地質災害治理現狀評估
1. 地質災害評估發展前景怎樣
前景不錯,參考相關《中國地質災害防治行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告回》信息顯示,答 我國屬於地質災害頻發國家,每年因地質災害造成的人員傷亡和財產損失巨大。目前國家已制定多項相關法律法規,完善災害治理資質評估機制,加強地質災害治理行業監管力度。
從長遠看來,隨著國民經濟水平的持續提高和財政收入的不斷增長,地質災害治理投資規模持續擴大,地質災害治理行業將呈現高速發展態勢。
國民經濟的發展程度直接影響著地質災害治理行業的發展速度,隨著經濟實力的迅速崛起,綜合國力不斷提升,中央和各級地方政府財政收入的快速增長,人民的生活水平不斷改善,地質災害治理行業呈現出快速發展態勢,其增速遠遠超過國民經濟的總體增速。
2. 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?
3. 地質災害危險性評估流程
建設用地地質災害危險性評估,是有效預防、減輕或避免地質災害對未來工程設施及其運行環境直接危害和間接危害的一項主動防災措施。科學合理地開展此項工作,對發現項目建設區潛伏重大地質災害問題、提供地質災害防治措施和建議,以及指導建設項目安全實施和運營等方面均有十分重要的意義(黃雅虹等,2007)。
為規范我國建設工程和規劃區地質災害危險性評估工作,切實貫徹《地質災害防治條例》(國務院令第394號),國土資源部於2004年頒發了 「國土資源部關於加強地質災害危險性評估工作的通知」(國土資發[2004]69號文件)及附件《地質災害危險性評估技術要求(試行)》(以下簡稱《技術要求》),作為目前進行地質災害危險性評估的規范和依據。
(一)評估的任務
地質災害危險性評估工作的任務包括:
(1)查明地質災害的類型、規模、分布特徵及其形成的地質環境條件和誘發因素;
(2)分析預測工程項目建設對地質環境的影響;
(3)評價工程建設是否誘發新的地質災害和工程本身遭受地質災害的危險性;
(4)劃分地質災害危險區;
(5)進行建設用地適宜性評價;
(6)提出地質災害防治建議等(郭富贅等,2003)。
(二)評估對象及災種
《技術要求》規定,凡在全國地質災害易發區內進行各類建設工程以及進行城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時,均要進行地質災害危險性評估。需要提及的是:一旦受建設單位委託進行地質災害危險性評估,無論場地是否跨越地方縣(市)地質災害調查劃分的所謂易發區和非易發區,均應進行評估。
圖2-2 常見的建設項目選址意見書辦理流程圖(各地行政主管部門辦理流程各異.以當地行政主管部門為准)
需要評估的主要地質災害種類,《技術要求》中有明確的規定。總體可概括為自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和礦山采空塌陷)、地裂縫和地面沉降及不穩定斜坡等與地質作用有關的災害。
除地質災害外,還經常遇到一些環境地質問題需要討論,主要有活動斷層、岩溶、沖溝、淤泥、軟土和飽和砂土的液化等,一般情況下是將其納入到相關災害中進行討論。如岩溶問題可以並入到地面塌陷或地下水污染災害中討論;活動斷層、軟土、砂土液化等問題可並入到地面變形或不均勻沉降(陷)災害中討論(金德山,2004)。
(三)評估的基本要求
1.總體要求
(1)在地質災害易發區內進行工程建設,必須在可行性研究階段或者在申請核准、備案前進行地質災害危險性評估(國務院令第394號,國辦發[2001]35號)。
(2)在已進行過地質災害危險性評估的城鎮規劃區范圍內進行工程建設,建設工程處於已劃定為危險性大—中等的區段,還應按建設工程項目的重要性與工程特點進行建設工程地質災害危險性評估(國土資發[2004]69號)。
(3)地質災害危險性評估,必須對建設工程遭受地質災害的可能性和該工程建設中、建成後引發地質災害的可能性做出評價,提出具體的預防治理措施(國土資發[2004]69號)。
(4)地質災害危險性評估的災種主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和礦山采空塌陷)、地裂縫、地面沉降和凍土沉陷等。
(5)地質災害危險性評估的主要內容是:闡明工程建設區的地質環境條件基本特徵;分析論證工程建設區各種地質災害的危險性,進行現狀評估、預測評估和綜合評估;提出防治地質災害措施與建議,並做出建設場地適宜性評價結論。
(6)地質災害危險性評估工作,必須在充分搜集利用已有的遙感影像、區域地質、礦產地質、水文地質、工程地質、環境地質和氣象水文等資料基礎上,進行地面調查,必要時可適當進行物探、坑槽探與取樣測試。
(7)地質災害危險性評估成果,應按照國家有關規定組織專家審查、備案後,方可提交立項、用地審批使用。
(8)地質災害危險性評估不替代建設工程和規劃各階段的工程地質勘察或有關評價工作。
2.評估的主要內容
地質災害危險性評估是在查明各種致災地質作用的性質、規模和承災對象社會經濟屬性的基礎上,採用定性和定量相結合的方法,對其潛在的危險性進行現狀評估、預測評估和綜合評估。主要內容包括:(1)闡明工程建設區和規劃區的地質環境條件基本特徵;(2)調查分析工程建設區或規劃區各種地質災害的現狀;(3)簡要分析評估對象在建設或運營過程中與地質環境相互作用的范圍、方式、強度與持續時間;(4)分析論證建設工程遭受地質災害的可能性,工程建設中和運營中加劇或引發地質災害的可能性;(5)進行地質災害危險性現狀評估、預測評估和綜合評估;(6)給出建設場地工程建設地質適宜性的評估結論;(7)針對不同建設階段,提出防治地質災害的地質工作意見和防治地質災害的具體措施建議。
3.評估的程序和方法
地質災害危險性評估的工作程序包括前期野外調查和後期室內分析。地質災害危險性評估工作流程見圖2-3。
(1)野外調查方法:野外調查工作的基本原則是以較低的成本投入,獲取較多的基礎資料並得到可靠的評價結果。因此,除採用一系列傳統方法收集、獲取相關基礎資料外,需充分利用已有的新技術和新方法,進行高效、可靠的資料獲取。如利用空間對地觀測的InSAR技術可快速獲取大范圍、高精度現今地面沉降信息,對傳統的水準測量結果進行補充和驗證;利用高解析度數字化航片或衛星圖像,可對區域活動構造跡象、滑坡泥石流潛勢等進行有效判讀,達到事半功倍的效果。
(2)室內分析研究:室內分析研究主要是在野外調查及觀測的基礎上對地質災害進行現狀分析、未來預測和綜合評估。
圖2-3 地質災害評估工作程序圖
地質災害現狀評估和預測評估常採用的方法包括:地質歷史分析法和工程地質類比法。此外,現狀評估有時也採用地質環境條件綜合判別法,而預測評估有時會採用多因素分析法等。由於地質災害評估工作一般投入的實物工作量較少,又與建設項目的選址階段相對應,而且評估工作的性質是指出問題並提出解決問題的措施,而不是解決問題。因此,評估的工作方法目前多以定性分析或半定量分析方法為主,較少採用定量計算的方法。如滑坡、崩塌、地裂縫、地面塌陷和地面沉降(包括斜坡及工程邊坡),一般採用地質類比法定性評估其穩定性;而對泥石流的穩定性多採用地質環境條件綜合評判法進行判定,或採用易發性量化指標半定量評估。地質災害綜合評估(地質災害危險性分區)方法較常見的有信息疊加法、多因素綜合判別法、模糊數學評判法和層次分析法等。
4.評估級別
依據建設項目重要性與地質環境條件復雜程度,《技術要求》將評估級別劃分為3級。凡重要建設項目,無論地質環境條件屬哪類,均劃為一級;較重要建設項目和一般建設項目的級別劃分是個難點,要根據地質環境條件復雜程度確定評估級別。確定評估級別時應按以下順序進行:(1)按《技術要求》確定的建設項目重要性類別;(2)按《技術要求》確定的評估區地質環境條件復雜程度;(3)根據這兩個判別結果來綜合確定評估級別(黃雅虹等,2007)。
5.評估范圍的確定
地質災害危險性評估范圍不應局限於建設用地和規劃用地面積內,應視建設和規劃項目的特點、地質環境條件和地質災害種類予以適當擴大,確定對工程項目有直接影響和間接影響的區域范圍,必要時可對直接影響范圍做重要評估,而對間接影響范圍做一般性評估(邢岩等,2004)。
地質災害的空間分布(從形成到成災)有點狀、線狀和面狀之分,如崩塌、滑坡可以相對理解為點狀;泥石流、地面塌陷及地面沉降為面狀;地裂縫為線狀。因此確定評估范圍時,除用地單位申請批復的面積外,要充分認識和預測不同災種從形成到成災可能涉及的空間。一般而言,對於滑坡、崩塌,其評估范圍應達到 「山坡有多高范圍就有多大」 的基本要求;泥石流災害要追索到泥石流形成區,必須以完整的溝道流域面積(包括沖洪積扇)為評估范圍;地面塌陷及地面沉降的評估范圍應與初步預測的可能范圍相一致;具有線狀特徵的地裂縫,也應按預測的可能延展范圍作為評估范圍。對於預測確有困難的災害類型,評估范圍一般應大於現狀確定范圍的3~5倍。當然,評估范圍的確定離不開建設工程的實際布局(王得楷,2002)。
(四)評估報告內容要求
評估報告內容包括:前言、評估工作概述、地質環境條件論述、現狀評估、預測評估、綜合評估和結論。其中,評估工作概述中涉及的工作方法及完成的工作量,建議用列表的方式比較簡明,另外,應盡可能附一張清晰的、包含有建設用地位置、交通和評估工作實際材料(如鑽孔、物探線等)的示意圖。
1.地質環境條件
地質環境條件綜合分析是認識評估區基本環境特徵和分析地質災害形成環境,以及討論擬建工程環境效應的重要基礎。地質環境條件所涉及的內容包括:氣象、水文,地形、地貌,地層岩性,地質構造與區域地殼穩定性,工程地質、水文地質條件及人類工程活動對地質環境的影響等。不能僅僅停留於環境現象或環境特徵的簡單羅列,而應緊密結合工程布局,突出與地質災害發育規律分析和危險性評估有聯系的環境要素或環境特徵,重視區域地質環境的研究,並從區域環境條件中分析地質災害體的演化過程和主要控制及誘發因素。為了給後續分析論證提供必要的資料支撐和邏輯鋪墊,應以詳細描述的方式突出與地質災害發育規律分析和危險性評估有聯系的環境要素或環境特徵,而與地質災害發育規律分析和危險性評估無關的環境描述,要盡量簡略(金德山,2004)。地質環境條件復雜程度的總體評價應用「復雜、中等、一般」 來定位。跨度大的復雜地區或環境地質條件分區、分段明顯的,可以用分段分片評價。
2.地質災害危險性評估
地質災害危險性評估是災害易發程度、危險程度和危害程度的綜合反映。其實質是對建設項目區,在地質環境現狀條件和未來工程活動條件下,地質災害的空間預測和成災可能性的預測,是地質災害危險性評估的核心內容。
(1)現狀評估和預測評估:現狀評估除按《技術要求》的規定進行外,還應注意其著重點是對現有災害的分析和評述。分析和評述內容應包括:災害發育基本規律的歸納;代表性災點的重點剖析;各種災害(點)歷史危害情況、現實活動特徵及穩定狀況的評價(金德山,2004)。危險性一律用大、中、小描述,避免使用 「較」 字。
在現狀評估中如果沒有地質災害就不評估,切忌畫蛇添足;對現狀地質災害不發育,但工程建設和運行中有可能誘發地質災害的地區,可開展評估工作;對有液化發生的區域及地段,液化評估時要依據相應的國家規范,如區域性評估可按建築規范進行評估等。
預測評估的側重點是在評估區疊加了擬建工程影響後,擬建工程和環境可能遭受地質災害危害的危險性程度的預測評價。一般情況下,按可能遭受地質災害的次序進行分災種危險性評估,而對於有些復雜工程也可按功能區分別論述。
需要指出的是,由於地質災害的危險性評估是一種風險評估,所以應借鑒已有的同類型工程在建設過程中誘發或遭受地質災害的經驗,這將為在建工程的地質災害評估提供有效的信息,為地質災害的預測評估提供可靠的依據,減少預測的風險性。
(2)合理區分現狀評估和預測評估:綜合評估和最終結論主要是依據現狀評估和預測評估結論而定。根據筆者的體會,在評估報告中往往易出現二者重復性大、重點不突出和結論不夠明確的問題。因此,處理好二者的關系十分重要。從現狀評估、預測評估的內容看,二者的關系比較清楚:即現狀評估是預測評估的背景;而預測評估不但要緊緊圍繞工程布局和施工特點進行,而且還應與現狀評估結果相互疊加後,共同形成危險性預測評估的最終結論(王得楷,2003)。
3.綜合分區評估及防治措施
(1)綜合評估原則與量化指標:地質災害危險性綜合評估應遵守「區內相似、區際相異、並置取大」 的原則。評估工作以說清問題為原則,其量化指標的確定可以以地質分析方法為主,定量評價為輔。如果資料充分,有條件的可進行定量分析評價。
(2)綜合評估內容:地質災害危險性綜合評估包括:(1)危險性分區;(2)建設場地適宜性分區評估;(3)防治措施。這些內容應按區段評估,並配以相應的說明。
綜合評估的側重點是在現狀評估和預測評估的基礎上,根據現有和潛在地質災害成災的可能性和成災後果的嚴重性,對工程建設區和規劃區進行分區(或分地段、分工程部位)的綜合評估(金德山,2004)。
危險性分區可根據評估區地質災害危險性綜合評價結果進行劃分,符合哪一級就劃為哪一級。如只有危險性大區和危險性小區,就沒有必要在它們中間再劃分一個危險性中區;又如只有危險性中區,就沒有必要再劃分一個危險性小區等。另外,要防止危險性分區隨意擴大或縮小化,如由於工程施工開挖造成邊坡失穩時,地質災害危險程度較重區將主要集中在工程沿線或僅限於河谷等特殊地帶,有時在進行危險性分區劃分時,往往可能將劃分范圍擴大到外圍,這樣是不合理的(邢岩等,2004)。
綜合評估應簡明扼要,只要把現狀評估和預測評估的主要認識反映出來即可,避免對上述評估的簡單重復。對地質災害危險性大的或中等的,要提出防治地質災害的措施與建議;對重大地質災害防治,尤其是提出避讓或改變建設工程選擇的,要提出論證,並給出建設場地適宜性評價結論。
(3)建設場地適宜性評價與地質災害防治措施:建設場地適宜性評價結論是評估工作的目的,最終結論的得出應該建立在2個判據之上:一是地質災害危害後果的嚴重程度,對此不能僅局限於災害對擬建工程影響的分析,還要考慮擬建工程對加劇和誘發地質災害的影響和對環境帶來的危害;二是地質災害防治的難易程度,此評價既要考慮技術上進行防治的難易程度,還要考慮防治費用的投入及經濟上的合理性(金德山,2004)。
建設項目地質災害危險性評估的最終目的是防止地質災害發生,即獲得「防」 和 「治」 的具體措施。因此,選擇的工程防治技術類型越簡單,越易於實現越好,通常經濟實用的技術是應該首先推薦的(具有特殊目的的工程項目除外);對於地質災害危險性大,現有經濟技術條件難以達到防治要求的場地,從「防」 的角度,應態度明確,堅決提出 「躲避」、「另選場地」 和 「局部改選」 的建議,不應遷就局部和地方利益,鑄成潛伏重大災害隱患工程的大錯(王得楷,2002)。
(五)評估報告評審要求與備案
評估報告完成後,需按照國土資源行政主管部門的有關規定組織專家進行報告評審,評審完待評估報告提交委託單位後,還要對評估成果進行備案。
4. 地質災害危險性現狀評估
(一)崩塌
靈寶—鄭州段多為黃土分布,在黃土丘陵區沖溝發育,溝谷切深大,現狀條件下崩塌多發生在沖溝壁及人工邊坡開挖處。現將該段發現的39處崩塌點,將其中距管線100m以內的9處崩塌點危害對象和穩定性等現狀列於表7-6中。可知它們皆是小型崩塌體,其中8處穩定。現狀評估崩塌危險性小。
表7-6 靈寶—鄭州段崩塌危險性現狀評估一覽表
在新鄭—駐馬店段,地形十分平坦,沖溝不發育,僅在河流的兩岸由於洪水沖刷而產生的崩塌。駐馬店—信陽段基岩出露相對較多,由於強烈風化作用,在基岩陡坎上易產生小型崩塌。崩塌一般呈點狀分布,其規模均為小型,距離管線有一定的距離,危害對象主要為公路、耕地、居民點及房屋,造成的危害較小,現狀評估崩塌災害危險性為小。
(二)滑坡
在崩塌易發地段,亦伴隨滑坡的發生,滑坡的發生幾率遠小於崩塌災害,但其規模要比崩塌災害為大,造成的危害也大於崩塌,本次野外調查發現14處小型滑坡,並且在沖溝中,最近距管線約150米,危害對象主要為簡易公路、農田,造成的損失較小,現狀評估評估區內滑坡災害危險性小。
(三)采空地面塌陷和地裂縫
陝縣張茅鎮至觀音堂段(G100—G130段)為楊庄鋁土礦區和煤礦區,其中G120-4.6km~G120+6.9km為煤礦采空塌陷區,塌陷形狀不規則,總體呈現北西—南東向,塌陷面積超過20km2,塌陷區邊緣地裂縫發育。地面塌陷造成附近居民點牆體開裂,破壞耕地及隴海鐵路的運行安全,雖然目前地面塌陷災害尚未造成人員生命危險,但已造成較大的經濟損失,破壞耕地達數千畝。所以現狀評估此段地面塌陷災害為危險性大。
義馬千秋鎮管線G150—G160段南約400~700m段,有較多的私人煤礦,形成了大面積采空塌陷,塌陷區邊緣地裂縫發育。根據野外調查訪問,目前主要在310國道的南部採煤,由於310國道兩側有村莊,沒有採煤,但煤系地層已過310國道向西北延伸,由於採煤活動繼續進行,目前地面塌陷仍不穩定。由於主要破壞農田和簡易公路,現狀條件下地質災害的危險性中等。
平頂山支線 P30~P45+3km段為平煤集團首山礦區、平頂山八礦礦區,其中 P40-3km~P35+2km段為平頂山煤礦采空塌陷區,采空區面積較大,塌陷坑形狀不規則,管線經過區域長度約2.95km,距管線最近的采空塌陷面積約30km2,評估區內塌陷面積9.6km2,塌陷深度一般為2~3m,平均2.8m,最大塌陷深度可達7.8m,塌陷區周邊地裂縫叢生。地面塌陷造成附近居民點牆體發生裂縫,破壞耕地,造成部分地面常年積水,雖然目前地面塌陷災害尚未造成人員生命危險,但已造成較大的經濟損失,評估區內塌陷危及到24個村莊,3039戶,共計12579人,破壞耕地30150畝,破壞房屋24312間,另外還造成學校、廠礦、企業建築的破壞約41300m2。所以現狀條件地面塌陷災害為危險性大。
綜上所述,現狀條件下,評估區內地面塌陷陝縣張茅鎮至觀音堂段G100~G130段和平頂山支線P30~P45+3km段地質災害危險性大,義馬千秋鎮管線G150~G160段南約400~700m段地質災害危險性中等。
評估區內的地裂縫為采空塌陷區邊緣產生的地裂縫,分布於陝縣觀音堂 G120-4.6km~G120+6.9km段、義馬千秋管線G150~G160段南約400~700m段和平頂山支線近終點的P40—3km到P35+2km段的煤礦采空塌陷邊緣,對管線具有極大的破壞作用。現狀條件下陝縣觀音堂G120-4.6km~G120+6.9km段和平頂山支線近終點的P40-3km到P35+2km段的煤礦采空塌陷邊部的地裂縫,已造較大的經濟損失,其地質災害的危險性大。義馬千秋管線G150~G160段南約400~700m段的煤礦采空塌陷邊部的地裂縫,沒有造成大的經濟損失,主要破壞農田和簡易公路,其地質災害的危險性中等。
(四)地面沉降
評估區地面沉降主要由城市長期大量開采地下水引起,管線所經過的城市多有不同的地面沉降,但多距沉降中心較遠,管線所處位沒有發生地面沉降,僅許昌市地面沉降比較強烈,地面最大沉降量達到188mm。由於地面沉降速度緩慢,累積沉降量小,對工程建築的破壞不明顯,因此,現狀條件下地面沉降地質災害的危險性小。
(五)采礦(砂、石)坑邊坡崩滑
靈寶—三門峽段、澧河和淮河采砂活動比較強烈,新安縣洪陽北、駐馬店至信陽段采礦、採石活動比較強烈,這些人類活動對地質環境條件破壞比較大,采坑形成的高邊坡破壞了邊坡的穩定性,除易產生崩塌外,還容易引起滑坡,同時采礦的棄碴是泥石流的物源。河道采砂對河道造成了巨大破壞。現狀條件下引發的地質災害造成的經濟損失比較小,但對地質環境條件破壞卻十分強烈,因此,現狀條件下地質災害的危險性中等。
(六)特殊土地面變形災害
膨脹土和膨潤土中都含有親水性粘土礦物,在環境濕度變化影響下,產生脹縮變形,從而對工程建設造成破壞。由於在評估區零星分布,現狀條件下僅對部分民房造成一定破壞,因此,現狀條件下膨脹土和膨潤土災害的危險性小。
黃土塌陷常發育在沖溝邊緣地帶,造成的危害比較小,在平原地帶現狀條沒有發現黃土塌陷,盡管過去在滎陽和鄭州等地曾發生過黃土塌陷,但現狀條件下僅發現黃土塌陷坑,危害小,因此,現狀條件黃土塌陷地質災害危險性為小。
綜上所述,現狀條件下評估區內采空地面塌陷和地裂縫地質災害危險性大—中等,采礦(砂、石)坑邊坡崩滑災害危險性中等,崩塌、滑坡、地面沉降和特殊土地面變形災害等危險性小。
5. 地質災害類型及其危險性現狀評估和預測評估
一、地質災害類型與特徵
本區段的地質環境條件較復雜,不同地段地質災害類型與特徵不同,危害與危險性程度差異較大。基本上可分為兩個區段:寧鎮低山丘陵崗地區存在滑坡、地面塌陷、膨脹土等災害;蘇錫常滬平原地區則以地面沉降,地裂縫等災害為主。主要地質災害發育特徵見表13-4。
表13-4蘇滬段主要地質災害發育特徵一覽表
(一)寧鎮地區地質災害類型與特徵
寧鎮地區地形起伏較大,屬低山丘陵崗地區。近東西向和北東向兩組斷裂發育,規模較大,第四系土體一般厚5~40m,粘性土具膨脹性。地下水資源貧乏,工程沿線人為工程活動以開采建築材料、鐵礦、煤礦、取土等為主,規模與強度較大,易產生滑坡、采空區地面塌陷、膨脹土脹縮等災害。
1.滑坡
寧鎮地區滑坡總數較多,75%的滑坡體積小於1萬m3,屬淺層粘性土滑坡,具有如下特徵:土質滑坡規模小,但發生在市區則危害大。管線經過的句容下蜀—上黨段僅局部存在小規模滑坡隱患,滑坡發生主要在雨季(6~8月)。滑坡的主要觸發因素是降雨和人工取土切坡,當具有一定坡度和高度的下蜀組粘性土的潛在軟弱面(基岩頂面與粘性土接觸帶或土體潛在軟弱面)傾向臨空面時,由於坡腳失去支撐,邊坡應力突然改變,破壞了原有的力學平衡條件,遇暴雨或持續性降雨時,粘性土膨脹且軟弱面抗剪強度急劇降低而引起斜坡土體滑動。
2.采空塌陷
評估區開採煤礦、鐵礦等地下採掘僅8處,規模較小,離管線較近的主要有韋崗鐵礦地面塌陷。鎮江韋崗鐵礦至1999年已形成99.1萬m3的地下采空區,目前尚處於相對穩定狀態。但據礦山監測,采空區東部地表已累計下沉27.09mm,道路已出現了3~10m的長度不等的環裂縫。
3.膨脹土脹縮災害
下蜀組粘性土,屬上更新統洪坡積沉積物。主要分布於沿江兩側低山丘陵的邊緣地帶,厚度5~25m,覆蓋於不同時代的基岩之上,構成長江I—Ⅱ級階地地貌形態。輸氣管線在下蜀土分布區穿越長度約40km。粘土礦物以伊利石為主。自由膨脹率六合段40%~50%,下蜀—上黨段可達53~56%以上,丹陽段40%左右,屬弱膨脹土,易發生邊坡不穩定。
4.江岸坍塌
長江江岸穩定性變化受邊界地質條件、水動力條件及人為活動等因素的共同影響,近幾年來江岸坍塌具有加快發展趨勢。評估區江岸坍塌段主要集中龍潭彎道段,管線穿越的三江口地段則受其影響。
(二)蘇-錫-常地區地質災害類型與特徵
蘇-錫-常地區地勢低平,河網發育,挽近期沉積了較厚的鬆散堆積物,屬三角洲相和湖相成因,較軟弱。地下水資源豐富,長期超采深層孔隙承壓水,導致誘發地面沉降、地裂縫等地面變形災害。
1.地面沉降
20世紀70年代—80年代中期,地下水開采主要集中在蘇州、無錫、常州三中心城區,地面沉降處於緩慢發展階段。80年代中期至90年代中期,累計沉降量200mm的范圍達2000km2,地面沉降處於快速發展階段。近幾年來,地面沉降仍然持續發展。目前累計地面沉降量200mm范圍已擴至5000km2以上(圖13-3)。三中心城市地面沉降漏斗基本連成一片,歷史地面沉降面積見表13-5。至90年代中期,蘇州、無錫、常州三中心城市最大累積沉降量分別為1200mm、1100mm和940mm,無錫洛社—石塘灣已成為區域地面沉降窪地中心,地面沉降快速發展。1996年以來,雖江蘇省政府加強了地下水資源控制管理,但因滯後效應,地面沉降仍在持續發展。近年來地面沉降速率仍較大(表13-6)。嚴重區主要分布於常州市區以東、無錫市以西及江陰市南部地區。
表13-5蘇-錫-常地區地面沉降面積統計一覽表
表13-6蘇-錫-常地區近年地面沉降速率一覽表
圖13-3西氣東輸管道工程沿線蘇-錫-常地區累積地面沉降量等值線圖(2000年)
蘇-錫-常地區地下水開采歷史較長,20世紀70年代以前僅蘇州、無錫、常州三中心城市開采量數百萬立方米,80年代以來,各市(縣)經濟的快速發展,高峰年份地下水開采總量達4.35×108m3。20多年來區域地下水位平均下降速率達0.5~1.5m/a,區域漏斗中心水位埋深達87m以上。目前水位埋深40m降落漏斗面積達6500km2以上(圖13-4)。與地面累計沉降量等值線基本一致,反映了地下水位與地面沉降呈正相關關系。
蘇-錫-常地區的地面沉降的發生、發展內因是該區深層孔隙承壓水豐富,鬆散堆積物厚度大(100~250m),存在軟弱壓縮層位;外因是長期過量開采深層地下水,引起水位持續下降。
圖13-4西氣東輸管道工程蘇-錫-常地區地下水主采層水位埋深等值線圖(2000年)
2.地裂縫地質災害
(1)發育現狀與特徵
區內地裂縫災害是地面不均勻沉降的一種特殊表現形式,對建築物和道路造成較大的危害。自1989年武進市橫林鎮首次發生地裂縫災害以來,至今已有15處,較集中分布在橫林以東、無錫梅村以西的中部塊段,具有明顯的地域性分布規律。
已發現的所有地裂縫地質災害,具以下4個特徵:
① 方向性和成帶性,延伸規模一般小於1km,影響寬度小於100m;
② 表現為以垂直差異沉降為主,水平拉張為輔的特點;
③ 具發展性和不穩定性,危害剛性建築物;
④ 滯後於地面沉降,在沉降差異較大時發生。
(2)地裂縫災害形成機理分析
地裂縫災害是在自然因素和人為因素雙重作用下發生和發展的,研究認為蘇南地裂縫災害發生與地質構造活動無明顯的直接因果關系。區內形成地裂縫災變的地質背景條件,一般有以下幾種地質模式:
① 第四紀基底起伏,含水層缺失引發地裂縫。地下水主采層(Ⅱ承壓)深度內分布有潛伏基岩山體或陡崖,可造成第四紀土層結構和Ⅱ承壓含水砂層發生突變(圖13-5(a)、(b))。
② 淺隱伏型灰岩造成的塌陷型地裂縫。隱伏灰岩裂隙溶洞發育,水位大幅度下降後對上覆土層發生的潛蝕掏空作用,輕時發生塌陷式裂縫,重時成為岩溶地面塌陷(圖13-5(c)。
③ 淺部第四系結構、岩性差異產生地裂縫。地下水位大幅度的下降產生較大水頭差,可不同程度地引起上部土(砂)層壓縮形變、沉降差異(圖13-5(d))。
圖13-5形成地裂縫災害的地質模式示意圖
(a)隱伏基岩山體隆起含水砂層缺失引起地裂縫;(b)隱伏基岩陡崖引起的地裂縫;(c)淺隱伏型灰岩造成的塌陷型地裂縫;(d)淺部含水砂層結構差異形成的地裂縫
二、工程沿線地質災害危險性現狀評估
(一)寧-鎮段(HA001—HD001)
1.滑坡
評估區內滑坡具地域特點,僅限於高資香山—石馬十里長山線段,目前存在三處小規模滑坡隱患,離管線尚有500~2000m,只要管線不位於滑坡體內,即使發生滑坡,對淺埋管線無影響,危險性小。
2.采空塌陷
評估區內管線附近青山砂石礦(HB008—HB013附近)露天採石場范圍達2000m2以上,放炮頻繁,對管線振動影響較大。韋崗鐵礦處於管線(HC053)西南部約3km,服務年限為29年(1978年投產),目前未延伸到管線穿越部位,地表塌陷不會危及管線及鎮江分輸站。
3.膨脹土脹縮災害
評估區屬二類弱膨脹土,已對低層建築、城市基礎設施(管網)造成了破壞,在上黨段以北10km處產生大小滑坡多處。在地形起伏變化較大的邊坡地帶,存在滑坡的危險性,評價認為下蜀—上黨段(樁號HC016—HC074)為危險性中等。
4.江岸坍塌
上游龍潭彎道江岸坍塌嚴重,三江口江岸(樁號HB015附近)地段易受到危害,採用盾構法穿越長江兩側應採取工程措施進行岸坡保護。
(二)蘇-錫-常-滬段(HD001—HF086)
1.地面沉降
(1)評估區地面沉降特徵
評估區部分管線段水位埋深為30~50m,橫山橋—堰橋一帶達70~76m。自西向東地面累計沉降量呈現「小一大一小」特點,與區域地面沉降特徵一致。沿線近幾年地面沉降速率較快,典型鄉鎮沉降速率曲線如圖13-6。
圖13-6蘇滬段沿線近年地面沉降速率變化曲線圖
(2)地面沉降對環境的危害
① 形成沉降窪地、加劇洪澇災害:由於地面沉降,使本來低平的地勢更低窪,無錫洛社—石塘灣、蘇州黃埭地面沉降窪地達7~10km2,影響生態環境和周圍居民的安全。
② 影響農業生態環境和區域水文環境:地面沉降的發展,農田漬害加重,水利工程失效,河流排泄不暢,環境污染嚴重,持續的危害,將阻礙農業經濟的發展。
③ 加大了城鎮基礎設施的投資:如果地面沉降繼續發展,再降低300mm高程,京杭運河、太湖圍堤加高、對大型交通、市政、水利等工程潛在影響,其直接與間接經濟損失難以估量。
④ 對國家生命線管道的危害:地面沉降作用日積月累地對建成後的管線拉剪等破壞,必然縮短管線使用的的壽命。
根據線路的地質環境特點、地面沉降特徵,現狀評估結果見表13-7。
表13-7地面沉降危險性現狀評估表
2.地裂縫
西氣東輸管線通過蘇錫常地裂縫災害多發區域,離管線穿越較近的存在兩處,即錫山市東亭鎮和查橋鎮。地裂縫災害造成的危害比較直觀,直接經濟損失可觀。初步統計,遭地裂縫損壞的房子累計近1400間,搬遷數十個單位,由此產生的直接經濟損失已超過1億元。
經評估認為,管線遭受最大侵害的是錫山東亭鎮區段(HE034附近)和查橋吼山村段(HE037附近),地裂縫災害繼續發展,有可能對管線和無錫分輸站產生不利影響。
3.其他地質災害危險性現狀評估
無錫市厚橋存在岩溶地面塌陷,規模小,因遠離管線不會對管線影響;常州以東存在軟土地基,潛水位埋深小於1.0m,工程開挖時易擠壓變形和不均勻沉陷,應予以注意。
三、地質災害危險性預測評估
(一)工程建設誘發、加劇地質災害的可能性
西氣東輸管道工程穿越地貌單元較復雜,加劇誘發地質災害特點不一致。
(1)管線六合—儀征青山段(HA001—HB008):地形較為平坦,局部穿越起伏稍大的下蜀組弱膨脹土地段,工程開挖易產生邊坡不穩定,但一般不會產生滑坡災害,危險性小。
(2)儀征青山—鎮江下蜀段(HB008—HC016):工程建設穿越長江、國道採用盾構法或頂管法施工,不會影響江岸的穩定性或產生其他災害。
(3)鎮江下蜀—上黨管線段(HC016—HC074):地形起伏較大,下蜀粘性土垂直節理發育、弱膨脹性,工程建設時開挖斜坡中、下部易造成邊坡失穩,而產生新的滑坡地質災害。
(4)鎮江上黨—丹陽段(HC074—HD001):地質環境條件較好,工程建設時不會誘發、加劇滑坡等災害。
(5)蘇錫常滬段(HF001—HF086):管線工程對蘇錫常滬沿線地區土層增加的荷載,可以忽略不計,其建設和建成後不會加劇該地區地面沉降。
如果管線工程建設時穿越錫山東亭、查橋吼山村地裂縫帶,管道輔設對地裂縫的發展有一定的影響,應引起注意。
(二)工程本身遭受地質災害危險性評估
1.南京—鎮江段
工程建設時遭受的主要是滑坡、膨脹土危害和儀征斗山—三江口江岸坍塌的潛在威脅,工程本身遭遇地質災害危險分析如下:
(1)工程可能遭受滑坡危險性主要是香山寺滑坡(HC035附近),但由於滑坡體規模小,目前較為穩定,遭受的危險性小。
(2)下蜀—上黨膨脹土分布廣,地形起伏較大,下蜀土易對管線頂壓且存在邊坡不穩定性,施工時遭受膨脹土危險性中等,但建成後不會受影響。
(3)韋崗鐵礦礦脈離管線較遠,且采空區范圍僅300多米長,上黨周圍煤礦則已閉坑,對管道線和鎮江分輸站危險性小。
(4)三江口結點(HB015附近)由於其上游江岸坍塌形勢,對其結點鞏固不利,具有潛在危險性,建議作進一步勘查。
(5)南京—鎮江地區為地震烈度Ⅶ度區,且長江、滁河等河谷漫灘相粉砂土發育,在振動和地震條件下易產生砂土液化,應引起注意。
2.常州—上海(白鶴)段
(1)地面沉降災害危險性預測評估
蘇-錫-常地區地形測量資料表明,該區地面沉降仍在以一定速率下沉,在相當長的時間內仍將發展。本次評估選擇典型地段採用太沙基滲透固結理論估算最終沉降量和今後10年、20年後的沉降量,評估地面沉降的發展演變趨勢以及對輸氣管道的危險性。
經計算,預測.20年內無錫、蘇州管線段附近地面沉降量均超過1000mm,其中無錫段(HE001—HF001)沉降速率預計達44~48mm/a。常州北、無錫北、蘇州北最終沉降量將達1.84、2.8和2.14m,對建成後的輸氣管道會產生直接的影響和危害(表13-8)。
表13-8地面沉降發展危險性預測評估表
(2)地裂縫災害危險性預測評估
蘇錫常地區初步圈出5個地裂縫災害一級易發區,管線經過下列3處地方在一定條件下可能會產生地裂縫災害。
① 武進市橫山橋段(HD069樁號南部):寬約1km,基岩面由裸露轉向陡坎,Ⅱ承壓含水層發生突變性變化。
② 無錫市石塘灣鎮秦巷北(HE014—HE016樁號南):寬約2km,為受基岩控制的古河道突變地段,潛山和陡崖較發育。
③ 無錫市查橋鎮附近(HE034樁號北):寬500m,分布有I承壓含水層,下伏為灰岩,裂隙溶洞發育,易產生塌陷型地裂縫災害。
管線方向與上述地裂縫易發區斜交,在一定條件下誘發的地裂縫對工程建成後潛在危險性大。
(3)其他地質災害危險性預測評估
工程穿越常州鄭陸—橫山橋、堰橋、東北塘、東亭—查橋4個岩溶水塊段,岩溶水位埋深超過50m。若岩溶水開采強度加大,岩溶塌陷災害的潛在危險是存在的。
蘇州陸墓—上海白鶴,地勢低窪,淤泥質土分布較廣,潛水位埋深淺,管線工程和分輸站建設時軟土易產生蠕動變形和不均勻沉陷,應引起重視。
6. 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。
7. 我國現有地質災害防治工程的效益評估
這里所指的防治工程包括地質災害調查、監測、治理工程等用於減少地質災害發生所做的各方面工作。
12.3.1 經濟效益評估
(1)地質災害調查
據統計,全國共發現較大規模的崩塌3000多處,滑坡2400多處,泥石流2300多處;中小規模的崩塌、滑坡和泥石流多達數十萬處,但災害點主要分布在廣大的農村,全國400多個縣(市)的1萬多個村莊受到這些地質災害的威脅,每年80%的地質災害發生在農村,傷亡人員中90%為農民。目前,我國地質災害防治管理所依靠的主要是1∶50萬環境地質調查成果,由於精度不夠,大多數地質災害隱患點還沒有被調查出來,因而每年發生的地質災害90%以上不在我們的管理視線之內,而短期內建立一套先進完整的預警預報體系,不論是資金還是技術都有相當的難度。因此,群測群防是當前防治地質災害的重要手段和方法。而群測群防工作的基礎和前提是摸清「家底」,是在基本了解隱患點和危險點分布的情況下,才能進一步布設群測群防網。因此,自1999年起,國土資源部啟動縣(市)地質災害調查工作,對全國700個地質災害嚴重的縣(市)開展地質災害調查與區劃,強調「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。目前已完成545個縣(市)的調查工作,調查面積達150萬km2,共查出地質災害隱患點約5.4萬個,對4萬多處隱患點開展了群防群測工作。
在近兩年的地質災害防治工作中,縣(市)地質災害調查與區劃工作發揮了不可替代的作用,使我國地質災害的預報成功率總體上大大提高。據初步統計,2001年全國成功預報突發性地質災害231起,避免了4200多人的傷亡。與2000年相比,2001年成功預報地質災害數量提高了2.8倍,地質災害造成的死亡人數下降了29%,受傷人數下降了80%,直接經濟損失減少約14億元。2002~2003年成功預報地質災害1111次,避免了3.6萬人的傷亡(表12.2)。
表12.2 群測群防成功預報實例
(2)地質災害監測
地質災害監測主要分為突發性地質災害監測和緩變性地質災害監測兩類。
1)突發性地質災害的監測(主要為崩塌、滑坡、泥石流)。①對於通過一定的工程措施可以消除災害隱患,並且具有明顯治理效益(治理費用與潛在損失相比)。對這類災害應及早進行勘查治理,在消除災害隱患之前必須採取可靠的監測手段對其動態變化進行實時監測,及時發布預警信息,避免造成重大人員傷亡和經濟損失。②對於災害體特徵復雜、災害徵兆不十分突出、難以採取有效措施進行避讓或治理的突發性地質災害隱患點,由國家和地方政府等出資建立專業監測點。也可接受其他部門的委託,對重大工程區(沿線)的突發性地質災害建立專業監測點。
單體監測方案:建立以GPS測量法、鑽孔傾斜儀法、地下水動態監測法等監測技術方法為主體的綜合監測技術組合體系。包括滑坡地面絕對位移監測系統,滑坡深部位移監測系統,滑坡地下水動態監測系統,滑坡相對位移監測系統,滑坡誘發因素監測系統等監測體系。
目前已經對分布在13個省(區、市)的重大突發性地質災害隱患點50處(其中崩塌(岸)1處、滑坡44處、泥石流5處)在治理和消除隱患之前開展監測工作。下面為3個成功預報實例:
實例1 1985年6月12日凌晨3時45分至4時20分,湖北秭歸縣境內長江西陵峽中新灘鎮發生大型滑坡。該滑坡體的體積約3000餘萬m3,堅硬的石塊、碎石及泥土快速崩滑下來,將新灘鎮全部摧毀。滑坡體前部的土石堵塞長江江面的1/3,頓時江中激起高54m的巨浪,涌浪波及上下游共42km長的江段。由於預報及時,撤離措施果斷有效,致使首當其沖的新灘鎮475戶居民1371人無1人傷亡,使一場毀滅性的地質災害帶來的經濟損失和人員傷亡減小到最低程度。
實例2 長江上游隴南、陝南片境內滑坡、泥石流災害非常發育,嚴重阻礙了地區資源開發和經濟發展。自1991年預警系統建立以來,本著「因害設防、確保重點」的原則和「防大汛、抗大災、減輕災害損失、服務於當地經濟」的指導思想,在隴南、陝南片設立了1個一級站,3個二級站,19個監測預警點,359個群測群防看守點和3個群測群防試點縣。目前已配備專業預警技術人員89人,預警設施850個,交通通訊設備32台,在監測站點建成了規范的站房、監測斷面、排樁等設施和監測預警儀器,配置了辦公設施和無線電台通訊等。監控滑坡體積達12.5億m3,監控泥石流面積達2.0萬km3,保護著40萬人口、24.5億元的生命財產安全。1991~1998年成功預報滑坡19處,避免了1085人傷亡,2920萬元財產損失;成功預報泥石流6處,避免了770人傷亡,245萬元財產損失。
實例3 重慶市於2003年5月正式啟動三峽庫區地質監測預警系統建設。目前,這個專業監測與群測群防相結合的預警網路監測點已密布於庫區兩岸。已確定專業監測點108個,群測群防點近1700個。該系統建成後,一旦庫區發現地質險情,就可以立即上報,為適時作出應急處理贏得時間。2003年重慶市成功預報地質災害489起,避免了4000餘人的傷亡和6600多萬元的直接經濟損失。
2)緩變性地質災害監測(主要為地面沉降和地裂縫)。全國有16個省(區、市)、82個城市存在較嚴重的地面沉降,其中,有監測資料的14個城市沉降面積已經超過6.4萬km2。據估算,14個城市地面沉降造成的直接經濟損失超過800億元,平均每年造成的直接經濟損失超過27億元。1921~2000年的80年間,僅上海市區地面沉降造成的直接經濟損失就達176.6億元,間接經濟損失達2943.07億元,平均每年直接經濟損失2.2億元,間接經濟損失36.8億元(據上海市地質環境監測總站)。據估算,2004~2010年,我國僅14個城市由於地面沉降造成的直接經濟損失將達到260億元,2010年當年經濟損失約為50億元。
僅就上海市而言,每年投入地面沉降監測網的費用為1500萬元(投入),以保證上海市年下沉量控制在2mm范圍內,可避免年均直接經濟損失2.2億元(產生的效益)。投入效益比(即投保比)約為1∶14.7。
(3)地質災害治理
據不完全統計,截至2002年底,全國已完成重大地質災害前期勘查可行性論證273處,完成重大地質災害治理工程522處。我國地質災害治理工程大多分布在城鎮、人口集中居住區、國家重點文物區、風景名勝區、機關學校部隊駐地、革命老區、少數民族居住地、大中型工礦企業所在地和用於保護交通干線、重點水利電力工程等基礎設施。通過重點地質災害防治工程的實施,保護了人民生命財產安全,有效地維護了社會穩定,保障了國民經濟的發展(參見表3.9和表3.10)。
例如:雲南永勝縣城泥石流治理工程。在2年的前期勘查、可行性研究和設計的基礎上,2001年4~12月實施的治理工程總投資約500萬元,可保護永北鎮12270萬元的固定資產免遭泥石流的危害,投保比為1∶24.6。
又如:廣東恩平市洪滘中學滑坡治理工程。國家投入80萬元,恩平市洪滘鎮政府籌集20萬元,總投資100萬元用於滑坡綜合調查、勘探和試驗以及滑坡體治理。由於滑坡體正對洪滘中學主教學樓,直接威脅著4層教學樓和數百名師生的安全,投入少量資金進行治理可確保600餘名師生的安全,同時節省洪滘中學整體搬遷所需費用650多萬元,可見經濟效益和社會效益十分顯著。
12.3.2 社會效益評估
社會效益是考核以國家投資為主的滑坡災害治理工程的重要指標,所謂社會效益就是指工程實施後對國家和地方社會發展目標的影響和貢獻,包括工程本身及其對周圍地區的影響。由於社會效益的復雜性和難以量化的特點,採用邏輯框架分析方法,如表12.3所示。
表12.3 我國部分滑坡治理工程社會效益指標分析
12.3.3 環境效益評估
環境效益的分析主要側重分析項目實施後對環境的影響,包括區域環境質量改善、自然資源的保護和利用、對生態平衡的影響和貢獻等。
如浙江永嘉縣甌北鎮嶼塘山滑坡治理工程完工後,美化了環境,已成為一個休閑場地。
甘肅文縣關家溝泥石流災害綜合治理工程,在實現了顯著的經濟效益(投保比1∶23)的同時,增加水保持治理面積1萬畝,加上穩定的溝道和山坡,新增治理面積共計1.5萬畝,摺合10km2,占總面積的26%,占水土流失面積的54%。加上原來已治理的土地面積,治理程度可達到78%;從關家溝流域每年將減少進入白水江的泥沙為8.7萬m3,這不僅對延長下游尚德和碧口電站的壽命具有重要意義,而且還能大大減輕對下游農田、村鎮和公路的危害,有利於長江流域的水土保持和環境保護。
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. 如何寫地質災害評估報告
根據《地質災害防治條例》(國務院令第394號)的要求,需對建設項目進行地質災害危專險性評估。屬
地質災害危險性評估工作的目的是:
分析工程建設可能受到地質災害的影響,預測工程建設活動可能產生的各類環境地質問題及地質災害,為防災減災與建設場地地質環境恢復治理提供基礎資料和科學依據,避免或減輕地質災害造成的損失,從而達到為工程建設服務和保護地質環境,實現社會經濟可持續發展的目標。
地質災害危險性評估的主要任務為:
1.查明工程建設場地地質環境條件、自然地理及工程概況;
2.查明建設場地地質災害發育類型、現狀、分布及影響因素,進行地質災害危險性現狀評估;
3.調查、分析評估區內潛在的地質災害、工程建設可能引發或加劇地質災害及其危險性,以及工程建設和建成後可能遭受的地質災害及其危險性,進行地質災害危險性預測評估;
4.對評估區內地質災害危險性進行綜合評估,劃分地質災害危險性評估分區,評估場地適宜性,並提出相應的防治措施和建議。
10. 地質災害危險性綜合評估及防治對策
一、地質災害危險性綜合評估
綜合評估是在現狀評估及預測評估的基礎上,並綜合考慮了以下幾個方面的問題:①地質災害形成的地質環境條件;②地質災害類型、分布、發育特徵、穩定狀態及其對管線的危害程度;③災種共生時,按其組合形式評估對管線的危害程度;④不同地域地質環境容量對管線在選線時的限制情況;⑤地質災害在採取工程治理或其他措施時的難易程度;⑥工程建設及運營過程中由於人類活動引起的對地質環境條件的破壞、加劇地質災害情況,及其對管線的危害程度。首先,將沿線地質災害危險性分為危險大、危險中等及危險小三個等級。然後,在上述三個等級的基礎上進一步劃分為16個段。具體劃分及綜合評估結果見圖9-10和表9-5。其中,地質災害危險性大的段9個,長121.572km,約占管線的36%;危險性中等的段5個,長155.841km,約占管線的45%;危險性小的段2個,長66.782km,約占管線的20%。
西氣東輸工程陝西段建設用地范圍內地質災害多發,然而管線在選線過程中對多數地質災害作了相應的繞避,總體上來說,土地適宜性為較適宜。然而管線在一些地段仍存在安全隱患,需要進行詳細工程地質勘察,在施工過程中應採取相應的工程措施或繞避。具體如下:
(1)DD205樁段處淤地壩壩地,由於淤地壩年久失修,壩肩為洪水泥流損壞,受洪水泥流沖蝕,致壩地拉裂形成沖溝迅速向壩地內部擴展,距DD205樁相距僅20m左右,在拉裂的沖溝內明顯可見沿新近系粘土岩與披覆的黃土接觸面有泉水溢出,如任其發展,不僅沖溝威脅管道,而且可能造成由此處越梁的黃土斜坡產生不穩定變形,需進行工程整治。
(2)DD278—DD279樁處存在黃土崩塌,管線通過崩塌體前緣長80m左右,距崩塌體相距不過5m左右,且崩塌前緣由於人為切坡影響,仍有復活的可能,應採取工程治理措施或繞避。
(3)DD279—DD280樁之間,存在有4個小滑坡,滑坡穩定程度差,可見到滑動時致電線桿傾倒,對從滑坡前緣通過的管線危害較大。建議此處管線採取工程治理或繞避。
(4)DD288—DD289樁之間為一大型滑坡,滑體前緣處於永坪川侵蝕岸,受河水沖刷側蝕,前緣發生小范圍滑動,可見到梯田明顯錯位,管線恰好從滑體中前部通過。建議對該滑坡進行詳細工程地質勘察後,採取相應工程治理措施或從滑面下穿越管道。
(5)在DE004—DE005樁之間,位於寒砂石水庫左壩肩的大型滑坡,滑體前緣形成高8.5m的陡坎,前緣陡坎下三疊系砂岩與黃土接觸面處有滑坡泉溢出,滑體中部有灌溉水渠通過,水渠無任何防滲襯砌措施,見有滲水產生的潛蝕落水洞。平行水渠尚有中山川水庫—永坪、寒砂石水庫——永坪兩條輸水管道通過,在輸水管道開始供水後,滑體前緣發生三處小范圍滑動,前緣滑動的變形已擴展至水渠邊,而管道恰好從水渠前部通過。線路在此段應進行詳細工程地質勘察後,採取工程治理措施或繞避。
圖9-10西氣東輸管道工程陝西段地質災害危險性分區圖
表9-5陝西段地質災害危險性綜合評估表
續表
(6)在DD143—DD144樁之間的棗樹坪滑坡,滑體長450m,寬1000m,為巨型黃土滑坡,滑動時滑體前緣直抵秀延河,將河流推至對岸,滑體明顯隆起為鼓丘,滑體後緣為兩條沖溝所環繞,沖溝底部為濕地,滑體前緣受秀延河沖刷,可見局部小范圍滑動,管線從滑體中部通過,建議對該滑坡進行詳細工程地質勘察,對其穩定性做出判定後,採取工程治理措施或從滑面下穿越管道。
二、地質災害防治對策與措施建議
各類地質災害的防治對策及措施在陝西段分省評估報告中有詳細論述,這里僅就主要地質災害點提出具體的治理措施建議。
(1)延川縣寒砂石滑坡(DE004—DE005):治理可採取排水和支擋相結合的綜合治理措施。在滑坡前緣復合段後部設置盲洞排水或修建防水帷幕,對DE004號樁以南的縱向水溝和橫向水渠用水泥漿砌,防止地表水滲入坡體。在滑坡前緣河岸部分設置抗滑擋牆,同時還能防止河流沖刷。
(2)棗樹坪滑坡(DE143—DE144):可採取截排地表水和修築堤防、防止沖刷的綜合治理措施。截排地表水即在滑坡外圍修建截水溝,將斜坡及其以上的地表水攔截在滑坡體之外,對滑坡體內的潛蝕洞穴應逐一回填夯實,防止地表水滲入坡體。修築堤防即在滑坡前部修建漿砌石堤壩,防止雨汛期河水沖刷和軟化滑坡坡腳,以消除滑坡前緣局部失穩導致滑坡整體穩定性降低的可能。
(3)王家院滑坡群(DD279—DD281):在疏排地下水的同時,限制當地群眾切削坡腳,並應在前緣作反壓處理。修建排水盲洞,疏排坡內地下水,滑坡群上方修明溝攔截地表水,前緣用土反壓,放緩坡腳。
(4)梁家渠滑坡(DD288—DD289):除採用與王家院滑坡群相同的措施外,尚應在前緣修建漿砌石堤防,以防止河流沖刷對滑坡穩定性的不利影響。
(5)清澗河右岸崩塌(DE216—DE217):可採取預先清除或支頂鑲補勾縫、攔截工程。預先清除就是先將不穩定岩體破碎,並用撬杠撬落,以消除隱患。支頂鑲補勾縫就是對崩塌的局部加固,可在下墜方支墊或對原有裂縫用水泥砂漿充填。攔截是在崩塌下方修築漿砌石擋牆,使其不致影響管線。
(6)DC081樁處黃土崩塌:鑒於本處管線與崩壁正交,且黃土崩塌崩壁陡立,穩定性差,具進一步發生崩塌的可能。因此,應先治理加固,後進行工程建設,對崩壁的加固治理應在坡下修建護坡或擋牆,或適當放緩邊坡。在崩壁上部回填夯實裂縫並注意排水等。