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典型地質災害

發布時間: 2021-02-07 05:39:07

地質災害的類型及其發育規律

一、地質災害類型

滇藏鐵路沿線及其周邊地區特殊的地質環境塑造了相應的地貌、地質結構和地應力特徵,並在一定程度上制約著淺表層卸荷、風化作用的發育程度,同時,研究區暴雨頻率高、強度大、地震活動較頻繁,在活躍的地殼內外動力因素耦合作用下,極易產生地質災害,使得本地區的地質災害類型復雜多樣。地質災害調查表明,滇藏鐵路沿線的地質災害以崩塌、滑坡和泥石流為主,其次是風化剝落、沙害和冰雪災害等。

二、地質災害發育規律

盡管研究區涉及的地域比較廣、不同地段地質災害的類型及其發育規律有所差異,但地質災害的發育分布依然具有比較明顯的時空規律,主要表現在以下方面:

(1)滑坡、崩塌、泥石流災害的分布與水系和溝谷地貌具有密切的關系,尤其在高山-極高山區的深切河谷兩岸,風化、卸荷作用顯著,成為崩塌、滑坡和泥石流的重災區域。崩塌、滑坡和泥石流沿金沙江、瀾滄江及其支流廣泛分布,雅魯藏布江支流帕隆藏布流域是人們最熟知的災害頻發地段(圖10-1),這些地區主要受構造影響,地貌形態表現為深切峽谷、山體陡峻,並且滑坡往往同崩塌、泥石流同時發生,並具有群發性特徵,在部分地區地質災害呈帶狀密集分布,對公路和居民設施有較大威脅。

(2)滑坡、崩塌、泥石流災害的發生具有明顯的季節性,常與雨季暴雨、洪水同步。降雨對地質災害的促進作用主要表現在:降雨飽和岩土體、增大容重;岩土濕度增大、強度降低;雨水下滲、地下水位升高和流動,產生靜水壓力和揚壓力,從而降低潛在滑面附近的抗滑阻力;降雨使河水暴漲、暴跌,特別是山洪暴發極易沖刷岸坡表層堆積物、淘蝕坡腳,造成岸坡變形破壞。根據滇西北地區氣象資料和地質災害統計(圖10-2),降水的季節性變化顯著,雨季的降水量約佔全年的80%,並主要集中在5~10月,降雨量豐沛且多暴雨,該區每年8月崩塌、滑坡和泥石流活動最頻繁,7月和9月次之,10月以後逐漸減少。

(3)地質災害發育程度與地層岩性關系密切,岩土體類型和性質是影響斜坡穩定性的根本因素,也是泥石流物質來源和發生的重要因素。野外調查發現,泥質岩類、軟硬相間的岩層組合、片狀-薄層狀變質岩(片岩、劈理化板岩、千枚岩等)、斷層破碎帶和殘坡積物、風化岩體等是極易發生地質災害的層位(圖10-3)。

圖10-1 帕隆藏布流域地貌形態與重大地質災害的關系

圖10-2 滇西北地區地質災害頻率與月份之間的關系曲線(1950~2001年)

圖10-3 喜馬拉雅山地區地質災害發育程度與岩性的關系圖(據童立強等,2007)

(4)滑坡、崩塌、泥石流災害的分布明顯受地質構造控制,地質災害的類型、規模和發生頻率與區域構造具有較好的一致性,表現出明顯的分區、分帶特徵。野外調查表明,區域性大斷裂、褶皺軸部、擠壓破碎帶、節理密集帶等通過的邊坡絕大部分穩定性較差,是滑坡、崩塌、泥石流的高易發部位。

(5)地震和人類工程活動是誘發地質災害的重要因素。強地震不僅可能形成規模很大的地表破裂帶,而且能夠顯著降低岩土體的強度,破壞自然斜坡的穩定性,形成大規模的山地地質災害。由地震引起的崩塌、滑坡和泥石流災害在某些地區遠遠超過地震本身直接造成的災害,1996年麗江7.0級地震就曾誘發至少420處中小型崩塌和30處大中型滑坡(圖10-4)。人類工程活動(包括開挖邊坡和采礦活動等)是誘發地質災害發生的重要因素,由於近年來人類對地表植被的破壞和部分工程建築的施工開挖邊坡,不僅破壞生態環境、引起水土流失,而且破壞了斜坡的自然穩定狀態,引起的崩塌、滑坡不斷;大量切坡剝離的土石棄入溝道中,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源。

圖10-4 麗江地震誘發地質災害分布圖

總體而言,地質災害的分布與水系和溝谷地貌具有密切的關系,常分布在大江、大河或深切河谷兩岸;崩塌、滑坡災害的分布明顯受地質構造控制,沿斷裂帶尤為發育;地質災害發育程度與地層岩性關系密切;崩塌、滑坡和泥石流災害的發生具有明顯的時間性,常與暴雨、洪水或融雪季節同步。還應當看到,盡管滇藏鐵路沿線地質災害類型多種多樣,但它們的形成和分布還嚴格受自然地理條件的控制。例如,在高山-極高山或海拔4500 m以上的高原,寒凍風化、凍融滑塌等比較發育;在高山峽谷區,崩塌、滑坡、泥石流最為發育;在現代冰川周邊的河谷是冰川泥石流的多發區;在乾燥的寬河谷區,沙化和風沙災害比較發育。因此,深入研究滇藏鐵路沿線不同地段地質災害的群發機制和典型突發性地質災害的成災機理,不僅可以豐富高山峽谷區地質災害預測理論,而且對滇藏鐵路沿線防災減災具有重要的實際意義。

三、地質災害對鐵路工程的影響

野外地質調查表明,滇藏鐵路沿線的地質災害類型以滑坡、崩塌和泥石流為主,復雜的區域工程地質環境決定了鐵路沿線地質災害具有頻率高、數量多、危害大等特點,它們在空間和時間上具有群發性和集中誘發的特徵。地質災害對鐵路工程的影響大致包括以下方面:

(1)制約局部線路走向方案的選擇,部分大型滑坡可能影響到山體的穩定性,對附近通過的鐵路線構成威脅;同時,鐵路附近的不穩定邊坡還可能受到工程震動的影響而產生進一步變形或破壞。

(2)根據前期規劃,滇藏鐵路工程涉及不少近地表工程,例如:隧道進出口、跨江大橋、車站場地和邊坡、路基等,這些場地的工程地質條件和施工條件及其適宜性直接受到地質災害的制約,在工程設計和施工階段應引起足夠的重視。

(3)影響施工條件和工程安全運營。上述地質災害如果處理不當,不僅可能影響施工進度,威脅施工人員的生命安全,而且可能增加工程維護費用,使工程不能充分發揮預期的經濟效益、社會效益和環境效益。

(4)工程棄渣可能加劇工程沿線環境工程地質問題,甚至會殃及工程本身的安全。

隨著滇藏鐵路不斷地向深切河谷區規劃設計,今後遇到的地質災害類型和成因將更加復雜,尤其是一些大型或超大型的復雜滑坡體和冰川冰雪融水型泥石流,不僅影響鐵路選線,而且制約著未來鐵路的運營安全。因此,很有必要在野外調查、監測和室內試驗測試、模擬計算等綜合研究的基礎上,開展鐵路沿線典型重大地質災害的成災機理和分布規律的研究,探索青藏高原東南緣地殼運動活躍地區內外動力耦合作用對各類地質災害的控製作用以及重大突發性地質災害的預測途徑,從而有針對性地指導減災防災,促進工程建設區經濟和環境的可持續發展。

② 自然災害的類別和典型事例

自然災害是指給人類生存帶來危害或損害人類生活環境的自然現象,包括乾旱內、高溫、低溫、寒潮、洪澇、容積澇、山洪、台風、龍卷風、火焰龍卷風、冰雹、風雹、霜凍、暴雨、暴雪、凍雨、酸雨、大霧、大風、結冰、霾、霧霾、浮塵、揚沙、沙塵暴、雷電、雷暴、球狀閃電等氣象災害。

③ 地質災害都有哪些種類

地質災害的種類有:

1、滑坡:是指斜坡上的岩體由於某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。

2、崩塌:是指較陡的斜坡上的岩土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。

3、泥石流:是山區特有的一種自然現象。它是由於降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。識別:中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等。

4、地面塌陷:是指地表岩、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,並在地面形成塌陷坑的自然現象。

5、地裂縫:地裂縫是累進性發展的漸進性災害。按其成因可分為兩大類:一種是內動力形成的構造地裂縫,如地震裂縫、基底斷裂活動地裂縫、隱伏裂隙開啟裂縫等;另一種是非構造型,即外動力作用形成的地裂縫,如鬆散土體潛蝕地裂縫黃土濕陷地裂縫、膨脹土脹縮地裂縫、滑坡地裂縫等。

(3)典型地質災害擴展閱讀:

就地質環境或地質體變化的速度而言,可分突發性地質災害與緩變性地質災害兩大類。前者如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫,即習慣上的狹義地質災害。後者如水土流失、土地沙漠化等,又稱環境地質災害。 根據地質災害發生區的地理或地貌特徵,可分山地地質災害,如崩塌、滑坡、泥石流等,平原地質災害,如地質沉降,如此等等。

④  中國地質災害主要成災特點

地質災害是自然災害中的一個重要類型。它與乾旱、洪水、台風、風暴潮、地震等自然災害相比,雖然具有許多共同之處,但由於形成條件、活動過程、破壞方式等的不同,使之具有獨特的成災特點。認識這些特點,對於分析地質災害災情構成,進行災情評估是非常必要的。

一、地質災害數量特別多,但單點災害的危害范圍都比較小,因此是屬於漫布的「星點狀」災害

如前所述,經調查確認,我國大陸發生過活動或具有明顯潛在活動危險的各種地質災害體數以萬計,如果加上那些發育在人口比較稀少的偏僻邊遠地區的地質災害體,則可能達幾十萬,甚至幾百萬處。

這些災害雖然並非每年全都活動,但它們廣泛分布在各個地區,每年至少有幾千或上萬處活動,其中對人類生命財產造成比較嚴重破壞的達幾百處到上千處。同其它自然災害相比,地質災害的數量佔有優勢。

雖然地質災害的數量多,但其影響的范圍和成災規模一般都比較小,在眾多種類的地質災害中,只有地面沉降等少數環境型災害的影響面積可達幾百平方公里以上,其它如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫等地質災害的規模都比較小。據一些地區調查結果,最大規模的崩塌、滑坡體體積為幾千萬立方米。它們的破壞范圍一般在1km2以下,最大不超過10km2。一般泥石流主溝長度為幾公里到十幾公里,泥石流總量為幾萬到幾十萬立方米,除大規模群發性泥石流外,一般破壞范圍不超過幾十平方公里。岩溶塌陷和地裂縫災害分布的局限性更大,其破壞范圍一般在1km2以下。從成災的行政范圍看,一般單點災害僅危害幾個村鎮,一般群發性災害危害十幾個鄉鎮,大規模群發性災害危害幾個縣(市)。這與其它自然災害相比,成災范圍要小得多。特別是洪澇、乾旱、台風等災害,一般危害范圍達幾個縣(市),大規模災害危害范圍達幾個省或十幾個省,更是地質災害難以對比的。

基於這一成災特點,在進行災情評估時,深入分析災害活動的危險性,根據災害規模確定危害區是十分重要的。具體途徑是:在對單一的或局部的地質災害災情進行點評估時,在確定災害危害區後,就可以比較准確地調查統計受災體數量和受災體價值,進而核算期望損失;在對一個地區或區域地質災害災情進行面評估或區域評估時,採用抽樣調查方法,根據評估區災害點數量、單點平均危害范圍、平均受災體價值密度以及災害平均活動概率等參數,就可核算地區地質災害的年均期望損失。

二、在一定條件下,某些地質災害與其它自然災害同時或連續發生,形成破壞比較嚴重的災害群或災害鏈

崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫災害的這一特徵表現得最為突出。這幾種災害的誘發因素主要是地震和暴雨,因此在強烈的地震或暴雨的同時,常常引發大量的崩塌、滑坡、泥石流和地裂縫災害。例如1976年5月29日雲南龍陵7.3級、7.4級地震誘發的大規模滑坡活動,造成了2萬人傷亡,毀壞房屋9間,耕地12000多畝、森林5000多畝。1988年11月6日雲南瀾滄-耿馬7.6級地震導致嚴重的地裂縫、崩塌、滑坡等災害,在極震區出現長達幾十公里,寬幾厘米到幾米的地裂縫和大量的崩塌、滑坡體,因此4.8萬公頃農田和上千畝森林以及大量水利工程被毀壞,175個村莊、5032戶居民因受危岩、滑坡的嚴重威脅而被迫搬遷。1976年7月23日,北京市密雲縣東北部地區因暴雨促使23條溝谷暴發泥石流,造成104人死亡、20491畝耕地和3574間房屋被沖毀。

地質災害除了受地震、暴雨洪水等自然災害控制,與之相聯發生外,不同的地質災害也有時因具有密切的成生聯系而相聯發生。其中比較經常出現的現象是在泥石流溝谷流域內,通常還發育有大量的崩塌(危岩)體、滑坡體,暴雨後首先發生嚴重的崩塌、滑坡活動,而後由此形成的大量碎屑物融入洪流,轉化成泥石流災害。這種類型的災害,在我國西南的川、滇等地區非常普遍。本項目中作為典型實例的四川省漢源縣、重慶市北碚區醪糟坪滑坡-泥石流災害都是這種類型的災害。

在災情評估時注意地質災害的這一特徵是非常必要的。因為首先關繫到災情的界定。例如,我國大部分泥石流災害是由暴雨洪水造成的,所以其活動過程常常和山區洪水同步發生,在絕大多數災情報告中,對洪水災害和泥石流災害沒有界定區分,籠統歸於泥石流災害;甚至還有的把只含有少量泥砂碎屑固體物質,但尚沒有達到泥石流標準的洪水災害也作為泥石流災害。這些偏差,顯然擴大了泥石流災害的災情。此外,在進行地質災害災情評估分析某種地質災害危險性的時候,需要充分分析某一災害在災害鏈中的位置,這對於確定災害的發生概率及規模是十分必要的。

三、地質災害分布廣泛,但不同地區地質災害發育水平和成災規模不同

不同類型、不同規模的地質災害幾乎覆蓋了中國大陸的所有區域。但由於地質自然條件和社會經濟條件的差異,使不同地區地質災害的發育程度和破壞程度顯著不同。

從全國范圍看,地質災害的區域變化具有比較明顯的方向性:從西向東、從北向南——從內陸向沿海,地質災害不斷趨於嚴重。這種變化把中國陸地分成特點顯著不同的兩大地質災害區域,大致以長白山、燕山、賀蘭山、巴顏喀拉山、念青唐古拉山一帶為界,其西北部區域地質災害輕微,東南部區域地質災害嚴重。

我國西北部地區主要由高山、高原和一些大型內陸盆地組成,氣候寒冷乾燥,人類活動微弱。該地區主要地質災害為土地沙漠化、凍融等。雖然地質災害分布十分廣泛,但大部分地區發育種類單一,加上人口密度和經濟密度低,所以破壞程度低。

東南部地區主要由沿海平原、低山丘陵及其與西北部高山、高原過渡的山地組成。區域的氣候冷暖和降水豐枯變化劇烈,歷史時期和近年來人類活動也相對頻繁而強烈,大部分地區發育有三種以上比較嚴重的地質災害。與此同時,該區域人口稠密,城鎮和大型企業及骨幹工程密布,所以地質災害破壞強烈。受地質自然條件的影響,該區內地質災害亦有一定的地區性差異。地質災害特別嚴重的地區除分布在台灣島外,還集中分布在黃淮海平原、黃土高原和川滇山地地區,斜貫中國東南區域,成為中國大陸內地質災害發育種類最多,發生頻度最高,危害最嚴重的地區。

這一特點通過中國區域地質災害風險分析與區劃,得到明顯反映。

四、地質災害時間分布具有不規則的周期性和不斷嚴重化趨向

地質災害的時間分布亦很不均勻,不同類型地質災害時間變化特點不一。

我國崩滑流災害具有比較明顯的周期性變化特點。45年來,形成了1951~1962年、1963~1975年、1976~1987年和1988年以後的4個周期性變化過程。每個周期延續時間為11~13a。前3個周期的災害峰值分別出現在1957~1958年、1971~1972年、1981年。其它類型地質災害的周期性變化不突出。

除一些災害具有周期性變化規律外,大部分地質災害十分突出的共同特點是在不同形式的反復消長變化中不斷發展而日趨嚴重。其具體表現就是災害發生的頻次越來越高,強度越來越大,造成的損失越來越重。

崩滑流災害雖然發生周期性消長,但各周期並不是等強度的交替,而是以一波高於一波的逐期高漲的形式不斷發展。在以10a為單位的不同時段中,自50年代到80年代,其發生頻次以3.3~4.8的速率呈階梯狀增加。地面沉降災害的日益嚴重化趨向更加突出。在中國地面沉降發展歷史中,50年代屬於初始階段,60年代屬於發展階段,70年代以後進入急劇發展階段。全國約70個地面沉降城市中,有80%是70年代中期以後才形成的。地面塌陷和地裂縫也是在70年代以後在我國迅速發展,並成為影響廣泛的重要地質災害;在此之前雖然也有發生,但多屬於局部性活動,並沒有形成嚴重危害。濱海地區的海水入侵也是在70年代以後才迅速發展成災的。

地質災害日趨嚴重的原因除自然條件影響外,主要是由於近年來我國人口不斷增長,資源開發和工程建設等活動迅速發展,對地質自然環境的破壞日益嚴重所造成的。

根據地質災害的這一特點,在進行預測評估時,需要將歷史分析與趨勢分析結合起來,才能得出可靠結論。

五、中國地質災害具有比較嚴重的潛在危險性

今後時期,盡管一些局部地區的地質災害可望得到一定程度的控制和治理,但就全國范圍的地質災害發展趨勢看,將繼續延襲幾十年來的發展勢頭,進一步趨於廣泛化和嚴重化。這種形勢是地質自然條件和社會經濟條件的進一步變化所決定的。從地質自然條件看,國內外許多科學家從不同角度預測了未來全球環境的發展趨勢。大部分專家認為,在今後一個時期,地球以至更大系統的天體運動有可能進入一個更加復雜的變異階段。在這種形勢下,地殼運動可能更加活躍,全球氣候可能出現更加強烈的異常,因此人類面臨著環境進一步惡化的嚴重挑戰。從我國社會經濟條件看,今後一個時期,人口將進一步增長,城市化進程將進一步加劇,更大規模的資源開發和工程建設活動,不僅在沿海地區繼續進行,而且將逐步向中、西部地區發展。在這種情況下,中國大部分地區地質災害的發育程度和破壞程度均將不斷提高,從而使我國地質災害達到前所未有的嚴重程度。

根據控制我國地質災害發展的各方面條件分析,未來幾十年內,在全國性地質災害普遍發展的背景下,一些地區有可能急劇發展。這些地質災害急劇發展地區主要分布在長江、黃河等大江、大河中上游的黃土高原、川滇山地以及海南和閩粵沿海的部分地區,其次在天山、青藏高原的局部地區。目前這些地區的地質災害比較嚴重,但由於人口和經濟密度較低,所以造成的危害尚不十分突出,今後一旦進行大規模經濟開發,就會出現嚴重的地質災害威脅。

根據地質災害的這一特點,在進行地質災害災情評估時,要有充分的前瞻性,就是既要深入認識歷史災害過程,又要充分考慮地質災害的潛在危險。

六、人類活動和社會經濟條件是地質災害系統的重要組成部分

各種地質災害並不是孤立存在的。不同災害之間以及地質災害與其它多種相關因素之間密切相聯,構成復雜的地質災害系統。這個由多方面變數組成的復雜系統,具有相對完整的獨立性。從更廣闊領域看,它是自然災害系統的一個重要組成部分。從地質災害系統的內部組成看,其主體系列由各種地質災害組成;相關系列由有關的地質自然條件和社會經濟條件組成。所有這些內容組成地質災害系統內部的不同子系統或不同層次。

社會經濟條件之所以是地質災害系統中的重要內容,是由於社會經濟條件與地質災害具有十分密切的相互作用機制:一方面人類的各種社會經濟活動,直接或間接地影響了地質環境演化和地質災害的形成與發展;另一方面地質環境和地質災害直接或間接地制約了社會經濟的發展。綜觀中國幾十年地質災害的發育情況,其范圍、頻度、強度和破壞程度等與我國人口和經濟發展具有大致同步消長的正相關關系。因此幾十年來中國地質災害的發展史,實質上是地質自然歷史與社會經濟歷史的綜合反映。未來時期,隨著各項事業的發展,社會經濟條件與地質災害的相互影響還將進一步加強,因此社會經濟條件在地質災害系統中的地位將會顯得更加重要。

基於這一特點,在進行地質災害災情評估時,應充分考慮人類活動和社會經濟條件對災情的影響。具體而言,在分析地質災害活動危險性時,要研究人類資源開發、工程建設和防災活動的作用;在分析地質災害的破壞效應和損失程度時,要研究受災體價值密度和不同受災體對災害的抗禦能力;在地質災害防治分析時,要研究地區防治能力和可能效益。

⑤ 地質災害調查

按照防災減災需要,在縣市突發性地質災害調查與區劃、地質災害高易發區1∶5萬地質災害調查、地質災害監測預警示範、地面沉降調查與監測、地震地質災害調查、重大工程建設區地殼穩定性調查、南方岩溶區岩溶塌陷調查等方面取得了大量進展。

完成了我國山區丘陵縣(市)地質災害調查與區劃。1999~2008年,開展了全國1640個山區丘陵縣地質災害調查與區劃,調查面積650×104km2,涉及人口約7.9億。調查工作以縣(市)為單元開展,通過1∶10萬地質災害調查,在各調查縣(市)圈定地質災害易發區,建立地質災害群測群防網路,編制重大地質災害防災預案,建立縣級地質災害信息系統,編制縣級地質災害防治規劃。共調查並確定地質災害及地質災害隱患點24多萬處,基本摸清了我國山區丘陵區地質災害及隱患點發育分布現狀,摸清了全國山區丘陵區地質災害的主要類型和分布規律、劃分了地質災害易發區,為地方政府在社會發展和經濟建設過程中合理利用土地、主動防範地質災害提供了重要依據。我國滑坡、崩塌、泥石流高易發區面積約128×104km2,主要分布在黃土高原地區、渝中鄂西黔北地區和川西南滇西地區。中易發區面積約214×104km2,主要分布在東南沿海低山丘陵地區、湘贛粵桂山地丘陵地區、東北東部山地與山東低山丘陵地區和伊犁河谷地區。

推進了地質災害高易發區1∶5萬地質災害調查與地質災害監測預警示範。在開展全國縣(市)地質災害調查與區劃基礎上,在西南山區、西北黃土高原區、湘鄂桂地區地質災害高發區以縣級行政區為單元開展了地質災害詳細調查,提高調查精度,通過地質災害嚴重區滑坡、崩塌、泥石流災害詳細調查與測繪,查明地質災害及其隱患的分布、形成的地質環境條件和發育特徵,並對其危害程度進行評價,圈定地質災害易發區和危險區,建立地質災害信息系統,建立健全群專結合的監測網路。2011年以來,開展了大渡河流域、雅礱江流域、湟水河流域等流域的地質災害調查,進一步了解了地質災害發育的地質背景條件及誘發因素和地質災害發育分布規律,確定了流域內主要地質環境問題,總結了西部復雜山體地質災害成災模式。對四川、重慶、陝西等省特大型滑坡進行了調查和評價,查明了特大型滑坡的數量、類型與分布規律及滑坡形成的主控誘發因素,分析了特大型滑坡的演化模式與穩定性,開展了特大型滑坡災害風險區劃。在四川雅安、重慶巫山和奉節、江西、陝西延安、閩東南、雲南哀牢山等地區,建立了典型地質災害監測預警示範區,應用光纖感測、GPS和INSAR等高新監測技術,開展地質災害監測數據採集、傳輸、分析與發布系統等方面的示範研究,開展了群測群防技術研究與示範,取得了一系列地質災害監測預警儀器和預警信息管理軟體等方面的重要進展。

地面沉降調查與監測工作為區域地面沉降防治提供了基礎依據。完成了長江三角洲地區、華北平原、汾渭盆地等重點地區地面沉降和地裂縫調查,建立了以基岩標、分層標和GPS、水準測量為主的區域地面沉降立體監測網路,為地面沉降與地裂縫災害監測、防治提供了堅實的技術依據,為國家和地方地質災害防治規劃、地質環境保護規劃提供了技術支撐。在長三角地面沉降區,研製了真三維變系數地下水流與地面沉降耦合模型,開展了地面沉降監測與風險管理研究,針對深基坑降排水引起的工程性地面沉降問題開展了專題調查與地下水人工回灌試驗研究。在華北平原地區,對各項控沉措施進行了研究,提出了典型沉降區地面沉降和地下水開采量控制目標。建立了汾渭盆地地裂縫帶黃土流變本構模型,在流變實驗基礎上,開展了地裂縫城鎮減災示範研究。完成了京滬高鐵沿線北京至滄州段沿線地面沉降監測。

應對地震災害開展了地震地質災害應急排查與次生地質災害調查研究。汶川地震、玉樹地震發生後,迅速組織相關人員啟動緊急啟動地震災區的遙感應急調查,及時提供地震災區遙感影像數據和解譯成果以及地質信息資,同時開展地震地質災害應急調查,為災區減災避災、災害(隱患)排查、災情評估、災後重建規劃等提供了翔實的數據資料。圍繞汶川地震地質災害重大科技問題,開展了現場調查、深部地球物理探測、GPS位移監測和相關試驗,獲得了龍門山構造帶主要活動斷裂和汶川地震地表破裂發育分布詳細調查資料,總結了地震地質災害的發育特徵及分布規律。

根據國家重大工程建設需要,開展了區域地殼穩定性調查評價。針對青藏高原交通基礎設施建設,開展了青藏鐵路沿線活動斷裂調查,摸清了活動斷裂基本特徵,實現高精度GPS和地應力實時觀測,確定了鐵路周緣潛在災害隱患點;編制了滇藏鐵路沿線區域地殼穩定評價分區圖,梳理了工程建設中需重視的施工災害問題。完成了河西走廊、秦巴山區和川西高原等地與西氣東輸、三峽引水濟黃、南水北調等重大工程管線相關的地區活動斷裂規律研究、地應力測量和區域地殼穩定性評價。2008年以來,開展了北京主要活動斷裂工程穩定性評價,對關鍵構造部位進行了地應力測量與監測,揭示了北京地區主要隱伏活動斷裂的深部幾何學特徵和首都圈地區地殼淺表層現今地應力環境;開展了關中—天水經濟區、黃河上游李家峽庫區和中巴經濟走廊帶的活動斷裂調查,分析了其地質災害效應和相關重大工程地質問題;推動了南北構造帶南段活動構造體系調查。

探索推進了南方岩溶區岩溶塌陷調查。2010年以來,以珠江三角洲地區為試點,開展了岩溶塌陷調查,提出了岩溶塌陷地質災害調查工作指南。在此基礎上,推進了武漢、湘中、桂中、皖江經濟帶等地區的岩溶塌陷調查工作,初步查明了岩溶塌陷發育的現狀、類型和時空分布特點。參與了重大岩溶塌陷災害應急調查,為地方政府搶險救災及時提供技術支撐。

⑥ 地質災害的種類及成因

一、地質災害的定義

(一)定義

地質災害是指由於地質營力或人類活動而導致地質環境發生變化,並由此產生各種危害或嚴重災害,使生態環境受到破壞、人類生命財產遭受損失的現象或事件(汪新文主編,1999)。地質災害按成因可分為兩類,一類是自然地質災害,如地震,火山噴發,滑坡,泥石流;另一類是由於人類活動引起的地質災害,如地面沉降等。

(二)特點

地質災害與氣象災害、生物災害一樣是自然災害的一個主要類型,具有突發性、多發性、群發性和漸變影響持久的特點,並且容易造成較大的人員傷亡和巨大的經濟損失(段永侯等,1993)。地質災害中以突發性、群發性小型土質滑坡、崩塌為主。直接誘發因素是集中性強降雨;山區切坡建房、修路等工程活動是產生崩塌、滑坡、泥石流的重要因素;群眾防災意識淡薄、避災自救知識缺乏是造成人員傷亡的主要原因。而地震、火山噴發這樣的地質災害發生的頻率相對來說比較小,但是它的破壞性是巨大的。

二、地質災害的種類及成因

(一)地震

地震是岩石圈在內力作用下突然發生破裂,地球內能以地震波的形式強烈釋放出來,從而引起一定范圍內地面震動的現象。引起地震的原因很多,據此可以分為構造地震、火山地震和沖擊地震,人類活動引起的地震還可以稱為誘發地震(宋春青和張振春,1996)。構造地震是構造變動特別是斷裂活動所產生的地震,約佔全球地震總數的90%。其中大多數又屬於淺源地震,因此對建築物的破壞程度很大,波及的范圍很廣,常引起生命財產的重大損失,汶川地震就屬於此種類型。

人們根據地震的活動地區,在地理上劃分出幾條主要的地震活動帶。環太平洋地震帶,約80%的淺源地震都發生在這一帶內;地中海—南亞地震帶,帶內亦發生破壞性地震以及很少的深源地震。此外,還有北極—大西洋海嶺地震帶、東太平洋海隆地震帶、西印度洋地震帶、東非地塹地震帶等次要地震帶。

(二)火山噴發

火山噴發是地幔物質在地球內部動力的作用下不斷運動,當岩漿中氣體成分游離出來使內壓力增大到一定極限時,岩漿就會順地殼裂隙或薄弱地帶噴出地表,形成火山噴發。根據火山通道的形狀可分為裂隙式噴發和中心式噴發。裂隙式噴發是岩漿沿一個方向的大斷裂或斷裂群上升,噴出地表;中心式噴發則是噴發物沿火山喉管噴出地面,平面上成點狀噴發。

人們根據火山的活動性,將火山劃分為死火山、活火山和休眠火山三種。如今,地球上已發現的活火山共有523座,其中有455座在陸地上,有68座位於海底(李克,2005)。死火山大約20000餘座。這些火山在地理分布上有一定的規律性,他們大多集中在幾個主要的火山帶上。如環太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、阿爾卑斯—喜馬拉雅火山帶、東非裂谷火山帶。

火山噴發形成典型的火山地貌景觀,有火山錐,如海南瓊山馬鞍嶺,山西大同火山錐;火山口;火山湖,也叫火口湖,如吉林延邊長白山天池;堰塞湖,黑龍江五大連池和鏡泊湖;火山溶洞;火山瀑布等。

(三)滑坡

滑坡是指斜坡上的土體或岩體在重力的作用下和其他因素的影響下,沿著一定的軟弱面整體的向下滑動。滑坡經常發生在粘土質為主的土層或泥質岩及變質岩的分布區。俗稱「走山」、「垮山」、「地滑」、「土溜」等。滑坡的形成與氣象水文、地層岩性、地質構造、地形地貌、外營力改造和人類工程活動等因素密切相關。鬆散土體和高陡的斜坡是形成滑坡的內因,河流沖刷及淘蝕是產生滑坡的外因,人類工程活動和降雨是發生滑坡的主要誘發因素。

另外,產生滑坡的基本條件是斜坡體前有滑動空間,兩側有切割面。例如中國西南地區,特別是西南丘陵山區,最基本的地形地貌特徵就是山體眾多,山勢陡峻,溝谷河流遍布於山體之中,與之相互切割,因而形成眾多的具有足夠滑動空間的斜坡體和切割面,廣泛存在滑坡發生的基本條件,滑坡災害相當頻繁。

(四)泥石流

泥石流是在山區的溝谷中,因暴雨、洪水等充足的水源激發的含有大量泥沙石塊的特殊的洪流。泥石流具有暴發突然,運動快速,來勢兇猛,破壞力強,成災率高等特點。泥石流的形成有三個必備的條件:①地勢陡峻,山高溝深,流域面積大;②有大量的鬆散的物質;③在短時間內有充沛的水量。泥石流粘度大、容量高、具有重大沖擊力,具有很大的破壞性,在我國的南方地區,暴雨、洪水過後經常會出現這種地質災害。

泥石流發生機制是陡峭的河床堆積物由於暴雨而飽和,進而在其表面產生水流,堆積物失去力學的穩定性而開始滑動形成泥石流。另外,崩塌土塊在其運動過程中,破壞了結構,而又有水的供給也可以形成泥石流。泥石流的發育過程與氣候環境的變化有關,如冰川的消融,冰體填充山谷,阻塞成湖,山坡重力侵蝕加劇;與季風在一個地區的盤踞時間的長短有關;與一個地區的植被繁盛也有關系;泥石流還與區域地質構造運動的強弱、地勢起伏和岩石軟硬有關。

(五)地面沉降

地面沉降,又稱為地面下沉或地陷,它是在人類工程經濟活動影響下,由於地下鬆散地層固結壓縮,導致地殼表面標高降低的一種地質現象。

地面沉降主要發生於大型沉積盆地和沿海平原地區的工業發達城市及油氣田開采區。其特點是涉及范圍廣,下沉速率緩慢,往往不易被察覺;在城市內過量開采地下水引起的地面沉降,其波及的面積大;地面沉降具有不可逆特性,就是用人工回灌辦法,也難使沉降的地面回復到原來的標高。近年來,在軟土等不良工程土體較發育地區,由於人類工程活動造成的基礎不均勻沉降現象成為影響大型工程建設的主要原因之一。因此地面沉降對於建築物、城市建設和農田水利設施危害極大。

三、中國的主要地質災害

中國是一個面積廣闊、資源豐富的國家,面積廣闊又決定了中國的地形地貌、地質構造以及氣候條件的復雜性。因此中國的地質災害分布廣泛,類型多樣,發生頻繁。中國常見的地質災害有地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、水土流失、土地沙漠化等。

(一)中國地震災害的分布特點

中國處在世界兩個最活躍的地震帶上,東瀕臨環太平洋地震帶,西部和南部是歐亞地震的經過區域,因此中國的地震災害比較頻繁同時它也是中國主要的地質災害。

(1)中國地震分布特點是東少西多,地質構造特點是以東京105°為界分為東西兩部分。中國西部地區是世界上大陸地震最活躍、最強烈和最密集的地區。環太平洋地震帶對中國台灣及其附近海域影響最大。

(2)華北區、台灣地區地震多發的成因是該區處在亞歐板塊與太平洋板塊的交界帶,地殼活動強烈。西南地區地震、滑坡、泥石流多發的成因是由於印度洋板塊和亞歐板塊的擠壓碰撞。

(二)崩塌、滑坡、泥石流的分布特點

中國泥石流的分布明顯受地貌、地質和降水條件的控制,集中分布在階梯狀地形的過渡帶上,尤其是沿大斷裂、深大斷裂發育的河流溝谷兩側(馮天駟,1998)。其中雲南、四川、甘肅、陝西、西藏等地區是中國泥石流的多發地區。同時西南地區也是中國崩塌、滑坡等發育的主要地區。

(三)地面沉降分布特點

地面沉降活動主要發生在中國東部地區,尤其以沿海城市和華北平原等地區最嚴重。在該區域內,發生地面沉降的城市或地區有的是孤立存在,有的則是密集成群或斷續相連,形成大面積的地面沉降帶。

(四)水土流失的分布特點

水土流失是指:在水力、重力、風力等外營力作用下,水土資源和土地生產力的破壞和損失,包括土地表層侵蝕和水土損失,亦稱水土損失。

20世紀90年代末全國水土流失總面積356萬平方千米,占國土面積37%,其中:水蝕165萬平方千米,風蝕191萬平方千米,在水蝕和風蝕面積中,水蝕風蝕交錯區水土流失面積為26萬平方千米。水土流失分布范圍廣、面積大。西部12省(區、市)(桂、蒙、陝、甘、寧、青、新、川、貴、滇、藏、渝)占國土面積70.78%,土壤侵蝕(均指微度以上侵蝕,下同)面積107萬平方千米,佔全國土壤侵蝕面積的82.61%,水土流失最嚴重,分布面積最大;中部10省(冀、晉、遼、吉、黑、皖、贛、豫、鄂、湘)占國土面積24.28%,土壤侵蝕面積49萬平方千米,佔全國土壤侵蝕面積的14.64%,水土流失較嚴重;東部10省、市(京、津、滬、蘇、魯、浙、閩、台、粵、瓊)占國土面積8.13%,土壤侵蝕面積9萬平方千米,佔全國土壤侵蝕面積的2.74%,流失相對較輕。

(五)土地沙漠化分布特點

中國現有荒漠化土地共計262萬平方千米,約占國土總面積的27%。廣泛分布在中國西北、華北、東北等地區,以新疆、甘肅、青海、內蒙古、寧夏、陝西、山西、河北等省(區)最嚴重。全國荒漠化面積和荒漠化程度不斷地增加。荒漠化不僅使中國的耕地面積不斷減少而且對中國的環境造成嚴重的破壞,使中國的旱災、沙塵暴等災害不斷地嚴重(國土資源部地質環境司、宣傳教育中心,2003)。

⑦  地質災害主要危險地段和災種

受自然地理和地質環境條件的制約以及人類工程—經濟活動的影響,西氣東輸管道工程沿線地質災害具很強的地域性分布規律。大致以騰格里沙漠東緣和太行山東麓為界,分為西、中、東三個區段。西區段以風蝕沙埋、泥石流和洪水沖蝕、鹽漬土腐蝕和鹽脹災害為主,是在脆弱的地質和生態環境下典型的乾旱氣候衍生的地質災害。中區段以滑坡、崩塌、泥石流和洪水沖蝕、采空塌陷、黃土濕陷和潛蝕、風蝕沙埋、鹽漬土腐蝕和鹽脹災害為主。它的西部以乾旱氣候環境的地質災害為特徵,而中東部則是典型的山地地質災害分布區,本區段內以煤礦為主的礦產資源十分豐富,因此采空塌陷災害突出,將對輸氣工程有嚴重影響。中區段是地質災害類型最多,分布最集中的地段。東區段以地面沉降、地裂縫、采空塌陷、膨脹土脹縮災害為主,大多屬於人類活動導致的地面變形災害。工程沿線各省(自治區)評估區內發現的地質災害類型匯總於表5-2中。

表5-2工程沿線各省(自治區)地質災害類型匯總表

通過綜合評估,各省(自治區)地質災害危險性分級情況列於表5-3中。由表5-3可見,危險性大的長度占輸氣管線總長度的12.7%左右。危險性大的地段主要在新疆、陝西和山西三省(自治區)境內,其中陝西和山西兩省危險性大的地段分別占該兩省境長度的35.32%和27.08%,災種以突發性的滑坡、崩塌、泥石流和洪水沖蝕、黃土濕陷和潛蝕以及采空塌陷為主,而且它們密集分布於一些地段,對管線工程施工和正常運營安全的影響,應引起工程部門的高度關注。

表5-3工程沿線各省(自治區)地質災害危險性分級表單位:km

註:新疆段危險性按地下2m處評價。

陝西、山西兩省境內危險性大的地段是:滑坡和崩塌——陝西的馬路壕—武家坡段、高石崖—李家岔段、桃園—王家院段,山西的陽城芹池—北留段;泥石流和洪水沖蝕——陝西的馬路壕—武家坡、武家坡—高石崖、陽道峁—桃園、王家院—楊家圪塔、張家河—黃河段,山西浮山東要—陽城北留段;采空塌陷(煤礦)——陝西焦家溝—王家灣段,山西蒲縣—臨汾堯都土門段、浮山東要附近、陽城芹池—北留段、澤州李寨—瓦窯河段;黃土濕陷和潛蝕——陝西和山西的黃土高原區線路越梁、寬梁殘塬區,山西浮山段。上述災種在同一地段內往往疊加分布。

這里需要特別指出的是,在全線路地質災害危險性評估中,將洪水沖蝕與泥石流災害並列歸為一種地質災害,這對跨(穿)越河流、溝谷的超長型線型工程來說具有重要的實際意義。以往將洪水災害籠統歸入氣象水文災害中有些偏頗。實際上,洪水沖蝕與稀性水石流型泥石流並無本質的區別,而在工程實踐中,更多的線型工程(道路、橋梁、管道等)是由於雨汛期洪水沖蝕而遭致破壞的,在本工程西、中段的一些地段尤為突出。

⑧ 常見地質災害是怎樣形成的

舉個例子吧,
設想一個場地,要建一個高樓。
擬建場區地質條件變化較大,地質結構較復雜,岩土層性質變化較大,對其場地的地質環境條件應進行詳細的勘察和論證,尤其探明灰岩的分布和岩溶的發育情況,避免由於基岩地質條件、工程地質條件的不明而引起岩溶地面塌陷、軟弱土層地面沉降、基坑失穩破壞、基坑降水誘發地面沉降、基坑突涌、地基土浸水膨脹和失水收縮等災害的發生,從而對建築基礎造成破壞。
3、針對基坑降水地面沉降地質問題,可根據周邊環境設置有效的止水帷幕,如不能設置有效的止水帷幕,可採取回灌井方案,同時需注意進行地面沉降監測及周邊影響區域內的建築物變形監測。
4、基坑開挖面積及深度較大,開挖土方量大,堆放在評本區內可能造成堆積土邊坡失穩,施工時應注意選擇棄土堆放場所並注意控制堆放邊坡角度處於自穩范圍內。
5、在岩溶地面塌陷危險性中等區進行工程建設時,應對可溶性岩層的分布、特徵、是否存在溶洞、是否造成岩溶地面塌陷災害進行分析、論證或查明,以避免隱伏性岩溶地面塌陷災害的發生;岩溶區施工灌注樁宜選用對地基擾動和影響小的成孔工藝,如回轉鑽進成孔。灌注樁施工前應進行專門的施工勘察,查明岩溶洞隙及其伴生土洞的位置、規模、埋深等情況;當採用嵌岩樁時,應進行專門的樁基勘察;對一柱一樁的基礎,應逐樁布置勘探孔,直徑大於1m的樁應布置2-3個勘探孔。勘探孔如發現溶洞或土洞應跟蹤注漿充填。
6、本區域土層中夾有高嶺土,在施工過程中注意高嶺土與地下水作用產生的危害。基坑開挖和基礎施工時,應防止地表水及地下水浸泡地基土,也不宜暴曬地基土,保持地基土的天然濕度。
7、針對基坑涌水地質問題,需進行次重點防治。應對基坑內水量進行必要監測,同時採取合理的降水措施,並配合相應的截水和排水措施,如修建截水溝、排水井等,避免發生基坑突涌。工程建設時採取合理防排水措施,及時疏排地表水,防止浸泡沖刷地基。
8、本區內樁端持力層局部高差較大,基礎施工時應加強樁端持力層的驗收工作,確保樁端進入持力層一定深度。另外,樁身過長時樁長細比過大,在進行設計及施工時應避免過大的彎曲變形造成的建築物不均勻沉降危害。
9、場地現有的地面高度有一定的高差變化,如果本區工程建設出現或存在人工邊坡,應根據具體邊坡工程地質條件,設置相應的擋土牆的防護措施。

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