安全与环境工程

“西藏日喀则强震地质灾害应急管理”专题

  • 西藏定日MS6.8地震同震形变与地质灾害发育特征分析

    张丽;李曼;刘斌;张玲;葛大庆;郭兆成;陈扬洋;万祥星;王宇;

    2025年1月7日9时西藏日喀则市定日县M_S6.8地震是一次发生在登么错断裂的正断层破裂过程。为圈定此次地震的形变影响范围,利用陆地探测一号(LuTan-1, LT-1)卫星、哨兵一号(Sentinel-1)卫星数据获取了完整的合成孔径雷达(InSAR)同震形变场,结合震前、同震和震后全时段InSAR结果分析地震诱发的典型地质灾害演化模式。结果表明:定日地震以登么错正断层破裂为主,兼左旋走滑运动;地震形变影响范围达24 200 km~2,视线向最大形变量超过2.6 m,方位向最大形变量超过1.2 m;通过融合InSAR形变结果和光学影像,并基于DEM(数字高程模型)数据,解译识别出震区变形斜坡单元3 528处;地震的发生导致震区部分老滑坡重启、加速或产生新的崩滑灾害。本文通过综合遥感手段全面揭示了定日地震形变分布特点以及典型地震地质灾害发育特征,可有效支撑地震地质灾害灾后排查与科学防治。

    2025年02期 v.32;No.158 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 3175K]
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  • 2025年西藏定日6.8级地震本地次声波观测与特征分析

    郭泉;杨选辉;木英;

    2025年西藏定日6.8级地震触发的本地次声波信号被滇西北丽江和宁蒗次声台阵(震中距分别为1 271km和1 303 km)同步观测。通过对比2地本地次声波信号特征差异,结合浅层钻孔地质剖面与断裂带分布,揭示浅表地层结构对地震能量耦合机制的影响,并为区域地质结构分析提供新方法。结果显示:2地本地次声信号特征存在显著的差异,丽江台阵信号传播时间(440 s)较宁蒗台阵(494 s)缩短54 s,声压幅度(2.1 Pa)为宁蒗台阵(0.7 Pa)的3倍;丽江台阵信号中心频率范围(0.5~2.0 Hz)宽于宁蒗台阵(0.4~1.2 Hz),且1~3 Hz频段能量占比更高;结合地质剖面与Wigner-Ville分布分析,丽江盆地浅表松散地层通过共振效应放大了地震瑞利波1~3 Hz频段成分,增强了本地次声波耦合效率;宁蒗台阵附近高刚度地表介质及丽江-小金河断裂带的散射作用导致高频衰减和波速降低。该研究显示了地震本地次声波信号特征可反映浅表地层地质属性,通过建立地震危险区域次声观测网络,能够为地震波能量耦合机制和区域地质结构探测提供新的技术手段。

    2025年02期 v.32;No.158 14-19+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K]
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  • 2025年西藏定日MS6.8地震地表破裂与震害特征分析

    邢珂;黎昊;张乐乐;郁军建;彭一桂;彭博;向新建;窦杰;

    2025年1月7日,西藏日喀则市定日县发生M_S6.8地震,震中位于藏南裂谷体系中的申扎-定结断裂带登么错(丁木错)断层附近,震源深度为10 km,是近十年来致灾最严重的中强震事件。为深入了解地震造成的地表破裂与震害特征,基于合成孔径雷达差分干涉测量(differential InSAR, D-InSAR)技术,利用Sentinel-1降轨数据,通过地理编码获取定日地震同震形变场,对发震断层进行滑动分布反演,并结合无人机正射影像与野外勘察资料,开展震后地表破裂分布规律与震害特征分析。结果表明:沿LOS(line-of-sight,视线)向形变特征,震区最大沉降量和最大隆升量分别为0.65 m和0.75 m,东侧以隆升为主,西侧形变的影响范围显著大于东侧,地表破裂集中发生在登么错断裂西侧上盘区域;反演结果显示,发震断层具有高角度正断特征,滑动集中在地下0~14 km深度范围,在2~3 km深度处出现最大滑动量约为2.74 m,滑动矢量分析显示,断裂错动以正断运动为主;正射影像显示,地表破裂呈南北向2段展布,破裂长度为50~80 km,震中东南侧、登么错东岸以及尼辖拉昂水库以北地表破裂最为严重,地表裂缝宽度为0.1~4 m,台阶高度为0.1~2 m,最大位错地表破裂深度约为2~4 m。通过地球物理反演并融合多源遥感数据综合分析发现,本次地震的发震断层为登么错断裂,沿地表破裂带,地震造成了严重的房屋破坏、道路破坏,并诱发了崩塌、落石等次生灾害。系统分析地表破裂与震害特征,对完善青藏高原地震灾害评估体系具有重要意义。

    2025年02期 v.32;No.158 20-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2505K]
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  • 2025年西藏定日6.8级地震农房震害调查与分析

    王艳;敖仪斌;许强;蒋钰;黄寰;李明校;

    2025年西藏自治区日喀则市定日县6.8级地震,造成了严重的建筑破坏与人员伤亡。梳理了1978—2025年西藏地区影响较大的破坏性地震,总结分析了定日6.8级地震的建筑震害特点以及震损情况,通过对长所乡、曲洛乡、措果乡等地震灾害受损较为严重的区域进行现场调查和对受灾村民进行随机访谈,对比分析各典型建筑结构农房震害情况。结果发现:正规设计且施工质量有保证的砖混结构房屋,在此次地震中整体性表现良好,主要表现为裂缝或部分构件受损,但也有少部分房屋因抗震性能不足而倒塌;大量传统生土结构房屋因材料性能低下且缺乏抗震构造措施,损毁严重,其中木构架承重房屋损毁情况弱于生土墙承重房屋;混合结构房屋因为整体性差,损毁较严重。根据现场调查,提出了提高农房抗震性能的政策建议,对当地的房屋建设具有一定的借鉴意义。

    2025年02期 v.32;No.158 31-40+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1794K]
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  • 基于地震动数据的西藏定日6.8级地震震害初步分析

    王秀英;旦增;赵国存;张国宏;马志霞;陈旭庚;

    2025年1月7日西藏定日6.8级地震造成了严重的人员伤亡和财产损失。为分析此次地震造成严重震害的原因,从地震动的角度,对震中附近100 km范围内地震预警数据进行了分析。结果表明:(1)沿断层破裂方向地震动衰减较慢,能量高且集中在很短时间内,极易对地表建/构筑物造成破坏;垂直断层/背离断层破裂方向地震动衰减较快,能量较小且比较分散;(2)地震动的这种空间分布特征源自断层破裂方向性效应的影响,历史震例数据表明受方向性效应影响的地震动一般会造成比较严重的震害;(3)震中附近浅表松散地层对地震动具有放大效应,在一定程度上也会加重震害。本文工作可为定日地震的震害认识以及灾后重建工作提供参考。

    2025年02期 v.32;No.158 41-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
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  • 基于公众-媒体-政府视角的突发事件网络舆情研究——以西藏日喀则市定日县6.8级地震为例

    郭海湘;邹宇哲;汪枫;毛建军;赵甜甜;窦杰;王墩;

    近年来我国突发事件多发频发,随着互联网普及率的上升,由各类突发事件引发的多元主体参与的复杂网络舆情已成为影响社会稳定的重要因素。然而,目前鲜有学者从公众、媒体和政府主体视角展开网络舆情分析。以西藏日喀则市定日县6.8级地震为例,收集了2025年1月7日至1月21日内的多主体网络舆情数据,结合生命周期理论探讨了舆情热度的时空分布特征,使用SnowNLP情感分析算法和BERTopic主题模型对公众-媒体-政府视角下舆情文本的情感倾向和主题演化差异进行了分析。结果表明,定日地震网络舆情文本具有显著的时空分布特征,其整体情感呈现正向发展态势,并在不同主体视角下存在与生命阶段相对应的舆情文本主题内容与分布差异。该研究通过引入公众-媒体-政府视角,揭示了三者在舆情演化过程中的不同角色定位,凸显了由不同主体组成的舆情协同影响机制的有效性,并对此提出了突发事件舆情管理的启示与建议。

    2025年02期 v.32;No.158 50-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2091K]
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  • 灾害作用情景下的区域韧性要素分析与理论框架构建——基于2025年西藏定日地震的扎根理论研究

    汤敏;李佳静;许强;敖仪斌;周弋铃;黄寰;王珏;

    灾害作用情景下,培育韧性是区域适应灾害扰动及实现可持续发展的关键。梳理已有相关成果,以地方抗灾模型和适用性循环模型为蓝本,提炼出基于“情景-定位-目标”的适灾区域韧性分析框架。以此为基础,采用扎根理论的研究方法,对2025年1月7日西藏定日地震的应急管理过程开展编码分析,剖析该类型区域在灾害作用情景下的韧性影响因素并构建作用机制模型。研究聚焦于高原地震这一特定灾害的作用情景,突破了以往在区域韧性研究中仅关注城市和普通山区适应灾害的传统视角,从韧性研究理论与区域应急管理实践结合的角度,探寻系统性提升区域韧性的可行措施,提出了更加精炼的分析框架和实践路径,可助力于区域增强面向未来的防灾、减灾、救灾的综合能力,为区域可持续发展提供助益。

    2025年02期 v.32;No.158 65-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K]
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  • 基于平急双态-二维云模型的高原高寒地区地震应急协同能力评价

    何欣宇;郭海湘;刘雅凝;石咏;王墩;窦杰;

    在高原高寒地区,地震活动频繁且破坏性强,提升区域内地震应急协同能力是增强灾害响应与应急能力的关键环节。因此,需要有效、准确、科学地评价各时段各状态下各行业、各部门的应急协同能力。首先,基于文献资料和实地调研,从应急组织、指挥决策、生命救援、事故处置和应急保障5个维度构建了高原高寒地区地震应急协同能力评价指标体系;然后,构建了基于平急双态-二维云模型的高原高寒地区地震应急协同能力评价模型;最后,以2025年西藏日喀则市定日县6.8级地震为例,采用熵权法计算各指标权重,运用二维云判定平时和急时各指标云和标准云的贴近度及综合评价等级,揭示现有地震应急协同的不足与短板,并提出相应的改进思路和政策建议,为提升高原高寒地区平时和急时地震应急协同能力提供科学支撑。结果表明:西藏定日县地震应急协同能力平时状态等级为“良”,急时状态等级为“优”,平急双态等级为“优”;在此次地震应急响应中,指挥决策的高效协同表现最好,但在协同联动机制、信息数据共享平台、应急预案协同、高原病紧急救治、专业救援队伍协同等方面的协同能力仍存在明显不足,亟待提升和改进。

    2025年02期 v.32;No.158 76-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2060K]
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  • 考虑灾民公平感知差异的震后应急物流选址-分配双层多目标优化模型

    牛帅芳;张文凯;王烁燚;吴阳;何大义;彭磊;

    及时有效地调配应急物资对确保震后救援行动的高效进行至关重要。考虑实际物资分配过程中决策主体、决策目标和决策变量的差异性,构建了以物资在途时间最短、分配不公平程度最低为上层目标,物资使用效用最大为下层目标的震后应急物流选址-分配双层多目标优化模型。考虑到嫉妒和同情2类情绪会导致灾民对公平感知的差异,提出了一个包含灾情严重程度、物资类别和灾民态度差异的公平衡量方式,并以2025年西藏定日地震为案例验证了模型的有效性并进行了相关分析。结果表明:双层多目标优化模型可以充分保障下层决策者的目标;在灾情较轻需求点,2类情绪的比值会显著影响物资分配结果;临时分配中心的数量仅影响物资在途时间;决策者风险规避态度的增强会减少物资在途时间、增加分配不公平程度与物资使用效用。

    2025年02期 v.32;No.158 89-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K]
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  • 旅游地自然灾害突发事件的组织协作网络结构动态演化研究

    贺梦扬;代姗姗;郭海湘;蔡云宇;

    在旅游地自然灾害突发事件的应对过程中,应急组织间协作网络在灾害发生前、中、后各阶段的有效转型机制是减缓灾害影响的关键,亟待深入探索。基于复杂自适应系统(CAS)理论,进行2025年西藏日喀则市定日县地震和2024年甘肃省酒泉市瓜州县雪灾的应急网络演化双案例对比。结果表明:在“准备—响应—救援”3个阶段中,定日地震和瓜州雪灾的整体救援网络均经历了从整体均衡型向中心型演化的过程;分析了组织结构洞和核心-边缘结构,核心部门呈现出本地人民政府→上级人民政府→本地人民政府的特征;网络链接由纵向合作主导向纵横交互组成的混合网络转变。研究揭示了旅游地自然灾害突发事件应急管理中组织间协作的复杂动态特性。

    2025年02期 v.32;No.158 103-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1906K]
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安全理论与安全管理

  • 基于改进SEWM-CRITIC博弈集成云的城市燃气PE管道风险评价方法

    张鹏;刘为;沈豪;肖博文;宋文琦;刘思铭;

    为解决城市燃气PE管道的安全评估问题,提出一种基于博弈集成云模型的管道风险评价法。以西南某地区城市燃气PE管道为研究对象,通过全息直觉模糊集(HHM-IFS)选取并筛选了5项一级指标,22项二级指标;利用基于博弈论主客观权衡改进的结构熵权(SEWM)法与基于指标相关性的权重赋权系数(CRITIC)法,以云理论为基础构建了充分考虑模糊性与随机性的博弈集成云模型,并确定了管道风险等级。结果表明,该区燃气管道为中等风险等级,应该重点关注回填质量、自然灾害、钢塑接头腐蚀、运行误操作、地形以及生物侵蚀等风险薄弱项。分析结果与实际工程相吻合,证明了该方法是一种科学合理的评估方法,为更有效地评估城市燃气PE管道的安全状态提供了新途径。

    2025年02期 v.32;No.158 116-123+132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1838K]
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  • 基于熵权-三角模糊物元可拓方法的烟草物流分拣工艺风险评价

    董传富;罗晓庆;程卫;胡智;申亚波;李志涌;王文和;

    为预防烟草物流行业因分拣工艺导致的事故,构建了基于熵权-三角模糊物元可拓评价方法的烟草物流分拣工艺风险评价模型。从人员、机器、环境、管理4个方面选取17个二级指标构建烟草物流分拣工艺评价体系,以重庆市烟草物流公司分拣工艺为实例进行分析和验证,将评价指标风险等级划分为低风险、一般风险、较大风险和重大风险,组成一个由5名经验丰富的专家组成的团队,使用三角模糊数法对评价指标进行现场打分来确定最终分数,采用熵权法并结合三角模糊数值来综合确定评价指标权重,并根据物元可拓评价方法计算得出烟草物流分拣工艺各评价指标的风险等级。结果表明:该工艺整体风险等级为“一般风险”,其中机器和管理因素中安全防护措施和安全巡检情况的风险程度较高,该模型评价结果符合实际情况,验证了评价指标体系与评价模型的可靠性。研究结果可为烟草物流行业寻找有针对性的风险控制方法提供一定的依据。

    2025年02期 v.32;No.158 124-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1665K]
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  • 基于CatBoost的恶劣天气下电网设备故障预测模型

    江上航;王国庆;朱建明;黄钧;

    恶劣天气对电网设备故障的发生有着显著影响,进而威胁电网的安全运行。综合气象特征与地理信息特征,提出一种恶劣天气下基于CatBoost(分类数据提升树)算法的电网设备故障预测模型。首先收集故障信息、实时气象和地理信息等原始数据,并使用MICE Forest(多重插补随机森林)算法填补缺失值;然后根据数据特征属性进行特征衍生得到时间、气象等方面的8个新特征,并利用递归特征消除方法结合交叉验证方法,评估特征的重要度,选取重要度最高的特征作为输入来构建模型;接着以最高准确率为优化目标,使用贝叶斯算法得到模型最优参数;最后在测试集上对模型准确率、精确率和调和均值F1进行验证。结果表明:提取得到的新特征有助于提高模型的预测精度,并且,与其他模型相比具有更高的预测精度,其准确率为0.831,精确率为0.858,调和均值为0.756。

    2025年02期 v.32;No.158 133-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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安全工程

  • 基于柯森卡门公式和粒径的饱和土体渗透系数预测

    刘金阳;许成波;徐用之;任兴伟;

    渗透系数是土体最重要的水力参数之一,如何快速、准确地估测渗透系数是岩土力学界的重要课题。粒径是土体最容易获取的基本物理指标参数,其通过影响土体内部孔隙结构间接影响土体渗透特性。为了利用粒径来预测饱和土体渗透系数,根据目前适用范围最广泛的柯森卡门(Kozeny-Carman)公式,分别考虑了土体自然颗粒堆积较为松散和致密2种状态,利用等效圆球颗粒半径替代2种状态中较难获取的比表面积、孔隙比等参数来改进柯森卡门公式。结果表明:改进后的公式可以预测饱和土体不同粒径下渗透系数的界限,通过取2种临界状态孔隙比的均值,建立了更便捷的饱和土体渗透系数预测模型;通过数值模拟、渗透试验等方法验证了该模型在预测等效颗粒半径大于5×10~(-5)mm的饱和土体渗透系数时准确性较高。

    2025年02期 v.32;No.158 143-150+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1767K]
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  • 富水岩溶地区新建隧道对上跨既有隧道渗流场及应力场的影响机制

    莫小兵;郝世全;李伟;郭辉;邹俊鹏;马彩霞;

    富水岩溶地层中新建隧道跨越既有隧道施工时,区域渗流场及应力场发生变化,导致新建隧道以及既有隧道的安全性受到威胁,存在隧道渗涌水及结构失稳的风险。通过有限元-离散元耦合方法(FDEM)孔隙-应力渗流模型研究了地下水水位变化对杨木岭隧道开挖后隧道模型渗流场、应力场和位移场的影响,以及隧道模型中天然裂缝密度变化对渗流场和位移场的影响。结果表明:杨木岭隧道开挖后周围孔隙水压力形成降落漏斗,随着地下水水位的升高,降落漏斗范围增大;隧道模型的最大水平位移和最大压应力随着地下水水位的升高而增大,最大竖直位移和最大拉应力则减小;考虑天然裂隙分布时,孔隙水压力的分布受裂缝密度和位置的影响显著,且孔隙水压力越小的区域,裂缝的阻碍效果愈加明显,同时天然裂缝对隧道模型中水平位移的分布有较大影响,且裂缝越靠近隧道影响越明显。

    2025年02期 v.32;No.158 151-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K]
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  • 基于CNN-LSTM-Adaboost模型的TBM掘进参数和隧洞围岩等级预测

    戴明健;焦玉勇;裴成元;贾运甫;梁峰;张鹏;

    硬岩隧道掘进机(TBM)在现今隧洞建设中的应用日益广泛,但是TBM深埋于地下,对地下围岩状况和掘进参数的感知能力不高,精准预测掘进参数和围岩等级对于保证TBM掘进安全具有重要意义。基于新疆某引水工程的TBM现场掘进参数和隧洞围岩地质数据,选择TBM掘进稳定段的推力、扭矩、转速、净掘进速度、施工速度、开挖比能作为模型输入参数,建立了卷积神经网络优化的长短时时序-自适应提升(CNN-LSTM-Adaboost)模型,预测各等级围岩条件下的掘进参数,并依据掘进参数数据集训练模型预测了隧洞围岩等级。结果表明:CNNLSTM-Adaboost模型具有较高的预测精度,大部分数据的预测相对误差率(Er)在10%以内,均方根误差(RMSE)在5以内,平均绝对百分比误差(MAPE)在10%以内,拟合优度(R~2)在0.9以上;同时,CNN-LSTM-Adaboost模型对基于掘进参数对隧洞围岩等级的识别准确率较高,综合准确率(ACC)达90%,可以应用于指导工程实践。

    2025年02期 v.32;No.158 160-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2212K]
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  • 基于非接触测温技术的通电导线火蔓延特性实验研究

    张英;江勇;林一凡;祁梅芳;

    线缆起火过程中通常带有一定的电压并与周围环境形成相应的电场,从而影响火焰蔓延行为。固相传热在导线火蔓延过程中发挥着重要作用,然而对于通电导线,传统接触式测温方式不再适用。开展了不同电压下近地极通电导线火蔓延特性实验研究,基于非接触红外测温技术,研究了通电导线火蔓延过程中火焰形态、气固相温度分布及固相传热的变化规律,进而揭示电场对火蔓延行为特性的影响规律。结果表明:在电场的作用下,火焰尺寸随着电压的增大出现减小,并逐渐从导线上方拉至导线下方,火蔓延速率降低,在10 kV电压条件下出现熄灭;火蔓延速率主要受火焰宽度和线芯温度的影响,随着电压的增大火焰宽度减小,火蔓延速率不断降低,同时线芯在高电压下由热源转变为热汇,从而抑制火焰蔓延,并促进火焰熄灭。

    2025年02期 v.32;No.158 171-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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  • 硅藻土基一体化纳米阻燃剂合成及其阻燃性能研究

    印恋;涂贝;周克清;

    为改善环氧树脂的火灾安全性能,通过水热反应对硅藻土进行共价修饰改性以结合硅酸镁,再通过聚合反应原位生长植酸掺杂聚苯胺,合成植酸掺杂聚苯胺/硅酸镁/硅藻土一体化纳米阻燃剂(DMPN),并将其掺入环氧树脂(EP)基体中合成EP复合材料,探究纳米阻燃剂在EP基体中的分散性及其对EP的阻燃、抑烟性能的影响。结果表明:DMPN可均匀分散在EP基体中;当DMPN的添加量为5 wt%时,EP复合材料(EP/DMPN 5)的热降解速率降低、残炭量提高;EP/DMPN 5的热释放速率峰值(pHRR)、总热释放量(THR)、烟气释放速率峰值(pSPR)和总烟气释放量(TSR)相对纯EP分别降低了15.4%、23.6%、20.7%和23.8%,表现出更好的火灾安全性;火灾安全性的提升主要归因于金属镁化合物、氮磷膨胀阻燃剂、黏土矿物阻燃剂在EP基体中发挥了协同阻燃效果。本研究为天然矿物的增值利用提供了一种新思路。

    2025年02期 v.32;No.158 178-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1854K]
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  • 低浓度煤层气水合物法提纯的研究进展

    郭东东;孙嘉鑫;朱恒银;姚津津;刘志超;宁伏龙;王韧;

    低浓度煤层气(LCCBM)的高效开发利用对于缓解我国能源紧缺和实现国家“双碳”目标具有重要意义。LCCBM水合物法提纯技术由于原料简单环保、储气率高和反应溶液循环利用等优点而受到广泛关注,但该技术的工业化应用仍面临水合物生成条件较苛刻、CH4分离效率较低等挑战。因此,研究者对LCCBM水合物及其技术进行了大量研究工作。首先概述了LCCBM水合物法提纯原理;然后分别综述了热力学促进剂、动力学促进剂、促进剂复配体系及其他促进措施等对LCCBM水合物法提纯技术的改善作用,指出了当前研究存在的问题;最后提出了促进剂复配体系下多方法结合(水合耦合)、多级分离是LCCBM水合物法提纯技术迈向工业化的基础。

    2025年02期 v.32;No.158 186-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
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  • 基于水平等尺度物理模型试验的地埋管换热性能关键影响因素

    王春磊;张佳乐;李玉山;何剑波;谭松成;骆进;

    地埋管换热性能受多种因素影响,但由于现场测试难度大、耗时长和费用较高,前人大多仅针对单一因素展开研究,缺乏对其关键因素的系统了解。提出了一种水平等尺度模型平台,该平台可多次重复测试不同影响因素对地埋管换热效果的影响,在验证了水平等尺度模型可靠性的基础上,测试了三进一出型和单U型地埋管的换热效率,并进一步测试了管间距对其换热性能的影响,最后通过数值模拟分析了影响地埋管换热效率的机制。结果表明:在1.0和2.0 kW 2种功率下,与单U型地埋管相比,三进一出型地埋管的钻孔热阻分别降低了10.2%和35.9%,平均能效系数分别提高了3.4%和28.8%;当三进一出型埋管间距由60 mm增加至120 mm时,钻孔热阻降低了28.7%;管壁厚度的增大导致地埋管出口水温呈线性升高,管壁热阻也呈线性增大;扩大管间距时,出口流体温度和钻孔中心点处温度降低,这说明扩大管间距可以充分降低管间热干扰,达到提升换热效率的目的。因此,三进一出型地埋管充分利用了减薄进水管壁以减少热阻、增加出水管壁厚度以减少热损失的特点,且通过多管增大换热面积、增加管间距、减少管间热干扰等综合措施,显著提升了地埋管的整体换热效率。研究成果可为地埋管换热性能分析提供重要的实践手段,并为提升地埋管换热效率提供关键依据。

    2025年02期 v.32;No.158 196-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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灾害及其防治

  • 树木地貌学方法在滑坡地质灾害研究中的应用

    李伟波;范浩文;殷悦铭;邓清禄;

    我国是地质灾害频发的国家,滑坡地质灾害是其中重要的灾害类型之一,对受灾区居民的安全造成严重威胁。由于历史滑坡地质灾害(如古滑坡)的数据获取途径有限,同时灾害记录的信息并不是很完整,因此不利于开展滑坡地质灾害的历史重建及预测研究,而树木地貌学方法为解决该问题提供了新的思路。本综述对滑坡地质灾害中的树木倾斜、树轮偏心、树轮宽度突变、应力木形成和细胞管腔变化等常见的树木异常指标进行了总结分析;针对不同的树木异常指标,提出了相应的采样策略和灾害事件的识别方法,进而分析还原了滑坡地质灾害事件的形成历史及时空分布;在此基础上,结合环境数据对滑坡地质灾害的诱发因素进行了探讨。总体而言,树木地貌学方法在滑坡地质灾害研究中具有很好的应用前景,能够为滑坡地质灾害的历史重建及预测提供参考方法和理论依据。

    2025年02期 v.32;No.158 206-217+230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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  • 三峡库区白家包滑坡变形机制的物理模型试验研究

    张恩铭;李远耀;李思德;李明;张鑫;

    白家包滑坡为三峡库区典型的大型堆积层滑坡,潜在威胁范围广泛,在库水位下降与降雨的联合作用下,其变形位移-时间曲线长期呈现“阶跃型”特点。在分析该滑坡发育特征与变形影响因素的基础上,开展了滑坡物理模型试验研究,通过设计和构建滑坡相似模型及监测系统,观察并总结了滑坡模型在库水位下降联合降雨作用下的宏观变形现象及内部应力变化特征,并结合数值模拟进一步分析了滑坡的变形演化机制。结果表明:(1)库水位下降对滑坡整体变形的影响不明显,主要体现在前缘涉水段产生细微裂缝与局部垮塌现象;(2)在库水位下降时,滑坡内部地下水水位和孔隙水压力整体呈现下降趋势,但在下降初期会有小幅上升,这使得滑坡内部渗透压力进一步增大,滑坡内土压力上升,滑坡稳定性急剧降低;(3)在降雨作用下,雨水对滑坡地表产生冲击,坡体内孔隙水压力迅速增大,随着雨水入渗土体逐渐饱和,地下水水位逐渐上升,对土体产生浮托作用,坡体内动水压力加大,特别是在库水位下降与降雨的耦合作用下,滑坡的变形进一步增大。研究结果对研究复杂水文条件下大型堆积层滑坡的变形演化机制具有借鉴意义。

    2025年02期 v.32;No.158 218-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 2554K]
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  • 基于CSI-InSAR技术的清江库区堆积层滑坡隐患早期识别

    曾斌;彭一桂;吴志超;艾东;袁晶晶;黄维;

    针对长阳土家族自治县环清江库区两岸堆积层滑坡多发且隐蔽性强的问题,为克服传统人工监测和光学遥感调查的局限性以及常规PS、SBAS-InSAR技术在山区可获取形变点较少的现状,提出采用相干散射体时序InSAR (CSI-InSAR)技术对库区进行早期滑坡隐患识别。利用2021年10月5日—2022年6月2日时间段的Sentinel-1A升轨数据,使用振幅离差阈值法和BWS(Burrows-Wheeler Similarity)检验方法,提取了PS点和DS点,并根据最大坡度向形变速率转换公式,对形变点进行筛选,最后通过热点分析圈划出了滑坡隐患区。结果表明:清江两岸都以下降形变为主,下降速率在-6~-15 mm/a之间;渔峡口镇至资丘镇沿岸的下降点较多,与历史滑坡灾害点的分布较为吻合;高相干CSI形变点与GNSS数据记录的时序曲线的趋势较为一致;圈划出的33处滑坡隐患区均具备堆积层滑坡灾害发生的地质条件。本研究使用的CSI-InSAR技术在山区较为适用,解译结果可靠性高,可为类似山区堆积层滑坡的隐患识别及防灾减灾工作提供参考。

    2025年02期 v.32;No.158 231-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 2570K]
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环境地学

  • 基于多源数据同化的非均质河床含水层渗透系数场识别

    高航;江思珉;夏学敏;栗现文;

    为了联合水头与温度数据反演河床含水层渗透系数场,采用水热耦合数值模型COMSOL Multiphysics和数据同化方法(迭代局部更新集合平滑器,ILUES)构建了非均质河床含水层渗透系数场识别的求解框架,并利用Karhunen-Loève展开技术实现渗透系数场的参数降维,最后通过同化稀疏稳态水头和温度数据实现河床含水层渗透系数场的反演。结果表明:(1)对于不同类型的观测数据,ILUES算法能精确识别渗透系数场,且联合水头与温度数据反演的渗透系数场精度最高、不确定性最低,相比仅采用水头数据反演的精度提升了40.11%;(2)对于仅用部分深度温度数据场景,温度数据仅表征含水层小范围内的非均质性,且在观测数据量相近的情形下,反演结果的RMSE(均方根误差)和AES(平均集合离散度)相差不大;(3)河床表面水位变化将会改变上、下边界的水力梯度,较大的水力梯度反演得到的河床含水层渗透系数场精度较高。

    2025年02期 v.32;No.158 242-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 2042K]
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  • 基于室内单井注抽试验的潜水含水层弥散度反演机理探究

    彭宇辉;文章;朱棋;姜磊玉;

    单井注抽(single-well push-pull,SWPP)试验因其成本低、周期短以及操作简单的优点,被广泛用于求取含水层弥散度等水文地质参数。本文开展了潜水含水层SWPP室内试验研究,分析了抽出速率和潜水含水层初始厚度对穿透曲线(breakthrough curve,BTC)的影响,采用COMSOL Multiphysics有限元软件建立了潜水含水层SWPP试验数值模型,引入动网格模块进行求解,并利用数值模拟结果拟合室内试验示踪剂穿透曲线以验证模型的可靠性。此外,基于近似潜水井流动力学理论提出了新的解析解,求取了潜水含水层弥散度并进行了误差分析。结果表明:(1)随着抽出速率的增大,BTC下降速率更快,井筒内溶质浓度达到井筒内初始值的时间提前;(2)随着含水层初始厚度的增大,BTC下降速率变慢;(3)潜水含水层SWPP试验数值模型的解与室内SWPP试验结果拟合的纳什效率系数均大于0.98,验证了数值模型的可靠性;(4)随着井筒内水位降深与含水层初始厚度比值的增加,计算得到的相对误差系数增大,说明本研究提出的SWPP试验解析解求解潜水含水层弥散度的误差增大。

    2025年02期 v.32;No.158 255-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
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环境污染及其防治

  • 基于SEM和RF的和田绿洲区浅层高氟地下水水质主控因素分析与氟浓度分布预测

    蒋悦;郑天亮;李景吉;杨晴雯;黄振富;王双成;

    高氟地下水是全球广泛分布的环境地质问题,本研究基于结构方程模型(SEM)和随机森林(RF)算法开展新疆和田绿洲区浅层高氟地下水水质主控因素及氟浓度分布预测研究。结果表明:干旱气候条件下矿物溶解(β=0.99)及离子交换作用(β=0.68)对地下水水质具有重要贡献,与地下水矿物饱和指数、氯碱指数及Gibbs模型分析结果一致;基于RF算法构建的预测模型指示浅层高氟地下水主要分布于绿洲区中部,特征变量贡献度分析表明蒸发浓缩作用以及碱性pH值条件是高氟地下水形成的重要调控因素。研究结果可为和田绿洲区浅层高氟地下水的分布预测及环境调控机制提供新认识,也可为区域安全供水战略提供指导。

    2025年02期 v.32;No.158 264-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
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  • 鄱阳湖周缘地下水中磷的空间分布与富集机理

    葛正;张馨心;柯贤忠;黎曙毓;黎清华;邓娅敏;

    磷是地表水体中的重要限制性营养元素,地下水中的磷是地表水中总磷的重要来源之一。研究地下水中磷的空间分布及其富集机理,可为区域湿地生态安全和地下水资源的合理开发利用提供科学依据。以鄱阳湖周缘的江北平原和鄱阳湖平原地下水为研究对象,应用水化学分析和多元统计分析等方法,查明了鄱阳湖流域地下水中磷含量的空间分布特征及其富集机理。结果表明:江北平原地下水中磷的浓度范围为0~2.52 mg/L,其中48.57%的样本点超过Ⅳ类地表水中磷浓度的限值(0.40 mg/L),其主要分布于长江古河道及长江河曲附近,江北平原地下水中磷富集的主要原因是铁氧化物的还原性溶解和有机质的降解;鄱阳湖平原地下水中磷的浓度为0~1.95 mg/L,其中12.82%的样本点超过Ⅳ类地表水中磷浓度的限值,集中分布于赣江三角洲局部区域,除了铁氧化物的还原性溶解外,鄱阳湖平原地下水中的磷主要来源于人类活动。研究结果对鄱阳湖周缘地区地下水资源的可持续开发利用和生态环境保护具有重要的现实意义。

    2025年02期 v.32;No.158 273-281+294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
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  • 陶枣盆地岩溶水水化学特征及劣变机制

    曹杰;邢立亭;陈洪年;张飞;邢学韬;刘锁柱;赵洋洋;邓兴;高帅;

    煤矿开采造成陶枣盆地奥陶系灰岩裂隙岩溶水SO_4~(2-)浓度超标,岩溶水水质劣变。综合运用数理统计、图解法、硫氧同位素分析、水文地球化学模拟和PCA-APCS-MLR模型等方法对研究区岩溶水水化学特征及劣变机制进行了分析。结果表明:(1)研究区岩溶水主要为弱碱性水,岩溶水中SO_4~(2-)浓度范围为106.09~1 133.51 mg/L,高值区主要分布在各水源地集中排泄点附近,水化学类型以HCO_3·SO_4-Ca和SO_4·HCO_3-Ca型为主;(2)研究区的水化学组分受岩石风化作用的控制,主要来源为碳酸盐岩溶解,存在阳离子交替吸附作用;(3)岩溶水中δ~(34)S-SO_4~(2-)介于-1.7‰~3.3‰之间、δ~(18)O-SO_4~(2-)介于1.2‰~12.6‰之间,反映SO_4~(2-)来源较为单一,对δ~(34)S-SO_4~(2-)和δ~(18)O-SO_4~(2-)各来源特征值的分析表明,串层污染、矿坑排水沿河道渗漏以及大气降水下渗为岩溶水中SO_4~(2-)的主要来源途径,其来源平均贡献率分别为44.28%、30.00%、25.72%;(4)采矿活动致使煤系地层高SO_4~(2-)浓度矿坑水进入岩溶水引发地下水流系统变异,这是陶枣盆地岩溶水水质劣变的根本原因。本研究对陶枣盆地岩溶水的污染防控和供水安全具有指导意义。

    2025年02期 v.32;No.158 282-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 2048K]
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  • 一株锑耐受真菌对水体中锑吸附去除的性能及机理

    叶博涛;李佳沁;刘玉洁;龚千惠;冯亮;鲁小璐;

    锑是自然界中广泛分布的一种有毒类金属元素。中国是世界上最大的锑生产国家,锑矿的开采与冶炼可造成矿区附近环境中锑的严重污染,对人民健康带来巨大危害。因此,研究有效去除环境中锑污染的方法具有重要意义。利用生物吸附法,选取了本课题组前期试验分离得到的一株耐受高浓度锑的帚枝霉属真菌(Sarocladium kiliense) ZJ-1作为生物吸附材料,研究其对溶液中锑离子的吸附能力,并探究不同环境因子对其吸附锑效果的影响。结果表明:溶液中不同初始锑离子浓度、pH值、环境温度、其他重(类)金属元素均对真菌ZJ-1吸附效果的影响较小;在生长吸附体系中,培养7 d后,真菌ZJ-1可去除溶液中约99%的锑;对ZJ-1吸附机理的进一步探究发现,ZJ-1主要依赖其细胞壁吸附锑离子,吸附过程包括物理吸附和表面官能团与锑离子之间的化学过程。

    2025年02期 v.32;No.158 295-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K]
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  • 尾矿库黄药降解微生物群落的结构与功能研究

    陶慧玲;刘心艺;马丽媛;蒋沙沙;王兴杰;

    为了研究具有黄药降解能力的微生物群落结构及其功能,以湖北大冶某尾矿库水样的微生物群落为研究对象,采用高通量测序技术,对比分析了未添加黄药(N Xanthate)和添加黄药(Xanthate)条件下微生物群落在演替过程中的结构与功能变化。结果表明:(1)在微生物作用下,Xanthate组黄药含量由1.049 mmol/L减少至0.617mmol/L;(2)多样性分析结果显示,黄药的添加导致了微生物群落物种多样性指数下降,群落组成发生显著变化;(3)在属水平上,N Xanthate组的群落主要由Muribaculaceae、普雷沃氏菌属和乳杆菌属组成,而Xanthate组以寡养单胞菌属和芽孢杆菌属为主;(4)黄药的引入提高了微生物群落在抗氧化、能量产生和DNA修复等方面的功能基因丰度。黄药显著影响了微生物群落的结构和功能,导致物种多样性显著降低,并促使群落向提高环境适应性、维持基因组稳定性和增强抗逆性等方向演替。微生物在环境修复中具有巨大潜力,探究黄药降解微生物功能群对黄药降解机制的研究和环境修复具有重要意义。

    2025年02期 v.32;No.158 304-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K]
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  • 沥青混合料运输过程VOCs排放特征及环境健康风险评价

    孔维兵;崔一旗;曹建宁;高颖;宫官雨;

    沥青混合料运输过程中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的排放具有影响区域广、排放量大等特点,给区域环境带来了负面影响。为探究沥青路面建设过程中运输阶段VOCs的排放特征、环境影响和健康风险,对沥青混合料运输阶段的VOCs排放进行了现场实测,并对VOCs排放总量、排放强度进行了估算。结果表明:沥青混合料的VOCs排放浓度在运输阶段具有一定的温度依赖性,运输阶段VOCs排放主要贡献组分为烷烃和醛类;2019年全国沥青路面建设运输阶段VOCs排放总量为45.54 t,排放强度为0.76 t/min;醛类和芳香烃组分分别是沥青混合料运输阶段臭氧和二次有机气溶胶生成的主要污染物;运输阶段VOCs排放存在较大的健康风险,丙烯醛、乙醛、甲醛和1,2-二氯甲烷是主要的致癌和非致癌危害物质。

    2025年02期 v.32;No.158 313-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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环境保护与生态修复

  • 地下滴灌埋深对棉田根系分布与土壤水盐运移的影响

    赵豫浙;张耀珑;盛统民;任卫东;陈文岭;

    地下滴灌是节水灌溉的有效措施之一,具有节水抑盐、增产稳产的优点。探究地下滴灌不同埋深根区土壤水盐及根系的空间分布规律,对于确定干旱区棉田最适宜的地下滴灌埋管深度具有重要的科学意义和实践价值。通过野外微区试验,设置T1(0 cm)、T2(5 cm)、T3(15 cm)和T4(30 cm)4个滴灌带埋深处理组,对比分析棉花各生育期内不同滴灌带埋深下的土壤含水率、电导率和棉花根系的空间分布规律。结果表明:在整个生育期内,棉花根系较集中分布于土壤0~30 cm浅层区域,且由于根系的向水性和向重性,其有向滴头生长的趋势,从铃期到吐絮期,T3处理组棉花根系生长最快;T2处理组和T3处理组由于滴灌带距离根系发育位置较近,可直接将水分输入根系附近,利于根系吸水发育;由于灌溉水下渗和棉花根系吸水作用,生育期内T3处理组剖面平均电导率最低。因此,综合分析棉花根系发育和根区土壤水盐及最终产量,建议采用地下滴灌埋深15 cm的模式,使得灌溉水更多地向根系发育密集处聚集且促进盐分淋洗排出,达到节水控盐效果,促进根系生长和棉花增产。

    2025年02期 v.32;No.158 321-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K]
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  • 水土流失遥感研究近30a文献计量分析与展望

    吴娟;王智允;胡秀娟;尹慧敏;陈文祥;卢顺发;徐涵秋;

    选取中国知网(CNKI)数据库和Web of Science(WOS)核心合集数据库中近30 a水土流失遥感领域的3 058篇论文,利用CiteSpace和R语言等文献计量软件对论文发表的期刊分布、合作网络、关键词聚类、关键词时区变化等方面进行可视化分析。结果表明:(1)全球发文量质心正逐渐由西向东迁移,中国和美国在世界范围内对水土流失遥感领域的学术影响力最大;(2)CNKI数据库中的研究热点主要聚焦于分析黄土高原和三峡库区等典型水土流失区的植被信息、土地侵蚀模型、土地利用等方面,WOS数据库中的研究热点在此基础上,增加了对小流域和集水区坡面产流、河道汇流的关注;(3)两大数据库的研究主题演化特征存在差异,不同阶段的研究热点具有明显的时代特征,未来利用高光谱数据并结合新兴技术来精细化治理水土流失是该领域今后的重要发展趋势。

    2025年02期 v.32;No.158 333-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 2305K]
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  • 明显陵墓区古建筑外墙生物结皮特征及影响因素

    曾昱扬;陈超琪;肖玲;李研;廖克俊;陈兰洲;

    古建筑外墙表面生长的生物结皮可能导致墙面表层材料的生物退化,进而破坏其结构,但目前这方面的研究较少。选取明显陵建筑外墙表面的生物结皮,研究其微生物群落和理化性质变化对周围环境因素的响应。结果表明:生物退化墙面材料具有内部多孔性和渗透性,积累了一定含量的石膏和一水草酸钙等建筑材料的典型退化产物;墙体材料嵌着生长含蓝藻、苔藓、细菌和真菌的生物结皮;建筑外墙表面的生物结皮的生长,改变了外墙表面材料的结构,促进了建筑表面的生物退化。该研究可为明显陵墓区古建筑的保护提供参考。

    2025年02期 v.32;No.158 347-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 1875K]
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  • 高植被覆盖区群发滑坡的生态环境损害评价

    王克树;陈红旗;文广超;

    极端降雨和破坏性地震常引发群发滑坡,这些滑坡会造成林木损毁、土地裸露等问题。科学评价群发滑坡的生态环境损害是应急处置、恢复与治理的基础依据。以2022年福建武平中和村“5·27”群发滑坡为例,首先,基于生态系统的服务价值当量因子,通过现场调查、文献研究、层次分析和类比分析,构建了滑坡生态环境损害评价模型;其次,根据该模型计算得出的各土地利用类型生态系统服务价值的权重,并结合生态环境损害期间的损害量,得出了生态环境损害指数(ED);然后,根据生态环境损害指数和生态环境状况变化指数的变化情况,建立了滑坡生态环境损害的4个等级;接着,利用地理空间信息技术,统计了研究区滑坡破坏的土地利用类型的面积数据;最后,利用滑坡生态环境损害评价模型计算得出中和村群发滑坡的生态环境损害指数。计算结果表明,中和村群发滑坡导致的生态系统服务功能损害的ED值为0.022,属于轻微损害。

    2025年02期 v.32;No.158 356-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K]
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  • 书法

    <正>~~

    2025年02期 v.32;No.158 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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  • “西藏日喀则强震地质灾害应急管理”专题序言

    <正>2025年1月7日,西藏日喀则市定日县发生6.8级强震,震源深度与复杂地质条件的耦合作用诱发了一系列次生地质灾害,对区域生态安全格局、重大基础设施及居民生命财产安全构成严重威胁。此次地震不仅凸显出高原地区地震灾害链的独特风险特征,更为工程地质、应急管理、防灾减灾等领域的理论创新与技术突破提供了重要契机。

    2025年02期 v.32;No.158 3-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 《安全与环境工程》征稿简则

    <正>《安全与环境工程》是由中华人民共和国教育部主管、中国地质大学(武汉)主办,面向国内外公开发行的学术性科技期刊(双月刊)。本刊重点关注攸关人类生存与可持续发展的资源安全、能源安全和生态环境安全问题,及时追踪并报道国内外安全与环境学科的新理论、新技术和新方法等最新研究成果,是致力于解决地学领域安全与环境问题的特色期刊。

    2025年02期 v.32;No.158 365页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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