环境与工程地球物理技术研究及应用述评

环境与工程地球物理是生态安全环境科学与地球物理学融合发展的一门新兴交叉学科。以近年某一地球物理学术期刊发表的环境与工程地球物理理论与应用成果的论文为例,梳理与分析了传统地震方法、电法、电磁法以及新的地质雷达技术、核磁共振技术、地震映像技术、地震层析成像技术、电磁波CT技术、TSP地质预报技术等地球物理方法和技术在环境与安全科学领域的应用,对其解决滑坡、岩溶、矿山采空层、隧道设计及施工地质预测预报以及工程质量安全检测等环境与安全工程问题的应用实例及其效果进行了述评。指出环境与工程地球物理技术应用领域广泛,但存在发展瓶颈,并对该技术的创新发展趋势进行了展望,以促进其发展,为解决近地表环境与工程安全问题提供依据。     

广西崇左某厂址岩溶发育特征及工程地质评价

通过对崇左地区地质调查及厂址岩土工程勘察,围绕厂址主要工程地质问题——岩溶,从发育条件、发展历史、岩溶形态的分布特点等分析研究厂址区岩溶发育特征,对建厂工程地质条件及岩溶工程的一般规律进行了评价和归纳。     

大型岩溶洼地综合利用效果评价在FAST工程中的应用

以500米口径球面射电望远镜(FAST)工程为研究对象,探讨大型岩溶洼地作为建筑场地的综合利用价值。通过实际工程情况、自然灾害的治理、对生态环境的影响等多种综合因素,评价出工程对于岩溶洼地综合利用效果的优劣。通过汇总专家意见确定各因素之间的分级标准,并借助模糊数学理论,建立一个客观、全面、准确的岩溶洼地综合利用效果短期评价模型,从而可以真实反映岩溶洼地综合利用情况。     

江西某核电站选址地质灾害研究及防治对策

本文通过对江西某核电站选址及附近详细的地质灾害调查,结合拟选场地的地质环境条件分析,对地质灾害发育特征进行了仔细的研究,并进行了地质灾害预测;重点是覆盖岩溶区地面塌陷的易发性研究,根据岩溶地面塌陷产生的地质条件和诱发影响因素,采用了定性～半定量判别法评价岩溶地面塌陷的易发性;并针对核电站工程建设布局提出了相应的防治对策建议;为工程建设选址提供地质科学依据.     

鄂西南岩溶槽(盲)谷开发利用方案探讨——以宣恩县洗草坝岩溶盲谷为例

本文是在“西南岩溶地区地下水与环境地质调查项目”成果的基础上,以宣恩县洗草坝岩溶盲谷为例,依据其岩溶环境地质条件和岩溶水文地质特征及地方政府对其开发利用方案的要求,从地学角度对该岩溶盲谷开发利用方案的可行性进行了探讨。     

不同地质背景下岩溶生态系统的自然特征差异--以茂兰和花江为例

自然特征是典型岩溶生态系统研究与评价的基础。西南岩溶山区,由于气候、地形、地质构造、岩溶作用、土壤等条件的不同,各圈层发生着地质地貌组合→水文土壤组合→植被和小生境组合结构的作用过程,不同组合结构的岩溶生态系统具有特殊的功能和圈层的耦合作用,其本底稳定性与脆弱性各异,从而形成了不同区域岩溶生态系统及生境类型的多样性。对茂兰岩溶森林区和花江峡谷区两种典型岩溶生态系统———岩溶原生森林系统与石漠化系统的自然特征对比研究表明,两者的差异集中体现在地质构造、地貌演化、岩溶形态、水文结构、土壤侵蚀、植被群落、水文生态效应与生境多样性等方面,其中地质构造、地貌演化、岩溶形态、可开发利用的水资源、植被群落是两种系统存在显著差异的关键因素。因此,有必要探讨不同岩溶地貌单元、不同碳酸盐岩类型区的岩溶生态系统基本生态过程的共性和差异,探索地质环境与生态环境的内在联系和耦合关系,分析地质因素对生态环境的控制和影响程度,为岩溶受损生态环境单元的恢复重建提供理论依据。     

宜昌长江南岸岩溶流域典型区三维地质建模

宜昌长江南岸岩溶流域过河口地区存在库岸崩塌、工程性缺水、旱涝灾害、地下水污染、石漠化等水文环境问题,在地质资料匮乏的情况下,如何直观、立体、可视地表达水文地质结构特征,成为该地区地质灾害防治和环境保护等水文地质研究的难点。以宜昌长江南岸岩溶流域过河口地区作为主要研究区域,在分析研究区域地质环境概况与已有地质资料的基础上,基于QuantyView 3D平台,提出了一种以平面水文地质图数据为主的三维地质建模方法,构建了研究区的三维地质结构模型和水文地质结构模型,并依据地下水类型为水文地质结构模型赋值属性,以此划分了7个地下水类型。在此模型的基础上,通过对模型进行数据量算分析和模型空间结构分析等应用,为过河口地区水文地质研究提供了空间信息支持,揭示了地下水赋存空间和运动场所的基本结构特征,对地下水资源保护与利用具有重要的意义。     

浅析岩溶地质危害及其勘察方法

岩溶补给区、径流区、排泄区的水文地质条件不同,其岩溶发育特点及其地质危害也表现出不同的特征。本文结合典型工程实例分别介绍了岩溶补给区,径流区和排泄区的地质危害特点、类型及相应的勘察方法。     

金佛山岩溶生态环境特征及可持续发展策略研究

重庆金佛山岩溶生态环境是在独特的地质、气候、水文、土壤、生物等自然条件和人为条件的交互作用下形成。本文分析了金佛山岩溶生态环境的基本特征和存在的典型岩溶环境问题，以既有理论成果为依据，对今后金佛山的保护和开发提出了可持续发展策略。     

岩溶山区雨水资源有效利用研究——以贵州省普定县马官地下水库为例

以贵州省普定县马官地下水库为例,从区域岩溶地质概况、成库条件、库容分析和降雨量及补给量计算、工程效益等方面,对马官地下水库进行了研究,阐述了马官地下水库是岩溶山区雨水资源有效开发利用的典型,具有推广意义。     

贵州省安龙县地质灾害发育特征及成因分析

安龙县位于贵州省西南部,地处扬子陆块与右江造山带的过渡地带。该县境内山地、丘陵地貌发育,地形切割较强烈,地质构造、地层岩性复杂。在自然因素、人为因素的作用下,引发了多种地质灾害,使区内生态地质环境遭受严重破坏,给工农业生产和人民生命财产带来较大的损失和严重危害。本文分析研究了因降雨为主引发的滑坡、崩塌,因岩溶充水矿床疏排地下水所引起的岩溶塌陷,因矿山企业采矿形成的采空区为主引发的采空塌陷等地质灾害发育特征及成因分析。地质环境是一个复杂多变的、不稳定的开放系统,其变化就构成了地质灾害形成与发展的基础与条件。地质灾害的发育、分布、致灾程度与地质环境中的地形地貌、地质构造、岩土体地质类型、水文地质条件等因素及人类工程活动强度有着密切的关系。并针对存在的地质灾害隐患提出防治措施及建议。     

神头泉域人类活动的水资源-环境效应

神头泉是山西省朔州市的重要供水水源，泉域内的岩溶水开采引发了一系列环境地质问题。本文介绍了神头泉域岩溶水资源的开发利用历史及现状，对水资源开发导致的泉流量衰减、地下水位下降、地下水污染等水资源-环境效应进行了评述，并在此基础上提出了相应的岩溶水资源保护措施，为该地区岩溶水资源的可持续利用提供了理论依据。     

基于层次分析法的杭长高速岩溶塌陷易发性评价

浙江省岩溶以覆盖型为主,近年来越来越多的高速公路穿越浙西北岩溶地区,由于岩溶地质灾害的隐蔽性和突发性,出现了一系列工程技术难题,给高速公路的勘察、施工与运营管理带来了较多困难。以浙西北在建杭长高速公路为例,在对线路穿越段基础地质及水文地质条件调查认知、勘察成果资料收集整理和总结分析的基础上,考虑公路工程建设对岩溶地质环境扰动的特殊性,构建了有针对性的评价指标体系,并运用层次分析法(AHP)建立了岩溶塌陷易发性评价模型,对在建杭长高速公路的岩溶塌陷易发性进行了评价。结果表明:该路段全长30.42km,累计分别有1.978 3km、0.404 0km和0.382 4km穿越岩溶塌陷高易发区、中易发区和低易发区,需在高速公路建设过程中有针对性地采取进一步的预防及治理工程措施。本研究成果可为浙江省及临近省份覆盖型岩溶区高速公路工程的规划、建设与防灾减灾管理提供参考。     

曹妃甸滨海新区建设用地地质环境适宜性评价

通过对曹妃甸滨海新区地质环境的实际调查和客观分析,基于地质安全评价的结果选择地质环境不安全区、大型盐田以及生态湿地作为敏感因子,选择地形地貌、工程地质条件、水文地质条件、地质灾害及地质环境问题、资源条件作为重要因子,采用层次分析-专家打分法确定了评价因子的权重,并采用敏感因子-模糊综合评价模型对曹妃甸滨海新区建设用地地质环境适宜性进行了评价。结果表明:地质环境适宜区占研究区总面积的20.30%,地质环境较适宜区(需要进行简单改善)占研究区总面积的39.91%,地质环境适宜性较差区占研究区总面积的8.83%,地质环境不适宜区(不适合于建设用地)占研究区总面积的30.96%。该评价结果可为曹妃甸滨海新区城市规划、建设、管理提供科学依据,有利于实现城市建设与地质环境资源的优化配置。     

岩溶多重介质环境与岩溶灾害

岩溶多重介质环境涉及到气候、土壤、植被、岩性及水-岩相互作用多项内容。在岩溶多重介质环境中,水-岩相互作用不断地改变岩溶多重介质环境的结构与功能。在岩溶化高度成熟地区,水-岩相互作用强烈,致使岩溶多重介质环境重建。岩溶灾害的时空演变是在岩溶多重介质环境中进行的,研究岩溶多重介质环境,可分析岩溶灾害发生和发展的规律,及其破坏性和预防与治理措施。     

贵州省洪家渡电站K40溶洞封堵处理方法分析

本文对贵州省洪家渡电站K40溶洞封堵处理设计与施工进行了分析,并提出了岩溶地区复杂地质条件的处理方法。即在查清地质条件的基础上,采用分区处理,多种工程手段相结合的措施。     

徐州市岩溶地质灾害与岩土工程问题

隐伏岩溶地质灾害的危害在于其隐蔽性和突发性,岩溶与土洞成因上相关联,工程环境中共存,查明其发育及分布特征,预测岩溶地质灾害,有针对性的分析处理地基基础问题,是岩土工程勘察的重要工作内容。本文结合工程实例对隐伏型岩溶地区桥梁基础选型与地基处理问题进行分析。     

中国地质环境承载力评价研究进展

地质环境承载力是衡量人类活动与地质环境是否协调的标准之一。开展地质环境承载力评价,调节人类活动,是实现区域经济可持续发展的关键。20世纪90年代以来,中国关于这方面的研究广受重视,硕果累累。该文综合总结、归纳、考量近30年来中国区域地质环境承载力评价研究的基本情况,将其划分为3个阶段:自主理论探索阶段、实践运用与理论深化阶段、"3S"技术与大数据综合评价阶段。从评价流程、评价指标、权重计算、评价模型等方面进行简要回顾与总结,并指出当前研究中存在的问题。然后提出城市地质环境承载力演化模型。最后认为国内地质环境承载力研究的发展趋势应包括:完善评价理论,更加客观地评价地质环境承载力;注重对敏感指标的研究;注重评价的实用性。     

广州市大坦沙岛岩溶塌陷成因分析及防治对策

大坦沙岛是近年来对广州市城市规划和建设影响较大的岩溶塌陷区之一。通过详细的地质灾害综合勘查,在查明大坦沙岛地质环境条件和地质灾害诱发因素的基础上,分析岛上岩溶及岩溶塌陷的发育特征,并探讨了岩溶塌陷地质灾害形成的原因,进而提出具体的防治对策。结果表明:岛上可溶岩广泛分布,其内岩溶发育强烈,覆盖层土体结构松散、透水性好,其中土洞发育普遍,同时岛上断裂带切割地层,形成地下水渗流运移的良好通道;工程建设抽排地下水造成的地下水水位变化和基础工程施工机械贯穿隔水层直接诱发了岩溶塌陷,并伴生多处地面沉降;要做好施工前的地质勘查工作和施工过程中地面变形和地下水位的监测预警工作,减少抽排水量,以防治岩溶地面塌陷。     

衢南高速江山四都镇路基段隐伏岩溶发育特征及塌陷成因分析

浙江省衢南高速江山四都镇段隐伏岩溶发育,2010年曾发生过路基塌陷,为了保障高速公路安全运营,需要对重点路段进行隐伏岩溶发育情况的详细调查,进而在此基础上分析塌陷机理并设计相应的监测方案,以降低塌陷危险性。本文基于详细的野外地质调查以及大量的勘探工程,概述了研究区内的地质环境条件,分析了隐伏岩溶的空间发育与分布特征以及塌陷的影响因素,并以研究区内某塌陷案例为基础,分析了塌陷的演变过程和成因机理。结果表明:研究区的塌陷以潜蚀成因的土洞塌陷为主,地下水流场的变化是诱发塌陷最主要的影响因素。在此基础上,提出了重点路段的监测方案与建议,可为浙西北隐伏岩溶区高速公路路基塌陷的调查及防治工作提供参考。