地质科技助力韧性安全城市建设

• “23·7”特大暴雨诱发浅层滑坡特征及典型案例剖析——以北京市门头沟区为例

  刘晓晓;

  2023年7月29日—8月2日，京津冀地区发生历史罕见特大暴雨，发生大量浅层滑坡。与滑坡周界清晰、变形迹象明显的典型滑坡有所不同，浅层滑坡往往不具有典型滑坡清晰的边界条件与明显的变形破坏特征，通常具有群发性、突发性、隐蔽性特征。文章选取门头沟区35处浅层滑坡，对其规模、空间发育特征以及植被特征等进行研究。研究结果表明：浅层滑坡的滑体厚度通常小于5m，平面分布一般呈现“长条状”，滑体体积一般小于5000m~3，通常发育于植被覆盖率较高的坡体；其控制因素主要为地形坡度、相对高差、斜坡体平面曲率以及坡体植被等；坡度为20～40°，相对高差小于100m，坡体平面曲率为负值的斜坡属于浅层滑坡的高发区，低矮灌木对浅层滑坡稳定性通常产生有利影响，而高大乔木对斜坡稳定性往往产生不利影响；强降雨是诱发浅层滑坡的主要影响因素。

  2025年02期 v.20 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K]
  

• 张家港市资源环境承载能力评价

  赵存法;范琦;苏清;田蓉;庄译南;

  资源环境承载能力作为国土空间开发保护的依据、推进生态文明建设战略的重要抓手，其相关工作得到了高度重视。根据张家港市资源环境禀赋特征，选取生态系统服务功能重要性、农业耕作条件、农业生产环境条件、土壤质量、城镇建设条件、地质灾害危险性等单要素进行评价。在此基础上，开展生态保护功能重要性、农业功能指向的承载等级及适宜性、城镇功能指向的承载等级及适宜性的综合评价工作。结果显示：张家港市土地资源条件良好，无强烈制约城镇建设的不良因素；全市土壤肥力条件较好，适宜进行种植业生产。该项工作有利于当地充分发挥自身优势，整合与优化资源，提高资源利用效率，为国土空间开发、地质环境保护、统筹优化空间布局提供基础地质支撑。

  2025年02期 v.20 150-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2256K]
  

• 辽宁省土地综合承载力时空分异评价与障碍因子诊断

  刘苏;

  深入探究土地综合承载力的时空演变及其障碍因子，对于促进土地资源的可持续利用、保障经济社会的和谐发展具有重要意义。以辽宁省14个地级市为研究对象，综合考量经济社会、土地资源、生态环境以及科教管理四大维度，构建土地综合承载力评价指标体系。通过运用熵权法及障碍度模型，对2003—2022年辽宁省土地综合承载力进行测度，分析其时空演变特征并识别其障碍因子。研究发现：时间演变方面，2003—2022年辽宁省土地综合承载力呈波动上升趋势，且地区间差异逐渐加大。空间分布方面，土地综合承载力呈分散状态，并呈现出以沈阳、大连为“双核”的“山脊”式格局。生态环境、土地资源是制约辽宁省土地综合承载力提升的主要子系统，建成区绿化覆盖率是主要障碍因子。此外，各市的障碍度区域差异明显。

  2025年02期 v.20 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K]
  

• 上海地铁隧道盾构引发地面塌陷成因及要素分析

  蔡剑韬;

  盾构隧道施工引发地面塌陷灾害呈高发态势。上海地铁隧道盾构施工引发地面塌陷主要由地层损失引起，与推进速度、出土量、支护压力等施工控制参数密切相关，轻则引发地面沉降，重则引起开挖面失稳，由局部破坏扩展至上部土体整体塌陷。螺旋排土口的“喷涌”和盾尾间隙被泥水“击穿”导致的地层损失是引发塌陷的两种典型情况。地层岩性、岩土物理力学参数及水文地质条件是地铁隧道稳定性的主控地质因素，上海高水压环境下的粉砂性地层相比软黏土层具有更高的施工风险。浅埋、大直径、小曲率半径、大坡度掘进等线路情况下更易引发地面塌陷。盾构进出洞、旁通道部位以及邻近有深基坑或下穿河道、管线、既有线路等情况时，受力情况复杂，是地面塌陷的高发区域。

  2025年02期 v.20 165-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 2064K]
  

• 基于Arc GIS Pro的地下水动态可视化模型构建与应用

  陈伟建;黄昱琪;纪轶群;王树芳;张院;

  传统二维空间分析在三维空间中存在数据失真局限，如何基于有限勘探数据实现高精度建模成为关键问题。文章以北京市西部山前平原区为例，依托地下水调查数据和地下设施建设数据，基于ArcGIS Pro平台的空间分析工具和三维建模工具构建地质体、时序水位矢量面、地下铁路和地下车库，并整合成地下水动态可视化模型。该模型可充分利用已知数据进行空间位置比对，提示未来土壤湿地化区域并划分风险等级，为地下设施建设、地下资源评估、地质灾害预警与防治提供数据支持。

  2025年02期 v.20 182-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K]
  

城市生态地质与环境地质

• 2019—2023年北京市大气沉降重金属通量时空变化特征及源解析研究

  韩冰;

  通过测试2019—2023年北京市20个点位大气干、湿沉降样品，探究2012、2019、2023年3个关键时间节点大气沉降重金属的通量变化，对2019—2023年新冠疫情影响下大气沉降重金属通量的时空分布特征、变化规律、排放源特征及来源贡献率等进行了解析。结果表明：2019年As、Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn等8项重金属大气沉降通量为2012年的8.4%～42.3%,As元素下降最为明显。2019—2022年，重金属通量呈逐年下降趋势。朝阳、石景山、房山和大兴等点位大气沉降量显著高于其他区域，主要受人类排放活动影响；门头沟、延庆、密云、怀柔等具有地质高背景特点的山区点位，大气沉降重金属通量受降水等气象条件影响更大。干沉降重金属质量浓度富集程度为Cd>Zn>Pb>Cu>Hg>Cr≈Ni>As,Cd和Zn元素的富集程度显著高于其他元素，Cd富集与Hg、Ni显著相关，Pb富集与Cr、Ni、Cu、Zn显著相关。后向轨迹聚类分析显示：第一季度西北气团起源地为自然源，输送距离较远，更有利于大气污染物扩散，第二、三季度周边工业城市对北京有As、Cd、Hg、Pb、Zn等污染物气团传输。主成分及APCSMLR多元线性回归模型计算结果表明：大气沉降元素Pb、Zn、Cd、Ni、Cu贡献率占比超13%,Cr贡献率最低，仅占3.06%。Cu、Ni、Cd、Hg、Pb等元素主要来自交通排放源（F1），其贡献率为57.63%～76.22%;Cr、As元素主要来自煤炭源（F2），其贡献率为50.78%～58.70%;Zn元素主要来自混合源（F3）（包括土壤母质尘、冶金尘等），贡献率为69.64%。

  2025年02期 v.20 188-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2640K]
  

• 弃渣对沟谷型泥石流易发性的影响分析——以昌平区白羊城沟为例

  全瑶;吴彬;丁桂伶;

  山区人类工程活动产生的大量弃渣会改变沟谷地表形态，增加沟谷松散物质储量，影响沟谷排水能力，增大泥石流发生的可能性。京礼高速梯子峪隧道修建过程中，在白羊城沟中下游沿沟底堆放了巨量隧道弃渣。文章通过遥感图像对比和现场调查，发现弃渣改变了白羊城沟谷中下游边坡和沟谷形态，影响了沟谷排水能力。通过泥石流沟易发性评价分析，认为弃渣使白羊城沟泥石流易发性显著提高。联合分析“23·7”特大暴雨期间沟谷内降雨量与泥水位专业监测数据，发现过程累计雨量曲线与泥水位曲线呈复杂相关性。结合降雨前后沟谷冲刷变化情况，本次该沟谷发生山洪泥石流的临界降雨条件是持续降雨时间达48 h，总降雨量达394.6 mm，平均雨强达8.22 mm·h~(-1)，期间最大雨强达55.8 mm·h~(-1)。

  2025年02期 v.20 212-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 2288K]
  

• 箱图及其Python算法在地质灾害监测数据分析建模预处理阶段的应用研究

  王建西;王博文;李敏;

  在地质灾害监测中，数据分析建模是一项极为重要的工作，通过对监测数据进行统计和分析，可以洞察地质灾害隐患点的变化情况，揭示发展趋势。监测数据的质量对数据分析建模与灾害预警的准确性和可靠性起着决定性作用，数据预处理作为提升数据质量的关键环节，对异常值识别与处理尤为重要。箱图作为一种常见的数据可视化工具，被广泛用于数据分析中。文章详细阐述基于箱图的基本概念和特性值计算、异常值识别清洗算法，用Python语言编程使之可视化。通过实际案例，分析验证箱图及其算法在处理地质灾害监测数据上的有效性。研究结果表明，箱图能够精准定位并处理异常值，显著提高监测数据质量。

  2025年02期 v.20 221-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 1930K]
  

• 震电融合在深部地下水探查中的应用研究

  孙少游;张建智;

  为提高深部地下水富集区的勘探精度，采用震电融合方法探查煤系地层水文地质特征。结果表明：震电融合能够实现三维空间上构造和富水性参数的综合，可作为煤系地层矿井水文地质勘探的有效技术手段；电阻率是地下水探测的重要参数，在富水区预测中为首要参考主成分，基于测井曲线约束的方法可显著提高反演质量；震电融合计算的解释成果图较单一的电阻率断面或切片成果更加准确，具有较高的推广应用价值。

  2025年02期 v.20 229-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 2428K]
  

• 沟系土壤地球化学测量在金寨县樊家冲地区应用效果研究

  胡飞平;方明;

  金寨县樊家冲地区位于北淮阳构造带东段，沙坪沟钼铅锌多金属矿整装勘查区内。通过沟系土壤地球化学测量，圈定了5处综合异常，进一步缩小了1∶50 000地球化学异常区范围，该成果表明沟系土壤地球化学测量在中低山地区具有快速、经济、高效等优势。异常查证结果表明，AP-1综合异常Mo异常形态完整、规模较大，主要分布在同兴寺岩体与火山岩的接触带附近，该区脉岩发育、矿化蚀变明显，地质成矿条件较好，具有良好的钼、铅锌矿找矿前景。

  2025年02期 v.20 235-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K]
  

城市建设与岩土工程

• 顶管穿越复杂地层地表竖向变形规律研究

  陈炜炜;易欢乐;张昊;宋康南;陈新民;

  顶管施工会对土体产生扰动，进而可能影响周围建筑物或地下管线的正常使用乃至破坏。文章以南京市尤家凹片区市政配套顶管建设工程为背景，采用Midas GTS/NX有限元分析软件，对顶管穿越复杂地层进行模拟研究，分析了不同掘进压力、注浆压力和土体弹性模量对地表变形的影响。研究表明：在地层交界面处，地表竖向位移出现明显变化；顶管机掌子面前方出现隆起，后方出现沉降；后施工顶管会加大对土体的扰动，产生更大的地表竖向位移；横向地表沉降变形曲线整体呈现“U”字型沉降槽；通过优化掘进压力（50～70 kPa）和注浆压力（20～40 kPa），加固软弱地层的办法，可有效控制地表变形。

  2025年02期 v.20 245-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1992K]
  

• 地埋管钻孔高导热回填材料适用性研究

  邢罡;王任博;许真瑞;李娟;

  提升地埋管钻孔回填材料的导热性能是提高地埋管钻孔换热效率的重要方式。文章以粉砂、细砂和中砂为地埋管回填基料，添加不同质量分数的重晶石粉和水泥膨润土，配置高导热回填材料，通过对比实验数据，并考虑回填材料配制的经济性，探讨不同岩性条件回填材料的适用性。实验分别在基料中添加质量分数2%、4%、6%、8%和10%重晶石粉，并按照砂：水泥：膨润土质量比为3:1:0.5的配比制备水泥膨润土砂浆，共配制饱水高导热回填材料样品18件，进行热导率测试。结果表明：砂土地层中适宜采用中砂配比质量分数6%的重晶石粉作为地埋管钻孔回填料，砂土粒径减小时，重晶石粉含量应相应增加；岩石地层中，建议采用水泥膨润土砂浆等易凝固高导热的回填材料代替砂土回填料，且基料应选择粒径较大的砂土。

  2025年02期 v.20 253-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]
  

• 北京门头沟区赵家台村旧址地质灾害危险性评估

  周亮;

  采用野外调查、地质雷达和钻探等勘查手段，对赵家台村旧址内的采空塌陷、滑坡和崩塌等地质灾害进行现状评估和预测评估。现状评估结果为采空塌陷危险性中，滑坡危险性小，崩塌危险性小；预测评估结果为采空塌陷危险性中，滑坡危险性中，崩塌危险性小。建设用地东北侧的赵家台煤矿采空塌陷区地质灾害危险性等级为大级，适宜性差；采空塌陷区以外区域地质灾害危险性等级为中级，为基本适宜。

  2025年02期 v.20 269-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 2060K]
  

• “地源热泵系统+太阳能”多能耦合模式技术研究初探

  丁海峥;王卓卓;孟杉;

  随着全球对清洁能源的需求日益增长以及能源综合利用效率提升的迫切需要，基于地热能的多能耦合技术逐渐成为新能源综合利用领域研究的热点。文章开展地源热泵系统+太阳能多能耦合模式技术研究，通过分析地热能的特点与优势，依据多能耦合技术关键原理，构建包含地源热泵、光伏发电、光热利用及水蓄能技术的集成系统，采用TRNSYS动态仿真与实测数据验证相结合的方法，建立了涵盖能源采集、转换、存储及智慧调控的全流程技术体系，提出了驱动系统整体供能“光伏优先、光热补热、谷电调蓄”的三级优化策略。

  2025年02期 v.20 277-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K]
  
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