地質災害危險調查
A. 汛期地質災害應急調查包括哪些內容
降雨是引發地質災害的重要原因。因此,在每年汛期來臨之前應該對可能發生災害的隱患點進行排查,制定專門的防災預案;在汛期,特別是暴雨期間應該進行應急調查。
(1)滑坡前緣宏觀調查。當滑坡前緣出現地面鼓脹、地面反翹或者建築物地基出現錯裂時,應注意詳細查看滑坡整體的變形拉裂情況,並應向當地主管部門報告異常情況,請具有滑坡知識的專業人員到現場進一步察看。
滑坡前緣隆起
滑坡前緣擋土牆下地基冒水,阻滑力差,易於破壞
(2)滑坡中部宏觀調查。當滑坡穩定性較差時,可能在滑坡中部出現地面拉裂縫、次級台階,並使建築物出現有規則的拉裂變形。但是,應注意由於局部地形起伏或由於人工堡坎和擋牆未坐落在穩定的地基體上而出現地面裂縫,或由於建築質量差而開裂,不要誤判為滑坡的變形滑動。
滑坡中部變形導致建築物鼓脹錯裂
堡坎未坐落在穩定地基上,局部滑坍
(3)滑坡後部宏觀調查。當滑坡後緣出現貫通性的弧形拉裂,並出現向後傾斜的下座拉裂台階時,必須盡快採取避讓措施,將滑坡區的居民盡快轉移,並及時向當地主管部門報告。
後緣新出現弧形貫通下錯裂縫,顯示滑坡將發生整體滑動(四川丹巴,2006)
(4)崩塌宏觀調查。當高陡斜坡危岩體後緣裂縫明顯拉張或閉合,出現新生的裂縫,應該進一步進行地面調查,橫跨裂縫布置若干簡易監測剖面,了解變形拉裂情況,並向當地主管部門報告。當危岩體下部出現明顯的壓碎張裂帶,並形成與上部貫通的裂縫時,表明發生崩塌的危險極高,應該及時採取避讓措施,並及時向當地主管部門報告,請具有地質災害知識的專業人員到現場進一步察看。
(5)泥石流宏觀調查。泥石流溝口通常是發生災害的重要地段。在應急調查時,應該加強對溝口的調查。仔細了解溝口堆積區和兩側建築物的分布位置,特別是新建在溝邊的建築物。調查了解溝上游物源區和行洪區的變化情況。應注意采礦排渣、修路棄土、生活垃圾等的分布,這些物質在暴雨期間可能會形成新的泥石流物源。
民居建於泥石流溝邊,特別是上游滑坡堵溝潰決時,非常危險
(6)地質災害高發區房屋的調查。要按照「以人為本」的原則,針對地質災害高發區點多面廣的難題,集中力量對有災害隱患的居民點或村莊的房屋和房前屋後開展調查。
對建於山區的已出現地面開裂房屋,要加強監測
位於崩塌隱患前緣的房屋,汛期應納入地質災害預案
汛前應開展房屋周邊地質災害巡查,及時發現隱患
B. 地質災害調查評價的目的
地質災害調查亦稱地質災害勘查,是指用專業技術方法分析地質災害狀況和形成發展條件的各項工作的總稱。主要調查了解災區地質災害分布情況、形成條件、活動歷史與變化特點,災區社會經濟條件、受災人口和受災財產數量、分布及抗災能力;地質災害防治途徑、措施及其可能性。
地質災害調查的目的是為評價與防治地質災害提供基礎依據。為科學地確定地質體的特徵、穩定狀態和發展趨勢,分析地質災害發生的危險性,論證地質災害防治的可能性和比選防治工程方案,最終確定是否需要治理、採取躲避方案或實施防治工程等不同對策提供依據。
地質災害評價是指對致災體進行穩定性評價,分析地質災害發生的可能性,或對一次地質災害事件或一個地區的地質災害進行的危險性評價、易損性評估和破壞損失評價。
C. 我國地質災害調查現狀與存在問題的分析
6.1.1 歷史與現狀
(1)1991年原地質礦產部組織開展的以省為單位的全國地質災害現狀概查
1991年原地質礦產部組織實施了以省為單位的全國地質災害現狀概查,主要以收集資料和各省(區、市)上報的資料為主,較全面地對全國地質災害類型與現狀進行了總結。調查內容包括地質災害的類型、發生的重點區域、對國家和人民生命財產造成的損失以及地質災害發育特徵和分布規律等。根據收集整理的成果和萬余個典型地質災害點資料,匯編並出版了《中國地質災害》,編制出版了《中國分省地質災害圖集》。
(2)1992~2003年期間,原地質礦產部部署1∶50萬環境地質調查
1992~2003年,原國家計委和原地質礦產部組織開展了省(區、市)級(1∶50萬)地質災害調查與編圖,圈定滑坡等地質災害危險區;1996年為減災防災、提升國土整體的調查研究程度和水平,把此項工作擴展為以地質災害為主的環境地質調查,這是我國第一輪較全面地在全國開展的地質災害的調查。調查的主要目的是在概略查明各省(區、市)地質環境條件的基礎上,重點調查人類工程活動與地質環境的相互作用和影響,初步查明開發利用自然環境遇到的和引發的各種主要地質災害、特殊不良地質環境條件和環境地質問題的發育特徵和分布規律,作出現狀評價和發展趨勢預測,提出防治對策建議,為國家制定減災、防災、國土開發與整治、經濟建設和社會發展規劃,以及地質環境監督管理,提供宏觀決策依據;保護地質環境,減少災害損失,促進經濟建設與地質環境的協調發展。
(3)1999年國土資源部啟動縣(市)地質災害調查工作
從1999年開始,作為國土資源大調查計劃的組成部分,國土資源部啟動以縣(市)為單元的地質災害調查工作。這項工作強調遵循「以人為本」的原則,專業人員與地方結合,大力推行群測群防體系。基本做法是採取專業調查和發動群眾查險、報險相結合的辦法,不強調按比例尺布線與布點。根據已掌握的情況和群眾報險線索,以鄉鎮、村莊、重要交通干線和工程設施為重點,逐步進行現場調查並注意發現地質災害隱患點、危險點。對隱患點、危險點綜合分析後,劃出地質災害易發區和防治區,初步建立起群測群防預警體系,包括:建立減災防災領導責任制;建立臨災避險群防體系;編制地質災害防災預案;建立汛期地質災害險情速報制度等。
1999年在進行10個縣的地質災害調查試點的同時,啟動了三峽庫區(包括宜昌市、巫山縣等在內的)19個縣(市)的地質災害調查,為大規模的地質災害防治工作提供了示範。截至2004年底,全國已經完成616個縣(市)的地質災害調查工作,為地方各級政府和國土資源管理部門組織地質災害「群測群防」和防治管理,為縣、鄉級地方政府行使減災職能,提供了重要依據。
縣(市)地質災害調查,是新一輪的地質災害調查,它注重減災防災實效,是普及地質災害防治知識,建設具有中國特色的地質災害防災預警體系的重要工作,已成為我國地質災害調查工作的新模式。
(4)大江大河流域的地質災害調查
如長江流域環境地質調查,黃河流域環境地質調查等。「七五」期間,開展了1∶20萬三峽工程庫區環境地質調查,1∶20萬攀西、六盤水、岷江流域、沱江流域環境地質調查,1∶10萬嘉陵江、大渡河等部分幹流環境地質調查,1∶10萬小江流域地質災害調查,對滑坡、崩塌和泥石流等地質災害的分布規律及其形成特徵進行了系統的調查工作。
(5)重點經濟地區較大比例尺的地質災害調查工作
各省(區、市)根據自身的具體特點,有針對性地開展了較大比例尺的地質災害調查工作。
1)城市地質災害調查。上海市從20世紀60年代初就開始了以防治地面沉降為重點的城市地質工作,系統地進行了地面沉降調查和長期監測。江蘇省從20世紀70年代起,先後圍繞南京、南通、常州、蘇州、無錫等10個中心城市,開展1∶5萬水文地質、工程地質和環境地質綜合勘查工作,分析研究了各中心城市地面沉降、地裂縫、地面塌陷的起因、現狀、發生發展特徵與規律。
2)礦山地質災害調查。20世紀80年代以來,在華東地區開展了不同比例尺的礦山地質調查工作,如兗滕—兩淮能源開發區環境地質論證、兩淮煤田煤炭開采環境地質調查等工作。遼寧、黑龍江等省先後在礦業城市開展了礦山地質災害調查。
3)其他類型地質災害調查。長江三角洲地區地下水資源與地質災害調查評價;鞍山西部隱伏岩溶塌陷地質災害勘查;黑龍江中俄界河1∶5萬塌岸地質災害調查。
(6)重大工程區地質災害勘查
三峽庫區開展了大比例尺的地質災害勘查與治理工作。
6.1.2 調查成果的應用
(1)為規劃和防災預案的編制提供依據
地質災害調查成果,成為全國各省(區、市)編制地質災害防治規劃和汛期地質災害防災預案的重要依據。
(2)為重大工程部署和城市安全提供基礎資料
地質災害調查成果為重大工程,如水庫移民選址,鐵路、公路和輸電、輸氣管線的選線,大江大河安全,城市規劃,基礎設施建設,提供了基礎資料。
(3)為地質災害監測和防治提供依據
縣(市)地質災害調查工作,基本查清了地質災害多發縣(市)、鄉、村所在地地質災害隱患點的分布,建立了地質災害群測群防體系,建立了地質災害調查信息系統,為合理地部署地質災害監測網提供依據。
(4)為提高公眾防災意識作出貢獻
通過地質災害調查,特別是縣(市)地質災害調查,提高了公眾,特別是地質災害高發區公眾的防災意識,提高了對地質災害認識的普及率。
6.1.3 存在問題的分析
地質災害調查工作,為我國地質環境保護、國土資源規劃開發提供了基礎資料。但是,隨著國民經濟的高速發展和城市化比率的不斷提高,三峽工程、西電東送、南水北調工程等需要提供大量基礎性、先導性的地質調查數據,我國的地質災害調查工作已越來越不適應社會發展和國家重大基礎設施建設的需要。存在的主要問題有以下幾方面:
(1)調查的對象和內容與國民經濟建設、社會發展結合不夠
以往的地質災害調查,偏重傳統的自然屬性研究,與人類工程活動及經濟建設結合不夠,服務領域較窄,在土地利用、城市規劃、重大工程建設、生態環境保護等方面的服務工作相對薄弱。
(2)調查工作不規范,調查的精度和廣度存在較大局限
過去開展的區域性地質災害調查,一般為中小比例尺,調查精度不能滿足社會經濟發展的需要。
1∶50萬全國地質災害調查,開始於「八五」,至2003年基本完成,歷時12年,技術落後,各省調查程度不一,災害規模分級標准不統一,絕大部分省份沒有建立相應的調查資料庫,給全國的數據匯總和綜合分析帶來困難。
縣(市)地質災害調查,遵循「以人為本」的原則,注重對地質災害隱患點的調查,淡化了對地質環境的調查。同時,縣(市)調查從全國角度來看,比較分散,很難形成全面的認識和評價。
區域性地質災害調查工作精度較低,比例尺小,缺乏重點地域的重點調查研究成果。
(3)調查的技術方法、標準的局限
在技術方面,沒有形成系統的標准和評價體系,工作程度偏低,工作中獲得的大量原始信息資料,相當部分未能建立資料庫,信息的社會化和開發利用程度低。
(4)調查的時效性的局限
在科學認識上,沒有按照地質災害發生的客觀規律,結合人類社會經濟發展的要求,有計劃地開展地質災害調查工作。
地質災害調查落後於地質災害發展的速度,由於原有的工作方法、思路和成果的表達方式陳舊,調查成果的信息化、網路化、社會化程度低,大多未與當地社會經濟發展現狀和發展方向相結合,或未考慮如何為社會經濟發展服務,從而影響成果向社會生產力的轉化,難以滿足政府和社會的實用性、實效性需求。
地質災害的調查評價滯後於生態環境保護、城市規劃、土地綜合利用、地質環境的合理開發利用、地質災害防治的需要。
(5)沒有建立地質災害調查制度
沒有建立地質災害調查制度,對地質災害調查的責任、周期、比例尺、內容等方面沒有明確的規定。
6.1.4 開展地質災害調查需求的分析
(1)我國地質災害分布廣泛,危害嚴重,地質災害動態變化,需要開展地質災害調查
我國是世界上地質災害最為嚴重的國家之一。全國僅大大小小的崩塌、滑坡災害危險點就有百萬處以上,每年還會出現幾萬至十幾萬處新的危險點。近年來因崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害,平均每年有1000多人死亡,經濟損失高達數十億元,已經成為我國大部分地區經濟社會發展的一大制約因素,引起了黨和政府、社會公眾的極大關注。經過十幾年的努力,地質災害調查工作取得了顯著成績。但由於以往基礎工作薄弱,對潛在的地質災害隱患情況底數不清,無法進行有效的災害預報預警,從而使防災工作處於被動狀態,因此,開展適當比例尺的全國地質災害調查和大比例尺的地質災害多發區的地質災害調查是十分必要的。
由於人類活動和自然條件的演變,地質災害也是動態變化的,為認清地質災害的分布規律,確保國家減災方案的科學性和准確性,要求反復開展地質災害調查。
(2)貫徹「以人為本」、「全面、協調、可持續」發展的需要
《中國21世紀議程》提出了可持續發展的戰略目標,要實現可持續發展,避免人員傷亡,基礎就是建立在對我國地質環境和地質災害的全面認識上。國土整治與開發、重大工程和國民經濟社會發展布局,工業化進程的加快和城市化水平的迅速提高,為確保生產、生存、生活的安全,必須開展系統的地質災害調查工作。
(3)地質災害監測預警和減災工程的需要
為達到防災減災、保護資源環境、促進經濟社會可持續發展,國家將採取一系列的地質災害監測預警和減災工程行動。為科學、有效地開展地質災害監測,實施減災工程計劃,必須開展相應精度的地質災害調查。
(4)國家編制修訂地質災害防治規劃及其他規劃的需求
《地質災害防治條例》第十一條規定,國務院國土資源主管部門會同國務院建設、水利、鐵道、交通等部門,依據全國地質災害調查結果,編制全國地質災害防治規劃……縣級以上地方人民政府國土資源主管部門會同同級建設、水利、交通等部門,依據本行政區域的地質災害調查結果和上一級地質災害防治規劃,編制本行政區域的地質災害防治規劃……地質災害調查是國家編制修訂地質災害防治規劃的依據,同時也是指導各部門(行業)協調行動的依據。
D. (三)地質災害調查
完成1∶5萬地質災害調查4萬平方千米,累計完成52萬平方千米。記錄回28萬多處地質災害及隱患點信息答,更新539個縣市地質災害數據,支撐省級地質災害防治信息化建設。在三峽庫區、四川蘆山和雲南魯甸地震災區等43個地區,開展1∶5萬崩滑流調查,基本查明災害形成地質條件和誘發因素,提高了預測准確性和危險性評估精度。開展珠三角、桂中、湘中、武漢、徐州和皖江城市帶岩溶塌陷調查,查明主要誘發因素,為防控岩溶塌陷災害、合理開發利用國土空間提供基礎資料。完善京津冀、長三角等重點地區地面沉降立體監測網,有效監控面積11萬平方千米。
E. 地質災害危險性構成及危險性指標
一、地質災害危險性的基本含義
如前所述,地質災害的危險性和災害區易損性是決定地質災害災情的兩方面基礎條件。其中,地質災害的危險性主要是地質災害自然屬性特徵的體現。它的核心要素是地質災害的活動程度。
從定性分析看,地質災害的活動程度越高,危險性越大,災害的損失越嚴重。從定量化評價的要求看,地質災害的危險性需要通過具體的指標予以反映。
地質災害危險性分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害危險性是指已經發生的地質災害的活動程度,潛在災害危險性是指具有災害形成條件,但尚未發生的地質災害的可能的活動程度。二者的危險性標志不同。
二、歷史地質災害危險性及其指標
歷史地質災害危險性的標志是地質災害的強度或規模、頻次、分布密度等。這些要素決定了地質災害的發生次數、危害范圍、破壞強度,從而進一步影響地質災害的破壞損失程度。歷史地質災害危險性要素,一般可通過實際調查統計獲得。
不同種類的地質災害,危險性要素指標不完全一致(表5-1)。
在本課題評估的幾類地質災害中,崩塌-滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫、地面沉降、海水入侵災害是伴隨不同地質動力活動而不斷發展的具有動態變化特徵的災害現象。所以,在災害危險性評價中,除災害體積、數量、幅度等指標外,還有災害發生頻次或發展速率指標。膨脹土災害是一種客觀存在不具動態特徵的潛在災害體。它與其它災害有明顯差異,只有在膨脹土發育區進行某些工程建築時,才有可能發生災害。所以,其危險性評價中不存在災害活動的頻次或速率指標。
在各種危險性指標中,危害強度所指示的是災害活動所具有的破壞能力。災害危害強度是災害活動程度的集中反映。危害強度是一種綜合性的特徵指標,它不能像其它指標那樣,用不同量綱的數字反映指標的高低,只能用等級進行相對量度。對於已經出現的地質災害,它對於各種受災體所造成的破壞損失情況(破壞損失數量和破壞損失程度)是對災害危害強度最直接的顯示。根據對不同類型地質災害破壞效應的實際調查分析,將地質災害危害強度分為強烈破壞(A級)、中等破壞(B級)、輕微破壞(C級)、基本無破壞(D級)4個等級。實踐證明,不但不同種類、不同規模的地質災害的危害強度不同,而且在同一災害事件中,評價區內不同部位所遭受的危害強度也發生很大的變化。其一般規律是,從災害活動中心(崩塌-滑坡體及前緣地帶、泥石流溝谷及溝口附近、地裂縫中心地帶、地面沉降中心區等)向邊緣逐漸減弱,直至沒有發生破壞的安全區。認識這種規律除了可以深化歷史地質災害災情分析外,對於在地質災害預測災情評估中,劃分災害危險區,進而核定受災體損毀率和經濟損失具有十分重要的意義(表5-2)。
表5-1歷史地質災害危險性構成及指標
表5-2地質災害危害強度分級特徵表
註:表中受災體損毀程度劃分標准參見書易損性評價的有關內容。
三、地質災害形成條件及潛在危險性指標
(一)地質災害潛在危險性控制條件
地質災害潛在危險性指未來時期將在什麼地方可能發生什麼類型的地質災害,其災害活動的強度、規模以及危害的范圍、危害強度有多大。地質災害潛在危險性受多種條件控制,具有很大的不確定性。
歷史地質災害活動對地質災害潛在危險性具有一定影響。這種影響可能具有雙向效應,有可能在地質災害發生以後,能量得到釋放,災害的潛在危險性削弱或基本消失;也可能具有周期性活動特點,災害發生後其活動並沒有使不平衡狀態得到根本解除,新的災害又在孕育,在一定條件下將繼續發生,甚至可能更加頻繁、強烈,因而具有比較強烈的潛在危險性。
地質災害活動條件的充分程度是控制地質災害潛在危險性的最重要因素。從總體上說,地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水文條件、植被條件、人為活動條件是控制所有地質災害活動的基本條件。但這些條件在不同類型地質災害中的主次地位和具體要素不盡相同;對於有不同精度要求的點評估、面評估、區域評估,對各種條件和要素分析的詳略程度也不一致。所以,其評價指標也各異。基於這些差別,對不同種類地質災害的形成條件和不同類型地質災害災情評估對危險性評價的要求,進行深入論述是很有必要的。
(二)不同類型地質災害形成條件
1.崩塌-滑坡形成條件
崩塌-滑坡是嚴重的斜坡變形現象,它的發生一方面取決於斜坡自身的基礎條件,另一方面與斜坡受到的營力作用有關。因此將崩塌-滑坡形成條件分為基礎條件和外界條件兩類。
(1)基礎條件地貌是形成崩塌-滑坡的最基礎條件。從區域地貌條件看,崩塌-滑坡形成於山地、高原地區,通常情況下,海拔高程越大,切割越劇烈,崩塌-滑坡越發育。從局部地形看,要有適宜的斜坡坡度、高度和形態,以及便於形成岩體崩落、滑動的臨空面,這些對崩塌-滑坡形成具有最直接的作用。崩塌多發生在坡度大於55°、高度大於30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。滑坡多發生在15°以上的斜坡。崩塌-滑坡廣泛發育在山區,以山間谷地、江河兩岸最發育。
岩土體是崩塌-滑坡的物質基礎。它的性質和結構對崩塌-滑坡活動具有決定性作用。一般情況下,性質堅硬、結構完整、抗剪強度大、抗風化能力強的岩石,斜坡整體性好,不容易發生崩塌-滑坡。相反,岩性松軟、結構不完整,特別是裂隙發育、斜坡岩土體中存在軟弱夾層時,容易失穩變形,發生崩塌-滑坡。
地質構造是崩塌-滑坡活動的重要影響因素。斷裂構造不但使斜坡岩土體發育大量裂隙,甚至使斜坡變得支離破碎,而且促進了斜坡岩土體的風化作用和地下水活動,降低了斜坡的穩定性,加大了崩塌-滑坡活動的可能。
(2)外界條件外界條件是導致崩塌-滑坡活動的誘發因素。主要由於暴雨、洪水、融雪、水庫滲漏潰決,以及人工灌溉或排水等原因,使大量地表水或地下水進入斜坡,岩石抗剪強度急劇下降,從而誘發崩塌-滑坡。地震、人為爆破、工程開挖、填棄碴土等原因改變斜坡應力狀態,也會引起斜坡失穩,而誘發崩塌-滑坡。
2.泥石流形成條件
泥石流是突發性很強的山地地質災害。它同崩塌-滑坡一樣,也是在一定的基礎背景下,由某些突發性的因素激發而形成的。
(1)基礎條件泥石流是含有大量泥砂、石塊的特殊洪流。急促的水流和充分的鬆散固體物質是泥石流形成的物質基礎。急促水流主要來自暴雨,其次來自冰川積雪融水、河湖水庫潰決等。因此,氣候條件是影響泥石流發生的重要因素。在降水充沛,暴雨多發地區泥石流最發育。鬆散固體物質除一部分來自礦山廢碴和工程棄土外,主要來源是各種成因的堆積物——斷裂破碎物以及岩土風化後形成的殘積物、坡積物、崩塌體、滑坡體,洪積碎屑物、沖積碎屑物等。這些碎屑物的形成又與地質條件有一定關系。在斷裂構造發育,現今構造運動強烈的地區,由於山坡穩定性差、岩體結構不完整、風化作用強烈、岩石破碎、崩塌-滑坡發育、鬆散碎屑物質來源充分,因而最容易發生泥石流。
地形地貌條件是形成泥石流的又一個重要基礎條件。從區域地貌條件看,在海拔高程較大,切割劇烈的山地高原地區,泥石流最發育。從局部地形條件看,泥石流一般要具有比較充分的匯納水流和碎屑物的形成區、足夠坡度的流通區、比較寬敞的堆積區。因此流域面積越大,地形坡度較大,越有利於泥石流的形成。
此外,植被條件對泥石流形成也有比較重要的作用。實踐表明,在天然植被稀少,或由於人類過度放牧、墾殖以至濫砍亂伐等原因使植被嚴重破壞後,不僅造成嚴重的水土流失,也為泥石流活動提供比較充分的物質條件,促進泥石流的發生發展。
(2)激發條件泥石流最常見的激發條件是暴雨。在具有充分鬆散固體物質條件和適宜的地形條件下,只要出現暴雨,就會激發泥石流;暴雨強度越大,泥石流活動規模也越大。除暴雨外,冰川積雪的迅速消融,河堤、水庫、冰湖潰決等暴發的急促洪流也會引起泥石流活動。
3.岩溶塌陷的形成條件
同其它地質災害一樣,岩溶塌陷也是多種因素綜合作用的結果。其形成條件也歸納為基礎條件和誘發因素。
(1)基礎條件
①可溶岩及岩溶發育程度岩溶洞隙發育的可溶岩是岩溶塌陷的最根本的基礎條件。我國發生塌陷活動的可溶岩除部分地區的晚中生界、第三系、第四系富含膏鹽芒硝或鈣質的砂泥岩、灰質礫岩及鹽岩外,主要是古生界、中生界的石灰岩、白雲岩、白雲質灰岩等碳酸鹽岩。碳酸鹽岩的岩溶類型分為裸露型、覆蓋型和埋藏型3種。裸露型岩溶的碳酸鹽岩基本上直接出露地表,沒有或者很少被第四系鬆散沉積物覆蓋。覆蓋型岩溶的碳酸鹽岩大部分被第四系鬆散沉積物覆蓋。覆蓋率一般在7%以上,僅局部出露地表。其覆蓋層厚度一般小於30m,最厚不超過100m。埋藏型岩溶的碳酸鹽岩被很厚的第四系鬆散沉積物或其它非可溶岩覆蓋,埋藏深度數十米以上。大量實踐表明,岩溶塌陷主要發生在覆蓋型岩溶和裸露型岩溶分布區,部分分布在埋藏型岩溶分布區。
除可溶岩岩性和岩溶類型外,碳酸鹽岩的岩溶發育程度和岩溶洞穴的開啟程度是決定岩溶塌陷的直接因素。從岩溶塌陷形成機理看,可溶岩洞隙一方面造成岩體結構的不完整,形成局部不穩定地帶;另一方面為容納溶蝕陷落物質和地下水的強烈活動提供了充分條件。因此,一般情況下,可溶岩的岩溶越發育,岩溶洞隙的開啟性越好,岩溶塌陷越嚴重。
根據碳酸鹽岩岩溶發育程度和有關特徵,將岩溶發育程度分為強、中、弱三個等級(表5-3)。
可溶岩岩溶發育程度主要受地質構造、水文地質條件和氣候條件影響。一般情況下,斷裂構造發育、新構造運動強烈、地下水循環交替強烈、雨量充沛的碳酸鹽岩分布區,岩石結構比較破碎,節理、裂隙發育,地下水溶蝕、潛蝕作用強烈,最容易形成岩溶塌陷。
②覆蓋層厚度、結構、性質岩溶塌陷除發生在裸露型岩溶分布區外,還廣泛發生在覆蓋型岩溶分布區。這種塌陷不僅僅是覆蓋在第四系鬆散堆積物下面的可溶岩洞穴的陷落,有相當數量的塌陷是由於溶洞和上覆土層中土洞陷落所造成的。除此而外,覆蓋層情況還影響了地下水活動,對岩溶塌陷也產生一定的影響。因此覆蓋層是影響岩溶塌陷的重要因素。
表5-3碳酸鹽岩岩溶發育程度分級標志
據康彥仁等,1990。*指地表下100m或基岩面下50m以內孔段統計數;對於孔深100m以上全孔岩溶率,指標減半。
覆蓋層厚度對岩溶塌陷形成具有決定性作用。據大量調查統計結果,覆蓋層厚度小於10m塌陷發生的機會最多;10~30m可發生少量塌陷;30m以上可發生零星塌陷。
覆蓋層岩性結構對岩溶塌陷也具有一定作用。一般情況下,覆蓋層為比較均一的砂性土最容易產生塌陷;夾砂礫石的層狀非均質土、均一的粘性土或者覆蓋層底部發育有穩定層狀粘性土的非均質土,發育塌陷的機會較少。此外,當覆蓋層中有土洞時,容易發生塌陷;土洞越發育,塌陷越嚴重。
③地下水活動岩溶發育地區,一般地下水活動都比較強烈。強烈的地下水活動,不但促進了可溶岩洞隙的發展,而且是形成岩溶塌陷的重要動力因素。它的作用方式包括:溶蝕作用;改變岩土體物理性質和力學性質,導致土的含水量上升,容重增加,使粘性土塑性狀態發生堅硬狀態→可塑狀態→流塑狀態的變化;浮托作用;侵蝕及潛蝕作用;搬運作用等。因此,岩溶塌陷多發育在地下水活動強烈地帶,且多發生於地下水動力條件劇烈變化的時候。
(2)動力條件
①水動力條件的急劇變化,使岩土體平衡狀態遭到嚴重破壞,誘發岩溶塌陷。引起水動力條件急劇變化的原因主要有降雨、水庫蓄水、井下充水、灌溉滲漏以及嚴重乾旱、井下排水、高強度抽水等。
②天然地震和人為振動。
③附加荷載。
④廢液導致的酸鹼液溶蝕活動。
4.地裂縫形成條件
如前所述,地裂縫分為構造地裂縫和非構造地裂縫兩類,它們具有不同的形成條件。
構造地裂縫主要是伴隨地殼構造運動產生的地裂縫。地殼構造運動的方式是極其復雜的,它除了引起突發性地震活動,並形成地震地裂縫外,在更多情況下是在廣大地區發生緩慢的構造應力積累作用。伴隨這種作用,常常發生構造蠕變活動,因此形成地裂縫。這種地裂縫分布廣、規模大,危害最嚴重。非構造地裂縫的形成原因多樣,主要包括:崩塌、滑坡、塌陷引起的地裂縫;黃土濕陷、膨脹土脹縮、鬆散土滲蝕引起的地裂縫;乾旱、凍融引起的地裂縫等。實踐表明,許多地裂縫並不是單一成因的地裂縫,而是以一種原因為主,同時又受其它條件影響的綜合成因的地裂縫。因此,在分析地裂縫形成條件時,還要具體現象具體分析。就總體情況看,控制地裂縫活動的首要條件是現今構造活動程度,其次是崩塌、滑坡、塌陷等災害動力活動程度以及水動力活動條件等。
5.地面沉降形成條件
如前所述,地面沉降可由多方面活動引起,主要包括地殼沉降活動、鬆散沉積物的自然固結壓實、人類開采地下水或油氣資源引起的土層壓縮沉降。從災害研究角度所說的地面沉降是指人類活動引起的沉降,或者是以人類活動為主,以自然動力為輔助作用引起的沉降活動。基於這種概念,地面沉降的形成條件也主要由兩方面構成。一是地面沉降的基礎條件。主要是具有一定厚度壓縮性較高的鬆散沉積物。這類沉積物主要發育在沿海平原、內陸盆地及河谷平原地區。這些地區一般都是地殼沉降地區,所以這些地區的地面沉降活動不僅與人類活動密切相關,而且持續的地殼沉降也起到了「雪上加霜」的作用。影響地面沉降的人為動力條件主要是長時期超強度開采地下水,使含水層和臨近非含水層中的孔隙水壓力減小,土的有效應力增大,發生壓縮沉降。
6.海水入侵形成條件
通常情況下,濱海地帶地下水水位自陸地向海洋方向傾斜,陸地地下水向海洋補給排泄,二者維持相對穩定的平衡狀態。在這種條件下,濱海地帶相對密度較小的地下淡水浮托在相對密度較大的海水或鹹水之上,二者間形成寬度不等的過渡帶或臨界面。在鹹淡水平衡狀態下,這個過渡帶或臨界面基本穩定。然而,這種平衡狀態一旦被破壞,鹹淡水臨界面就要移動,以建立新的平衡。如果地下淡水蹬壓力降低,臨界面就要向陸地方向移動,於是就發生了海水入侵。
導致濱海地帶鹹淡水平衡狀態破壞的外因,除氣候乾旱,地下水天然補給來源減少等自然原因外,主要是人為活動對天然水資源的破壞作用。近年來,我國沿海地區,水資源供需矛盾愈來愈尖銳,許多地區長期超量開采地下水,在濱海地帶形成了低於海平面的地下水位負值區。因此,使海水沿含水層侵入淡水區,發生海水入侵。此外,河北、山東一些沿海地區,在發展人工養殖、擴建鹽田等經濟活動中,常將海水用明渠提引到距離海邊5~15km的地方,因此擴大了鹹水的分布范圍。解放以後,在大小河流上游修建了大量水庫、塘壩、使河流入海水量普遍減少;加上經常在河口地區大量挖砂,使河床標高降低,因此造成潮水上溯,使河流兩側發生海水入侵。
導致海水入侵的內因是陸地地下淡水與海水之間存在良好的水力聯系:一些濱海平原地區,第四系含水層導水能力強,與海水之間缺乏穩定的隔水層而互相連通;還有一些地區,發育有裂隙岩溶水,含水岩層的裂隙、孔洞與海域直接連通,當陸地地下水水位下降到海平面以下時,海水就通過含水層迅速向內陸入侵。
7.膨脹土災害影響條件
膨脹土的主要危害是破壞房屋、鐵路、公路等工程建築地基,使之變形,進一步造成建築物沉陷開裂。這種破壞對於輕型建築物尤其嚴重,有時既使加固了基腳或打樁穿過了膨脹土層,但仍能使地基發生位移,因此導致樁基變形或錯斷。
膨脹土的破壞作用主要源於它的明顯的而且是反復交替的脹縮變化。因此,膨脹土的發育情況和性質是決定膨脹土危害程度的基礎條件。膨脹土的發育情況主要包括膨脹土的發育厚度和深度兩項要素。厚度越大,而且埋藏較淺時,危害越嚴重。膨脹土的性質主要是由自由膨脹率等指標標示的脹縮能力。依此,可以將膨脹土分為強膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土3個等級(表5-4)。
表5-4膨脹土脹縮性等級劃分標准
據褚桂棠,1988。表中一類指分布在丘陵、盆地邊緣的膨脹土;二類指分布在河流階地的膨脹土;三類指分布在岩溶地區準平原谷地的膨脹土。
影響膨脹土危害程度的外部條件主要是降雨、乾旱等氣候變化和排水等人類活動,因此可以使膨脹土飽水或失水而發生脹縮變化,導致災害效應。
(三)地質災害潛在危險性指標
1.地質災害潛在危險性指標的確定原則
上面分析表明,地質災害的形成條件異常復雜,因而在分析地質災害潛在危險性時,所涉及的內容非常廣泛。在這種情況下,如果將所有標示地質災害形成條件的要素都納入潛在危險性分析之中,不但不可能,而且也是不必要的。為了使分析指標適應潛在危險性分析需要,應按下列原則確定分析指標。
(1)分主次原則將那些對地質災害潛在危險性具有重要作用或直接關系的要素指標納入潛在危險性分析,捨去次要的、間接性要素指標。例如:影響滑坡潛在危險性的地質因素很多,但其中最直接、最重要的因素是岩體中的軟弱結構面,其它因素都是次要的因素;在影響岩溶塌陷活動的諸多地質條件中,最重要的因素是可溶岩的岩溶發育程度,其次是斷裂構造及現今構造活動程度,其它因素為次要因素。再如,植被條件對泥石流活動具有一定影響,可作為分析泥石流潛在危險性的指標,但對於其它地質災害的影響不大,可不納入評價指標;以降水為主要標志的氣候條件對泥石流和崩塌、滑坡活動具有重要作用,是評價其潛在危險性的指標,但對地裂縫、膨脹土等影響不大,不納入評價指標。分清主次關系,合理地確定評價指標,可以使潛在危險性分析更加科學,更加明了。
(2)分層次原則潛在危險性分析的目的是評價地質災害的發生概率、可能形成的規模和破壞范圍,為破壞損失評價或風險評價提供基礎。因此,災害活動概率、規模、破壞范圍是潛在危險性分析的終極目標,稱為目標指標。但這些指標是在分析地質災害活動條件充分程度的基礎上才能獲得,因而稱這些對地質災害活動具有直接影響的要素指標為分析指標。地質災害活動條件又是在一定的自然環境和社會經濟條件下出現的,所以將反映區域自然環境和社會經濟條件的指標稱為背景指標,它對於地質災害活動具有區域性控製作用。於是地質災害潛在危險性指標的層次系統為背景指標—分析指標—目標指標。
(3)共性與個性兼顧原則地質災害災情評估涉及不同的災種,而且又有點評估、面評估、區域評估等不同類型。它們既具有許多共同特點,又具有多方面差異。因此,在建立地質災害潛在危險性評價指標時,既要充分反映它們的共性特徵,又要表現出它們的個性差異。從不同種類地質災害潛在危險性評價來說,它們都與地質條件、地形地貌條件、氣候水文條件、人類活動等有關。但這些條件對不同地質災害的作用程度以及具體要素不同,因此,既需要考慮評價指標的統一性,又要照顧各自的特色和差異。對於不同范圍的潛在危險性評價來說,基本指標類型一致,但精度要求不同。例如:在點評估中,滑坡-泥石流災害的地貌條件,採用地形坡度、溝谷長度、比降等指標,在面評估,特別是區域評估中,則採用海拔高程、地貌類型等宏觀指標。
2.地質災害潛在危險性指標
根據上述原則,將評價地質災害潛在危險性指標分為背景指標、分析指標、目標指標和點評估指標、面評估指標、區域評估指標(表5-5)。在三種范圍的災情評估中,背景指標和目標指標基本一致,不同災種稍有差異;分析指標不僅對不同范圍的災情評估有一定差異,而且對不同災種也有顯著不同(表5-6)。
表5-5地質災害潛在危險分析總體指標簡表
表5-6不同地質災害潛在危險性分析指標簡表
這些指標是進行危險性評價和整個災情評估的基礎依據,因此是地質災害災情評估調查和地質災害勘查的重要內容。
F. 地質災害調查與預警
一、部署重點
開展我國西南山區、黃土高原、湘鄂桂山區等主要地質災害高易發區地質災害詳細調查,建立典型地質災害監測預警區;完善長江三角洲、華北平原和汾渭盆地地面沉降監測網,開展珠江三角洲、東北平原等地區地面沉降調查,開展京滬、大同—西安等高速鐵路沿線地面沉降與地裂縫詳細調查。
二、部署建議
(一)全國地質災害調查監測綜合評價
1.工作現狀
完成了全國1:50萬以地質災害為主的環境地質調查與綜合研究,完成了700個縣(市)的縣市地質災害調查成果集成,正在開展1640個縣(市)的縣市地質災害調查成果集成。2005年起,開展1:5萬地質災害詳細調查資料庫建設及成果初步梳理工作。開展地質災害氣象預警技術方法研究,逐步提高我國區域地質災害預警預報技術水平。
但隨著詳細調查與監測預警示範的大規模鋪開,需要進一步進行數據的整理、分析與綜合集成,並在研究基礎上編制滿足國家層面需求的系列圖系。
2.工作目標
總體目標:整合地質災害詳細調查成果,分析地質災害發育分布規律,劃定地質災害易發區,搭建綜合研究技術平台和信息化平台,建立全國地質災害資料庫。整合監測預警示範區成果,研究監測預警網路建設模式,形成全國地質災害監測預警信息平台。完善地質災害調查與監測技術規程與技術要求,綜合研究並編制滿足國家需要的地質災害系列圖系。
「十二五」期間:建立地質災害調查與地質災害監測預警成果集成體系。總結地質災害調查成果,開展區域地質災害易發區綜合評價和易發程度區劃。總結地質災害監測預警示範區建設成果,搭建地質災害監測預警信息平台。
「十三五」期間:完善地質災害調查與地質災害監測預警成果集成體系。進一步總結地質災害調查成果,形成全國和省級地質災害易發區綜合評價和易發程度區劃。系統總結地質災害調查與地質災害監測成果,形成全國地質災害早期預警區劃。
3.工作任務
完成全國1:5萬地質災害調查與典型預警示範區建設成果的匯總、集成與綜合研究。搭建1:5萬地質災害調查綜合研究技術平台和信息化平台,建立全國地質災害資料庫。搭建全國地質災害監測預警信息平台,完善早期預警產品發布體系。總結修訂《崩塌、滑坡、泥石流1:50000調查規范》,完成全國地質災害早期預警區劃,編制全國及分省地質災害與地質災害早期預警綜合圖系。
「十二五」期間:對西北黃土高原區、西南山區、湘鄂桂山區、東南沿海地區地質災害高易發區1:5萬地質災害調查成果進行集成,建立1:5萬地質災害調查信息化成果技術要求;完成11個地質災害監測預警示範區成果綜合研究,搭建全國地質災害監測預警信息平台,初步建立全國地質災害早期預警區劃。
「十三五」期間:完成西北黃土高原區、西南山區、湘鄂桂山區、東南沿海地區地質災害高、中易發區1:5萬地質災害調查成果集成,完善1:5萬地質災害調查信息化成果技術要求。完成全國30個地質災害監測預警示範區成果綜合研究,形成建立全國地質災害早期預警區劃。編制完成全國及分省地質災害與地質災害早期預警綜合圖系。
(二)西北黃土高原區1:5萬地質災害調查
1.工作現狀
完成了以省(區、市)為單元的西北省區1:50萬以地質災害為主的環境地質調查、263個縣的1:10萬山區丘陵縣地質災害調查。2005年起,在46個縣近10萬平方千米范圍內開展了1:5萬地質災害調查。
通過開展1:5萬地質災害調查,基本摸清了調查區地質災害分布和發育規律,有力地支持了完善地質災害防治規劃和各項減災防災工作。根據縣市地質災害調查成果,在西北黃土高原區及秦巴山區中,仍有處於地質災害高、中易發區的191個縣近54萬平方千米需要盡快開展1:5萬地質災害調查工作。
2.工作目標
以遙感解譯、地面調查、測繪和工程勘查為主要手段,以縣(區)級行政區劃為基本單元,開展西北黃土高原區及秦巴山區20萬平方千米(191個縣)的1:5萬地質災害調查,基本查明區內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,建立地質災害信息預警系統,建立健全群專結合的監測網路,為減災防災提供基礎地質依據。
「十二五」期間:開展西北地質災害高易發區1:5萬地質災害調查,基本查清區內地質災害分布發育規律,逐步建立地質災害風險控制管理工作體系。
「十三五」期間:繼續開展地質災害高、中易發區1:5萬地質災害調查,查清區內地質災害分布發育規律,形成西北地區地質災害易發區區劃和重點區域地質災害風險管理區劃,顯著提高我國地質災害防治水平。
3.工作任務
開展西北地區地質災害中、高易發區1:5萬地質災害調查;完善地質災害易發性和危險性區劃;健全完善地質災害群測群防體系,建立地質災害空間資料庫。
在已經圈定的地質災害易發區內,以縣為單位採用點、線、面結合,重點和一般調查結合的方式開展1:5萬地質災害調查工作。2015年前優先開展地質災害高易發區及經濟損失較大地區調查,基本覆蓋人員傷亡及財產損失主要地區。2020年前,逐步推進,最終完成西北地區高、中易發區調查。在調查基礎上,完善地質災害易發性和危險性區劃,健全完善地質災害群測群防體系,探索建立地質災害風險評價與風險控制管理工作體系。
「十二五」期間:開展西北黃土高原區地質災害高易發區1:5萬地質災害調查。
「十三五」期間:繼續開展西北黃土高原區地質災害高、中易發區1:5萬地質災害調查。
(三)西南山區1:5萬地質災害調查
1.工作現狀
完成了以省(區、市)為單元的西南山區1:50萬以地質災害為主的環境地質調查、423個縣的1:10萬山區丘陵縣地質災害調查。2005年起,在29個縣(近10萬平方千米)開展了1:5萬地質災害調查。
通過開展1:5萬地質災害調查,基本摸清了調查區地質災害分布和發育規律,有力支持並完善了地質災害防治規劃和各項減災防災工作。根據縣市地質災害調查成果,在西南山區,仍有處於地質災害高、中易發區的190個縣近75萬平方千米需要盡快開展地質災害詳細調查工作。
2.工作目標
總體目標:以遙感解譯、地面調查、測繪和工程勘查為主要手段,以縣(區)級行政區劃為基本單元,開展西南山區、藏東地區75萬平方千米,1:5萬地質災害調查,基本查明區內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,建立地質災害信息預警系統,建立健全群專結合的監測網路,為減災防災提供基礎地質依據。
「十二五」期間:開展西南川滇山區、藏東地區等地質災害高易發區1:5萬地質災害調查,基本查清區內地質災害分布發育規律,逐步建立地質災害風險控制管理工作體系。
「十三五」期間:繼續開展西南川滇山區、藏東地區地質災害高、中易發區1:5萬地質災害調查,查清區內地質災害分布發育規律,形成全國地質災害易發區區劃和重點區域地質災害風險管理區劃。顯著提高我國地質災害防治水平。
3.工作任務
開展西南川滇山區、藏東地區滑坡、崩塌、泥石流等突發性地質災害中、高易發區1:5萬地質災害調查;健全完善覆蓋地質災害中、高易發區的群測群防網路,完善地質災害易發性和危險性區劃。建立地質災害空間資料庫。
在已經圈定的地質災害易發區內,以縣為單位採用點、線、面結合,重點和一般調查結合的方式開展1:5萬地質災害調查工作。2015年前優先開展地質災害高易發區及經濟損失較大地區調查,基本覆蓋人員傷亡及財產損失主要地區。2020年前,逐步推進,最終完成西南山區高、中易發區調查。在調查基礎上,建立完善群測群防體系,完善地質災害易發性和危險性區劃,探索建立區域風險評價與風險控制管理工作體系。
「十二五」期間:開展西南山區高易發區1:5萬地質災害調查工作。
「十三五」期間:繼續開展西南山區高、中易發區1:5萬地質災害調查工作。
(四)湘鄂桂山區地質災害詳細調查
1.工作現狀
完成了以省(區、市)為單元的1:50萬以地質災害為主的環境地質調查、287個縣的1:10萬山區丘陵縣地質災害調查。2005年起,在14個縣近4萬平方千米范圍內開展了1:5萬地質災害調查。
通過開展1:5萬地質災害調查,基本摸清了調查區地質災害分布和發育規律,有力地支持了完善地質災害防治規劃和各項減災防災工作。根據縣市地質災害調查成果,在湘鄂桂山區,仍有處於地質災害高、中易發區的82個縣近20萬平方千米需要盡快開展1:5萬地質災害詳細調查工作。
2.工作目標
總體目標:以遙感解譯、地面調查、測繪和工程勘查為主要手段,以縣(區)級行政區劃為基本單元,開展西南山區、藏東地區1:5萬地質災害調查,基本查明區內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,建立地質災害信息預警系統,建立健全群專結合的監測網路,為減災防災提供基礎地質依據。
「十二五」期間:完成湘鄂桂山地丘陵區20個縣(市)1:5萬地質災害調查,基本查明區內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,為制定防災規劃和減災提供技術支撐。
「十三五」期間:全面完成湘鄂桂山地丘陵區40個縣(市)1:5萬地質災害調查,基本查明區內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,為制定防災規劃和減災提供技術支撐。
3.工作任務
開展湘鄂黔山地區滑坡、崩塌、泥石流等突發性地質災害中、高易發區1:5萬地質災害調查;健全完善覆蓋地質災害中、高易發區的群測群防網路,完善地質災害易發性和危險性區劃。建立地質災害空間資料庫。
在已經圈定的地質災害易發區內,以縣為單位採用點、線、面結合,重點和一般調查結合的方式開展地質災害1:5萬調查工作。2015年前優先開展地質災害高易發區及經濟損失較大地區調查,基本覆蓋人員傷亡及財產損失主要地區。2020年前,逐步推進,最終完成湘鄂黔山地區高、中易發區調查。在調查基礎上,建立完善群測群防體系,完善地質災害易發性和危險性區劃,探索建立區域風險評價與風險控制管理工作體系。
「十二五」期間:開展高易發區1:5萬地質災害調查。
「十三五」期間:繼續開展高、中易發區1:5萬地質災害調查。
(五)東南沿海山區1:5萬地質災害調查
調查區主要包括浙江、福建、安徽、江西四省常年遭受台風襲擊的地質災害高風險區及中低山丘陵區,總面積約12萬平方千米。該區域人口密度高、經濟發達,地質條件復雜,台風和降雨頻繁,地質災害影響嚴重。
1.工作現狀
完成了以省(區、市)為單元的1:50萬以地質災害為主的環境地質調查,以縣(市)為單元的1:10萬丘陵山區地質災害調查約271個縣(市),浙江省開展了小流域1:1萬地質災害調查。初步查明了崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害分布情況、發育特徵、發育強度及其形成條件和發生規律,對地質災害發生的環境地質條件和發展趨勢進行了區劃及預測評價,調查成果及時為重點縣(市)及區域地質災害防治提供了技術支撐。
雖然浙江開展小流域1:1萬地質災害調查調查,尚未系統開展1:5萬地質災害調查,缺少區域1:5萬地質災害調查資料,目前地質災害防治依靠的是以往1:10萬縣市地質調查資料,地質災害防災工作能力和水平亟待提升。
2.工作目標
總體目標:全面完成地質災害高、中易發區1:5萬地質災害調查工作,查明崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害分布情況、發育特徵、發育強度及其形成條件和發生規律,對地質災害發生的環境地質條件和發展趨勢進行了區劃及預測評價,調查成果及時為重點縣(市)及區域地質災害防治提供了技術支撐。
「十二五」期間:完成地質災害高易發區1:5萬地質災害調查工作,選擇25處重大地質災害高易發區開展風險管理。
「十三五」期間:完成地質災害中易發區1:5萬地質災害調查工作,選擇15處重大地質災害中易發區開展風險管理。
3.工作任務
以保護人民生命財產和生存環境、保障重大建設工程、重要礦山、國家級或省級旅遊景區建設為目標,開展1:5萬地質災害調查,基本查明地質災害發育及危害現狀、形成條件和形成機理,進行地質災害危險性評價和風險評估;開展區域地質災害監測預警網路建設,建立典型區地質災害監測預警示範;開展重大地質災害調查與風險管理選區及評估;建立區域地質災害數據共享平台。
(六)汶川地震地質災害調查評價
1.工作現狀
開展了工作區在內的青藏高原東南緣的地殼變形、斷裂運動、地震活動研究、活動斷裂和古地震研究、區內區域地殼穩定性研究及一系列的深部地球物理探測研究。從1991年到2006年已在青藏高原東部及鄰區開展了十多年地殼形變監測。震後完成了地震災區地質災害應急調查、詳細調查及對重大災害體的勘察。
但震後地質環境、地應力場及位移場均發生了較大變化,需盡快完成調查。震後地震災區地質災害應急調查、詳細調查及對重大災害體的勘察資料亟待整理。災後恢復重建迫切需要區域穩定性評價及地質災害防治區劃。與地震及地震地質災害相關的關鍵科學問題亟待解決。
2.工作目標
總體目標:以汶川地震為契機,全面開展龍門山地區地震與地質災害詳細調查工作,結合綜合地球物理勘查,摸清龍門山斷裂帶主要特徵;系統總結工作區現代構造運動的地質災害效應規律及地質災害鏈形成機理;揭示龍門山及鄰近構造帶未來地震活動趨勢;了解龍門山及鄰近構造帶的地震工程地質條件;開展區域地殼穩定性和重要場地工程地質穩定性評價;為龍門山地震重災區恢復重建及鄰區重要工程規劃提供地質依據;建設地震地質災害信息系統,為地震災區防災減災和重建規劃服務。
「十二五」期間:完成龍門山地區地震地質災害調查,確定汶川地震發震斷裂和同震斷裂的地表變形特徵,確定活動斷裂深部結構,初步完成青藏高原東緣地殼形變和斜坡動力響應綜合監測及汶川地震災區地脈動測試,建立極震區滑坡形成機理模式及汶川地震區工程岩體穩定性評價與地質災害填圖技術方法,完成地質災害相應成果建設,為汶川地震災後重建提供相關地震地質災害資料和必要的技術支撐。
「十三五」期間:深入研究地震地質災害鏈的形成機理和演化過程,開展區域地殼穩定性評價,總結提升各種地震地質災害調查、監測和評價的技術水平,並促進相關技術方法的推廣應用。
3.工作任務
在廣泛收集利用前期已有相關地質研究資料的基礎上,利用遙感解譯與野外地面調查、深部探測相結合,線路地質調查與重點地段大比例尺填圖調查相結合,新構造運動特徵定性分析與斷裂活動時域及強度定量測試分析相結合,內動力與外動力地質作用調查相結合,物理模擬模擬與數值模擬相結合,對工作區活動斷裂特別是發震斷裂及其災害效應進行定量—半定量評價;基於青藏高原東緣地殼形變和斜坡動力響應綜合監測,以及對地震動力與地質災害相關性的多方位綜合調查和研究(模擬試驗、常規和非常規岩土工程特性試驗等),分析龍門山及鄰近構造帶未來新構造運動趨勢及其災害效應,開展汶川地震地質災害關鍵科學問題的深入研究,力圖在典型地震地質災害的成災機理和評價技術方面有所突破。
「十二五」期間:開展汶川地震災區以滑坡、崩塌、泥石流災害為主要內容的1:5萬地質災害調查與測繪;進行龍門山及鄰近構造帶地震工程地質調查評價;開展龍門山及鄰近構造帶活動斷裂調查;開展區域地殼穩定性綜合評價;在龍門山及其鄰近地區開展綜合地球物理探測,取得地震活動帶較詳細的岩石圈結構模型;在青藏高原東緣開展系統的高精度GPS測量與監測,重點開展對龍門山斷裂帶、鮮水河—安寧河—小江斷裂帶及其附近區域的監測。
開展川西地區地震地質及區域構造穩定性研究,研究更加符合斜坡地震動響應客觀實際的地震動穩定性評價方法;通過大型振動台試驗,揭示不同地震波下邊坡的動力響應規律;通過開展汶川地震災區地脈動測試及研究分析,提升對地震及餘震有關的地質災害問題更深層次的研究;在先期地震災區地質災害隱患巡排查工作的基礎上,建立地震滑坡穩定性評價及失穩概率的定量評價模型,對地震滑坡危險程度進行分級,並對其危險性進行分區,形成地震滑坡災害編圖的一套技術方法體系。
「十三五」期間:地震災區地質災害調查和研究成果進行綜合分析研究。
(七)西部復雜山體地質災害成災模式與風險評價
1.工作現狀
西部地區復雜山體區已開展過不同程度的調查工作。其中包括基礎性的1:20萬區域地質圖和1:20萬水文地質圖,及部分區域完成了1:5萬地質填圖。專業性的包括以省(區、市)為單元的1:50萬以地質災害為主的環境地質調查、1:10萬山區丘陵縣地質災害調查。2005年起,部分地區開展了1:5萬地質災害調查。
但由於西部大型山體滑坡成因復雜,只依靠地表普查很難認清成災模式,更難以掌握災害的多米諾效應。如武隆雞尾山滑坡,前期工作已將滑坡區圈定為危險區,但調查成果並沒能對滑坡破壞機理與成災模式作出正確的判斷。武隆雞尾山滑坡、宣漢天台鄉滑坡、馮店垮梁子滑坡多起災難性滑坡災害的發生,表明在西部山區復雜斜坡地帶,存在隱蔽性極高、突發性強、成因機理復雜、災害隱患極大的特殊類型滑坡。這些滑坡成災機理、致災模式亟待研究。
2.工作目標
總體目標:以西部復雜山體為研究對象,依託已有調查成果,全面開展西部復雜山體成災機理研究。開展地質災害成災模式調查、成災條件與機理研究、致災模式與機理研究、重大災害防治對策研究。初步摸清西部地區地質災害成因機制,建立西部復雜山體災害識辨方法、完善災害評價體系、提出區劃防治建議,為主動防災服務。
「十二五」期間:完成烏江流域、清江流域、三峽庫區等西南山區復雜山體滑坡和黃土地區灌溉型滑坡、秦巴山區淺表層滑坡的形成機理和成災模式研究;完成西部復雜山體特大地震滑坡的致災范圍預測研究;完成復雜山體滑坡的快速加固技術及復雜山體滑坡的遙感早期識別技術研究;建立融合重大地質災害識別、穩定性判定、致災模式判別、監測防治措施的防災體系。
「十三五」期間:深入研究復雜山體地質災害鏈的形成機理和演化過程,完善融合重大地質災害識別、穩定性判定、致災模式判別、監測防治措施的防災體系,總結提升各種地質災害調查、評價、監測和防治的技術,並促進相關技術方法的推廣應用。
3.工作任務
「十二五」期間:在重大地質災害易發的烏江流域、清江流域、三峽庫區、西部山區、秦巴山區和黃土地區選擇有代表性的滑坡,通過調查、勘察及試驗,深入研究這些地區滑坡形成原因、運動機理及致災模式,完善災害發育特徵認識,構建主動防災體系。
通過對西部復雜山體地震滑坡三維物理模擬、多種三維數值模擬、變形破壞過程分析以及滑坡動力學分析等分析手段,對滑坡的影響范圍進行深入探討。開展微型組合抗滑樁、土工合成擋牆、快速注漿、預制格構等地質災害快速加固技術的研究,並開展快速加固技術應用示範及加固效果監測分析,開展遙感早期識別技術研究等關鍵問題研究,提升主動防災能力。
「十三五」期間:開展西部復雜山體地質災害成災模式與風險評價綜合研究。
(八)典型地質災害監測預警與示範推廣
1.工作現狀
完成了長江三峽庫區滑坡等地質災害GPS控制監測網建設。初步建立四川雅安、重慶巫山、雲南哀牢山等8個代表不同突發性地質災害類型的監測預警示範區。解決了地質災害實時監測、實時傳輸、預警產品快速發布等多項關鍵技術。2003年開始,開展了全國和省級尺度的汛期地質災害氣象預警,取得了良好的效果。研製了三維激光微位移監測系統、滑坡微震自動連續觀測系統、滑坡監測多媒體網路遠程監控技術、FBG滑坡監測解調設備、地質災害光導監測儀等多項技術與設備。研製了適用於地質災害群測群防的系列儀器,已推廣20萬套,並在「5·12」抗震救災工作中發揮了重要作用。
健全監測預警網路,形成覆蓋我國主要災害類型的國家級地質災害監測工程示範區,進一步開發實用監測預警設備是下一步工作的重點。
2.工作目標
建立30個國家級地質災害監測工程示範區,對地質災害高風險區的重點區域實施專業監控,不斷提高預測預警水平,推動區域地質災害監測工作,為全國地質災害綜合預警提供依據。研製系列監測預警儀器和防治技術設備,不斷完善突發性地質災害監測數據採集、傳輸與分析管理技術,為突發性地質災害監測和減災防災提供技術支持。
「十二五」期間:完成11個典型地質災害監測預警示範區建設,建立區內有效的地質災害預警系統。
「十三五」期間:全面完成地質災害高易發區30個典型區域國家級專業監測工程示範區建設。
3.工作任務
以地質構造背景、氣候條件和地質災害發育規律為基礎,選擇典型地質災害區域建設地質災害監測預警示範區,研究探索不同地質災害區地質災害監測預警技術工作方法,為減災防災提供技術支持。根據1:5萬地質災害調查成果,優先考慮有代表性、工作基礎較好、示範作用明顯的區域開展工作。協助地方開展全國山地丘陵區縣(市)地質災害群測群防早期預警能力建設。
在地質災害高易發區30個典型區域建立國家級專業監測工程示範區,完善監測內容、建立監測網路。開展全國山地丘陵區縣(市)地質災害群測群防早期預警能力建設,為已經確認的5萬余處群測群防地質災害隱患點,安裝自動監測報警儀器。
開展簡易監測儀器研發與示範、實時監測新技術研究與示範、監測技術平台建設。
「十二五」期間:在突發性地質災害高易發區,根據不同地質災害類型,選擇建設完善燕山山地滑坡泥石流監測預警區、遼東南中低山泥石流區等11個典型區域地質災害監測預警區。
建設區域地質災害群測群防網路,對2萬處隱患點進行簡易儀器自動觀測。
「十三五」期間:繼續加強突發性地質災害高易發區專業監測示範工程建設,完成長白山崩塌滑坡、天山谷地降雨—融雪型滑坡泥石流等19個區域突發性地質災害監測預警區建設。
建設區域地質災害群測群防網路,對1萬處隱患點進行簡易儀器自動觀測。
(九)全國地面沉降調查與監測
1.工作現狀
初步完成長江三角洲地區、華北平原、汾渭盆地等重點地區地面沉降和地裂縫調查10萬平方千米,基本查明該地區發生的地質背景和地面沉降分布規律,基本建立以基岩標、分層標和GPS、水準測量為主的區域地面沉降立體監測網路,在上海、江蘇和北京地面監測站,實現了監測數據自動採集、傳輸,初步建成地面沉降地理信息系統,為制定科學的地面沉降防治措施打下了良好的基礎。
存在問題主要包括:地面沉降發展的趨勢加劇,防治任務艱巨;地面沉降調查工作程度不平衡;監測網路需要進一步完善,監測技術有待進一步提升;重大工程面臨地面沉降的威脅。
2.工作目標
建成平面以GPS監測和水準測量為主,垂向以分層標、基岩標及地下水監測為主,以及空間遙感觀測技術(In SAR)監測為主的地面沉降立體綜合監測體系,實現對地面沉降的有效監控。
「十二五」期間:完成我國所有地面沉降區、城市及重要交通干線地面沉降調查。在主要地面沉降區建成平面以GPS監測和水準測量為主,垂向以分層標、基岩標及地下水監測為主,以及空間遙感觀測技術(In SAR)監測為主的地面沉降立體綜合監測體系,基本實現對主要沉降區地面沉降的有效監控。
「十三五」期間:在所有地面沉降區建成平面以GPS監測和水準測量為主,垂向以分層標、基岩標及地下水監測為主,以及空間遙感觀測技術(In SAR)監測為主的地面沉降綜合監測體系,實現對所有地面沉降區地面沉降的有效監控。完成所有地面沉降區地面沉降風險管理與區劃,為制定科學的地面沉降防治措施打下堅實的基礎。
3.工作任務
利用In SAR等現代化監測技術,完善長江三角洲、華北平原、汾渭盆地地面沉降監測網,並繼續進行監測;開展珠江三角洲、東北平原等地面沉降工作空白區地面沉降調查,建立地面沉降監測網路;和鐵道部、交通部等部門密切合作開展重大工程區地面沉降調查與監測;結合區域地質環境背景和區域經濟發展布局,開展地面沉降災害風險評估,制定分區地面沉降控制目標和管理措施。
「十二五」期間:開展安徽阜陽、松嫩平原、珠江三角洲、江漢—洞庭湖平原等一般地面沉降區1:10萬的地面沉降調查5000平方千米;繼續對長三角、華北平原、汾渭盆地等主要沉降區進行地面沉降監測。
長江三角洲地區:開展江浙兩省沿海平原等以往工作較薄弱地區包括淮安、揚州、泰州、南通、紹興、台州地區的1:25萬地面沉降災害調查,重點城市1:5萬地面沉降災害調查。
華北平原:對前期工作薄弱的地區開展1:5萬地面沉降調查工作;基本覆蓋以開采地下水為主要水源的平原地區。
汾渭盆地:開展汾渭盆地陝西咸陽、渭南和榆次、臨汾及運城等重點城市的地面沉降地裂縫災害調查。
繼續對長三角、華北平原、汾渭盆地等主要沉降區進行地面沉降監測與風險管理。
「十三五」期間:重要地面沉降區監測。
長江三角洲地區:完善地面沉降監測網路,每年定期開展In SAR地面沉降監測。
華北平原:完善地面沉降監測網路,每年定期開展In SAR地面沉降監測。
汾渭盆地:完善地面沉降地裂縫監測網路,每年定期開展山西地面沉降監測。每年定期開展In SAR地面沉降監測。
一般沉降區地面沉降監測。即安徽阜陽、松嫩平原、珠江三角洲、江漢—洞庭湖平原等一般地面沉降區地面沉降In SAR監測。
重大工程地面沉降調查與監測。主要開展涉及華北平原、汾渭盆地和長三角地區三個地面沉降防治規劃區的主要高速鐵路建設項目的地面沉降災害防治工作,包括:全線位於汾渭盆地的大同—西安高速鐵路、跨華北平原和長三角地區的京滬高速鐵路。
G. 汛期地質災害應急調查包括哪些內容
降雨是引發地質災害的重要原因。因此,在每年汛期來臨之前應該對可能發生災害的隱患點進行排查,制定專門的防災預案;在汛期,特別是暴雨期間應該進行應急調查。
(1)滑坡前緣宏觀調查。當滑坡前緣出現地面鼓脹、地面反翹或者建築物地基出現錯裂時,應注意詳細查看滑坡整體的變形拉裂情況,並應向當地主管部門報告異常情況,請具有滑坡知識的專業人員到現場進一步察看。
汛前應開展房屋周邊地質災害巡查,及時發現隱患(海南三亞,2005)
H. 地質災害調查
進入世紀以後,在社會變革和科技進步的雙重驅動下,全球經濟進入快速發展階段。與此同時,自然災害發生頻次不斷增加,環境污染日益擴大,成為威脅經濟社會發展的重大問題。據聯合國國際減災戰略機構統計,重大地質災害從1900~1909年的40次增長到2000~2009年的358次(圖6-3)。為了應對日益增多的自然災害所帶來的巨大挑戰,20世紀80年代末,聯合國大會上通過關於成立國家減災委員會的決議,提出「國際減輕自然災害十年」計劃,由此推動各國政府把減輕災害列入國家發展規劃。針對地質災害,專門成立了國際滑坡研究組等組織,實施全球地質災害編圖計劃。2000年聯合國通過了國際減災戰略,成立了相應的國際減災戰略機構,繼續推進各國的減災行動。2005年1月,第二屆世界減災大會在日本神戶召開,與會專家學者們一致呼籲加強區域綜合減災能力建設,提高應急管理水平,從而實現區域的可持續發展。目前,各個國家的地質調查部門均把地質災害的調查、監測和防治作為其重要的工作內容。
圖6-3 1900~2009年世界地質災害發展趨勢示意圖
美國地質調查局長期致力於滑坡、地震、火山等地質災害的研究和預警預報工作。經過長期的積累與努力,美國地質調查局成為世界公認的滑坡災害權威機構,設有國家滑坡信息中心,負責滑坡災害研究並提供實時災害信息。2000年,美國地質調查局制定了《國家滑坡災害減災戰略》,確定了美國減輕滑坡災害的重點工作方向,包括滑坡過程與發生機制研究、災害填圖與評估、實時監測、信息收集傳輸與解譯、指導與培訓、公眾教育、災害防治、應急反應與救災9大方向[8]。目前,正在執行滑坡災害項目2005~2010年規劃,強調採用新的機理模型和監測技術來研究滑坡災害。挪威地質調查局和挪威岩土工程研究所等機構聯合開發建立國家滑坡災害資料庫,對挪威境內的滑坡進行登記入庫,包括災害分布圖、危險性分區圖、滑坡歷史數據、災害評價資料等。從2004年開始,挪威地質調查局負責進行全國的滑坡災害填圖。澳大利亞1994年啟動的國家環境地質科學填圖協議,把災害調查、災害風險評估作為其中一項重要的內容。澳大利亞地球科學機構與地方政府合作進行滑坡災害調查與評估工作,重點對發生滑坡的區域開展災害預測,對滑坡易發區進行災害風險評估。日本泥石流災害發生頻繁,不得不投入大量的人力、財力進行泥石流災害研究,取得了顯著的成效。近年的研究工作重點強調利用先進技術建立泥石流原型綜合觀測系統,同時進行一系列規模大小不一的模擬實驗,開展泥石流產生、搬運和堆積機理的理論研究[9]。
近年來,國外地質災害調查的主要研究集中在以下幾個方面:
(1)地質災害資料庫及災害的風險填圖。例如,義大利建立了GEOS資料庫,收集的數據包括岩石、古今滑坡、對人造建築的損害、土壤最易過飽和和滑動的地區、河道特徵等。根據需要,可以繪制各種1∶10萬至1∶25萬比例尺的圖件,如脆弱性圖、洪水多發區圖等。加拿大啟動了自然災害填圖項目,目的是提供加拿大自然災害的背景信息,包括歷史事件數據和風險圖等。美國編制了自然災害風險圖,表明了易受各類自然災害危險的地區。
(2)地質災害預測和預警系統。在進行災害預警系統研究中,廣泛採用了現代化的技術方法。例如美國採用GIS技術確定各個地區對地震災害的脆弱性,並實時監控地質活動帶獲取相關數據。
(3)先進技術在地質災害調查中的應用。例如,採用遙感技術對中小流域地質災害進行區域性評價,查明地質災害時空分布規律,結合地面調查劃分地質災害危險性等級。同時將災害危險性等級與土地資源的可利用性聯系起來,使地質災害研究成果更容易為公眾所接受,擴大成果的應用服務。
(4)災害系統和災害鏈的研究。研究表明,各種地質災害的發生有著成生聯系,往往會發生連鎖反應,例如大洪水常伴生有滑坡、泥石流、地面塌陷等災害。由於災害的共生性使災害事件和災害系統非常復雜,對單一災害的研究往往不能解決實質性的問題,各國加強了對地質災害系統的研究。
I. 地質災害危險性現狀評估
以定性分析為主,定量為輔的評估方法,按「技術要求」規定,根據評估區地質環境條件和已有取得資料,採用地質歷史分析法、工程地質類比法和穩定狀態,按大、中等、小三級(表5-14)對各類地質災害危險性現狀進行評估。
表5-14 地質災害危險性分級表
(一)崩塌(危岩)
首先對其穩定性進行評價,之後結合危害對象進行災害(危害)程度分級評價,在此基礎上進行危險性分級,如穩定性好,危害程度輕,則危險性小,相反即為危險性大,介於二者之間為危險性中等。
1.穩定性評價
根據崩塌體所處的地質環境條件,重點依據變形跡象,並與以往同類崩塌發生條件進行類比,綜合分析後判定其穩定性。評估區內崩塌大部分穩定性為較差至差,其中差的有19處,較差的有72處,好的有14處。差和較差者存在有再次滑塌的可能。
2.災害(危害)程度分級評價
根據調查,區內已發生崩塌災情均為一般級。現依據「基本要求」對崩塌危害程度進行分級評價,其中屬於重的有1處,編號b117,位於清水縣土門鄉老墳村(天水支線38km附近);該危岩體為黃土及下伏新近系泥岩組成的陡坡,由於人為開挖削坡形成,方量1.2×104m3,坡下學校被危及,管道也在下方通過。中等的有5處,其餘99處均為輕度危害。主要危害對象為農田和簡易公路,少數危害居民、學校,同時為泥石流提供了鬆散固體物質。
3.危險性評價
結合穩定性和災害(危害)程度結果,評價得出危險性大的有3處,分別位於張家川木河(b80)、清水縣土門(b117)、北道區北部(b120);中等的有 10處,主要分布於皋蘭山、清水金集—北道等地;其餘92處均為危險性小的。危險性大的前2處距管線較近。
(二)滑坡
對穩定性和危險性分別進行評價。
1.穩定性評價
按滑坡穩定性判別表(表5-15)進行評價,其中穩定性差的有7處,分別位於通渭碧玉、張家川木河、清水金集—北道;較差的有28處,分別位於蘭州范家坪、馬營—通渭、靜寧仁大—秦安蓮花、清水土門—天水北道等地;穩定性好的有23處。
現將2處典型滑坡的特徵分析一下。
(1)下河裡滑坡(h28)
位於張家川木河鄉下河裡村東側。滑坡發育在木河上游北岸,溝谷較窄,谷地寬約 100~180m,呈「U」型,發育有一級階地,高出河床3~5m,溝谷兩側為黃土丘陵,相對高差為80~100m。出露地層為新近系砂質泥岩並夾有灰綠色泥岩條帶,出露段表層風化強烈,其上為馬蘭黃土,厚約30~50m,坡體有細小沖蝕溝槽和零星落水洞。
表5-15 滑坡穩定性判別表
該滑坡為黃土—泥岩滑坡,滑坡體長500m,寬300~350m,平均土體厚20m,約40×104m3。滑距約100m,為一老滑坡,滑體下陡、上緩,坡度25°~40°,成因是地表水流側蝕形成。目前該滑坡前緣因修路削坡,形成一定的臨空面,局部已出現崩塌和漿砌護坡鼓脹開裂,極可能導致開挖段部分滑體復活。現場調查,推斷復活體長約50~60m,寬約100~150m,推測滑體厚度5~10m。現狀主要威脅對象為公路和農田,有再次發生的可能(圖5-5)。管線滑坡體下方,距其前緣剪出口約40m。
圖5-5 下河裡滑坡示意剖面圖
1.黃土 2.泥岩及砂質泥岩 3.黃土狀土 4.滑坡堆積物 5.滑床及滑向 6.推測復活體滑床及滑向
(2)蓮花城—郭家河滑坡群
位於清水河河谷北岸,共有5處,由巨型和大型老滑坡組成(圖5-6),自西向東編號依次為:h127、h128、h129、h130、h131。相應的管道里程樁號283km~288km。該段相對高差120~180m,平均坡度30~35°,出露地層為新近系泥岩、第四系黃土、黃土狀土,黃土厚約40~60m,披覆於谷坡及頂部,落水洞及沖蝕溝發育。
圖5-6 蓮花城—郭家河滑坡群平面分布圖
5處滑坡均為黃土—泥岩滑坡,上覆第四系馬蘭黃土,下伏新近系泥岩夾砂質泥岩。滑坡後壁高約10~30m,滑坡形態清晰,坡體長300~500m不等,寬500~800m,推測平均厚度30~40m,主滑方向垂直清水河流向。由於本段所發育的滑坡全是老滑坡,滑坡體受水流沖蝕切割強烈,坡體表面樹枝狀沖溝十分發育,切割較深的沖溝兩側小型崩塌發育,部分滑坡後壁在黃土與泥岩接觸處有泉水出露。滑坡群整體穩定,但組成物較鬆散,現狀前緣受河流側蝕和開挖削坡的影響,局部出現掉塊和崩塌等輕微的變形跡象,可能導致前緣較陡段復活。目前受威脅的對象為村莊、公路。管線在該5處滑坡下方通過(圖5-7)。
圖5-7 h131滑坡示意剖面圖
1.黃土 2.黃土狀土及砂礫石 3.泥岩及砂質泥岩 4.滑坡堆積物 5.滑床及滑向 6.泉
2.危險性評價
據調查結果,區內已發生滑坡災情從一般級到特大級都存在。危害程度嚴重的有3處,主要位於通渭碧玉等地;危害程度中等的有6處,主要位於秦安蓮花、天水北道等地;其餘49處屬於危害程度輕的。主要危害農田、公路、零星住戶,同時構成泥石流的鬆散補給物質。
根據滑坡穩定性和危害程度評判結果,評估區危險性大的滑坡有4處,分別位於范家坪—彭家大山(h3、h5)、通渭碧玉峽口(h49)、張家川木河(h28);中等的有30處,分別位於蘭州范家坪、靜寧仁大—秦安蓮花、清水土門~天水北道等地;危險性小的24處。
(三)泥石流
分泥石流災情和現狀危險性評估兩部分。
1.泥石流災情評估
區內已發生過多次災害性泥石流,按表5-16分級標准進行災情評估與分級,經調查後初步認為,評估區災害程度中和輕的較多,特重程度的泥石流一般很少發生。由於無法取得准確的資料,只能從簡單的走訪中了解。
表5-16 地質災害災情與危害程度分級標准
2.泥石流現狀危險性評估
按泥石流規模、易發性以及危害情況綜合評估危險性。
(1)泥石流規模。
本次按一次最大沖出量劃分(表5-17),計算方法採用徑流折演算法概算,經驗公式為:
WH=1000K·H.a.F.
式中:
WH——一次最大沖出量(104m3);
K——系數,取0.1~0.5;
H——小時最大降水量(mm);
a——系數,取0.73;
F——流域匯水面積(km2);
根據公式
計算得出區內一次最大沖出量介於0.1×104m3~7.5×104m3之間,其中屬於小一型的16條,小二型的47條。
(2)泥石流易發性
主要依據已經作過的《縣(市)地質災害調查與區劃》成果進行易發程度分區評價。在沒有作過此項工作的地區,首先按表5-18進行泥石流易發程度分級評價,其中易發程度(嚴重程度)按表5-19進行量化。
區內共有泥石流溝57條,中易發性泥石流溝有21條,低易發32條,不易發者4條。
表5-17 評估區泥石流規模劃分標准表
表5-18 泥石流易發程度分級表
(3)泥石流危害程度及危險性
評估區泥石流溝多屬深切溝谷,而村莊一般均座落於溝谷較高地段,泥石流危害相對較輕,僅對靠近溝口的村莊、農田以及公路有輕微危害,但在城鎮附近和人口集中的地方泥石流危害最大,往往對溝谷兩側及溝口設施形成大的威脅和危害,並誘發一些崩塌和滑坡發生,如通渭碧玉、秦安蓮花城、張家川韓家硤等地。區內泥石流危害程度輕的有24條,危害程度中等的有33條。
表5-19 泥石流易發程度(嚴重程度)數量化表
根據泥石流的易發性、規模和危害程度,區內危險性大的泥石流溝有2條,位於燕麥庄(N8)和高崖(N9);危險性中等的泥石流溝有31條,分別位於蘭州小坪子、馬營鎮、蓮花城、閻家店等地;危險性小的泥石流溝有24條。2條危險性大的泥石流溝距管線有一定距離,影響小。
(四)洪水沖蝕
洪水沖蝕強度東部大於西部,相應的危害性和威脅性也較大。通渭以西年降水量較低,屬中易發區,除少數河溝外,主要對農田、道路的威脅大,危害程度較小~中等。通渭以東,年降水量較多,特別是局地性陣雨及暴雨突發頻率較高,汛期洪峰流量大,來勢猛,對居民區和道路構成威脅,危害程度中等。除上述危害外,由於水流的不斷沖刷、浸泡和側蝕作用,常引起溝岸坍塌,加劇了水土流失,據有關部門資料和本次調查情況,通渭以西侵蝕模數500~2000t/(km2·a),強側蝕段坍岸速度0.1~0.5m/a,危害程度輕。通渭以東侵蝕模數小於2000~5000t/(km2·a),局部大於5000 t/(km2·a),危害程度中等。
依據調查成果,對評估區內洪水沖蝕災情和危險性分別給予評估。
災情評估依據表5-16分級標准進行,評價結果:屬於輕度災害的有4次,中等災害的有5次,重災害有2次(表5-20),表明本區洪水沖蝕危害一般為輕和中等,當遇降水多的年份或遇暴雨很可能造成較大的災害損失。
表5-20 已發生主要洪水沖蝕災害災情一覽表
易發性根據實地調查結果,並結合溝谷已發生洪水頻次和降水量分布情況確定。評價結果:高易發1處、中易發者1處,低易發10處(表5-21)。
根據洪水沖蝕災情和易發性結果,區內洪水沖蝕危險性小的有8處,中等的有4處(見表5-21)。
表5-21 評估區區洪水沖蝕溝現狀危險性評估一覽表
(五)地面塌陷
根據野外調查,評估區采空區目前僅有蘭州西固人防工程、地下水位上升引起的地面塌陷,人防工程與管線距離>1.5km,黃土丘陵區開挖窯洞引起的地面塌陷很少,其他地段不存在地面塌陷現象。所以評估區內地面塌陷危害小,危險性小。
(六)特殊岩土災害
1.黃土濕陷和潛蝕
根據《濕陷性黃土地區建築規范》,對黃土的濕陷類型及等級作了初步評價。丘陵區黃土為Ⅱ-Ⅳ級自重濕陷性土,屬中等—很嚴重等級,河谷區黃土狀土多為Ⅰ—Ⅱ級非自重濕陷性土,僅黃河、渭河二級階地局部地段為Ⅱ級自重濕陷性土,屬輕微—中等級。
黃土濕陷和潛蝕現象主要表現為陷穴、陷坑、落水洞和豎井等。多零星分布於地形低窪地帶和陡岸處,規模均較小,落水洞一般深2~5m,洞口直徑0.5~2.5m。目前主要危害公路、渠道和農田,另外,引起崩塌、滑坡和水土流失發生。在黃土丘陵和河谷地帶對鄉間公路危害較大,危險性中等,其餘地段危害小,危險性小。
2.鹽漬土的鹽脹和腐蝕
鹽漬土以硫酸—氯化物型為主,經收集資料分析,通渭以西0.0~1.0m段土壤平均含鹽量為3.4%,最大可達 8%~15%左右,表層有弱脹縮性和腐蝕性;該類土現狀分布面積很小,對農田等不具危害性,因此危害小,危險性小。對建築基礎工程有一定影響,但危害小,危險性小。
高礦度水分布區,礦化度1.7~3.2g/L,p H值1~8,氯離子和硫酸根離子含量大於500mg/L,對混凝土和鋼結構有一定的腐蝕性,按《岩土工程勘察規范》(GB50021—2001)指標對比評價,評價區高礦化度水對混凝土具弱—中等結晶性侵蝕,小面積強腐蝕區位於黃河二級階地後緣和葫蘆河、牛谷河及關川河等地;對鋼材的腐蝕性均為中等(表5-22)。
3.膨脹岩的脹縮
根據岩樣分析結果,白堊系泥岩自由膨脹率(Fs)為20%~60%,蒙脫石含量8.17%~19.09%;頁岩自由膨脹率(Fs)為40%~54.3%,蒙脫石含量8.94%~15.59%。
新近系泥岩自由膨脹率(Fs)為11%~59%,膨脹力(Ps)(4~25)k Pa,飽和吸水率(Wsa)9.9%~34.9%。
依據《岩土工程勘察規范》,按自由膨脹率(Fs)分類(表5-23)評價,本區膨脹岩在大部分地段具脹縮性,但均屬弱膨脹潛勢,主要危害是剝落、掉塊造成農田、道路和水利設施等的掩埋,致災現狀輕微,危險性小。此外黃土自由膨脹率變化較大,現狀危害輕微,危險性小。
表5-22 高礦化水對混凝土和鋼結構腐蝕性評價結果表
表5-23 膨脹岩的膨脹潛勢分類表