天津地质灾害
Ⅰ 城市地貌灾害有哪些
目前中国城市地质灾害主要有以下几种类型:
(一)地震灾害。地震是城市面临的第一大地质灾害,地震活动是当今地质应力作用中对自然地貌形态和城市地貌改造与破坏最强烈的一种作用。我国地震活动的特点是:分布广、频率高、强度大、震源浅、危害大。我国人口在100万以上的大城市,70%位于地震裂度大于7度的地区内。我国是一个多地震的国家,8级以上的地震平均每10年1次,7级以上的地震平均每年1次,而5级以上的地震平均每年14次之多。我国地震活动强烈的地区,多分布在地壳不稳定的大陆板块和大洋板块接触带及板块断裂破碎带上,从地区分布上看主要是东南部的台湾和福建沿海;华北太行山沿线和京津唐地区;西南青藏高原及其边缘的四川、云南省西部;西北的新疆、甘肃和宁夏。有资料记载以来,我国最大地震为8.5级,山东、西藏、宁夏各发生一次。一般情况下,地震中直接受地震波冲击而伤亡的人数在地震伤亡总人数中所占的比例并不高。更多的灾害是由于地震诱发的次生灾害造成的。这些次生灾害主要有:山体滑坡、水库溃坝、电力线路短路、煤气、供排水管道泄漏、火灾、瘟疫等。特别是当这些灾害中的几种同时发生时,情况更加复杂。
(二)地面变形灾害。地面变形灾害包括地面沉降、地面塌陷和地面裂缝,广泛分布于城镇、矿区、铁路沿线。中国目前发生地面沉降活动的城市达70余个,明显成灾有30余个,最大沉降量已达2.73m,这些沉降城市有的孤立存在,有的密集成群或连续相连,形成广阔地面沉降区域或沉降带,目前沉降带有6条:沈阳—营口;天津—沧州—德州—滨州—东营—潍坊;徐州—商丘—开封—郑州;上海—无锡—常州—镇江;太原—候马—运城—西安;宜兰—台北—台中—云林—嘉义—屏东。严重的地区沉降还会引起次生灾害,如天津市地面标高降低,导致海水上岸,加重沼泽化、盐渍化,海河泄洪能力降低,市区有淹没的危险。
(三)崩塌、滑坡、泥石流灾害。崩塌、滑坡及泥石流灾害又称为物质运动灾害。此类灾害是世界上对城市危害比较严重的地质灾害之一。城市崩滑流灾害的危害主要包括导致人员伤亡、破坏城镇的各种工程设施、破坏土地资源和生态环境等。我国城市中尤其是中西部地区城市大部分处于崩滑流灾的包围之中。丘陵山区的城市一般随坡度不同的地势而建,特别是一些特殊产业的城市,坡度更大,暴雨时极易发生崩滑流灾害。崩塌是斜坡上的碎屑、土体和岩体,在重力作用下快速向下坡的移动,它的运动速度很快,一般为5~200m/s,有时可以达到自由落体的速度,发生的条件主要受地形、地质、气候、地震、人工开挖边坡等因素的影响。当城市岩层节理、裂隙比较发育时,由于长期水化作用、流水作用,加上城市强烈人为活动,开挖山坡、城市施工、工业与生活用水的大量下渗等原因,造成地质条件改变,破坏了原来坡体的稳定性或古滑坡的平衡,从而产生新的滑坡。泥石流是我国山区城市众多自然灾害中有突发性灾害过程的主要灾种,我国23个省、市(自治区)都有泥石流发生,每年都造成几亿元的经济损失和几百人至上千人的伤亡。
(四)城市垃圾灾害(包括工业固体物)。由建筑施工和工业生产及生活的废弃物(如建筑碎料、旧建筑物拆毁残渣、工业灰渣、矿渣废石、生活垃圾等)人为堆积地质作用引起的危害性更大。人类生活垃圾堆积土中含有许多有机物质,分解后产生甲烷气体,可能构成易爆炸的危险环境。另外,未经地质评价而倾倒或填埋的废物极易被雨水淋滤下渗污染地下水,或呈地表径流排入地表水体造成新的污染。
(五)开挖工程灾害。我国工矿企业的发展与建设,促进了国民经济的发展,同时在工程建设过程中产生了一大批城市,这些城市一般地处山区,地形复杂,在这些城市周围矿产资源开发和隧道等工程建设中,经常发生突水、突泥、冲击地压、冒顶、煤瓦斯突出、煤层自燃、井巷热害、矿震等灾害,由此造成人员伤亡,设备和工程毁坏、资源枯竭,初步统计,1949~1990年共有600个矿区或矿井发生突发性矿井灾害事件3万余次,造成人员伤亡1.4万余次。解放以来矿井突水事故1300次,造成重大损失95次。
(六)水文地质环境污染灾害。由于城市“三废”处理不当,而引起地下水污染,水质恶化是城市环境地质研究的一个重大问题,据国内40多个城市地下水调查,几乎都有不同程度的污染。
二、城市地质灾害的防治措施
对城市地质灾害的防治既是经济问题又是社会问题,关系到经济发展和社会稳定。城市人口密集、工厂林立,是一个地区经济、政治、文化的心脏,同时也是地质灾害频发区和重灾区,在同样强度下,损失明显高于非城市地区。另外,城市地质灾害伴随着次生灾害、人为灾害,又叠加形成二次、三次灾害,将会造成更大损失。因此,采取有力措施,防治城市地质灾害是一项迫在眉睫的工作。
(一)加强对城市地质灾害的综合研究。城市地质灾害的防治是一个复杂的系统工程,它包括政府部门管理职能、抗灾救灾预案的制定、城市地质灾害的评估、人员素质的提高、减灾措施论证、城市最佳位置的选择、灾害应急反应计划等方面,要从自然性与社会性更广泛的内容上去研究。因此,应加强对城市地质灾害链、灾害群、灾害机理、灾害区划、灾害评估及灾害预警系统的综合研究。建立城市地质灾害信息系统,为国家、地区和部门减灾提供综合灾害信息,组织多部门多学科开展灾害的系统科学研究,共同协作攻关,解决城市地质灾害的共同难点。
(二)加大城市地质灾害防治的投入。加强防灾工程建设。开展包括城市绿化、水土流失治理、防滑、防泥石流和入海口防潮工程,病库、危坝的加固工程,防洪、防震等城市防灾工程,以及小流域治理。同时还要采取综合措施,加强水资源管理。治理“三废”污染,推行垃圾无公害处理,加大垃圾袋装推广的力度,加快完善排水网络,建设城市污水处理厂,发展城市煤气化和集中供热,改进道路交通建设、垃圾变废为宝(如发电、炼油、加工有机肥等)处理装置,不断提高城市防灾保护能力。
(三)减灾与发展并重。推动各部门、地区制订与经济建设同步发展的减灾计划,进行城市地质灾害的综合评价,提出切合实际的因灾设防,因地减灾,同域和异域协同减灾途径和措施,根据城市地质灾害评价结果,在制定和实施区域社会经济发展时,能有预见性地避开灾害危险区,避免不必要的损失和人员伤亡,实现国民经济发展与城市地质灾害防治的协调发展。
(四)制定科学的、切合中国国情的减灾措施。研究分析清楚城市地质灾害的种类、成因、发展规律、危害程度、成灾区位,因地制宜的采用中、长期预报与短期预报相结合,减灾措施与主攻大灾相结合;对症下药,充实城市地质灾害研究力量,尽快制定《跨世纪城市减灾计划》,把一切可避免的城市地质灾害消灭在荫芽状态,对于可能发生但未发生的灾害,做好预报工作,对不易预见的灾害,则要宣传防护知识,加强预期综合研究,防患于未然。
(五)开展国际交流和合作。城市地质灾害是国家社会普遍关注的重大问题,防灾救灾与发展经济关系关系到人类的前途和命运,影响着世界每一个城市,每一个民族,解决城市地质灾害问题,必须要开展广泛和有效的国际合作,通过共同研究,相互学习,提高我国城市地质灾害的防治水平。我国在抗灾工作中参加一些国际会议和国际组织,但国际合作的步伐仍然很慢,有效的合作项目不多,有些项目常常着眼于资金的引进,忽视了技术的引进和人才的培训。为此,以后有计划邀请国外著名城市地质灾害专家来华讲学,进行技术交流,有针对性地派有关人员出国培养,学习国外的先进经验。
Ⅱ 关于天津自然灾害的论文(400-600字)
1368年至1948年的580年间发生水灾387次,天津被淹70多次。从1907年至1948年的四十二年间,天津被淹7次,市区遭洪水侵袭3次。以1801年的洪水为最大,淹没天津旧城墙26级砖块,水深约3.9m。1890年永定河决口,天津市也遭洪水袭击。
1917年9月,天津市区被洪水浸泡两个月之久,水深1m,街道行船。
1939年汛期,暴雨积水,津城部分地区顿成泽国。7月诸河水系陡涨,侵占天津两年的日寇及伪政权,不顾沦陷区中国人民死活,不但不采取防汛抗洪措施,反而于8月7日炸开南运河杨柳青附近的码头、桑园两处大堤,洪水便向津城西南洼地狂奔,到10日大水已把整个天津市区包围。20日,海光寺西南墙子河决口,洪水由南门外灌入市区,市民在毫无准备的情况下,被淹70余天,市区78%地区被淹,郊县的9/10被洪水所劫,受灾人口达15万户、80万人,水深1-2m,1.4万多户房屋倒塌。中原公司一楼被水淹,敌伪“华北建设总署”在这里临街的建筑物墙上,镶上“天津水灾高度永久纪念”的标志,一直保留至今。日本侵略者乘水泛船巡视街头。八里台一带的高台地上,筑起成片新搭的窝棚,有的灾民卖儿卖女维持生活。这次水灾损失折合小米25亿kg以上。水灾过后,瘟疫猖獗,许多人家没死于水灾,却接连死于霍乱。由河北省逃到天津的难民有5万余人。
1963年8月上旬,华北地区出现大陆创记录的特大暴雨、南子牙河、大清河、滏阳河暴雨中心降雨量达2050mm,降雨量超过1000mm的地区达5560kmz。海河各支流越过京广铁路的洪峰流量达78000m’/s,而海河干流的泄洪能力仅为1300m’/s,连同其它河道也不超过4600m’/s,造成大水灾,使天津市受到严重威胁。在中央部署下,河北省积极组织抗洪,天津市动员了近100万人参加防汛斗争。在充分利用水利设施,并打开了津浦铁路25孔桥泄洪,利用团泊洼滞洪,扩大入海等措施,扩大了泄洪入海通道,确保了天津市区的安全。但洪水在海河流域造成了6145万亩农田受灾,粮食减产30多亿kg,棉花减产250万担,房屋倒塌1450万间,铁路被冲毁75km,损失总额达60亿元,接近天津市全年生产总值的一半。
1985年8月2日下午,新港码头遭强海潮袭击,潮水漫过新港船闸桥面,直泻闸内。潮水通过下水道倒灌,码头上部分货物被淹。平均水深0.3m,最深处达0.5m。1985年8月19日适逢大潮,加之台风影响,最高潮位达5.5m,塘沽沿海及海河口一带水深0.5-2.0m,受害面积5.9kmz。初步统计结果,国家和人民财产损失达5620万元。大潮过后,为加固加高防潮堤,又耗资700余万元。
1988年7月7日10-17时,全市平均降雨43.9mm,由于降雨时间长、强度大,超过了排水管道的承受能力,造成市区25处积水,最深0.3-0.4m。全市原有漏房和严重漏雨及危房21392间,7日大雨后,又发现了漏房8930间。7月21日6-22时,市区降雨120mm,海河水位上涨0.3m,造成市内低洼地区出现51处积水片,使参加保险的50多个企业和近百户居民家庭财产被积水浸泡,损失50万元。
1989年6月8日凌晨一场大雨,使河北区新开路地道积水1m多深,过往该地道的行人车辆被迫绕行铁路沈庄子道口,使其从6至17时处于拥挤堵塞状态。
1991年9月1日傍晚,突降大到暴雨,塘沽区大沽影院附近地势低洼,积水0.5m左右。
Ⅲ 天津明天会不会有地质灾害
天津发生地质灾害的几率还是比较低的,即使有台风影响,有降雨过程,但是一般不会诱发地质灾害。
Ⅳ 地理 天津不发生地震的原因
地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震,它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动。构造地震
约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震,称为火山地震,约占地震总数的7%。此外,某些特殊情况下了也会产生地震,如岩洞崩塌(陷落地震)、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。
人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
地震波发源的地方,叫作震源。震源在地面上的垂直投影,叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震,深度在70-300公里的叫中源地震,深度大于300公里的叫深源地震。破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。
地幔物质的热对流。是由地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的。是地球内部能量释放的外部表现。内部能量释放主要有一下形式:地震,火山,板块运动,地质构造。地震是其中之一。
〔1〕在地球内部有震源,震源向外释放能量(地震波)从而引起一定范围内的振动.
〔2〕其它地质灾害或自然灾害,也可以间接诱发地震.
地幔物质的热对流。是由地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的。是地球内部能量释放的外部表现。内部能量释放主要有一下形式:地震,火山,板块运动,地质构造。地震是其中之一。而降水,风,洋流,河流等地表过程都是由地球外部能量即太阳所驱动的。
Ⅳ 什么是地质灾害
地质灾害是指由于自然地质作用或人为地质作用,使生态环境遭到破坏,从而导致人类生命、物质财富造成损失的事件。例如,崩塌、滑坡、岩爆、泥石流、地裂缝、地面沉降和塌陷、坑道突水突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、沙土液化、土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化以及地震、火山等。
地质灾害广泛存在于我们的生活中,它给我们的生产、生活造成了诸多的不便,同时,也给我们造成很大的经济损失和人员伤亡。因此,在认识了解地质灾害的过程中,我们不仅要认识地质灾害本身,还要了解掌握地质灾害的成因、观测、分类、预防,以及地质灾害的救援知识,以便为我们科学的预防和救援打下坚实的基础。
地质灾害一般分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。因为发生灾害的地理环境不同,所以治理灾害的方法和减灾措施也有所差别。近年来为深入研究,又把地质灾害分为山地地质灾害、平原地质灾害和城市地质灾害等。
地质灾害根据其主导动力成因具体分为内动力地质灾害,包括地震、火山、构造沉降、构造地裂缝、岩爆等;外动力地质灾害,包括崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、土地沙漠化等;人为动力地质灾害,包括水库诱发地震、抽水塌陷、矿区采空塌陷等。实践表明,单一成因的地质灾害较少,复合型地质灾害较多。
根据地质灾害成灾动态特征可分为突发型地质灾害——发生突然,过程短暂的地质灾害,主要包括地震、火山、煤瓦斯突出、崩塌、滑坡、泥石流等;缓发型地质灾害(或累进型地质灾害)——发生过程比较缓慢,具有累进性特征的地质灾害,主要包括地面沉降、水土流失、土地沙漠化、土地盐渍化、海水入侵等。
根据地质灾害发生的自然地理位置可分为山地地质灾害,主要包括崩塌、滑坡、泥石流等;平原地质灾害,主要包括地面沉降、土地盐渍化等;滨海地质灾害,主要包括海水入侵、海岸侵蚀等;海洋地质灾害,主要包括海底滑坡等;城市地质灾害,主要为地面沉降和塌陷以及地裂缝等。
根据与社会经济关系可分为城市地质灾害、矿区地质灾害、农业地质灾害、工程地质灾害等。
地质灾害的普查是在正确认识各种地质灾害的基础上,对一个特定区域可能发生的地质灾害的全面排查,进而有效地进行预防和治理。它是地质灾害预防的前提。
所谓地质灾害防治是指对由于自然作用或人为因素诱发的对人民生命和财产安全造成危害的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质现象,通过有效的地质工程手段,改变这些地质灾害产生的过程,以达到减轻或防止灾害发生的目的。地质灾害防治工作,实行预防为主,避让与治理相结合的方针,按照以防为主,防治结合,全面规划,综合治理的原则进行。
各级人民政府地质矿产主管部门对本行政区域内的地质灾害实行统一监督管理,加强对地质灾害防治工作的领导,并将其纳入国民经济和社会发展规划。
地质灾害防治的重点区域:城市、农村和其他人口集中居住区,大中型工矿企业所在地,重点工程设施,主要河流,交通干线,重点经济技术开发区,风景名胜区和自然保护区等。
研究地质灾害的最终目的是减少地质灾害发生对人们造成的损失,然而有效地预防又离不开不间断的、准确有效的观测,所以观测在地质灾害防治过程中起着举足轻重的作用。
常用的方法有简易监测法和精密观测法。
简易监测法有定期目视检查和安装简易监测设施进行监测两种。定期目视检查要求监测责任人定期目视检查或在暴雨天气时目视检查,监测地质灾害有无异常变化,例如,建筑物变形情况、地面裂缝的发生发展情况以及地下水异常变化等。
安装简易监测设施要求在监测地灾点敏感变化部位(如滑坡前缘或后缘裂缝处)设立简易固定标尺(如打入木桩或钉绳法、贴纸法)或用水泥砂浆贴片等观测坡体滑移变化情况。
仪器精密监测主要分为水平与垂直位移监测(包括深部位移监测和孔隙水压力、地应力监测等),主要针对需花费较大资金进行治理的重大地质灾害隐患点。此类监测工作一般应由具备相应资质的单位和技术人员承担。
分析地质灾害的成因、给地质灾害进行分类、地质灾害的普查等都是在灾害没有发生前进行的一系列为减灾减损采取的措施。但是当地质灾害发生以后,我们不但要进行正确的治理,还必须有有效的营救机制。地质灾害的营救要以科学发展观理论为指导,本着以人为本的原则,把人民生命财产安全放在首位。
我国地域辽阔,地理和地质条件都很复杂,地质灾害种类多、分布广、影响大,占各种自然灾害的1/4。平均每年因地质灾害带来的直接经济损失达75亿~120亿元,特别是一旦发生地震等重大灾害,其损失就会更大。
地震是各种地质灾害中破坏性最大的一种。我国地处欧亚地震带与环太平洋地震带之间,是欧亚板块与太平洋板块、印度洋板块的接触及俯冲带,构造活动剧烈,地震频繁。从20世纪初到1988年,我国发生6级以上的地震655次,其中8级以上的9次。20世纪以来,全球发生7级以上地震1272次,死亡人数超过百万,其中,我国地震占10%,死亡人数占一半以上。1976年唐山地震,建筑物几乎全被破坏,人员伤亡多达40万。
崩塌、滑坡、泥石流也是破坏性很大的地质灾害,在我国山区、高原广泛出现,西北、西南地区更多。仅四川,近10年来就达数万次,死亡2500多人,经济损失达20多亿元。
地面沉降和塌陷,是沿海和东部地区出现较多的地质灾害。尤其是经济发达地区和大城市,影响严重,不可低估。上海、天津地面沉降最大累计达2米多,对人民生活和经济发展造成重大威胁。
我国地质灾害发展趋势:次数增多,损失日益加重,面积越来越大。造成地质灾害的原因很多,其中,人为的因素相当重要。据分析,全国50%以上的地质灾害的发生与人类活动有关。由于人类不按客观规律进行经济、军事、生产活动,严重破坏地质环境,加剧了灾害的发生。缺乏科学规划、对自然资源掠夺性开发、乱挖滥采、乱弃废渣、过量抽取地下水等,都会引发地质灾害。在缺乏科学论证和科学决策的情况下兴修水库,铺设铁路,修建公路或其他大型工程,不仅影响工程质量,而且会诱发地质灾害。事实告诉我们:一旦人类活动破坏了环境,要想重新建立起来需要付出更昂贵的代价,甚至比当初想在经济活动中获得的价值还要多得多,如宝成铁路建成后,每年要支出大量经费维修路基,仅1987年的投资费用,就相当于当年建路费用的50%。
Ⅵ 地质灾害图形图像分析系统开发及其在天津地面沉降分析中的应用
石建省张凤斌程彦培等
(地质矿产部水文地质工程地质研究所,河北正定050803)
摘要地质灾害的分布和发生发展过程具有空间特性,其影响因素具有自身的特点和复杂性。作者开发的GHMIAS——地质灾害图形图像分析系统是以典型地质灾害为主要对象、以空间信息管理和分析为主要功能的应用性地理信息系统,该系统有独特的空间分析模型扩充,融矢量、栅格和Windows图形用户对象为一体,支持多种数据格式相互转换,具有丰富的制图功能和高质量的制图输出,可以快速生成灾害专题图件。利用GHMIAS系统对京津唐区域地质灾害的分布规律、发生机理、影响因素、发展趋势等进行了大量的应用分析,对天津市区地面沉降过程及未来发展趋势等研究取得了有益的成果,体现出GHMIAS系统在解决地质灾害空间分布特征、发生发展规律、演化趋势预测等方面能发挥重要的辅助作用。
关键词GIS空间分析地质灾害预测
1引言
地质灾害是危害人类生存的严重自然灾害,其分布和发生发展过程具有空间特性,其影响因素具有自身的特点和复杂性,但目前适合地质灾害专题空间信息管理和分析的图形软件系统尚不多见。在国家“八五”科技攻关项目中专门立题开展的地质灾害图形图像辅助分析系统的研究,目的在于通过吸收和消化国内外地理信息系统(GIS)和其它图形分析系统之特长,开发具有图形-图像输入、存储、处理、显示、分析、输出等功能的软件系统(GHMIAS),并应用于京津唐地质灾害评价中作为示范。
地质灾害总是与一定的空间区域相联系的,我们所看到的地质灾害作用空间是由各种复杂的因素共同作用的结果,其中蕴含着十分复杂的自然和人为因素的相互联系。地理信息系统方法为我们提供了一种系统分析各种因素的空间相互联系及其作用结果的可能性,该系统的开发就是以地理信息系统分析方法为基础,建立能够进行地质灾害问题空间信息管理与分析的实用系统,为地质灾害问题的预测防治和决策服务。
针对地质灾害问题的特点,GIS除应具有空间信息和属性数据采集、存储、空间分析、输出等常规功能外,还应提供面向特定地质灾害问题的空间评价预测能力、地质灾害问题计算机图形表达技术、图例图式系统及相应符号库、专门图件生成和处理等功能,同时,在图形数据结构和数据库系统设计中也要体现专业信息的分布特点,尽可能做到最大限度和最高效率地利用专门信息。
在示范性应用分析上,要通过对相应空间信息的采集、存储、空间分析,试图从空间统计、空间复合、空间模型预测的角度为专门地质灾害问题的评价预测提供决策依据,为其它精确数学模型分析提供基础参数信息。
2GHMIAS系统开发
2.1支持环境
硬件:PC386以上(推荐奔腾586机型);内存至少4MB(推荐8MB以上);硬盘至少有40MB字节剩余空间;可被Windows系统支持的输入输出设备。
软件:Dos5.0以上;中文Windows3.1以上,或中文Win95。
2.2GHMIAS系统构成
GHMIAS系统由以下主要功能模块组成:图形输入编辑、图形整饰输出、图库空间查询、图形空间分析(包括图形统计、图形复合、空间模型等子模块)、图像处理(图1),以及系统帮助、系统功能演示等辅助模块。
图1GHMIAS系统结构略图
2.3GHMIAS系统的主要特征
作为以地质灾害为主要对象的分析型GIS系统,GHMIAS具有如下特性:
(1)GHMIAS具有图形输入、编辑管理、查询显示、分析处理、图形输出等一般GIS基本功能;
(2)GHMIAS具有专门设计的图形覆盖分析、图形序列空间灰色建模预测等多种空间分析模型,在图形图像分析系统中应用空间灰色预测模型的方法尚属首次,这是对一维非线性灰色预测在空间上的延伸,对拓宽空间分析模型类型、丰富图形图像系统的分析能力有重要意义,适于地质灾害空间分析建模需求;
(3)数据结构先进合理,融矢量、栅格和Windows图形用户对象为一体,采用结构紧缩和数据压缩技术,具有拓扑/直接矢量格式共存与互补互转机制,支持多种数据格式相互转换,可以与ARC/INFO、IDRISI、SPACEMAN等国内外主要GIS系统共享数据;
(4)GHMIAS采用微机+中文Windows平台模式,界面直观,操作简便,符合软件开发流行趋势和普及化推广应用需求。
2.4层次结构数据模型
数据模型和数据结构是地理信息系统的核心,是完整和灵活地实现其功能的关键。地质灾害信息系统所处理的对象是具有一定空间特征和复杂属性联系的信息体,其数据模型和数据结构设计的目的是通过对专业信息的数据结构抽象,建立面向专业问题的数据结构,从而为实现高度专业化的地理信息系统目标奠定基础。
2.4.1项目(Project)
项目是在特定信息领域为特定目标建立的信息管理的最顶层对象,它是与特定领域和目标有关的信息库的集合。也就是说,一个项目(Project)管理和控制一个以上库(Database)的操作。
一个应用任务建立一个项目,建立项目的同时将初步建立项目环境和分库方案。在后面的操作中可以按分层管理的方法对项目的下面层次逐级进行修改和扩展。
2.4.2库(Database)
库是在项目控制之下由以不同存储方式记录的不同类型信息文件组成的集合。一个库(Database)由一个以上信息文件(File)组成。
一个项目可以由一个或若干个库组成,其数量取决于对对象系统信息属性分析后确定的合理的库划分方案。
2.4.3文件(File)
它是计算机中操作系统对用户信息体管理的基本单位,在本系统的数据结构中,数据文件是由一个以上图层(Layer)组成的信息体。
一个图形库可由多个图形文件组成,其数量的限制是操作系统支持的目录中最大文件个数。
2.4.4图层(Layer)
一个图形信息文件由不同属性的信息组成,为便于区分信息的属性并对各属性进行独立操作,有必要对一个图形文件中的不同属性类型进行分层次管理,这就是图层的概念。
一个图形文件可以由多达256个图层构成。在对图形文件操作时,通过设定图层显示属性,确定显示的图层范围。
2.4.5图元(Element)
图元是图形信息的最小单位,在Windows环境下开发GIS系统可以比较好地实现矢量、栅格及Windows标准图元相结合的信息记录体系。其中,用户信息一般以点、线、多边形等形式表示,具矢量特征;空间影像、照片、其它扫描图形则以栅格形式表示;Windows系统提供的矩形、椭圆形等规则图形体则可用于符号注记、图面整饰等。实现三类图元共存能使GIS系统的可操作性、输出简易性和图形表达效果大大增强。
图元的表示采取“图元头”+“图元体”的方式,图元头通过与有关属性表格的联系,记录图元的标识、显示属性、充填属性、所在图层、用户属性联系等信息,图元体则记录图元的空间位置关系。
这样,我们就建立了从“项目→库→文件→图层→图元”的信息结构链,通过这样一种链式结构,对用户而言,只要从建立项目开始,就可以在系统的引导下逐步构筑起复杂的信息框架和结构,构成完整的信息系统网络;对系统而言,一旦实现这种框架,这种层次结构可满足用户对任一层次上信息进行更新和编辑的要求。
2.5系统模块和功能
2.5.1矢量图形输入编辑模块
用多文档界面处理图形,主要包含下列功能。
文档:新建、打开、关闭、保存、转入、转出、数字化、数据联系、打印、退出;
编辑:选择、复制、删除、移动、旋转、改变形状、修改属性、放缩图元、修改图形文件头等;
视图:充满窗口、放大、缩小、重绘、显示控制;
绘制:文本、点、线、多边形、矩形、正方形、圆形、椭圆形等;
设置:页尺寸、图层、标尺、文本特性、线特性、充填特性、点类型、改变调色板等;
输出:支持矢量图形和栅格图形的图面整饰及合并输出,可以在多种输出设备(从普通针式打印机、激光打印机,到大型笔式绘图仪、大型彩色喷墨绘图仪等)上使用,其输出质量已达到较高的水平。
帮助:索引、定题帮助、术语、关于本模块的信息。
2.5.2栅格图形分析模块
在吸收国内外相关软件优点的基础上,开发的本模块具有下列主要功能。
文档:新图、打开、关闭、扫描等;
编辑:修改、复制、删除等;
绘制:与矢量子系统基本相同,但以栅格格式存储;
操作:矢量栅格转换、图形属性查询、修改图像文件头、图形赋值、属性提取、图形重分类、放大、缩小、转置、拼接、开窗、过滤等;
图形统计:直方图分析、交叉列表、回归分析、自相关分析、趋势分析、随机图像生成等;
图形代数:图形覆盖、常量运算、面积计算、周长计算等;
空间模型:灰色预测模型、距离模型、费用表面、最佳路径、挖填方分析、归类处理、表面分析、视点分析、分水岭分析等。
2.5.3图像处理模块
以吸收其它系统的功能为主,支持图像识别、分类、标准化、假彩色合成、条纹去除、过滤、主成分分析、模糊矩阵分析等操作。
2.5.4图形图像库空间检索模块
该模块为京津唐地质灾害图形图像库的检索查询系统。进入本模块后,在图上京、津、唐、秦及全区图形位置任一点上用鼠标进行相应地区的图形图像库信息查询。
2.5.5系统指南与帮助模块
帮助模块是用户学习使用本系统的方便工具。本模块和各模块中的帮助功能构成GH-MIAS的帮助支持体系,可以使使用者在初步接触时、操作使用过程中、达到熟练程度后各阶段都能得到相应的帮助,解决使用过程中需要了解的疑难问题,获得有关数据结构、文件结构等方面的信息等。
3GHMIAS系统在天津地面沉降空间分析中的应用
3.1水位变化的时间-空间统计与评价
已有的研究表明,导致天津市地面沉降加速的主要原因是“地下水超采使地下水位持续下降”,经过天津市地质工作者和各方面的努力,在80年代压缩地下水开采量之后,地面沉降得到有效控制。
作为产生地面沉降的直接诱导因素,过去对地下水位的变化情况已经做了许多分析和研究,但通常采用的是观测数据直接统计分析的方法,也就是对离散数据的分析;但现实世界信息的特点却是在空间和时间上连续变化的。利用GHMIAS空间分析原理,就可以实现对这类信息的准确的空间统计(尽管我们对现实世界信息的采集是不连续的和离散的,但在GHMIAS系统的支持下,可以利用离散插值或等值线插值的方法,由离散信息生成模拟连续空间表面,以“准真实”的形式反映信息的空间特性)。这就从分析能力和精确性方面超过了以前的分析形式,从而容易取得对决策过程更有价值的支持依据。
对天津市水位变化情况的空间分析是以天津市第二、第三含水组1980、1985、1988年的水位观测数据为基础进行的,分析过程见图2。
图2天津市地面沉降的时间-空间图形分析基本过程(以水位分析为例)
由属性数据库提取的水位观测信息,经过GHMIAS系统离散数据插值表面的处理,生成各时段的地下水位表面图形(图略),再利用GHMIAS系统的栅格空间分析工具进行图形覆盖——常量运算,取得不同时段间隔的水位变化空间分布特征图形,再利用空间统计,结合空间面积、体积统计,对1980、1985、1988年各年度水位状态和1980~1985、1985~1988以及1980~1988年时段间隔的水位变化特征取得了一系列分析成果(图略)。
从空间分析的统计结果(表1)可以看出,天津市区80年代地下水位的变化,无论是第二含水组还是第三含水组,其水位下降的趋势都在减弱,就第二含水组而言,无论是水位变化的空间绝对特征值(最大、最小、均值),还是下降区面积与上升区面积之比,或是水位变化反映在含水空间的体积变化等方面,都在向水位上升的方向发展,80年代末与80年代初相比,水位上升的总量已经超过水位下降的总量,经历了80年代初的水位下降为主导到80年
表1天津市区及近郊80年代地下水位空间升降特征值
*负值为水位相对下降值,正值为水位相对上升值。代末的水位上升为主导的过程。第三含水组的情况与第二含水组类似,但变化幅度不如第二含水组明显,致使其在总体上水位下降减弱的趋势下,80年代初与80年代末的水位总体变化仍然呈现出水位下降占主导(空间统计的均值为下降值),水位下降的总量仍然超过水位上升的总量(含水空间体积变化平衡值为体积减少)。这说明对第三含水组的控制开采措施不及第二含水组有力。
3.2地面沉降量变化的空间分析与评价
图3天津市区1985~1992年地面沉降空间体积变化
表21985~1992年沉降量分布的数值统计
*负值为回弹量。
用与水位空间分析同样的原理(见图2),对天津市1985、1988、1990、1992年地面沉降观测信息进行了空间特征分析。对空间分析结果的统计(图3、4,表2)表明,天津市地面沉降控制行动在1988年前后取得显著成果,地面沉降造成的土体体积压缩量明显下降,1988年以后,进入一个相对稳定的时期,在1990年前后沉降增速达到最小,但到1992年前后,地面沉降的体积又略有回升,可能意味着限制二层含水层开采的控沉效用已经发挥得差不多了,而新的致沉降因素造成的沉降加速作用还未得到很好的控制。
图41985~1992年地面沉降量分级分布面积空间统计值的分布负号表示反弹
从沉降回弹量的空间分布的变化情况看,也具有一致的结果,即1988年前后控制沉降带动的地面回弹达到最大,而后开始回落,1992年与1990年相比地面回弹体积又有明显减小。同样说明进入90年代后,天津市区地面沉降的形势仍然不容乐观,如果不抓紧进一步实施控沉措施,地面沉降将再次加剧。
1988年以来,天津市区地面沉降减速区的面积不断缩小,从1985~1988年的549.34km2,到1988~1990年间的418.00km2,到1990~1992年间则下降为283.11km2;而地面沉降加速区的面积却呈增加趋势,从1985~1988年间的2.75km2,发展到1988~1990年间的134.09km2,1990~1992年间则达到268.98km2,说明从总体上看,1988年以后的地面沉降形势没有再向良化方向发展,而是趋向于增强(图5)。
其时段区间年沉降量变化值分布的绝对统计值(表3)也表明,1988年以后回弹在减少,沉降在增加。1992年全区(研究区包括市区及近郊)地面沉降量的分布与1990年相比,平均沉降量增加了2.46mm。
表3年际间沉降量变化幅度统计
*负值为沉降减速,正值为沉降加速。
图5不同时段区间年沉降量变化值分级空间统计值的分布负号表示反弹
从空间分布上看,不同时期的地面沉降中心和不同时段地面沉降量变化值的分布也有较大变化。1988年与1985年相比,研究区地面沉降速度全面减弱,其中减弱幅度最大的中心区分布于市中心区东侧的工人新村、方新庄、香料厂一带;1990年与1988年相比,大部分地区沉降量变化不大,其中,市中心区大部及研究区东北部李明庄—欢坨一带等区域沉降量略有增加,其它区域沉降量继续减弱;1992年与1990年相比,大部分地区继续保持基本平稳的沉降速度,其中市中心区及研究区东北、西北部沉降量略有减弱,研究区西南角华庄子一带沉降量则有明显增加。
3.3地面沉降形势的灰色空间模型预测
由于我们掌握的与地面沉降有关的因素的空间分布与时间演化信息不够系统,很难建立地面沉降预测的精确型空间分析模型,但GHMIAS系统管理的地面沉降观测序列信息包括1985、1988、1990、1992年四个时段,基本上可以利用这些信息的空间分布特征,利用GH-MIAS系统特别提供的灰色空间图形预测模型分析工具,进行示范性预测分析。
3.3.1对1994年地面沉降基本特征的灰色预测
利用前面空间统计分析的结果,可以对一些今后沉降变化的特征值进行灰色预测,预测过程的理论方法和资料利用技术参见关于空间分析模块算法原理的有关描述。预测的结果见表4。
表4预测1994、1996年沉降特征值及1992~1994年间地面沉降量变化的特征值
根据预测结果,1994年天津市区地面沉降体积约为5409538m3,预测地面回弹体积将下降为6757.4m3。预测1994年地面沉降量空间分布的最小值为-1.8mm(地面回弹1.8mm),最大值为沉降72.32mm,均值为19.38mm,地面沉降速度增加的分布面积将增长到484.39km2,而沉降减速的分布面积将减少为191.63km2。这一预测结果表明,如果不采取更有力的控沉措施,今后地面沉降的趋势将向加速方向发展。由于资料的时间序列偏短,模型校正能力有限,该预测结果的偏差范围较大,但从实际值与预测模型计算值的对比看,拟合情况较理想,说明从发展趋势上看,有一定的可靠性,并且与前面的统计分析结果是一致的,因而有一定的参考价值。
3.3.21994、1996年地面沉降态势的空间预测与分布分析
分析过程如下:
(1)从属性数据库中提取1985、1988、1990、1992年地面沉降观测数据;
(2)利用GHMIAS系统的离散点数据插值表面功能,建立四个时段的沉降特征表面(图略);
(3)运行GHMIAS系统栅格空间分析工具中的灰色空间图形预测分析选项,选择已生成表面的四个时段图形参与分析,生成预测1994、1996年的地面沉降空间特征表面(图略);
(4)对残差的空间区间进行分析,确定模型预测的可信区间,对模型预测的精度和可靠性进行评价;
(5)利用GHMIAS系统的栅格图形分析功能,进行预测结果图形的统计分析和分级提取、面积和体积计算,对统计计算结果进行分析。
对1994、1996年天津市区地面沉降进行灰色空间图形预测分析结果的总体评价为:
(1)与1992年相比,天津市区的地面沉降形势将呈总体上基本平稳的形势,而近郊的沉降量将有所增加,致使全区总沉降水平略有上升。1994年地面沉降量分布的均值为19.77mm,1996年为24.09mm,因此需要加强控制地面沉降措施。
(2)沉降加速的中心位置将进一步转移到研究区西南角的华庄子一带,1996年时研究区东南部沉降量也可能有所增长。
(3)与前面直接对地面沉降分布特征值的灰色预测相对比,基本上可以认为,利用SGM模型进行空间预测的结果因为时间序列长度有限,存在向极值增强的现象,即预测空间分布的最大、最小值可能比实际值偏离较大,但总体上其平均沉降水平与特征分析结果比较一致,沉降分布的均值1994年为19.77mm,1996年为24.09mm,这分别与直接对特征值的灰色预测结果,(1994年19.38mm,1996年22.76mm)基本吻合,说明预测结果有一定的可信性。
参考文献
[1]Shi Jiansheng.Spatial analysis on the relationship between active fault and Karst surface collapse in Tangshan city of China.The Chinese Journal of geological hazard and Control,1996,7(3):87~91.
[2]Wu Lun et al..A Guide Book to GIS.Beijing university Press,1994,1~5.
[3]J.T.Coppock et al..Methods of spatial analysis in GIS.International Journal of Geographical Information Systems,1990,4(3).
[4]Michael F.Good child,Karen K.Kemp.Introction to GIS.NCGIA Core Curriculum,1991.
[5]Hu Huimin et al..The development of ground subsidence in main cities of North China.The Chinese journal of Geological Hazard and Control,1991,2(4):1~9.
[6]Cui Xiaodong et al..A mathematical model of land subsidence in Tianjin and its numerical computation.Geological Hazards,Proceedings of Beijing International Symposium,1991,310~312.
[7]Jin Dongxi,Niu Xiujun.Land subsidence in Tianjin city and the countermeasures.Geological Hazards,Proceedings of Beijing International Symposium,1991,313~318.
[8]Li Minglang.The main geo-environmental problems in Tianjin city.The Chinese Journal of geological Hazard and Control,1994,5(3).
[9]Deng Julong.Gray Control System.Central China university of technology press,1985.
Ⅶ 全国地质灾害的主要类型、等级划分与基本灾情
2.1.1 地质灾害的主要类型
根据《地质灾害防治条例》,本书所指的地质灾害种类主要是滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地裂缝。
根据地质灾害对人民生命财产或环境造成明显破坏的速度,通常将滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷称为突发性地质灾害,将地面沉降和地裂缝称为缓变性地质灾害。
2.1.2 地质灾害的等级划分
根据《地质灾害防治条例》,地质灾害共分为4个等级。其主要依据是:人员伤亡情况和经济损失的大小。具体分级如下:
1)特大型:因灾死亡30人以上,或者直接经济损失1000万元以上;
2)大型:因灾死亡10人以上、30人以下,或者直接经济损失500万元以上、1000万元以下;
3)中型:因灾死亡3人以上、10人以下,或者直接经济损失100万元以上、500万元以下;
4)小型:因灾死亡3人以下,或者直接经济损失100万元以下。
需要指出的是,上述灾害等级的划分只是以致灾地质体所造成的灾害损失为依据的。它与致灾地质体的规模,比如:以崩塌、滑坡、泥石流的变形岩土体的数量为依据进行划分的规模,并没有直接的必然联系。巨型滑坡体造成的灾害并不一定就是大型或特大型的。但是致灾地质体的规模与灾害受体(厂矿、市镇和基础设施等)的人口密度、经济价值、人群的防灾减灾意识和措施等,也有着密切的关系。在大型或巨型致灾地质体分布的地区,如果人口稀少、没有重要的工程设施,也不一定会造成高等级的地质灾害。但在发展经济的过程中,这样的地区毕竟具有高地质灾害风险,或者说具有重大地质灾害隐患,值得人们在进行经济建设规划中,在防灾减灾方面给予充分的注意。反之,在中小型致灾地质体分布的地区,如果人口较为集中、工程设施的经济价值较高,也有可能造成中、高等级的地质灾害。因此,在这些地区,对那些中小型致灾地质体也必须给予足够的重视。
2.1.3 全国地质灾害的基本灾情
2.1.3.1 总体损失
我国是世界上地质灾害最发育、危害最严重的国家之一。滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂缝灾害在我国31个省(区、市)均有分布。
据不完全统计,1995~2003年,全国滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等突发性地质灾害共造成10499人死亡和失踪、65356人受伤、575亿元的财产损失,平均每年死亡和失踪1167人、财产损失64亿元(图2.1,图2.2)。
全国有21个省(区、市)82个城市存在较严重的地面沉降。其中,有监测资料的14个城市的地面沉降面积已经超过6.4万km2。据估算,这14个城市由于地面沉降造成的直接经济损失超过800亿元,平均每年27亿元以上。1921~2000年的80年间,仅上海市区地面沉降造成的直接经济损失已达176.6亿元,平均每年2.2亿元;间接经济损失达2943.07亿元,平均每年36.8亿元(据上海市地质环境监测总站资料)。
据不完全统计,全国24个省(区、市)已发现地裂缝1232多处,造成的直接经济损失在17.5亿元以上。
图2.2 1995~2003年全国突发性地质灾害造成的直接经济损失情况(据2002年和2003年《中国地质环境公报》资料)
2.1.3.2 区域分布情况概述
我国地质灾害的区域分布情况如图2.3所示。
滑坡、崩塌、泥石流灾害具有区域性分布规律。就全国来说,西南地区的云南、四川、重庆、贵州等省(市),中南地区的湖南、广东、广西等省(区),西北地区的陕西、甘肃等省,以及华东地区的江西、湖北、福建、江西等省,滑坡、崩塌、泥石流灾害的发生频度最高,危害程度也最为严重;西南、西北地区的滑坡、崩塌、泥石流的规模往往较大,而东南部地区多发育小规模和浅层的滑坡。
地面沉降主要分布在我国东部平原地区,其中又以沿海城市和华北平原等地区最为严重。发生地面沉降的城市或地区有的孤立存在,有的则密集成群或断续相连形成大面积的地面沉降区(带)。黄淮海平原的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地区和长江三角洲的嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地区,就是地面沉降十分严重且密集分布或断续相连已形成地面沉降区(带)的地区。
地面塌陷在岩溶地区和矿山开采地区广泛分布。其中,岩溶塌陷在中南和西南地区的岩溶地区广泛分布,且以广西、云南、贵州、四川和重庆5个西部省(区、市)最为严重,这5个省(区、市)内岩溶塌陷的数量可占全国岩溶塌陷总数的78%;矿山开采塌陷则以黑龙江、辽宁等省矿山分布区最严重。
地裂缝主要集中在汾渭盆地、太行山东麓平原、大别山东北麓平原地区,已形成3个规模巨大的地裂缝密集带。
2.1.3.3 地质灾害主要成因简述
(1)自然条件是决定地质灾害发生的基本条件
区域性和地区性的地质、地貌、气候等自然条件,控制着灾害性地质作用发生的可能性,以及发育的程度和特点。
岩土体松散破碎的山地丘陵区,地形起伏、沟壑纵横,具有孕育滑坡、崩塌、泥石流灾害的有利地形地质条件。而其中的降水集中分布区,又往往是崩塌、滑坡、泥石流多发的地区。
暴雨、强降雨或连续降雨是诱发上述地质灾害的主要因素。据统计,我国由于降水诱发的崩塌、滑坡、泥石流灾害占全国崩塌、滑坡、泥石流灾害总数的65%,而其中由暴雨诱发的又在降水诱发的灾害中占到66%以上。这使得我国滑坡、崩塌、泥石流灾害的主要分布区也大多与年降水量较高、特别是暴雨集中的地区相一致。
具有厚度较大的松散沉积物、且其中蕴涵丰富地下水的平原、盆地与河谷地区、岩溶发育的可溶性岩石分布区,是地面沉降、地面塌陷和地裂缝灾害的多发区。这是地质、水文地质条件对地质灾害控制性的又一表现。
(2)人类活动越来越成为引发地质灾害的重要因素
诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝灾害的人类活动,突出表现在工程开挖(如修路、切坡建房)、矿山开采、不合理抽取地下水和石油开采等方面。
在山地和丘陵区,修建铁路、公路、房屋等工程,经常采用切坡、削坡等手段整理工程场地,采石、采矿开挖山坡和堆弃尾矿,都改变了原有的地形地貌,在很多情况下破坏了地面与斜坡的稳定性。这种变化本身,以及在其他有关因素的作用下,往往足以引发上述灾害。据统计,全国由于上述各种人类活动引发的崩塌、滑坡、泥石流灾害占全国上述灾害总数的50%以上。
不合理的地下水抽取、石油开采和矿山地下采空,改变了这些地区的地质结构,是引发地面塌陷、地面沉降和地裂缝灾害的重要原因。
随着经济与社会的发展,上述人类工程活动的范围和强度正在不断加大,而且在发展过程中,对于规划布局与地质灾害的关系认识不足,使得人类活动诱发的地质灾害不断增多,形成了地质灾害日益严重的局面。
Ⅷ 地质灾害
自然因素或者人为活动引发的崩塌、滑坡、泥石流等地质作用或现象,危及经济社会生命和财产安全时,就形成了地质灾害。随着土地、水和矿产等地质环境要素的不断变化,诱发地质灾害的自然条件和人为活动随之改变,地质灾害对经济社会和生态系统的负面影响日益凸显。近年来,全球重大地质灾害发生总体呈上升趋势,因灾死亡人数得到了有效控制,经济损失快速增加。
表1-5 1940~2012年世界各地区重大地质灾害统计
(数据来源:联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)EM-DAT数据库,2013)
图1-10 1940~2012年全球重大地质灾害发生频次变化
(数据来源:联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)EM-DAT数据库,2013)
重大地质灾害发生频次不断上升。联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)收集整理了世界各个国家发生的重大自然灾害,形成了EM-DAT国际灾害数据库。入库的重大自然灾害应至少满足下列条件之一:造成10人以上死亡;100人以上受到灾害影响;政府宣布应对灾害紧急状态;政府在救灾过程中呼吁国际援助。据统计,1940~2012年,全球发生重大崩塌、滑坡、泥石流地质灾害649次,造成6.3万人死亡,有记录的经济损失约86.5亿美元(表1–5)。图1–10绘出了1940~2012年全球重大地质灾害发生频次变化情况。可以看出,重大地质灾害发生频次在时间上总体呈上升趋势,从20世纪40年代到80年代初重大地质灾害增长较慢,80年代以后重大地质灾害发生频率快速增加,从80年代初的年均不足10次增加到近十年来的年均19次,表明崩塌、滑坡、泥石流灾害发生频次有较大幅度的增加。虽然每年重大地质灾害发生频次增加,但是因灾死亡人数没有明显增长,单次地质灾害造成的死亡人数总体上是下降的,从1970~1979年的136人/次下降到2000~2009年的40人/次,说明随着各国对地质灾害的日益重视,地质灾害防治取得了一定成效。然而,地质灾害造成的经济损失自80年代以来快速增加,从1970~1979年的1.4亿美元增加到2000~2009年的10.2亿美元(图1–11)。
图1-11 1940~2012年全球重大地质灾害死亡人数与经济损失情况
(数据来源:联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)EM-DAT数据库,2013)
不同国家地质灾害防治水平存在显著差异。美国1960~2009年地质灾害共造成336人死亡,直接经济损失12.4亿美元(按1960年折算)。1970年以后,随着地质灾害防治科技进步,美国地质灾害造成的死亡人数保持在很低的水平,平均年死亡人数在4人以下。1985年以前地质灾害造成的直接经济损失呈快速增加趋势,之后直接经济损失则呈减少的趋势,说明美国地质灾害防治取得了明显的成效。从5年累计数值来看,美国地质灾害防治将减少人口伤亡放在首位,在有效避免灾害伤亡之后,尽力减少灾害造成的直接经济损失(图1–12)。墨西哥1970~2011年地质灾害呈增加趋势,1997年以前地质灾害发生在低水平波动,平均每年发生10次左右,平均每年导致近14人死亡;1998年以来,地质灾害显著增加,平均每年发生的地质灾害增加至86次,平均每年导致50人以上(不含1999年)死亡(图1–13)。从地质灾害死亡率来看,1982年以前单次地质灾害造成的平均死亡人数总体上呈增加趋势,1982年以后(如果不考虑1999年)总体上地质灾害死亡率呈下降趋势。尼泊尔1971~2011年地质灾害发生总体上可划分为两个阶段:第一阶段(1971~1992年)年发生地质灾害频次保持稳定,多在19次上下波动;第二阶段(1993~2011年)地质灾害频次明显增加并呈周期性波动,平均每年发生120次以上,在地质灾害高发年可达380次以上。地质灾害致死人数呈缓慢增加趋势,地质灾害死亡率在1989年以后明显下降。
地下水持续超采引发的地面沉降成为世界很多地区不得不面对的环境问题。据统计,目前世界上已有60多个国家和地区发生地面沉降。其中,地面沉降比较明显的区域有墨西哥的墨西哥城(2004~2006年沉降300mm/a),美国加州Coachella Valley(2003~3009年沉降70mm/a),越南Hanoi(沉降0.10~0.15m),日本Sagamigawa平原(1975~1995年累计沉降0.32m),伊朗Yazd-Ardakan盆地(1985~2010年累计沉降0.5~1.2m),印度尼西亚Semarang(2007~2009年沉降80mm/a),中国西安(截至1996年累计沉降量超过100mm的面积达150km2)、天津(2010年市区沉降量20.4mm)等。
图1-12 1960~2008年美国5年累计直接经济损失和死亡人数
(数据来源:美国南卡罗来纳大学美国灾害与损失数据库SHELDUS,2011)
图1-13 1970~2011年墨西哥地质灾害发生与死亡率变化
(数据来源:拉美灾害预防研究网络(LA RED)DesInventar灾害信息管理系统,2013)
Ⅸ 天津地理特点情况以及自然灾害
天津位于华北平原,渤海湾沿岸,最大河流海河,气候为温带季风气候,温暖湿润。
自然灾害:干旱、洪涝、寒潮。有时受易台风影响。位于华北断裂带,1976年附近唐山发生过大地震。
Ⅹ 我国常见的地质灾害类型和分布有哪些
一、我国常见的地质灾害类型
我国是地质灾害多发国家,灾害类型多样,其中地震是最主要、危害最大的地质灾害。通过对中国地震发生记载次数的统计发现,我国的地震发生频率和强度都居世界之首。历史时期我国有文字记载的地震就有8000多次,地震发生十分频繁。同时,我国又较多发生强震,自中华人民共和国成立以来,就先后发生7级以上地震50余次,而6级以上地震,仅20世纪90年代以来,就发生了近千次,涉及范围几乎遍布全国,但贵州、浙江和港澳等省(区)除外。
滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害在我国也频发,是除地震外最严重的地质灾害。根据中国地质环境监测院地质灾害调查监测室发布的全国地质灾害通报2004~2009年资料(根据各省、自治区、直辖市提供的地质灾害月报和速报资料汇总)统计(表1-1;图1-1),这3种地质灾害占的比例高达95%,其次是地面塌陷、地裂缝和地面沉降,而其他地质灾害居于次要地位。
表1-2 2005~2009年地质灾害高发地区统计
斜贯中国中部的辽、京、冀、晋、陕、甘、鄂、川、滇、贵地区,由于地处中国西部高原山地向东部平原、丘陵过渡地带,地形起伏切割特别剧烈,同时许多地区暴雨强烈,加上人为破坏植被和改造地表斜坡、岩土的活动广泛而又严重,所以崩滑流特别发育,不但分布密度大,而且活动特别频繁,是我国崩滑流灾害严重的地区。在以下地区形成崩滑流密集区(带):1)长白山-燕山-太行山密集带。主要以泥石流为主,其次有少量滑坡,局部有崩塌。主要分布在辽宁的凤城、宽甸、岫岩,河北的青龙,北京的怀柔、密云等地区。
2)黄土高原密集区。主要为黄土滑坡,其次为泥石流。以西部的陇中高原和中部的陕北高原最严重,特别是在黄河上游主流和主要支流沿岸以及铁路沿线尤为发育。
3)秦岭-大巴山密集区。以泥石流、滑坡为主,其次为崩塌。以白龙江和汉水流域最发育。
4)长江三峡密集带。以滑坡和崩塌(危岩)为主,其次是泥石流。广泛发育在宜昌—重庆之间的长江沿岸。
5)龙门山、横断山、五莲峰、乌蒙山密集区。以滑坡、泥石流为主,崩塌(危岩)次之。鲜水河、大渡河、安宁河、雅砻江、金沙江、澜沧江流域最发育。
6)云贵高原密集区。主要为滑坡、泥石流,其次为崩塌(危岩)。以澜沧江、元江流域最发育。
此外,在西北的天山、祁连山,青藏高原的念青唐古拉山,华南和东南沿海的仙霞岭、武夷山和台湾山脉的一些地区崩滑流灾害也比较严重。
(三)地面沉降、地面塌陷和地裂缝
地面沉降、地面塌陷和地裂缝活动主要是在20世纪70年代后,伴随一些地区过量开采地下水而急剧发展,目前已广泛分布在我国大城市、城镇、矿区与铁路沿线。其最大的危害是形成沉降带,引起地面下降与裂缝,如上海、西安等大都市。
据不完全统计,我国目前已有96个城市和地区发生了不同程度的地面沉降,同时引发不同程度地裂缝。据郑柏举(2010)资料,目前我国的沉降总面积约9万平方千米,而且仍然处于蔓延趋势,其中约80%分布在东部地区。地面沉降从地质角度看,容易发生在3种区域:三角洲和滨海平原、冲洪积平原及内陆盆地。体现在我国的地域分布上,就形成了4条主要的地面沉降区(带):下辽河平原的沈阳-营口地面沉降区、北部黄淮海平原的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地面沉降区、长江三角洲的嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地面沉降区、汾渭沟谷的太原-侯马-运城-西安地面沉降带。其中黄淮海平原和长江三角洲是全国地面沉降最为严重的地区。
我国岩溶塌陷灾害十分严重。据全国地质灾害普查资料统计,全国有岩溶塌陷3000多处,塌陷坑约33200个,塌陷总面积330平方千米。中国岩溶塌陷广泛发育在24个省(自治区、直辖市),以广西、湖南、贵州、广东、河北、江西、云南等省(自治区)最严重。从地理分布看,主要分布在长白山—燕山—吕梁山—四川盆地—哀牢山以东区域。该区域内可划分为两大岩溶塌陷分布区:秦岭和淮河以北的北方岩溶塌陷分布区和以南的南方岩溶塌陷分布区。北方区岩溶塌陷主要分布在辽东半岛、伏牛山山麓及一些山间盆地。南方区岩溶塌陷主要分布在川东山地、云贵高原和幕阜山、九岭山、罗霄山、南岭、粤北山地。
我国地裂缝类型复杂,除伴随地震、滑坡、冻融以及特殊土质的胀缩或湿陷活动产生的地裂缝外,主要是伴随构造蠕变活动而产生的构造地裂缝。构造蠕变地裂缝的分布十分广泛,在华北和长江中下游地区尤其发育。在该区域中,地裂缝主要集中在汾渭盆地、太行山东麓平原、大别山东北麓平原地区,形成3个规模巨大的地裂缝密集带。此外,在豫东、苏北以及鲁中南等地区,还有一些规模较小的地裂缝发育带(区)。
(四)水土流失、土地沙漠化和盐碱化
地面的剥蚀、侵蚀作用,也必然要造成大量的水土流失。造成水土流失最严重的侵蚀形式以表层滑坡、崩塌、泥石流为主,主要分布在基岩裸露的斜坡、陡坡地带,虽然它总的水土流失、侵蚀面积所占比例不大,但其危害严重。
我国是世界上水土流失特别严重的国家,据调查统计,至20世纪末,全国水土流失总面积367万平方千米,约占国土总面积的38%。长期以来,我国水土流失呈持续发展态势,其面积、侵蚀强度和危害程度不断加剧,全国平均每年扩展约1万平方千米。水土流失分布非常广泛,以黄土高原地区最严重,长江、珠江中上游和山东半岛、辽东半岛等地区比较严重。其中黄土高原地区水土流失面积43万平方千米,年均侵蚀模数约8000吨/平方千米,平均年流失表土厚度3~5厘米,泥沙总量为1316亿吨。长江流域水土流失面积为56万平方千米,年侵蚀土壤为24亿吨。
我国现有荒漠化土地共计262万平方千米,约占国土总面积的27%,广泛分布在西北、华北、东北等区域,以新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西、山西、河北等省(自治区)最严重。全国荒漠化面积和荒漠化程度呈不断上升趋势,近年来平均每年扩展2460平方千米。
全国现有各类盐渍土地99万平方千米,其中现代盐渍化土地37万平方千米,残余盐渍化土地45万平方千米,潜在盐渍化土地17万平方千米。主要分布在西北干旱地区、黄淮海平原、三江平原以及沿海平原地区。以青海、西藏、新疆、黑龙江、吉林、辽宁、河北、天津、山东、江苏等省(自治区、直辖市)最严重。
(五)火山灾害
火山灾害目前仅属于次要的,我国大多数火山为死火山。活火山主要分布在新疆、云南、黑龙江与台湾等边缘省份。目前我国有危险的活火山有3处,即长白山、腾冲和台湾的阳明山。