- 廖启鹏;韦桦;胡守庚;陈启辉;范域立;
在全球气候变化加剧与自然灾害频发的背景下,国土空间韧性规划作为应对环境不确定性的关键策略,日益成为学术界和政策制定者关注的焦点。为加快国土空间韧性规划编制体制的整合,基于2000—2024年文献数据,利用文献计量分析与知识图谱构建,系统梳理了国土空间韧性规划的理论演进及国内外研究进展,总结了城市防灾、气候适应等领域在国土空间韧性规划中的实践应用与现存挑战。结果表明:现有研究多集中于灾害防控技术、政策工具开发及空间规划策略,而对极端复合型灾害、城市系统脆弱性演化等新兴风险的前瞻性探索及国土空间韧性规划的长期动态效应分析仍显不足;国土空间韧性规划在全球研究脉络中的核心议题与发展趋势为从单一灾种应对转向综合减灾体系构建,从应急响应转向长效适应与恢复机制设计。该研究提出了面向新安全格局的韧性治理理念,主张通过构建分层分类的规划体系与动态反馈机制,强化城市系统的抗灾能力与适应性,同时,呼吁聚焦国土空间重大风险防控的科技攻关与理论突破,推动国土空间韧性规划从静态防御向灵活智能的动态治理转型,为全球城市及区域的可持续发展提供兼具理论深度与实践价值的韧性建设框架。
2025年03期 v.32;No.159 1-13+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1923K] [引用频次:0 ] - 林凯;詹庆明;童安;陆亦潇;黄宇兴;
21世纪以来的快速城镇化带来较多气候环境问题。作为有效的缓解手段,城市通风廊道的合理构建已在学界受到深度关注。从城市热风险视角出发,基于电路模型连通了武汉市都市发展区的作用空间、补偿空间、潜在廊道空间,构建了该尺度下的城市通风廊道方案。结果表明:2007—2023年间武汉市都市发展区内热暴露指数呈现增长趋势,热适应指数和热敏感指数空间分布呈现中心高、外围低的中心外围结构;较高及高热风险地区主要分布于西部及东北地区,且江汉区、硚口区、青山区、江岸区4个区域需要重点关注;通风潜力呈现圈层式分布,自二环核心区向外依次递减;为武汉市都市发展区规划了6条城市通风廊道,其中4条顺应西南风向,2条顺应东南风向。该研究提出的通风廊道构建方法具备视角更综合、针对性更强的技术特点。该研究成果拓展了城市通风廊道研究的理论框架,可为与武汉市类似的存在高温风险的城市规划通风廊道提供科学指导。
2025年03期 v.32;No.159 14-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2209K] [引用频次:0 ] - 舒建峰;彭翀;
随着极端降雨事件导致的洪涝灾害频发,城市空间面临的风险不确定性进一步增加。医疗设施是保障居民日常就医服务、提供应急医疗响应的核心要素之一,提升医疗设施应对多灾害风险的动态响应能力至关重要。以武汉市中心城区为例,基于多情景内涝灾害模拟,并利用改进的两步移动搜索法开展多情景、多搜索半径下的医疗服务韧性测度。结果表明:(1)武汉市中心城区医疗服务资源整体丰富;10年、50年、100年一遇3种内涝灾害情景下,路段、医疗设施和人口活动单元出现不同比例的淹没风险;高医疗服务水平的单元呈现“圈层+飞地”特征。(2)搜索半径为9 min的紧急状态日常医疗需求下,武汉市中心城区医疗服务韧性水平整体较高,3种内涝灾害情景下均有超过50%的单元表现出医疗服务功能上升的特征;同时,灾害级联效应造成约4%~5%的单元的医疗服务功能显著下降。(3)随着搜索半径从9、18 min增加至36 min,3种内涝灾害情景下医疗服务韧性水平均出现了显著下降;相比紧急状态下日常医疗服务韧性受影响的范围小、局部受影响程度大的特点,平时状态下日常医疗服务韧性呈现出受影响的范围更广、受影响程度更小的特征。研究结果可为医疗服务资源多情景需求优化以及应对灾害风险的国土空间设施体系完善提供理论和方法参考。
2025年03期 v.32;No.159 26-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2543K] [引用频次:0 ] - 童陆亿;陈赞;罗素;杨剩富;蔡超;
系统认知下垫面与地表温度(land surface temperature,LST)之间的关系是应对城市热岛效应的重要基础。以山东省青岛市一典型区域为例,运用相关性分析、地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)等方法探测了LST与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、归一化建筑指数(normalized difference built-up index,NDBI)、裸土指数(bare soil index,BSI)之间关系的时空分异特征,识别了LST与下垫面之间关系的典型场景,并据此分析了除下垫面外影响LST的主要因素。结果表明:学校、停车场、广场等场所易形成“热岛”,而“冷岛”多分布于高档住宅区以及大型水体、山地等区域;LST与NDVI、MNDWI总体呈负相关关系,与NDBI、BSI总体呈正相关关系;LST与下垫面的关系存在显著的空间异质性和季节性变动,植被、水体对LST具有明显的非线性影响;热排放和洒水等特殊的人类活动、建筑阴影、不同植被类型及其物候学特征、特殊建筑材质及地形和风等因素通过改变局部LST,来塑造具备时空分异特性的LST与下垫面关系。建议进一步推进LST与下垫面之间微观关系的系统研究,全面查清影响LST的因素,揭示其对LST的影响过程与机理,从城市开发强度控制、建筑材料选用、统筹人工降温活动和激活自然要素降温作用等方面完善城市热岛效应的应对机制与措施,助力宜居城市和韧性城市建设。
2025年03期 v.32;No.159 39-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2140K] [引用频次:0 ] - 何钊;瞿诗进;胡守庚;
人地耦合系统脆弱性是表征县域国土空间安全及区域高质量发展的关键内涵,也是可持续性科学探究的重点问题。基于城市脆弱性及资源环境承载力等相关研究基础,通过解析承载“力”内涵,构建人地耦合系统脆弱性“压力-支撑力-潜力”研究框架,探究了2010—2022年三峡库区26个县(区)脆弱性时空演变特征,厘清了主要致脆因子,并提出了分类管控策略。结果表明:2010—2022年三峡库区县域脆弱性水平呈显著下降趋势,压力与潜力结构关系发生转折性变化;2010—2022年三峡库区县域脆弱性格局总体呈现“库首高—库腹低—库尾高”的分布特征,库腹压力水平降低,库首、库尾的支撑力和潜力水平显著升高,脆弱性由较高等级向较低等级趋近;年平均降水深度、建设用地占行政区面积比例、地质灾害科学防治资金投入是库区关键致脆因子,其对不同县(区)的主要致脆过程有所差异。据此,基于优化发展类、资源转型类、管控提升类和协同治理类策略,对三峡库区26个县(区)提出差异化管控策略,为提升县域安全水平、推动区域可持续发展提供实践参考。
2025年03期 v.32;No.159 50-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2181K] [引用频次:0 ] - 邹芳;向楚钰;龙美琴;谷典;
应急避难场所是主要的灾后应急疏散空间,对保障城市安全和可持续发展十分重要,但老旧社区对其关注较少。而且,由于用地紧张和老龄化程度较高,老旧社区应急避难场所改造成为难点。以中国长沙市典型的老旧社区为案例区,通过构建仿真疏散模型及评价指标体系,定量刻画了老旧社区重要因素对应急避难场所改造的影响规律。结果表明:老旧社区应急避难的三大影响因素,即老龄人口占比、应急避难场所数量及位置、应急避难场所容量,均会对疏散结果产生影响,且这种影响是非线性的;综合比较发现,案例区三大影响因素对应急疏散效率结果影响的比值为5∶6∶34;不同于一般的居住社区,老旧社区应急避难场所改造应重点关注其位置的合理分布以及适老化设计。该研究量化了三大影响因素对应急疏散的影响,能够为其他存在类似问题的地区提供科学指导,进而提高城市整体应急疏散和避难能力。
2025年03期 v.32;No.159 63-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K] [引用频次:0 ]
- 黄良;曹杰;邓清禄;刘鑫;
天然砂土颗粒形状复杂多变,形状要素对其力学特性的影响机制尚不明确。为了探究颗粒形状对砂土剪切特性的影响规律并揭示其微观机理,开展了不同颗粒形状砂土试样的室内三轴试验和离散元数值模拟试验。室内三轴试验结果表明:在孔隙比相近的情况下,颗粒形状不规则砂土试样易发生应变硬化现象,而颗粒形状规则砂土试样易发生应变软化现象,当砂土试样形状规则程度降低时,其在应力路径q-p′曲线内的临界状态线将逆时针旋转,即形状越不规则其临界状态摩擦角增大,且其在e-logp′平面内的临界状态线将向下移动。离散点数值模拟结果表明:试样密实度相同时,试样的偏应力峰值强度、偏应力峰值应变以及超孔压峰值应变均随颗粒形状不规则程度的增大而增大;在微观参数层面,不同颗粒形状试样中颗粒间的力链分布及强力链占比、配位数和接触滑动率存在差异,这可能是造成不同试样间力学差异的原因。该研究成果可为无黏性土坡的稳定性分析、地基承载力计算提供参考。
2025年03期 v.32;No.159 90-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1876K] [引用频次:0 ] - 何世静;汪漫;焦玉勇;刘文连;许汉华;眭素刚;胡小悦;
高寒地区矿山岩质边坡工程一直是国内外研究的热点,由于常年受冻融侵蚀、开采爆破及地震等多种因素的影响,造成了严重的安全隐患,制约了矿山资源的安全高效生产。为了更深入地了解矿山岩质边坡岩体在冻融及动载耦合作用下的损伤劣化机理,本文通过制备矿区砂岩试样,基于冻融循环试验、分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验、数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术等手段对高寒地区岩石在冻融及动载耦合作用下的力学性能及裂纹扩展规律进行了分析。结果显示:(1)砂岩试样的动态峰值应力和动弹性模量随着冻融循环次数的增加逐渐降低,应变峰值随着冻融循环次数的增加而逐渐增大,同时在线弹性阶段,应力-应变曲线斜率随冻融循环次数的增加不断减小;(2)在冲击荷载作用下砂岩试样y向应变集中区的分布决定了试样在破坏过程中初始裂纹和次生裂纹的产生和扩展,同时位移云图和监测点位移的正负可以判断裂缝发生的位置及裂纹长度变化。该研究结论可为高寒地区岩体工程在冻融、动载等灾害防治方面提供一定的理论参考。
2025年03期 v.32;No.159 101-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K] [引用频次:0 ] - 李漪;王红伟;彭斌;谭瑞山;曹翊;张明;
我国川渝地区石窟寺分布广泛,但川渝地区水环境污染的加剧对石窟岩体及石刻造像造成了严重的腐蚀。为了研究长期水化学作用下砂岩的损伤特性,以重庆市涞滩二佛寺红层砂岩为研究对象,首先开展饱水状态和pH=3酸溶液浸泡状态下的砂岩三轴压缩试验,分析水化学作用下砂岩的力学特性;然后基于连续损伤力学及统计损伤理论,推导砂岩损伤本构模型;最后以三轴压缩试验数据为基础,分析水化学作用下砂岩矿物的溶解,建立基于矿物溶解量的砂岩水化学损伤模型,并开展模型验证。结果表明:pH=3酸溶液浸泡状态下砂岩的峰值强度和变形模量劣化程度最大;加载过程中砂岩试样轴向和径向2个方向的应变量明显增加,且径向应变对于不同水化学环境下岩石的劣化作用更敏感;通过三轴试验数据验证了该模型的有效性和合理性。该研究对涉及水化学作用的岩石工程及石质文物的保护具有重要作用。
2025年03期 v.32;No.159 112-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K] [引用频次:0 ] - 鲁广斌;陆凯华;孟祥龙;王雯莉;汪芷嫣;徐华升;余阳;
高层建筑一旦起火将产生严重的社会后果。天井结构广泛存在于高层建筑中,当室内火灾达到通风控制阶段并形成开口火溢流后,火灾烟气会蔓延至天井中,在天井的烟囱效应驱动下,热烟气会迅速向上蔓延从而造成较大的火灾影响。以某建筑工程为例,基于FDS软件建立了全尺寸的数值模型,分析了天井内部中心线温度和天井4个侧壁竖向温度分布,研究了不同火源场景下室内温度的时变过程、天井开口火溢流的羽流运动及其温度场的演变规律,揭示了高层建筑内天井烟囱效应对开口火溢流的影响。结果表明:室内起火后800 s将形成多开口火溢流并趋于稳定,而双侧火溢流在天井内的相互制约将迫使烟气在室内蓄积;当火源热释放速率为6 MW时,烟气不会充满整个天井上部且温度较低;而火源热释放速率达12 MW时,将全面推进高温火焰和烟气向上扩散;开口火溢流过火面竖向温度先上升后下降,而天井中部和非起火面竖向温度则持续上升。研究结果可为高层建筑天井开口火溢流行为分析提供理论基础,也可为高层建筑的消防安全管理提供参考价值。
2025年03期 v.32;No.159 121-128+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K] [引用频次:0 ] - 李春雨;卢新;周克清;
为解决聚氨酯泡沫极易燃烧、点燃后易释放大量热量和烟雾等关键问题,设计并构建了一种高效、环保的阻燃涂层,用于降低软质聚氨酯泡沫(flexible polyurethane foam,FPUF)的火灾危害性。综合考虑阻燃效果与选材的安全性,研究以炭黑、壳聚糖和植酸为原料,采用层层自组装(layer-by-layer assembly,LBL)技术在FPUF表面交替沉积环境友好型涂层,制备了具有阻燃性能的FPUF。凭借阻燃涂层在凝聚相与气相的共同作用,改性泡沫表现出显著的防火安全性。与未进行涂覆改性的泡沫(FPUF-0BL)相比,涂覆6层阻燃涂层的泡沫(FPUF-6BL)重量增加了45.6%;燃烧后可保持完整的炭层结构,残炭量增加了20.76%;其热释放速率峰值、烟气释放速率峰值和总烟气生成量分别降低了44.5%、43.4%和65.3%。此次设计的自组装阻燃涂层可为减少聚氨酯泡沫材料的火灾危险性提供一种有效的方案,以保障泡沫材料的应用安全性。
2025年03期 v.32;No.159 129-135+151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K] [引用频次:0 ] - 金仁贵;吴文兵;陈力博;
为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的响应规律,并开展瞬态动力分析。结果表明:桥墩基础墩顶处位移表现出累积趋势,墩身、墩底和桩顶处的位移、应力、应变呈现非线性波动特征;横桥向变形量在墩顶处最大,向下逐渐减小,最小值在桩顶处;墩身的应力、应变的最大值分别位于静水面处和墩底与承台相交处,最小值位于墩顶、桩顶处。该研究结果可为深水桥墩基础的设计与运营维护提供理论指导。
2025年03期 v.32;No.159 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K] [引用频次:0 ]
- 杨涛;张秀丽;田湖南;
随着金属露天矿开采深度的持续增加,节理岩质边坡在水-力耦合作用下的稳定性问题日益凸显,尤其在降雨频繁区域,水弱化效应引发的边坡失稳已成为矿山重大地质灾害的主要诱因。以某金属露天矿岩质边坡为研究对象,采用边坡变形监测、节理现场调查、节理水弱化试验和节理有限元模拟等方法,深入探讨了水弱化作用对边坡变形破坏演化的影响。结果显示:边坡变形呈现出推移式特征,其变形曲线可划分为缓慢变形、匀速变形和加速变形3个阶段,具有明显的阶跃式演化特征,与降雨之间存在较强的相关性,边坡失稳模式主要表现为顺倾滑移和楔形体破坏;节理的强度特性具有显著的水弱化效应,其中黏聚力的弱化效应显著高于内摩擦角,黏聚力的弱化率约为50%,而内摩擦角的弱化率则不超过20%;在降雨入渗条件下,节理逐渐饱和,导致抗剪强度随之降低,使得边坡稳定性逐渐降低,当节理强度弱化程度超过0.8时,边坡整体失稳,出现大规模变形破坏,变形体上部边界基本呈平面状,由顺倾节理J1所主导,而下部则呈现曲面状,由2组节理交错形成。研究成果定量揭示了节理水弱化效应与边坡失稳之间的内在关联,可为露天矿边坡稳定性评价、矿山地质灾害防治提供科学依据。
2025年03期 v.32;No.159 188-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K] [引用频次:0 ] - 王凯;邬礼扬;殷坤龙;曾韬睿;谢小旭;龚泉冰;
机器学习模型作为评估滑坡易发性的先进工具,其精度的提高是获得高质量易发性区划图的核心。为优化机器学习模型,克服传统模型在预测浅层滑坡方面的不足,提出了一种基于贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)的极端梯度提升树(extreme gradient boosting,XGBoost)模型,用以评价衢州市的浅层滑坡易发性。首先,基于衢州市682处浅层滑坡的基础数据,选取坡度、坡向等10个指标构建指标因子体系;然后构建XGBoost模型,使用贝叶斯算法进行超参数优化;最后使用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线以及统计方式进行精度分析,并与其他的机器学习模型进行对比。结果表明:(1) BO-XGBoost模型(AUC=0.874)预测精度最高,比XGBoost模型性能提升了4.17%,且根据浅层滑坡在各易发性等级的分布情况,BO-XGBoost模型在极高易发区中浅层滑坡数占比最高,为36.80%,滑坡比率最高,为3.92;(2)衢州市浅层滑坡极高和高易发区主要分布于北部、南部和中部山区的道路和水系沿线区域;(3)土地利用类型为草地、居民点距离小于400 m、道路距离与水系距离小于150 m是衢州市浅层滑坡发育的主要影响因素。研究提出的模型显著优于传统方法,提高了滑坡易发性评价的准确性,为东部沿海山区的浅层滑坡易发性评价提供了一种新颖的技术方案。
2025年03期 v.32;No.159 197-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 2584K] [引用频次:0 ] - 唐扬;张锦瑞;汪洋;张慎;
由于传统监测手段及斜坡复杂地质条件的限制,已有的斜坡稳定性评价方法在其应用范围及效果上仍存在一定的局限性。合成孔径雷达干涉测量(synthetic aperture radar interferometry,InSAR)的解译结果可以反映斜坡的位移时空特征。以三峡库区燕山移民集镇斜坡为研究对象,通过分析2018年3月24日至2023年9月6日的Sentinel-1A卫星影像数据,引入二维InSAR形变速率和热点分析结果,构建了集镇斜坡稳定性判别矩阵,并依据地形地貌相似原则,将集镇斜坡划分为8个次级斜坡区,最后基于斜坡稳定性判别矩阵结果与斜坡区内形变点特征得出斜坡区域稳定性等级。结果表明:除第三、六斜坡区处于欠稳定状态外,其余区域均处于基本稳定、稳定状态,野外调查结果验证了该方法的可靠性。该研究为集镇尺度斜坡稳定性分析提供了一种新思路。
2025年03期 v.32;No.159 210-215+229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K] [引用频次:0 ] - 李新宇;殷坤龙;梁鑫;谢小旭;廖映雪;王诺娜;尹昊;
三峡水库自2003年蓄水运行以来,水位升降诱发了大量间歇性变形的水库滑坡,开展时序变形监测对理解水库滑坡运动特征和灾害早期预警至关重要。以奉节县藕塘滑坡为例,以合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术为基础,使用永久散射体InSAR(persistent scatterer InSAR,PS-InSAR)、小基线集InSAR(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)和PS-SBAS-InSAR技术开展经济普适的滑坡变形广域时序性监测,以解决地基传感器获得的点状信息在滑坡演化特征分析方面的缺陷;对2018—2019年藕塘滑坡地区的31景Sentinel-1A升轨数据进行了解算,通过对比地表GNSS数据,评价了3种SAR解算技术的监测效果,并通过对藕塘滑坡的时序变形特征及机理分析,明确了InSAR技术在滑坡运动学特征分析与变形分区方面的优势。结果表明:PS-SBAS-InSAR的监测效果最佳,其均方根误差和拟合度的平均值分别为2.896 7 mm和0.956 1;根据InSAR监测结果,将藕塘滑坡划分为弱变形区(-10 mm/a≤vslope≤0 mm/a)、中等变形区(-30mm/a≤vslope<-10 mm/a)、强变形区(-70 mm/a≤vslope<-30 mm/a);滑坡变形与降雨量、库水位升降密切相关,其在空间上呈现出后部变形最大、前部次之、中部最小,时间上呈现出汛期变形较大、非汛期变形较小的特点;目前藕塘滑坡处于持续蠕滑阶段,表现出前部牵引-后部推移的变形破坏模式。基于该方法的变形特征解译和强度分区为滑坡灾害的精细化监测和早期预警提供了新的思路。
2025年03期 v.32;No.159 216-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 3037K] [引用频次:0 ] - 倪顺程;张锦瑞;张鑫;李先乐;汪洋;杨亮;
现有滑坡易发性评价方法易出现假阴性和假阳性误报。为提升评价方法的准确度,以万州区长坪乡为例,首先采用小基线集合成孔径雷达干涉技术测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBASInSAR)技术解译研究区2020年1月6日至2021年12月26日的Sentinel-1数据,得到研究区滑坡灾害清单和坡向形变速率;然后利用支持向量机模型、信息量模型和极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)模型预测研究区滑坡发生的空间概率;接着选取每个滑坡形变速率最大值点绘制改进的切线角曲线,以判断滑坡所处的变形阶段,在此基础上,结合滑坡易发性结果构建滑坡动态易发性评价矩阵,最后得到研究区动态易发性评价结果。结果表明:滑坡静态易发性评价结果使高易发区和极高易发区的面积占比降低了9.62%,并将极高易发区的滑坡密度从5.96个/km~2提升至7.46个/km~2,通过现场调查和滑坡编录数据验证了该方法能够减少对滑坡假阳性的误报,提高滑坡易发性时空更新的判别度和精度。研究结果可为区域灾害预警和应急响应提供数据支持和应用参考。
2025年03期 v.32;No.159 230-242+280页 [查看摘要][在线阅读][下载 2453K] [引用频次:0 ] - 夏湘朕;胡桂胜;
强震作用往往引发崩塌、滑坡、泥石流等多种地质灾害,且灾害单体之间易形成灾害链,使得成灾机理更加复杂。以烧房沟为研究对象,通过现场调查、模型计算等方法,研究了流域内滑坡-泥石流灾害链的成灾特征与成灾机制,并剖析了该滑坡-泥石流灾害链的演化过程。结果表明:烧房沟内滑坡-泥石流灾害链的成灾特征主要表现为级联效应、时空扩展性、时滞效应和难预测性;其成灾机制为受汶川8.0级地震的影响,坡面累计滑动量达到18.36 cm,远超龙门山震区的临界滑动量,导致滑坡发生,滑坡堆积物挤占沟道形成堰塞坝,既为泥石流的暴发提供了物质基础,又在短时强降雨的激发下多次引发泥石流,坝体在泥石流的冲击、侵蚀和降雨入渗的作用下溃坝,形成溃决型洪水泥石流;该灾害链的演化过程经历了震前孕育、强震作用下坡体失稳、滑坡下移堵塞沟道形成堰塞湖、堰塞湖溃决形成溃决型洪水泥石流、松散堆积体再次失稳下滑和滑坡-泥石流往复发生6个阶段。烧房沟内灾害链的成灾特征复杂,成链过程由强震与降雨共同主导;受降雨影响,烧房沟内泥石流和滑坡不断产生,导致流域内泥石流、溃决型洪水泥石流、滑坡往复发生。
2025年03期 v.32;No.159 243-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K] [引用频次:0 ] - 陈虹;殷坤龙;严亮轩;龚泉冰;刘谢攀;邬礼扬;朱宇航;
建立结合斜坡地质环境条件的滑坡短临气象预警模型及其判据是台风暴雨区开展滑坡预警预报工作的重要环节。基于区域地理地质资料、滑坡编录资料和高分辨率气象数据,考虑地质环境条件对滑坡发生的影响,采用信息量模型进行区域滑坡易发性区划;开展滑坡与降雨过程的相关性分析,划分不同持续时间的诱灾降雨历程,并以此提出不同小时时段的短临气象预警模式;选取累计降雨量-降雨历时模型,得到研究区降雨型滑坡的阈值;将滑坡易发性区划和降雨阈值耦合,建立了台风暴雨区不同预警时长的滑坡短临气象预警模型及判据。以浙江平阳县为例,建立了考虑滑坡易发性的1、3、6、12、24 h的短临气象预警模型。结果表明,针对该区台风暴雨诱发的突发型滑坡,本预警模型综合预警准确率可达到82%。研究创新性地提出了滑坡短临气象预警模型,实现了小时级分辨率的精细化预警,为浙江省等台风暴雨区滑坡灾害的风险管控提供了思路。
2025年03期 v.32;No.159 254-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 2206K] [引用频次:0 ]
- 赵俊伟;干正炼;宁宇;
我国部分煤矿存在铀的异常富集。在煤矿开采、选冶、堆存及使用过程中,含铀煤中的铀会发生迁移转化,对周边环境造成潜在威胁。以我国云南西南地区含铀煤为研究对象,在模拟当地出露的碱性地下水和酸雨的作用下,探究了煤中铀的动态释放规律及释放机理。其中,供试煤样铀含量为87.16 mg/kg,有机质结合态铀占比为85.3%。模拟实验结果表明:煤中铀的动态释放规律符合指数衰减模型,在150 mmol/L、[HCO_3~-]:[CO_3~(2-)]=2:1、1.0 mL/min的动态碱浸条件下,煤中铀的初始浸出浓度最高,达到186.55μg/L,煤中铀近乎完全释放;在[SO_4~(2-)]:[NO_3~-]:[Cl~-]=5:1:1、pH=3、1.0 mL/min的动态酸浸条件下,煤中铀的初始浸出浓度仅有3.57μg/L,浸出率仅为2.94%;暴露于当地碱性地下水的环境下,煤中铀的释放风险更高。煤中无机常量组分的溶浸结果表明,在酸性环境下,煤中铀的释放与煤中钙、铁、锰的溶解相关。三维荧光光谱结果表明,在碱性环境下,煤腐殖酸溶解是铀释放的主因。X射线光电子能谱及傅里叶红外光谱表征结果进一步表明,煤中铀的释放主要受煤腐殖酸中C—O、C=O键的碱溶控制。该研究揭示了煤中铀在不同酸碱条件下的释放机理,可为评估煤中铀的环境暴露风险提供理论支撑。
2025年03期 v.32;No.159 300-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 1923K] [引用频次:0 ] - 何凡;陈超琪;王盼盼;张超;李心悦;陈兰洲;
苯胺和Cr(Ⅵ)是印染废水中的典型污染物,直接排入水体会严重危害生态环境。利用γ-Fe_2O_3磁性壳聚糖微球固定Rhodococcus sp.PB-1,制备磁性壳聚糖载菌微球(magnetic chitosan microspheres loaded with Rhodococcus sp.PB-1,MCMR),用于去除水中的苯胺和Cr(Ⅵ);采用SEM、XRD、FT-IR等方法表征MCMR特性,通过单因素实验探究影响其去除复合污染的因素,并进行5次再利用实验考察其可重复利用性。结果发现:(1)Rhodococcus sp.PB-1被固定于MCMR内部;(2)MCMR固定的细菌生物量和MCMR的添加量显著影响其去除复合污染的效果;(3)提高初始Cr(Ⅵ)浓度会抑制MCMR对苯胺的去除效果,而提高初始苯胺浓度对其去除Cr(Ⅵ)没有显著影响;(4)首次使用时,0.19 g/m L MCMR能去除66.5%的苯胺(初始浓度为500 mg/L)和72.9%的Cr(Ⅵ)(初始浓度为20 mg/L);(5)再利用时,MCMR对复合污染的去除率比首次使用时更高。MCMR能高效去除水中的苯胺和Cr(Ⅵ),为印染废水的处置提供了基础。
2025年03期 v.32;No.159 311-317+360页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K] [引用频次:0 ] - 韦雨杰;姜伟男;沈晓芳;董维红;
铬(Cr)作为工业生产中的重要原料,大量Cr伴随废液排入地下水中,导致地下水遭受Cr(Ⅵ)污染。地下水中的Cr(Ⅵ)污染可以通过生物降解作用进行修复,但是目前生物降解修复Cr(Ⅵ)污染地下水的过程中微生物群落结构和基因表达机制尚不清楚。从某合金厂周边Cr(Ⅵ)污染地下水中分离培养Cr(Ⅵ)降解菌,采用室内实验与高通量测序相结合的手段,探究Cr(Ⅵ)对地下水中微生物群落结构和基因表达的影响,揭示生物降解修复Cr(Ⅵ)污染地下水过程中微生物群落结构变化和基因表达的机制。结果表明:Cr(Ⅵ)污染地下水中存在多种Cr(Ⅵ)耐受菌,主要优势菌种为气单胞菌属(Aeromonas)、代尔夫特菌属(Delftia)和沙雷菌属(Serratia),这些微生物对Cr(Ⅵ)的降解率随着Cr(Ⅵ)浓度的增高而降低;微生物在Cr(Ⅵ)的刺激下,与物质能量运输相关的基因以及与细胞膜组分相关的基因的表达存在较大的差异,甲基丙二酸半醛脱氢酶和丙二酸半醛脱氢酶的表达显著上调,促进微生物将剧毒的Cr(Ⅵ)还原成低毒性的Cr(Ⅲ),使微生物在高浓度的Cr(Ⅵ)中存活。该研究结果可为微生物修复地下水中Cr(Ⅵ)污染提供科学依据。
2025年03期 v.32;No.159 318-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 1998K] [引用频次:0 ] - 张敬娴;谢先军;李俊霞;叶明霞;尤灏雨;李艳龙;
地下水中过量的硝酸盐和铵氮会对人类健康和生态系统构成威胁。河套盆地是我国典型的内陆沉积盆地,受农业与畜牧业发展的影响,地下水氮污染问题尤为突出。然而,目前对河套盆地地下水系统中氮素的来源及迁移转化机制仍缺乏深入研究。利用水文地球化学分析和多种同位素技术,探讨了河套盆地典型农灌区含水层系统中氮的分布特征及转化过程。研究结果表明:(1)研究区地下水中NO_3~--N的浓度范围为0.33~53.09 mg/L,平均值为6.79 mg/L,NH_4~+-N的浓度范围为0.18~7.45 mg/L,平均值为1.65 mg/L,高浓度硝酸盐主要分布在近地表含水层,而高浓度的铵氮在各含水层均有分布;(2)地下水中硝酸盐的主要来源是粪便/污水和天然有机氮,随着深度的增加,高浓度铵氮的来源从化肥和土壤氮转变为含氮有机质的降解;(3)反硝化作用和硝酸盐异化还原为铵是地下水中氮的主要转化过程,深层含水层的强还原环境和丰富的有机质促进了含氮有机质的强烈降解,导致铵氮的富集。
2025年03期 v.32;No.159 327-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 1927K] [引用频次:0 ] - 马张璇;王健宁;张可峰;刘慧杰;冯亮;李民敬;
将反硝化菌投加到氮素污染湖泊中进行脱氮,是氮素污染治理特别是应急处理的有效措施,但实际脱氮效果不稳定。以反硝化菌和湖水模拟液为材料,通过设计并开展一系列室内模拟实验,探究了风力扰动、硝态氮起始浓度、碳源、碳氮比(C/N)、反硝化菌投加量、温度、溶解氧(dissolved oxygen,DO)等因素对反硝化动力学和硝态氮去除效果的影响规律。结果表明:风力扰动和温度显著影响亚硝态氮的还原和反硝化菌的生长,强烈风力扰动和低温会抑制硝态氮的还原;不同碳源脱氮效果差别不大;C/N的增加可提高反硝化菌的生长速率、生物量及硝态氮去除率;相对于厌氧环境,有氧环境会明显抑制反硝化速率;反硝化菌投加量对硝态氮去除率影响不大,但会影响反硝化菌的生长并造成亚硝态氮积累,所以选择2 mL投加量。实验结果为优化反硝化菌投加策略提供了科学依据。
2025年03期 v.32;No.159 338-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 1867K] [引用频次:0 ]