中国地理学会红层与丹霞研究工作组     国际地貌学家协会红层与丹霞工作组

彭华教授率队出访斯洛伐克等国 进行国际合作项目考察


彭华教授率队出访斯洛伐克等国 进行国际合作项目考察


2014622-201473日,彭华教授率丹霞地貌研究团队赴斯洛伐克等国,就中国和斯洛伐克政府间科技合作项目“中国丹霞世界遗产地的岩崩灾害及其风险评估”进行考察交流。该次考察也是对20139斯洛伐克夸美纽斯大学Comenius University)专家组在中国考察的回访。

该项目属于国家自然科学基金政府间合作项目,执行期为2013-2014年。本项目对丹霞地貌的岩石坡面稳定性及崩塌灾害风险评估进行合作研究,重点解决丹霞地貌不同部位的边坡崩塌灾害机制与评估技术问题。在岩崩灾害监测防控研究方面,合作者斯洛伐克夸美纽斯大学(Comenius University)自然科学学院工程地质系的Jan Vlcko教授的团队具有良好的研究基础和工作业绩。

该项目是丹霞地貌研究的第一个国际合作项目。丹霞地貌以陡崖坡为特征,而大部分陡崖坡是崩塌后壁,崩塌是丹霞地貌坡面发育最重要的动力形式,坡面的稳定性及演化规律是丹霞地貌坡面发育的关键问题之一。该项目以“中国丹霞”世界自然遗产地为案例,努力解决丹霞地貌不同部位的边坡崩塌灾害机制问题,是开展国际合作研究的一个良好开端,并通过国际专家实质性介入,推动丹霞地貌的国际认知,有利于扩大丹霞地貌在国际上的知名度,对实施“全球丹霞”战略,推动丹霞地貌研究的国际化具有重要的意义。

同时,丹霞地貌坡面的稳定性随着地貌部位、尺度和形态不同而存在巨大差异。因此,对坡面稳定性和岩崩灾害分布规律的研究,是道路选线、设施建设和旅游安全的要求。从对中国丹霞遗产地的研究和监测来看,各丹霞地貌区都存在着坡面不稳定威胁问题。排查崩塌的分布规律和进行岩崩灾害风险评估,可为一般丹霞地貌区岩崩灾害提供预测的依据。

本次出访的考察重点是捷克—德国—波兰—斯洛伐克边界地带的Bohemian Swizerland海相砂岩地貌区和斯洛伐克北部的日利纳砂砾岩地貌区。这里的砂岩和砂砾岩与中国红层中的砂岩和砂砾岩在岩性上有一定的相似性,发育的地貌也以大量的直立坡面或陡崖坡为特征,在这个类型区的研究成果对中国丹霞地貌研究具有很好的借鉴意义。

其中Prav?ice Rock ArchPRA)位于捷克与德国边界的Bohemian Swizerland国家公园,主要是上白垩世的近水平厚层石英砂岩和海相灰白色粗砂岩,发育多组垂直节理,将古夷平面切割为数块大小不等的山体。该地层中也夹有几层相对软弱的细砂—粉砂岩夹层,构成了软弱界面,抗风化能力较弱,一般发育顺层凹槽,局部形成较大的洞穴。VlockGreif教授对PRA进行的监测始于1993年,已经积累了大量数据。目前的监测主要是对其节理附近的岩层变形监测,从而进行岩石稳定性分析。

日利纳的巨厚海相砾岩的碎屑主要是石灰岩,垂直节理特别发育,在此基础上形成的地貌有些类似于丹霞石峰。通过对该处砾岩以及发育的崩塌体的考察,可以与同样主要以砾岩为基础的丹霞地貌进行相关的景观和机制对比。日利纳的工程地质调查主要是应用传统的和特殊的实验室测试来分析岩石破坏机制和潜在的危害。

我们的合作者Jan VlckoVladimir·Greif教授还把地貌学的研究方法用于古建筑基础和墙体风化坍塌灾害的监测。我们参观了几个古城堡和教堂地质灾害监测点,其中对莱沃恰的利比城堡的基础土层进行分层取样,在实验室后将进行渗透性分析,通过土层的含水性研究下部土层的水分对上部的建筑表面风化的影响。他们还对太普莱斯市中心教堂墙体设置了风化监测点,主要是针对墙体内部的热转移状况进行原位监测和实验室分析计算。另外,他们还在有明显裂隙处安装了应变装置,应变仪将会记录下可恢复的和不可恢复的应变。该内部湿度传感器还在研制试用阶段,一旦测试成功,将会首先用于丹霞山顺层洞穴的软岩层风化特性监测。

20139月,斯洛伐克夸美纽斯大学的专家对丹霞山和崀山进行了考察,并安置了危岩监测仪器。本次双方共同制定了进一步对丹霞地貌岩崩灾害的研究方案,共同确定了中国丹霞地貌软岩层风化凹进的监测方法和监测设备的研制要求。Greif教授还介绍了根据崀山和丹霞山监测点的自然环境背景,正在研制的用于中国丹霞软岩从表层到内部温度变化的监测设备的特性和用途。

本次考察期间还进行一次学术讲座、一次考察情况总结交流和一次项目合作交流会。

应合作方要求,624日,彭华教授向夸美纽斯大学自然科学学院暑期在校的部分师生介绍了中国丹霞地貌研究进展和中国红层及其生态环境问题的研究成果,双方就相关问题展开了热烈交流。

根据2013年中山大学与夸美纽斯大学项目组对中国丹霞的联合考察所采集的样本和监测数据的处理,进行了初步成果交流。中山大学完成了崀山岩石标本的单轴抗压强度测试、岩石薄片鉴定以及崀山研究点的地质背景分析等内容,Comenius大学完成了岩石标本的空隙率、透水性、抗拉强度测试等物理指标分析和不同时相遥感数据对地表移动的分析;丹霞山锦石岩危岩后壁裂隙的应变监测仪已经取得一批数据,结果正在进一步分析中,其监测和分析成果将实现双方共享。

        在最后的考察总结交流会上,斯方认为,斯洛伐克的岩崩问题研究,古城堡建筑石材的风化问题和地基岩石风化问题研究需要借鉴丹霞地貌的研究思路;中方认为,斯洛伐克方面在风化过程中的岩石内部的温度湿度变化监测以及裂隙的应变监测方面的先进的研究技术手段对本项目组的丹霞地貌发育机制研究和华南湿润区红层地貌发育过程及红层荒漠形成机理研究等非常有借鉴意义,这些先进的技术手段将会在本项目中发挥作用。



附:相关工作照


彭华教授为夸美纽斯大学自然科学学院博士生及部分学者讲中国丹霞地貌与红层研究(1)

彭华教授为夸美纽斯大学自然科学学院博士生及部分学者讲中国丹霞地貌与红层研究(2)


自然科学学院工程地质系主任Renáta Adamcová 庆祝讲座成功并交流有关红层地貌问题(1)

自然科学学院工程地质系主任Renáta Adamcová 庆祝讲座成功并交流有关红层地貌问题(2)

捷克Bohemian Swizerland国家公园的砂岩崖壁和石峰在景观上与丹霞地貌很相似(1)

捷克Bohemian Swizerland国家公园的砂岩崖壁和石峰在景观上与丹霞地貌很相似(2)

发育在砂岩中的天生桥Prav?ice Rock Arch

由软弱岩层的快速风化所形成的顺层洞穴

砂岩陡崖坡崩塌灾害治理点

考察莱沃恰灰岩洞穴内崩塌点

日利纳海相砾岩及其地貌景观(1)

日利纳海相砾岩及其地貌景观(2)

现场研讨,和丹霞地貌类似,砂砾岩中的软弱夹层也是发育崖壁洞穴或岩槽的岩层(1)


现场研讨,和丹霞地貌类似,砂砾岩中的软弱夹层也是发育崖壁洞穴或岩槽的岩层(2)


应变、温度联合监测仪


危岩上的监测设备


夸美纽斯大学的专家们将地质监测技术应用于古建筑的基底和墙体风化研究(1)


夸美纽斯大学的专家们将地质监测技术应用于古建筑的基底和墙体风化研究(2)


莱沃恰城堡下部渗水监测点考察与采样


莱沃恰古城中教堂墙壁的抗风化监测


为中国丹霞地貌崩塌监测研制中的设备


合作研究进展与成果交流




撰文:闫罗彬;摄影:陈智

中山大学地理科学与规划学院

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