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地质灾害防治的主要研究方法

发布时间: 2021-02-10 02:50:15

A. 全国地质灾害防治重大科技行动计划研究

在2010年前,以初步建立地质灾害调查、监测和治理的技术支撑体系为目标,重点进行一项重大工程——地质灾害监测预警预报重大工程;两项科研专项:区域地质灾害危险性评价和风险评估的技术方法和重大地质灾害应急救灾关键技术;一个科学计划——地壳表层系统的灾变过程和机理;一个研究基地建设——三峡库区地质灾害监测预警与防治综合研究基地建设。

10.5.1 地质灾害监测预警预报重大工程研究

(1)目标

1)国家目标:建立全国典型地区重大地质灾害监测预报试验基地,改进和完善全国地质灾害预警预报模型,分区按灾种建立重大地质灾害预警判据,建立区域和重大地质灾害监测预报技术平台和信息通道;建立重大工程场区和重要城市地质灾害信息系统,提高地质灾害预测预报准确率,为国家重大工程规划、建设和运营及城市减灾防灾服务。

2)学科目标:揭示地质灾害形成机理和演化过程;攻克地质灾害监测关键技术及其优化组合;完善地质灾害预测预报的理论基础,建立地质灾害预测预报指标体系,提出地质灾害预测预报的关键支撑技术和模型;完善基于GIS的地质灾害信息系统和管理信息系统平台;攻克地质灾害预测预报过程中的一两个关键瓶颈问题,显著提高地质灾害监测预报方面的科技水平,在监测预报的关键技术方面与世界先进水平同步。

(2)主要研究内容

1)地质灾害形成机理与预测预报理论的研究。以突发、频发和群发地质灾害形成机理和诱发机理研究为重点,分区分灾种进行重大地质灾害预警判据、区域地质灾害空间预测、状态预警和时间预报的基本理论研究。

2)地质灾害监测预报指标体系与判据的研究。以区域地质灾害临界预测预报指标体系研究为重点,分别建立不同地区、不同机理条件下地质灾害的早期识别指标和判据,以及预测预报临界判据。

3)地质灾害监测关键技术及网站优化组合的研究。重点开发建立以一种关键技术为支撑、其他技术为辅助的全国地质灾害监测网络,围绕示范区开展监测网站优化组合技术研究。

4)地质灾害监测预报信息传输与处理关键技术平台的研究。重点是全国地质灾害数据库建设、区域地质灾害信息系统平台和信息通道建设,信息分析处理关键技术研究。

5)地质灾害预测预报关键技术与模型的研究。重点是全国地质灾害监测预报的技术平台建设和预测预报关键技术和模型研究。

10.5.2 区域地质灾害危险性评价和风险评估与土地安全利用研究

(1)目标

1)国家目标:开展重点地区地质灾害危险性评价和风险评估研究,提出地质灾害不同危险区的土地利用条件和原则,不同灾害区可能存在的灾害损失评估,为国家西部大开发和可持续发展过程中的土地利用规划提供典型地区灾变环境的参考依据。

2)学科目标:提出区域地质灾害危险性评价和风险评估的指标体系;发展地质灾害评价的理论和有针对性的关键技术及方法,特别是基于RS和GIS的区域地质灾害快速评价技术;揭示不同地区地质灾害空间发生频率和时间概率及其危险和损失概率;揭示区域地质灾害风险评估区划与土地安全利用的关系,为国土资源安全利用提供重要依据。

(2)主要研究内容

1)区域地质灾害危险性预测评价和风险评估指标体系研究;

2)不同区域地质灾害易损性评估技术与方法研究;

3)区域地质灾害危险性预测评价和风险评估理论与技术研究;

4)基于RS和GIS的区域地质灾害快速评价技术研究;

5)典型地区区域地质灾害风险评估区划与土地安全利用的关系研究。

10.5.3 重大地质灾害应急救灾关键技术研究

(1)目标

1)国家目标:建立地质灾害灾情评估技术体系,地质灾害应急调查、监测和治理技术体系,为突发性重大地质灾害应急救灾减灾提高关键支撑技术和决策依据。

2)学科目标:研究不同地区重大突发性灾害应急救灾减灾关键支撑技术,建立不同地区重大突发性灾害地质灾害损失评估技术体系和地质灾害应急调查、监测和治理技术体系。

(2)主要研究内容

1)地质灾害损失评估技术体系研究;

2)不同地区重大突发性灾害应急调查支撑技术的研究;

3)不同地区重大突发性灾害应急救灾监测技术和数据实传输技术的研究;

4)典型突发性灾害应急治理的关键技术研究;

5)重大突发性灾害应急救灾减灾决策系统研究。

10.5.4 地壳表层系统的灾变过程和机理研究

(1)目标

1)国家目标:查明全国重点地区的不同岩土、水与人类大规模工程活动的相互反馈作用过程、灾变机理;揭示重大工程场区群发灾害机理和不同岩土、水作用区的地质灾害中长期发展趋势和规律,为地质灾害危险性区划评价和国家工程规划的土地安全利用提供决策依据。

2)学科目标:揭示地质灾害的自然过程和社会过程,特别是岩土、水与人类活动耦合作用的灾变机理和过程,探讨它们之间的优化利用条件;揭示地壳表层内外动力作用与地质灾害发生演化的关系,特别是灾变链的基本岩土、水环境和诱发地质灾害条件;解决地质灾害形成机理研究的瓶颈问题,寻求地质灾害灾变机理和诱发机理研究的新突破。

(2)主要研究内容

1)全国岩土、水与地质灾害分布的关系研究;

2)典型地区岩土、水与人类工程活动的灾变过程和机理研究;

3)地壳表层内外动力作用与灾变链的关系研究;

4)人类开发利用地壳表层资源的优化过程与岩土、水反馈作用过程研究;

5)地质灾害形成机理仿真模拟试验研究。

10.5.5 三峡库区地质灾害监测预警与防治综合研究基地建设

(1)目标

1)国家目标:国家在三峡库区先后投入了大量的人力和财力进行地质灾害调查评价、监测预警和大规模防治研究,初步建立了区域地质灾害监测网站,完成了县(市)地质灾害数据库建设和群测群防监测预警信息系统,开展了大规模的地质灾害治理工程,因此,对这些研究进行系统的整理、归纳、总结,将为国家其他地区的工程建设和减灾防灾提供极好的范例。

2)学科目标:系统总结和深化三峡库区的地质灾害机理和过程研究,完善三峡库区地质灾害信息系统和监测预警系统,提炼其预测预报判据和进行防治技术集成,为类似地区和区域地质灾害的减灾防灾研究提供示范,以获得事半功倍的效果。

(2)主要研究内容

1)三峡库区地质灾害分布规律与发展趋势分析;

2)三峡库区地质灾害形成机理与预警判据研究;

3)三峡库区地质灾害监测关键技术与网站优化;

4)完善三峡库区地质灾害信息系统与监测预警系统;

5)三峡库区地质灾害防治关键技术集成。

B. 怎样防治地质灾害

浅谈滑坡成因及防治措施

一、概述

斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。因此,研究滑坡的成因及行为特点,有助于我们采取有效的工程措施来避免滑坡的发生或者是减少滑坡发生后的损失。下面从滑坡的形态特征及分类、滑坡的成因及滑坡的防治措施几个方面分别作简单介绍。

二、滑坡的形态特征及分类

1.滑坡的形态特征

滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;2,滑动带,滑动时形成的碾压破碎带;3,滑动面,滑坡体沿着下滑的表面;4,滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;5,滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;6,滑坡台阶,由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台;7,滑坡舌,又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;8,滑坡周界,指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;9,封闭洼地,滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;10,主滑线,又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向;11,滑坡裂隙,分为四类:1,分布在滑坡体上部的拉张裂隙;2,分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;3,分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;4,分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然,在实际的滑坡现象中,有时候我们很难分清楚各个部分明显的边界。

2.滑坡的分类

滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。我国铁道部门则按滑坡体的岩性、滑面与岩土体层面的关系、滑体厚度等进行了分类,在国内应用较为广泛。从研究山坡发展形成历史出发,则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型;日本渡正亮则按滑坡的发展阶段,将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期;按滑坡的滑动力学特征,则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。

三、滑坡的形成条件

要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,其他大多起触发作用。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。

1.滑坡形成的内部条件

产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土,它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同,如坚硬致密的硬质岩石,它们的抗剪强度较大,抗风化的能力也较高,在水的作用下岩性也基本没有变化,因此,由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之,如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反,因此,由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说,主要的是岩(土)层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时,这些部位又易于风化,抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时,就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动;否则反之。边坡的断面尺寸对边坡的稳定性也有很大的关系,边坡也陡,其稳定性就越差,越容易发生滑动。如果坡高和边坡的水平长度都相同,但一个是放坡到顶,而另一个却是在边坡中部设置一个平台,由于平台对边坡的反压作用,就增加了边坡的稳定性。此外,滑坡若要向前滑动,其前沿就必须要有一定的空间,否则滑坡就无法向前滑动。山区河流的冲刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面,而为滑坡的发育提供了良好的条件。总之,当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育,并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时,就能发生滑坡。

2.滑坡形成的外部条件

滑坡发育的外部条件主要有水的作用,不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等,以前两者为主。调查表明:90%以上的滑坡与水的作用有关。水的来源不外乎大气降水、地表水、地下水、农田灌溉的渗水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管来源怎样,一旦水进入斜坡岩土体内,它将增加岩土的重度并产生软化作用,降低岩土的抗剪强度,产生静水压力和动水力,冲刷或侵蚀坡脚,对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用,当地下水在不透水层顶面上汇集成层时,它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之,水的作用将会改变组成边坡的岩土的性质、状态、结构和构造等。因此,不少滑坡在旱季原来接近于稳定,而一到雨季就急剧活动,形成“大鱼大滑,小雨小滑,不雨不滑”。这也说明了雨水和滑坡的关系。山区建设中还常由于不合理的开挖坡脚或不适当的在边坡上填放弃土、建造房屋或堆置材料,以致破坏斜坡的平衡条件而发生滑动。此外,振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响,如大地震时往往伴有大滑坡发生,爆破有时也会引发滑坡。

四、滑坡防治措施

通过以上对滑坡的形态特征及滑坡形成条件的介绍,我们不难得出治理滑坡的相关工程措施。然而,一个滑坡的发生往往是多个因素综合作用的结果,因为,我们只有做详细的调查和分析计算后,才能制定出切合实际的防治措施。总的来说,治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:

1.消除和减轻地表水和地下水的危害

滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。

2.改善边坡岩土体的力学强度

通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。

五、结语

本文对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制。

C. 地质灾害防治的主要手段和内容是什么

地质灾害防治坚持“属地管理、分级负责;预防为主、防治结合;专群结合、群测群防;谁引发、谁治理;统筹规划、综合治理”的原则。地质灾害防治手段大致可以分为四类:事前预防、监测预警、搬迁避让和工程治理。

D. 地质灾害防治措施

崩塌灾害防治的工程措施:

1、拦挡:对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等,遮挡建筑物有明洞、棚洞等。

2、支撑与坡面防护:支撑是指对悬于上方、可能拉断坠落的悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固,以达到治理危岩的目的。对危险块体连片分布,并存在软弱夹层或软弱结构面的危岩区,首先清除部分松动块体,修建条石护壁支撑墙保护斜坡坡面。

3、锚固:板状、柱状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落,利用预应力锚杆(索)可对其进行加固处理,防止崩塌的发生。锚固措施可使临空面附近的岩体裂缝宽度减小,提高岩体的完整性。

4、灌浆加固:固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。一般先进行锚固,再逐段灌浆加固。

5、疏干岸坡与排水防渗:通过修建地表排水系统,将降雨产生的径流拦截汇集,利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水,可利用排水孔将地下水排出,从而减小孔隙水压力、减低地下水对滑坡岩土体的软化作用。

滑坡灾害防治的工程措施

1、排除地表水和地下水:滑坡滑动多与地表水或地下水活动有关。因此在滑坡防治中往往要设法排除地表水和地下水,避免地表水渗入滑体,减少地表水对滑坡岩土体的冲蚀和地下水对滑体的浮托,提高滑带土的抗剪强度和滑坡的整体稳定性。

2、减重与加载:通过削方减载或填方加载方式来改变滑体的力学平衡条件,也可以达到治理滑坡的目的。但这种措施只有在滑坡的抗滑地段加载,主滑地段或牵引地段减重才有效果。

泥石流灾害防治的工程措施

1、跨越工程:在泥石流沟上方修筑桥梁、涵洞跨越避险工程,使泥石流有排泄通道,又能保证道路的畅通。

2、穿越工程:在泥石流下方修筑隧道、明硐和渡槽的穿越工程,使泥石流从上方排泄,下方交通不受影响。这是通过泥石流地区的又一种主要工程形式,对于隧道、明洞和渡槽设计的选择,总的原则是因地制宜。

3、防护工程:对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及重要工程设施修筑护坡、挡墙、顺坝和丁坝等防护工程,从而抵御泥石流的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。

4、排导工程:修筑导流堤、急流槽、束流堤等排导工程,改善泥石流流势、增大桥梁等建筑物的排泄能力。

5、拦挡工程:修筑拦砂坝、固床坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等拦挡工程,控制泥石流的固体物质和雨洪径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减缓泥石流的冲刷、撞击和淤埋等危害。

(4)地质灾害防治的主要研究方法扩展阅读:

诱发地质灾害的因素主要有:

1、采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡。

2、开挖边坡:指修建公路、依山建房等建设中,形成人工高陡边坡,造成滑坡。

3、山区水库与渠道渗漏,增加了浸润和软化作用导致滑坡泥石流发生。

4、其它破坏土质环境的活动如采石放炮,堆填加载、乱砍乱伐,也是导致发生地质灾害的致灾作用。

E. 地质灾害防治的两个基本途径

(一)对地质环境系统的外部输入加以控制

外部环境影响因素种类、个数的改变、作用强度的变化、作用强度速率的变化及影响因素排序的变化都有可能导致地质环境系统失稳。构成这些变化的具体形式是多种多样的,有些是可控的,有些在目前难以实现人为控制。其中有些自然的作用如大气降水的强度目前人们还难以控制,但人们通过某些工程措施却可以改变一些尺度较小的地质体接受降水输入的方式,从而达到改变输入的目的。至于那些人为活动构成的输入完全可以纳入人为控制体系之中,通过改变作用方式和强度,使之不成为地质环境系统失稳的条件。

在地质灾害防治工作中,现有的许多工程技术都起到改变输入的作用。例如滑坡防治中,坡面防渗、后缘引排水、植被铺设等可起着防止大气降水入渗或减弱强度的作用。又如泥石流的防治,常采用的治水工程即在上游建造水库、蓄水池以减缓洪水的水量与水能,以及治泥工程即拦蓄泥沙,沟头种树、种草,稳固坡积体以减小松散岩土物质产生量和聚集速度。

这种防治途径对渐进性地质环境问题也同样适用,为防治地面沉降采取的减少抽水量,将集中抽水改为分散抽水,减轻建筑物荷载,以及地下水污染防治中消除污染源都是基于改变输入这一道理。

(二)人为改造地质环境系统的局部结构

地质体是自然演化的产物,目前科技发展水平还没有使人类具备重构和完全控制地质环境系统的能力。有些地质灾害如火山、地震等内动力地质作用引发的现象和过程,人力是无法阻止的,但对于大多数地质灾害和渐进式地质环境问题,人们都有能力对地质体施加“干扰”,使某些方面和某些地点的响应发生改变,达到防止或减轻危害的目的。这里所讲的“干扰”主要是指运用工程手段改变地质环境系统的局部结构,包括改变局部的硬结构和诸如地下水渗流场、应力场等软结构。例如滑坡防治工作中,削坡、阶地化、清除滑坡体就属于改造坡体形态结构的办法;锚索、抗滑桩、灌浆、电化学加固等措施则是改造斜坡体内部硬结构的手段,它们都会影响斜坡体内部的应力分布,减小滑动力,提高抗滑力。在泥石流防治中,构筑拦坎、挡墙、拦挡坝和拦泥库、停淤场,其实质是通过改造泥石流沟的天然形式和泥石流的动力学特征,即改变软硬结构。

在渐进式地质环境问题的防治工作中,也遵循这一途径。例如通过抽排水改变地下水渗流场这一软结构,使地下水位下降,防治土壤盐渍化;修建反应性渗透墙拦截地下水中污染物,防治地下水污染;帷幕灌浆或修建地下隔水墙,阻断海水入侵通道,防止海水入侵等。

总之,防治地质环境问题的具体工程手段十分丰富,不同工程有不同的适应对象和条件,侧重点也各不相同。但是,无论哪种方法都脱离不了上述两个基本出发点。把握好这两点,不仅有助于深入认识现有各种技术手段的作用和功能,运用得更恰当、合理,做到因地制宜,因事而异,避免固有程式的模仿及技术手段的机械套用,而且,也使我们在引进国内外新技术或借鉴移植其他学科技术过程中,真正做到先消化、再推广,先继承、再创新。

F.  地质灾害防治措施与防治原则

一、地质灾害防治途径与基本方法

如前所述,地质灾害的形成必须具备灾害体和受灾体。这两方面条件决定了成灾程度。因此,防治地质灾害的基本途径主要有两方面:第一,限制灾害源,消除或消弱灾害体活动能量,解除或缓解灾害活动威胁;第二,对受灾体采取防避保护措施,使其免受灾害破坏,或增强受灾体对灾害的抵御能力。

防治地质灾害的具体方法主要包括:

保护和治理区域地质自然环境,消弱灾害活动的基础条件。其基本措施是根据区域条件,科学地进行资源开发和工程建设活动,特别注意合理利用土地资源、水资源、生物资源,避免过度开发。在广大山区应广泛植树造林,治山治水,宜农则农,宜牧则牧,宜林则林,涵养水土,防治水土流失。在城镇和沿海地区,尤其注意合理开发利用地下水资源,量入为出,保持地下水动态平衡,防止地下水环境恶化,预防地面沉陷和海水入侵等活动。

加强地质灾害勘查。弄清地质灾害的分布情况与形成条件。合理制定城镇规划,选择工程建设场地,尽可能避开地质灾害危害区;对于必须在地质灾害危险区实施的工程建设,制定防灾规划,实施预防措施。

对重要受灾体实施专门性防治工程。为了保护城镇、企业和铁路、公路、桥梁、房屋等工程建设安全,应专门实施不同的防护工程、加固工程等。对不同防灾工程措施不一,将在下面进行专门论述。

加强灾害监测,有效地进行灾害预测预报。应根据需要及时疏散人口、财产、或采取其它措施,最大限度地减少灾害损失。

二、地质灾害防治措施

虽然各种地质灾害的防治途径基本相同,但具体措施不一。所以,无论是哪种地质灾害,都必须首先进行深入细致的勘查工作,以查清灾害体范围、性质、活动条件和受灾体类型、分布情况等。在勘查的基础上选择防治措施,并合理地设计工程规模,取得充分的减灾效果。

(一)崩塌(危岩)灾害防治措施

1.清除危岩

对规模小、危险程度高的危岩体可采用静态爆破或手工方法予以清除,消灭隐患。

2.部分削坡

对于规模较大的危岩体,难以全部清除其隐患。但可以在危岩体上部清除部分岩土体,降低临空面的高度,减小斜坡坡度和上部荷载,提高斜坡稳定性,从而降低危岩的危险程度或减少其它防治工程的工程量。

3.排水防渗

在危岩体及其周围地带,应修建地面排水系统和堵塞裂隙孔洞,以防治过量地表水进入危岩斜坡,从而提高危岩稳定程度,减少崩塌机会。

4.加固斜坡、改善危岩岩土结构,提高斜坡稳定程度

所采取的措施,其具体内容有:①灌浆加固,以增强岩体完整性,提高岩体强度。②采用支撑墩、支撑柱、支撑墙等支撑措施保护斜坡,防止坍落。③采用预应力锚杆或锚索等锚固措施加固危岩体,防止崩落。④软基加固,即在危岩或陡崖底部发育有泥岩等软弱岩层时,采用喷浆护壁等方法保护软基,防止强烈的风化作用和水体浸泡。如在软基发育部位已形成风化凹腔,应根据规模、形态,采用嵌补、支撑、喷浆护壁等方法保护加固;如凹腔内积水,应进行疏干,并采取措施防止继续浸水。

5.拦截

对于在雨季才发生活动的坠石、剥落或小型崩塌活动,可在岩石崩落滚动途中修建落石平台、落石槽、挡石墙等,以拦截落石,防止破坏建筑设施。

6.遮挡

为了防止小型崩塌对铁路等工程设施的破坏,可修建明硐、棚硐等对工程设施进行保护。

7.加强监测预报

(1)危岩体形变监测主要手段包括:通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法从外部监测危岩体位移、裂缝变形、地面倾斜等现象;采用钻孔倾斜测量、电测、声发射监测、地应力测量等方法从内部监测危岩体深部变形位移及应力变化情况。

(2)激发崩塌活动要素监测主要包括雨量监测、水文动态监测、地下水动态监测、地温场监测、地震监测等。

(3)综合分析与预测预报基本方法是分析斜坡稳定程度,建立危岩变形数值模型,确定崩塌活动的临界值。在条件允许时,应建立预警系统,进行有效的灾害预报。

8.躲避搬迁对于威胁严重,防治困难的建筑设施,应选址搬迁,避免受害。

(二)滑坡灾害防治措施

1.消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用

(1)修建排水沟,拦截地表水,减少进入滑坡体的地表水量,并及时将滑坡体发育范围内的地表水排走,减轻地表水对斜坡的破坏。

(2)修建截水盲沟和支撑盲沟、开挖渗井或截水盲洞、敷设排水渗管、实施排水钻孔等,以拦截疏导地下水,减轻地下水对斜坡的破坏。

2.改善斜坡状况,增加滑坡平衡稳定条件

(1)在滑坡体上部削坡减重,在坡脚加填,改变斜坡外形,降低斜坡重心,提高滑坡稳定程度。

(2)修建抗滑垛、抗滑柱、抗滑墙、抗滑洞等支挡工程,阻止滑坡体滑动,提高斜坡稳定程度。

(3)实施锚固工程,“加固”滑坡,提高斜坡稳定程度。

(4)采用焙烧法、电渗排水法、灌浆法等物理方法或化学方法,改善滑坡体岩土性质,提高软弱岩土层强度,提高斜坡稳定程度。

3.加强监测预报

(1)滑坡体形变监测通过地面观察、形变测量、地倾斜测量、综合自动监测等方法监测裂缝变形、滑坡体水平位移、垂直形变以及滑坡体上树木、房屋等工程设施形变等情况。采用倾斜仪测量、短基线测量、地应力测量等监测滑坡体内部形变位移情况。

(2)激发滑坡活动的外界要素监测主要包括降水监测、水文动态监测、地下水动态监测、地震监测等。

(3)综合分析与预测预报方法与崩塌预测预报基本相同。

4.躲避搬迁

对于威胁严重,防治困难的工程建筑,应选址搬迁,避免灾害破坏。

(三)泥石流灾害防治措施

1.实施生物措施,保护水土,消弱泥石流活动的基本条件

基本方法是保护森林植被。禁止滥砍乱伐,合理耕牧,并且有计划地植树种草,以提高森林覆盖率和植被覆盖率,抑制水土流失,减缓泥石流活动。

2.实施工程措施,限制泥石流活动,保护耕地与工程设施

(1)拦挡工程修建谷坊、拦砂坝、格栅坝等,蓄水拦砂,减小泥石流流速、容重、规模,抬高局部沟段侵蚀基准,护床固坡,降低泥石流冲刷破坏能力,减轻沟床侵蚀。

(2)排导工程修建导流堤、急流槽、束流堤等,引水输砂,规范泥石流路径,防止漫流,降低泥石流流速,削弱泥石流冲击破坏能力。

(3)停淤工程根据泥石流发育地区地形条件,修建停淤场,将泥石流引入预定场所减速停淤,防止漫流。

(4)沟道整治工程采用固床砂坝、水泥砂浆砌石、石笼等方法保护泥石流沟坡,防止岸坡坍塌、滑移;在沟底进行铺砌或修建肋板稳固沟底,减少沟底冲刷。

(5)防护工程与错避工程对泥石流地区的铁路、公路、桥梁、隧道、房屋等工程设施,进行防护或错避,抵御或避开泥石流的危害。防护工程包括修建护坡、挡墙、顺坝、丁坝等。错避工程主要包括跨越式错避、穿过式错避等。跨越式错避是指修建桥梁,使工程设施凌架于泥石流沟上空,免受泥石流破坏。穿过式错避则是将工程设施置于泥石流沟地下,避开泥石流破坏。

3.监测预报

除利用遥感技术,结合气象资料分析,进行区域泥石流活动中长期预报外,主要是利用降雨预测进行泥石流活动的短期预报和临灾警报。此外,还可利用泥石流遥测地声警报器、泥石流超声波泥位警报器、地震式泥石流警报器等仪器直接监测泥石流活动,并进行短期预报和临灾警报。

4.躲避搬迁

对于威胁严重,难以防护的工程建筑,应选址搬迁,避免灾害破坏。

(四)岩溶塌陷灾害防治措施

1.控水措施

(1)地表水防水措施在塌陷区周围修建排水沟,防止地表水进入塌陷区,减少向地下的渗入量。在地势低洼、洪水严重的防治区围堤筑坝,防止洪水入侵灌入塌陷洞或岩溶孔洞。对塌陷区内严重淤塞的河道进行清理疏通,加速泄流,减少对岩溶水的渗漏补给。对严重漏水的河溪、库塘,铺底防漏或人工改道,减少地表水倒灌。对严重灌水的塌陷洞隙采用粘土或水泥灌注填实,减少地表水入渗倒灌。采用混凝土、氯丁橡胶、玻璃纤维涂料等封闭地面,增强地表土层强度,防止地表水冲刷入渗。

(2)地下水控水措施根据水资源条件规划地下水开采层位、开采强度、开采时间,合理开采地下水。必要时进行人工回灌,控制地下水动态,限制地下水位的频繁升降,并使动水位最低水位不低于基岩面,保持岩溶水承压状态。在地下水主要迳流带修建堵水帷幕,减少区域地下水补给,促使外围地下水位升高,防止塌陷向外围地带扩展。在矿区井下修建防水闸门,建立有效的排水系统,对水量较大的突水点进行注浆封闭,控制矿井突水、突泥,避免矿区地下水大排大放,防止地下水位和岩溶水压力的大起大落,控制地面塌陷活动。

2.加固措施

(1)挖填当孔洞规模和埋藏深度较小时,可清除岩溶上部覆盖层中的软弱土层和洞穴中的软弱充填物,回填碎石或混凝土,改善建筑场地条件,提高地基强度。

(2)强夯在土体厚度较小,地形平坦情况下,采用强夯砸实覆盖层,破坏土洞,提高土层强度。

(3)灌注填充在溶洞埋藏较深时,通过钻孔灌注水泥砂浆,填充岩溶孔洞,提高强度。

(4)钻孔充气钻孔深入到基岩面下溶蚀裂隙或溶洞的适当深度,破坏真空腔的岩溶封闭条件,减少发生塌陷的机会。

(5)采用锚固柱、栅栏柱,支撑建筑物,防止洞穴坍塌。

(6)跨盖采用梁式基础、拱形结构,或以刚性大的平板基础跨越、敷盖溶洞,避免塌陷危害。

3.监测预测

目前对岩溶塌陷还没有建立有效的预报方法,只能根据专门地质调查,查明岩溶分布情况和岩溶塌陷的活动规律,结合浅层地质雷达探测和地下水动态监测、水文动态监测、气象预报等方法,进行一般性预测。

(五)地裂缝灾害防治措施

1.控制人为因素对地裂缝活动的强化作用

主要是合理开采地下水,限制地下水位大幅度下降,从而控制地面沉降活动,防止地面沉降对地裂缝的促进活动。其次是在矿区井下开采时,根据实际情况,控制开采范围,增多、增大预留保安柱,防止矿井坍塌诱发地裂缝。

2.建筑设施避灾、防灾措施

(1)查明地裂缝发育带及潜在危害区,据以作好城镇发展规划和场地工程地质勘查,合理规划工程建筑物布局,使工程设施尽可能避开地裂缝危险带,特别是严格限制永久性建筑设施横跨地裂缝,一般避让宽度不少于4~10m。

(2)对于已建在地裂缝危害带内的工程设施,应根据具体情况采取加固措施进行加固。对于必须建在地裂缝危害带内的新的工程设施,应实施设防措施。如跨越地裂缝的地下管道工程,可采用外廊道隔离、内悬支座或内支座式管道活动软接头连结措施预防地裂缝的破坏。对于已受地裂缝严重破坏的工程设施,进行局部拆除或全部拆除,防止对整体建筑或相邻建筑造成更大规模破坏。

3.监测预测措施

通过地面勘查、地形变测量、断层位移测量以及音频大地电场测量、高分辨纵波反射测量等方法监测地裂缝活动发展情况,预测预报地裂缝发展方向、速率及可能危害范围。

(六)地面沉降灾害防治措施

1.控制人为活动对地面沉降的促进作用

(1)根据水资源条件,限制地下水开采量,防止地下水水位大幅度持续下降,控制地下水降落漏斗规模。

(2)根据地下水资源的分布情况,合理选择开采区,调整开采层和开采时间,避免开采地区、层位、时间过分集中。

(3)人工回灌地下水,补充地下水水量,提高地下水水位。

2.防护措施

地面沉降除有时会引起工程建筑不均匀沉降外,主要是因沉降区地面标高降低,导致积洪滞涝,海水扩侵等次生灾害。次生灾害可造成十分严重的破坏损失。针对这些次生灾害,采取的主要防护措施是修建或加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪闸、防潮闸以及疏导河道,兴建排洪排涝工程等。

3.监测预测

基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面观测点等。定期进行水准测量;进行地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及回灌监测;进行河流水位、流量监测;进行潮汐及海平面变化监测等。根据地面沉降活动条件和发展趋势,预测地面沉降速度、幅度、范围及可能危害。

(七)海水入侵灾害防治措施

1.控制人为活动对海水入侵活动的促进作用

(1)限制地下水开采量,防止地下水水位持续下降。使地下水位保持在海平面或地下咸水水位以上,并具有一定的水头压力。使其能维持滨海地区地下水与海水动力平衡,扼制海水入侵。

(2)利用回灌井、回灌廊道等实行人工回灌,补充地下水,提高滨海地区地下水水位。

(3)在发生海水入侵或容易诱发海水入侵的滨海地带,禁止挖砂,保护海岸,防治海岸侵蚀,削弱海水沿河上溯活动。规范晒盐、海产养殖,防止人为将大量海水抽引到陆地,减少海水补给源。

2.限制海水入侵的工程措施

(1)修建防潮闸,抑制海水沿河上溯活动。

(2)建造隔水墙或防渗围幕,阻断海水入侵通道,扼止海水扩侵。

3.监测预测

主要监测手段是建立地下水动态监测网,进行水位、水化学监测,必要时辅以海水水文动态监测。根据海水入侵活动机制和历史海水入侵规律,预测海水入侵速率、规模、危害范围。

(八)膨胀土胀缩灾害防治措施

主要包括避灾措施和防灾、治灾措施。

在进行城镇规划和建筑工程选址时,要进行充分的地质勘查,查明工程地质条件,弄清膨胀土的分布范围、发育厚度、埋藏深度以及膨胀土的物理力学性质;在此基础上合理规划建筑布局,使容易受害的建筑工程尽可能避开膨胀土发育区。在膨胀土分布面积比较大,难以选择非膨胀土工程场地时,尽可能选择地形简单、膨胀土胀缩性相对较弱、厚度较小而且地下水水位变化较小、容易排水,而且没有浅层滑坡和地裂缝的地段进行工程建筑,最大限度地减少膨胀土的危害。

在膨胀土发育区进行工程建筑时,应避免大挖大填,加宽建筑物四周散水,设置圈梁,敷设砂垫。铁路、公路施工避免深长路堑,多填少挖,路堤底部垫砂,路堑设置挡土墙,边坡植草铺砂。水利工程要快速施工,合理堆放弃土;必要时设置抗滑桩、挡土墙;渠道要合理选择渠坡坡角;穿过垅岗时使用涵管、隧洞。工程设施附近要修建排水设施,避免降雨、地表水、城镇废水等大量渗入地下。同时要合理开采地下水,保持地下水位相对稳定,避免地下水位大幅度地频繁升降,防止膨胀土反复胀缩。

对于已受膨胀土破坏的工程设施则视具体情况,采用加固、拆除重建等措施进行治理。

综合上述8种地质灾害的防治措施,基本可分为4个方面,即:削弱灾害活动强度措施;受灾体防护措施;监测预报措施;避灾措施。不同灾害的具体方法不同(表8-1)。

三、地质灾害防治基本原则

地质灾害防治的根本目标是取得最充分的减灾效果。然而要实现这个目的,必须遵照下列原则科学地规划、设计、实施防治工程。

(一)预防为主的原则

地质灾害虽然是一种不可避免和无法准确预测的自然现象。随着人类科学技术水平及社会生产力水平的不断发展,人类对地质灾害的认识水平逐渐提高,因此,在灾害面前拥有了越来越大的自主能力。这主要表现在两个方面:第一,在一定程度上可以减少灾害发生机会,削弱灾害活动强度;特别是对于那些主要因人为活动控制的地质灾害,可以通过调整人类活动基本扼制灾害的发展,防止或减少灾害的破坏损失。例如,可以通过人工改变斜坡形态、负荷,减少地表水入渗,加固斜坡等方法增强斜坡稳定程度,减少发生崩塌、滑坡发生的可能;可以通过限制地下水开采量,调整地下水开采层等方法,控制地下水水位,预防和限制地面沉降、海水入侵的发生与发展。第二,有效地进行灾害预测预报,及时避灾。在地面塌陷、地裂缝和膨胀土发育地区,尽可能使工程设施避开高危险区。对于崩塌、滑坡、泥石流等突发性灾害可进行综合监测,根据灾害发生的危险程度,及时疏散人口、财产,减少灾害损失。实践证明,适时采取预防措施是防止灾害破坏,减少灾害损失的最有效途径。

(二)防灾减灾的相对性、持续性原则

尽管人类对地质灾害的防治手段越来越丰富,防治技术越来越高超,但要想制止地质灾害的发生,或者是完全预测预报地质灾害,彻底防治地质灾害是不可能的;无论是现在,还是将来,对地质灾害的防治效果永远也不会达到百分之百。因此,任何时候人类所进行的防治工作都是相对的。基于这种现实,地质灾害的防治是一项长期的、艰巨的任务。为了促进社会经济的健康发展,地质灾害防治要长期持续地进行下去,在不同社会经济发展阶段,力求取得与之相应的减灾效果。

表8-1地质灾害主要防治措施

(三)全面规划与重点防治相结合的原则

地质灾害防治除了具有长期性特点外,还具有广泛性特点。因此,要取得充分的减灾效果,首先要做好防治规划,根据不同地区地质灾害发育情况和不同时期社会经济发展需要,提出地质灾害防治目标、防治对策与措施,从总体上指导地质灾害防治工作。

由于我国是一个发展中国家,目前科学技术水平和社会财力还都不高,因此,不可能对所有地质灾害进行全方位的彻底防治。在这种情况下,只能在全国和地区灾害防治规划指导下,一方面加强区域环境保护与治理,改善地质自然环境,削除或削弱地质灾害活动的背景条件;另一方面选择受地质灾害威胁强烈,破坏损失严重的城镇、交通干线、重要企业等实施重点防治,使有限的资金发挥最大的减灾效果,真正做到“好钢用在刀刃上”。

(四)防治地质灾害与其它社会经济活动相结合的原则

实践证明,地质灾害防治工作常常并不是孤立进行的,它与其它社会经济活动具有不同程度的联系。因此,把防治地质灾害措施与其它环境治理结合起来,并且把地质灾害防治纳入国家和地区社会经济规划,可以取得充分的效果。

首先,从宏观上看,地质灾害防治与土地资源开发、水资源开发、矿产资源开发、植被资源开发以及城镇建设、交通建设等具有直接关系。因此,地质灾害防治应该与这些活动有机地结合起来:一方面在这些活动中积极主动地进行相应地质灾害的防治工作;另一方面地质灾害的有效防治将促进这些活动的正常进行,二者取得相互促进的效果。另外,地质灾害防治不仅是中央政府的责任,而且是一种广泛的社会行为。因此,随着国家改革开放的深入和市场经济的发展,地方政府、企业以及个人在发展经济活动中,为了免受灾害损失,取得效益和利润,就应该将所涉及的地质灾害防治工作纳入经济活动之中,在市场经济利益驱使下开展防治工作。

(五)防治工程最优化原则

地质灾害防治工程一般需要比较巨大的投入。它所防治的对象是复杂的自然现象,所以地质灾害防治工程既是复杂的技术工作,又是复杂的经济工作。无论是哪个部门实施哪种防治工程都需要本着最优化原则审慎对待。最优化原则的核心就是实现科学性、可操作性与最小风险、最大效益的有机结合。

1.科学性

其科学性主要体现在:防治工程类型选择要有充分依据,符合地质灾害的减灾特点或受灾体的防护需要;防治工程设计要有针对性,符合国家有关标准和规范要求。

2.可操作性

其可操作性主要体现在:在目前技术水平条件下能顺利实施;在人力、物力、财力方面有充分保障;现场环境没有严重障碍。

3.最小风险

地质灾害防治工程是在对灾害评价基础上实施的。由于对灾害破坏损失认识的不彻底性,所以防治工程具有一定的风险。其主要表现在:防治工程不完全符合地质灾害成灾特点和受灾体防护需要;设防标准不完全符合灾害活动概率和成灾规模,因而导致防治工程部分失效、完全失效或者超标准运行;防治工程不符合施工标准,达不到预期功能或达不到使用年限。基于这种性质,在设计、实施防治工程时,要力求将风险程度降到最低程度。

4.最大效益

其主要表现是以尽可能少的人力、物力、财力和时间投入,取得最大、最长效的经济效益和社会效益、环境效益。

G.  地质灾害管理的主要内容与手段

一、地质灾害管理的目的与原则

地质灾害管理的基本目的是建立适合我国国情的地质灾害管理体制。运用法律、行政、经济、技术等手段,实现减灾社会化、科学化、信息化。调动全社会力量,预防治理地质灾害,最大限度地减轻灾害损失,促进社会经济可持续发展。

地质灾害管理的基本原则是:①实行分级管理,推进减灾社会化;②推进灾害管理信息化、科学化、现代化、规范化、法制化;③同其它自然灾害管理相结合;④同资源管理、环境管理及国土开发等相结合;⑤同国家改革和建立社会主义市场经济相结合。

二、地质灾害分级管理

我国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。因此,减灾工作不仅需要巨大的资金投入,而且需要广大灾害区有关部门和亿万民众坚持不懈地长期投入才能奏效。面对这种情况,传统的由政府包揽的减灾体制不但无法筹措足够的资金,而且难以用行政手段无偿调动人力、物力组织实施减灾工程。解决这一问题的根本出路是实行地质灾害分级管理,推行减灾社会化。

表10-1地质灾害分级管理责任简表

地质灾害分级管理的核心是在对地质灾害进行科学分类分级基础上,根据社会系统中对于减灾的责任和损益关系,建立中央政府、地方政府、行业与企业、个人相结合的社会化减灾体系(表10-1)。在该体系中,中央政府和地方政府应发挥骨干领导作用。其基本任务是:制定减灾法规和区域减灾规划;制定技术规范及有关的标准;组织区域性地质灾害勘查,进行区域灾情监测,组织灾情预测、预报;实施重大地质灾害防治;组织协调跨地区、跨部门的地质灾害防治;参与区域国土整治和环境治理,削弱地质灾害发生的基础;与国际减灾行动协调;实施灾害研究。行业和企业根据政府制定的减灾规划和实际需要,通过基建投入和灾害保险等方式,承担本部门、本企业的灾害防治工作。家庭和个人通过个体防护以及灾害保险、灾害互助等形式投入减灾工作。

按照这一体制运行的减灾工作有三个优势:第一,调动社会各方面积极性,形成全国、区域、地区、局部相结合的防治网络,加大减灾覆盖面,提高减灾效果;第二,多方面筹措资金,增加减灾投入;第三,明确减灾责任与权益,有利于灾害预防。

三、地质灾害管理的主要内容

地质灾害管理的主要内容是根据分级管理责任,实施灾情管理,进行地质灾害调查与勘查,防治工程管理与项目管理,制定与实施减灾规划与减灾法规,推行减灾技术,合理使用减灾资金,组织实施防治工程。

灾情管理是地质灾害管理和减灾工作的基础。其主要任务是根据地质灾害调查、勘查、防治工程提供的信息;采用地质灾害灾情报告、地质灾害灾情报表等手段进行灾情信息收集与统计,并进行灾情评估与灾害预测预报,使政府和社会能够及时准确地掌握地质灾害灾情现状和可能出现的变化。

根据减灾发展的需要,灾情管理要努力实现科学化、信息化。要达到这一目标,就必须建立覆盖全国的灾情信息网络及相应的地质灾害统计报表体系和计算机信息系统;并以此为依托,及时收集与处理各种灾害信息,并按照一定程序和形式发布灾情报告。地质灾害信息库可分为国家和地方两个层次。灾情报告可分为灾害事件专项报告、地质灾害灾情年度报告、地质灾害综合报告三类。全国地质灾害灾情报告由地质矿产部提供,企业和地区地质灾害报告由企业和地方主管地质机构提供。

地质灾害监测与预测、预报是实现地质灾害灾情管理动态化和有效防治灾害破坏的重要手段。其内容可划分为:区域性监测、预报;地区性监测、预报;灾害事件(或灾害点)监测、预报。根据灾害分级管理原则,国家、地方政府、企业应根据各自的职责负责建立有效的监测预报系统,并相互配合,逐渐形成完整的监测预报网络。

在地质灾害成灾过程中,灾害事件或灾害活动是成灾系统的主体;承灾对象则是灾害系统的客体。二者相互作用,决定了灾害的形成与发展。因此,灾情管理除了掌握灾害活动信息外,还必须掌握承灾客体(或受灾对象)对灾害的承受能力与防治水平。此方面信息同样是制定减灾规划、实施减灾工程的重要依据,所以也是灾情管理的重要内容。承灾信息主要包括人口分布、工程分布、资产分布、产值分布、土地分布以及防治工程分布和防灾软件系统等。上述内容可大致分为基础信息和专业信息两类信息。基础信息通常以国家和地方常规统计资料为基础,适当辅以抽样调查即可获得。专业信息则需通过专门调查取得。

制定和实施减灾规划是实现减灾目标的最实际步骤。地质灾害减灾规划可分为全国规划、区域规划、企业规划。不同层次的减灾规划分别由相应的主管部门制定。任何形式、任何地区的减灾规划都不是孤立的,因此,全国规划、区域规划、企业规划要相互衔接,彼此配合;此外,还要与其它自然灾害减灾规划,以及与同期、同地的经济发展、城市发展、资源开发、国土整治、环境保护等相协调。减灾规划既要有超前目标和先进的科学性,又要有切实可行的方法与措施。建立和健全地质灾害减灾法规,是实施地质灾害管理,实现减灾目标的重要保障。地质灾害减灾法规体系由基本法规、专项法规、地方法规等组成。这些法规除相互协调外,还必须与矿产资源法、水法、水土保持法、土地管理法等相关法规相衔接。要确保法规的权威性,切实做到有法必依,违法必纠。

地质灾害减灾工程管理的基本目的是提高减灾科学水平,最大限度地发挥减灾效益。多年来的地质灾害管理和防治工作,侧重于灾害形成条件、变化规律等“硬件”内容,灾害经济等“软件”内容非常薄弱,因此,在进一步深化灾害自然属性研究的同时,着力加强社会属性的研究尤其必要。

四、地质灾害管理手段与方法

地质灾害管理手段或方法主要有经济的、行政的、法律的、技术的。

(一)地质灾害管理的经济手段

1.筹措管理地质灾害减灾资金,支持地质灾害勘查、监测、研究、防治及灾后恢复和重建。

2.发展减灾产业,结合市场经济发展,组织社会减灾活动。

3.推行灾害保险,调动社会积极性,广泛投入减灾事业。

(二)地质灾害管理的行政手段

主要是指各级政府在地质灾害管理中行使领导组织职能。主要有以下几个方面内容。

1.制定和实施减灾规划。根据全国和地区减灾目标,结合区域社会经济发展,制定不同层次、不同方面的减灾规划,并组织社会有关方面贯彻实施,使整个减灾活动有计划有目的地进行。

2.进行减灾宣传教育。通过不同途径宣传减灾知识,推行减灾技术,提高全社会的防灾抗灾意识,推动减灾社会化。

3.组织实施基础性地质灾害勘查和区域地质灾害监测、预测以及灾情评估工作。

4.指挥协调抗灾救灾及灾后重建,最大限度地减少灾害损失。

(三)地质灾害管理的法律手段

就是利用法律、法规对地质灾害进行管理。其主要作用是指导和规范减灾活动,保障灾害管理的顺利进行,促使减灾目标的实现。

灾害管理法不是一项单行的法律,而是由相关法规组成的法律体系。主要由下面几部分组成。

1.灾害管理基本法

灾害管理基本法在灾害管理法体系中占有核心地位,它对灾害管理的基本内容、原则和灾害管理的目的、范围、方针政策、基本原则、重要措施、管理制度、组织机构、法律责任等作出原则性规定。

2.专门性灾害管理法规

专门性灾害管理法是以灾害种类,以及灾害管理的特殊领域、特殊问题、特殊行业为内容的灾害立法。可以分为灾害管理部门法及其配套法规、行业灾害管理法规和程序法规等。

3.地方性灾害管理法规

各地区,特别是地质灾害重点防治地区,可在全国性法规基础上根据本地区需要制定地方性灾害管理法规,以规范本地区地质灾害管理工作。

(四)地质灾害管理的技术手段

制定有关的技术标准、规范、规程,并在地质灾害勘查、监测、防治工作中贯彻执行,提高地质灾害减灾水平。

H. 确定地质灾害重点防治区的原则和方法

5.3.1 确定地质灾害重点防治区的原则

(1)以地质环境条件和地质灾害类型组合为主的原则

地质灾害的发生取决于多种因素,不同的灾害种类又有不同的主导因素。充分研究不同区域控制地质灾害发生、分布规律及危害特征的地质环境条件的差异性,据“区内相似,区际相异”原则,在圈划时,将发生条件相同或相近的区域划入一个区,把发生条件不同的区域划入不同的区。

(2)相对完整原则

主要是为政府进行地质灾害防治、管理决策服务的,为增强规划的实用性和易操作性,划分出的地质灾害重点区在遵循地质规律的前提下,应尽量考虑地质环境、流域的完整性,尽可能保证行政区的完整性。

(3)定性分析为主的原则

地质灾害重点防治地区划分,综合考虑了地质环境条件、国家重要经济发展规划、国家重要基础设施和人类工程活动状况,结合各类地质灾害的发育程度,并考虑近年地质灾害灾情,以定性分析为主确定地质灾害防治重点区。

(4)在区域上东、中、西部并重,在灾害类型上突发性和缓变性地质灾害同举

地质灾害重点区确定既要考虑地质灾害发育的地域规律,又要考虑我国重大战略部署,体现在区域上东部平原区以地面沉降等缓变性地质灾害防治为重点,中、西部地区以崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等突发性地质灾害防治为重点。

5.3.2 地质灾害重点防治区的确定方法

依据全国地质灾害防治分区和易发程度分区,主要针对地质灾害易发程度中等以上的地区,考虑社会经济重要性因素,从中选出规划期内人口密集,社会经济财富集中,有重要基础设施,或涉及国家安全的地区,以及国民经济发展的重要规划区,作为地质灾害重点防治区,共有16个,总面积143万km2,占易发区面积的23%。

经济社会重要性以人口分布、经济发展和重要基础设施,以及国家安全和社会发展的重要性等情况为基础,按照各县(市)(2004年)经济社会统计资料,依据表5.2所列标准,划分为经济社会重点区和经济社会一般区。

表5.2 经济社会重要程度判别标准

I. 地质灾害防治效益评估的理论方法

地质灾害对人类社会具有广泛而深刻的影响。从直接作用看,它造成人员伤亡和财产损失,使生产力遭到严重破坏;从深层次看,地质灾害破坏经济环境和社会环境,从而影响经济发展和社会发展。灾害经济是“守业经济”。实施防灾、减灾措施,是通过对已有人民生命财产和资源环境的保护,减少损失并产生新的价值,因此,防灾工程的投入特点是“以负换正、减负得正、负负得正”,即通过防灾投入资金的“负”效益的作用,抗御灾害的发生,保护受灾体免受或减小侵害,减少或防止灾害损失。其减少或避免的损失部分就是经济效益。在人类发展的任何阶段,不可能完全消除灾害的破坏,只能采取力所能及的措施尽可能使灾害的破坏损失降低程度到最低。所以,我们所强调的不是保证资源和财产免遭损失而不惜付出任何代价,而是尽可能地减少灾害引发的经济损失。基于这一原则,地质灾害防治工程所强调的目标是:一般情况下为“守业”而投入的追加劳动(即防灾、减灾投资等)尽量小于或等于由此而减少的因灾害而引发的活劳动和物化劳动的损失(灾害损失)。

防灾成本实现的防灾价值,主要通过防灾功能来实现。根据价值工程理论,价值是功能与成本的综合反映,也是功能与成本的比值。防灾工程的价值=防灾功能/防灾成本,即防灾价值是单位成本所获得的防灾功能。可以看出关键是要研究清楚防灾的功能。我们将防灾功能定义为通过实施防灾工程所实现的防灾系统所具有的对灾害的防御效能。

防灾工程所实现的灾害防御系统,具有两大基本功能:第一,减轻甚至免除灾害给人类社会和自然造成的损害,实现保护人类的生命安全与健康,减少和消除社会经济的破坏损失,以及避免和减轻环境与生态恶化的功能。第二,防灾减灾的同时还能保障和维护人类的生活和生产活动,促使人类劳动价值的增值(财富增值),实现其间接地为人类社会增值或创值的功能。在相同投入的情况下,这两方面功能发挥的作用越大,防灾价值也就越大,减灾效益也就越好。

12.2.1 指标体系

考察各种地质灾害的危害及作为抵御手段的地质灾害防治工程,概括起来地质灾害防治工程将收到三个方面的效益:经济效益、社会效益和环境效益(图12.1)。三种效益的划分原则是:凡具有经济意义,能用货币价值来衡量的效益,都列入经济效益,是广义的经济效益;社会效益主要是保护人民生命安全和保护实物对象,改善人民生存和生活条件,增加人民身心健康;环境效益是指通过地质灾害防治对生态环境在实现功能有序、结构协调和持续发展等方面所作的贡献,包括调节气候、涵养水源、减少灾害、防止污染、绿化大地、改良土壤、改善生活环境、改善动物栖息条件等。

由于目前的研究水平和所掌握资料的局限性,本次研究未能涵盖以上所列各指标,尤其是经济效益正值所包含的创造财富值

全国地质灾害防治规划研究

式中:k——修正系数;

F(y)s′——同类工程的减灾收益。

少数防治工程除主要取得减灾收益外,还附带有一定的增值收益。对此需根据收益性质进行核算,如农林牧产品收益可根据单位产品市场价格核算。

防治工程的总收益为减灾收益与增值收益的总和。

J. 地质灾害防治措施的建议

地质灾害总防治原则是“以防为主,防治结合,及时治理,因地制宜。”根据本工程特点及山西支干线地质环境条件和地质灾害发育的具体情况,提出地质灾害的防治建议如下:

(一)地质灾害防治分级

根据已有和潜在地质灾害对拟建工程的危害程度及危险性,将评估区地质灾害分为重点防治点(段)、次重点防治点(段)和一般防治点(段)。分述如下:

1.重点防治点(段)

(1)管线穿越的霍西煤田、东山煤田采空区、平遥祁县地裂缝密集区、黄河、汾河砂土液化区,均作为地质灾害重点防治地段,防治工作需在工程建设前进行。

(2)管线沿线穿越的不稳定斜坡,H1、H3、H19滑坡、B10崩塌要进行重点防治,防治工作需与工程建设同步进行。

(3)对运城盆地GL1地裂缝、临汾盆地GL2、GL3地裂缝要进行重点防治,防治工作与工程建设同期进行。

2.次重点防治点(段)

(1)管线穿越的湿陷性黄土区、盐渍土、软土、人工堆积土分布区,泥石流(潜在泥石流),洪水冲蚀对管道有一定的危害,防治工作需与工程建设同步进行。

(2)对离管线较近、对管线有潜在威胁的不稳定斜坡、滑坡、崩塌等,防治工作可在工程建设后进行。

3.一般防治点(段)

对离管线较远的地质灾害点,作为一般防治点,防治工作可视工程情况而定。

表9-20 山西支干线各站场地质灾害危险性综合评估一览表

(二)地质灾害防治措施

针对各种灾种(包括潜在的地质灾害)的特点、发展演化的过程和阶段以及制约和诱发因素,提出防治对策与措施的建议如下:

1.采空塌陷和地裂缝

考虑到管线穿越的霍西煤田、东山煤田采空区地裂缝、塌陷灾害发育,现状和预测地质灾害危险性均大,工程治理难度较大,建议管线避让,重新踏勘选线。

建议在霍州—灵石段管线沿大运高速公路东侧50m外穿越,该区段绝大部分地段未开采,可为管线留设保护煤柱,或部分利用高速公路留设的保护煤柱,另外遇到采空塌陷和地裂缝地质灾害少,易于治理,但地形高差较大,不稳定斜坡较多。原管线长66km,改线后58.4km,较为经济,改线方案见图9-8。

太原东山煤田区,管线向西避让穿越东山煤矿、长沟煤矿等采空区和人类活动密集区;向东避让虽可减少采空区行走线路,同时也遇到了一些大型采石厂矿和其他问题。管线在工程勘察阶段需重点勘察,并在工程建设前,对地裂缝、塌陷进行治理。该段宜全部采用抗变形结构铺设管道,其方法是在输油管道底部铺设一定厚度的钢筋混凝土层,必要时在管道两边加设钢筋混凝土墙,形成钢筋混凝土框,并在管道两侧预留一定的错动空隙。

2.地裂缝

对运城盆地、临汾盆地GL1、GL2、GL3地裂缝延伸方向可能涉及的地段,管道宜采用抗变形结构。并对其地裂缝设置变形观测装置,定期观测。

平遥—祁县地裂缝发育密集且规模大,地质灾害危险性大,危害程度大,影响管线长同时威胁祁县分输站安全,采取一般治理工程效果不一定有效,建议管线避让,重新选线。提议管线从平遥城西K380北上绕过地裂缝密集区后沿两条裂缝间(GL11与GL12)穿越至K430处与原线相交,分输站也设此地,可减少其危险性。原线路长50km,改线长度约51.3km,改线方案见图9-18。为防患于未然该段管材及管道敷设均宜采用抗变形结构。并对GL4、GL7、GL10、GL12地裂缝设置变形观测装置,定期观测。

3.不稳定斜坡

管线穿越不稳定斜坡较多,在施工开挖过程中首先要采取预防措施,防止坡体坍塌。①针对不同高度、不同坡度、不同岩性的坡体选择安全坡比;②减少坡体前缘压力,施工工程活动和材料堆放距离坡缘20m以上;③为管道砌筑护体;④尽量不要大面积破坏原有坡体形态;⑤必要时削方减载处理。

4.滑坡、崩塌和岸边坍塌

避让管线穿越的H1、H3、H19滑坡,B10崩塌。对汾河岸边坍塌地段要加大管道埋设深度,同时对岸边进行砌护等措施。

5.泥石流和洪水冲蚀

(1)在管线经过的洪水冲沟和泥石流沟时,修建防冲蚀护坡等防护工程,应加大埋设的深度,同时要加保护层。

(2)在管道沿线应加强植树种草,以利水土保持。

6.地面沉降

管线穿越介休地面沉降的边缘地带,为防止地面沉降引发的地裂缝危及管道,该段管材宜采用抗变形结构。

7.黄土湿陷

对于Ⅰ级、 Ⅱ级自重或非自重湿陷性黄土采取换土或强夯法处理。

对于m级自重或非自重湿陷性黄土应采取冲击碾压、土桩挤密法处理。同时做好坡面排水工作。

8.盐渍土盐胀与腐蚀

(1)首先在选输油管材时,应选用抗腐蚀性强的管材,同时管外采用先进的防护层等抗腐蚀工艺。

(2)适当加大管道的埋设深度,设置隔离墙等。

(3)埋设管道的基槽回填前,底部应铺设一定厚度的粗砂层,以隔断有害毛细水上升通道。

9.地震液化

根据今后工程地质勘察资料提供的液化层的深度分别采取挖除液化层、加密法。如振动加密、砂桩挤密,强夯等措施。

图9-18 管线绕避构造地裂缝改线方案图

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