浅层地质灾害
❶ 地质灾害类型及划分
灵台县地势西北高、东南低，属黄土高原沟壑区。沟壑纵横，梁峁相间，川塬山丘交错，地形切割强烈，表层覆盖着厚度巨大的第四纪黄土层，黄土本身具有软弱性及湿陷性，加上黄土特有的垂直节理裂隙发育的特性，为地质灾害的发育创造了有利条件。独特的地形地貌条件，复杂的地质环境条件，决定了该地区是地质灾害比较严重的地区。黄土层下面为白垩系泾川组基岩，岩性主要为砂质泥岩、泥质砂岩或者两者互层，风化十分严重，局部节理裂隙相当发育，岩石强度较低，稳定性较差。黄土与基岩的接触面是软弱易滑带，控制了滑坡灾害的形成。
灵台县主要地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡等，多发生在人口密集和人类社会、经济、工程活动集中的乡镇，对居民区、公路、水库、学校等构成了威胁，直接影响到人民生命安全和经济发展。
本次地质灾害详细调查工作，遥感解译340个点，野外核实306个点，占解译总数的90％。全县实地调查滑坡285处、崩塌29处、泥石流9处、不稳定斜坡73处，合计396处（图3-1）。其中灾害点和灾害隐患点滑坡1两处、崩塌20处、泥石流4处、不稳定斜坡73处，合计109处（表3-1）。
表3-1 灵台县地质灾害及不良地质现象调查点统计表
图3-10 不稳定斜坡灾害稳定性比例饼图
图3-11 不稳定斜坡灾害诱发因素比例饼图
（四）泥石流
县域内泥石流不发育，仅在中台镇坷台村坷台组涧子沟、城关村西沟、城关村东沟、独店乡白峪村多家庄组闲子沟发育共计4处泥石流灾害点。其共同特征是沟源上部有较厚的黄土覆盖，黄土节理裂隙发育，表层风化严重，物源比较充足；泥石流沟侵蚀强烈，冲刷深度较大，侵蚀沟在各种外力作用下，产生严重的垮塌、坍方，以及水流片蚀、溶蚀作用等产生的松散物质堵于沟槽，遇到暴雨洪水便可能形成泥石流。这类小型沟谷的集水面积小，沟源近，流程短，可供给泥石流的物质和水量都有限，规模不大。
泥石流类型，按照物质组成划分4条为泥流；按照流体性质划分1条为粘性泥石流3条为稀性泥石流；按照发育阶段划分4条为旺盛期泥石流；按照规模划分1条为小型泥石流3条为中型泥石流。
❷ 地质灾害有哪些
自然灾害包括哪些方面内容
主要包括干旱灾害，台风、暴雨、冰雹、沙尘暴等气象灾害，地震灾害，山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，风暴潮、海啸等海洋灾害，以及重大生物灾害和森林草原火灾等。
❸ 地质灾害包括哪些灾害地质灾害中包括那些灾害
比较常见地质灾害共有12类、48种。它们是：1地壳活动灾害，如地震、火山喷发、断层错动等；2斜坡岩土体运动灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；3地面变形灾害，如地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）等；4矿山与地下工程灾害，如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等；5城市地质灾害，如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等；6河、湖、水库灾害，如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等；7海岸带灾害，如海平面升降、海水入侵，海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等；8海洋地质灾害，如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等；9特殊岩土灾害，如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等；10土地退化灾害，如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等；11水土污染与地球化学异常灾害，如地下水质污染、农田土地污染、地方病等；12水源枯竭灾害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干（地下水位超常下降）等。
❹ 工程地质灾害
(1)工程地质灾害的类型
国家建设中特别是西部地区，经常遇到滑坡、溶洞、地面下沉、水库坝基漏水、软土变形、水土突涌、水下砂体运移、浅层天然气、岸带冲淤、砂土液化等工程地质问题，查清引起这些灾害的工程地质条件，制订防治、整治措施，需要工程地球物理探测技术。如南昆铁路沿线、长江三峡库区有很多滑坡需要治理，广西岩溶地区水库地下漏水问题等，都是工程地质灾害。
越来越突出的工程地质灾害问题不仅威胁到人民生命安全，而且严重地制约了国民经济的发展。崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害正随着矿产资源的开发而加剧，中国每年因此而损失约300亿元人民币。近10年来，中国由于崩塌、滑坡和泥石流造成了近万人死亡，全国400多个市、县、区、镇受到严重侵害。在全国铁路沿线分布的大中型滑坡达1000余处，平均每年中断交通运输44次，铁路沿线有泥石流沟1386条，受危害铁路达3000km以上;全国有近千座水电站及数百座水库受到崩塌、滑坡和泥石流灾害的严重威胁，仅云南省已毁坏水电站360座、水库50座。由于矿山采掘造成的压占、采空塌陷所损毁的土地面积超过3000hm2;全国共有16个省(区、市)的46个城市(地段)、县城出现地面沉降问题，总沉降面积达到48700km2;地裂缝出现在17个省(区、市)，总长超过346km。据统计，中国的地质灾害共有30种，除火山外，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等15种为主要灾害。专家认为，中国经济建设的高度发展和人口的急剧增加，对地质环境的破坏日趋严重，中国50%以上的地质灾害都与人为因素有关。中国地质灾害的成灾具有明显的方向性，地质灾害的损失与人口密度、经济发达的程度呈现出正比。我国目前有400个地质灾害重灾县(市)，占全国县(市)的20%。每年地质灾害(不包括地震)造成的直接经济损失占各种自然灾害造成损失的20%～25%，年平均死亡近千人，受伤近万人，经济损失难以估量。
(2)工程地质灾害的特点
我国工程地质灾害的基本特点是:种类繁多，破坏损失严重;分布零散而又十分广泛;防治周期特别长。1998年我国共发生不同规模的崩塌、滑坡和泥石流等突发事件约18万宗，造成1150人死亡，1万多人受伤，毁坏房屋50多万间，直接经济损失约15.9亿元。我国政府对地质灾害的危害问题处于极大关注，因此灾害评估得到越来越广泛的重视，研究内容也越来越广泛，研究的手段也越来越丰富。但是我国毕竟是一个发展中国家，由于财力和技术水平的限制，不可能对所有工程地质灾害进行全面治理，因而研究发展很不平衡，理论研究也非常薄弱，灾害评估没有得到充分的实践应用。
(3)工程地质灾害的危害
由矿石开采后形成的采空区的突然冒落与塌陷属于不连续下沉方式曾发生多起事故，造成人员和财产的重大损失。最早在世界上有报道，在1938年英国的一个锡矿山，由于采区冒顶产生冲击地压。1958年，德国维尔钾盐公司的台尔曼矿也曾发生采空区冒落。1960年1月20日在南非的科尔布鲁克诺斯(Coalbrook North)煤矿曾发生一起灾难性破坏，当时面积大约3km2左右的房柱法采空区突然陷落，造成了437人的死亡。1962年12月在南非远西兰德(FarWestRand)金矿区发生塌陷，当时一个三层的井下破碎硐室突然塌落掉进了一个下部渗坑，造成29人死亡。1970年9月25日，在穆福利拉矿区发生较严重的空区突然陷落，造成89人死亡，同时伴随约45000m3尾矿泥浆淹没了部分矿井。
我国工程地质灾害分布十分广泛，曾发生过多起地质灾害事故。崩塌灾害最典型的例子是湖北安远县盐池河磷矿山崩。盐池河磷矿区位于黄陵背斜东北翼，自1969年以来，在三面(东、西、北)临空的陡崖下开采磷矿石约60×104t，采空面积达6.6×104m2。由于采空了山脚地区，改变了山体的应力状态，引起山体开裂。终于在1980年6月3日凌晨发生大规模山崩。高100m的半壁山头顷刻崩塌，激起巨大气浪将矿务局建筑物席卷而起，直撞到对岸陡壁，撞得粉碎，近100×103m3的碎石堆积在500m×478m左右的范围内，将盐池河河谷填埋，形成一座高20～42m的堆石坝，掩埋(死亡)了284人及矿务局的所有建筑、机械设备。
据初步调查，全国有灾害性泥石流沟1.2万条，滑坡数万条，崩塌数千处。1949～1996年共发生“崩、滑、流”灾害4600次，其中造成严重损失达1001次。1983年3月在甘肃东乡族发生过一次特大的滑坡，下滑物体总体积达3000×104m3，埋没了苦顺和新庄两村和德勒村一部分，毁坏农田3000hm2，填埋水库一座，造成巨大损失。1985年6月，长江西陵峡新滩镇发生大岩崩，顷刻之间有300多年历史的新滩古城整个被覆没，滑坡体冲入长江中土石量约200×104m3，埋没房屋1000多间，击毁机帆船13艘，木船64只，直接损失1000多万元。由于湖北岩崩调查处预报及时，使1300多居民安全撤离无伤亡。
2010年8月，陕西省安康市普降大到暴雨，受强降雨影响，白河县四新、卡子、茅坪、构扒4个乡镇受灾严重，导致350户800余间房屋被淹，冲毁农田3000余亩，特别是公路、电力、水利、通信等基础设施严重受损。其中四新乡和茅坪镇南贫沟流域通信、电力全部中断，直接经济损失1200余万元。该区地质条件复杂，千枚岩等易滑地层分布较广，同时，随着近年来经济的迅速发展，导致了人类工程活动的加剧，如开山采石、开荒种田、劈山修路等，严重地扰乱了自然地质环境，加剧了该区地质灾害突发和群发。
❺ 地质灾害都有哪些种类
地质灾害的种类有：
1、滑坡：是指斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
2、崩塌：是指较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。
3、泥石流：是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流。识别：中游沟身长不对称，参差不齐；沟槽中构成跌水；形成多级阶地等。
4、地面塌陷：是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑的自然现象。
5、地裂缝：地裂缝是累进性发展的渐进性灾害。按其成因可分为两大类:一种是内动力形成的构造地裂缝，如地震裂缝、基底断裂活动地裂缝、隐伏裂隙开启裂缝等;另一种是非构造型，即外动力作用形成的地裂缝，如松散土体潜蚀地裂缝黄土湿陷地裂缝、膨胀土胀缩地裂缝、滑坡地裂缝等。
(5)浅层地质灾害扩展阅读：
就地质环境或地质体变化的速度而言，可分突发性地质灾害与缓变性地质灾害两大类。前者如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝，即习惯上的狭义地质灾害。后者如水土流失、土地沙漠化等，又称环境地质灾害。 根据地质灾害发生区的地理或地貌特征，可分山地地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等，平原地质灾害，如地质沉降，如此等等。
❻ 地质灾害有哪些类型
它们是：1
地壳活动灾害，如地震、火山喷发、断层错动等；2
斜坡岩土体运动灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；3
地面变形灾害，如地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）等；4
矿山与地下工程灾害，如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等；5
城市地质灾害，如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等；6
河、湖、水库灾害，如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等；7
海岸带灾害，如海平面升降、海水入侵，海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等；8
海洋地质灾害，如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等；9
特殊岩土灾害，如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等；10
土地退化灾害，如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等；11
水土污染与地球化学异常灾害，如地下水质污染、农田土地污染、地方病等；12
水源枯竭灾害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干（地下水位超常下降）等。
致灾地质作用都是在一定的动力诱发（破坏）下发生的。诱发动力有的是天然的，有的是人为的。据此，地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。自然地质灾害发生的地点、规模和频度，受自然地质条件控制，不以人类历史的发展为转移；人为地质灾害受人类工程开发活动制约，常随社会经济发展而日益增多。所以防止人为地质灾害的发生已成为地质灾害防治的一个侧重方面。
地质灾害的发生、发展进程，有的是逐渐完成的，有的则具有很强的突然性。据此，又可将地质灾害概分为渐变性地质灾害和突发性地质灾害两大类。前者如地面沉降、水土流失、水土污染等；后者如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地下工程灾害等。渐变性地质灾害常有明显前兆，对其防治有较从容的时间，可有预见地进行，其成灾后果一般只造成经济损失，不会出现人员伤亡。突发性地质灾害突然，可预见性差，其防治工作常是被动式的应急进行。其成灾后果，不光是经济损失，也常造成人员伤亡。故是地质灾害防治的重点对象。
❼ 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。
❽ 地质灾害包括哪些
一、地质灾害按处所进行划分
按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分，常见地质灾害共有12类、48种。它们是：
1、地壳活动灾害，如地震、火山喷发、断层错动等；
2、斜坡岩土体运动灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；
3、地面变形灾害，如地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）等；
4、矿山与地下工程灾害，如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等；
5、城市地质灾害，如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等；
6、河、湖、水库灾害，如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等；
7、海岸带灾害，如海平面升降、海水入侵，海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等；
8、海洋地质灾害，如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等；
9、特殊岩土灾害，如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变化、淤泥触变等；
10、土地退化灾害，如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等；
11、水土污染与地球化学异常灾害，如地下水质污染、农田土地污染、地方病等；
12、水源枯竭灾害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干（地下水位超常下降）等。
地质灾害按动力因素进行划分：
致灾地质作用都是在一定的动力诱发（破坏）下发生的。诱发动力有的是天然的，有的是人为的。
据此，地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。
自然地质灾害发生的地点、规模和频度，受自然地质条件控制，不以人类历史的发展为转移；人为地质灾害受人类工程开发活动制约，常随社会经济发展而日益增多。所以防止人为地质灾害的发生已成为地质灾害防治的一个侧重方面。
地质灾害的发生、发展进程，有的是逐渐完成的，有的则具有很强的突然性。据此，又可将地质灾害概分为渐变性地质灾害和突发性地质灾害两大类。
前者如地面沉降、水土流失、水土污染等；后者如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地下工程灾害等。渐变性地质灾害常有明显前兆，对其防治有较从容的时间，可有预见地进行，其成灾后果一般只造成经济损失，不会出现人员伤亡。突发性地质灾害突然，可预见性差，其防治工作常是被动式的应急进行。其成灾后果，不光是经济损失，也常造成人员伤亡。故是地质灾害防治的重点对象。
❾ 浅层地震法
12.1.1基本原理
浅层地震勘探（Shallow Seismic Prospecting）是地质灾害勘查的重要手段，它具备分辨能力强，空间定位准确的技术特点。所有的地球物理勘探方法都是以研究岩石的某一种物性为基础，地震勘探所依据的是岩石弹性。其勘探原理是：用炸药或非炸药震源人为的激发地震波；沿测线的不同位置用地震勘探仪器检测、记录地震波；分析、研究这些记录，从而获得勘探地区（段）地下地质信息。激发地震波，接收地震波，处理、分析地震波记录是实施地震勘探的三个主要技术环节。激发、接收地震波称为地震勘探数据采集，处理、分析地震波称为地震勘探数据处理。
地震勘探可以看成是一个特殊的、以地层为传输讯道的通讯系统。震源激发的地震波是通讯系统的输入信号，它在地层中传播时发生波的折射、反射、吸收、干涉、叠加等物理过程，从而携带了地层的结构和岩性等信息，因此地震波可以看成是携带地层信息的载体。用数字地震勘探仪器接收地震波信号并转换成二进制数值，存贮在磁记录介质上，为用计算机处理地震数据提供了方便的信息源。地震勘探数据处理充分运用了现代数据通讯中信号处理方法、波动场的层析成像方法和计算机数值计算方法，从而提高信号的信噪比，可靠地提取蕴含在地震波中的地质信息，或进行层析成像处理，获得地下被勘查的地质体的数字图像。
由于将地震勘探的本质理解为以地质体为介质的通讯过程，地震波是通讯过程的信息载体，使得地震勘探数据采集和处理吸收了现代数字通讯技术的最新成果，实现了数字化，拥有更强的解决地质问题的能力。
地球物理勘探工作者习惯将200～300m以上探测深度的地震勘探称为“浅层地震勘探”，它符合水文、工程地质勘查和地质灾害的勘查深度。在地质灾害勘查中应用浅层地震勘探可以解决下列地质问题：
（1）按照速度值的变化，对各种类型的松散沉积物较详细地分层；
（2）查明覆盖层下的基岩埋深和起伏形态；
（3）查明基岩风化壳厚度和变化形态；
（4）查明基岩断层、破碎带，确定断层断距、断层性质，确定破碎带宽度和埋深；
（5）查明隐伏岩溶发育带，确定溶洞位置；
（6）查明隐伏溶洞和覆盖层之间，由于水力联系而形成的覆盖层中的溶蚀地段和土洞；
（7）应用在松散覆盖层中的详细分层能力，查明基岩断层在第四系地层中的形迹，从而判断是否是活动断裂；
（8）可以获取地质体的弹性力学参数和抗压能力。
12.1.1.1纵波、横波、瑞雷（Ralyleigh）表面波
在地震勘探应力波动场范围内，地质体可视为弹性介质，依据固体介质弹性波理论，地震勘探震源在地质体中激起三种类型的地震波：纵波、横波、表面波。纵波和横波是在弹性体内部传播，又称为体波。传播纵波介质的质点振动方向与波传播方向一致，它是由胀缩力性质的震源所激发，例如放置在爆炸孔中的炸药包。横波振动方向与传播方向相互垂直，它是具有旋转力特征的激励震源激发，如水平方向敲击置于地面上的木板块，对地面作用的剪切力，是常用的激发横波震源。仅存在于介质与空气接触的自由界面下，一个波长范围内的表面波被称为瑞雷表面波，它沿介质表面传播，质点振动轨迹呈椭圆状。
利用纵波作为信息载体称为纵波地震勘探，横波地震勘探是利用横波作为信息载体。应用瑞雷表面波进行勘探称为表面波勘探法，是近年发展起来的地震勘探方法的一个分支，本书另辟章节论述。
对同一弹性参数的固体，纵波比横波有较快的传播速度，它们都是弹性参数的函数（具体计算公式详见手册附录）。通过综合测试纵、横波速度，可以推断被探测体的弹性模量和泊松比等力学参数。
地质体中的横波速度不像纵波速度那样受湿度影响大，横波速度与地质体力学强度有很好的正相关关系，速度值愈大，强度愈高。
介质对横波能量的吸收衰减比纵波小，因此在纵、横波混合的直达波组中，横波的振幅要大于纵波，但横波的频率比纵波低。在相同频率的条件下，横波速度较低，波长较短，因此它比纵波有较高的水平和垂直分辨力。
限于目前的技术水平，只能用机械震源激发横波，激发能量相对较小，最大探测深度一般不超过100m，远不如纵波所能达到的探测深度。
由于横波地震勘探的分辨能力较强，可以判断被探测地质体的力学强度，在地质灾害勘查工作中应当加以重视，特别是横波反射地震勘探，但是其技术方法和装备要比纵波勘探复杂，常用的横波“叩板”震源比较笨重并且勘探深度相对较小。
图12-1地震波入射到速度界面上发生的物理现象
12.1.1.2地震波反射、折射
由不同的时代、不同的岩性组成的地层，可以近似地看成弹性层状介质，分层的主要依据是地震波速度。相邻两种介质之间存在速度界面，地震波入射到速度界面上，部分能量被反射，剩余的能量透过界面入射到下部介质中，即入射波在速度界面上发生波的反射和透射这一物理现象。如果地震波的入射速度v1低于透入速度 v2，就会出现入射角小于透射角的现象（称之为远离法线的透射），因而就会存在使透射角为90°的入射角。在这种极端的情况下，透射波就在透射介质一侧，沿着速度界面以v2速度传播，此时的透射波称为滑行波，入射角称为临界角（图12-1）。滑行波沿着界面滑行的过程中，引起界面各个质点振动，它可以看作为二次震源，在入射介质（v.）中激起波的传播，这种由滑行波派生的在上覆介质中传播的波被称为折射波，速度界面被称为折射面。
反射波携带有反射界面空间位置的信息，折射波除了携带有折射界面位置信息外，还有折射界面的速度信息。由于只有在临界角入射时才能出现折射波，因此在离开震源某个距离以外才能接收到折射波。地面上接收不到折射波的地段称盲区。只有下层介质的速度大于上层时，才会出现折射波。折射波是由滑行波派生出来的，因此它的能量较小，为了接收折射波需要较强的激发能量。这些都是开展折射波勘探时，必须考虑的地球物理条件。
用反射波作为信息载体的地震勘探称为反射波地震勘探，它又可分为反射纵波地震勘探和反射横波地震勘探。用折射波作为信息载体称为折射波地震勘探，在目前的技术条件下，只利用折射纵波。
反射波地震勘探是地质灾害勘查中最常用的方法，它的技术成熟，装备轻便、精良，微机控制的数字化地震仪器、谐振频率100Hz的高频检波器、不同级别能量的震源，能够满足地质调查要求的各种勘探深度。应用源于石油地震勘探的多次覆盖技术，使用计算机处理、分析资料，能够实现地质灾害勘查工作提出的多种任务要求，是地质学家优先选择的方法。
1970年以前，浅层反射地震勘探技术尚处于研究、开发阶段，折射波地震勘探在地质灾害勘查工作中得到使用，特别是该方法能够测得界面速度值，很受使用者欢迎。但它要求被勘查地层的下层纵波速度大于上层，并且不适合多于二层以上介质的勘探。由于存在盲区，勘查场地太小就无法施工；由于要求能量较大的震源，因而只能使用炸药。这些都限制了浅层折射波地震勘探的使用。
12.1.2观测方法
地震勘探的信息载体——地震波是用人工震源激发的。地质灾害勘查时常用的震源类型有炸药震源和机械锤击震源两种。炸药震源的优点是装备简便，能适应不同勘探深度的要求，激发出的地震波的频带较宽，主频较高，有利于高分辨率地震勘探，但是这种震源存在安全隐患，不符合环境保护的要求，不适于在城市、工矿区等人口密集的地方使用。
锤击震源使用安全、便捷，可以激发纵波也可以激发横波，目前是激发横波的主要震源类型。但锤击震源激发能量相对较弱，勘探深度一般不超过100m，激发出的地震波频带窄，主频低，分辨率低。目前国外开发出了用于浅层地震勘探的陆地气枪震源和电火花震源，有广阔的应用前景。
浅层地震勘探的观测方法是：在地表安置地震检波器，将地震波到达时引起的地表微弱振动转换成微弱的电信号，经由电缆送至地震仪记录。地震仪有多个信号通道，常用的24通道地震仪，与24个检波器连接。我们将安置在地表并与电缆连接的检波器称之为排列，检波器之间距离称为道距，检波器与激发点之间距离称为偏移距，最接近炮点的距离称为最小偏移距。
激发点位置，排列位置，激发点和排列沿测线移动方式就组成了地震勘探观测系统。道距、组成排列的地震道数目、最小偏移距离、激发点和排列沿测线移动的距离等，统称为观测系统参数。
地震仪在工作时预置的采样间隔，每道采样点数目，地震放大器的前置滤波器截止频率等，称为观测仪器的参数。
在地震勘探现场采集数据时，正确设置观测系统和观测仪器的参数是确保完成地质任务的技术关键，要慎之又慎，应当在开工前进行参数选择试验，特别是在缺少经验的新勘探区。
采用多次覆盖观测系统采集反射波数据可使地下每个地震波反射点数次被不同偏移距激发的地震波勘查。同一反射点被重复勘查的次数称为覆盖次数。通过多次覆盖数据处理可以提高反射信号的信噪比，有利于提取微弱的反射信号，从而提高了识别地下地质情况的能力。覆盖次数愈多，效果愈好，但勘探成本要相应提高。人们常用6～12次覆盖，3次覆盖属于“经济型”的勘查。
折射波观测的关键是要避开盲区，这就要了解勘探地区的物性，判断是否具备折射波勘查的地球物理前提。采用固定激发点，移动检波器排列的方式，连续追踪折射波，在排列两端轮流激发，才能组成完整的对比观测系统，获得与排列对应的完整的折射界面形态。测线较长时，激发点与排列距离太大，无法可靠接收折射波，此时应当移动激发点，但要确保它与上个激发点有一段重复接收段，保证折射界面的连接。可靠地追踪、对比和连接折射波是观测系统设计原则。
横波反射的观测系统与纵波基本相同，只是横波反射采用横波震源激发和用横波检波器接收。“叩板”是目前常用的震源，采用炸药或压缩气体的震源处于研究、开发阶段。
数字地震仪的通道数目是使用者关注点之一，24道仪器是必不可少的，如果能够装备有48道或96道仪器则更为理想。多道仪器可以降低成本，提高覆盖次数。模数转换器拥有的位数则是关注点之二，位数多，仪器的动态范围大，接收的地震信号保真度高，地震波承载的信息丢失少，这就提高了数据处理和信息提取的效果和解决地质问题的能力。
12.1.3技术要求
提高地震勘探的分辨率是技术要求的主导思想。所谓分辨率，就是对被勘查地质体探查的精细程度，可分为垂直和水平两种分辨率。垂直分辨率愈高，就愈能精细地划分地层；水平分辨率高，对地质体水平方向的定位精度就高，例如准确地确定断层的水平位置。
理论研究和实践均证明，缩短地震波振动延续周期，或者是扩展地震波的频带宽度，可以提高分辨率。为了提高水平分辨率，除了上述要求外，还要适当地缩小检波器的道距。
由于大地介质对地震波传播的作用相当于低通滤波器，高频成分吸收衰减的程度较低频部分强，两者相差可达30～40dB。因此补偿高频成分的丢失，就可以扩展地震波频带宽度，从而提高分辨能力。提高激发和接收的信号频率，防止在数据处理时损失信号的高频成分，是技术要求的关键。
此外，应当严格遵守《浅层地震勘查技术规范》各项规定和技术要求。附录中收录了此规范文本。
12.1.3.1测线布设
根据地质任务的要求在勘探区布置地震测线时，测线的方位要尽可能地垂直于被勘探体的走向，避开地物障碍和地形剧烈起伏的地段。如果无法避免，允许测线有转折或弯曲，但要符合《浅层地震勘查技术规范》要求。测线要通过勘探区内钻孔，或者以钻孔为中心另行布置十字测深短测线，以了解反射层位和地质层位关系。如果有地层出露，要进行出露地层的波速测量，这有助于资料的地质解释。
12.1.3.2地震波激发
由于炸药震源激发的地震波主频率值与药量成反比，为了提高主频率，增加方法的分辨率，应当用小炸药量激发地震波。在松散的地层中激发的地震波频率较低，应将炸药放入注水的爆炸孔中激发地震波。炸药包直径与孔径接近，紧密耦合，可提高激发能量。爆炸速度高的炸药（例如T.N.T）特性阻抗与岩土体的特性阻抗接近，能够达到阻抗匹配，能量损失小，有利于激发地震波。
勘查目的层较浅时，人工锤击是最方便的震源。应用地震仪多次叠加的功能，在同一个激发点处，多次锤击，使地震信号叠加，增强信号能量。在激发点上安放铁质或玻璃钢垫板，锤击垫板，激发的信号重复性好，主频率较高。
用三角架支撑，拉起重锤，自由落下撞击地面，激发地震波，称为机械锤击震源，其能量较强，但是频率低，装置较笨重。
国内开发了一种称为“震源弹”震源，形似猎枪子弹，放入配套的“震源枪”中，插入地面上预先挖好的孔中激发，激发能量和频率均能满足地质灾害勘查要求，比炸药安全，能够在城市中使用。
12.1.3.3地震波接收
应当采用谐振频率高的检波器接收地震波。当前，100Hz的高频检波器是最佳选择。采用涡流型检波器就更为理想，动圈式的检波器在谐振频率以上灵敏度变化不大。涡流式检波器灵敏度随频率提高而增加，更加有利于补偿地震波高频损失，提高分辨能力。
检波器将振动信号转换为电信号后，通过地震电缆送到地震仪信号输入端，为提高分辨率必须将地震信号通过低截滤波器，使得低频成分得到衰减，压制低频求得其与高频成分处于相同数量级，显然也就是扩展了带宽，提高了分辨能力。低截滤波器的频率是可调的，正确选择频率是技术要求的重要内容。
尽量提高A/D转换器的位数，使相对较弱的高频成分获得足够位数的转换值，有助提高分辨率。目前，浅层地震仪A/D转换器已从过去的12bit（二进制位）或18bit提高到24bit。
12.1.3.4浅层地震勘探的应用条件
在地质灾害勘查中应用浅层地震勘探方法，要分析解决地质任务的有效性，注意浅层地震勘探的应用条件：
（1）被探查的地质目的物（层）与围岩体有速度差异；
（2）如果是采用折射法，还要求被探查的地质目的物（层）的速度大于上覆地层速度值；
（3）被探查的地质目的物（层）在垂直方向上的尺度不小于地震波有效信号主波长λ的八分之一，即A/8(Widess分辨准则），否则目的物不能被地震勘探发现；
（4）工作地区如果存在有人文噪声干扰（例如城市或工矿区），必须采用有效的抗干扰措施，否则会降低方法的信噪比，影响地质效果，甚至无法工作。
12.1.4数据处理方法
12.1.4.1折射波数据处理方法
将记录在磁介质中的折射波数据送入计算机后，采用相位对比的方法识别折射波并拾取折射波到达各个观测点上的时间值。为了达到较好的效果，可采用计算机自动识别和拾取与人工检测相结合的方法。随后，启动折射波资料处理程序，最终输出折射界面形态图和界面速度值。
时间场法和哈莱斯（Hales）法是常用的处理解释方法，用于折射波数据自动解释。
12.1.4.2反射波数据处理方法
反射波数据处理方法涵盖波动场理论、信号处理理论、计算数学等学科的丰富内容。
反射波数据处理的目的之一是提高信噪比，让背景噪声掩盖的反射信号显现出来。视觉能力研究表明，人眼视力动态范围约60dB(1000倍），如果地震仪A/D转换器低于10bit，它就低于视觉动态范围，此时地震监视记录中看不到反射波信息。目前地震仪 A/D转换器已高达18～24bit，远远超过视觉动态范围，采集的反射信号通过数据处理，可提取出丰富的地质信息。
反射波处理的第二个目的，是使反射波正确归位，即采用动校正、波动方程偏移等各种方法，将反射信号回归到产生它的界面上去。正确归位后的反射波表征了界面的位置和形态，是一种波动场成像的方法。
反射波数据处理，按地震处理作业流程的先后次序，可分为下列各项。
（1）预处理：
解编：将地震数据读取到计算机，解编成处理程序认可的格式。
编辑：用删除或拷贝的方法编辑不正常地震道的数据。
动平衡：将地震数据按其自身大小加权放大，实现各数据之间相对平衡。
（2）获取处理参数：
富氏分析：求得有效反射信号的功率谱，为选择带通滤波器的中心频率和频带宽度提供依据。
速度扫描：求得动校正的速度组，为动校正提供速度参数。
（3）提高信噪比处理：
数字滤波：地震信号通过带通滤波器，增强反射信号，压制噪声干扰。
相干加强：相邻地震道进行互相关运算，用相关系数作权值，调整地震道的数据。由于反射信号有较好的波形相似性，调整后获得加强，随机噪声相关系数接近于零，受到了压制。
图12-2偏移归位
水平叠加：将同一反射点上的数据进行动校正，消除时差，叠加在一起，起到加强信号压制干扰作用。
（4）归位处理：
动校正：将不同偏移距的地震信号都校正为自发自收的零偏移距，此时地震信号之间的时差是由反射点位置不同引起，反映了反射界面形态。
偏移：动校正后的归位界面深度，是界面垂线与地面交点的距离。如果是倾斜界面，则不是它的真正深度，需要偏移处理，校正成与地面垂直的直线距离，参见图12-2。
12.1.5成果表达形式
12.1.5.1折射波法
折射界面剖面图和界面速度分布图是折射波法勘探成果表达的最终形式。通常可以用计算机绘图仪输出最终处理结果。
12.1.5.2反射波法
在地质灾害勘查时，反射波法勘探成果常用反射波剖面图的形式表达。该图能直观、形象地反映被勘查地层的空间分布形态，断层位置，断层的性质（正断层或逆断层），基岩破碎带位置和宽度等地质现象，溶洞以双曲线形态的绕射波出现，双曲线极小点位置是溶洞的顶点。
反射波剖面是归位后的地震波场的分布图，异常的波动现象代表着介质中地质情况变化，例如地层界面、断层、溶洞等。
熟悉地震波动场正演特征和积累成果地质解释的经验，是深化认识反射剖面图的基础。
12.1.6资料解释原则
资料解释的目的，是对地震勘探成果进行地质推断和解释，用地质理念和规律表述勘查成果。
资料解释应当遵循两条原则：
（1）用于地质解释的波动场异常是真实的，而不是由采集误差，环境噪声干扰，地形起伏影响等非地质因素引起；
（2）波动场异常的地质解释、推断要有充分的依据，要从己知推到未知。例如，有已知钻孔剖面，已知探区的区域地质规律等，使推断成果符合地质规律。
要正确对比、追踪有效地震波。在相位对比时，要注意相位之间的错开、尖灭、分叉等地震波场异常现象。在地震波干涉带上，要正确认识、追踪、对比波组，防止混淆不同波组的相位。
要论证反射（折射）层位和地质层位对应关系，特别是勘探地区的标准反射层。标准反射层分布在整个勘探区，与勘查目的地质层位对应。例如，在滑坡地质灾害勘查时，滑面就是典型的标准反射层，通常它也是标准折射层。
由于地震仪器的测时精度可以达到毫秒级，时间测定是精确的。应当注意取得准确的速度值，它有助于提高成果定量解释精度。
数据处理提供了时深转换的速度值。如果条件允许，可以进行简易的速度测井。
12.1.7仪器设备
灾害地质勘查常用的浅层地震勘探仪器设备参见表12-1。
表12-1常用的浅层地震勘探仪
续表
❿ 常见的地质灾害有哪些
我国地质灾害种类齐全，按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分，常见地质灾害共有12类、48种（国土资源部地质环境管理司等，1998）。它们是：
1、地壳活动灾害，如地震、火山喷发、断层错动等；
2、斜坡岩土体运动灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；
3、地面变形灾害，如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等；
4、矿山与地下工程灾害，如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等；
5、城市地质灾害，如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等；
6、河、湖、水库灾害，如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等；
7、海岸带灾害，如海平面升降、海水入侵，海岸侵蚀、海港淤积、风暴潮等；
8、海洋地质灾害，如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等；
9、特殊岩土灾害，如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等；
10、土地退化灾害，如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等；
11、水土污染与地球化学异常灾害，如地下水质污染、农田土地污染、地方病等；
12、水源枯竭灾害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
(10)浅层地质灾害扩展阅读：
在所有的地质灾害中，除地震灾害外，崩、滑、流灾害是最为严重的，其以分布广、灾发性和破坏性强，具有隐蔽性及容易链状成灾为特点，每年都造成巨大的经济损失和人员伤亡。另外，土地沙(漠)化、地面沉降和水土流失等缓变型地质灾害发展迅速，危害愈来愈大，成为令人担忧的地质灾害。
从“成灾”的角度看，中国地质灾害的区域变化具有比较明显的方向性，即从西向东、从北向南、从内陆到沿海地质灾害趋于严重。这是因为虽然不同类型、不同规模的地质灾害几乎覆盖了中国大陆的所有区域，但由于人类活动和社会经济条件的差异，使不同地区地质灾害的发育程度和破坏程度显著不同。
东部和南部地区，人类活动频繁而又剧烈，区内人口稠密，城镇及大型工矿企业、骨干工程密布，因而，一方面，一旦发生地质灾害则损失惨重，另一方面，人类经济工程活动加剧了地质灾害的发生与发展。而西部北部地区，虽然地质灾害分布十分广泛，但大部分地区人口密度和经济发展程度低，所以危害和破坏程度相对较低。
调查表明，凡是人口密集，工业发达地区在人类活动的影响下，地质灾害正由自然动力型向人为动力型发展，由点状向带状、树枝状、片状发展。