讀地質災害調查與評論有感
① 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。
② 在地質災害評價與其他地質調查中的應用
一、地質災害評價與監測
地質災害主要指崩塌(含危岩體)、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷和地裂縫等。災害的地質評價與監測的目的是為了科學地確定地質體特徵、穩定狀態和發展趨勢,為分析地質災害發生的危險性,論證地質災害防治的可行性和比選防治方案,最終確定是否要治理,採取躲避方案或實施防治工程對策提供依據。
地質災害勘查的任務與內容包括查明地質災害體的特徵及其地質環境以及自然演化過程或人為誘發因素;分析研究地質災害體的成因機制;勘查地質災害體的形態、結構和主要作用因素等,並評價其穩定性;預測地質災害體的發展趨勢,評價其危險性;和進行防治工程可行性論證,提出防治工程規劃方案。
1.工程建築場地的岩溶和洞穴的調查
對於機場、公路及大型工程建築場地,地下洞穴、人防工程嚴重威脅著地面建築的安全。由於地下洞穴或人防工程的存在,引起地表塌陷,地面建築遭受破壞的現象時有發生,這一現象已引起人們的高度重視,如我國北方的一些城市,廢棄的人防工程已經成為城市建設的主要地質災害之一。因此,在工程地質勘查中採用物探方法查明埋藏地下的土洞、人防工程等不良地質現象,對合理地進行地面建築設計和地基加固是十分必要的。
柳州機場在施工過程中發現有數處大小不一的土洞,為確保機場跑道的安全,在跑道位置進行了探地雷達探測。探測中採用了SIR-10型地質雷達,天線頻率為100 MHz。在跑道位置探查出三處洞穴異常。經開挖驗證,均發現有較大洞穴。洞穴在雷達圖像上的反映呈雙曲線形,圖5-4-1為土洞的地質雷達圖像,開挖驗證的實際洞穴如圖5-4-2。這一探測結果,排除了機場跑道的隱患。
溶洞是可溶岩的一種常見的地質現象,溶洞的存在對可溶岩區的工程建築有較大的危害。當岩面覆蓋為易被沖蝕的滲透地層,且岩溶與上覆地層存在水力聯系時,這種水力聯系加速了岩溶發育。當岩溶頂部變薄不能支持上方地層負荷時,就會發生塌落。
圖5-4-3為廣州花都市某地的開口溶洞的探地雷達圖像。該處覆蓋層為細顆粒粉砂,有一定滲透性,其下為灰岩。灰岩面附近岩溶發育,在灰岩面的地質雷達圖像中可見不規則強反射波。強反射波形成的區域內有一組周期短的弱反射波,其特徵與上覆地層反射波特徵類似,這表明灰岩中空洞已被上覆地層沖蝕的土體所充填。由於開口溶洞上方土體已遭沖蝕,因此,其反射波形態特徵與周圍土層的反射波形態特徵不同,表明上覆地層已受到擾動。擾動土層與充填溶洞構成了開口溶洞特徵。這類溶洞使上覆地層承載力明顯降低,容易引起坍塌。
圖5-4-1 柳州機場洞穴的雷達圖像
圖5-4-2 開挖驗證的實際洞穴圖像
唐山市坐落在斷裂活動帶和隱伏岩溶區,在自然和人為因素影響下曾多次發生岩溶塌陷、地面變形等地質災害,給人民生命、財產安全和經濟建設帶來巨大危害。為了查明第四系覆蓋層厚度並確定基岩中溶洞與斷層位置。在唐山市第十中學操場,對曾經發生過岩溶塌陷並已作填石處理的地段開展了人工地震勘探。縱波反射觀測採用1 m道間距,20 m偏移距,12 次水平疊加;橫波反射觀測參數採用1m道間距,20m偏移距,6次水平疊加。
圖5-4-3 某開口溶洞的地質雷達圖像
該區基岩為中厚微晶灰岩夾泥岩,埋深24.2 m。圖5-4-4為該測區縱波剖面圖,圖中,基岩反射波在已知塌陷坑處同相軸缺失,並有錯斷,反映了斷層破碎帶的形態。其他部位基岩反射波同相軸連續,是完整基岩的反映。
圖5-4-4 唐山市第十中學操場岩溶塌陷地震縱波反射剖面圖
2.地裂縫的物探勘查
西安市是地裂縫的多發區,近年來由於頻繁的構造運動及大量抽水等作用,地面及地下常出現地裂縫,嚴重地破壞了地面及地下的各種建築設施。查明地裂縫的存在與否及地裂縫的位置、埋深、下延深度及其走向延伸,對西安地區的城市規劃和建設有重要意義。
為了證實地裂縫是基底斷裂構造向上延展活動的成因機制,開展了淺層高解析度地震勘探,對展布在西安市的十條地裂縫帶布置了垂直地裂縫帶的地震測線,任務是探查地裂縫帶下是否有隱伏的第四紀斷層。
觀測系統為道間距5 m,最小偏移距220 m。儀器參數為:采樣間隔1 ms,記錄長度512 ms或1024 ms,低截頻率90 Hz。
在第四系平均厚度600 m的地層內,存在可連續追蹤的地震反射層有七組,按其反射時間由小到大標記為t1~t7,與鑽孔地質剖面對比,七組反射層與地質層位關系如表5-4-1。
表5-4-1 地震反射與地層關系表
地震勘查結果證明,跨越地裂縫帶的24條地震剖面,均存在有第四紀斷層,斷層面南傾,傾角較陡,南側的上盤下降,北側的下盤上升,其產狀和斷層特性與其上部地裂縫具有的正斷層式差異沉降特徵是一致的,即以地裂縫為界,南側的上盤土體相對下沉,北側的下盤土體相對上升(圖5-4-5)。
隨著反射層t1~t6深度逐漸加深,各反射層所對應的斷距逐漸加大,而不是所有反射層的斷距都相等。這種現象在所有地震剖面上都存在,它反映了第四紀斷裂是基底斷裂繼承性發展,地裂縫是第四紀斷層在地表的出露。
由於地裂縫具有寬度小、埋深變化大和走向延伸較長等特點,因此,高密度電阻率法對地裂縫探測也有較好的效果。西安工程學院採用中間梯度法和高密度電法相結合對西安市地裂縫進行實驗研究。圖5-4-6是在已知地裂縫上的電探綜合剖面圖,由圖可見,視電阻率高值帶不僅反映出地裂縫的位置,而且也反映出其傾向和位錯動情況。該處探槽可見地裂縫F1、F2寬度分別為1 cm和2 cm。可見,高密度電阻率法在地裂縫探測中有較高的解析度。
地質雷達方法對地裂縫的探測也十分有效(圖5-4-7)。地層受剪切和張力作用產生裂縫,造成地層某一位置錯斷。垂直裂縫走向布置地質雷達測量,地裂縫在雷達剖面上表現為同相軸錯斷,其錯斷程度與裂縫發育程度有關,若裂痕沿橫向發育,裂縫內物質電磁波的吸收,也往往造成此部位反射波同相軸局部缺失,其缺失的范圍與裂縫發育范圍有關。
圖5-4-5 跨越地表地裂縫的反射地震剖面
圖5-4-6 地裂縫上的綜合勘測剖面圖
3.滑坡的監測與調查
在滑坡動態監測中,根據岩土的動力學特徵的動態變化與地球物理場變化的相關性研究,可監測滑坡的形成與發展的動態過程,為災害的預測與防治提供參考資料。
滑坡是由岩石的突然崩塌或岩(土)體滑動造成,地質環境各異,成因各不相同。目前用於調查滑坡范圍及隨時間變化過程研究的地球物理方法較多,如用重力測量圈定滑坡范圍,自然電位監測滑坡動態,地溫測量監測與滑坡有關的地下水流動態。放射性、電法、地震、地質雷達測量也是滑坡調查中常用的方法。
圖5-4-7 地裂縫上的地質雷達剖面圖
此外,目前正在進行研究的有:利用岩石破碎時的聲發射與電磁脈沖輻射,採用聲波測量與電磁波測量監測滑坡動態;利用微動觀測監測滑坡體震動頻譜,確定滑坡滑動方向與滑動面蠕變等方法。
圖5-4-8 為電法和地震研究滑坡的實例,滑坡體靠近高加索,由砂質粘土組成,下部為泥岩風化殼。電測深結果將斜坡斷面分三層,上層為滑體(ρ1=13~29Ω· m),中層為風化泥岩,屬滑動面(ρ2=2~4Ω·m),下層是未風化泥岩組成滑床(ρ3=2~12Ω·m)。地震測量結果將滑坡分上、下兩層與滑體和滑動帶相對應(vP=340~360 m/s),下層與未風化泥岩頂部相符(vP=1360~1400 m/s),速度界面只有一個。在滑坡上部電法和地震的上界面十分吻合,而在滑坡底部速度界面高出電性界面,原因是未風化泥岩上部裂隙度增大造成,這種軟弱帶有可能產生新的滑坡。
圖5-4-8 根據地球物理研究結果綜合繪制的電性界面斷面圖
前蘇聯成功的採用氡氣測量判斷坡度的穩定性,圈閉滑坡體並監測滑坡發展的過程。圖5-4-9示出莫斯科列寧山滑坡地區氡氣測量結果,由圖可見,滑動地塊中氡的濃度通常高於周圍的穩定地段。因此,在不同時間系統進行氡氣測量將可監測滑坡從穩定地塊向活動地塊發展的過程,以及趨向穩定的轉變。
4.煤田陷落柱的調查
陷落柱是煤田開采中危害極大的地質災害之一,它通常是由於基底厚層灰岩中古溶洞的塌陷加上煤層蓋層塌落形成的。目前對陷落柱的調查中通常採用的地球物理方法有放射性、電法及人工地震等。
圖5-4-9 俄羅斯莫斯科列寧山一個滑坡上氡氣測量的結果
放射性方法調查陷落柱的根據是地下水在循環過程中由淺部氧化帶溶解的微量鈾,到達深部還原帶並沉澱在陷落柱的空隙帶中,使得鈾的含量高於周圍的岩石。鈾衰變為鐳後在還原條件下易溶於水,含鐳的地下水沿孔隙向上運移到達氧化帶又沉澱在土壤表面形成鐳暈,同時鈾、鐳衰變後形成氡氣異常,氡氣又衰變為210Po核素,因此,通過氡氣測量或210Po測量,可以間接調查陷落柱。通過氡氣測量或210Po測量,可以間接調查陷落柱。一般來講,210Po法在陷落柱上方的剖面曲線特徵為馬鞍形,即陷落柱邊緣上異常曲線出現高峰值,而在陷落柱的中間210Po值較低,但仍然高出正常值。
河北大油村煤礦陷落柱調查以210Po測量為主,配合電測深、甚低頻電磁法、伽馬測量等地球物理方法,取得較好結果。礦區第四紀地層厚80~120 m,其中河卵石厚30~50 m,下部為二疊紀砂岩、粉砂岩、泥岩互層及煤層,礦區已發現兩個陷落柱,其中DX-1已由巷道控制,DX-2剛開始揭露。210Po測量結果如圖5-4-10所示,210Po脈沖數為60的異常值圈定的結果與已知陷落柱的范圍相符,並圈出新的異常區DX-2的范圍。
5.采空區的調查
采空區是由人類活動引起的地質災害之一,它對地面建築和人身安全帶來嚴重隱患。為了研究對采空區的有效探測方法技術,近年來,煤炭科學研究總院和其他一些科研部門對此進行了大量的研究工作。研究成果表明,採用地震勘探、高密度電法、瞬變電磁、地質雷達、鑽孔彈性波CT、α卡法測量法等物探方法對探測采空區都具有一定的效果。由於每一種物探方法的應用都受到探測深度、地形地貌和岩土特徵的影響,因此,各種方法都有其適應范圍,在實際應用中,應根據具體的地質情況和方法的有效性實驗後選擇適用的物探方法。
圖5-4-10 大油村煤礦210Po異常平面圖
高密度電阻率法和地質雷達對埋藏較淺的采空區具有較好的探測效果。石—太高速公路山西平定境內遇有礬土采空區,由於工程治理的需要,在施工前需查明采空區的空間分布和規模。探測區段上部為第四系覆蓋層,以粘土為主,電阻率為20~30Ω·m,厚度為0~10 m不等。底部為石炭系地層,以粉砂岩和泥岩為主,電阻率為50~100Ω·m,厚度較大。采空區由於坍塌、充填物鬆散、潮濕或充水,電阻率與圍岩相比差異較大,呈低阻特徵。其中3號采空區由於採用旁柱式開采,截面積較大,其坍塌也更嚴重,埋深大約為20 m。
由於地形地表條件復雜,在高密度探測中採用了非正規測網,在120 m×100 m2,的范圍內共布設12條測線。點距2 m,極距a=(1~16)·x。圖5 4 11為3號采空區Ⅱ、Ⅲ測線的高密度測量結果圖。由圖可見,除地表局部地形和電性不均勻體形成的向上開口的「V」字型干擾異常外,在其深部(39點下方)有一低阻閉合圈異常,范圍較大,相應埋深也較大,與正常背景電阻率相差僅10Ω· m,在相鄰測線上連續出現類似異常,深度變化不大,該低阻異常由采空區形成,異常下方為采空區位置。
圖5-4-11 3號采空區Ⅰ、Ⅲ測線的高密度測量結果
地震勘探是采空區探測中應用廣泛的方法之一。由於采空區的存在,采空區周圍的應力平衡受到破壞,產生局部的應力集中,采空區圍岩在上覆岩層壓力作用下,經過一段時間後發生變形、破碎、位移和塌落,這使得采空區地震波的特徵與未開采區圍岩地震波的特徵相比發生較大的差異。圖5-4-12為徐州某煤礦煤層采空區實測地震剖面圖。
圖5-4-12 徐州某煤礦煤層采空區實測地震剖面圖
圖中可見,在采空區上地震剖面通常有如下特徵:反射波速度明顯降低;反射波(組)突然中斷,跨過采空區後又重新出現;反射波的波形發生紊亂。
α卡法探測采空區是通過測量地表氡射氣含量大小,區分出地質異常及其異常性質。實驗研究表明,地表氡射氣含量與地下構造有著密切關系,岩層的裂隙、斷層破碎帶、岩石風化帶和鬆散帶是氡氣向地表運移的良好通道,這為氡射氣探測地質問題提供了地球物理條件。在老窖采空區大都存在著一定程度的塌陷冒落和裂隙,采空區上方至地表將會形成裂隙發育帶和鬆散帶,成為氡氣上移的通道,通道上方將出現α粒子強度的明顯異常,依此可推斷采空區的位置及范圍。圖5-4-13為徐州某煤礦煤層采空區區段土氡射氣探測剖面圖,強異常出現在采空區上方。
圖5-4-13 徐州某煤層采空區區段土氡探測剖面圖
6.地震預報中的地球物理方法
地震頻繁發生的地區一般是地殼的薄弱帶和活動帶。深大斷裂是幔源物質上侵和地球脫氣的主要通道,是地震活動的發源地。地震活動又派生出新的構造運動,構造運動產生的裂隙帶是氣體上移的通道。利用地表自由逸出的氣體溶解於水中及吸附於土壤中氣體的濃度變化來監測預報地震,是當前國內外廣泛採用的地震預報方法。研究證實,地震前後由於地應力的變化,可引起地下水中化學成分的變化,特別是水中氣體成分對地應力的反應十分靈敏。因此,水中氣體成分的變化可作為地震發生過程的重要標志,其中汞是對地震前兆響應最為靈敏的有效指標。
1985年11月21日,北京西郊妙峰山發生4.1級地震,震中距北京火車站汞監測井40 km;同年11月30日河北巨鹿發生5.1級地震,震中距汞監測井125 km。據北京火車站觀測井的水汞含量觀測,水中汞濃度有明顯變化,正常情況下,水中汞的平均值為14 ng/L。妙峰山地震臨震前汞濃度達到629.3 ng/L,為平均值的42倍(圖5-4-14)。
圖5-4-14 京西妙峰山、巨鹿地震前後北京火車站觀測井水中汞量變化曲線
由於大地震的發生大多與斷層活動有關,而活動斷層是地表與地殼深部聯系的通道,在活動斷層附近,通過土壤中氡和水中氡測量,可以從地表直接獲得深部構造活動的信息。在山東菏澤,1987年發生7.0級地震,據劉西林和華愛軍1984年進行的8條剖面氡測量結果,認為1987年的7.0級地震和1983年的5.9級地震是北西向定陶—成武斷裂和北東向的解元集—小留集斷裂的共軛斷裂發震,並確定了其產狀和活動程度。
二、在考古研究中的應用
地球物理方法在考古中發揮著重要的作用。通過地面高精度磁測對古遺址分布區內與回填土的磁性差異的探測,可了解遺址的位置、邊界形態及鐵磁性器物的賦存特徵;通過電阻率法、激發極化法、自然電場法、地質雷達等手段了解不同岩土層及各種金屬器物和介質的電性差異;通過地震反射波和地震面波方法探測古墓與周圍介質的彈性差異,探索陵墓地宮的結構和深度的邊界及埋深;利用放射性勘測技術及天然氣態放射性元素氡濃度變化的測量,來了解某些陵墓區或古建築遺址地下結構的分布。物探方法用於考古工作,可實現對古文化的無損探測,提高了考古發掘的准確度。例如中科院地球物理所採用地震面波、高精度磁測、大地電場岩性探測和地球化學測汞對三峽庫區故陵楚墓的探測,准確地確定出故陵楚墓的位置和分布形態,證實了所推測的古墓的存在,為三峽庫區文物搶救保護解決了重要的難題。
1.高精度磁測在考古中的應用
地面高精度磁測是對古墓、古文化的分布探測中最主要的地球物理方法之一。古遺存或古人類化石本身及所處地層的磁性、磁化率、磁化率各向異性、剩餘磁化強度等與周圍環境存在的磁性差異是磁測考古的基礎。經有關學者研究得出如下結論:被火燒過的泥土製品、土壤、石頭等可獲得較強的磁性;有機質的腐爛使土壤獲得較高的磁性;人為翻動過的土壤或夯土、與周圍天然的沉積物之間有明顯的磁性差異;表5-4-2給出了不同考古材料的磁性參數。
表5-4-2 不同考古材料的磁性參數(據中國地質大學閻桂林)
考古對象的空間規模一般較小,形態復雜,埋深不一。考古對象與周圍物質間雖有一定的磁性差別,但磁性還是較弱,再加上人文干擾,所以,考古對象產生的磁異常,其特點是范圍小,強度低,梯度變化大,形態多樣,有時干擾嚴重。因而,在考古調查中必須採用高精度的質子磁力儀或光泵磁力儀。
地面磁測時測網的比例尺一般為1∶100~1∶200。儀器探頭距地面高度可為1 m至0.1 m。除觀測磁場強度ΔT外,還可觀測磁場的垂直梯度變化ΔTZ。河南新鄭某古墓的調查是磁法考古探測的成功實例之一。
該測區位於一戰國至漢代古墓葬區內,黃土覆蓋,土質均勻,地形平坦。墓葬區已經初步鑽探普查,磁力調查是作為詳查和核實。採用兩台MP 4 型質子磁力儀,一台用於地磁日變觀測。儀器探頭距地面高0.5 m。測網比例尺1∶200,線距2 m,點測1 m。觀測結果見圖5-4-15。由ΔT平面等值線圖可見,在已知墓葬A、B、C及大型陪葬坑上顯示出一定強度和輪廓明顯的磁異常。有些異常還勾繪出墓葬的形態及細節。如A異常清楚顯示該墓有一較長的南北向墓道,墓室南側有兩個小耳室。A墓引起的磁異常為20 nT左右。據其形態,考古工作者判定為漢代「甲」字型磚墓。B異常形態表明該墓為典型的「刀」字型磚墓。圖中黑粗線輪廓是根據磁異常推斷的結果。C異常較弱,對其墓的形態輪廓顯示不清楚,這表明該墓為一土坑墓,非磚結構。E、D異常反映的是兩個新發現的墓葬,沒有原始資料。陪葬坑的磁異常南、北部分有較大的區別,它表明坑內較多的陶器物品主要堆放在坑的南半部。該區這些異常推斷的遺存埋深為地下1~2m。實際鑽探資料證實了磁測結果的分析。
圖5-4-15 河南新鄭戰國至漢代某古墓的磁異常等值線圖
2.電法在考古中的應用
電法也是考古工作中常採用的地球物理方法。一般古墓多埋藏於第四系鬆散地層中,古墓上下及周圍應有厚度不等的青膏泥(粘土)填充,構成一個以厚層粘土包裹著的「古墓體」,此外,墓室有可能有地下水滲入。這就使得古墓與周圍地層存在一定的磁性與電性差異,為採用電法探測古墓提供了地球物理條件。
圖5-4-16是河南省某古墓地面磁測剖面平面圖。圖中各測線在22~26點和30~36點形成了兩個近EW向的條帶狀正異常(ΔZmax=53 nT),其間有一下降近20 nT的鞍部,其南、北、東三面均為負異常。結合地面情況推斷兩條正異常的鞍部為古墓位置,而南、北、東三面負異常為高差近20 m的人工開挖陡壁引起。
圖5-4-17是0號 剖面等視電阻率斷面圖。由圖可見,0線在三角點往西有ρs小於8Ω·m的極小值區,其他測線也有同樣反映。極小值出現在AB/2=40~100 m之間,以AB/2=65 m為中心部位。圖5-4-18是AB/2=65 m的等ρs平面圖。由該圖反映出ρs小於8Ω·m的極小值范圍為坐標原點往西11.2 m,坐標原點往南9.8 m。該范圍內ρs值均在7.2~7.65Ω· m內,且范圍外 ρs變化梯度較大。由此推斷 ρs小於8Ω·m的范圍為主墓葬的位置。本區電測深曲線類型以H型為主,按電性可分為三層:第一層為覆蓋層,第二層為「古墓體」,第三層為「古墓體」底板。由電測深曲線解釋得主墓頂部埋深為6.9 m,底板埋深為21 m。經挖掘驗證,基本與物探探測結果相符。
圖5-4-16 河南省某古墓磁測剖面平面圖
圖5-4-17 0線等ρs斷面圖
圖5-4-18 等ρs平面圖
3.地質雷達在古遺址探測中的應用
由於古遺址體與周圍介質在相對介電常數上存在有差異,為地質雷達方法探測古遺址提供了地球物理條件。對於埋深較淺的古遺址,採用地質雷達方法具有較好的探測效果。湖北大冶銅錄山古銅礦遺址是我國西周末期與春秋戰國時期的采礦遺址,該銅礦目前仍在開采,為了協調礦山開采與古銅礦遺址保護之間的關系,應用地質雷達探測了銅礦遺址的規模及其分布,取得了令人滿意的探測結果。
古銅礦遺址(稱老窿區)都形成於接觸破碎帶中相當於礦體的氧化次生富集帶中,鑒於當時開採的對象為高品位銅,因此老窿區發育地段首先要具備一定數量高品位銅礦可開采,二是當時用人力與較原始的工具挖掘,開采礦石的層位應該比較松軟,老窿區對應的是接觸破碎帶經強烈風化區,古礦坑內都有回填土充填,回填土與原狀土的差異明顯。因此調查中老窿區的探地雷達圖像應有如下特徵:①由於地層風化是逐漸加深,因此原狀土風化層應為一組均勻密集的窄反射波,同時地層風化進程是同步的,因此這些反射波的同相軸平整且可橫向追蹤;②老窿區現由回填土充填,而回填土與原狀土差異增大,並且老窿區應處在礦石高品位地段,雖然銅已被開采,但鐵礦石仍保留,因此反射信號強度大;③原狀大理岩或矽卡岩由於物性相對均勻,因此反射界面相對較少,基本無明顯的反射信號。
圖5-4-19 老窿區的探地雷達圖像
圖5-4-20 地質雷達與勘探結果對照圖
圖5-4-19為老窿區的地質雷達圖像。由圖可見原狀土為密集的窄反射波,而老窿區中的回填土為強反射波,橫向變化大且同相軸難以追蹤,原狀土與回填土兩者差異明顯。根據雷達剖面圖像我們構築了3個高程的老窿投影與勘探解釋進行對照。圖5-4-20為Ⅲ號遺址老窿投影的地質雷達與勘探結果對照圖。(a)是勘探結果,(b)是地質雷達解釋結果。由圖可見標高+53 m與+48 m老窿投影的地質雷達解釋結果與勘探結果基本一致,但標高+43 m的老窿區投影與雷達解釋結果有較大差異,這是因為在無鑽孔區地質人員往往採用外推法解釋。而這種解釋在不規則的老窿區會產生較大的誤差。
杭州雷峰塔始建於公元972年,於1924年倒塌,為了重建雷峰塔,浙江省考古所進行考古挖掘工作,為了確定雷峰塔是否存在有地宮,祝煒平等人開展了地質雷達方法探測工作,根據探測結果,明確了雷峰塔地宮的存在,提供了地宮的大致位置,為雷峰塔地宮的考古挖掘起到了指導作用。雷峰塔地宮探測中使用的地質雷達是瑞典瑪拉公司生產的RAMAC/GPR地質雷達,選用的工作天線的中心頻率為250 MHZ,在遺址上布置了四條呈「豐」字形地質雷達測線,測線間距為1.5 m,測點間距為0.03~0.05 m,採用剖面法測量。
圖5-4-21為雷峰塔塔基內的一條地質雷達探測剖面圖,橫坐標為1.0~2.8 m,縱坐標1.3~2.6 m處雷達波同相軸錯斷,橫坐標1.5~2.4 m,縱坐標2.6 m處有一雙曲線型拱起的反射波同相軸,塔基中心位置的雷達波圖像與周圍介質的雷達波圖像的差異明顯,因此,雙曲線型拱起異常應為地宮引起。地宮存在的范圍,測線1.0~2.8 m,埋藏深度1.3~3.1 m。考古挖掘表明,地質雷達探測的結果是准確的,水平位置1.0~2.8 m,縱向深度1.3~2.6 m處雷達波異常反射由夯土層引起,地宮大小為0.9×0.9 m,高0.5 m。圖5-4-22為地宮挖掘後繪制的地質剖面圖。
圖5-4-21 塔基內一條雷達探測剖面圖
圖5-4-22 地宮挖掘後繪制的地質剖面圖
③ 地質災害調查與評價成果的基本內容是什麼
內容:
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、內岩爆、坑道突水、突泥、容突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化,土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化,以及地震、火山、地熱害等。
④ 地質災害調查評價的類型及主要內容
因為調查目的和精度不同,地質災害調查有多種類型。有小比例尺的區域性調查,中等比例尺的地區性調查,大比例尺的地質災害點或地質災害區的專門性調查。除獨立進行的專門性地質災害調查外,在綜合性地質勘查以及水文地質、工程地質、環境地質等勘查評價工作中,也會對工作區的地質災害進行不同程度的調查工作。
地質災害評價類型較多,根據評價范圍和精度分為點評價、面評價和區域評價;根據評價時間分為災前預測評價、災中跟蹤評價、災後總評價。各種評價的目的和要求不盡相同,但基本內容和技術方法相近。
地質災害危險性評價是在查清地質災害活動歷史、形成條件、變化規律與發展趨勢的基礎上進行的,主要是對地質災害活動程度和危害能力進行分析評判。通過這一評價,確定地質災害活動參數,圈定地質災害危險范圍,區分危害程度,編制地質災害危險性分區圖。為評價地質災害破壞損失程度以及規劃、部署、實施地質災害防治工作提供科學依據。
地質災害破壞損失評價是對地質災害破壞損失程度的分析評估,包括危害人類的生命健康,造成人員傷亡;破壞社會財產和生活、生產活動,造成直接和間接經濟損失;破壞資源、環境,阻礙經濟增長和社會可持續發展等方面,為分析對比不同地區、不同時間、不同種類地質災害程度,規劃、部署、實施地質災害防治工作提供科學依據。
地質災害調查評價的內容主要有以下幾個方面:
1)區域調查:主要是調查地質災害形成的區域地形地貌條件和地質環境,特別是新構造運動以來的地球表層動力作用。
2)地質災害體的調查評價:採用工程手段和簡易監測方法,調查地質災害體的形態、結構和主要作用因素及其變化等,採用地質歷史分析法綜合評價其穩定性。
3)試驗:根據穩定性評價的需要,有目的地開展原位試驗,採取樣品進行室內試驗。
4)成因機制分析及模擬研究:綜合分析地質體破壞的成因機制,進行物理模擬和數學模擬研究,最終進行穩定性分析和定量評價。
5)災情調查:查明地質災害已造成的危害,如人員傷亡、直接經濟損失、間接經濟損失和生態環境破壞狀況及其特點。
6)進行防治工程可行性論證,提出防治工程規劃方案。根據調查評價結論,作出地質災害危險性預測,初步論證治理、搬遷或採取綜合方案的依據、布置與工程概算。
⑤ 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。
⑥ 主要地質災害調查評價
5.4.1海(咸)水入侵
1.海(咸)水入侵現狀
在廣饒縣南部,淺層地下水長期過量開采,漏斗范圍不斷擴大,使得北部鹹水的水動力條件發生變化,原來向北、向東排泄的鹹水,其流向轉為向南而補給漏斗區,從而鹹水體發生了向南延伸的現象,這就是所謂的鹹水入侵。鹹水體擴展所到之處,地下水水質變咸,機井報廢,使得農田灌溉和人蓄用水不得不另打深井取水解決。據調查,鹹水入侵現象開始於20世紀70年代,如廣饒縣大營鄉小囤子村,70年代以前施工的30m深機井,為微鹹水,缺水時能飲用,現已成為鹹水,居民飲用水源改為深井水,廣饒縣顏徐鄉北徐樓村,80年代以前施工的50~80m的機井水質較好,飲用、灌溉均可,在90年代開始變咸,淺機井均報廢。居民飲用、灌溉只能另打200m以下的深井,或施工小於22m的淺機井,淺井水質尚可,但水量較小,這說明鹹水體的入侵呈舌狀向南、西方向伸展。
據初步統計,1976~1979年間,鹹水入侵面積3.9km2,年均入侵48m;1980~1986年間,入侵面積10.1km2,年均入侵72m;1986年以來,入侵速度加快,到1989年面積達到20.4km2,年均入侵127m。1976~1995年累計入侵面積62km2。1995年11月~1996年4月向南入侵1.01km2,1996年11月~1997年11月郝家村以西鹹淡水界面平均向南推移約200m,最遠達400m。鹹水入侵導致水質惡化,給當地人畜用水及工農業生產帶來嚴重影響。
2.海(咸)水入侵預測
影響鹹淡水界面運移的因素眾多,是含水層介質場、水動力場和水化學場綜合作用的結果,從監測數據分析,沿界面不同部位運移速度不等,以稻庄鎮郝家段河、顏徐鄉和顏徐前燕三處地帶界面推移速度最快。水文地質條件尤其是含水層導水性及水動力條件是影響鹹淡水界面推移的最主要因素(圖5-11)。
考慮到影響鹹淡水界面運移的因素極為復雜,採用非確定性模型方法——灰色突變理論Pearl生長曲線外推方法,預測鹹淡水界面推移趨勢。選擇地下水中Cl-為模擬預報因子,數學模型如下:
C=L/(1+ae-bt)
式中:C——淺層地下水Cl-濃度,mg/L;
t——時間步長,年;
L、b、a——模型待定參數,無量綱。
模型中的參數,採用最小二乘法估計。採用了1991~1997年系列監測數據,進行模型待定參數的估計。用建立的模型預測每個監測井地下水中Cl-濃度值隨時間的變化,鹹淡水界面位置(250mg/L)由泛Kiring法插值確定,預測為13年(如圖5-12)。預測結果表明,未來13年內,鹹淡水界面以每年240m速度向南部推進。到2010年累計推移距離3120m,界面推移到稻庄鎮以南。
5.4.2地面沉降
地面沉降是一種較嚴重的地質災害,嚴重的地面沉降會造成夏季雨後積水,河道淤積不能暢通,泄洪防洪能力下降,抗風暴潮侵襲能力降低,地下排污管道倒坡,供水管道遭到破壞,道路、場地,堤岸和建築物出現裂縫,危害著人們的生活環境和城市建設,並會造成嚴重的經濟損失。
圖5-11鹹淡水界面監測剖面分布和氯離子濃度(mg/L)等值線示意圖(1997年)
圖5-12鹹淡水界面遷移趨勢示意圖(1997~2010年氯離子濃度250mg/L線)
黃河三角洲地區地質環境較復雜,即分布有活動性斷裂,又有新生代巨厚的沉積物和海相的淤泥、淤泥質的軟土層,加之上部沉積物形成年代較新,自重固結過程尚未完成,因此很容易在人類經濟活動的影響下產生地面沉降。引起地面沉降的原因有多種,地下水、地熱、石油和天然氣的開發,大規模的建築施工和高層建築的修建以及新構造運動、地應力變化、地震、海平面上升都會造成地面向下位移或標高下降,根據鄰區已發生地面沉降的城市(如天津市、山東省德州市等)的地面沉降研究表明,引起地面沉降的主要原因是大量開采地下水,特別是中深層、深層承壓水的開采,與地面沉降的關系更為密切。區內中深層、深層地下水的開采量也在逐年增加,地下水開采降落漏斗已經形成,盡管其規模不大,但區內石油、天然氣資源的開發已有較大規模,因此說,黃河三角洲地區存在著地面沉降問題。但由於石油部門所提供的數據有限,本項研究暫時無法深入,據有關部門研究,該區沉降規律如下(圖5-13):
(1)作業區普遍存在沉降,並在廣饒縣大王鎮形成以津青67為中心的較明顯的沉降區域,在東營市區形成以市區為中心的沉降區域。
(2)東營區沉降量與沉降范圍較大,其市區邊沿(耿家井、李家屋子)年平均沉降量在10mm左右。
(3)年均沉降量從20世紀50年代算起,時間太長。由於計劃經濟年代地下水開采量較小,建設規模不大而實際地面沉降也較小,進入80年代市場經濟以後,地下水開采量加大,地面基本建設加速、規模大,地面沉降量也應加大。因此說現在的年沉降量要大於年平均沉降量。
沉降測量成果統計見表5-12。
5.4.3土壤鹽鹼化
黃河三角洲由於其特定的地貌位置和自然條件,淺表生態地質環境十分脆弱,突出表現在土壤的鹽鹼化、沙化以及濕地的退化等。
1.鹽鹼土的分布
區內鹽鹼土的分布與地形地貌有較密切的關系,其分布特點如下:
(1)重鹽鹼化土:每100g土全鹽量>0.6g的土壤為重鹽鹼化土,主要分布於濱海低地,沿海岸線均有分布,從海岸線向內陸,其鹽鹼化程度有變輕的趨勢;其次分布於河間窪地地帶內如利津縣集賢鄉一付窩鄉一帶,孤北水庫—三道溝水庫一帶。
(2)中等鹽鹼化土:每100g土全鹽量在0.4~0.6g之間為中等鹽鹼化土,在重鹽鹼化土分布區的外圍分布,為向輕微鹽鹼化土的過渡帶,分布面積較少。
(3)輕微鹽鹼化土:每100g土全鹽量在0.2~0.4g之間為輕微鹽鹼化土,分布於小清河以北的緩平坡地,窪地地帶,分布面積較廣。
(4)非鹽鹼化土:全鹽量<0.2g/100g土,分布於小清河以南的山前沖洪積平原、黃河大堤的內側漫灘高地,黃河古(故)河道高地、現代黃河三角洲的頂部及決口扇頂部。如1976年黃河故道及虎灘—義和鎮呈條帶狀分布著非鹽鹼化土,利津縣鹽窩鄉附近及利津縣南宋鄉一帶。
圖5-13東營地面沉降高程變化縱向剖面圖
表5-12沉降測量成果統計表
*註:假設條件:由於參照的原有高程點的原始測量年限不一,考慮到東營市開展大規模的經濟建設,包括油氣開采,始於20世紀70年代後期,因此,為便於比較,假設地面沉降主要開始於80年代以後,1980年以前的地面沉降忽略不計。
2.鹽鹼化土的形成原因
鹽鹼化土的形成主要受水文、氣象、地質、地貌、土壤顆粒組成及水文地質條件等多種因素的影響,是上述諸種因素共同作用的結果。本區屬暖溫帶乾旱、半乾旱氣候區,蒸發量幾倍於降雨量是本區主要的氣候特徵,大量的水分蒸發,使水中的鹽分殘存於地表土壤中,較長期地處於一個鹽分累積的過程。因此,在這種氣候條件下,土壤鹽鹼化是比較容易發生的。另外,由於自然和人為因素的影響,導致地表和地下徑流不暢,地下水位抬高,乃是引起土壤積鹽的又一個重要原因。而地處濱海的地帶,海水的直接浸漬,風暴潮引起的淹沒,則是這一地區的濱海地帶土壤鹽鹼化的主要因素。區內土壤的積鹽過程可歸納為以下幾種:
(1)海水浸漬影響下的鹽分積累:在濱海地帶成陸階段,河流攜帶大量泥沙入海,由於受海水潮汐的頂托,不斷在近海沉澱下來,當其還處於水下堆積階段時,就為高礦化海水所浸漬,當其出水成陸後,鹽分開始重新分配,向地表運移、累積而形成鹽鹼土。這期間,由於地表植被很少,光禿的地表在蒸發作用下,土壤表層強烈積鹽,地下水礦化度也因蒸發而濃縮增高。另外,在土壤鹽漬化過程中,海水通過海潮入浸和溯河倒灌會加劇土壤的積鹽過程。
(2)地下水影響下的鹽分積累:當地下水位埋深較小,小於某一臨界深度時,地下水會在土壤內通過毛細作用,攜帶著鹽分上升到地表,受蒸發作用,水分揮發,鹽分則殘留在地表附近的土壤內,長期的累積使土壤內的鹽分愈來愈高,使土壤產生了鹽鹼化,而臨界深度的大小主要受包氣帶土壤的岩性影響。
(3)地下水與地表水共同影響下的鹽分積累:在地下水起主導作用的基礎上,地表漬澇積水也是土壤鹽分累積的重要因素,尤其在乾旱半乾旱氣候條件下,這種積鹽現象更為嚴重。在一些湖沼四周和積水窪地,鹽鹼化土分布更為普遍。另外,各地在發展農業灌溉時,不能科學地分配水量,過多地消耗灌溉用水,使土壤產生次生鹽漬化,都是這種積鹽過程的結果。
由於鹽鹼化土的形成是受上述諸種因素的影響,因此,鹽鹼土的發生與發展也有著一定的規律性。一般地下水位埋深長期小於臨界深度的低窪地和濱海一帶是鹽鹼土易發生地區。尤其近海地帶,由於受高礦化地下水和海水的影響,鹽鹼土發生的程度普遍較嚴重。隨著年度內蒸發降雨作用的強弱變化,土壤鹽分的聚積往往開始於雨季以後的秋末冬初,至春末夏初,土壤鹽分的含量一般都處於一個高峰階段,這是積鹽階段;雨季到來後,土壤鹽分由於受降水的淋洗作用隨水下移,表層土壤這時處於一個脫鹽階段,其脫鹽的程度完全受降水量的多少和強度決定。
⑦ 地質災害調查評價成果
傳統的地質災害調查評價成果的表現形式為調查報告。隨著計算機技術的發展,地質災害調查評價成果逐漸向數字化、信息化方向發展。不同種類、不同階段地質災害調查成果的內容不同,通常包括地質災害歷史、現狀,活動規律與形成條件,危害區范圍、社會經濟條件與受災體分布情況,破壞損失程度,發展趨勢預測,防治對策與措施等。
縣(市)地質災害調查與區劃的主要成果為:①地質災害調查與區劃報告,主要內容為縣(市)社會經濟狀況、地質環境條件、地質災害分布與發展特徵、易發區劃分、主要災害隱患點危險性和危害性評價及監測預警和防治建議;②地質災害區劃圖,成圖比例尺寸一般為1∶10萬,除圈出不同程度的地質災害易發區外,還應用專門符號將潛在的和已發生的地質災害點反映到圖上;③地質災害調查表、有關照片和錄像片;④重要地質災害隱患點防災預案。
地質災害危險性評估成果根據評估對象不同,分為規劃區地質災害危險性評估報告、建設用地地質災害危險性評估報告、礦山地質災害危險性評估報告。成果內容和要求將在第十章中闡述。
針對具體災種的專項地質災害調查評價成果,其內容和要求,由調查評價的目的、階段,災害類型及其特徵而定。
小結
地質災害調查與評價的最終目的是為防治地質災害提供科學依據。應學會根據調查評價的類型、對象、工作程度,選擇配置最適宜的技術方法,以取得符合要求的調查評價成果,為地質災害防治提供切實有效的服務。
復習思考題
1.地質災害調查評價的主要內容是什麼?
2.選擇地質災害調查與評價技術方法的原則是什麼?
3.地質災害調查與評價成果的基本內容是什麼?
⑧ 地質災害易發程度評價
4.2.1 地質災害易發區的屬性
綜上所述本次研究中所說的「地質災害易發區」是指地質環境條件脆弱,對外動力條件變化反應敏感,在氣候和人類工程經濟活動的強度等條件的變化(量的積累及其引起的質的變化)達到一定程度時,容易產生地質災害的區域。
(1)地質災害易發區的相對性
「地質災害易發區」是一個相對的概念。
由於不同種類地質災害的發生,都與特定的地質環境相聯系,不同類型地質災害其易發區范圍不同,因而應該根據地質災害的種類分別確定其易發區。
同時,地質災害易發區的相對性,還體現在研究區域整體和局部的關繫上。在基本地質環境條件一致的情況下,在圈定全國范圍的區域性的易發區時,有時對那些因局部條件差異形成的局部的非易發區則不予考慮,特別當那些局部條件在某些因素影響下有可能發生變化而導致易發程度改變的時候,這種忽略更是顯而易見的。
(2)地質災害易發區的動態性
地質災害易發區是動態的。隨著地質災害調查的深入,自然地質地理條件的變化,人類工程經濟活動的強度、方式的變化,特別是地質災害防治工作的進展,地質災害易發區會隨時間的推移(如不同的規劃期)而有所變化。
4.2.2 地質災害易發程度分區的依據
地質災害的發生與發育程度主要受地形地貌、地層的岩土體類型及性質、地質構造、水文地質條件等地質環境背景的控制,而地質災害的類型、時空分布規律及發展趨勢,又與大氣降水、人類活動強度等外動力條件有關。
具體地說,對於滑坡、崩塌和泥石流災害易發區劃分主要考慮區域地形地貌、水文及工程地質條件(岩土體類型)、區域構造和地震活動、區域氣候類型與暴雨強度以及地質災害現狀等因素。
對於地面塌陷,要按岩溶塌陷和礦山采空區塌陷分別考慮。對於岩溶塌陷災害易發區的劃分主要考慮碳酸鹽岩類型及其區域分布、埋藏狀況、岩溶發育強度、區域水文地質、地形地貌條件等,以及地下水開采狀況與地下水位變化情況;對於礦山采空區塌陷災害,主要考慮礦山種類、開采規模、礦區地質構造、地形地貌、岩土體結構類型、采礦方式和強度等因素。
地面沉降災害易發區的劃分主要考慮地形地貌、第四紀鬆散層厚度、區域水文地質條件、地下水開采狀況、水位變化和城市規模與人口密度等因素。
為了研究與地質災害的發生與發育程度有關的上述地質環境條件,本次研究充分收集並綜合分析了全國及各省已有的相關成果資料,所依據的主要數據資料和圖件成果等如下:
(1)數據資料
全國地質災害資料庫資料,全國以省為單位的地質災害現狀調查,1∶50萬環境地質調查資料,縣(市)地質災害調查資料,已掌握的汛期地質災害調查資料,縣(市)地質災害調查綜合研究成果,三峽庫區地質災害調查評價綜合研究成果和風險評估研究成果,已有的北京、安徽、山東、湖北、廣東、雲南、天津、浙江等各省地質災害防治規劃和相關文獻等。
(2)地質環境專題圖件
中國地貌分區圖,中國地質岩組類型圖,1∶400萬《中國地震烈度區劃圖》(2001),1∶400萬《中國水文地質分區圖》,1∶600萬《中國特殊類土及危害圖》,1∶600萬《中國環境地質分區圖》,《中國多年降水量分布圖(1991~2000)》,《中國地下水位變化分布圖》,《中國地下水開采潛力示意圖》等。
(3)地質災害專題圖件
滑坡、崩塌分布圖,泥石流分布圖,地面塌陷分布圖,地面沉降分布圖,各省地質災害圖集等。
(4)社會經濟專題圖件
中國人口密度圖,礦山分布圖等。
4.2.3 地質災害易發程度分區的原則
地質災害易發區的劃分主要從地質災害的易發條件、誘發因素、歷史地質災害發生情況三方面考慮。
(1)主要因素原則
影響致災地質作用發育的條件很多,對崩塌、滑坡、泥石流災害,主要有:地形地貌、地層岩性、地質構造、切割密度、降雨強度、地震強度等。綜合分析後確定致災地質作用發育的最基本因素是地形地貌、地層岩性、地質構造。
(2)類似原則
「類似原則」,即類似的地質環境具有類似的地質災害問題。遵循這一原則,根據不同級別地質災害易發區判別特徵,以各災種地質災害形成發育的地形地貌、地層岩性、地質構造等地質環境條件為基本因素,結合大氣降水,人類活動強度等外動力誘發因素,利用類比原理、點面結合綜合劃定易發區。
(3)自然因素和人為因素相結合的原則
由於地面沉降是人為引發的地質災害,因此劃分地面沉降易發區時,要考慮地下水開采狀況、人口密度等社會因素。
(4)定性分析與定量評價相結合的原則
以歷史地質災害分布狀況為基礎,定性分析與定量評價相結合進行劃分;利用最新的地質災害調查資料和統計數據。
4.2.4 地質災害易發程度的分級
考慮全國地質環境調查和地質災害調查現狀,以及地質災害防治規劃和地質環境管理的需求,易發區的易發程度宜分為:地質災害高易發區、地質災害中易發區、地質災害低易發區。
4.2.5 地質災害易發程度圖的編制
本次地質災害易發程度劃分的目的是在規劃期內,對相對穩定不變的內在地質環境基本條件和與人類工程經濟活動有關的外在的動力誘發因素進行宏觀評價,為合理制定地質災害防治規劃及相關專項規劃、減災工程、監測預警體系、地質災害防治基礎工作和地質災害重點防治工作的部署和開展,汛期重點區防範工作的部署以及實現可持續發展等提供參考依據。為全國地質災害防治規劃工作而進行的地質災害易發程度劃分,就是在全國范圍內把地質災害發生的地質環境條件相近,災害種類基本一致,歷史上地質災害事件頻率、規模和危害程度相當的區域劃在一起,進行分區劃片。這種分區區劃片的最直觀的表達形式,就是編制「地質災害易發程度圖」。
在前述地質災害易發區的「相對性」中指出,由於不同種類地質災害的發生,都與特定的地質環境相聯系,不同類型地質災害其易發區范圍不同,因而應該根據地質災害的種類分別確定其易發區。本次工作就從此出發,按災種編制「地質災害易發程度圖」。共需編制滑坡-崩塌災害易發程度圖、泥石流災害易發程度圖、地面塌陷災害易發程度圖、地面沉降和地裂縫災害易發程度圖。
圖件編制的步驟是:
1)對已發生滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂縫的地質環境特徵進行總結,分析主要地質災害類型發生的典型特徵,也就是易發特徵。
2)利用不同級別易發區特徵,採用工程地質類比原理,分析與主要地質災害類型相關的、不同易發特徵的地質環境條件的時空規律,找出相似的地區,進行主要地質災害類型易發程度的劃分。
⑨ 地質災害論文
範文一:甘肅省城市建設地質災害防治研究
甘肅省境內泥石流、滑坡發育的基礎主要是其特殊的自然條件。陡峭的地形、充足的鬆散土石和突發性水源是泥石流、滑坡形成的三大條件,另外地震作用也是造成滑坡的因素。甘肅地處黃土高原區,境內主要以黃土為主,而黃土由於結構疏鬆,孔隙大,滲透性強,具強壓縮性和自重濕陷性,垂直節理發育,特別是極為發育的順坡向卸荷節理,使邊坡穩定性降低,易發生滑坡和造成嚴重的水土流失,大量滑坡、崩塌等重力堆積物受暴雨形成的坡面流及洪水的沖刷,源源不斷地為泥石流提供固體物質。 通過計算泥石流、滑坡作用強度和危險度,將城市分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級四個危險等級。經過對甘肅省災害防治歷史和治理現狀的研究,提出存在問題,得到泥石流、滑坡災害的發展趨勢,強調防治的可能性和必要性。 根據對城市的分級,危險度高的Ⅰ級和Ⅱ級的城市應採取治理體系為主,預防體系和管理體系為輔的綜合控制對策;危險度不高或較低的Ⅲ級和Ⅳ級的城市應採取預防體系與管理體系為主,治理體系為輔的控制對策;對於威脅城市安全的巨型滑坡和規模巨大的泥石流溝則採用躲避對策。 城市泥石流、滑坡防治規劃的最基本原則是預防為主,重點治理。對於不同類型的泥石流、滑坡建立不同的治理模...
範文二:分析地理信息系統的開發工具及其在地質災難探究中的應用進展
地理信息系統在地質災難探究中的應用進展
目前,國內外利用地理信息系統,主要用於探究國土和城市規劃、地籍測量、農作物估產、森林動態監測、水土流失、地下水資源管理〔4〕和礦產資源勘查〔10〕、潛力評價及開發〔11〕等眾多領域。GIS在地質災難探究中的應用大致有以下幾個方面摘要:
(1) 地質災難評價和管理
利用地理信息系統的各種功能,建立地質災難空間信息管理系統[12,13,14,管理地質災難調查資料,顯示並查詢地質災難的空間分布特徵信息,評價地質災難的危害程度,分析地質災難和影響因素之間的關系,提出減輕和防治地質災難的辦法,對將來可能發生的地質災難進行猜測〔15,16〕。戴福初等利用GIS對香港地區的滑坡災難進行歷史滑坡編錄,分析滑坡的時空分布特徵和動態和靜態環境因素之間的相關關系,對滑坡災難風險進行評價和危險區域劃分〔17〕。
(2) 地質災難的危險度區劃評價
由於各種地質因素本身的不確定性,以及地質因素之間相互功能的復雜性,在收集大量的基礎地質環境資料前提下,利用GIS對這些基礎資料進行有效地處理來提高數據的可靠性,通過選取合適的評價猜測指標〔18〕,運用恰當的數學分析模型〔19,20,21〕,對探究區進行地質災難危險性等級的劃分,從而為地質災難的管理及防治和預警決策提供依據。
(3) GIS和專家系統的集成應用
GIS和專家系統的集成應用中,GIS所起的功能主要是管理時空數據,進行空間分析;專家系統所起的主要功能是利用專家知識和空間目標的事實推理判定災難的危險度〔22〕。二者的結合將使專家經驗得到推廣,減少野外和室內手工作業工作量,使區域地質災難的動態管理成為可能。
4 結語
(1)地理信息系統技術已經廣泛滲透到了多種學科領域,從比較簡單的、單一功能的、分散的系統發展到多功能的、共享的綜合性信息系統,並向多媒體GIS、智能化、三維、虛擬現實及網路方向發展,新興的地理信息系統將運用專家系統知識,進行分析、預告和輔助決策。
(2)地理信息系統的開發工具,從專業開發工具的組成結構上,可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網路GIS等幾個主要類別。其中組件式GIS在系統的無縫集成和靈活方面具有優勢,代表了GIS系統的發展方向。
(3)地理信息系統在地質災難探究中的應用方興未艾,尤其在地質災難評價和管理、地質災難的危險度區劃評價和GIS和專家系統的集成應用方面進展很快。
以上希望對您有幫助!另外這有個地質災害論文的網址,可參閱:http://cache..com/c?m=ef&p=9a70d215d9c541fd0be29e2c4a7a&user=