基于PS-InSAR技术的晋城矿区地表形变监测及地质灾害风险预警

地表形变是一种严重的地质灾害现象,不仅严重影响灾害区居民的日常生活,而且会造成巨大的社会经济危害,尤其在采煤区。针对传统地表沉陷监测方法费时费力、无法获取地表沉降面状信息、难以进行地表沉陷灾害评估的不足,基于高分辨率SAR卫星影像,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量(PS-InSAR)技术对山西省晋城市晋城矿区2018年1月至2018年12月期间地表沉陷进行监测,分析获取了该地区地表连续形变情况,并利用该技术获取的海量PS点建立支持向量机(SVM)地质灾害风险评估预警模型,对晋城矿区周边居民点地质灾害风险进行了识别和预测。结果表明：晋城矿区10个煤矿及其周边区域存在较大的地表形变;晋城矿区平均LOS向年平均地表形变速率范围为-37～30.3 mm/a; PS-InSAR技术在晋城矿区地表形变监测中具有可行性,且可以实现矿区地质灾害风险综合识别和预警。     

基于InSAR技术的三峡库区巫山—奉节段潜在滑坡识别

以三峡库区滑坡灾害多发的巫山—奉节段为研究区,基于InSAR技术提出了一种潜在滑坡早期识别方法。该方法首先选取2017年3月—2018年11月共48景Sentinel-1 A SAR升轨数据,利用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术提取出相对稳定的散射体作为地面控制点(GCP),并引入到小基线集干涉测量(SBAS-InSAR)技术流程中获取长时间序列的地表形变信息;然后统计分析该区域历史滑坡的孕灾因子规律,结合区域SAR数据的地形可视性分析筛选出孕育滑坡概率大于50%的形变点,并对这些形变点采用Anselin Local Moran’s I指数进行空间域异常值分析和聚类处理,获得置信水平不低于95%的高异常值区;最后结合区域地形地貌特征和高分辨率光学影像识别出高概率的潜在滑坡范围。该方法具有可行性,可用于指导滑坡灾害预测预警和野外地质灾害的实地调查。     

紫阳县城关镇滑坡灾害隐患识别

滑坡灾害是紫阳县城关镇主要的地质灾害之一,其中存在滑坡灾害隐患但尚未发生滑坡灾害的斜坡单元对居民的生命和财产安全构成极大的威胁。以紫阳县城关镇为研究区,按照其环境条件与行政区划,将研究区划分为530个斜坡单元,利用基于栅格的瞬态降水入渗斜坡稳定性(TRIGRS)模型,对该地区在2022年最大小时雨强(50.7 mm/h)下各斜坡单元的稳定性系数进行了模拟计算,并按照斜坡单元稳定性系数大小将其分为稳定性极低、稳定性较低、稳定性较高、基本稳定区。结果表明：研究区稳定性极低区包含193个斜坡单元,面积为48.21 km²,稳定性较低区有223个斜坡单元,面积为50.93 km²,这两类斜坡单元存在滑坡灾害隐患,其中58个斜坡单元已发生滑坡灾害,占比为13.94%,另外358个斜坡单元存在滑坡灾害隐患但目前尚未发生滑坡灾害,需要对其进行重点监测与防范。该研究结果可为当地政府的防灾减灾工作提供理论支持。     

黄土高原地表温度变化的时空格局

地表温度是表征大气底层和陆地表层之间热量状况的重要指标,地表温度的变化受地表反照率、蒸散发、地表粗糙度等因素的影响。利用MODIS数据中的地表温度、地表反照率和蒸散发数据产品,分析了2000~2013年黄土高原生长季地表温度变化的时空格局,探究了地表温度变化与地表反照率和蒸散发之间的关系。结果显示,2000~2013年,黄土高原地表反照率由2000年的0.178下降到2013年的0.146,年际下降速率为0.0015/a;蒸散发量由314.33mm增加到455.24mm,年际增加速率为6.56mm/a;日地表温度呈波动降温趋势,幅度为-0.16℃/a;夜地表温度有升高的趋势,但不显著,幅度为0.035℃/a;昼夜温差减少显著,幅度为-0.2℃/a,温度变化显著的区域集中于黄土高原中部地区。地表温度与地表反照率和蒸散发量之间相关性显示,日地表温度与地表反照率呈正相关关系,与蒸散发量呈负相关关系,在山西西部、陕西北部和甘肃南部区呈极显著相关关系,且日地表温度与蒸散发的相关性强于与地表反照率的相关性,夜地表温度的变化与地表反照率和蒸散发不具有显著相关性,因此,受退耕还林工程的影响,研究区蒸散发增加是引起地表温度降低的重要原因。     

RS技术在矿区地表沉陷监测中的研究进展

该文综合分析了国内外矿区地表沉陷监测技术的发展历程及现状,并结合遥感(RS)监测技术在矿区地表沉陷监测中的应用成果,指出:相比传统监测技术,利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术和差分干涉测量(D-InSAR)技术能够对矿区地表沉陷进行高覆盖、高分辨率、高精度、实时动态的监测,但在实际应用中,D-InSAR技术会受系统本身因素、大气条件、地面植被、时间和空间等因素的影响。随后发展起来的PS-InSAR、CR-InSAR及SBAS技术克服了D-InSAR技术的不足,却仍存在缺陷。随着RS技术不断发展,在实际应用中将传统监测手段与遥测技术进行优势互补,同时把具有强大空间分析能力和表达优势的GIS技术与RS技术相互融合,可对矿区地表沉陷做出全新、快速、有效的监测和预测。     

湖北省鹤峰县城区滑坡地质灾害风险评价

从地质环境条件出发,对湖北省鹤峰县城区15处地质灾害及隐患点(其中滑坡13处,崩塌2处)的发育分布特征进行论述,总结了研究区地质灾害的孕灾规律;基于孕灾影响因子,依托信息量法对鹤峰县城区滑坡地质灾害易发性进行分区,考虑滑坡规模大小超越概率、时间概率、空间概率,对研究区域分别进行了10 a、20 a、50 a和100 a...     

粤东典型区地面沉降时空演化特征及成因分析

粤东地区谷饶镇的地面沉降发展时间长、规模大,但是无地面沉降的监测数据,给该地区地面沉降的定性评价带来困难。采用InSAR测量技术,获取了研究区2015—2018年间的地表变形数据,采用克里金方法和空间叠加分析研究了该地区地面沉降的时空演化规律及其影响因素。结果表明:研究区地面沉降速率基本呈减小趋势,整体上呈现持续变形的特征;引起研究区地面沉降的物质条件主要是岩土体松散与土质不均;研究区第四系地层在垂向上主要分为两层压缩土层组,尽管第一压缩土层厚度小于第二压缩土层,但其工程力学性质差,其影响不能忽略;建筑荷载和地下水开采是引起研究区地面沉降的两个重要因素,而造成研究区严重地面沉降及不均匀地面沉降的主要原因是大量开采地下水。     

安丘-莒县断裂莒县盆地段晚第四纪以来的活动特征

野外调查研究结果表明,安丘-莒县断裂莒县盆地段是一条晚第四纪以来强烈活动的断层.根据断层走向、活动时代及活动性质的变化,可分为两段.董家坡-武家曲坊段和武家曲坊-太湖段,总长度约30km.从滑动速率的分布来看,董家坡-武家曲坊段全新世早期右旋水平滑动速率为1.83mm/a,垂直滑动速率大约为0.37mm/a;全新世晚期右旋水平滑动速率为0.86mm/a,垂直滑动速率大约为0.17mm/a.武家曲坊-太湖段晚更新世早期断裂右旋水平滑动速率为2.78mm/a,垂直滑动速率为0.65mm/a.全新世晚期右旋水平滑动速率为1.37mm/a.垂直滑动速率为0.18mm/a.上述资料表明,安丘～莒县断裂带盆地段的断裂活动无论是时间上还是空间上都有差异,晚更新世以来断裂的活动性有减弱的趋势,全新世时期断裂的活动北段比南段强.     

硫酸盐还原菌对EH40焊接钢海水腐蚀的影响

目的研究无菌和SRB体系中EH40钢焊接接头的母材区、热影响区和焊缝区腐蚀差异。方法利用金相显微镜观察、失重法、电化学测试、扫描电镜和X射线光电子能谱仪等分析手段。结果焊缝区微观组织由块状铁素体(BLF)和魏氏组织(W)组成;热影响区可再分为粗晶区(CGHAZ)和细晶区(FGHAZ)两个区;母材区主要由BLF、AF和少量珠光体组成。在无菌对照体系中,焊缝区腐蚀速率为0.0026 mm/a,混合区次之,为0.0023 mm/a,母材区最小,为0.0019 mm/a。含SRB体系中,各区的腐蚀速率为:焊缝区(0.0037 mm/a)混合区(0.0034 mm/a)母材区(0.0030 mm/a)。热影响区腐蚀产物形貌粗大,点蚀孔也较大。结论焊缝区比母材区容易腐蚀,由此易造成小阳极大阴极加速腐蚀,热影响区容易发生点蚀。SRB能促进三个区域试样腐蚀加速。     

基于CBERS-02卫星数据的地震滑坡识别——以青川县为例

以5.12地震后四川省青川县为研究区域,以该区域CBERS-02 CCD数据及DEM数据为基础数据,结合国内外滑坡遥感识别数据处理方法,通过九个特征指标(CBERS-02 CCD五个波段、亮度、绿度、湿度及坡度)组合对青川县进行滑坡识别。首先经过镶嵌裁剪得到研究区影像图,用1、2、3波段合成真彩色图像,对该区域遥感影像滤波增强处理,减少图像斑点,改善图像质量,同时应用穗帽变换生成研究区的亮度、绿度、湿度指标;然后结合地震滑坡分布的地质地貌、构造岩性、形状纹理特点,对九个特征指标进行最大似然法监督分类;最后利用青川县的现场调查资料,对该滑坡识别结果进行了验证,同时结合滑坡发生的机理对滑坡分布进行了分析。研究区域的滑坡分布具有以下特点:1)分布范围广泛,且河谷两岸较多;2)地震产生的滑坡大多发生在坡度40°～50°、海拔700～1 100 m的山坡上。研究结果表明,利用中巴卫星进行滑坡识别的分类精度为76.4676%,Kappa系数为0.7130,抽取初步识别的96个滑坡进行野外校验,正确率为89%。证明中巴卫星适应于山区地震滑坡的识别。     

高海拔石灰石排土场汛期潜在滑移区域的D-InSAR评价研究

为解决高海拔排土场边坡及周边山体地质灾害的安全稳定性监测困难等问题,以西藏山南桑日县石灰石矿区及其周边山体为研究区域,通过分析西藏山南桑日县2015—2021年每年月降雨量,选取研究区域每年汛期两景Sentinel-1A卫星影像数据,利用合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术对影像数据进行处理,经过基线估算、差分干涉处理、相位解缠等计算,得到每年汛期研究区域某排土场边坡的地表形变信息,并基于排土场滑坡单一预警准则识别研究区域的潜在滑移区域及滑移量,进而判断该排土场边坡的安全状态以及对下游铁路、居民的影响。结果表明：排土场边坡处于安全稳定状态;2020年汛期研究区域的潜在滑移量为5 284.106 m³;研究区域内潜在滑移区域Ⅰ、Ⅱ区对下游铁路、居民安全构成一定的威胁,需要对其进行安全隐患排查,潜在滑移区域Ⅲ、Ⅳ区对下游铁路、居民无影响,但对排土场边坡本体稳定性构成一定的威胁,需要对其坡脚等位置进行安全防护;D-InSAR技术能够应用于高海拔排土场边坡潜在滑移点与滑移量的识别。     

酸雨对广西典型碳酸盐岩地区碳源效应研究

选取广西两个典型碳酸盐岩地区桂林(代表灰岩地区)与柳州(代表白云岩地区)作为研究区域,研究酸雨与岩石表面反应,并计算出由酸雨对碳酸盐岩的化学风化过程中形成CO2成为碳源的量。利用溶蚀试片溶蚀速率以及GIS技术得到研究区由酸雨产生的CO2源为41.066×108 g/a,其中桂林市区速率为33.349×108 g/a,柳州市区速率为7.717×108 g/a。单位面积源桂林与柳州分别为66.967×105 g/a.km2和42.777×105 g/a.km2,虽然低于两地的单位面积汇分别为273.891×105 g/a.km2与43.660×105 g/a.km2,但已不容忽略。柳州市区CO2源的释放速率比桂林市区慢的原因主要有二:桂林市区碳酸盐岩的代表面积为柳州市区2.77倍;由于柳州酸雨总体强度比桂林低,导致碳酸盐岩的溶蚀速率较低。     

基于GPS的云南地区主要断裂带现今运动特征分析

利用GAMIT/GLOBK软件对云南境内2009—2013年间三期陆态网络区域网联测数据进行处理,得到欧亚框架下的测站运动速度场。将云南地区划分为4个活动地块以及7个次级构造单元,基于块体整体旋转与均匀应变模型(REHSM)研究了云南主要块体以及断裂带的运动与变形特征,并结合GPS速度剖面,求得云南省主要断裂带的平均滑动速率。结果显示:位于川滇菱块东侧的则木河断裂、小江断裂、莲峰巧家断裂、弥勒师宗断裂均呈左旋走滑运动特征,左旋速率分别为5.4mm/a、5.3~7.2mm/a、0.5mm/a、1.8mm/a;而其西侧红河断裂、无量山断裂、瑞丽龙陵断裂、南汀河断裂、怒江断裂、澜沧江断裂均以右旋走滑活动为主,右旋速率分别为0.2~4.3mm/a、2.5mm/a、1.7mm/a、1.1mm/a、5.4mm/a、4.6mm/a;位于块体内部的丽江宁蒗断裂、易门断裂等均呈弱活动特征。     

因子分析在黄河上游干流地区滑坡灾害中的应用

黄河上游地区干流滑坡灾害频繁发生,造成了严重的经济损失和人员伤亡。对该区滑坡灾害进行研究,对于指导该区的抗灾、减灾和预防工作意义重大。采用遥感技术和野外采样实测,获取了研究区的129处滑坡灾害数据,进而对滑坡灾害影响因素进行了因子分析。通过因子分析,得到公因子,并对公因子命名。在此基础上,计算了因子得分及综合得分,并对其进行了排序。研究结果表明:灾害数据变量之间有较强的相关性,滑坡发生主要受到滑体标高因子、滑体外形因子、地表因子、环境因子和滑体性质5个公共因子的影响。滑体标高、环境特征和滑体性质对滑坡的影响较大,滑体外形因素和地表因素对滑坡发生的影响相对较小。     

不同海域Custom450高强度不锈钢的腐蚀规律研究

目的 研究Custom450钢在青岛、舟山、厦门及三亚等4个海域大气和飞溅环境中的自然腐蚀规律。方法 采用形貌分析、腐蚀速率、点腐蚀深度分析等方法对Custom450钢在上述4个海域大气和飞溅区的腐蚀规律进行研究。结果 Custom450钢在4个海域大气环境的年平均腐蚀速率相当,且未观察到有点蚀现象发生,舟山海域的年平均腐蚀速率最小,为0.001 41 mm/a,三亚海域的年平均腐蚀速率最大,为0.001 54 mm/a。4个海域飞溅区的年平均腐蚀速率范围为0.0021～0.0028mm/a,舟山海域的年平均腐蚀速率为0.002 1 mm/a,平均及最大点腐蚀深度分别为5.7μm和25.99μm,均低于其他3个海域。结论 Custom450钢在4个海域的大气环境暴露1 a后,未发现明显的腐蚀现象,表明该钢短期内在上述4个海域海洋大气环境中具有良好的耐蚀性。在飞溅环境中的腐蚀速率高于大气环境,且有明显的点腐蚀现象发生,钢中未溶的NbC相会促进点腐蚀现象的发生。     

基于GIS的贵州省赫章县滑坡易发性区划研究

以赫章县高位排查成果资料为依据,以滑坡地质灾害隐患点为研究对象,选取其合适的评价指标与权重计算各单元格易发性综合危险性指数,利用MAPGIS空间分析功能生成赫章县滑坡地质灾害隐患易发程度分区图,其易发区分为:滑坡地质灾害高易发,中易发区及低易发区,面积分别占全县面积的22.27%、49.01%及28.72%,并细分为6个亚区。分区结果与赫章县实际调查滑坡灾害点分布情况基本一致,表明此评价方法的可靠及实用性,其可结合研究区实际地质环境情况为赫章县政府部门防灾减灾及滑坡灾害点预测预报提供一定依据。     

山西省降水量时空变化及预测

山西广布高山与岩溶,是华北平原地表水产流区和地下水补给区.研究该区域降水时空变化有利于全面认识华北平原干旱问题.应用时间序列聚类、突变点检验、趋势分析和小波-支持向量机模型揭示降水时空变化并预测.按降水变化特点划分北部高纬区、太行山高山区、北部高山高原区、中部盆地区、中西部高山高原区和南部盆地区等子区.太行山高山区和南部盆地区降水偏多,北部高纬区降水偏少.同纬度的盆地降水少于高原和高山.1965—1991 年,山西南部、东部、中部和北部降水量相继显著下降,1957—2012年平均下降速率为-1.5 mm/a.山西自20 世纪90 年代整体进入偏干阶段,直接导致地表产流和地下水补给减少,加剧华北平原干旱.预测结果表明,2013—2020 年山西降水平均变化速率约16 mm/a,有利于遏制干旱.     

滑坡三维局部稳定性评价研究

目前滑坡稳定性研究主要以滑坡整体为研究对象,而大部分滑坡特别是大型、特大型滑坡失稳破坏均从滑坡局部开始,因此从三维局部的角度对滑坡稳定性进行研究有其必要性。采用单元安全度法,以三峡库区某滑坡为例,运用FLAC3D数值模拟软件对该滑坡各单元的安全系数进行计算,得到滑坡各部位稳定性系数分布图,并根据滑坡宏观变形和地表位移监测结果对滑坡的三维局部稳定性评价结果进行验证。结果表明:滑坡宏观变形和地表位移监测结果与三维局部稳定性评价结果较为一致;该滑坡目前整体较稳定,但滑坡前缘在降雨和库水的持续作用下将会发生失稳破坏。     

油田化学添加剂对污水处理系统腐蚀行为的影响

目的明确净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂对污水处理系统腐蚀行为的作用效果。方法通过工艺流程分析、腐蚀形貌观察、腐蚀产物成分分析、腐蚀失重测试等手段,分析污水处理系统腐蚀原因,考察油田化学添加剂对SSF污水处理系统腐蚀行为的影响。结果输送介质中溶解的二氧化碳、高浓度氯离子、氧是导致SSF净化装置内腐蚀的主要原因。分别添加质量浓度为150、0.3、60 mg/L的净水剂、絮凝剂、助凝剂后,动态腐蚀速率可从1.8544 mm/a降到0.6674、0.8627、0.3530 mm/a,静态腐蚀速率可从1.2515 mm/a降到0.9565、0.9474、0.6256 mm/a。添加160 mg/L缓蚀剂,动态腐蚀速率从1.8544 mm/a降低到0.0822 mm/a,静态腐蚀速率从1.2515 mm/a降低到0.0238 mm/a。同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂三种药剂,动态腐蚀速率为0.7672 mm/a,静态腐蚀速率为0.8742 mm/a;同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂四种药剂,动态腐蚀速率为0.3069 mm/a,静态腐蚀速率为0.0263 mm/a。结论添加缓蚀剂能有效控制SSF污水处理系统内腐蚀。污水处理用净水剂、絮凝剂、助凝剂对腐蚀有一定抑制作用。在动态条件下,净水剂、絮凝剂、助凝剂降低了缓蚀剂的缓蚀效果,在静态条件下,三种添加剂对缓蚀剂的缓蚀效果影响较小。     

InSAR技术在普光气田地质灾害调查中的应用

普光气田高含硫化氢的集输管道经常需穿越一些地形地质条件复杂区域,这些地区通常又是地质灾害的高发区,不同类型的地质灾害威胁着管道的安全运行。通过雷达卫星数据对普光气田集输站场和集输管道周边滑坡进行了地表形变探测,共探测出32处地质灾害点;结合光学遥感影像目视解释和现场勘查^[1],对普光气田103集气站南侧、胡家阀室、毛坝1井—1#阀室管线西侧共3处典型滑坡形变特征进行了详细分析。结果显示,该区域地质灾害变形速率受降雨的影响较大。调查结果能够对普光气田地质灾害防控工作提供重要的决策依据。