城市生态环境保护

• 北京市平原区地下水位时空演变特征及驱动因素分析

  马宏;徐庆勇;杨庆;王丽亚;赵微;刘元章;

  选取2011-2023年北京市平原区地下水位监测数据，通过时空分析方法，对研究区地下水位时空变化特征及驱动因素进行分析。结果表明：时间方面，2011年到2015年再到2023年，随着时间的推移，4个含水层组地下水位均有所上升，表现为由降转升或由略微上升转变为明显上升；空间方面，平面上，各地下水系统由下游向中、上游总体上水位升幅逐渐变大，位于山前的地下水系统水位升幅最大；垂向上，随着深度的增加，水位由降幅逐渐增大转变为升幅逐渐增大。在大气降水、水文地质条件等自然因素和开采调控、水源涵养及节水措施等人为因素共同作用下，研究区地下水位发生了明显变化，其中，人为因素起到了更加重要和关键的作用。研究结果可为区域地下水资源管理和利用提供科学依据和决策支持。

  2025年03期 v.20 292-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 2579K]
  

• 有监督与无监督式机器学习在含水层脆弱性评价中的应用

  陈凯;杨庆;徐庆勇;赵微;张旭航;

  选取密怀顺交界区为研究区域，分别建立传统DRASTIC模型、无监督的K均值聚类和有监督的XGBoost机器学习模型，系统开展多方法对比的含水层脆弱性评价研究。研究显示，研究区含水层脆弱性呈现高、较高和中脆弱性区域主导的空间格局。传统DRASTIC模型与K均值聚类法在高脆弱区分布上具有较高一致性，均指向中北部及河流沿岸地带，印证了水文地质条件对脆弱性分区的控制作用。XGBoost模型则识别出更广泛的高脆弱区分布，其机器学习特性有效捕捉到土壤类型、含水层介质结构、地下水位埋深等关键特征指标的非线性影响。方法学对比表明，DRASTIC模型凭借清晰的指标体系便于快速评估，K均值聚类通过数据自组织实现客观分区，而XGBoost在刻画复杂地质过程方面更具优势。

  2025年03期 v.20 301-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 2009K]
  

• 北京市朝阳区地下水水化学特征及成因机制

  张旭航;杨庆;赵微;陈凯;刘辛初;赵杰;

  基于北京市朝阳区70个地下水样品的水化学数据，综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比例分析等方法，系统分析了朝阳区地下水的水化学特征及其成因机制。结果表明：1）研究区地下水水化学类型以HCO_3-Ca型为主，部分第一含水层为Cl·SO_4-Ca·Mg型，第三和第四含水层存在少量HCO_3-Na·Ca型水，显示阳离子从浅层到深层存在由Ca~(2+)向Na~+转化的趋势；2）地下水化学组成主要受岩石风化作用控制，蒸发浓缩和大气降水影响较小，局部区域受人类活动干扰；3）研究区大部分区域表现为正向阳离子交换作用，且随含水层深度增加而增强；4）地下水中硝酸盐主要来源于城市生活污水和工业废水，土壤有机氮和粪便输入贡献较小。研究成果可为朝阳区地下水资源保护与管理提供科学依据。

  2025年03期 v.20 310-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 2415K]
  

• 新水情下北京市地下水位监测网优化建议

  吴芮欣;杜旋;王旭;尚子琦;王丽亚;孙颖;

  文章回顾了北京市地下水监测网建设的发展过程，基于地下水位监测现状，分析并指出了当前监测网中潜水含水层在监测精度、城市安全保障服务能力和信息化建设水平等方面存在的不足。以北京市地勘系统地下水监测网为例，提出构建潜水含水层监测专网，以填补区域监测空白，并重点突出对城市主要建设区和轨道交通线性工程的布设；提高潜水含水层自动化监测技术水平，打破当前浅层地下水监测网服务效能受限的局面；加强对地下水位动态长时序研究，以精准把握动态特征变化，及时识别监测需求和潜在风险，进而科学地完善和调整地下水监测体系。为未来地下水监测开展方向提供重要参考，为促进水资源、生态环境和城市安全的多维度协同管理提供支撑。

  2025年03期 v.20 321-327页 [查看摘要][在线阅读][下载 1767K]
  

• 北京市平原区地下水中卤代烃时空分布特征研究

  王奂玲;杨庆;董殿伟;赵微;江岳;陆海燕;肖寒;

  基于2011—2024年北京市平原区地下水水质监测数据，采用统计分析方法分析了三氯甲烷、三氯乙烯和四氯乙烯这3种氯代烃的检出状况和时空分布特征。结果表明，2011—2024年，三氯甲烷、三氯乙烯和四氯乙烯在大多数年份的检出率分别在7.3%～14.4%、5.5%～10.3%和5.0%～10.6%范围内波动变化。平面上，三种氯代烃主要分布在平原区东北部的潮白河冲洪积扇中上部和平原区西部的永定河冲洪积扇中上部，其水质均以I类为主；垂向上，随着深度增加检出率逐渐降低，但检出浓度随深度的变化较复杂。污染源、水文地质条件和3种卤代烃本身特性等共同影响了其时空分布特征。

  2025年03期 v.20 328-335页 [查看摘要][在线阅读][下载 2155K]
  

地质资源安全保障

• 基于深度学习的北京市中心城区土地分类及降水入渗系数研究

  胡仲毅;

  以北京市中心城区为研究区，基于高分辨率遥感影像，构建深度学习语义分割模型，对城市地表进行分类，提取主要地物类型（硬地、绿地、水体），结合不同地类对应的经验调整系数，绘制了城市降水入渗系数分布图。结果显示，北京市中心城区整体入渗能力较低，入渗系数在0.1至0.25之间，呈现出“外围高、中心低”的空间分布格局。研究表明，基于深度学习的遥感土地分类方法在提升城市复杂地物识别精度方面具有显著优势，为降水入渗估算提供了高质量的基础数据支撑。同时，该方法具备开展城市土地利用与降水入渗补给动态监测的潜力，有助于实现更高时效性的数据更新。基于分类结果绘制的降水入渗系数分布图清晰揭示了城市化背景下地表入渗能力的空间异质性，为城市地下水资源管理与生态空间规划提供了科学依据与技术支持。

  2025年03期 v.20 336-343页 [查看摘要][在线阅读][下载 2578K]
  

• 北京市平原区地下水资源变化情况分析

  侯超硕;王新娟;李鹏;董佩;刘殷;

  文章使用长时间序列地下水位监测及气象、水文、地质等数据，采用统计分析、水位动态分析等方法，研究了20余年来北京市平原区地下水位及水资源的变化情况，并对水资源储存量变化原因进行了分析。结果显示：地下水位动态方面，南水进京后，永定河地下水系统潜水井水位上升19.45 m，承压井水位累计上升23.16 m；潮白河地下水系统地下水位累计升幅超30 m。地下水资源方面，2015—2024年间，平原区储存变化量累计增加64.11×10~8 m~3，年平均增加6.41×10~8 m~3。地下水资源储存量的变化受补给和排泄的影响，补给方面，2015—2024年相较于2000—2014年增加2.6×10~8 m~3·a~(-1),2017—2022年多年累计生态补水量10.42×10~8 m~3，而开采量由2014年的19.6×10~8 m~3降至2023年的12.44×10~8 m~3。

  2025年03期 v.20 344-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 1958K]
  

• 北京地区地热资源成矿机理及矿产品位分区研究

  徐巍;冯丹;夏思琪;鲁鹤;王雨石;张俊华;古彦斌;丁桂伶;惠骏贤;

  北京地区丰富的地热资源可为首都的节能减排、提高人民生活品质等方面做出重要贡献。通过对北京地区地热资源赋存条件和分布特征进行分析，基本查明了地热资源的成矿机理。针对地热供暖，依据地热资源地温梯度将地热资源矿区分为热异常区和热正常区。其中，热异常矿区7个，面积约171.6 km~2；热正常矿区6个，面积约1 640 km~2。在此基础上，按照地热流体温度、出水能力和回灌能力3项评价因子，将地热资源按照供暖条件划分为高品位、中品位和低品位3类。其中，高品位地热矿区面积约545.8 km~2，中品位地热矿区面积约1 147.6 km~2，高、中品位地热资源矿区面积占整个地热田面积的61.4%，凸显了北京地区地热资源开发利用存在巨大潜力。

  2025年03期 v.20 352-358页 [查看摘要][在线阅读][下载 1918K]
  

城市地质灾害防控

• 新水情背景下北京平原区地表变形演化特征

  陶芳芳;赵龙;齐鸣欢;李小龙;雷坤超;沙特;刘贺;田苗壮;王新惠;夏瑞麟;

  基于长序列地表变形与地下水位监测数据，揭示了新水情背景下平原区地表变形演化特征：1）地面沉降呈现出减缓趋势。2010—2024年区域年沉降量从28.76 mm降至7.24 mm，年最大沉降量由135.8 mm缩减至44.8 mm，部分区域出现地表上升，2024年最大上升量达26.8 mm。2）空间分布呈现“北升东缓南降”分异格局。平原区北部第二和第三压缩层组回弹，对区域地表上升起主要贡献作用，而东部和南部地区第三压缩层组持续压缩，使得区域沉降持续发展。3）南水替代叠加地下水回补使得平原区北部地区地下水开采量逐年减少，地下水位由降转升，地表变形呈现持续沉降、沉降减缓和上升3个阶段。在地下水位上升过程中，黏性土滞后变形是导致地表变形滞后于水位上升的主要原因。

  2025年03期 v.20 359-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 2050K]
  

• 北京地区地裂缝监测体系研究

  乔琪雅;赵晨曦;陈柘舟;刘建凯;刘明坤;柴利杰;常思源;杨艳锋;周丽苹;

  针对北京地区地裂缝隐蔽性、渐进性破坏特征及复杂成因，通过多技术协同与数据融合，构建了“空—地—深”一体化多尺度综合监测体系。该体系利用PS-InSAR技术覆盖范围大、时空分辨率高的监测能力，实现地表形变异常的宏观识别；综合使用拉线式位移计、GNSS及电子水准仪与全站仪，在关键点位构建三维位移实时监测网络，完成局部形变的精细刻画；现场灾害调查结合三维激光扫描，构建地裂缝三维形态模型与定量分析框架；下伏地层和地下水位动态监测揭示了不同深度土层与地下水变化的耦合机制。该体系具有“自上而下（地表形变）—自下而上（地层响应）”的双向验证特征，形成了“过程—机制—响应”的完整逻辑链，为首都地质灾害防治提供了科学有效的技术支撑体系。

  2025年03期 v.20 368-377页 [查看摘要][在线阅读][下载 2510K]
  

• 基于分区分段模式的交通沿线突发地质灾害监测预警研究

  李颖;丁桂伶;肖海龙;

  监测预警作为地质灾害防治的前瞻性工作，是交通运输安全的重要保障。目前北京地区交通沿线地质灾害监测主要针对单个隐患点，尚未形成线路规模的系统性监测。文章基于交通沿线地质背景和灾害发育特征，选取关键参数，建立了基于分区分段模式的交通沿线突发地质灾害监测预警体系。该体系根据“地貌单元-岩组类型-灾害组合”进行初步分区分段，在此基础上，采取“点-面”、“简-综”、“粗-精”结合的监测方案，并提出多源数据融合的分级预警模型。

  2025年03期 v.20 378-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 2668K]
  

城市工程建设

• 基于综合物探方法的门头沟复杂采空区勘察研究

  李子航;周立;杨春柳;邓言春;郭展豪;

  针对北京市门头沟地区浅层小窑采空区与深部国矿采空区并存、勘察难度大的特点，综合应用了高密度电阻率法、探地雷达法、大地电磁法和浅层地震法4种地球物理勘探方法，结合地质条件分析、钻探验证及矿山资料比对，对目标地块进行了系统性勘察。结果表明：通过综合应用物探方法，能够全面、准确地识别采空区。其中，浅层地震法、大地电磁法推测的国矿采空区边界与实际国矿采空影响区范围相符，钻探揭示的空洞情况也与物探解释的小窑采空异常位置吻合度高。

  2025年03期 v.20 386-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 2633K]
  

• 基于双环法渗水试验的河湖相包气带垂向渗透系数研究——以北京市某湿地公园为例

  郭金华;刘亮;吴思邈;谷大江;晏婴;郑声涛;张天扬;高梓健;

  为准确评估北京市某湿地公园湖底地层的垂向渗透特性，保障湖区蓄水稳定性，确保公园生态功能与景观效果，采用双环法渗水试验，对湖底粉质黏土和粉土地层进行原位渗透系数测定。结果表明，粉质黏土渗透系数为2.96×10-3cm·s~(-1)，远超经验值，主要因地层中存在大量连通孔洞；粉土渗透系数为1.85×10-4cm·s~(-1)，与经验值基本吻合。基于试验结果，结合岩性分布及渗透特性，采用差异化防渗方案，对粉质黏土分层挖掘60 cm后碾压以破坏孔洞；对粉土直接多次碾压；对细砂-粉砂整体换填优质黏土并碾压。公园运营后，水体损失量在设计范围内，验证了方案的合理性。双环法在指导此类工程防渗设计中具有较高的实用价值。

  2025年03期 v.20 395-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 2106K]
  

• 城市轨道交通隧道施工中地下水控制关键技术研究与实践

  杨春英;李世民;陆云涌;马涛;杨冬雪;

  以北京地铁8号线王府井站为例，针对在复杂场地环境及高水位条件下传统降水方法难以满足要求时，通过综合采用管井降水、导洞内降水、超前注浆、止水帷幕及真空斜井控制残留水等组合技术，有效解决了地铁施工过程中地下水控制难题。实践表明，合理的地下水控制技术能够大幅降低施工风险，对于无法采用井点降水方案的区域，利用就近降水井的群井干扰作用，采用超前止水措施，能够实现无水作业；真空斜井对含水层底部的残留水疏干效果显著；科学的降水井布置间距、抽水速率，能有效控制周边地表沉降，提高施工安全性。

  2025年03期 v.20 401-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 1959K]
  

• 地下水井低功耗智能井口保护装置设计与应用

  张英范;黄翊铭;林硕;肖振;郑然;王进卫;刘思源;

  传统井口保护装置无法监测水位、水温等关键信息，无法实现智能报警、定位等功能，且安全性欠佳，维护难度大，维修成本高，难以满足数字城市、智慧城市建设要求。文章设计开发了一种低功耗智能井口保护装置，机械结构上通过机械锁与电推杆的结合实现电子锁设计，硬件系统RTU开发上通过STM32L471单片机、BLE蓝牙模块、北斗定位模块、水位计、电推杆等模块选型及相应的电路设计实现低功耗的硬件配置，最后结合软件程序上的休眠设计，实现了井口保护装置的低功耗运行。该装置通过蓝牙小程序与RTU进行指令传输与数据显示；通过电推杆运动实现井口的开锁与关锁操作；通过北斗模块实现井口的精准定位；通过RS485协议控制水位计传感器，实现水温、水压、水位等参数读取。经测试，智能井口RTU在低功耗状态下运行电流可达10μA。目前该装置已推广应用到北京市地面沉降监测网建设项目中，设备稳定运行，极大地提高了井口的安全性，为宜居城市、韧性城市、智慧城市发展提供数据支撑和技术支持，具有极高的推广价值与广阔的应用前景。

  2025年03期 v.20 407-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 2173K]
  

• 北京市水工环地质工作发展历程与展望

  江剑;

  文章系统总结1949年新中国成立以来北京市地下水开发利用状况以及水工环地质工作的发展成就，分析当前面临的机遇与挑战，提出未来发展方向与目标，为首都社会经济高质量发展提供科学依据。新中国成立后北京水工环地质工作走上现代化和专业化道路，在社会经济发展的不同阶段，始终以服务首都核心功能为中心，历经70余年发展，形成了具有首都特色的水工环地质工作成果，尤其在保障城市水资源安全、支撑重大工程建设、防控地质灾害、保护生态环境等方面贡献显著。新时代新要求为水工环地质工作带来了诸多机遇，然而也面临地下水资源保护与开发、数智赋能提升地质监测能级、地下水位上升等挑战。未来应进行水资源协同调配与涵养，提升地质环境监测数智化水平，科学调控地下水位，合理制定管理策略，继续充分发挥水工环地质工作在保障城市可持续、高质量发展中的作用。

  2025年03期 v.20 285-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
  

• 七十与共 筑梦笃行

  <正>~~

  2025年03期 v.20 415页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
  
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