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南水进京后利用升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1337-1346页

作者：张双成张雅斐司锦钊罗勇余静雷坤超许强长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 北京市水文地质工程地质大队北京100195 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

地下水长期超量开采引发的地面沉降是北京市面临的一个重大问题。中国南水北调中线工程通水极大地缓解了北京市水资源短缺问题。针对南水北调中线工程对北京地面沉降的影响,利用升降轨时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthet... 详细信息

地下水长期超量开采引发的地面沉降是北京市面临的一个重大问题。中国南水北调中线工程通水极大地缓解了北京市水资源短缺问题。针对南水北调中线工程对北京地面沉降的影响,利用升降轨时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)分析2015-12—2020-12期间南水北调中线工程通水后北京地面沉降发展态势。研究结果表明,北京市沉降分布不均匀,升轨形变速率及累积形变量最大值分别为-134 mm/a和-697 mm,降轨形变速率及累积形变量最大值分别为-135 mm/a和-734 mm。对比地下水位数据和抗差最小二乘拟合法融合的InSAR形变结果发现,北京地区的沉降速率随着地下水位的上升而逐渐减小,也即南水北调中线工程在一定程度上缓解了北京的地面沉降扩张趋势。

关键词：地面沉降时序InSAR 升降轨抗差最小二乘拟合南水北调

青藏高原东北缘岩石圈有效弹性厚度与地震分布关系

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地球物理学报 2024年第2期67卷 520-533页

作者：苏子旺鲁宝亮李柏森朱武长安大学地质工程与测绘学院西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054

岩石圈有效弹性厚度(T_(e))表征岩石圈综合力学强度,对理解区域深部构造孕震环境具有重要意义.青藏高原东北缘地质构造复杂,强烈地震活动频发.为进一步了解该区域深部岩石圈力学性质特征及其与地震活动的关系,本文利用基于Fan小波的谱方... 详细信息

岩石圈有效弹性厚度(T_(e))表征岩石圈综合力学强度,对理解区域深部构造孕震环境具有重要意义.青藏高原东北缘地质构造复杂,强烈地震活动频发.为进一步了解该区域深部岩石圈力学性质特征及其与地震活动的关系,本文利用基于Fan小波的谱方法,使用WGM2012重力异常数据、ETOPO1地形数据和CRUST1.0模型,通过导纳和相关联合反演计算了青藏高原东北缘的岩石圈有效弹性厚度(T_(e))与荷载比(F).结果显示研究区T_(e)整体呈明显的东高西低分布,青藏块体T_(e)变化剧烈,西部高值(>40 km)和东部低值(30 km),变化相对平缓;荷载比F存在局部西南高,巴颜喀拉和羌塘地块荷载比F较高(>0.5),说明以地下荷载为主,其他地块荷载比F较低(<0.2),以地表荷载为主.鄂尔多斯地块结构稳定,岩石圈强度较大,T_(e)值较高;内部构造活动性微弱,深部物质密度横向变化较小,岩石圈所受荷载以地表为主,荷载比F较低.柴达木地块东部与巴颜喀拉地块东部可能发生有下地壳流,岩石圈较为软弱,T_(e)值较低;巴颜喀拉地块内部与鲜水河断裂的荷载比F较高,岩石圈所受荷载以地下为主,可能是地壳物质向东流动导致岩石圈深部物质密度横向变化较大引起的.通过对比分析研究区T_(e)和T_(e)梯度、F和F梯度与地震之间的对应关系,发现地震一般发生在区域相对低T_(e)值、T_(e)梯度值和荷载比F梯度值较大的区域,震级较小的地震多发生在荷载比F较小的地区,6级以上强震则较多发生在荷载比F约为0.1和0.8的区域.因此,岩石圈有效弹性厚度T_(e)值较低、T_(e)梯度和荷载比F梯度较大的地区,更易出现地震.

关键词：有效弹性厚度荷载比重力异常地震分布

基于DPSIR模型的秦岭北麓陕西城市群水安全评估及驱动因子识别

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地球科学与环境学报 2024年第2期46卷 143-153页

作者：徐盼盼陈硕马浩苑蒋玉成冯靖陈洁钱会长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室陕西西安710054 长安大学秦岭生态环境研究院陕西西安710054

水安全评估是水资源开发利用与区域发展的基础。为了加强秦岭北麓陕西城市群可持续建设,助力秦岭“中央水塔”绿色发展,基于DPSIR模型构建秦岭北麓陕西城市群水安全评估体系,结合主客观综合赋权法与模糊综合评价法对区域2011~2021年水... 详细信息

水安全评估是水资源开发利用与区域发展的基础。为了加强秦岭北麓陕西城市群可持续建设,助力秦岭“中央水塔”绿色发展,基于DPSIR模型构建秦岭北麓陕西城市群水安全评估体系,结合主客观综合赋权法与模糊综合评价法对区域2011~2021年水安全进行评估分级,并利用灰色关联度法分析其水安全的驱动因子。结果表明:秦岭北麓陕西城市群2011~2021年水安全状态变化具有一致性,波动中稳步提升。西安市水安全等级相较宝鸡市、渭南市上升趋势显著,于2021年转为无警状态;宝鸡市一直保持低警状态,而渭南市长期处于中警状态。陕西城市群的水安全状态及发展趋势与人均GDP、年降水量、人均用水量等10个驱动因子密切相关,其中经济因子是水安全等级呈现一致性的根本保证,社会和生态因子则是造成水安全差异性的主要原因。

关键词：水安全驱动因子 DPSIR模型灰色关联度法城市群秦岭陕西

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公路边坡GFS生态防护基材力学与水稳特性

地球科学与环境学报 2024年第4期46卷 544-556页

作者：许飞王耿尹晓晴包含曹占强葛亚军敖新林郑涵北京首创环境科技有限公司北京100028 长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学水利与环境学院陕西西安710054

裸露边坡在降雨和坡面径流作用下易发生冲蚀和垮塌,对坡面防护基材的力学和水稳特性提出了更高要求。在引入瓜尔豆胶、木纤维以及保水剂等功能材料的基础上,通过开展直剪试验、崩解试验、渗透试验、植生试验以及边坡模型冲刷试验,对比... 详细信息

裸露边坡在降雨和坡面径流作用下易发生冲蚀和垮塌,对坡面防护基材的力学和水稳特性提出了更高要求。在引入瓜尔豆胶、木纤维以及保水剂等功能材料的基础上,通过开展直剪试验、崩解试验、渗透试验、植生试验以及边坡模型冲刷试验,对比分析不同配比条件下瓜尔豆胶-纤维改性土新型生态防护基材(GFS)的力学强度和水稳能力,并采用响应面法与微观试验探究不同添加材料对基材性能的影响程度。结果表明:①功能材料均存在最优掺量使其对基材力学强度和水稳能力的强化效果达到最佳,最优掺量分别为瓜尔豆胶1.0%,木纤维1.5%,保水剂0.1%;②瓜尔豆胶和木纤维增强基材的抗剪强度,保水剂改善基材的水土保持能力,基材抗剪强度随瓜尔豆胶和木纤维掺量的增加先增大后减小;③功能材料的合理配置大幅度提升了基材的水稳能力,瓜尔豆胶配合适量的木纤维显著抑制了基材的崩解,保水剂增加了基材的有效含水量,降低了其饱和渗透系数;④功能材料对基材黏聚力、抗崩解能力以及渗透性能的影响程度表现为瓜尔豆胶最大,其次是木纤维,保水剂影响程度相对最小。

关键词：生态防护生态基材力学强度水稳性能响应面法生态功能电镜扫描核磁共振

基于LightGBM模型的甘肃省临夏县滑坡易发性评价

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水资源与水工程学报 2024年第1期35卷 197-205,216页

作者：何哲石玉玲李富春贾卓龙晏长根长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 中国二十二冶集团有限公司西北分公司陕西西安710119

甘肃省临夏县地质环境复杂,滑坡灾害发育,对当地居民生产生活造成严重威胁,亦对工程建设的开展造成一定阻碍,因此,选取高效准确的机器学习方法对临夏县进行滑坡易发性评价具有重大意义。首先依据遥感影像和野外勘察资料,选取了1718处滑... 详细信息

甘肃省临夏县地质环境复杂,滑坡灾害发育,对当地居民生产生活造成严重威胁,亦对工程建设的开展造成一定阻碍,因此,选取高效准确的机器学习方法对临夏县进行滑坡易发性评价具有重大意义。首先依据遥感影像和野外勘察资料,选取了1718处滑坡样本,遴选了滑坡灾变的16种影响因子并建立滑坡影响因子评价体系;再结合预测精度和运行时间等指标对比了轻量级梯度提升机(LightGBM)模型与主流机器学习模型的性能;最后利用混淆矩阵分级方法进行了基于LightGBM模型的临夏县滑坡易发性评价。结果表明:临夏县重要滑坡影响因子为地表植被和地形地貌因子,其中土地覆盖为最主要影响因子;LightGBM模型预测精度高达0.931,且运行速度仅为11.7 s,既能保证高精度又极大提升了运行效率;在抽稀后的数据集上,LightGBM模型的预测表现、校准程度和分级结果均优于随机森林(RF)模型;混淆矩阵分级法的较高和高易发区内滑坡分布更为集中,在14.94%的区域内分布着86.86%的滑坡灾害点。滑坡易发性评价结果较好地反映了研究区内滑坡分布发育情况,可为当地工程建设及防灾减灾工作提供一定指导。

关键词：滑坡易发性评价轻量级梯度提升机机器学习甘肃省临夏县

扬子地块北缘镇巴穿心店地区南华系碎屑锆石U-Pb年龄及其物源示踪

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矿产勘查 2024年第3期15卷 321-352,I0001-I0008页

作者：金姜颖裴先治裴磊刘成军李佐臣赵杰李瑞保王茂王潇林浩长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054

扬子地块北缘镇巴穿心店地区发育有完整的南华系—震旦系沉积地层,记录了研究区及邻区南华纪沉积特征,对于研究扬子地块北缘新元古代晚期构造演化历史和Rodinia超大陆演化过程具有重要的地质意义。研究区南华系由下至上可划分为4套岩石... 详细信息

扬子地块北缘镇巴穿心店地区发育有完整的南华系—震旦系沉积地层,记录了研究区及邻区南华纪沉积特征,对于研究扬子地块北缘新元古代晚期构造演化历史和Rodinia超大陆演化过程具有重要的地质意义。研究区南华系由下至上可划分为4套岩石地层单位,分别为长安组、古城组、大塘坡组和南沱组。南华系砂岩地球化学特征表明,研究区南华系化学风化作用较弱,经历了较低程度的沉积物再旋回作用。砂岩的CIA、CIW、PIA、Rb/Sr等古气候指标显示,研究区南华系具有由寒冷干燥—有波动的寒冷干燥—趋于稳定的温暖湿润—寒冷干燥的古气候演化趋势。在Dickinson三角图解中清晰地反映了南华系各组砂岩具有再旋回造山带和切割岩浆弧物源的特征,同时砂岩岩石地球化学特征也指示南华系的物源区主体应由中酸性岩浆岩组成。南华系长安组、古城组和南沱组3件碎屑锆石U-Pb年龄样品的年龄分布特征类似,主要年龄区间为新元古代晚期(约780~约641 Ma),并显示出约750~约740 Ma的显著峰值。结合区域地质资料,研究区南华系沉积时代应为约720~约635 Ma,物源应主要来自位于现今研究区西侧的扬子地块北缘汉南—米仓山微地块的新元古代岩浆岩,其沉积事件对应于新元古代中晚期扬子地块北缘伸展-裂解阶段,为Rodinia超大陆裂解过程的沉积响应。

关键词：扬子地块北缘南华系锆石U-Pb定年碎屑物源

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GNSS星载原子钟在轨性能评估技术进展

测绘地理信息 2024年第1期49卷 20-28页

作者：黄观文曹钰谭粤谢威长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 自然资源部生态地质与灾害防控重点实验室陕西西安710054

星载原子钟作为全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的核心载荷,其在轨性能指标决定着GNSS的PNT服务水平。由于太空电磁环境复杂,原子钟实际工作指标不稳定,对星载原子钟开展长期持续性能评估就显得尤为重要。... 详细信息

星载原子钟作为全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的核心载荷,其在轨性能指标决定着GNSS的PNT服务水平。由于太空电磁环境复杂,原子钟实际工作指标不稳定,对星载原子钟开展长期持续性能评估就显得尤为重要。本文综述了目前星载原子钟评估技术现状,对相位、频率、频率漂移率、拟合精度、拟合残差、频率稳定度等性能评估指标进行了分析总结,归纳了基于精密钟差产品进行星载原子钟评估的数据处理方法和流程,统计了现阶段GNSS星载原子钟类型和指标水平,并采集一年的精密卫星钟差数据对GNSS星载原子钟进行了综合评估与对比分析。最后,对现阶段GNSS星载原子钟性能评估技术现状和问题进行了总结及展望。

关键词： GNSS 星载原子钟性能评估钟差模型稳定度

陕南镇巴小洋坝地区南华系物源分析:来自碎屑锆石U-Pb年龄、碎屑成分分析及地球化学的证据

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矿产勘查 2024年第2期15卷 165-189页

作者：马圣杰裴先治裴磊刘成军李佐臣李瑞保赵杰王潇王茂林浩长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054

扬子板块北缘镇巴小洋坝地区出露了一套完整的南华纪沉积地层,分析其沉积时限、沉积环境及物源示踪对扬子板块北缘新元古代中晚期沉积-构造演化具有重要意义。本文对陕南镇巴小洋坝地区南华系砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb测年分析,化学蚀... 详细信息

扬子板块北缘镇巴小洋坝地区出露了一套完整的南华纪沉积地层,分析其沉积时限、沉积环境及物源示踪对扬子板块北缘新元古代中晚期沉积-构造演化具有重要意义。本文对陕南镇巴小洋坝地区南华系砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb测年分析,化学蚀变指数(CIA)、化学风化指数(CIW)、斜长石蚀变指数(PIA)、成分变异指数(ICV)判别及物源分析。结果显示小洋坝地区南华系的沉积时限应为720~635 Ma。长安组、古城组、南沱组沉积于寒冷干燥气候,而大塘坡组沉积于温暖湿润气候。其物源区主要为扬子板块北缘汉南—米仓山微地块。研究区南华系对应了新元古代中晚期扬子板块北缘地区的后碰撞-裂解阶段,是新元古代中晚期Rodinia超大陆裂解在该地区的沉积响应。

关键词：扬子板块北缘南华系碎屑锆石U-Pb年龄碎屑物源构造演化

河流溶解无机碳浓度及其稳定碳同位素特征的研究进展

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安全与环境工程 2024年第2期31卷 225-238页

作者：刘浩雪李宇亮长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054

河流是天然无机碳循环的重要通道。溶解无机碳(DIC)约占据河流碳通量的50%,近几十年来,分析DIC浓度及其稳定碳同位素特征已成为示踪碳来源、追踪碳循环、指示碳动态变化的有效方法和重要技术指标。介绍了DIC稳定碳同位素的测定方法,比... 详细信息

河流是天然无机碳循环的重要通道。溶解无机碳(DIC)约占据河流碳通量的50%,近几十年来,分析DIC浓度及其稳定碳同位素特征已成为示踪碳来源、追踪碳循环、指示碳动态变化的有效方法和重要技术指标。介绍了DIC稳定碳同位素的测定方法,比较了不同的前处理方法,提出了稳定碳同位素的分析方法,总结了河流DIC浓度及其稳定碳同位素的组成特征,分析了影响河流DIC浓度及δ^(13)C_(DIC)的重要因素,包括岩石风化作用、季节效应、土地利用类型、水生光合作用与脱气作用和人类活动。在此基础上,提出了稳定碳同位素技术的应用前景,对稳定碳同位素技术存在的问题进行了分析和展望,可为我国DIC的碳循环过程以及河水补给端元的确定提供理论依据。

关键词：河流溶解无机碳(DIC) 稳定碳同位素碳循环