西藏地質災害
① 西藏地震最新消息
11月18日6時34分,西藏林芝市米林縣發生6.9級地震。擔負川藏線養護保通任務的武警交通二支隊派出3個先遣組20餘名官兵緊急趕赴地震震中展開生命救援和災情實地踏勘。
在地震破壞程度方面,專家認為,地震所在地區人口較稀少,但地質環境比較復雜,主要需關注它所帶來的地質災害。
② 西藏「一江兩河」地區生態環境地質問題與防治對策
王作堂
(四川省地礦局九一五水文地質工程地質隊,眉山,620010)
摘要本文從生態環境地質的角度出發,指出了西藏「一江兩河」地區由於生態環境條件脆弱,生態系統的不穩定,在缺乏生態屏障保護下對資源的大量開發利用、天然植被的過量掠取和加大對地質環境的干擾和改變,誘發和加重了一系列重大生態環境地質問題,有針對性地提出了生態地質環境保護措施和防治對策。並期望有關部門和領導為西藏高原上的生態地質環境保護和管理工作提供一個典型實例和經驗探索,具有一定的現實意義。
關鍵詞一江兩河生態環境地質問題防治對策
前言
西藏「一江兩河」地區系西藏自治區「一江兩河」(雅魯藏布江、拉薩河、年楚河,下同)中部流域地區的簡稱,位處西藏腹心地帶,以雅魯藏布江為軸線,東起桑日縣,西止拉孜縣,長440km,海拔3600~3900m,總面積6.65萬km2,佔西藏總面積的5.4%。范圍包括一市(拉薩)兩地(山南、日喀則)中的18個縣(市、區)。其中拉薩市是自治區首府和拉薩市委、市政府所在地,乃東縣澤當鎮和日喀則市分別是山南、日喀則地區地委、行署駐地,是區、地(市)政治、經濟、文化、交通、信息中心,為西藏人口居住和城鎮集中分布區,現有人口88.38萬,佔西藏總人口的45%,其中藏族人口佔94.12%,農業人口達73萬。
「一江兩河」地區地理位置、氣候、水土資源、交通條件優越,礦產、旅遊資源豐富,被譽為西藏的「金三角」,是西藏國民經濟最發達地區,自古就是藏民族文化的發祥地,也是西藏重要的農業發展和商品糧生產基地。區內耕地佔西藏的35.23%,糧食產量佔56.24%,農林牧漁產值佔34.5%,工業總產值佔23.97%。國內生產總值(GDP)佔19%。
從「八五」開始,西藏自治區黨委和人民政府,中央1991年、2001年第3次、第4次西藏工作座談會都將其列為重點綜合開發區。黨中央、國務院從1990~2002年每年注入上億元資金進行「以水利建設為頭,以農牧業開發為主體,配套建設必不可少的能源、交通項目」的開發建設。
但是,隨著「一江兩河」地區經濟的迅速發展和自然資源的開發強度加大,對原本就十分脆弱的生態環境的擾動和改變日益加劇,也使眾多阻礙該地區國民經濟可持續發展的生態環境地質問題日益顯露出來。經西藏自治區人民政府批準的《西藏自治區「一江兩河」地區綜合開發生態環境規化(1991~2000年)》指出:「一江兩河」地區生態環境脆弱,由於過去長期粗放開發,一些地區的生態環境已出現嚴重退化……嚴重影響到該地區綜合開發和國民經濟的發展步伐。因此,開展和加強該地區生態環境地質調查評價工作,為「一江兩河」綜合開發決策,實施生態環境建設,改善生態環境條件,調整產業結構,增加人民收入,提高生活質量,已成為促進西藏國民經濟可持續發展的迫切需要。
1主要生態環境地質問題
1.1生態環境脆弱,天然植被銳減
「一江兩河」地區平均海拔3600~3900m,地勢高亢,氣候乾冷,降水量少,蒸發量大,土層薄而質粗,廣大山坡地水源涵養差,制約了植被的生長發育,在天然條件下植被生產量不及同緯度其他地區的1/10。由於長期的粗放開發,過去的天然喬木林和高大闊葉灌木林由於過度採伐,已退化為覆蓋度很低的灌叢草坡,每年有6~10萬畝灌木林遭到樵採和刨根等毀滅性破壞,從河谷坡麓線到4500m的山體下部,原有的草原植被發生退化,覆蓋率下降,導致山體物理風化和水土流失加劇,出現了大面積沙化和石礫化稀疏草原植被。非森林化過程以居民地為核心呈放射狀擴展。拉薩市近郊山地灌木林已砍伐殆盡,灌木林的破壞范圍仍在繼續向外擴展。在近15年間,覆蓋率在40%以上的灌木林地面積減少了70%。植被覆蓋的銳減和局部枯竭,山麓灌叢生態系統退化,導致生態環境質量隨之變差,水土涵養和調節氣候的功能降低,生物群落、動植物種多樣性遭到嚴重破壞。在脆弱的生態環境條件下,重建和恢復原有植被十分困難。
1.2土地沙化日趨嚴重
「一江兩河」地區沙漠化土地總面積達1860.9km2(279.1萬畝),相當於現有耕地面積的97.5%。集中分布在貢嘎、扎囊、乃東、曲水、南木林、拉孜及日喀則等縣(市)的雅魯藏布江幹流寬谷河段和拉薩河下游等地。由於風沙作用強烈,流沙面積不斷擴大,極目所處活動、半活動沙丘,沙丘鏈隨處可見相連成片,局部地段已向山前沖洪積扇及山坡上擴展。雅魯藏布江河谷地區沙漠化土地面積佔全區沙漠化土地總面積的58.7%。其中,雅魯藏布江北岸的達那谷—大竹卡地區和曲水—澤當地區,沙漠化土地面積分別占該區河谷土地面積的46.5%和44.1%。按行政區域而論,日喀則地區沙漠化土地面積最大,為977km2,次為山南地區和拉薩市,分別為542.2km2和341.7km2。導致土地沙漠化固然與乾旱環境和強勁的季風吹揚有關,但人類活動過度對植被樵採和掠取,擴大了沙漠化的面積,推進了沙漠化進程。每年約有數百畝土地、草場被流沙覆蓋、吞噬,公路被沙埋、阻礙交通。目前沙覆蓋面積比解放初期增加兩倍以上。土地沙漠化嚴重危害植被、農田、牧場、水利設施、交通運輸、民航,埋壓城鄉建築物和污染環境,使人類生存環境質量下降。
1.3侵蝕作用強烈,水土流失日益加劇
西藏高原地殼的急劇抬升活動,強烈的風化剝蝕作用和植被不發育等自然因素,形成了水土流失的天然環境。人類工程經濟活動的強烈影響,加劇了這一過程的發展。區內水土流失面積達4.9萬km2,約占土地總面積的73%。據抽樣統計,在坡麓地帶和洪積扇平均每平方千米有沖溝0.251條(最深20m,最寬達25m),裸岩面積0.053km2(最大達8km2)。拉薩河、年楚河年均含沙量分別為11kg/m3和36kg/m3;雅魯藏布江幹流年輸沙量達1390萬t。個別年份侵蝕度則更為嚴重。區內西部為嚴重水土流失區,其次是山南地區和拉薩河地區。大面積日益加劇的水土流失導致土地耕層變薄,板結而貧瘠化,降低土壤肥力,土質變壞,庫(塘)淤積難以發揮效益。日益加劇的水土流失使原本就十分脆弱的生態環境進一步惡化。
1.4崩塌、滑坡、泥石流災害頻繁發生
天然植被的銳減,水土流失和道路修建、邊坡開挖等人類工程經濟活動的加劇,誘發和加劇了崩、滑、流等地質災害的發生。據不完全統計,全區發育的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害點有2721處,因地質災害每年造成的直接經濟損失達1500萬元。區內重要城鎮拉薩市、澤當鎮、瓊結縣城等因地質災害而造成直接經濟損失達1.5億元之巨。每到雨季,交通沿線崩塌、滑坡、泥石流頻頻發生,不斷毀壞城鎮、水利設施和道路交通,每年有上百至數百公頃農田被沖毀或淤埋。
1.5草場退化嚴重
「一江兩河」地區退化草地多集中在河谷地區的溫性草原,全區共有退化草場115.37萬公頃,占草場總面積的24.3%,其中重度佔19%,中度佔37.7%,輕度佔43.3%。拉薩市草場退化面積占草場面積的32.7%;山南退化草場5.62萬公頃,占草場面積的20.86%,其中重度退化草場占草地面積37.9%;日喀則草場退化面積達21.16%萬ha,占草場面積79.5%,其中重度退化面積占草地面積的22.4%。草場退化的主要表現為草場可食飼草減少,毒草繁衍,鼠害嚴重,土壤沙化。造成退化的原因,固然和草地超載放牧有關,但更重要的是不適當的甚至毀滅性的樵採植被等人為破壞起到了很大的促進作用。草場退化嚴重阻礙了牧業的發展,也使生態環境質量進一步形成惡性循環。
1.6城鎮地下水污染
「一江兩河」河谷平原地區是西藏城鎮和人口分布最為集中的地區,蘊藏著豐富的地下水資源。地下水是城鎮工農業用水和居民生活用水的主要水源,但河谷平原區地下水天然防護條件較差,城市的迅速發展和人口的增加,局部地段已出現城市生活污水和垃圾、工業三廢等對地下水造成污染。在拉薩市、日喀則市、那曲鎮、澤當鎮等城鎮局部地段地下水已形成輕—中度點狀、面狀和條帶狀污染,並有擴大趨勢。
1.7水文狀況惡化,土地乾旱嚴重
植被減少、水土流失、草場退化和地質災害的頻繁發生,調節和涵養水源的作用明顯減弱,從而出現地表逕流增加,地下水逕流減少,導致乾旱河谷不斷擴展,旱災頻繁發生而周期長。冬、春、夏連旱最長日數為156~228天,即便6~8月的雨季,乾旱頻率也在40%以上。全區乾旱面積現已達59.57萬畝,缺水量231.21萬m3/d。乾旱區多分布在主幹河流的兩側支谷中下游地帶,現有耕地和林草地處於乾旱狀態,大面積宜農荒地因乾旱而難以開發。一遇大旱,糧食產量銳減,甚至顆粒無收,牲畜因缺乏飼草而大批死亡,人民生活比較貧困,嚴重製約了農牧業發展。
1.8土地鹽漬化
「一江兩河」地區具有降水量小而蒸發量大的氣候特點,年均蒸發量是降水量的3~4倍,而該地區農業灌溉大多仍採用大水漫灌等落後的灌溉方式,導致在雅魯藏布江、拉薩河、年楚河寬谷區和林周盆地等地下水水位較淺的重要農耕區,部分耕地已出現鹽漬化現象,面積已達2.87萬公頃,嚴重影響了農作物生長。
2防治對策
2.1進行生態環境地質調查,為政府制定保護法規提供依據
通過對「一江兩河」地區的生態環境地質現狀進行調查,總結該地區在進行資源開發過程中對生態地質環境影響的特徵和規律,進行資源開發對生態地質環境影響程度分區,提出各分區內在自然資源開發中保護生態地質環境的對策措施以及開發後恢復或建設生態地質環境的建議等,為該地區各級政府制定資源開發的生態環境保護法規提供基礎性科學依據。
2.2建立生態地質環境空間資料庫,逐步實現生態地質環境的動態預測和監測
鑒於「一江兩河」地區在西藏的特殊地位,有必要擴大地質環境的監測范圍,充分利用「3S」技術,開展「一江兩河」地區生態環境地質綜合調查評價工作,擬建生態地質環境「動態」空間資料庫,從而實現生態地質環境的動態預測和監測,實現資源開發與環境保護協調發展的同步進行。
2.3開展生態環境地質專項示範調查研究,編制相應的生態環境地質調查評價的技術要求
國際上對生態環境地質調查評價工作起步較早,應用先進技術研究解決和監控生態環境地質問題已大量開展。我國雖已意識到資源開發活動導致的環境負面影響,但由於許多客觀因素的制約,目前仍處於起步階段。「一江兩河」地區擬採用生態環境地質學、環境地球化學、農業地質學、「3S」等先進理論和方法技術,選擇具有不同生態環境地質問題類型的典型地區(段),開展生態環境地質專項范圍調查研究,並編制出相應的生態環境地質調查評價技術要求或規范,示範指導生態環境地質調查評價工作的深入開展。
2.4加快「一江兩河」地區生態環境地質調查工作,為生態環境建設與恢復工程規劃提供依據
盡快查明「一江兩河」地區生態環境地質現狀,編制「一江兩河」地區生態環境地質現狀圖和「一江兩河」地區生態環境建設與恢復工程規劃圖。並以此為依據,地方各級政府要加大對生態環境地質問題的防治力度,進一步增加環保投入。為建設與恢復「一江兩河」地區生態環境,進行資源開發與生態環境的良性循環和經濟可持續發展提供基礎性資料和科學依據。為「一江兩河」地區生態環境建設與恢復工程的規劃提供依據。
3結語
「一江兩河」地區氣候惡劣,生態環境條件脆弱、生態系統不穩定,在缺乏生態屏障保護下對資源的大量開發利用、天然植被的過量掠取和加大對地質環境的改變,誘發和加重了一系列重大生態環境地質問題,使該地區生態環境地質系統向紊亂、衰退的渲替趨勢發展,惡化了生態環境質量,影響了人類的生存質量,也制約了該地區國民經濟的可持續發展。因此,為使該地區的社會經濟較快地得到發展,進行生態環境地質調查評價及生態環境建設與恢復工程規劃等工作已迫在眉睫。可以預測,只要生態環境地質規劃各項工程內容得到全面落實,並付諸實施,該地區一定能夠建成西藏高原工農業發達,三個效益顯著,實現可持續發展戰略目標的地區。
參考文獻
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[4]劉玉海.黃河中游區域地學環境特點、問題及整治措施.水文地質工程地質,2001,2(2):73~76.
③ 西藏自治區貢覺縣泥石流災害研究
戚國慶1曹修定2夏抱本3滕雲3
(1成都理工大學地質災害防治國家專業實驗室,四川成都,610059;2中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所,河北保定,071051;3西藏自治區生態環境地質研究所,西藏拉薩,850000)
【摘要】西藏自治區貢覺縣境內發育有影響居民安全的者龍窪Ⅰ溝、者龍窪Ⅱ溝和克西林溝等3條降雨型泥石流溝。本文根據非飽和土強度理論對其成因機理進行了研究,建議用臨界雨量線模型框架來建立貢覺縣泥石流的預測模型,並依據者龍窪Ⅱ溝泥石流爆發前20日的降雨量數據進行擬合分析。結果表明:文中建議的兩個臨界雨量線模型框架均適於用來建立貢覺縣降雨型泥石流爆發的預報模型。
【關鍵詞】泥石流非飽和土基質吸力預報模型
1 引言
貢覺縣位於青藏高原東部,橫斷山脈北段。據《西藏地貌分區圖》,該縣屬藏東大起伏—極大起伏的高山河谷區。縣內地形坡度一般在30°~40°,部分大於60°。位於該縣東南部、約佔全縣總面積34.4%的高山峽谷地區,是泥石流及其他地質災害高發區。
泥石流是一種攜帶大量泥土和碎屑物質的間歇性洪流[1],具有突發性和很強的破壞力。泥石流的形成必須具備3個條件:物源條件(豐富的鬆散物質來源)、水源條件(氣象水文條件)和地形地貌條件等。運用非飽和土力學理論,在對貢覺縣泥石流形成的地形地貌條件、物質組成及氣象水文條件進行調查研究的基礎上,對貢覺縣泥石流的形成機制及預報模型進行了探討。降雨型泥石流的形成過程劃分為兩個階段[2],即:降雨型泥石流的固體鬆散物質中由基質吸力引起的抗剪強度喪失階段和孔隙水壓力增大引起的有效應力降低、發生泥石流階段。
2 貢覺縣泥石流的形成條件
2.1 地形、地貌條件
調查發現,貢覺縣泥石流主要分布在位於該縣東南部高山峽谷區的木協鄉,直接威脅附近居民生命財產安全的泥石流溝有3條,者龍窪工溝,者龍窪Ⅱ溝,克西林溝(見圖1)。
貢覺縣境內發育的泥石流具有明顯的形成(物源)區、流通區和堆積區。該縣泥石流主要分布於溝床比降大的溝谷中,為溝谷型泥石流。泥石流溝在形成區、流通區呈「V」字型,總體坡度35。左右;堆積區位於溝口,呈扇形,坡度約為15°。泥石流溝的植被覆蓋率約為15%,溝谷均長達2km以上,溝床平均縱坡降130‰。
2.2 固體鬆散物質的顆粒分布特徵
貢覺縣泥石流的物質來源主要為山坡表層的第四系鬆散堆積物、岩石風化物質及崩塌、滑坡堆積物等。克西林溝泥石流(GJ—0028)的物質來源為溝兩側的也古、拉巴滑坡堆積物。者龍窪I、Ⅱ泥石流(GJ—0033、GJ—0035)發育於硬岩中,其物質來源主要為岩石風化物質及崩、坡積物。3條泥石流溝地表鬆散物質厚均達6.5m以上。
圖1木協鄉泥石流分布
1.水系;2.房屋;3.公路;4.地層界線;5.斷層;6.泥石流;7.元古界雄松群片麻岩組;8.元古界雄松群大理岩組;9.花崗岩
泥石流固體物質的顆粒分析結果(見圖2)顯示,者龍窪Ⅱ、者龍窪I及克西林泥石流固體物質的顆粒分布有以下特點:①固體物質顆粒粒徑分布范圍很廣,從幾微米直至幾米的變化范圍,其粒徑分布曲線呈山峰型。說明該區泥石流中固體物質含量較高[3,4];②固體物質顆粒在0.01mm粒徑以下的分布是一致的,0.01mm粒徑以上的分布有所區別,者龍窪Ⅱ泥石流3~10mm粒徑的物質含量相對較高,克西林泥石流中0.1~0.5mm粒徑的物質含量相對較高。這主要是由於其物質來源上的差異造成的。
圖2木協泥石流固體物質顆粒分布曲線
1.者龍窪Ⅱ泥石流;2.者龍窪I泥石流;3.克西林泥石流
2.3氣象水文條件
貢覺縣泥石流的誘發因素為大氣降水,屬降雨型泥石流。貢覺縣與毗鄰的芒康縣同屬高原溫帶濕潤、半濕潤氣候。年降雨量450~570mm,降雨量偏少,旱、雨季分明,全年降雨主要集中在6~9月份,多為大雨、暴雨,災害性天氣較多。平均氣溫貢覺縣為5.2℃、芒康縣為3.5℃。
貢覺縣位於金沙江西岸,金沙江呈南北向沿貢覺縣東部邊界通過,區內流程約80km。縣境內發育有熱曲、斜曲、董曲、過曲、羅麥河、布熱曲呷、馬希弄、阿香希等河流,均屬金沙江中上游支流。河流分水嶺位於貢覺縣中部,基本上呈南北向展布,其中熱曲河流域主要位於分水嶺以西,斜曲、董曲、過曲、羅麥河、布熱曲呷、馬希弄、阿香希等河流流域均位於分水嶺以東。境內最大河流為熱曲河,自北向東匯入金沙江,區內流程約110km,全河道平均比降4‰~7‰,河寬約50~70m。河流兩側次級水系呈樹枝狀。馬曲、納曲、則曲為其支流水系;貢覺縣境內的泥石流大多數發育於斜曲河谷,洛曲為斜曲上游支流水系。
流域的水文情勢受地理位置、地形、氣象因素等影響,變化十分復雜,各地差異很大。本流域徑流主要靠降水補給,地下水和融雪也占相當的比例,徑流年際變化較大,在1.5倍左右。年內隨著旱、雨季的變化呈現枯、豐水季節,洪水主要由降水產生,洪峰流量不大,一般洪、枯流量變化在10倍左右。
3降雨型泥石流的形成機理分析
降雨型泥石流的形成可分為兩個階段[2]:第一個階段,非飽和固體鬆散物質由於含水量持續增加,達到飽和狀態,基質吸力下降引起的抗剪強度喪失;第二個階段,飽和的固體鬆散物質由於含水量持續增加,水壓力增大,有效應力減小,發生泥石流。
3.1由基質吸力引起的抗剪強度喪失階段
依據(Fredlund等,1978)非飽和土抗剪強度公式[5],非飽和固體鬆散物質的抗剪強度可以表示為:
地質災害調查與監測技術方法論文集
式中:C′為有效粘聚力;σf為破壞時在破壞面上的法向總應力;u。為破壞時在破壞面上的孔隙氣壓力;uw為破壞時在破壞面上的孔隙水壓力;(σf-ua)f為破壞時在破壞面上的凈法向應力狀態;(ua-uw)f為破壞時破壞面上的基質吸力;φ′為固體鬆散物質的內摩擦角;φb為表示抗剪強度隨基質吸力而增加的速率;
地質災害調查與監測技術方法論文集
式中:(ua-uw)r為殘余含水量θr所對應的基質吸力;(ua-uw)b為土的進氣值;θ為體積含水量;θs為飽和體積含水量。
公式(2)顯示,在降雨型泥石流形成的第一階段,由於降雨入滲,處於非飽和狀態的固體鬆散物質的含水量θ不斷增加,基質吸力(ua-uw)不斷下降,使得
3.2孔隙水壓力增大引起有效應力降低,發生流動階段
降雨具有一定歷時後,非飽和固體鬆散物質含水量增加,並達到飽和後,含水量繼續增加,將在固體鬆散物質中產生孔隙水壓力 uw。固體鬆散物質中的水量越多,孔隙水壓力 uw越大,其抗剪強度也就越低。飽和固體鬆散物質的抗剪強度隨孔隙水壓力的變化關系為:
地質災害調查與監測技術方法論文集
式中:C′為固體鬆散物質的有效粘聚力;φ′為固體鬆散物質的有效內摩擦角。
當固體鬆散物質達到飽和狀態後,就進入了降雨型泥石流形成的第二階段。此時,飽和的固體鬆散物質啟動與否的判別式[6]為:
地質災害調查與監測技術方法論文集
式中:A為固體鬆散物質與溝床的接觸面積;G為固體鬆散物質重量;T為水流推力,其值較小,為次要影響因素;β為溝床底坡坡度;K為固體鬆散物質穩定性系數,當 K=1時,飽和固體鬆散物質處於極限狀態;當 K>1時,飽和固體鬆散物質處於穩定狀態,不會發生泥石流;當K<1時,飽和固體鬆散物質處於不穩定狀態,將會發生泥石流。
公式(4)反映了降雨型泥石流啟動與否的力學機制,在這一階段,短歷時的具有一定強度的降雨使得固體鬆散物質中滲入的水量來不及排出,加上周圍降雨匯流的作用,固體鬆散物質將啟動,形成泥石流。
4貢覺縣泥石流的預報模型探討
降雨型泥石流的發生是前期實效降雨量與短歷時具有一定強度的降雨共同作用的結果。在其形成的第一階段,固體鬆散物質含水量的增加與前期實效降雨量關系密切。第二階段,短歷時、具有一定強度的降雨起主導作用。由降雨型泥石流形成的機理分析可知,前期實效降雨量越大(越小),則形成泥石流所需的短歷時降雨指標就越小(越大)。
前期實效降雨量[7]P。由當日降雨量H24以及前若干日降雨量Pt(賦存於固體物質中)的剩餘部分組成。式中:R為遞減系數;n為前期降雨影響期。遞減系數和前期降雨影響期應依據當地氣候條件和固體鬆散物質的組成岩性、含水量、孔隙率、滲透系數、基質吸力來確定。
地質災害調查與監測技術方法論文集
短歷時具有一定強度的降雨指標一般採用10分鍾降雨量、60分鍾降雨量、24小時降雨量等。
降雨型泥石流的預報主要採用臨界雨量線模型。但泥石流溝谷特徵的差異和固體鬆散物質非飽和土力學性質的差異,都將造成預報模型框架的差異。蔣家溝模型[8]是一種臨界雨量線模型,其模型框架可以寫成如下形式:
地質災害調查與監測技術方法論文集
式中:短歷時降雨指標 R1。為10分鍾降雨量(mm);實效降雨量P。為20天內的有效降雨量,遞減系數 R=0.8;A、B、M為擬合參數。蔣家溝模型中,對於泥石流的雨量臨界線,A=5.5,B=0.098,M=0.5mm;對於泥石流的爆發雨量線,A=6.9,B=0.123,M=1.0mm。蔣家溝模型預報提前時間為17~20分鍾,報准率為86%,錯報3%,漏報為11%。
另一種臨界雨量線模型框架為:
地質災害調查與監測技術方法論文集
式中:A、B為擬合參數。對排土場泥石流[9]進行觀測,得到的雨量線由EF段和FG段構成,對於EF段:A=293.33,B=-5.93;對於FG段:A=76.46,B=-0.48;在兩段曲線的連接點 F處,R10=1.44mm,P.=39.79mm。
以貢覺縣者龍窪Ⅱ泥石流為例,對上述兩個預報模型(公式(6)、公式(7)進行探討。者龍窪Ⅱ泥石流於2003年6月20日爆發,者龍窪泥石流爆發前20天的降雨量見表1。
表12003年6月1日至20日逐日降雨量
依據表1,應用公式(5)得出其前期實效降雨量P。為30.57mm,運用公式(6)得出發生泥石流的10分鍾臨界降雨量R10為2.33mm,運用公式(7)得出發生泥石流的10分鍾臨界降雨量R10為3.67mm。而該地區多年平均最大10分鍾降雨量為6.0mm[10],大於由公式(6)、公式(7)得出的發生泥石流的10分鍾臨界降雨量R10值,處於暴發泥石流的臨界狀態。這一與實際情況相符合。上述探討說明:這兩個臨界雨量線模型框架均可以用來建立貢覺縣降雨型泥石流暴發的預報模型。
5結論
從誘發因素來看,西藏自治區貢覺縣境內的泥石流主要為降雨型泥石流。文中建議的兩個臨界雨量線模型框架,均適於建立貢覺縣降雨型泥石流暴發的預報模型。
對於降雨型泥石流,當形成泥石流的物質條件(按一定坡度堆積的固體鬆散物質、一定的匯水面積等條件)具備時,泥石流的發生是前期實效降雨量和短歷時強降雨共同作用的結果。依據非飽和土強度理論,可將降雨型泥石流的形成劃分為兩個階段:第一個階段,基質吸力引起的抗剪強度喪失階段,該階段與前期實效降雨量有關。第二個階段,泥石流發生階段,與短歷時強降雨有關。
應用非飽和土力學原理研究降雨型泥石流形成機理的優點是:可以通過對可能形成泥石流的固體鬆散物質的非飽和物理力學性質的研究,來預先判斷在降雨條件下,會不會發生泥石流以及所需要的降雨條件和雨型,從而為泥石流的准確預報提供更強有力的理論依據。作者將在今後的研究中進一步加強這一理論在泥石流領域的應用研究。
參考文獻
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④ 青藏高原的目前主要環境問題是什麼
青藏高原的環境和災害問題
青藏高原面積250萬平方千米,約佔全國高原總面積的1/2,是我國最大的高原.青藏高原是世界上最高的高原,平均海拔4000米以上,地勢由西北向東南傾斜,素有「世界屋脊」和地球「第三極」之稱.由於地勢高亢和山脈阻隔,形成了獨具特色的地理環境.青藏高原是我國著名的「江河源」和「生態源」,對我國生態環境具有無可替代的重要作用.近些年,由於自然和人文方面的原因,西藏地區的生態環境出現惡化的趨勢.一、水土流失
青藏高原的土壤侵蝕主要包括水力侵蝕、風力侵蝕和凍融侵蝕三種類型,此外,在一些地區重力侵蝕和泥石流也很發育.二、草地退化
草地退化是當前草原生態系統面臨的主要問題,全區退化草原面積已達11萬平方千米,占草原面積的13.93%,而且退化日趨嚴重.三、土地沙漠化
西藏沙漠化土地與潛在沙漠化土地面積佔全區總土地面積的18.17%,這一比例比全國沙漠與沙漠化土地佔國土總面積15.9%的比例高出2.3個百分點.四、地質災害
西藏是我國地質災害最嚴重的地區之一,對國民經濟和社會發展帶來了極大危害,每年造成的直接經濟損失達億元以上,制約了西藏經濟的正常發展.主要地質災害類型有泥石流、崩塌、滑坡、凍脹融沉、碎石流和冰湖潰決等.
⑤ 礦山地質災害現狀
(一)礦山地質災害災種和規模
西南地區礦山地質災害類型復雜多樣。主要災種有滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂縫、煤矸石自燃、土地沙化、尾礦庫潰壩、礦井突水等礦山地質災害(圖3-1)。據不完全統計,各類礦山地質災害共計達2061次(表3-10),其中滑坡432次,占總災數的20.9%;泥石流175次,占總災數的8.4%;地面塌陷和沉降527次,占總災數的25.5%;崩塌316次,占總災數的15.3%;地裂縫484處,占總災數的23.5%;礦坑突水121處,占總災數的5.87%;其他礦山地質災害6次,佔0.51%。上述礦山地質災害中,以地面塌陷和地裂縫居多,滑坡、崩塌次之。
表3-10 西南地區礦山地質災害統計 單位:次
註:其他地質災害包括煤矸石自燃、尾礦庫潰壩等。
根據全國礦山地質環境調查與評估實施細則(中國地質環境監測院,2002)對礦山地質災害規模的劃分標准(表3-11),將西南地區礦山地質災害劃分為大、中、小3類。其中大型礦山地質災害58次,占總災數的2.81%;中型147次,占總災數的7.13%;小型1856次,占總災數的90.06%(表3-12)。
表3-11 常見地質災害規模等級劃分
備註:只要其中一項指標符合即可。
表3-12 西南地區礦山地質災害規模
西南地區礦山地質災害以雲南省發生的次數最多,為694次(表3-12),占總災數的33.67%。其次是四川省586次,占總災數的28.43%;再次是貴州481次,占總災數的23.34%;重慶市254次,占總災數的12.32%;西藏發生礦山地質災害次數最少,為46次,占總災數的2.23%。
1.雲南省礦山地質災害災種和規模
該省礦山地質災害694次,主要發生在有色金屬礦山。據不完全統計,雲南省有采礦場(坑)3065處,選礦廠1000餘處,廢渣堆2912處,尾礦庫(堆)544年(表3-13)。形成各類礦山地質災害災種有滑坡171處(大型14處、中型23處、小型134處),崩塌56處(中型6處、小型50處),泥石流78處(大型4處、中型12處、小型71處),地面塌陷169處(大型3處、中型19處、小型153處),礦坑涌水41處,地裂縫179處,疏干泉點100個。以滑坡、地裂縫和地面塌陷礦山地質災害災種較多,其他類型較少。
2.貴州省礦山地質災害災種和規模
貴州省礦山地質災害主要發生在煤礦山,其次是有金屬礦山,各類礦山地質災害481次。其中大型8處,占總災數的1.66%;中型12處,占總災數的2.50%;小型461處,占總災數的95.84%。滑坡62處,大型2處,中型5處,小型55處;崩塌57次,大型1次,中型2次,小型54次;泥石流12次,大型1次,中型2次,小型9次;地面沉降55次,中型1次,小型54次;地面塌陷106次,大型1次,中型1次,小型104次;地裂縫161次,大型1處,中型1處,小型159處;礦坑突水28次,大型2次,小型26次(表3-14)。
3.四川省礦山地質災害災種和規模
四川省發生各類礦山地質災害的次數僅少於雲南省,為586次。其中滑坡130次,佔四川總災數的22.9%;泥石流78次,佔四川總災數的13.3%;地面塌陷147次,佔四川總災數的25.1%;崩塌的102次,佔四川總災數的16.9%;地裂縫87處,佔四川總災數的14.8%;礦坑突水37次,佔四川總災數的6.3%;其他礦山地質災害5次。各種礦山地質災害中,大型21次,占總災數的3.6%;中型53次,占總災數的9.1%;小型512次,占總災數的87.4%。
表3-13 雲南省主要礦山環境地質問題
表3-14 貴州省礦山地質災害類型規模及危害程度統計
4.重慶市礦山地質災害災種和規模
重慶市礦山地質災害亦比較嚴重,主要發生在煤礦山。據不完全統計,各類礦山地質災害254次。其中滑坡69處,佔27.1%;泥石流6次,佔2.4%;地面塌陷39處,佔15.3%;崩塌87次,佔34.2%;地裂縫37處,佔14.6%;礦坑突水15次,佔5.9%;其他礦山地質災害1次。各礦山地質災害大型6次,佔2.30%;中型18次,佔7.09%;小型230次,佔90.55%。
5.西藏自治區礦山地質災害
西藏礦產開發尚時間較短,規模不大,礦山地質災害問題尚不突出。據西藏地質環境監測總站不完全統計,西藏礦山地質災害有46次。其中崩塌14次,地裂縫20次,地面塌陷11次,泥石流1次。西藏礦山地質災害主要發生在羅布莎鉻鐵礦山、朗縣鉻鐵礦山,其次是玉龍銅礦礦山等。
(二)礦山地質災害危害性
西南地區礦山地質災害危害性相當嚴重,造成直接經濟損失25.62億元,死亡人數1982人。從經濟損失來看,以貴州省最為嚴重,直接經濟損失15.80億元,佔西南地區損失總數的61.67%;其次是重慶市,直接經濟損失3.83億元,佔西南地區損失總數的15.34%;再次雲南省,直接經濟3.07億元,佔西南地區損失總數的11.90%;四川直接經濟損失2.90億元,佔西南地區損失總數的11.31%;西藏礦山地質災害直接經濟損失最少,為0.0178億元。貴州省和重慶市造成直接經濟損失大的原因,與煤礦山發生的泥石流和礦坑突水災種有關。
從礦山地質災害死亡人數看,雲南省死亡人數最多,為1203人,佔西南地區礦山地質災害死亡總人數的60.70%;其次是四川省,死亡人數358人,佔西南地區礦山災害死亡總人數的18.06%;再次是貴州省,死亡288人,佔西南地區死亡總人數的14.53%;重慶市死亡130人,佔西南地區礦山災害死亡總人數的12.32%;西藏礦山地質災害死亡人數最少,為3人,佔西南地區礦山地質災害死亡總人數的0.15%。雲南省礦山地質災害死亡人數多的原因,與有色金屬礦山形成的突發性泥石流和滑坡災種有關。貴州省經濟損失最大的礦山地質災害是地面沉降。
1.雲南省礦山地質災害危害性
雲南省礦山地質災害累計造成直接經濟損失3.07億元,死亡1203人。該省歷年來礦山地質災害至少破壞或威脅200餘條公路、500餘個村莊安全,掩埋耕地4000餘hm2。其中滑坡和崩塌(227次)危害性最嚴重,影響和破壞土地面積2163.36hm2、各種建築物120×104m2、公路100餘條,直接經濟損失1.41億元,死亡729人;泥石流78次,造成直接經濟損失0.79億元,死亡362人;地面塌陷169處,塌陷面積994.54hm2,單個面積0.1~64hm2,以中、小型規模為主,形態以圓形、半圓形和長條狀為主,塌陷深度0.3~10m,影響和破壞公路近100條,150多個村寨房屋開裂,造成直接經濟損失0.63億元,死亡15人;地裂縫179處,常與礦山采空區相伴產生,呈群帶狀分布,單縫寬1cm至數米,長數米至2000餘m,主要危害是損壞民房,破壞耕地,威脅礦區安全生產等,造成直接經濟損失0.024億元;礦坑突水41次,主要是由於開采地下水位以下的礦體時,掘穿隔水底板或打通原采礦老硐,或主平坑位於河流附近,受斷層破碎帶影響及支護不力導致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水等因素而致。礦坑突水的主要危害是淹井,影響礦區生產,威脅井下人員安全,有些場合還會造成地表河流斷流。如玉溪煤礦礦坑突水淹沒礦井長380m,造成龍潭斷流,北衙金礦礦坑突水停產40天等。
2.貴州省礦山地質災害危害性
貴州省各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失15.41億元,間接經濟損失22.48億元,死亡288人。其中滑坡62次,以淺層鬆散層滑坡為主,岩質滑坡較少,造成直接經濟損失2.16億元,間接經濟損失4.11億元,死亡48人;崩塌是貴州省常見也是威脅最大的一個災種,突發性強,不易防範,危害性大,崩塌57處造成死亡84人,威脅房屋12061間,威脅人口12516人,威脅公路117.5km,毀壞耕地22.0hm2,毀壞房屋15間,直接經濟損失1.25億元,間接經濟損失3.79億元;泥石流12處,死亡27人,破壞土地87.85hm2,直接經濟損失4.15億元,間接經濟損失6.73億元;地面塌陷106處,塌陷坑直徑一般2~30m,最大120m,最小1.5m,深一般0.5~3m,最深15m,面積最大0.4km2,形態大多呈豎井狀或巨形鍋底狀。附近伴生有較多地裂縫和大面積沉降,地裂縫長10~100m,寬0.2~6m。塌陷展布受采空區控制,兩者分布基本一致。其危害破壞耕地、林地501.67hm2,破壞公路150餘條,100多個村寨房屋開裂,直接經濟損失約0.05億元;地裂縫161處,常與采空區伴生,少數因地下水位下降形成,成群出現,裂縫間距0.2~1.5m,延伸一般20~200m,少量達500~800m,個別長1000m,裂寬一般0.2~1.5m,少量2~5m,個別6~9m,裂深一般0.4~5.5m,個別達100m(從地表可見100m以下開采坑道冒出熱氣),單個裂縫群分布面積一般100~1000m2,少數1~2km2。如六盤水市鍾山區汪家寨銅廠坡地裂縫群分布面積為2km2。其危害造成直接經濟損失0.03億元,100多戶民房、倉庫、學校牆體撕裂、垮塌,耕地漏水荒蕪,坑道滲水淹沒,牲畜滑進裂縫致死,僅大河—納福一帶毀壞耕地5km2;地面沉降55處,主要分布在煤礦山,如六盤水市19個礦山采空區造成地面沉降破壞耕地2850hm2,林地436.3hm2,破壞各類公路418km,310多個村寨房屋開裂,直接經濟損失約5.78億元,為貴州省經濟損失最大的礦山地質災害;礦坑突水28處,死亡53人,直接經濟損失近億元。
3.四川省礦山地質災害危害性
四川省各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失2.90億元,死亡358人,影響范圍51352.59hm2。其中滑坡130次,直接經濟損失1.4億元,死亡88人,間接經濟損失近3億元;泥石流78次,直接經濟損失0.2億元,死亡168人;地面塌陷147處,陷坑直徑5~10m,坑深6m,呈漏斗狀,僅寶頂地區煤礦采空區塌陷變形面積達15.79km2,地面塌陷造成直接經濟損失0.82億元,死亡36人;地裂縫87處,縫深一般0.5~3m,最深5m,寬0.05~0.4m,最寬1m,長十幾米至數百米,最長達1000m,主裂縫間距3~5m,造成直接經濟損失0.03億元,死亡8人;崩塌102處,造成直接經濟損失0.02億元,死亡48人。
4.重慶市礦山地質災害危害性
重慶市各類礦山地質災害累計造成直接經濟損失3.83億元,死亡130人,影響范圍9375.78hm2。其中崩塌死亡人數最多,為58人,占死亡總數的44.61%,如1973年5月22日合川市康佳鄉雞公咀發生崩塌死亡42人,1994年4月30日武隆縣雞冠嶺發生崩塌死亡16人。崩塌造成直接經濟損失1億元,間接經濟損失7億元;矸石山滑坡死亡22人,占死亡人口總數的16.91%,直接經濟損失0.25億元;礦坑突水是重慶市直接經濟損失最大的礦山地質災害,為2.4億元,占直接經濟損失總數的65.28%,死亡21人,如2003年9月10日秀山縣涌洞鄉川河煤礦發生特大穿水事故,造成18人死亡。
重慶市發生的各類礦山地質災害以能源礦山(煤礦)造成的危害最大,其中死亡118人,直接經濟損失3.68億元,占總損失的96.08%;金屬礦山(主要是錳礦)造成的危害次之,死亡8人,直接經濟損失0.08億元,占總損失的2.09%;非金屬礦山4人死亡,直接經濟損失0.07億元,占總損失的1.83%。
5.西藏自治區礦山地質災害危害性
西藏各類礦山地質災害主要發生在鉻鐵礦山和銅礦山,其次是煤礦山,累計造成的直接經濟損失為0.0178億元,死亡3人。其中崩塌14處,死亡3人,造成經濟損失113萬元,占總損失的64.04%;其次是地面塌陷11處,塌陷面積約10hm2,直接經濟損失60萬元,占總損失的33.70%;地裂縫20條,直接經濟損失4萬元,占總損失的2.24%;泥石流1處,直接經濟損失1萬元,占總損失的0.06%。
⑥ 西藏高原地質環境區礦山環境地質問題
該區包括西藏絕大部分地區,由於中—新生代喜馬拉雅運動強烈抬開,平均海拔高度在4500m以上,氣候寒冷,總計有大小冰川約23000多條。區內以多年凍土分布最廣,其次是季節性凍土面積分布亦很廣。該區氣候乾冷,植被生長速度緩慢,生態環境脆弱,物理風化作用強烈,除牧草之外,很多地區是不毛之地,土質很薄,只有幾厘米厚,牧草根部就是沙土,一旦牧草受到破壞就會發生沙化。
西藏高原的礦產資源豐富,但開發程度較差。截至2004年底,累計發現礦產101種,其中探明有儲量的41種,特色礦產有鉻、銅、硼、鋰等。現有礦山企業250餘個,礦山環境地質問題以土地資源破壞最為突出,其次是礦山地質災害亦造成一定損失。
(一)西藏高原地質環境區礦山對土地資源的破壞
該區占壓和破壞土地面積9940.46hm2,其中采礦場佔地8447.84hm2,固體廢料場佔地1216.76hm2,尾礦庫佔地79.5hm2,地面塌陷佔地196.36hm2,以采礦場佔地面積最多,占總佔地數的85.8%。
不同規模礦山企業以小型礦山佔地面積最多,為5781.23hm2,占總數的59.63%;中型礦山企業次之,為3935.43hm2,占總數的38.07%;大型礦山企業佔地最少,為223.8hm2,占總數的2.3%。
礦山企業占壓土地資源的類型以草地為主,為7555.65hm2,佔76%;其他類型為2384.81hm2,佔24%。
占壓和破壞土地資源最多的礦種為砂金礦山,其次為鉻鐵礦山。土地資源破壞較嚴重的地區有西藏那曲地區、阿里地區、山南地區,分別占總面積的49.1%,19.48%,16.62%(表3-21)。
表3-21 西藏高原地質環境區礦山占壓、破壞土地資源面積
(二)西藏高原地質環境區礦山崩塌、地面塌陷地質災害
該區礦山地質災害問題較礦山土地資源占壓破壞要輕。從現有資料看,發生各類礦山地質災害45次,造成直接經濟損失178萬元,其中以礦山崩塌地質災害造成的損失最大,為113萬元,占總損失的63.5%。造成崩塌的礦山有西藏羅布莎鉻鐵礦區、馬查拉煤礦區、羊八井高嶺土礦區等,其中馬查拉煤礦坑道內崩塌還造成了3人死亡。
其次礦山地質災害有塌陷11處,面積累計10hm2,經濟損失60萬元。地面塌陷主要分布在羅布莎鉻鐵礦、朗縣鉻鐵礦和林周鐵礦等礦山。以冒落式塌陷為主,主要分布在露采礦山,常形成於頂板為堅硬岩石的采空區,當采空區頂板岩層達到極限單向抗壓強度時,則發生斷裂而冒落塌陷,因而具有突發性。
⑦ 西藏自治區地質環境監測總站
地質災害監測系統展示界面
(三)地質環境資料庫建設和數據管理
目前,西藏自治區地質環境監測總站已建立了地下水動態監測管理信息系統、地質災害調查與區劃資料庫。其中,地下水動態監測管理信息系統、地質災害調查與區劃資料庫數據管理情況正常。
五、主要監測成果和服務
地下水環境監測成果為及時掌握拉薩市、日喀則市地下水動態變化規律,為地下水資源的合理開發利用和有效保護提供了科學依據,為政府決策部門提供了服務。
地質災害氣象預警預報成果為社會各界和地質災害易發區提供了防災信息,方便了地質災害防治措施的施行,同時起到了地質災害的預警宣傳作用。
地質災害監測成果直接為當地政府和人民群眾採取避讓、治理措施提供了科學依據。
開展了礦山環境調查和無主礦山的地質環境治理項目的實施,推動了西藏的地質遺跡保護、地質公園申報,組織實施了西藏地區主要水、工、環大調查項目,重點開展了地質災害的巡檢、應急調查和處置、地質災害的調查評價。每年編制年度《西藏自治區地質災害防治方案》、《西藏自治區地質環境公報》,為地質災害防治提供技術支撐。
在西藏自治區國土資源廳的指導下,依靠基層國土資源管理部門,充分發揮縣(市)地質災害調查與區劃中建立的「地質災害群測群防體系」的作用,有效地解決了地質災害防治工作中專業技術與「群測群防」相結合的問題,盡早發現地質災害隱患,及時部署地質災害應急搶險工作,部門分級責任制逐步得到了落實。
在地質環境監測工作的基礎上,加強了與環境保護、氣象、水利、民政等部門和行業的橫向合作,取得了很好的社會效益。
積極配合各級人民政府搞好地質災害防災減災工作,使西藏的地質災害防治工作取得了很好的成效。
六、法制建設
1.2000年9月28日自治區人民政府第16次常務會議通過,西藏自治區人民政府於2000年12月11日發布實施了《西藏自治區地質災害防治管理暫行辦法》(自治區人民政府第36號令)。
2.《西藏自治區地質環境管理條例》於2003年3月28日由西藏自治區人大常委會通過,自2003年5月1日起實施。
⑧ 「9·」西藏自治區日喀則和山南地區群發地質災害
1 基本情況
2011 年 9 月 18 日,印度錫金邦發生 6. 8 級地震,震源深度 20km,距離中國邊境 (西藏亞東縣)40km。地震引發了群發性崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,尤其是西藏亞東縣最為嚴重,進入亞東縣的省道 204 路段大小不等的塌方多達百餘處。
圖 1 災害造成房屋倒塌
2 區域地質環境條件與地質災害特徵
亞東縣跨越了兩個構造板片: 高喜馬拉雅基底集成板片和北喜馬拉雅蓋層滑脫板片。兩殼片之間以北喜馬拉雅斷裂為界線。
喜馬拉雅山脈一帶新構造活動的特點主要表現為垂直上升運功。在燕山期—喜馬拉雅期,受印度板塊的向北俯沖,喜馬拉雅山脈一帶上升為陸地。此後,該帶在板塊碰撞作用下地殼迅速抬升,平均高度達到 6000m 以上,其新構造作用十分強烈,形成了山地高聳、河谷深切的地貌景觀。
「9·18」地震引發了群發性地質災害,初步統計,亞東縣境內新出現了 42 個比較大的地質災害點,其中崩塌點 13 個,不穩定斜坡 9 個,滑坡 3 個,泥石流 17 個。
3 地質災害成因分析及趨勢判斷
亞東縣地形高差大,切割深,總體谷底狹窄,局部谷底開闊,泥石流堆積扇,坡積裙,階地等堆積地貌發育,加上降雨較充沛 (年均降雨量 2000mm 左右),溝谷泥石流地質災害物源豐富。在地震的影響下,山體松動,邊坡失穩,山谷兩側大量崩塌、滑坡、泥石流物源大大增加,在地震的影響下,加之地震後出現降雨,因此,引發了群發性地質災害。
地震災區和涉及區域,在近一段時間內,地質災害發生概率將大大提高,危害性和危險性將大大增大。亞東縣城周邊的仁青崗溝、沃雄溝、加熱溝、塘嘎布溝、吉林溝、吉林上溝、吉林東溝、春丕溝、切瑪溝 9 處溝道,地震後溝內物源大幅增加,災害爆發概率與規模急劇增大。上亞東小學崩塌滑坡、亞東政府後山崩塌和巴江村崩塌滑坡 3 個隱患點地震時岩體被震松,穩定性降低,也呈發生災害趨勢。
4 地質災害應急防治
險情發生後,西藏自治區政府、國土資源廳迅速啟動應急預案,及時調派專業技術力量,積極參與抗震救災工作,組織地震次生地質災害應急調查、處置工作。
地震發生後,西藏自治區國土資源廳立即組織 14 名專家,分兩批前往亞東縣地震災開展地震次生地質災害應急調查、排查工作,為抗震救災、災民臨時安置和避險等工作提供幫助和指導,避免了震後由於次生災害而對災民造成二次傷亡,使災區安全渡過了餘震危險期。
(本節基礎資料由西藏自治區國土資源廳提供 責任編輯 張楠)
⑨ 西藏喜馬朗亞山泥石流是什麼地質災害造成的
泥石流是地來質災害的類型之一。源主要因素包括降水、鬆散堆積物和匯水面積。泥石流的主要影響因素為降水、冰雪融水,第二要素就是山間有大量鬆散的風化層等堆積物,喜馬拉雅山脈溝谷切割較深,匯水面積大,易發生泥石流。