧全球变暖。基于对现有成果的总结,建议进一步加强海底浅层气形成机理、运移特性及其与气候变化的互馈机制方面的理论研究。

关键词：甲烷形成机理分布特征调查方法危害中国近海

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恢复力的生态学内涵及量化方法研究综述

生态与农村环境学报 2024年第7期 841-853页

作者：李艳鸽曹银贵严子循姚欣雨贺金鑫谭智元中国地质大学(北京)土地科学技术学院中国地质大学(北京)自然文化研究院自然资源部土地整治重点实验室自然资源部黄土高原矿区土地复垦野外科学观测研究站

近几十年来，受自然灾害与人类活动的影响，全球生态系统严重退化，恢复力成为国际研究热点。本文以生态系统和社会-生态系统为研究对象，按照概念内涵—因素选取—量化方法的步骤对国内外恢复力研究进行系统综述。首先，以国内外现有... 详细信息

近几十年来，受自然灾害与人类活动的影响，全球生态系统严重退化，恢复力成为国际研究热点。本文以生态系统和社会-生态系统为研究对象，按照概念内涵—因素选取—量化方法的步骤对国内外恢复力研究进行系统综述。首先，以国内外现有理论与研究为基础，梳理概括了国际基于概念内涵-提升原则的方法，以及国内常用的基于脆弱性和应对能力的方法，为量化因素的选取提供依据。其次，归纳了国内外主要量化方法，包括多因素综合评价法、指标替代法和模型法，并论述了每种方法适用范围及优缺点。通过对恢复力内涵及量化方法的综述，能够明晰国内外研究异同并跟进前沿进展，从而推进恢复力研究在我国国土空间生态保护修复评价和生态工程布局决策中的应用。

关键词：恢复力生态系统替代指标模型法综合评价法