地質災害防治行業發展
① 地質災害防治效益分析的國內外研究現狀
12.1.1 國際研究現狀
美國是自然災害比較嚴重的國家之一,面臨的災害主要包括洪水、風暴潮、海嘯、地震、膨脹土、滑坡、強風、台風、龍卷風等。為減輕這些災害的損失,開發了很多減災技術,並通過聯邦、州和地方的公共政策付諸實施。保險機構和其他團體的資助,使災區人們的生產和生活得以維持和恢復。現以美國為例說明地質災害效益分析研究現狀。
美國由聯邦應急管理局(FEMA)和保險業牽頭,匯編並評估滑坡災害對經濟影響的信息。雖然滑坡和其他自然災害造成的損失是經常的、廣泛的,但並未經常匯總,很難查到。每逢發生滑坡或其他自然災害之後,不同的機構和組織都可以提出災情評估,但這些評估差異很大,統計的損失范圍不同,而且隨著時間不同而有變化。美國國家研究理事會在其1999年提交的《自然災害的影響:損失評估框架》中得出結論說,目前還沒有一個被廣泛接受的評估自然災害,包括滑坡和其他地面滑動災害損失的框架。由於缺乏這種信息,所以很難制定應對這些災害的政策,也很難衡量決策的成本-效益以及減災措施的效果。災害損失資料庫對於幫助政府機構掌握趨勢和查明滑坡減災的進展,是十分必要的。
現介紹Petak和Atkisson根據美國各州的統計數據建立的一套評估方法:針對以上所列9種自然災害,主要採取5類減災方法,分別為避災、區域防護、建築物加固、建築物搬遷和場地處理,每一措施都可通過制定或修改公共投資、土地利用、災害救濟、建築規范等政策予以實施。然而,對任何人、任何地方、任何情況下採取的任何措施都需要有相應的投入,所以必須對每一策略進行減災效益和費用分析,以評價其綜合效果。
具體做法是對每一種災害選擇一組減災措施,估算可能的減災效果和費用,即可計算出減災率(採取措施後減少的損失值與期望損失值之比),其中損失值是指不採取任何減災措施時估算的損失值。洛杉磯市的經驗表明,推行場地平整和土壤分析規范收到了較滿意的效果(表12.1)。
表12.1 美國洛杉磯市減災率估算舉例
12.1.2 國內研究現狀
我國在一些領域進行的災害評估,已經在減災、防災中發揮了重要作用。例如,我國在一些區域或城市完成的洪水災害評估、地震災害評估等,不但為國家經濟規劃和工程建設提供了重要的依據,而且直接指導了減災工作。然而,在地質災害領域,20世紀80年代以前,地質災害研究主要局限於對災害分布規律、形成機理、趨勢預測等方面的研究,基本依附於水文地質、工程地質和有關的研究工作。20世紀80年代以後,地質災害風險評估才開始起步,而防治效益評估正是地質災害風險評估的一部分。經過20多年的發展,我國地質災害防治效益評估工作在理論和實踐方面都取得了一定的成果,但還存在以下幾方面問題:
1)沒有形成一套完善的效益評估指標體系。
2)由於我國各地區地質災害特徵不同,經濟發達程度存在差異,造成經濟效益統計標准不同,很難統一。
3)對已經完成的治理工程沒有很好地進行總結分析,很難對今後的規劃和防治工作起指導作用。
由此,應該說我國地質災害防治效益評估工作還處於探索階段。
② 有從事地質災害防治設計的大哥沒能否介紹下行業情況
地災具體工作情形跟你所在的地區有關,你要想安逸,就找一個地災相對較少的省份就行了,但是也少了獲得重大成果和發現的機會。地災行業在我國是新興的行業,目前受到國家政府的重視,有機會的話,建議您入行!
③ 做地質災害防治方面的工作的話,發展方向是怎樣的
地質災害屬於水工環地質方向,以後和別的工科一樣,從助工開始,有能力可以拿到教授級高工,如果有興趣還可以報考注冊岩土工程師
④ 地質災害防治的經濟效益研究
高興和1高世樂2
(1中國國土資源經濟研究院,河北三河,101149;2大連理工大學,大連,116024)
摘要本文著眼於地質災害防治活動生產的產品、產品的特殊性以及產品生產活動過程的特殊性,從希克斯-卡爾多補償檢驗原理及其推論出發,分析了地質災害防治資源配置的經濟效益本質,提出了適合於包括地質災害防治在內的經濟活動的經濟效益定義,為建立地質災害防治的經濟效益評價模型奠下了理論基礎。
關鍵詞地質災害防治經濟效益
經濟效益被定義為產出與投入之比,或以絕對數形式表示為產出與投入之差。地質災害防治活動的投入是投資者的投資,減災投入的產出是什麼呢?
1.地質災害防治活動的產品
在人類的物質資料生產過程中,勞動首先是人與自然之間的過程,是人以自身的活動來引起、調整和控制人與自然之間的物質變換過程。地質災害防治活動,包括預測地質災害發生的可能性,興工動料構築減災工程都是引起、調整和控制人與自然之間的物質變換過程。
在地質災害的定義中,人類的生命和財產遭受了危害,生產和生活活動受到了阻滯,資源和環境受到了破壞,這時成災區范圍內人類的生命、財產、生產及生活活動、資源和環境稱為承災體。我們把按照人們對地質動力運動規律的已有認識,對於有發生崩塌、滑坡、泥石流等地質動力現象之勢,且在地質動力現象作用范圍內有人類的生命、財產、生產及生活活動、資源和環境受威脅的地質體稱為勢地質災害體,可簡稱為勢災害體。在地質動力現象作用范圍內受威脅的生命、財產、生產及生活活動、資源和環境稱為勢承災體。勢災害體和勢承災體同時存在就稱為勢地質災害。地質災害防治活動是以提供勢承災體安全為產品的經濟活動。我們把通過地質災害防治活動提供的勢承災體安全稱為安全品。
安全品的價值就是勢承災體在受到地質動力作用時最大可能損失的價值,稱之為勢損失。安全品的價值不是在市場競爭中通過價格得以實現,不論是轉移了勢承災體,還是通過防治工程,使勢災害體消失了危害之勢,只要勢承災體獲得了安全,安全品的價值就實現了。
2.安全品生產活動的特殊性
2.1產品用途的單一性
地質災害防治活動的勞動對象是客觀地質體。人們根據已有的認識,對客觀地質體進行勘查,當然首先是可能成災的區域,尤其是成災嚴重的區域。為了保證勢承災體的安全,經過論證,對於極易成災,且一旦成災則災度很高的點要興工動料建造防禦工程,改變地質體應力狀態。就過程而言,對客觀地質體的認識是勘查過程,這與地質勘察一樣。對於興建工程,地質體改變應力狀態這一階段又類似於建築業,興工動料,生產單件性產品。雖然少數減災工程除了具有減災功能外,還可以結合具體條件綜合開發其他產品,但我們的目的是防止地質災害發生,遇到這種情況可以分開討論。
2.2安全品是一種公共物品
勢承災體和承災體是寬泛的概念,我們不能排除防治區域內任何人及其所有物從地質災害防治中獲得安全,也不會因為區域內多有一個人及其所有物而使另外人及其所有物的安全受到威脅。因此,地質災害防治活動的產品具有公共物品的屬性。安全品的公共性決定了地質災害防治活動的出資人必為政府,包括中央政府和地方政府。政府出資的方式可以是財政撥款,也可以是政府出面,在一定區域內,按某種規則集資。
2.3安全品生產活動中資金運動的特殊性
工業的資金,從用貨幣在市場上購進生產要素開始,經過生產過程生產出產品,再用產品從市場交換回貨幣資金,這樣一個過程又一個過程循環運動。其中一個環節受阻,整個資金運動就會停止。事實上,地質災害防治活動也要連續不斷地完成這四個環節,防治活動才能不斷地進行下去。我們來分析資金運動過程的特殊性。
2.3.1決定生產過程是否進行的是業主
從事地質災害防治活動的企業,用貨幣資金從市場上購進生產要素,獲得具有專業知識的勞動力和勞動手段,為勘查活動做准備,這一環節與工業企業沒有差別。完成生產准備之後,資金進入生產過程。勞動力與勞動資料結合作用於勞動對象,對客觀地質體可能發生地質動力現象的情況獲得認識。一般要作出三種選擇,一是成災可能性很小,成災災害損失很小,不必採取預防措施;二是成災可能性較大,災害損失也較大,但種種原因使得興建工程,改變客觀地質體的應力狀態並不經濟,這時可選擇轉移能夠轉移的勢承災體;三是必須興建防災工程。做出決定之前,需要進行方案比選的效益分析。做完選擇並實施後,生產過程就結束了,資金進入了產成品狀態,這一環節與工業企業也沒有差別。但在生產過程進行之前,生產要素進入企業之後,與工業企業不同,勞動對象不像工業企業那樣,購進材料加工處理,購進什麼材料,從哪裡購都由企業自己決定。地質災害防治企業對自然地質動力現象進行勘查之前要通過國家有關部門的認可才能進行。這是資金運動過程中與工業企業的資金運動在空間位置確定上的差異,是地質災害防治活動特有的經濟關系的反映。
2.3.2產成品沒有實物形態
工業企業的生產過程結束,產成品有時要在企業留滯一段時間。產成品一般是實物形態。地質災害防治活動企業產出的安全品不會在企業留滯,沒有實物形態,具有信息產品的特徵。
2.3.3「驚險的一躍」在生產過程進行之前
工業企業的產成品要在市場出售換回貨幣資金。這一環節完成,資金就完成了一個循環,一個產品的物質生產過程也就完成。這一階段是價值實現階段,這是一個十分重要的環節,馬克思說這是「驚險的一躍」。產品是否適應市場需要,產品的質量性能,產品個別勞動與社會平均勞動的差別,都要在這一環節上表現出來。如果產品不是社會所需要的產品,那麼就賣不出去,產成品就完不成「驚險的一躍」。如果產品的質量、性能不高,那麼買者就不願買,或低價賣或銷售不暢,完成「驚險的一躍」就很困難。產品的價格要以市場上的價格表現出來。售價與成本之差是產品生產者的利稅,如果售價高於成本,那麼產成品轉化為貨幣資金,也就大於投入的生產要素成本,否則轉化的貨幣資金或等於或小於投入的生產要素成本,企業就沒有利潤。地質災害防治活動企業的產成品是安全品,一經生產出來,立即就被勢承災體的所有者或佔有者、使用者直接享用,看不到直接的驚險一躍過程,沒有產成品直接轉化為貨幣資金的過程,即不是用產成品直接在市場上交換成貨幣。但是地質災害防治活動要繼續下一生產過程就必須獲得貨幣資金的補充,誰來補充,這一問題涉及到地質災害防治活動特有的經濟關系:自然地質災害應由政府再投入貨幣資金,人類直接誘發地質災害應由誘發者投入資金。盡管地質災害防治活動的產成品沒有直接的「驚險的一躍」過程,但仍有產品質量和個別成本與社會成本的差別問題存在。顯然,對地質動力現象的產生、發展和變化認識結論常與實際不符,則必失信於人,企業要在「驚險一躍」中摔傷。如果減災投入比承災體的損失還大,那麼減災企業的繼續存在就沒有意義,「驚險一躍」之後也就難以再獲得出資人的投資了。然而,對於出資人來說,從事地質災害防治活動的企業對地質動力現象的產生、發展和變化認識結論與實際相符的程度卻是投資產生效益的關鍵之一。因而從事地質災害防治活動的企業的「驚險一躍」不在產品生產出來之後,而在資金投入之前。信譽程度、企業等級是地質災害防治效益的分析指標。
2.3.4社會財富總量即時不增
在市場經濟中,一般經濟活動在「看不見的手」的指揮下,自覺不自覺地從自然界獲取物質和能量,增加社會財富。而地質災害防治活動是動用已經獲得的社會物質財富防止更大量的已經形成的社會物質財富損失,其基本出發點和歸宿點是如何減少災害給社會經濟和資源帶來的破壞與損害。這個特性說明,除非結合其他以經營為目的的工程或間接影響,一般地,地質災害減災工程沒有資金迴流,投入資金的成本都會被安全品的價值即時抵消。
3地質災害防治活動中資源配置的優化和經濟效益再定義
3.1資源配置的優化
資源的有效配置是我們研究經濟問題的出發點和歸宿點。整個社會的資源配置效率與個體經濟行為主體的經濟效率不同,對個體經濟行為主體來說,少消耗、多產出就可以說是高效率,這對於單個的地質災害防治工程也一樣。可是整個社會的經濟系統,如果在特定時間和資源數量給定的條件下,要產生最大社會福利才有高經濟效率。
經濟學給出了實現帕累托效率的三個充要條件:一是交易的最優條件,對於消費品,每一個人對每一種消費品的邊際替代率相等。二是生產條件,對有限的資源,每一生產者使用的各種資源的邊際技術替代率相等。三是產品替代的邊際條件,對每一種產品和對消費該產品的每一個人來說,產品生產的邊際轉換率等於消費品的邊際替代率。這三個條件也是市場的最優條件。
從這三個條件中我們可以看到社會應該分配給地質災害防治的資源是多少。但是,我們前面提到安全品,尤其是對純自然因素可能導致的地質災害防治生產的安全品近乎純公共物品,而純公共物品使得市場失靈。因此,要能在宏觀上獲得最佳經濟效益,僅靠市場去調節,上述三個條件就實現不了。上述三個條件是嚴格准確的,理論上可以進行測算分析,找到資源投入的最佳量,但是操作起來相當困難。
帕累托效率給出了邏輯嚴密的經濟效率定義,但現實中能夠實現帕累托效率的完美政策不多,大多數情況下,公共政策都會使一些人的處境變壞。為解決這一問題,產生了補償定理。如果不能實現一個人或一些人的福利增加,而任何人的福利不減,事實上還可以有更優的決策。假如政策A實施時資源利用的狀態為原狀態,引入政策B並實施後的資源利用狀態為新狀態。如果政策B的實施,使社會凈收益大於實施政策A時的原有狀態所獲得的社會凈收益,就可以認為是一次帕累托改進。受益者可以將其增加的福利轉移給福利損失者一部分用以補償其損失,如果在政策B的實施中沒有實現福利轉移稱為潛在的一次帕累托改進,如果福利轉移實現了就稱為一次實際的帕累托改進。不管是潛在的改進,還是實際的改進都使資源的配置進一步優化了,經濟效率提高了,這就是希克斯-卡爾多補償檢驗(Hicks-Kaldor Compensation Test)思想。這一思想給出的原則被稱為補償定理。
如果社會凈損失必須發生,那麼使社會凈損失可減少的一次政策改進,也應該是一次帕累托改進。假如政策A實施後的資源利用狀態為原狀態,此時,不管受損失個體成員各損失多少,社會凈損失總和為X1。當改變政策A而實施政策B後,資源利用狀態為新狀態,在新狀態下不管受損失的個體成員的損失如何變化,各是多少,社會凈損失總和為X2。如果X1-X2>0,那麼政策B就使資源配置進一步優化。從政策A到政策B所受損失增加者的增加損失量可以得到補償。若這種補償在政策B實施後沒有發生,我們也稱之為從政策A到政策B是一次潛在的帕累托改進;若實際補償發生了,我們也稱之為從政策A到政策B的一次實際帕累托改進。以此為准則衡量政策的優劣,無疑是正確的。這個認識源於補償定理,我們姑且稱之為補償定理推論。
3.2經濟效益的再定義
通過上面的分析,按經濟效益的通常定義,地質災害防治經濟效益似乎可以理解為投資者投入資源,地質災害防治企業生產出安全品的勢損失與投資者投入的資金之比。但是,在通常的經濟效益定義中,投入是對生產產品的投入,產出是生產活動的直接結果,而在上面的理解中,投入沒有疑問,可是產出就有問題了。安全品的價值獨立於地質災害防治活動過程之外,並且在地質災害防治活動之前就已經存在了,因此在理論上說不通,這種理解還存在偏差。
補償定理及其推論從整體著眼使得資源配置更優,已經不再局限於具體的生產過程,而是對比決策的社會凈收益,而且個體資源配置優劣必須以整體資源配置優劣為前提。所以,可以依據補償定理及其推論,把經濟效益定義的內涵和外延擴大。我們把不進行投入,也沒有產出的決策稱為不作為決策或零決策。至此,我們可以把經濟效益定義為:相對於零決策的決策產生的社會凈收益。為便於比較,經濟效益形式以資金利稅率的形式表達為宜。顯然,這樣的定義包含了通常的經濟效益定義。
這樣定義的經濟效益給出了經濟效益評價的方法。獲益者可以補償損失者,即使實際補償沒有發生。凈效益最大,也就是收益與總費用之差最大,或總收益與總費用之比最大。由此可見,已有的經濟效益定義,用於地質災害防治,雖然理論上有偏差,但計算式仍然正確。用補償定理推論來表述地質災害防治經濟效益十分順暢。就單個地質災害防治工程來說,把投入資源看成一種損失,沒有資源投入時的損失為勢損失X1,有資源投入時的損失為X2,兩種政策下效益的最低水平為X1-X2≥r(r是在評價區域內與等量資金可以獲得的平均利稅額),或(X1-X2)/X2≥nR(R是評價區域內的年平均資金利稅率,n是地質災害防治工程的設計壽命年限)。就地質災害防治的區域經濟效益而言,如果把勢損失按大小排隊,再把減災投入相應地列出來,那麼每一個項目都有一個經濟效益。現按經濟效益從大到小依次排隊,當經濟效益小到等於其他行業資源投入的平均的資金利稅率時,大於或等於這個經濟效益水平以上所有項目所需資源投入之和,即為當期政府應投入的資源數量。政府投入這樣的資源量在宏觀上能夠接近實現帕累托效率。這就是說,向地質災害防治投入資源的邊際利稅和是遞減的,當邊際利稅和等於其它產業的平均邊際利稅和時,能夠接近於帕累托效率。如果政策B是從無限多個方案中比選出來的,那麼,就類似於用弦位法或牛頓法解方程,其解無限接近精確解一樣,其資源配置效果無限接近於帕累托效率。
⑤ 國際地質災害防治科技研究現狀與發展趨勢
10.1.1 地質災害形成機理與調查評價科技研究
(1)降雨誘發型滑坡和泥石流的形成機理
近30年來,降雨型滑坡研究是滑坡研究中的熱點課題之一,其核心是通過研究降雨與滑坡的各種關系,預測可能的滑坡狀態。據初步統計,全球至少有23個國家的學者對降雨型滑坡進行了不同程度的研究,美國、義大利、日本、英國、澳大利亞、紐西蘭以及中國香港和內地學者發表的研究論文較多。1984年後,中國香港政府加大了對降雨型滑坡的研究力度。除每年進行降雨滑坡的調查外,特別加強從更深層次上研究滑坡與降雨的關系,降雨滑坡分布發育規律,降雨入滲的水文地質模型,以及應用概率統計和其他數學方法建立更精確的滑坡—降雨關系。隨著研究程度的深入,研究者一致認為香港火成岩風化層的非飽和土和殘積土特有的性質控制著淺層降雨型滑坡的形成機理。研究結果表明,降雨型滑坡形成機理的本質在於雨水入滲斜坡後破壞了斜坡的應力平衡。因而,從理論上解釋雨水入滲後斜坡應力的變化過程,以及雨水在斜坡中的滲透特性和滲透過程,是降雨型滑坡成因機理研究的關鍵。
(2)岩溶塌陷發育機理和判據研究
日本學者Nogushi(1970)、蘇聯學者Xоменко(1986)、美國學者Ralphj Hodek(1984)和Thom-as M.Tharp(1995)、俄羅斯學者Anikeev(1999)等,先後採用物理模型試驗或數值分析的方法,系統研究了非黏性土潛蝕塌陷的過程。國外一些學者還嘗試採用岩土工程離心機進行塌陷試驗,如:Borms和Bennermark(1967),Marir(1984),Bertin(1978),Howell和Jenkins(1984),Sterling和Ronayne(1984),Craig(1990),Ablla和Goodings(1996),運用離心機模擬塌陷破壞機理和導致塌陷的臨界組合條件,重點研究了上覆在洞穴上方的弱固結砂層的塌陷破壞與洞穴開口大小、洞穴自身強度、弱固結砂層強度和厚度、上覆砂層的厚度,以及地表荷載的關系。
美國、義大利、英國開展的基於GIS技術的地質災害的風險評價工作中,包含了岩溶塌陷危險性評價。
(3)區域滑坡和泥石流調查與危險性評價
早期的地質災害空間預測主要依據野外調查與航空相片解譯情況,由專家進行地質災害敏感性判斷和評價,故稱之為專家評價法(Aleotti和Chowdhury,1999)。該方法評價結果精度取決於野外調查的詳細程度和專家的知識與經驗,評價中運用的隱含規則使結果分析與更新困難,而且不同調查者與專家得出的結果無法進行比較。
20世紀70年代,以美國加利福尼亞舊金山地區聖馬提俄郡的滑坡敏感性圖為代表,利用多參數圖的加權(或不加權)疊加得到區域滑坡災害預測圖的方法得到大力推廣。該方法的優點是克服了使用隱含規則的問題;缺點是權重的確定仍保持主觀性,模型的推廣應用有一定困難。
20世紀80年代,受統計回歸分析和判別分析在石油運移與礦床預測中應用的啟發,Carrara(1983)將多元統計分析預測方法引用到區域滑坡空間預測中,並使該技術在世界各國得到迅速發展與推廣。如Haruyama和Kawakami(1984)利用數學統計理論對日本活火山地區降雨引發的滑坡災害進行了危險度評價。Baeza和Corominas(1996)利用統計判別分析模型進行了淺層滑坡敏感性評估,其斜坡破壞的正確預測率達到96.4%,說明了統計預測的適用性。Carrara,Cardinali和Guzzetti等(1991)將統計模型與GIS結合,應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡危險性評估,結果證明統計分析與GIS的綜合使用是一種快速、可行、費用低的區域滑坡危險性評價與制圖方法。
20世紀90年代以來,隨著計算機技術和信息科學的高速發展,以處理和分析地理空間數據為主要特點,具有屬性資料庫與圖形庫動態連接功能的地理信息系統(GIS)技術得到了空前發展,其與定量化的地質災害空間預測模型方法的結合也成為地質災害研究的新領域。
Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl(1994)在哥倫比亞的麥德林(Medellin)地區分析滑坡、泥石流等斜坡不穩定性引起的區域地質災害敏感性和土地及生命易損性的基礎上,利用GIS技術將兩者合成產生了風險評價分區圖。Anbalagan和Bhawani Singh(1996)在Anbalagan(1992)關於山區滑坡災害評估和區劃制圖研究的基礎上,提出了風險評價制圖的新方法——風險評價矩陣(RAM)。
Aleollt(2000)採用GIS技術對義大利北部阿爾卑斯山前緣的皮埃德蒙特(Piedmont)地區的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆積等災害的危險性及綜合風險進行了區劃性制圖研究。Michael-Leiba等(2000)在澳大利亞的一項城市發展規劃項目的斜坡地質災害研究中,把斜坡災害的危險性、易損性、風險評價作為一體,以GIS軟體為技術平台,分別採用平面和三維評價系統,對凱恩斯(Cairns)地區進行了斜坡地質災害的危險性和風險區劃研究。Ragozin(2000)從理論上研究了滑坡災害風險評價中的危險性、易損性和風險性。提出了考慮危險性評估目標有效期限在內的單個滑坡災害危險性指標,並用其主要控制因素的概率乘積表示;對於區域性滑坡災害評估,用給定地區的面積、滑坡發生面積、滑坡數量和時間之間的關系建立定量模型。
10.1.2 監測預報技術方法研究
(1)誘發滑坡和泥石流的臨界降雨量與氣象預警研究
在誘發地質災害的降雨臨界值研究方面,各國學者用來確定降雨誘發滑坡臨界值的方法很多,其不同點在於考慮的因素不同。Glade(1997)建立了確定誘發滑坡的降雨臨界值的三個模型,並在紐西蘭的惠靈頓地區進行了驗證。三個模型要求的基本數據為:日降雨量、滑坡發生日期和土體潛在日蒸發量(通過Thornthwaite method方法計算得到)。模型建立的前提是:①假設最大日降雨量的地區,蒸發量最小;②滑坡由最大降雨量誘發。這三個模型基本概括了當前確定誘發滑坡的降雨臨界值的方法。
在對美國舊金山灣地區1986年2月12~21日的滑坡和泥石流災害預警工作中,首先由美國地質調查局分析確定,通過當地電台、電視台以及美國國家氣象中心的特別預報方式來進行預警。這次滑坡泥石流災害的預警分為兩個階段:第一次是2月14日的6個小時災害危險期,另一次是17~19日之間的60小時的災害危險期。由於地質條件的復雜性和地形條件的變化,這兩次預報主要是針對整個舊金山海灣地區,而不是某一個特定的滑坡災害地點。根據滑坡泥石流災害發生後的調查,10處滑坡泥石流災害發生點有目擊者能提供精確的時間,其中有8處滑坡泥石流所發生的時間與預警的時間段一致。
據研究,舊金山灣地區的6小時降雨量達到4英時(即101.6mm)時,就可能引發大面積泥石流。為了監測降雨期間地下水位的變化,他們還設置了若干個孔隙水壓力計以觀測斜坡中地下水位變化。舊金山海灣地區實時區域滑坡預警系統包括降雨與滑坡發生的經驗和分析關系式,實時雨量監測數據,國家氣象服務中心降雨預報以及滑坡易發區略圖。
1984年開始,香港地區採用雷達圖像解譯小范圍地質構造,用於確定滑坡發生的潛在區域。進而建立了用於滑坡災害的降雨量監測網路,其中自動雨量計1999年由48個擴展為86個。將雨量資料定時傳給管理部門。如預測24小時內降雨量達到175mm或60分鍾內市區內雨量超過70mm,即認為達到滑坡預報閾值,即由政府發出通報。香港平均每年約發出三次山洪滑坡暴發警報。
(2)滑坡和泥石流災害監測技術方法研究
對於滑坡和泥石流的監測,在美國、瑞士、義大利、日本、韓國等發達國家已經做了很多工作,特別是單體滑坡已經達到真正實時監測的階段。監測內容包括地面位移、地裂縫、地下位移、地下水位(水壓力)和水溫、地聲等。監測技術採用常規監測、自動觀測、GPS和衛星通信等相結合(圖10.1,10.2)。在我國的香港特別行政區,也建立了比較完善的基於降雨監測的地質災害監測網路。
圖10.1 使用太陽能無線遙控系統(左圖)和變形計(右圖)
圖10.3 分層標自動監測系統及原理示意圖(據Amelung等,1999)
在美國加利福尼亞州薩克拉門托,GPS測量已經取代了區域性的地面標高的水準測量。1986年在該區建了38個GPS監測站,1989年後達到了68個。採用嚴格的測量程序,其大地高程的精度可達到毫米級。我國上海經過近兩年應用Ashtech Z12雙頻GPS信號接收機測定大地高程,於1999年也取得了大地高程精度達3mm的好成果。其優點是對於區域性地面沉降的大范圍監測具有事半功倍的效果。
根據美國地調局資料,美國用於探測地面沉降的干涉合成孔徑雷達(InSAR)技術還處於開發和試驗之中(圖10.4)。Gabriel等率先於1989年發表了《測繪大區微小高程變化:雷達干擾測量法》的文章。1993年,Massonet等利用雷達干擾測量法測繪了著陸器地震的地面形變場區。Van der Kooij等用太空飛船干涉衛星孔徑雷達資料調查研究了荷蘭格洛寧根(Groningen)天然氣開采區的地面沉降問題。Marco等利用美國實驗研究學會干涉衛星孔徑雷達資料對美國貝爾瑞吉(Belridge)油田1992~1996年的地面沉降進行了詳細的研究。由於這種探測技術的使用,地面沉降測量的精度已達毫米級,其探測結果能很好地處理成平面二維沉降等值線圖。而且該方法可以省去常規水準標石測量的許多人力和物力的投入。因此,不能低估這一新技術的開發應用前景,在目前情況下可以參照國外成功的經驗在我國進行試驗。
(4)岩溶塌陷監測技術研究
美國學者Benson(1987)提出利用地質雷達進行監測預報的方法,並在美國北卡羅來納州威爾明頓(Wilmington)西南部的一條軍用鐵路進行了試驗,監測周期為半年,取得了良好的效果。2002年,在國土資源大調查項目的支持下,中國地質科學院岩溶地質研究所在廣西桂林柘木鎮建立了我國第一個岩溶塌陷災害監測站,為深入系統地研究岩溶塌陷預測預報方法提供了良好的條件。
圖10.4 合成孔徑雷達干涉測量獲得的內華達州拉斯維加斯谷地
(5)地質災害監測預警信息傳輸處理與發布系統研究
發達國家和地區已經越來越重視地質災害監測的信息化工作。例如美國、日本、義大利、法國和韓國等建立了地質災害實時監測系統,在實際應用中可以做到實時預警。針對單種地質災害開展監測預警方面的研究工作較多,多災種的集成系統尚不多見。
10.1.3 地質災害治理工程技術研究
(1)地質災害防治理論
重視基於地質災害形成機理的地質災害防治理論研究。如日本針對溫泉地區的滑坡特點,研究採用排氣工程和地下水截水工程進行滑坡綜合防護;法國針對降雨誘發的粘土滑坡採用虹吸排水技術;美國和日本在研究植被覆蓋好的地區發生的淺層滑坡,開展採用調整植物類型的生物措施研究等。在地質災害的防治工程中,普遍採用生物防護系統,注重生態環境保護,日本在滑坡治理中,抗滑樁和建築地基結合,實現防治工程與土地開發利用相結合。
(2)地質災害防治工程設計技術方法
國外對於復雜支擋結構設計技術、地下水排水技術設計,基於環境和景觀設計的技術規程和實用的計算機軟體開發等方面,都進行了大量研究,形成了比較配套的設計計算理論方法和產業化軟體。如:美國開發了三維連續體的快速拉格朗日分析軟體——FLAC3D,三維模擬離散元程序——3DEC;加拿大開發的地質工程問題和地質環境模擬分析的軟體包——GEO-SLOPE Office(GEO-SLOPE Office 5.0 for Windows),已經廣泛應用於世界上許多國家的滑坡等地質災害防治工程設計,形成了模塊化的設計軟體和方法。
(3)地質災害治理工程技術
在治理技術上,廣泛應用土工織物、預應力復雜支擋結構、地下水排水技術。尤其以美國、西歐、日本和我國的香港特別行政區在地質災害治理方面投入大,成就顯著。如日本地附山滑坡治理工程,耗資達150億日元(約15億人民幣),可算得上地質災害防治工程的博物館。
國外對崩塌和滑坡災害治理的常見技術工程包括:①沖刷防護工程:防沖壩、沉積壩、護岸、防波壩、丁壩;②減重和反壓工程;③地面排水工程:地面排水溝、防滲工程;④地下排水工程:地下排水溝、泄水洞、水平鑽孔、集水井和虹吸排水工程;⑤地下截水工程:隔滲芯牆截水,灌漿截水,化學固化法截水;⑥支擋工程:擋土牆、格柵牆、抗滑樁、岩石錨桿;⑦排氣工程:用於治理溫泉地區的滑坡;⑧生物護坡技術和輕型網狀防護系統結合用於崩塌和小型滑坡災害的治理。
由於水是形成滑坡的重要誘發因素,地面排水工程和地下排水工程總是被首先考慮的治理技術,也是在大型滑坡防治中首選採用的治理技術。美國、日本、紐西蘭等國在滑坡治理中廣泛應用地下排水工程技術,採用水平鑽孔排水和排水井、排水隧洞聯合排水技術治理滑坡。法國採用虹吸排水技術治理100多處降雨誘發的粘土滑坡。它是一個密封的聚氯乙烯管系統。該技術的最大優點是可以自流排水,降低滑坡的地下水位。
在支擋工程技術應用方面,研究應用大截面抗滑樁、錨索抗滑樁、錨索、小型鋼架樁加錨索、微型樁群等多種支擋結構,並在錨索防腐技術、通用的計算方法、設計軟體和技術標准方面取得明顯進展。減重和反壓工程是經濟有效的防治滑坡的工程措施。英國Huchinson提出的「中性線」方法為減重和反壓計算提供了理論依據。
近年來,發達國家在地質災害防治工程實踐中,在崩塌和小型滑坡災害治理中應用輕型網狀防護系統與生物護坡系統的配合技術,使防治工程進一步向輕型化和美觀化方向發展。如SNS柔性支護系統和生物護坡系統,在歐洲許多國家應用比較普遍。
10.1.4 國際地質災害防治科技研究發展趨勢分析
地質災害防治科技未來總體發展趨勢是:重視地質災害早期預測、預警能力建設,提高地質災害領域防災減災科技水平和能力,建立3S(即:RS——遙感,GPS——全球定位系統和GIS——地理信息系統)技術平台,發展和建立區域地質災害動態實時監測網站和預測預警信息系統,建立地質災害信息系統平台和共享通道,提高地質災害減災防災技術的支撐能力。
對地質災害形成機理的深入研究一直是國際地質災害研究的難點,而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的熱點課題之一,重點是研究誘發泥石流、淺層滑坡的臨界降雨量隨區域和氣候變化而變化,揭示降雨與滑坡的各種關系,預測可能的滑坡狀態。
應用GIS技術開展地質災害的區域特徵分析和災情空間制圖正成為熱點。通過計算機高技術手段(GIS,GPS,RS等)將災情分析與危險性評價、風險性預測有機結合起來,形成實時預警決策體系將成為災害地質研究的一個重要趨勢。
在各種監測技術方面,發達國家在加強各類地質災害實時監測台站建設的同時,均十分重視高新技術的應用,高科技空間對地觀測技術在地質災害方面的應用研究也是發達國家的重要研究方向。各種更為先進的遙感探測系統的應用逐步深入,美國、法國、義大利和日本等國都將GPS、干涉雷達遙感在滑坡、地面沉降等動態調查和監測中的應用作為重點研究方向。
近年來,發達國家在地質災害治理工程技術方面具有如下特點和發展趨勢。
在防治理論上:重視基於地質災害形成機理的地質災害防治理論研究;注重防治工程與生態環境保護和土地利用結合;形成模塊化的設計軟體和方法,研究開發新的治理技術方法。
在災害信息處理方面:各種高速的數值預報已逐步實現;高速、智能化、綜合化的通信網路技術、分布式資料庫技術和海量數據操作技術的發展,又使災害通信、計算機網路和信息開發處理融為一體,形成了綜合的災害信息網路系統,使各種分散的災害信息真正做到資源共享;人工智慧、多媒體和三維模擬技術的發展,推動了災害信息產品的應用和再加工。
⑥ 我國地質災害的防治工作現狀
我國政府一直十分重視地質災害防治工作。20世紀70年代,在總結世界許多國家地質災害防治方面因無預報無預防、有預報而無預防或有預報、有預防而沒有組織實施等問題造成嚴重後果的基礎上,我國的地質災害防治工作中已由災後被動救災,轉為災前主動地、有目的地勘查、監測、預報、預防和治理。在地質災害防治的實踐中,有預報、有預防並組織實施的實例越來越多。例如,1975年2月4日,遼寧省海城7.3級地震是我國乃至世界上預報預防最成功的震例。在震前,國家地震局和遼寧省地震局作出了准確的中、短期預報,特別是作出了臨震預報,遼寧省政府據此向全省發布了臨震預報,並布置了預測預防的對策,位於震中區的營口市,縣政府採取了組織群眾撤離等應急對策,雖然地震使建築物遭受嚴重破壞,但是人員傷亡卻大為減少,死亡的人數(1328人)僅為人口總數的0.02%。
20世紀90年代,在制定國民經濟發展規劃的同時,制定了未來12年(1999~2010年)中國地質災害防治戰略,包括東部地區首先是做好以國土經濟開發區為重點的環境地質綜合評價和地質災害防災區劃,在此基礎上,及時調整土地利用規劃和城市建設布局,避免重大工程和重要設施建在岩溶地面塌陷危險區和礦山采空區;中部地區在全面開展地質災害調查的基礎上,加強國土經濟開發區和大江大河、交通干線等突發性地質災害多發區段的地質災害防災區劃;西部地區採取的防災工作手段是避讓,主要任務是做好重大工程設施的選址和保證居民區的安全。考慮到國家經濟建設重點逐步西移的狀況,應做好國土經濟開發區地質災害調查和防災區劃,加強區域地殼穩定性評價工作,並且提出了以下具體要求。
1)認真貫徹執行「預防為主,防治結合」的方針。開展全國地質災害時空的分布、形成機理與現今地殼變形研究,進行地質災害預測、預警分析,逐步掌握地質災害的分布、發育規律,做好重大地質災害的事前防範工作。
2)進一步加強法制建設,建立健全防災法規。大力宣傳、認真貫徹《防震減災法》、《地質災害防治管理辦法》、《若干建設項目環境保護管理辦法》、《水土保持工作條例》、《環境保護法》、《礦產資源法》、《土地管理法》、《森林法》、《草原法》、《水法》、《江河管理條例》等,進一步增強各級領導和廣大群眾的法律意識,提高依法加強地質災害防治的自覺性,以法規的形式來管理地質環境,預防和減輕地質災害,逐步把防治地質災害納入法制的軌道。
3)建立起統一管理與分級、分部門管理相結合的地質災害防治管理體系,實行嚴格的責任制,按照國土資源部發布的《地質災害防治管理辦法》做好如下工作:①做好以地質災害現狀、防治目標、防治原則、易發區和危險區的劃定、總體部署的主要任務、基本措施、預期效果為內容的地質災害防治規劃;②擬定好地質災害監測、預防重點,主要地質災害危險點的威脅對象、范圍的地質災害防災預案;③做好工程建設誘發地質災害的可能性,工程建設本身遭受地質災害威脅的危險性及擬採取的防治措施等地質災害危險性評估;④做好地質災害發生時間、地點、成災范圍、影響程度等的地質災害防治預報。
4)加強地質災害監測和信息系統建設。根據地質災害的性質及防治措施確定監測內容,並建立監測網路和信息系統,密切觀察地質災害的發展動態,實行防治信息化施工。
5)實施專業隊伍與群眾相結合,技術業務與行政措施並重的綜合防治方針,動員全社會力量,建立群測群防體系,建設由社會各界共同參與的防災網路,走出一條具有中國特色的地質災害防治之路。
為加強對重大城市、重大建設工程和生命線工程抗禦災害的能力,做好建設工程場地地質環境安全性評價工作,國土資源部於1999年3月發布的《地質災害防治管理辦法》規定:「城市建設有可能導致地質災害發生的工程項目建設和在地質災害易發地區進行工程建設,在申請建設用地之前必須進行地質災害危險性評估。」國務院2003年11月發布的《地質災害防治條例》(國務院令第394號)的第二十一條明確規定:「凡是在地質災害易發區進行的工程建設項目,在可行性研究階段必須進行地質災害危險性評估。」《地質災害防治管理辦法》、《地質災害防治條例》為我國預防地質災害的發生提供了政策和法律保障。
2008年1月,國土資源部發布的《全國地質災害防治「十一五」規劃》,科學地劃分出了16個地質災害重點防治區,即長江三峽庫區滑坡崩塌重點防治區、川滇南北構造帶泥石流滑坡崩塌重點防治區、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重點防治區、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重點防治區、雲貴高原滑坡崩塌地面塌陷重點防治區、滇西橫斷山高山峽谷泥石流滑坡重點防治區、桂西桂北岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重點防治區、浙閩贛丘陵山地群發性滑坡重點防治區、陝北晉西黃土滑坡重點防治區、黃土高原西南滑坡泥石流重點防治區、隴南陝南秦巴山地泥石流滑坡重點防治區、新疆伊犁滑坡泥石流重點防治區、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重點防治區、長江三角洲地面沉降重點防治區、華北平原地面沉降重點防治區、東北中俄界河河岸崩塌重點防治區。《全國地質災害防治「十一五」規劃》的頒布,表明我國地質災害防治工作進入了緊張有序的發展階段。
小 結
本章的學習重點是地質災害防治的原則和工作步驟,難點是地質災害防治的工作步驟。在教學過程中,教師可藉助一些簡明的實例,通過直觀教學法或圖解法進行相關內容的講解,學生上課前應對重點和難點進行必要的預習,課中、課後應對重點內容進行理解和識記。
復習思考題
1.地質災害的類型有哪些?如何進行地質災害的分級?
2.地質災害防治的基本原則有哪些?進行地質災害防治工作有哪些步驟?
3.我國的地質災害防治工作可依據的法律法規有哪些?
⑦ 國內地質災害防治科技研究現狀與形勢
10.2.1 研究現狀
10.2.1.1 地質災害調查評價
1991年以來,國家先後在31個省(區、市),開展了以地質災害現狀調查為主的1∶50萬或1∶20萬區域環境地質調查工作,編制了1∶500萬中國地質災害圖系和1∶50萬地質災害圖集。自1999年開始,開展了以威脅居民點的地質災害為對象、以縣(市)為單元的地質災害調查與區劃工作,截至2003年底,已完成約157萬km2的545個縣(市)的調查。基本查明全國各省(市)地質災害災種類型和分布。
在地質災害評價的理論方法方面,晏同珍和殷坤龍(1987)利用二態變數的多元回歸模型對漢江河谷安康、旬陽河段進行了滑坡空間預測;黃潤秋等(1992)在三峽庫區岸坡穩定性預測中應用了邏輯信息模型;許強和黃潤秋(1994)以及周平根(1997)還將神經網路方法引入了斜坡和古滑坡穩定性空間預測。模糊數學方法也是目前地質災害空間預測中理論成熟、應用較為廣泛的方法之一。
2001年,成都理工大學完成了國土資源部重點項目「山區流域地質環境與地質災害評價的GIS系統」,進一步促進了地質災害危險性區劃技術發展,初步實現了小流域崩塌和滑坡地質災害的危險性區劃。
在岩溶塌陷研究方面,中國地質科學院岩溶研究所先後開展了「中國南方岩溶塌陷研究」、「長江流域岩溶塌陷研究」和「中國北方岩溶塌陷研究」等項目,此外,有關單位還開展了「鐵路沿線岩溶塌陷及防治」工作,基本摸清了我國岩溶塌陷發育的現狀和宏觀分布規律,確定了我國岩溶塌陷基本類型。岩溶所在1993年開展了以大型物理模型試驗和滲透變形試驗進行岩溶塌陷發育機理試驗研究。從1997年起,開發了桂林、玉林和六盤水3個城市的岩溶塌陷地理信息系統,並對岩溶塌陷災害風險進行了評估;2002年,岩溶所完成了「1∶400萬全國地面塌陷風險區劃」工作。
10.2.1.2 地質災害監測預報技術
(1)地質災害氣象預警
2003年5月,在中國地質環境監測院主持全國地質災害氣象預警技術工作中,利用滑坡泥石流發生前15日降雨量建立臨界過程降雨量預警判據模式圖,並結合具體區域進行校正。確定針對特定地區α線(臨界發生)和β線(暴發界線)為兩條滑坡泥石流發生的臨界降雨量線,α線以下的區域地質災害發生的可能性小(接近α線可能性較大),α~β線之間的區域可能性大,β線以上的區域為警報區(可能性很大),三個區域代表了三個預報等級。在6~7月份的應用證明,對滑坡泥石流災害的預警作用是明顯的。
2002年,浙江省啟動了「浙江省突發性地質災害預警預報系統研究及應用示範」地方攻關項目,四川和浙江兩省在探索突發性地質災害的概率預警方面做了很多探索性工作。
2003年,科技部啟動了「降雨誘發區域性滑坡災害預警預報系統示範研究」攻關項目,在江西上饒地區,應用雷達遙感自動探測技術開展誘發滑坡的暴雨條件研究,並結合滑坡現場地面儀器監測,研究區域性滑坡災害形成機理和預警預報模型。
(2)地質災害監測預警
我國在上海、天津、蘇州、西安等市已經建立了地面沉降監測預警網路,特別是上海市已經建立了集地下水、分層標、大地水準測量、GPS等常規監測與自動監測相互結合的地面沉降監測預警系統,達到了國際領先水平。
3S技術在三峽地質災害監測方面取得了較大進展。「六五」至「九五」期間,原地質礦產部和國土資源部在三峽庫區進行了多次遙感飛行,並廣泛應用於地質災害的監測預警領域之中,建立了基於遙感技術的有關地質災害解釋標准和規范;在庫岸穩定性研究中,利用彩色紅外航空照片對崩塌、滑坡進行了解譯;2003年4月,中國地質調查局在庫區進行了彩色紅外航空攝影,獲得了二期蓄水(壩前135m水位)前的地質環境本底值,並對地質災害進行了解譯。
1999年1月,國土資源部在三峽庫區秭歸-新灘段建立了「長江三峽庫區崩塌、滑坡地質災害監測工程試驗(示範)區」,初步建立了庫區地質災害GPS基準網,在局部滑坡體上建立了單體監測網,並著重對GPS用於滑坡監測的可行性進行了系統和深入的研究。
1999年,國土資源部完成了「長江三峽庫區崩塌、滑坡地質災害監測工程試驗(示範)區」示範工程之「地質災害信息系統(GGIS)和預測預警系統」的建設。中國地質環境監測院完成了國土資源部2000年科技專項計劃「長江三峽地質災害監測與預報」之「三峽庫區地質災害信息系統(GHGIS)工程化開發」,並運用到庫區19個縣(市)及重大工程的地質災害調查(付小林等,2003)。武漢大學完成了「長江三峽地質災害監測與預報」之直接提取變形量的高精度、快速GPS解算軟體開發項目。
從2002年開始,國家相關部門又投資1.5億元全面系統地建立三峽庫區地質災害監測網路。目前,該項工作正處於實施階段。
2002年,科技部設立了重點研究項目,由中國地質科學院地質力學所負責開展三峽庫區地質災害預警研究。項目採用雨量監測、地質調查、分維計算方法和GIS自動成圖技術對地質災害進行預測預警。
近年來,我國其他地區的地質災害監測工作也取得了長足的進步。以四川雅安峽口滑坡為對象,應用GPS技術、鑽孔傾斜儀、自動水位觀測計、自動位移監測儀、TDR、排樁、自動雨量計等技術,開展了滑坡監測新技術新方法的研究,並採用自動傳輸技術對數據進行實時傳輸。在水電、鐵路、公路、礦山等部門,已經對數十個乃至數百個單體滑坡位移(包括地表位移和深部位移)和孔隙水壓力等指標進行了長時間監測,取得了許多寶貴數據。
在岩溶塌陷監測預測方面,通過進行岩溶塌陷的模型試驗研究,得出岩溶水壓力變化對塌陷具有重要的觸發作用的結論,以此作為衡量塌陷發生的臨界條件具有重要的預測意義(蔣小珍,1998)。2000年,岩溶研究所在廣西桂林柘木鎮建立了岩溶塌陷災害監測站,主要監測塌陷的觸發因素——岩溶管道裂隙系統水(氣)壓力的動態變化。一年多來的監測結果表明,新塌陷的產生與近一個月的岩溶水氣壓力的大幅變化有關。
10.2.1.3 地質災害治理技術
自1992年以來,原地質礦產部進行了一系列地質災害的調查、評價和防治工作,在地質災害防治的地質工程理論研究、設計理論和設計方法上均積累了經驗。特別是在進行備受世人關注的「長江三峽鏈子崖危岩治理」中,充分運用了計算機輔助設計技術,並開始進行參數化和智能化設計。在防治工程中,先後對三峽鏈子崖危岩體、四川萬縣豆芽棚滑坡、四川漢源滑坡、四川宜賓翠屏山滑坡等進行了預應力錨固防治工程,採用了大噸位預應力錨索、錨拉樁等技術。
1997~2003年,開展了「三峽工程庫區移民遷建新址重大地質災害防治研究」,對遷建區的岩溶及岩溶地質災害、巴東組泥灰質岩石易滑層位的工程地質特徵、工程庫岸防護技術、庫區人防工程對移民新址的危害、人工高邊坡穩定性評價及防護技術方法、棄渣處置加筋土擋牆穩定性進行了深入研究,並初步建立了巫山和巴東縣防治示範區,開展了基於治理的滑坡體開發利用的研究,在研究了國內外與滑坡防治設計與施工相關的技術規范和較為成熟的技術方法基礎上,結合三峽庫區特點,編制了《長江三峽工程庫區滑坡防治工程設計與施工技術規程》。
我國在鐵路、水電、公路和城市建設中,開展了大量滑坡、崩塌、泥石流治理工程技術的滑坡治理單項技術研究,建立了包括地表排水工程、地下排水工程、削方減載工程、扶壁反壓工程、抗滑樁(鍵)、支撐樁工程、錨固工程和混凝土承重抗滑工程、注漿工程等的技術規程。
鐵路泥石流防治中,採用明洞、隧道、渡槽、急流槽、重力攔擋壩及鋼軌格柵壩等工程防治泥石流;運用模型試驗對大型泥石流溝防治工程進行科學論證,使防治工程方案更加合理。
近年來,我國在公路崩塌和滑坡防治工程實踐中,在崩塌和小型滑坡災害治理工程中,應用了輕型網狀防護系統與生物護坡系統相互配合的技術。如噴射厚層種植基材綠化,這是近年來發展起來的一種生物護坡系統,是運用機械將含有植物種子的有機基材噴射到坡面上,使坡面達到迅速恢復自然植被的一種新型護坡技術。它施工工藝簡便,綠化效果好,對於坡度大於1∶0.5岩質邊坡的治理效果尤為明顯。
10.2.2 存在的問題
(1)缺少一套快速調查和評價的高新技術方法
快速調查識別技術(如高精度的遙感圖像及其識別技術)較為落後。對地質災害評價指標體系和技術方法,特別是3S技術的集成應用還有很大差距。
由於地質災害的孕育發生和發育受多種因素影響和控制,發生的成因機理異常復雜,不僅不同種類的地質災害(如滑坡、泥石流)控制因素和誘發因素差別較大,即使是同一類型的地質災害,由於其所處的地質環境條件的差別(如我國的西南地區、東部地區、西部黃土地區等),外界因素(如降雨)誘發其發生的成因機理和臨界值也差別較大,多方面的原因致使地質災害的空間預測與危險性區劃顯得異常復雜,欲提出統一的具有普適性的地質災害預測評價指標體系、模型及判據是不現實的,必須針對某一典型地區和各災種制定不同的評價預測指標體系,選擇確定不同的權重,採用不同的預測評價模型和判據,方能客觀預測地質災害。地質災害評價的3S技術集成應用目前處於起步階段,還需做大量深入細致的工作。
(2)地質災害形成機理和誘發機理有待進一步深入研究
我國內地滑坡類型多,降雨型滑坡的成因機理各有特點,我國群發型滑坡和大型滑坡的形成機理還有待進一步深入研究。
絕大多數城市岩溶塌陷的發育都與地下水的活動密切相關,但臨界值該如何確定?目前的物理模型試驗主要的著眼點是塌陷機理的定性揭示,在觀測方法上採用的都是人工方法,根本無法捕捉到塌陷發育過程中觸發因素和主要影響因素的連續變化,無法對岩溶塌陷臨界觸發條件及其與主要影響因素關系進行定量分析。
(3)突發性地質災害預警預報的准確率較低
受基礎數據和滑坡泥石流統計樣本數量限制,在空間和時間上預報的准確率均有待提高。特別是我國各地區的基本地質環境條件和相應的臨界降雨量的關系研究不夠,同時預測預報手段還相對較為落後,目前還基本處於人工預警或半人工半計算機化預警的階段,離實現地質災害預測預警過程的自動化、快速化還有較大的距離。
(4)地質災害的監測技術落後
目前地質災害的監測技術大多還依靠精度低、效率低、成本高的常規手段,對近年來發展起來的自動化程度高、精度高、相對成本小的新技術、新方法(如高精度全球定位系統GPS、高精度干涉綜合孔徑雷達遙感INSAR以及激光監測技術等)的推廣應用不夠。
由於在地質災害監測方面起步較晚,大多是局限於點上的監測,僅有少量為區域性監測。在地質災害監測網路優化和計算機網路應用方面,發展緩慢。
滑坡泥石流災害的監測主要限於位移和孔隙水壓力監測,而對有關演化狀況的其他指標(如溫度、水化學場、地應力、推力等)則很少有人顧及。同時,我國對滑坡泥石流災害監測網的布置、監測儀器及精度要求等都缺乏統一的標准,使得監測數據可比性和共享性受到一定的限制。
在區域性地面沉降監測中合成孔徑雷達干涉(INSAR)技術的應用研究方面還有待深入,利用IN-SAR技術所建立的地面沉降監測網在時間(頻率)、空間(基岩標、分層標)、方法、密度等的優化方案和預警預報(模擬預測)方法與信息集成方面,是目前地面沉降監測預警亟須研究的重要課題。
(5)對潛在災害體的早期識辨差,「災後」研究普遍
由於現有的地質災害調查主要是對危害村莊和城鎮的,已經具有明顯前兆的地質災害進行的,對與其相關的影響因素分析不夠,對地質災害形成機理研究不夠,因而造成對潛在災害體的早期識辨差,對潛在的地質災害點的預測能力不足,「災後」研究較為普遍。
(6)地質災害防治缺乏一整套標准
缺乏一套地質災害災情統計,調查、評價、勘查、設計、施工、治理、應急調查與處置的技術標准。
10.2.3 面臨的形勢
(1)積極開展地質災害防治技術研究是我國經濟建設和可持續發展的緊迫需求
隨著國家西部大開發和可持續發展戰略的實施,國家大型工程和規模經濟建設的重點逐漸向中、西部地質環境較為脆弱的地區轉移,特別是一些工程建設、新城市建設和小城鎮建設面臨越來越嚴重的地質災害頻繁發生的威脅。地質災害對人類活動和生存條件的影響和威脅越來越明顯,而人類工程活動誘發的地質災害也越來越頻繁,地質災害防治已經成為我國經濟建設和可持續發展的制約因素之一。地質災害防治工作迫切需要地質災害調查、監測預報和治理技術方法提供科技支撐。
(2)現代新技術及計算機和信息技術的發展為地質災害防治研究提供了充分的技術保障
現代測量技術、信息技術、計算機技術等的快速發展,為地質災害實時監測、各種信息的集成傳輸、災害動態模擬模擬研究、預測預警模型研究、災害預測預警系統研究和信息快速發布反饋系統研究提供了先進的技術支撐,為地質災害監測預警和信息管理的研究與發展創造了前所未有的有利條件。
⑧ 地質災害防治工作現狀及存在的主要問題
存在的主要問題。一是部分幹部群眾科學防災意識薄弱,存在僥幸心理;二是地質災害防治經費嚴重不足,部分地區地質災害危險點和隱患點勘查治理與搬遷避讓工作進展緩慢;三是地質災害應急處置交通工具和防治技術等無法滿足汛期地質災害防治工作的需要;四是地質災害防治工作機構還不夠健全,管理人員嚴重不足,技術力量薄弱等。
一是繼續加強領導,落實防災責任。充分認識做好當前地質災害防治工作的重要性和緊迫性,切實加強領導,將地質災害隱患點的監測預報預警責任分解到村、到戶、到人。二是加強排查,消除災害隱患。重點抓好丘陵山區和重大工程地質災害危險點、隱患點的全面排查,及早發現和解決問題,消除隱患,落實監測預報預警措施和避險場所。會同氣象、水文等有關部門,進一步做好地質災害氣象預警預報工作,擴大預報信息發布的覆蓋面,增強時效性,確保及時將預警預報信息發送到相關管理人員。出現暴雨、特大暴雨的地區,要對滑坡、崩塌、泥石流地質災害隱患點加密監測頻率。三是加強值班,確保信息暢通。嚴格遵守汛期值班、災情速報和專報制度,保證汛期24小時輪流值班,確保災情險情信息及時、准確。四是加強保障,提高反應能力。切實加強地質災害應急管理機構和隊伍建設,確保地質災害應急人員、車輛、經費和相關設備的到位。充分發揮地勘單位的技術優勢,做好地質災害應急處置的各項工作,隨時參與地質災害應急搶險和應急調查等工作。五是加強監督,減少人為災害。加強對各類工程建設項目引發地質災害活動的監督管理,嚴格執行地質災害危險性評估和地質災害防治工程「三同時」制度,防止開采礦產資源和地下水資源引發地質災害,減少人為因素引發的地質災害。六是加強宣傳,增強防災意識。充分發揮廣播、電視、互聯網、報刊、手機簡訊的作用,進一步做好丘陵山區受地質災害威脅群眾的宣傳教育工作,提高群測群防水平和科學防災救災能力。
⑨ 地質災害治理與地方經濟發展的關系
甘肅省國土資源廳
改革開放以來,甘肅省經濟有了突飛猛進的發展,特別是進入本世紀後,地方經濟在以房地產為支柱產業的帶動下,取得了連續十餘年的高速發展。房地產業的發展是與土地開發為基礎的產業,隨著農村小城鎮建設和城市棚戶區改造和安居工程的實施,人民群眾居住條件得到了改善,但同時人地矛盾也凸顯了出來。在土地日趨緊張的情況下,對一些非耕地的改造勢在必行。隨之而來的是地質災害的頻繁發生,其所帶來的危害也不斷加大,發展經濟的同時,進行地質災害治理也成為構建和諧社會的內容之一。
一、地質災害是社會經濟可持續發展的制約因素
甘肅省是全國地質災害最為嚴重的省份之一,「十一五」期間,全省共發生各類突發性地質災害8940起,共造成1692人死亡,297人失蹤,以2008年和2010年傷亡人數最多;造成直接經濟損失35.67億元(未含舟曲泥石流災害損失)。
「十一五」期間,甘肅省遭遇了特大地震和極端天氣的影響,地質災害頻發,並造成了嚴重的人員傷亡和財產損失。「5·12」汶川特大地震引發的次生地質災害造成甘肅省地震災區151人死亡,473人受傷,直接經濟損失28.76億元,地震也同時對甘肅省地質環境造成了極大的創傷;「5·16」蘭州市九州石峽口滑坡造成7人遇難,兩個單元的家屬樓被摧毀;舟曲「8·8」特大山洪泥石流災害造成1435人遇難,330人失蹤,泥石流災害同時對舟曲縣城基礎設施造成了嚴重破壞;「8·12」特大暴洪災害造成隴南市37人遇難,17人失蹤,其中以成縣最為嚴重;「3·2」東鄉縣城滑坡災害造成730人被迫轉移,縣城部分區域處於滑坡危險區。特別是受「5·12」汶川地震影響,全省中東部、南部的隴南市、甘南藏族自治州、天水市、慶陽市、平涼市、定西市等6個市(州)所轄38個縣(區)地質災害頻發,地震在這些地區引發崩塌、滑坡、地裂縫和地面塌陷災害共8108起。
截至2010年底,全省已查明各類地質災害隱患點10629處。地質災害類型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及地裂縫等,其中崩塌、滑坡6699處,泥石流溝3580條,地面塌陷193處,地裂縫157處。受地質災害威脅人口190.82萬人,受威脅財產304.81億元。
二、地質災害治理是社會經濟可持續發展的重要內容
「十一五」期間,甘肅省遭遇了「5·12」汶川特大地震及「8·8」舟曲特大山洪泥石流災害等事件。面對特大地質災害的侵襲,甘肅省國土資源部門在省委、省政府及國土資源部的正確領導下,實施了地質災害監測預警、地質災害排查及地質災害治理工程等一系列有效的防災減災工程,為災後重建做出了一定貢獻。
(一)地質災害調查評價工作取得重要進展
截至2010年,甘肅省全面完成了87個縣(市)的1:10萬地質災害調查與區劃工作,並完成蘭州市、隴南市、天水市和平涼市所轄22個縣(區)1:5萬地質災害詳細調查工作,基本摸清了這些地區地質災害發育分布規律,為防災減災工作奠定了一定的基礎。
(二)地質災害監測網路初步建立
在全省地質災害調查和詳查基礎上,全省87個縣(區)建立了地質災害群測群防網路,群測群防監測點達到1萬多個。「十一五」期間,地質災害群測群防取得顯著成效,累計成功預報地質災害57次,轉移群眾32.6萬人,避免經濟損失3.2億元。甘肅省「十有縣」建設都得到加強,蘭州市城關區等29個縣(區)進入國土資源部群測群防「十有縣」建設名單,一批優秀群測群防員受到國土資源部的嘉獎。為全面提升基層地質災害防治能力,進一步加強群測群防工作,切實保障人民群眾生命財產安全,依據國土資源部有關精神,結合全省地質災害防治工作實際,甘肅省實施了鄉(鎮)國土資源所地質災害防治「五到位」宣傳培訓活動,並取得顯著成效。蘭州市、隴南市等地質災害多發區專業監測網建設工作已初步開展。地質災害氣象預警預報全面展開,省國土資源廳與省氣象局合作開展了省級地質災害氣象預警預報工作,取得了較為顯著的成效。「十一五」期間,成功發布地質災害氣象預警140次,其中Ⅲ級98次,Ⅳ級42次。
(三)地質災害防治工程得到加強
「十一五」期間,甘肅省加大了特大型、大型地質災害防治項目投資經費,多處險情嚴重、危險性大的地質災害得以及時治理。通過申請中央和省級財政治理的地質災害防治項目(包括應急治理)510餘項,治理投資經費總額達數十億元,有效減輕了地質災害對危險區內人民生命財產安全的危害。同時,「十一五」期間,甘肅省地質災害防治體製得到了加強,蘭州等地區地質災害年度防治經費常規投入逐步形成。
(四)重大地質災害事件災後恢復治理成效顯著
1.震後災區重建成效顯著
「5·12」汶川地震後,省國土資源廳組織編制了《汶川地震甘肅災區隴南市災後恢復重建地質災害防治專項規劃》,並得到了國務院的批復,重建項目成效顯著。隴南市災後重建地質災害防治項目共實施314項,其中工程治理項目265項,總投資10.97億元,基礎項目(包括基礎調查、應急能力建設、氣象預警預報系統建設等)49項,總投資2.09億元。截至2010年底,265項工程治理項目已竣工165項,在建100項;基礎項目已完成29項,在建20項。此項工作的實施,很大程度上有效遏制了甘肅省地質災害多發、頻發、群發的隴南地區地質災害的發生,減少和降低了甘肅省因地質災害而造成的人員傷亡和經濟損失。
2.舟曲災後重建工作進展順利
「8·8」舟曲特大山洪泥石流災害發生後,省國土資源廳組織編制的《舟曲災後恢復重建地質災害防治規劃》得到國務院的批准實施,規劃治理工程26項,總投資8.5億元。該規劃正在實施,計劃在2012年完成。
3.蘭州城市重大地質災害防治工作初步展開
蘭州城市地質災害的多發性、突發性、危害嚴重性引起了黨中央、國務院的高度重視。針對地質災害頻發、危害嚴重的狀況,蘭州市人民政府於2007年批准印發了《蘭州市地質災害防治規劃(2007~2020年)》,同時組織編制了《蘭州市城市重大地質災害防治專項規劃》、《蘭州城市重大地質災害防治可行性研究報告》,為科學規劃、有效防治地質災害奠定了基礎。
4.東鄉縣城災後地質災害防治工作展開
東鄉縣城特大地質災害發生後,省國土資源廳組織編制了《東鄉縣城特大地質災害綜合治理可行性研究報告》及《東鄉縣城地質災害防治規劃》,地質災害防治工作已初步展開,計劃2011年完成。
5.永靖縣二方台滑坡應急治理工程進展順利
甘肅省國土資源廳組織實施的永靖縣二方台滑坡應急治理工程進展順利,工程實施後,將有效保護危險區內212戶村民、1000餘人的生命與財產安全。
(五)地質災害應急體系建設初步開展
甘肅省成立了省級地質災害應急中心,主要負責省級地質災害應急專家庫建設和管理,突發地質災害現場應急調查和處置,地質災害氣象預警,地質災害應急信息平台建設、運行管理和維護。省地質災害應急中心的成立,有力地推動了甘肅省地質災害的應急體系和應急能力建設的步伐。省、市(州)、縣(區)均制定了突發地質災害應急預案。
(六)地質災害防治專業技術隊伍建設得到加強
「十一五」期間,甘肅省加強了地質災害專業技術隊伍建設,已成為地質災害防治的強力技術支撐,主要分布在國土資源系統所屬的地礦、有色、煤炭等地勘單位以及省科學院、蘭州大學等院校。隨著地質災害防治工作的加強,專業技術人員得到很好的實踐鍛煉。
三、防災減災是社會經濟可持續發展的保障
「禍兮福所倚,福兮禍所伏」,所有的物質運動,對於人類都有正反兩個方面的作用,既造福也可為害。如果我們承認事物的雙重性,那麼地球、生物、環境、人類、社會、經濟發展過程中,在為人類生存和發展創造有利條件的同時,也必然在另一方面帶來災害,而減輕災害,改善環境造福於人類,就可以保障社會經濟的可持續發展。
(1)必須提高全社會的減災意識,推動減災社會化:減輕災害是全社會的協調行動,為取得減災的綜合效益,必須提高全社會的減災意識,推動減災工作的社會化,需要制定國家、部門和地方的減災規劃,動員全社會共同參與。
(2)實施減災系統工程,進行綜合減災:減輕災害是一項系統工程,包括監測、預報、評估、防災、抗災、救災、安置與恢復,宣傳與立法,保險與基金,規劃與指導等項。減災系統工程的制定要與社會經濟發展規劃相協調,突出農業與城市兩大減災重點,充分發揮科技的先導作用和社會各種減災力量的聯合作用,進行綜合減災。
(3)開展減災示範區工作:為了研究減災的方法、技術,總結減災經驗,推動全國減災工作的開展,應選擇多災頻發的和社會經濟發展的重點地區作為減災示範區,在保證這些地區經濟發展的同時,探索系統減災經驗,再向全國普遍推廣。
(4)綜合治理地質災害,保護地質環境:實施建設項目地質環境影響評價制度,堅持「開發利用與保護環境並重」和「誰開發誰保護、誰破壞誰治理、誰利用誰補償」的方針。加大地質災害防治投資力度,重大地質災害體的治理與國土資源開發整治相結合,統籌規劃綜合治理。
(5)深入開發災害科學研究,提高社會減災的能力和水平:減輕災害是一項系統工程,其中,每一項都需要高新技術的支持和高水平災害科學理論的指導,只有提高災害科學研究的水平,才能提高社會的減災能力。