中国科技期刊卓越行动计划推介:《水文地质工程地质》2025年第3期
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优秀青年学者专栏
地表水-地下水交互对典型PFAS迁移转化的影响
郭芷琳, 赵东伟, 彭展翔, 翟许辰
摘要:全氟和多氟烷基物质（per- and polyfluoroalkyl substances，PFAS）作为一种广泛存在、难降解、容易对饮用水和人体造成长期影响的污染物，引起人们广泛关注。有关PFAS在土壤中的运移过程研究在近十年已取得大量进展，但复杂水动力条件下PFAS在地下水中迁移转化的定量研究还较少。基于此，从变饱和流动条件下PFAS的迁移转化规律出发，选取全氟己基磺酸（perfluorohexane sulfonate, PFHxS）为研究对象，探究地层非均质性和水位波动条件对PFHxS在地下水中迁移转化的影响。通过模拟液相、固相吸附和空气-水界面吸附的PFHxS的迁移转化过程，探究河岸带区域地表水-地下水交互条件下的PFHxS迁移转化行为规律。研究表明：（1）非均质地层的局部高渗透区域产生了流动和运输的优先通道，加快了PFHxS向河岸带迁移的过程；（2）降雨引发的地表水-地下水交互作用过程导致了PFHxS污染羽的空间重新分配，并使得PFHxS污染区的覆盖范围得到了扩展；（3）非均质优先通道的存在加快了PFHxS在地表水-地下水相互作用中的响应速度。研究成果将有助于提高在类似复杂环境中预测污染范围扩展的准确性，优化监测和提出应对措施，为污染应急响应提供科学依据。
微生物介导的地下水生物地球化学过程数值模拟研究进展
戴恒, 吴慧娴, 任婉立, 张翼宇, 文章, 袁松虎
摘要:地下水污染是全球性的环境问题，严重威胁人类健康和生态环境。作为地下水生态系统的重要组成部分，微生物通过其代谢反应参与多种生物地球化学过程，控制着污染物的转化与迁移。数值模拟是定量描述和预测地下水污染物迁移转化行为的重要手段，而理解和掌握微生物代谢过程的建模方法将有助于进一步提升对地下水中污染物运移行为的模拟和预测精度。鉴于此，文章按照发展时间与应用尺度，系统总结了微生物代谢活动模拟方法的发展进程，重点探讨了新一代基因测序技术的进步对数值模拟研究的推动作用；同时，详细介绍了如何构建微生物代谢模型，以定量描述其参与的生物地球化学过程，并汇总了常用的微生物信息数据库和模拟软件；最后指出，当前微生物代谢模型的应用仍面临诸多挑战，包括模型验证困难、参数适用性不足、数据获取难度大以及计算需求高等问题。未来研究需进一步深入探索微生物代谢机制，优化建模方法，完善适用于不同需求的参数和经验方程，以提升模型的准确性和适用性；同时，还需着力解决模型构建中微生物相关数据的处理、计算精度与效率的问题。
水文地质与水资源
新水情影响下华北平原深层地下水水平衡演变与更新能力分析
杨会峰, 李泽岩, 孟瑞芳, 白华, 宋博, 郭伟, 包锡麟
摘要:地下水是支撑华北平原社会经济发展的重要供水水源，深层地下水长期超采、水头大幅度下降，引发系列生态环境地质问题。2015年以来，南水北调、地下水超采综合治理和连续强降水等新水情通过置换水源、农业节水以及强降水灌溉农业等方式减少了华北平原深层地下水开采量，深层地下水水平衡发生显著变化。基于深层地下水区域水平衡分析方法，探讨了水平衡关键指标变化特征，分析了新水情对深层地下水平衡的影响效应。利用14C年龄、中更新统岩相古地理分布特征2个地质背景指标和渗透系数、水力梯度、深浅层水头差以及越流系数4个水力评价指标对深层地下水更新能力进行综合评价。基于地下水降落漏斗修复和地面沉降防控，识别地下水水头恢复阈值，科学评价深层地下水可利用量。结果表明：与2005年相比，在新水情影响下，2020年深层地下水渗流速度显著增大，侧向补给量增加0.25×108m3，越流补给量增加0.88×108m3，中东部深层地下水水头仍处于下降状态是主要原因；地下水年均开采量减少1.41×108m3，地下水年度储量减少量由12.29×108 m3变为9.70×108m3；从空间分析，西部山前较大的渗透系数使得其更新性好于中东部，从时间分析，开采量的变化使得垂向越流通量和水平侧向径流的组成及数量发生了变化，2020年深层地下水更新能力较2005年总体增强；深层地下水可利用量为8.52×108m3/a，主要分布于山前平原的中更新统冲洪积扇区。依据深层地下水补径排条件、开发利用程度差异，以不同水文地质单元开展水平衡演变分析，2015年以来深层地下水失衡状况得到缓解，但尚未得到根本扭转。研究结果对认识北方平原区深层地下水循环规律和可持续开发利用等方面具有借鉴意义。
海南岛东北部东寨港滨海地下水排泄及其对红树林生境的影响
柯贤忠, 张旭, 张彦鹏, 黎清华, 谢先军, 陈文峰
摘要:海底地下水排泄（submarine groundwater discharge，SGD）是经常被忽视的重要海陆物质交换途径，驱动着陆源淡水与生源要素输入海洋，影响滨海湿地生态系统健康。合适的盐度和良好的环境质量是适宜的红树林湿地生境特征，从地下水视角开展SGD对东寨港红树林生境的影响研究较少，红树林生态保护修复是否需要关注地下水的作用仍需探索。为揭示海南东寨港SGD的特征及其对红树林生境的影响，以红树林湿地水体中氡（222Rn）活度为研究对象，分析海水222Rn活度的时空变化及其影响因素，并基于222Rn质量平衡模型，估算了东寨港地区SGD和其携带营养盐的通量。结果表明，222Rn活度变化主要受丰枯水期循环、潮汐水位波动、断裂带构造、表层沉积物性质等因素影响。基于该区域222Rn质量平衡模型，估算得到丰水期、枯水期SGD通量分别为8.90×105，6.84×105m3/d；结合地下水端元的溶质浓度，估算了SGD驱动的营养盐通量。其中，丰水期磷酸盐、亚硝酸盐及硝酸盐的通量分别为6440，53.44，1084 kg/d；枯水期营养盐通量约为丰水期的2/3。东寨港红树林湿地SGD通量与当地河流排泄量为同一数量级，其携带的营养盐通量也非常可观；SGD通量热区和冷区分别对应红树林稀疏区与繁茂区，表明SGD可能通过降低红树林湿地盐度或环境质量对东寨港红树林湿地生境产生负面影响。该成果可为东寨港红树林湿地生态保护修复提供理论支撑。
淮北平原浅层地下水化学特征及水质动态研究
朱春芳, 龚建师, 檀梦皎, 陶小虎, 周锴锷, 王赫生, 李亮, 秦曦
摘要:浅层地下水是淮北平原最重要的农业用水供水水源，水质状况广受关注。文章采用数理统计、舒卡列夫分类、Piper三线图和水质综合评价得出淮北平原浅层地下水化学特征及水质现状，运用Gibbs图和离子比值关系分析了水化学物质来源，应用主成分分析法筛选影响地下水质量的典型因子并推演时空演变规律。结果表明：淮北平原浅层地下水多为弱碱性淡水，pH值6.6～8.6，溶解性总固体192～5302 mg/L，主要水化学类型共8类，主要阴离子为HCO3-，阳离子为Na+、Ca2+，地下水质量以Ⅳ类水为主；水岩作用主要受硅酸盐岩-碳酸盐岩岩石风化作用影响，从上游淮北平原到中游淮北平原，岩石风化溶解的水岩作用由碳酸盐岩向硅酸盐岩再向蒸发盐岩演化。通过主成分分析选取溶解性总固体、耗氧量、硝酸盐作为典型因子研究水质动态演化规律，淮北平原浅层地下水质量在2010—2021年经历了明显好转后略有下降，但典型因子的表现不尽相同；受原生地质环境影响，淮北平原浅层地下水可溶物质总量趋向于面状集中分布，高值点增多且大多分布于中游淮北平原，氧化还原条件从还原环境向氧化环境演变，2010—2018年农业活动等人为污染在上游淮北平原局部加重，但在2018年后得到明显改善。研究结果可为淮北平原浅层地下水污染防治、地下水资源保护提供支撑。
典型氯代烃污染场地场界污染通量预测及不确定性分析
姚泓宇, 艾荣慧, 康学远, 吴吉春, 施小清
摘要:准确评估有机污染场地中重非水相液体的溶解相污染羽场界污染通量及其不确定性对于场地风险评估及决策管理至关重要。在实际场地中，由于地下水流场的复杂性，多个污染源的溶解污染羽扩散方向并不完全一致。常用的数值模型虽然模拟精度高，但需要大量的场地调查资料，在实际场景中场地提供的资料难以满足这种需求，而目前常用的解析模型则未考虑地下水流场的复杂性及多个污染源同时存在的问题。针对该问题，文章基于升尺度解析模型，结合流函数及坐标转换方法，利用常州某典型氯代烃污染场地的土壤和地下水观测数据，基于极大似然估计反演方法识别污染源区，推估其各污染源区结构参数、地下水流速及低渗介质等效厚度，预测场地场界的污染通量，并基于线性化不确定性传递方法评估其不确定性。反演结果表明，相较于传统解析模型将流场视为单一流向，在考虑实际流场复杂性的情况下参数识别结果不确定性更低，模拟值与观测值拟合更好。该场地内污染状况仍较严峻，且污染范围已超过场界，需对污染羽及时控制并修复。在自然衰减条件下，模拟结果显示2023—2027年的场界总污染通量由73.66 g/d下降至66.77 g/d。校正后的模型预测结果不确定性变化较小，95%置信区间由2023年的（73.66±0.71）g/d变化为2027年的（66.77±0.87） g/d。场地污染通量预测结果为该场地的风险评估与修复提供了决策依据。
工程地质与地质灾害
饱和压实黄土的Duncan-Chang损伤本构模型研究
杨皓铭, 黄强兵, 解庆禹, 崔磊, 康孝森, 王作辰
摘要:黄土地区高铁路基瞬时沉降与饱和压实黄土的力学特性密切相关，饱和压实黄土的本构关系是表征其力学特性的重要途径。由于Duncan-Chang本构模型难以准确描述压实黄土破坏后的应变软化特性，为了提高其适用性，引入统计损伤理论，建立了饱和压实黄土的Duncan-Chang损伤本构模型。选取西延高铁填方区Qp3黄土，开展了不同压实度的固结不排水三轴试验，编写vumat子程序进行验证，实现了饱和压实黄土三轴试验及不同压实度、不同填方坡度下路基沉降的有限元数值模拟分析。结果表明：（1）填方区压实黄土受剪破坏时呈应变软化特性，峰值强度与初始变形模量随压实度的增加而增加，但峰值强度增幅随压实度增加递减，而初始变形模量增幅随压实度的增加递增；（2）基于统计损伤的Duncan-Chang本构模型所编写的vumat子程序，对填方压实黄土三轴试验的剪切强度进行了验证，结果基本一致，能够较好地反映填方区压实黄土应变软化的力学特性；（3）通过vumat计算得出，填方路基的沉降量随压实度的增加而减少，随填方坡度的增加而增加。研究结果可为黄土地区填方路基瞬时沉降计算与分析提供参考。
无连梁双排抗滑桩与单排抗滑桩水平推桩模型试验对比
汤科, 郑达, 程儒凇
摘要:在大型滑坡防治工程设计中，采用何种形式的抗滑桩进行支护是一个关键问题。为了研究双排抗滑桩与单排抗滑桩加固边坡的效果，通过大型物理模拟模型开展了无连梁双排桩与单排桩水平推桩的对比试验，并深入分析了坡体破坏模式及桩体受力特性方面的差异。结果表明：（1）坡体破坏时，单排桩在桩间前后出现土拱效应，而双排桩却因为绕流的原因形成了“八”字形裂缝且后排桩还出现了挠曲现象；（2）无论是单排桩还是双排桩，其桩顶位移曲线都展现了压密变形、弹性变形、加速变形和塑性破坏四个阶段特征，在加速变形阶段，后排桩桩顶位移大约是前排桩的2倍，单排桩桩顶位移大约是同桩位前排桩的1.5倍，受到“遮挡效应”的影响，双排桩的抗滑效果比单排桩好15%左右；（3）桩侧土压力均沿着桩身大致呈三角形—梯形的分布，并且桩后土压力都大于桩前土压力；在桩身弯矩方面，二者均呈现出类似于抛物线的分布趋势，并且在靠近滑面处（滑面之上7 cm）弯矩最大；（4）在水平推力相同的情况下，后排桩的弯矩最大，其次是单排桩，前排桩弯矩最小。由于后排桩的存在使得前排桩的最大弯矩比单排桩降低了27%左右，从而提高了抗滑桩的抗滑效果。研究结果可为滑坡防治工程的设计和治理提供指导。
非局部弹性理论下P波在弹性介质和饱和多孔介质分界面上的透反射问题研究
王廷伟, 李强, 马强, 周凤玺
摘要:在工程领域，准确预测波在不同介质中的传播特性对于结构设计和材料性能评估至关重要。经典弹性理论在描述波传播以及处理高频波和多孔介质时存在局限性。为了弥补这一不足，基于非局部弹性理论，探究了P波在弹性介质和饱和多孔介质分界面上的透反射问题。基于非局部介质理论和Helmholtz矢量分解原理，建立了弹性波在层间界面透反射的数学模型，通过数值算例验证了该模型的正确性，并分析了非局部弹性理论下入射频率、入射角度、单一非局部参数、层间非局部参数对分界面处波的透反射振幅比的影响规律。研究结果表明：（1）随着入射波频率的增加，两种理论下的振幅比差异逐渐增大，当频率较高时这种差异性表现尤为显著；（2）在两种理论下，随着角度的增加，反射P1波的振幅比受角度变化的影响最小，其余波型波受角度变化的影响程度相似，其中振幅比最大差异达33%；（3）分界面处波的透反射规律受到非局部参数的调控，弹性介质非局部参数的变化对透射波的振幅比的影响极为微弱。研究成果对于深入理解波在不同介质界面的传播行为具有重要意义，可为复合材料设计、波传播预测及环境振动分析提供理论支撑。
三种因素影响下南海钙质砂抗剪强度及破碎特性
朱剑锋, 李挺, 鞠露莹, 杨浩
摘要:作为一种海源土体，南海钙质砂具有多孔、形状不均匀、易破碎等特征，而目前从细观角度开展钙质砂力学性状的研究比较有限。为获得竖向压力、剪切程度及相对密实度对钙质砂强度和颗粒破碎特性的影响规律，开展了南海饱和钙质砂直剪试验，并与陆源硅砂（中国标准砂和福建中级砂）的试验结果进行对比。结果表明：（1）不同相对密实度下的钙质砂剪应力-位移曲线趋势大致相同，且剪应力峰值基本一致，这与中国标准砂和福建中级砂受相对密实度影响规律显著不同；（2）与陆源硅砂无黏结性不同，南海钙质砂有一定“似黏聚力”，其主要原因在于南海钙质砂颗粒形状不均匀，颗粒之间存在一定的咬合作用，进而呈现出一定的黏结特性；（3）随着竖向应力的增加，钙质砂破碎逐渐由大颗粒转变为小颗粒，同时剪切程度为50%时钙质砂的破碎面主要位于相对薄弱处，而剪切程度为100%时，破碎面主要分布在单颗粒钙质砂中间位置；（4）相对破碎势与竖向应力、相对密实度及剪切程度有很好的相关性，构建的破碎势计算模型涵盖了竖向应力、相对密实度及剪切程度的影响，可在工程中推广应用。研究结果可为我国南海岛礁工程建设提供依据。
基于3D打印技术的软弱夹层干湿循环作用强度劣化试验研究
刘浩, 张文, 芦磊
摘要:软弱夹层是一类较为特殊敏感的地质体，其存在对水电工程边坡的稳定性起控制性作用。为了深入探讨库岸边坡中软弱夹层在干湿循环条件下的剪切力学特性及破坏机制，以菜籽坝抽水蓄能电站下水库坝址左岸坝肩边坡为研究对象，利用3D打印技术制备具有真实岩石形貌特征的结构面，并计算出结构面的粗糙度系数JRC，然后开展干湿循环作用下含人工节理面的软弱夹层剪切试验。研究结果表明，经过不同次数干湿循环，抗剪强度随循环次数增加呈负指数型降低，最终会趋于一个极低的稳定值，为初始强度的5%，且抗剪强度与结构面粗糙度呈正相关。软弱夹层的剪切应力-应变曲线在破坏阶段会呈阶梯式降低，结构面粗糙度越大，残余曲线阶梯式降低次数越多，且结构面粗糙度大的试样会在更短的剪切位移到达残余强度阶段，残余强度也随干湿循环次数的增加而降低。研究成果对抽水蓄能电站岸坡的稳定性评价具有较大的参考意义。
降水强夯工艺处理淤泥质黏土场地的试验研究——以武汉阳逻项目为例
兰明清
摘要:针对传统软基处理方法在淤泥质黏土地基应用中效果不佳的问题，以武汉阳逻项目为实例，探讨了新型降水强夯工艺在软土地基处理中的加固机制及其施工工艺参数。研究将强夯技术和井点降水法相结合，充分利用井点具备的较大排气量和较大真空度特性，减消强夯技术产生的超静孔隙水压力并排除孔隙水。阳逻项目第一遍点夯前地下水位降到地面以下3 m需要约2 d，第二遍点夯前地下水位降到地面以下5 m需要约3 d，满夯前地下水位降到地面以下5 m需要约6 d，整个降水周期所需时间约为11 d。第一遍点夯之后超静孔隙水压力消散70%需要约7 d。试验结果显示，降水强夯法可以在短时间内显著提高软黏土的固结度，减少“橡皮土”现象的发生，有效处理深度达到6.0 m，并能显著提高软土地基的承载能力至150 kPa以上。通过对比分析现场监测和室内试验数据，进一步证明了降水强夯工艺处理淤泥质黏土地基的有效性。研究结果可为中国沿海地区广为分布的软土地基处理工程提供理论基础和施工工艺参数。
基于流固耦合作用的富水断层区隧道初期支护优化分析
李远远, 李春鹏, 和大钊, 康鑫
摘要:穿越富水断层区隧道初期支护的研究主要集中在隧道断面破碎带突水、突泥机制以及隧道富水段支护结构的受力特征，但对穿越富水断层区隧道初期支护参数的选择研究较少。以赣州—深圳（赣深）铁路客运专线的龙南隧道为工程背景，基于流固耦合理论，采用FLAC3D对穿越F8富水断层区隧道开挖和支护全过程进行数值模拟；结合断层区的工程与水文地质条件以及六部CD法的施工特点，选取断层区中间部位的中轴线、左拱顶区、右拱顶区3个监测点的沉降值建立偏差平方和函数ST，分析拱顶变形、塑性区体积及渗流场变化特征。模拟结果表明：（1）钢拱架的合理间距为1.0 m，喷射混凝土的合理厚度为26～30 cm，并通过三次曲线拟合得出该典型断面喷射混凝土的最优厚度为28 cm；（2）钢拱架间距为1.0 m时，塑性区体积随初支混凝土厚度增大而减小，当初支喷射混凝土厚度大于28 cm时，塑性区体积减小幅度很小，通过增加喷射混凝土厚度来提高初支结构的安全性是不经济的，验证了初支钢拱架间距和喷射混凝土厚度优化的合理性；（3）在最优初支条件下，隧道渗流量较为明显部位是拱脚>边墙>拱底>拱顶；（4）将模拟结果与监测结果对比，两者虽然有所差异，但变化规律相近，量级一致，模拟结果能够反映实际情况。研究结果可为类似地层条件下的隧道施工与支护提供参考价值和理论依据。
寒区高速铁路冻土路基的水热耦合响应特性分析
陈佩佩, 尚智, 王熳祺, 祁凌豪, 杨光昌, 吴楠
摘要:冻土水热耦合问题的控制方程具有强耦合特性，使得相应的数值计算存在一定挑战，进而影响其在工程实践中的应用。根据能量守恒、质量守恒原理及土体冻结曲线，给出了考虑相变效应的冻土水热耦合理论模型，而后数学推导得到解耦的理论模型方程以便优化数值求解。基于COMSOL平台二次开发实现了冻土水热耦合过程的数值建模。使用兰州—乌鲁木齐（兰新）客运专线路基的实测数据进行数值计算的验证，并在拟合的地表边界条件下开展了该冻土路基水热耦合的数值分析。分析表明：（1）不同深度观测点对应的温度和含水率数值解与实测值具有较好的一致性，从而验证了所解耦的冻土水热耦合理论模型的可靠性。（2）土层对温度和含水率周期性变化时的幅值均有“削峰”作用，且不同深度观测点的温度和含水率正弦变化曲线均有一定的相位滞后现象；其中，温度幅值削峰和相位滞后是热传导过程的能量耗散引起，而含水率曲线的类似现象则可能是冰水相变改变土层渗透性的缘故。（3）近地表附近温度等值线较密，而远地表土层中温度等值线较疏，表明路基表层更易受外界温度波动影响，夏季时温度自上而下逐渐降低，而冬季时温度自上而下逐渐升高。（4）路基断面中含水率随着深度的增加而增大，约在含水泥粗粒土材料和填料的界面附近达到峰值，体现了材料界面对水分迁移的影响效应，而后随深度增加含水率逐渐降低。研究成果可为寒区路基等工程的建造提供一定的理论支撑。
砂泥岩互层地基防渗措施渗控效果及敏感性分析
温立峰, 孙少博, 李炎隆, 王民侠, 张晨, 田欣
摘要:砂泥岩互层岩体是一种典型的复杂地质条件，其渗流场分布规律复杂，且传统渗流分析方法难以准确描述该规律。文章提出砂泥岩互层地基等效渗流场计算方法，揭示砂泥岩互层地基渗流场分布规律及不同渗控方案对其的影响。首先根据砂泥岩互层地基构造特点，提出基于土体分层渗流的砂泥岩互层地基等效渗流场计算方法；进而基于砂泥岩互层地基上的普化水库工程，建立反映工程区地质条件、枢纽布置和防渗措施的三维渗流场有限元计算模型；并讨论了砂泥岩互层岩体渗透各向异性对渗流场的影响，分析了不同防渗帷幕深度和长度组合方案对砂泥岩互层地基渗流场的控制效果。研究表明：（1）帷幕未完全截断透水层时，加深防渗帷幕深度可以明显降低坝基及两岸山体渗流量，使两岸山体溢出点渗透坡降逐渐减小，而使坝基部位和防渗帷幕的渗透坡降逐渐增加；（2）延长防渗帷幕长度可以降低两岸山体渗流量和渗透坡降，且帷幕长度增加只对帷幕加长侧渗流场产生较大的影响，但是随着帷幕长度进一步增加，对防渗效果提升的作用逐渐减弱；（3）砂泥岩互层地基渗流呈现各向异性特点，通过设置合理的防渗帷幕深度和长度可以有效控制地基的渗流量。研究成果可为砂泥岩互层地基的渗流控制提供理论参考。
饱和黄土工程降水沉降计算方法研究
邓国华, 高虎艳, 郑建国, 于文龙, 亢佳伟
摘要:在周边环境复杂的地下工程建设中，合理地预测和评价降水对周边环境的影响是控制工程可行性的关键性问题。目前，基于分层总和法的工程降水沉降计算方法主要取决于经验系数的选择，取值过于笼统, 不能完整反映层厚和土性变化的影响，预测结果与实际情况相差较大。为相对合理、准确地预测黄土降水沉降，在分析饱和黄土物性沉积状态的基础上，提出用孔隙比（e）和液性指数（IL）反映降水过程中黄土失水的可变性和能变性的思路，同时提出失水敏感性指标，建立了饱和黄土地层降水沉降实用化计算方法e-IL法，并开展了多个场地的沉降验证。研究成果表明：（1）饱和黄土视其上覆压力和地下水作用方式的不同，可形成欠压密饱和黄土和压密饱和黄土，两类饱和黄土物性和工程降水沉降差异较大；（2）影响降水沉降变形的主要物性指标是孔隙比和液性指数，可分别反映饱和黄土的可变性和能变性，即失水敏感性；（3）6个场地的计算与实测结果对比表明，黄土地区工程降水沉降主要发生在大孔隙结构依然存在的欠压密饱和黄土层中。考虑失水敏感性的降水分层沉降计算e-IL法，能够全面反映饱和黄土降水沉降规律，可为黄土地区降水工程的设计和施工提供可靠的理论依据。
拒马河上游极端降雨引发的地质灾害特征与链生演化过程
朱贺, 张永双, 任三绍, 陶昶旭, 刘明学
摘要:2023年7月29日至8月2日，华北地区发生了历史上罕见的极端降雨事件，在京冀西部山区引发了大量突发性地质灾害，造成严重的人员伤亡与财产损失。在总结分析京冀西部山区“23•7”极端降雨引发地质灾害特征的基础上，采用现场调查、无人机航拍和数值模拟方法，分析了拒马河上游地质灾害发育特征，以西塔村地质灾害链为例，模拟分析了地质灾害链的形成演化过程。结果表明：（1）京冀西部山区“23•7”极端降雨引发的地质灾害表现出明显的群发性和链生性，浅表层崩塌、滑坡数量多，常成为泥石流的物源，共同构成崩塌滑坡-泥石流-堵河-溃决灾害链；（2）拒马河上游地质灾害链表现出长链条演进、多物源加积的特征，单条灾害链长度可达1.2～1.5 km，浅表崩滑物源可在灾害链的形成区和流通区同时补给，呈现灾害链规模放大效应；（3）数值模拟结果显示，西塔村后山2条沟域灾害链单独启动工况下的最大堆积厚度分别为7.1，6.2 m，同时启动工况下的最大堆积厚度达8.6 m，灾害链最大运动速率达9.1 m/s，表现出典型的单灾链多物源加积放大和多灾链汇聚放大特征，成为京冀西部山区极端降雨引发地质灾害链的新特点。相关研究认识对于北方山区地质灾害链风险防范具有一定指导意义。
川西南喜德县地质灾害发育特征及其沉积-构造孕灾规律研究
熊小辉, 白永健, 铁永波, 高延超, 葛华, 徐伟, 龚凌枫, 王家柱, 田凯, 何孟龙, 朱志华
摘要:四川省喜德县地处扬子陆块西缘与青藏高原东缘造山带过渡区，区内地质演化复杂、差异显著，地质灾害分布广泛、类型多样。前人对内动力致灾机理已开展大量研究，然而县域尺度下关键基础地质孕灾因子差异演化与地质灾害孕育的耦合关系仍需进一步研究。基于现场调查、基础地质资料与历史地质灾害数据，从区域地质历史演化角度，通过不同分区的基础地质孕灾条件与不同类型地质灾害发育趋势的对比分析，深刻剖析孕灾地质条件与灾害发育趋势的深层次耦合关系。结果表明：区域地层、构造改造以及地质演化是制约研究区不同类型地质灾害发育的主控因子，区内地质灾害类型以滑坡（240处）、泥石流（81处）为主，崩塌（7处）发育较少，全县可划分为变质基底区、被动陆缘沉积区、前陆盆地沉积区、陆内凹陷盆地区等4个孕灾模式区；软弱红层主控下宽缓褶皱构造是滑坡地质灾害的主要孕灾环境，断裂褶皱等强烈构造改造是泥石流发育的关键，坚硬碳酸盐岩、岩浆岩等地层叠加漫长的构造演化是崩塌发育的重要条件；松软的白果湾组炭质泥页岩分布与强烈断裂改造叠加是制约红莫镇一带滑坡-泥石流链式灾害的关键基础地质条件。该研究将进一步指导区域地质灾害早期识别，为防灾减灾提供重要参考。
考虑影响因子重要性选择和土壤含水率的滑坡易发性评价
王中羽, 李素敏, 袁利伟, 乐伟鹏
摘要:在滑坡易发性评价体系中，尚未形成统一的和科学的筛选影响滑坡发育因子的标准，导致滑坡易发性评价结果的不一致性。为提高滑坡易发性评估体系的准确性，提出一种基于机器学习的考虑因子重要性选择与土壤含水率的滑坡易发性评价体系。以云南省富民县为例，结合遥感数据、辅助数据和现场调查数据，编制滑坡历史记录；利用SAR卫星后向散射系数和从DEM中提取的地表粗糙度提取土壤含水率，通过XGBoost回归和Lasso回归模型对15个评价因子进行重要性排序，并对滑坡影响因子进行多重共线性评估，筛选出最具鉴别性的滑坡影响因子；用轻量级梯度提升机算法和随机森林模型分别在因子重要性选择前与选择后对富民县进行滑坡易发性评价。结果表明，土壤含水率因子对滑坡发育有较大影响；经过因子重要性选择后的滑坡易发性评价结果准确性更高；轻量级梯度提升机算法模型在评估中表现出优越的评估性能(AUC=0.91)，表明LightGBM模型可以较好地应用在滑坡易发性评价中。本研究着重讨论了因子重要性选择对滑坡易发性评价体系的影响，并有效地将面状土壤含水率因子纳入滑坡影响因子中，提高了易发性评价结果的精确性和可靠性，为预防滑坡灾害提供新思路。
不同类型暴雨下堆积层滑坡渗流特征与稳定性分析
石浩, 李远耀, 许艺林, 郑阳, 陈科翰, 马银亮
摘要:暴雨是堆积层滑坡灾害发生的主要诱因之一，暴雨作用下滑坡体渗流场的时空动态特征是评价滑坡稳定性和开展气象风险预警的关键。针对当前主要以降雨强度为变化参数的模拟分析工况存在的不足，以广东省特大型地质灾害——丰顺县三坑村滑坡群Ⅲ号滑坡为例，基于现场调查和资料分析，建立精细化滑坡地质结构模型，采用统计方法分析区内降雨特征，将暴雨划分为“均匀型”和“峰值型”两种类型，通过模拟滑坡体内浸润线及孔隙水压力的变化，分析滑坡在不同类型暴雨下的渗流场动态，进而分析滑坡的应力-应变场与位移特征，开展稳定性定量评价研究。研究结果表明：均匀型暴雨会显著影响滑坡深部渗流场，造成明显局部变形；峰值型暴雨诱发滑坡模式随雨量峰值位置的变化而有所差异，前锋型降雨诱发的变形表现出牵引式特点，随着雨量峰值后移，滑坡变形表现出推移式特点。数值模拟结果和滑坡实际变形较为吻合，研究成果可为堆积层滑坡的治理及防护工程的设计提供借鉴。
考虑颗粒形态的滑坡体运移特征研究
韩长玉, 陈文超, 张敏, 金莉, 王喆, 杨振兴
摘要:岩土材料的颗粒形态对评估边坡稳定性和滑坡运移范围的准确性至关重要，但目前颗粒形态对大尺度边坡相关问题的影响研究尚不明确。为探究颗粒形态与边坡稳定性及滑坡体运移特征的关系，基于实际工程滑坡，采用颗粒离散单元法，构建不同颗粒形态构成的二维边坡。使用球形度和棱角度两个颗粒形态参数分别反映颗粒的整体轮廓特征和棱角数目，研究粒径缩放和颗粒形态对边坡稳定系数的影响。通过强度折减法使边坡破坏，进一步分析滑坡体的运移特征。研究结果表明：对于工程尺度滑坡，粒径缩放对边坡稳定系数预测有一定的影响阈值；颗粒球形度与边坡稳定系数成反比，棱角度与边坡稳定系数成正比，且颗粒球形度与滑坡体的平均滑动速率成正比；滑坡体运移范围受颗粒形态影响，颗粒球形度越高，运移范围越大。研究结果进一步揭示，颗粒形态导致的能量耗散特征差异，是滑坡体运移距离与堆积状态变化的主要内因。该研究可为滑坡致灾范围预测和防灾减灾工程提供参考。