读地质灾害调查与评论有感
① 地质灾害调查评价的目的
地质灾害调查亦称地质灾害勘查,是指用专业技术方法分析地质灾害状况和形成发展条件的各项工作的总称。主要调查了解灾区地质灾害分布情况、形成条件、活动历史与变化特点,灾区社会经济条件、受灾人口和受灾财产数量、分布及抗灾能力;地质灾害防治途径、措施及其可能性。
地质灾害调查的目的是为评价与防治地质灾害提供基础依据。为科学地确定地质体的特征、稳定状态和发展趋势,分析地质灾害发生的危险性,论证地质灾害防治的可能性和比选防治工程方案,最终确定是否需要治理、采取躲避方案或实施防治工程等不同对策提供依据。
地质灾害评价是指对致灾体进行稳定性评价,分析地质灾害发生的可能性,或对一次地质灾害事件或一个地区的地质灾害进行的危险性评价、易损性评估和破坏损失评价。
② 在地质灾害评价与其他地质调查中的应用
一、地质灾害评价与监测
地质灾害主要指崩塌(含危岩体)、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷和地裂缝等。灾害的地质评价与监测的目的是为了科学地确定地质体特征、稳定状态和发展趋势,为分析地质灾害发生的危险性,论证地质灾害防治的可行性和比选防治方案,最终确定是否要治理,采取躲避方案或实施防治工程对策提供依据。
地质灾害勘查的任务与内容包括查明地质灾害体的特征及其地质环境以及自然演化过程或人为诱发因素;分析研究地质灾害体的成因机制;勘查地质灾害体的形态、结构和主要作用因素等,并评价其稳定性;预测地质灾害体的发展趋势,评价其危险性;和进行防治工程可行性论证,提出防治工程规划方案。
1.工程建筑场地的岩溶和洞穴的调查
对于机场、公路及大型工程建筑场地,地下洞穴、人防工程严重威胁着地面建筑的安全。由于地下洞穴或人防工程的存在,引起地表塌陷,地面建筑遭受破坏的现象时有发生,这一现象已引起人们的高度重视,如我国北方的一些城市,废弃的人防工程已经成为城市建设的主要地质灾害之一。因此,在工程地质勘查中采用物探方法查明埋藏地下的土洞、人防工程等不良地质现象,对合理地进行地面建筑设计和地基加固是十分必要的。
柳州机场在施工过程中发现有数处大小不一的土洞,为确保机场跑道的安全,在跑道位置进行了探地雷达探测。探测中采用了SIR-10型地质雷达,天线频率为100 MHz。在跑道位置探查出三处洞穴异常。经开挖验证,均发现有较大洞穴。洞穴在雷达图像上的反映呈双曲线形,图5-4-1为土洞的地质雷达图像,开挖验证的实际洞穴如图5-4-2。这一探测结果,排除了机场跑道的隐患。
溶洞是可溶岩的一种常见的地质现象,溶洞的存在对可溶岩区的工程建筑有较大的危害。当岩面覆盖为易被冲蚀的渗透地层,且岩溶与上覆地层存在水力联系时,这种水力联系加速了岩溶发育。当岩溶顶部变薄不能支持上方地层负荷时,就会发生塌落。
图5-4-3为广州花都市某地的开口溶洞的探地雷达图像。该处覆盖层为细颗粒粉砂,有一定渗透性,其下为灰岩。灰岩面附近岩溶发育,在灰岩面的地质雷达图像中可见不规则强反射波。强反射波形成的区域内有一组周期短的弱反射波,其特征与上覆地层反射波特征类似,这表明灰岩中空洞已被上覆地层冲蚀的土体所充填。由于开口溶洞上方土体已遭冲蚀,因此,其反射波形态特征与周围土层的反射波形态特征不同,表明上覆地层已受到扰动。扰动土层与充填溶洞构成了开口溶洞特征。这类溶洞使上覆地层承载力明显降低,容易引起坍塌。
图5-4-1 柳州机场洞穴的雷达图像
图5-4-2 开挖验证的实际洞穴图像
唐山市坐落在断裂活动带和隐伏岩溶区,在自然和人为因素影响下曾多次发生岩溶塌陷、地面变形等地质灾害,给人民生命、财产安全和经济建设带来巨大危害。为了查明第四系覆盖层厚度并确定基岩中溶洞与断层位置。在唐山市第十中学操场,对曾经发生过岩溶塌陷并已作填石处理的地段开展了人工地震勘探。纵波反射观测采用1 m道间距,20 m偏移距,12 次水平叠加;横波反射观测参数采用1m道间距,20m偏移距,6次水平叠加。
图5-4-3 某开口溶洞的地质雷达图像
该区基岩为中厚微晶灰岩夹泥岩,埋深24.2 m。图5-4-4为该测区纵波剖面图,图中,基岩反射波在已知塌陷坑处同相轴缺失,并有错断,反映了断层破碎带的形态。其他部位基岩反射波同相轴连续,是完整基岩的反映。
图5-4-4 唐山市第十中学操场岩溶塌陷地震纵波反射剖面图
2.地裂缝的物探勘查
西安市是地裂缝的多发区,近年来由于频繁的构造运动及大量抽水等作用,地面及地下常出现地裂缝,严重地破坏了地面及地下的各种建筑设施。查明地裂缝的存在与否及地裂缝的位置、埋深、下延深度及其走向延伸,对西安地区的城市规划和建设有重要意义。
为了证实地裂缝是基底断裂构造向上延展活动的成因机制,开展了浅层高分辨率地震勘探,对展布在西安市的十条地裂缝带布置了垂直地裂缝带的地震测线,任务是探查地裂缝带下是否有隐伏的第四纪断层。
观测系统为道间距5 m,最小偏移距220 m。仪器参数为:采样间隔1 ms,记录长度512 ms或1024 ms,低截频率90 Hz。
在第四系平均厚度600 m的地层内,存在可连续追踪的地震反射层有七组,按其反射时间由小到大标记为t1~t7,与钻孔地质剖面对比,七组反射层与地质层位关系如表5-4-1。
表5-4-1 地震反射与地层关系表
地震勘查结果证明,跨越地裂缝带的24条地震剖面,均存在有第四纪断层,断层面南倾,倾角较陡,南侧的上盘下降,北侧的下盘上升,其产状和断层特性与其上部地裂缝具有的正断层式差异沉降特征是一致的,即以地裂缝为界,南侧的上盘土体相对下沉,北侧的下盘土体相对上升(图5-4-5)。
随着反射层t1~t6深度逐渐加深,各反射层所对应的断距逐渐加大,而不是所有反射层的断距都相等。这种现象在所有地震剖面上都存在,它反映了第四纪断裂是基底断裂继承性发展,地裂缝是第四纪断层在地表的出露。
由于地裂缝具有宽度小、埋深变化大和走向延伸较长等特点,因此,高密度电阻率法对地裂缝探测也有较好的效果。西安工程学院采用中间梯度法和高密度电法相结合对西安市地裂缝进行实验研究。图5-4-6是在已知地裂缝上的电探综合剖面图,由图可见,视电阻率高值带不仅反映出地裂缝的位置,而且也反映出其倾向和位错动情况。该处探槽可见地裂缝F1、F2宽度分别为1 cm和2 cm。可见,高密度电阻率法在地裂缝探测中有较高的分辨率。
地质雷达方法对地裂缝的探测也十分有效(图5-4-7)。地层受剪切和张力作用产生裂缝,造成地层某一位置错断。垂直裂缝走向布置地质雷达测量,地裂缝在雷达剖面上表现为同相轴错断,其错断程度与裂缝发育程度有关,若裂痕沿横向发育,裂缝内物质电磁波的吸收,也往往造成此部位反射波同相轴局部缺失,其缺失的范围与裂缝发育范围有关。
图5-4-5 跨越地表地裂缝的反射地震剖面
图5-4-6 地裂缝上的综合勘测剖面图
3.滑坡的监测与调查
在滑坡动态监测中,根据岩土的动力学特征的动态变化与地球物理场变化的相关性研究,可监测滑坡的形成与发展的动态过程,为灾害的预测与防治提供参考资料。
滑坡是由岩石的突然崩塌或岩(土)体滑动造成,地质环境各异,成因各不相同。目前用于调查滑坡范围及随时间变化过程研究的地球物理方法较多,如用重力测量圈定滑坡范围,自然电位监测滑坡动态,地温测量监测与滑坡有关的地下水流动态。放射性、电法、地震、地质雷达测量也是滑坡调查中常用的方法。
图5-4-7 地裂缝上的地质雷达剖面图
此外,目前正在进行研究的有:利用岩石破碎时的声发射与电磁脉冲辐射,采用声波测量与电磁波测量监测滑坡动态;利用微动观测监测滑坡体震动频谱,确定滑坡滑动方向与滑动面蠕变等方法。
图5-4-8 为电法和地震研究滑坡的实例,滑坡体靠近高加索,由砂质粘土组成,下部为泥岩风化壳。电测深结果将斜坡断面分三层,上层为滑体(ρ1=13~29Ω· m),中层为风化泥岩,属滑动面(ρ2=2~4Ω·m),下层是未风化泥岩组成滑床(ρ3=2~12Ω·m)。地震测量结果将滑坡分上、下两层与滑体和滑动带相对应(vP=340~360 m/s),下层与未风化泥岩顶部相符(vP=1360~1400 m/s),速度界面只有一个。在滑坡上部电法和地震的上界面十分吻合,而在滑坡底部速度界面高出电性界面,原因是未风化泥岩上部裂隙度增大造成,这种软弱带有可能产生新的滑坡。
图5-4-8 根据地球物理研究结果综合绘制的电性界面断面图
前苏联成功的采用氡气测量判断坡度的稳定性,圈闭滑坡体并监测滑坡发展的过程。图5-4-9示出莫斯科列宁山滑坡地区氡气测量结果,由图可见,滑动地块中氡的浓度通常高于周围的稳定地段。因此,在不同时间系统进行氡气测量将可监测滑坡从稳定地块向活动地块发展的过程,以及趋向稳定的转变。
4.煤田陷落柱的调查
陷落柱是煤田开采中危害极大的地质灾害之一,它通常是由于基底厚层灰岩中古溶洞的塌陷加上煤层盖层塌落形成的。目前对陷落柱的调查中通常采用的地球物理方法有放射性、电法及人工地震等。
图5-4-9 俄罗斯莫斯科列宁山一个滑坡上氡气测量的结果
放射性方法调查陷落柱的根据是地下水在循环过程中由浅部氧化带溶解的微量铀,到达深部还原带并沉淀在陷落柱的空隙带中,使得铀的含量高于周围的岩石。铀衰变为镭后在还原条件下易溶于水,含镭的地下水沿孔隙向上运移到达氧化带又沉淀在土壤表面形成镭晕,同时铀、镭衰变后形成氡气异常,氡气又衰变为210Po核素,因此,通过氡气测量或210Po测量,可以间接调查陷落柱。通过氡气测量或210Po测量,可以间接调查陷落柱。一般来讲,210Po法在陷落柱上方的剖面曲线特征为马鞍形,即陷落柱边缘上异常曲线出现高峰值,而在陷落柱的中间210Po值较低,但仍然高出正常值。
河北大油村煤矿陷落柱调查以210Po测量为主,配合电测深、甚低频电磁法、伽马测量等地球物理方法,取得较好结果。矿区第四纪地层厚80~120 m,其中河卵石厚30~50 m,下部为二叠纪砂岩、粉砂岩、泥岩互层及煤层,矿区已发现两个陷落柱,其中DX-1已由巷道控制,DX-2刚开始揭露。210Po测量结果如图5-4-10所示,210Po脉冲数为60的异常值圈定的结果与已知陷落柱的范围相符,并圈出新的异常区DX-2的范围。
5.采空区的调查
采空区是由人类活动引起的地质灾害之一,它对地面建筑和人身安全带来严重隐患。为了研究对采空区的有效探测方法技术,近年来,煤炭科学研究总院和其他一些科研部门对此进行了大量的研究工作。研究成果表明,采用地震勘探、高密度电法、瞬变电磁、地质雷达、钻孔弹性波CT、α卡法测量法等物探方法对探测采空区都具有一定的效果。由于每一种物探方法的应用都受到探测深度、地形地貌和岩土特征的影响,因此,各种方法都有其适应范围,在实际应用中,应根据具体的地质情况和方法的有效性实验后选择适用的物探方法。
图5-4-10 大油村煤矿210Po异常平面图
高密度电阻率法和地质雷达对埋藏较浅的采空区具有较好的探测效果。石—太高速公路山西平定境内遇有矾土采空区,由于工程治理的需要,在施工前需查明采空区的空间分布和规模。探测区段上部为第四系覆盖层,以粘土为主,电阻率为20~30Ω·m,厚度为0~10 m不等。底部为石炭系地层,以粉砂岩和泥岩为主,电阻率为50~100Ω·m,厚度较大。采空区由于坍塌、充填物松散、潮湿或充水,电阻率与围岩相比差异较大,呈低阻特征。其中3号采空区由于采用旁柱式开采,截面积较大,其坍塌也更严重,埋深大约为20 m。
由于地形地表条件复杂,在高密度探测中采用了非正规测网,在120 m×100 m2,的范围内共布设12条测线。点距2 m,极距a=(1~16)·x。图5 4 11为3号采空区Ⅱ、Ⅲ测线的高密度测量结果图。由图可见,除地表局部地形和电性不均匀体形成的向上开口的“V”字型干扰异常外,在其深部(39点下方)有一低阻闭合圈异常,范围较大,相应埋深也较大,与正常背景电阻率相差仅10Ω· m,在相邻测线上连续出现类似异常,深度变化不大,该低阻异常由采空区形成,异常下方为采空区位置。
图5-4-11 3号采空区Ⅰ、Ⅲ测线的高密度测量结果
地震勘探是采空区探测中应用广泛的方法之一。由于采空区的存在,采空区周围的应力平衡受到破坏,产生局部的应力集中,采空区围岩在上覆岩层压力作用下,经过一段时间后发生变形、破碎、位移和塌落,这使得采空区地震波的特征与未开采区围岩地震波的特征相比发生较大的差异。图5-4-12为徐州某煤矿煤层采空区实测地震剖面图。
图5-4-12 徐州某煤矿煤层采空区实测地震剖面图
图中可见,在采空区上地震剖面通常有如下特征:反射波速度明显降低;反射波(组)突然中断,跨过采空区后又重新出现;反射波的波形发生紊乱。
α卡法探测采空区是通过测量地表氡射气含量大小,区分出地质异常及其异常性质。实验研究表明,地表氡射气含量与地下构造有着密切关系,岩层的裂隙、断层破碎带、岩石风化带和松散带是氡气向地表运移的良好通道,这为氡射气探测地质问题提供了地球物理条件。在老窖采空区大都存在着一定程度的塌陷冒落和裂隙,采空区上方至地表将会形成裂隙发育带和松散带,成为氡气上移的通道,通道上方将出现α粒子强度的明显异常,依此可推断采空区的位置及范围。图5-4-13为徐州某煤矿煤层采空区区段土氡射气探测剖面图,强异常出现在采空区上方。
图5-4-13 徐州某煤层采空区区段土氡探测剖面图
6.地震预报中的地球物理方法
地震频繁发生的地区一般是地壳的薄弱带和活动带。深大断裂是幔源物质上侵和地球脱气的主要通道,是地震活动的发源地。地震活动又派生出新的构造运动,构造运动产生的裂隙带是气体上移的通道。利用地表自由逸出的气体溶解于水中及吸附于土壤中气体的浓度变化来监测预报地震,是当前国内外广泛采用的地震预报方法。研究证实,地震前后由于地应力的变化,可引起地下水中化学成分的变化,特别是水中气体成分对地应力的反应十分灵敏。因此,水中气体成分的变化可作为地震发生过程的重要标志,其中汞是对地震前兆响应最为灵敏的有效指标。
1985年11月21日,北京西郊妙峰山发生4.1级地震,震中距北京火车站汞监测井40 km;同年11月30日河北巨鹿发生5.1级地震,震中距汞监测井125 km。据北京火车站观测井的水汞含量观测,水中汞浓度有明显变化,正常情况下,水中汞的平均值为14 ng/L。妙峰山地震临震前汞浓度达到629.3 ng/L,为平均值的42倍(图5-4-14)。
图5-4-14 京西妙峰山、巨鹿地震前后北京火车站观测井水中汞量变化曲线
由于大地震的发生大多与断层活动有关,而活动断层是地表与地壳深部联系的通道,在活动断层附近,通过土壤中氡和水中氡测量,可以从地表直接获得深部构造活动的信息。在山东菏泽,1987年发生7.0级地震,据刘西林和华爱军1984年进行的8条剖面氡测量结果,认为1987年的7.0级地震和1983年的5.9级地震是北西向定陶—成武断裂和北东向的解元集—小留集断裂的共轭断裂发震,并确定了其产状和活动程度。
二、在考古研究中的应用
地球物理方法在考古中发挥着重要的作用。通过地面高精度磁测对古遗址分布区内与回填土的磁性差异的探测,可了解遗址的位置、边界形态及铁磁性器物的赋存特征;通过电阻率法、激发极化法、自然电场法、地质雷达等手段了解不同岩土层及各种金属器物和介质的电性差异;通过地震反射波和地震面波方法探测古墓与周围介质的弹性差异,探索陵墓地宫的结构和深度的边界及埋深;利用放射性勘测技术及天然气态放射性元素氡浓度变化的测量,来了解某些陵墓区或古建筑遗址地下结构的分布。物探方法用于考古工作,可实现对古文化的无损探测,提高了考古发掘的准确度。例如中科院地球物理所采用地震面波、高精度磁测、大地电场岩性探测和地球化学测汞对三峡库区故陵楚墓的探测,准确地确定出故陵楚墓的位置和分布形态,证实了所推测的古墓的存在,为三峡库区文物抢救保护解决了重要的难题。
1.高精度磁测在考古中的应用
地面高精度磁测是对古墓、古文化的分布探测中最主要的地球物理方法之一。古遗存或古人类化石本身及所处地层的磁性、磁化率、磁化率各向异性、剩余磁化强度等与周围环境存在的磁性差异是磁测考古的基础。经有关学者研究得出如下结论:被火烧过的泥土制品、土壤、石头等可获得较强的磁性;有机质的腐烂使土壤获得较高的磁性;人为翻动过的土壤或夯土、与周围天然的沉积物之间有明显的磁性差异;表5-4-2给出了不同考古材料的磁性参数。
表5-4-2 不同考古材料的磁性参数(据中国地质大学阎桂林)
考古对象的空间规模一般较小,形态复杂,埋深不一。考古对象与周围物质间虽有一定的磁性差别,但磁性还是较弱,再加上人文干扰,所以,考古对象产生的磁异常,其特点是范围小,强度低,梯度变化大,形态多样,有时干扰严重。因而,在考古调查中必须采用高精度的质子磁力仪或光泵磁力仪。
地面磁测时测网的比例尺一般为1∶100~1∶200。仪器探头距地面高度可为1 m至0.1 m。除观测磁场强度ΔT外,还可观测磁场的垂直梯度变化ΔTZ。河南新郑某古墓的调查是磁法考古探测的成功实例之一。
该测区位于一战国至汉代古墓葬区内,黄土覆盖,土质均匀,地形平坦。墓葬区已经初步钻探普查,磁力调查是作为详查和核实。采用两台MP 4 型质子磁力仪,一台用于地磁日变观测。仪器探头距地面高0.5 m。测网比例尺1∶200,线距2 m,点测1 m。观测结果见图5-4-15。由ΔT平面等值线图可见,在已知墓葬A、B、C及大型陪葬坑上显示出一定强度和轮廓明显的磁异常。有些异常还勾绘出墓葬的形态及细节。如A异常清楚显示该墓有一较长的南北向墓道,墓室南侧有两个小耳室。A墓引起的磁异常为20 nT左右。据其形态,考古工作者判定为汉代“甲”字型砖墓。B异常形态表明该墓为典型的“刀”字型砖墓。图中黑粗线轮廓是根据磁异常推断的结果。C异常较弱,对其墓的形态轮廓显示不清楚,这表明该墓为一土坑墓,非砖结构。E、D异常反映的是两个新发现的墓葬,没有原始资料。陪葬坑的磁异常南、北部分有较大的区别,它表明坑内较多的陶器物品主要堆放在坑的南半部。该区这些异常推断的遗存埋深为地下1~2m。实际钻探资料证实了磁测结果的分析。
图5-4-15 河南新郑战国至汉代某古墓的磁异常等值线图
2.电法在考古中的应用
电法也是考古工作中常采用的地球物理方法。一般古墓多埋藏于第四系松散地层中,古墓上下及周围应有厚度不等的青膏泥(粘土)填充,构成一个以厚层粘土包裹着的“古墓体”,此外,墓室有可能有地下水渗入。这就使得古墓与周围地层存在一定的磁性与电性差异,为采用电法探测古墓提供了地球物理条件。
图5-4-16是河南省某古墓地面磁测剖面平面图。图中各测线在22~26点和30~36点形成了两个近EW向的条带状正异常(ΔZmax=53 nT),其间有一下降近20 nT的鞍部,其南、北、东三面均为负异常。结合地面情况推断两条正异常的鞍部为古墓位置,而南、北、东三面负异常为高差近20 m的人工开挖陡壁引起。
图5-4-17是0号 剖面等视电阻率断面图。由图可见,0线在三角点往西有ρs小于8Ω·m的极小值区,其他测线也有同样反映。极小值出现在AB/2=40~100 m之间,以AB/2=65 m为中心部位。图5-4-18是AB/2=65 m的等ρs平面图。由该图反映出ρs小于8Ω·m的极小值范围为坐标原点往西11.2 m,坐标原点往南9.8 m。该范围内ρs值均在7.2~7.65Ω· m内,且范围外 ρs变化梯度较大。由此推断 ρs小于8Ω·m的范围为主墓葬的位置。本区电测深曲线类型以H型为主,按电性可分为三层:第一层为覆盖层,第二层为“古墓体”,第三层为“古墓体”底板。由电测深曲线解释得主墓顶部埋深为6.9 m,底板埋深为21 m。经挖掘验证,基本与物探探测结果相符。
图5-4-16 河南省某古墓磁测剖面平面图
图5-4-17 0线等ρs断面图
图5-4-18 等ρs平面图
3.地质雷达在古遗址探测中的应用
由于古遗址体与周围介质在相对介电常数上存在有差异,为地质雷达方法探测古遗址提供了地球物理条件。对于埋深较浅的古遗址,采用地质雷达方法具有较好的探测效果。湖北大冶铜录山古铜矿遗址是我国西周末期与春秋战国时期的采矿遗址,该铜矿目前仍在开采,为了协调矿山开采与古铜矿遗址保护之间的关系,应用地质雷达探测了铜矿遗址的规模及其分布,取得了令人满意的探测结果。
古铜矿遗址(称老窿区)都形成于接触破碎带中相当于矿体的氧化次生富集带中,鉴于当时开采的对象为高品位铜,因此老窿区发育地段首先要具备一定数量高品位铜矿可开采,二是当时用人力与较原始的工具挖掘,开采矿石的层位应该比较松软,老窿区对应的是接触破碎带经强烈风化区,古矿坑内都有回填土充填,回填土与原状土的差异明显。因此调查中老窿区的探地雷达图像应有如下特征:①由于地层风化是逐渐加深,因此原状土风化层应为一组均匀密集的窄反射波,同时地层风化进程是同步的,因此这些反射波的同相轴平整且可横向追踪;②老窿区现由回填土充填,而回填土与原状土差异增大,并且老窿区应处在矿石高品位地段,虽然铜已被开采,但铁矿石仍保留,因此反射信号强度大;③原状大理岩或矽卡岩由于物性相对均匀,因此反射界面相对较少,基本无明显的反射信号。
图5-4-19 老窿区的探地雷达图像
图5-4-20 地质雷达与勘探结果对照图
图5-4-19为老窿区的地质雷达图像。由图可见原状土为密集的窄反射波,而老窿区中的回填土为强反射波,横向变化大且同相轴难以追踪,原状土与回填土两者差异明显。根据雷达剖面图像我们构筑了3个高程的老窿投影与勘探解释进行对照。图5-4-20为Ⅲ号遗址老窿投影的地质雷达与勘探结果对照图。(a)是勘探结果,(b)是地质雷达解释结果。由图可见标高+53 m与+48 m老窿投影的地质雷达解释结果与勘探结果基本一致,但标高+43 m的老窿区投影与雷达解释结果有较大差异,这是因为在无钻孔区地质人员往往采用外推法解释。而这种解释在不规则的老窿区会产生较大的误差。
杭州雷峰塔始建于公元972年,于1924年倒塌,为了重建雷峰塔,浙江省考古所进行考古挖掘工作,为了确定雷峰塔是否存在有地宫,祝炜平等人开展了地质雷达方法探测工作,根据探测结果,明确了雷峰塔地宫的存在,提供了地宫的大致位置,为雷峰塔地宫的考古挖掘起到了指导作用。雷峰塔地宫探测中使用的地质雷达是瑞典玛拉公司生产的RAMAC/GPR地质雷达,选用的工作天线的中心频率为250 MHZ,在遗址上布置了四条呈“丰”字形地质雷达测线,测线间距为1.5 m,测点间距为0.03~0.05 m,采用剖面法测量。
图5-4-21为雷峰塔塔基内的一条地质雷达探测剖面图,横坐标为1.0~2.8 m,纵坐标1.3~2.6 m处雷达波同相轴错断,横坐标1.5~2.4 m,纵坐标2.6 m处有一双曲线型拱起的反射波同相轴,塔基中心位置的雷达波图像与周围介质的雷达波图像的差异明显,因此,双曲线型拱起异常应为地宫引起。地宫存在的范围,测线1.0~2.8 m,埋藏深度1.3~3.1 m。考古挖掘表明,地质雷达探测的结果是准确的,水平位置1.0~2.8 m,纵向深度1.3~2.6 m处雷达波异常反射由夯土层引起,地宫大小为0.9×0.9 m,高0.5 m。图5-4-22为地宫挖掘后绘制的地质剖面图。
图5-4-21 塔基内一条雷达探测剖面图
图5-4-22 地宫挖掘后绘制的地质剖面图
③ 地质灾害调查与评价成果的基本内容是什么
内容:
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、内岩爆、坑道突水、突泥、容突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,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、地热害等。
④ 地质灾害调查评价的类型及主要内容
因为调查目的和精度不同,地质灾害调查有多种类型。有小比例尺的区域性调查,中等比例尺的地区性调查,大比例尺的地质灾害点或地质灾害区的专门性调查。除独立进行的专门性地质灾害调查外,在综合性地质勘查以及水文地质、工程地质、环境地质等勘查评价工作中,也会对工作区的地质灾害进行不同程度的调查工作。
地质灾害评价类型较多,根据评价范围和精度分为点评价、面评价和区域评价;根据评价时间分为灾前预测评价、灾中跟踪评价、灾后总评价。各种评价的目的和要求不尽相同,但基本内容和技术方法相近。
地质灾害危险性评价是在查清地质灾害活动历史、形成条件、变化规律与发展趋势的基础上进行的,主要是对地质灾害活动程度和危害能力进行分析评判。通过这一评价,确定地质灾害活动参数,圈定地质灾害危险范围,区分危害程度,编制地质灾害危险性分区图。为评价地质灾害破坏损失程度以及规划、部署、实施地质灾害防治工作提供科学依据。
地质灾害破坏损失评价是对地质灾害破坏损失程度的分析评估,包括危害人类的生命健康,造成人员伤亡;破坏社会财产和生活、生产活动,造成直接和间接经济损失;破坏资源、环境,阻碍经济增长和社会可持续发展等方面,为分析对比不同地区、不同时间、不同种类地质灾害程度,规划、部署、实施地质灾害防治工作提供科学依据。
地质灾害调查评价的内容主要有以下几个方面:
1)区域调查:主要是调查地质灾害形成的区域地形地貌条件和地质环境,特别是新构造运动以来的地球表层动力作用。
2)地质灾害体的调查评价:采用工程手段和简易监测方法,调查地质灾害体的形态、结构和主要作用因素及其变化等,采用地质历史分析法综合评价其稳定性。
3)试验:根据稳定性评价的需要,有目的地开展原位试验,采取样品进行室内试验。
4)成因机制分析及模拟研究:综合分析地质体破坏的成因机制,进行物理模拟和数学模拟研究,最终进行稳定性分析和定量评价。
5)灾情调查:查明地质灾害已造成的危害,如人员伤亡、直接经济损失、间接经济损失和生态环境破坏状况及其特点。
6)进行防治工程可行性论证,提出防治工程规划方案。根据调查评价结论,作出地质灾害危险性预测,初步论证治理、搬迁或采取综合方案的依据、布置与工程概算。
⑤ 我国地质灾害调查现状与存在问题的分析
6.1.1 历史与现状
(1)1991年原地质矿产部组织开展的以省为单位的全国地质灾害现状概查
1991年原地质矿产部组织实施了以省为单位的全国地质灾害现状概查,主要以收集资料和各省(区、市)上报的资料为主,较全面地对全国地质灾害类型与现状进行了总结。调查内容包括地质灾害的类型、发生的重点区域、对国家和人民生命财产造成的损失以及地质灾害发育特征和分布规律等。根据收集整理的成果和万余个典型地质灾害点资料,汇编并出版了《中国地质灾害》,编制出版了《中国分省地质灾害图集》。
(2)1992~2003年期间,原地质矿产部部署1∶50万环境地质调查
1992~2003年,原国家计委和原地质矿产部组织开展了省(区、市)级(1∶50万)地质灾害调查与编图,圈定滑坡等地质灾害危险区;1996年为减灾防灾、提升国土整体的调查研究程度和水平,把此项工作扩展为以地质灾害为主的环境地质调查,这是我国第一轮较全面地在全国开展的地质灾害的调查。调查的主要目的是在概略查明各省(区、市)地质环境条件的基础上,重点调查人类工程活动与地质环境的相互作用和影响,初步查明开发利用自然环境遇到的和引发的各种主要地质灾害、特殊不良地质环境条件和环境地质问题的发育特征和分布规律,作出现状评价和发展趋势预测,提出防治对策建议,为国家制定减灾、防灾、国土开发与整治、经济建设和社会发展规划,以及地质环境监督管理,提供宏观决策依据;保护地质环境,减少灾害损失,促进经济建设与地质环境的协调发展。
(3)1999年国土资源部启动县(市)地质灾害调查工作
从1999年开始,作为国土资源大调查计划的组成部分,国土资源部启动以县(市)为单元的地质灾害调查工作。这项工作强调遵循“以人为本”的原则,专业人员与地方结合,大力推行群测群防体系。基本做法是采取专业调查和发动群众查险、报险相结合的办法,不强调按比例尺布线与布点。根据已掌握的情况和群众报险线索,以乡镇、村庄、重要交通干线和工程设施为重点,逐步进行现场调查并注意发现地质灾害隐患点、危险点。对隐患点、危险点综合分析后,划出地质灾害易发区和防治区,初步建立起群测群防预警体系,包括:建立减灾防灾领导责任制;建立临灾避险群防体系;编制地质灾害防灾预案;建立汛期地质灾害险情速报制度等。
1999年在进行10个县的地质灾害调查试点的同时,启动了三峡库区(包括宜昌市、巫山县等在内的)19个县(市)的地质灾害调查,为大规模的地质灾害防治工作提供了示范。截至2004年底,全国已经完成616个县(市)的地质灾害调查工作,为地方各级政府和国土资源管理部门组织地质灾害“群测群防”和防治管理,为县、乡级地方政府行使减灾职能,提供了重要依据。
县(市)地质灾害调查,是新一轮的地质灾害调查,它注重减灾防灾实效,是普及地质灾害防治知识,建设具有中国特色的地质灾害防灾预警体系的重要工作,已成为我国地质灾害调查工作的新模式。
(4)大江大河流域的地质灾害调查
如长江流域环境地质调查,黄河流域环境地质调查等。“七五”期间,开展了1∶20万三峡工程库区环境地质调查,1∶20万攀西、六盘水、岷江流域、沱江流域环境地质调查,1∶10万嘉陵江、大渡河等部分干流环境地质调查,1∶10万小江流域地质灾害调查,对滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害的分布规律及其形成特征进行了系统的调查工作。
(5)重点经济地区较大比例尺的地质灾害调查工作
各省(区、市)根据自身的具体特点,有针对性地开展了较大比例尺的地质灾害调查工作。
1)城市地质灾害调查。上海市从20世纪60年代初就开始了以防治地面沉降为重点的城市地质工作,系统地进行了地面沉降调查和长期监测。江苏省从20世纪70年代起,先后围绕南京、南通、常州、苏州、无锡等10个中心城市,开展1∶5万水文地质、工程地质和环境地质综合勘查工作,分析研究了各中心城市地面沉降、地裂缝、地面塌陷的起因、现状、发生发展特征与规律。
2)矿山地质灾害调查。20世纪80年代以来,在华东地区开展了不同比例尺的矿山地质调查工作,如兖滕—两淮能源开发区环境地质论证、两淮煤田煤炭开采环境地质调查等工作。辽宁、黑龙江等省先后在矿业城市开展了矿山地质灾害调查。
3)其他类型地质灾害调查。长江三角洲地区地下水资源与地质灾害调查评价;鞍山西部隐伏岩溶塌陷地质灾害勘查;黑龙江中俄界河1∶5万塌岸地质灾害调查。
(6)重大工程区地质灾害勘查
三峡库区开展了大比例尺的地质灾害勘查与治理工作。
6.1.2 调查成果的应用
(1)为规划和防灾预案的编制提供依据
地质灾害调查成果,成为全国各省(区、市)编制地质灾害防治规划和汛期地质灾害防灾预案的重要依据。
(2)为重大工程部署和城市安全提供基础资料
地质灾害调查成果为重大工程,如水库移民选址,铁路、公路和输电、输气管线的选线,大江大河安全,城市规划,基础设施建设,提供了基础资料。
(3)为地质灾害监测和防治提供依据
县(市)地质灾害调查工作,基本查清了地质灾害多发县(市)、乡、村所在地地质灾害隐患点的分布,建立了地质灾害群测群防体系,建立了地质灾害调查信息系统,为合理地部署地质灾害监测网提供依据。
(4)为提高公众防灾意识作出贡献
通过地质灾害调查,特别是县(市)地质灾害调查,提高了公众,特别是地质灾害高发区公众的防灾意识,提高了对地质灾害认识的普及率。
6.1.3 存在问题的分析
地质灾害调查工作,为我国地质环境保护、国土资源规划开发提供了基础资料。但是,随着国民经济的高速发展和城市化比率的不断提高,三峡工程、西电东送、南水北调工程等需要提供大量基础性、先导性的地质调查数据,我国的地质灾害调查工作已越来越不适应社会发展和国家重大基础设施建设的需要。存在的主要问题有以下几方面:
(1)调查的对象和内容与国民经济建设、社会发展结合不够
以往的地质灾害调查,偏重传统的自然属性研究,与人类工程活动及经济建设结合不够,服务领域较窄,在土地利用、城市规划、重大工程建设、生态环境保护等方面的服务工作相对薄弱。
(2)调查工作不规范,调查的精度和广度存在较大局限
过去开展的区域性地质灾害调查,一般为中小比例尺,调查精度不能满足社会经济发展的需要。
1∶50万全国地质灾害调查,开始于“八五”,至2003年基本完成,历时12年,技术落后,各省调查程度不一,灾害规模分级标准不统一,绝大部分省份没有建立相应的调查数据库,给全国的数据汇总和综合分析带来困难。
县(市)地质灾害调查,遵循“以人为本”的原则,注重对地质灾害隐患点的调查,淡化了对地质环境的调查。同时,县(市)调查从全国角度来看,比较分散,很难形成全面的认识和评价。
区域性地质灾害调查工作精度较低,比例尺小,缺乏重点地域的重点调查研究成果。
(3)调查的技术方法、标准的局限
在技术方面,没有形成系统的标准和评价体系,工作程度偏低,工作中获得的大量原始信息资料,相当部分未能建立数据库,信息的社会化和开发利用程度低。
(4)调查的时效性的局限
在科学认识上,没有按照地质灾害发生的客观规律,结合人类社会经济发展的要求,有计划地开展地质灾害调查工作。
地质灾害调查落后于地质灾害发展的速度,由于原有的工作方法、思路和成果的表达方式陈旧,调查成果的信息化、网络化、社会化程度低,大多未与当地社会经济发展现状和发展方向相结合,或未考虑如何为社会经济发展服务,从而影响成果向社会生产力的转化,难以满足政府和社会的实用性、实效性需求。
地质灾害的调查评价滞后于生态环境保护、城市规划、土地综合利用、地质环境的合理开发利用、地质灾害防治的需要。
(5)没有建立地质灾害调查制度
没有建立地质灾害调查制度,对地质灾害调查的责任、周期、比例尺、内容等方面没有明确的规定。
6.1.4 开展地质灾害调查需求的分析
(1)我国地质灾害分布广泛,危害严重,地质灾害动态变化,需要开展地质灾害调查
我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一。全国仅大大小小的崩塌、滑坡灾害危险点就有百万处以上,每年还会出现几万至十几万处新的危险点。近年来因崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害,平均每年有1000多人死亡,经济损失高达数十亿元,已经成为我国大部分地区经济社会发展的一大制约因素,引起了党和政府、社会公众的极大关注。经过十几年的努力,地质灾害调查工作取得了显著成绩。但由于以往基础工作薄弱,对潜在的地质灾害隐患情况底数不清,无法进行有效的灾害预报预警,从而使防灾工作处于被动状态,因此,开展适当比例尺的全国地质灾害调查和大比例尺的地质灾害多发区的地质灾害调查是十分必要的。
由于人类活动和自然条件的演变,地质灾害也是动态变化的,为认清地质灾害的分布规律,确保国家减灾方案的科学性和准确性,要求反复开展地质灾害调查。
(2)贯彻“以人为本”、“全面、协调、可持续”发展的需要
《中国21世纪议程》提出了可持续发展的战略目标,要实现可持续发展,避免人员伤亡,基础就是建立在对我国地质环境和地质灾害的全面认识上。国土整治与开发、重大工程和国民经济社会发展布局,工业化进程的加快和城市化水平的迅速提高,为确保生产、生存、生活的安全,必须开展系统的地质灾害调查工作。
(3)地质灾害监测预警和减灾工程的需要
为达到防灾减灾、保护资源环境、促进经济社会可持续发展,国家将采取一系列的地质灾害监测预警和减灾工程行动。为科学、有效地开展地质灾害监测,实施减灾工程计划,必须开展相应精度的地质灾害调查。
(4)国家编制修订地质灾害防治规划及其他规划的需求
《地质灾害防治条例》第十一条规定,国务院国土资源主管部门会同国务院建设、水利、铁道、交通等部门,依据全国地质灾害调查结果,编制全国地质灾害防治规划……县级以上地方人民政府国土资源主管部门会同同级建设、水利、交通等部门,依据本行政区域的地质灾害调查结果和上一级地质灾害防治规划,编制本行政区域的地质灾害防治规划……地质灾害调查是国家编制修订地质灾害防治规划的依据,同时也是指导各部门(行业)协调行动的依据。
⑥ 主要地质灾害调查评价
5.4.1海(咸)水入侵
1.海(咸)水入侵现状
在广饶县南部,浅层地下水长期过量开采,漏斗范围不断扩大,使得北部咸水的水动力条件发生变化,原来向北、向东排泄的咸水,其流向转为向南而补给漏斗区,从而咸水体发生了向南延伸的现象,这就是所谓的咸水入侵。咸水体扩展所到之处,地下水水质变咸,机井报废,使得农田灌溉和人蓄用水不得不另打深井取水解决。据调查,咸水入侵现象开始于20世纪70年代,如广饶县大营乡小囤子村,70年代以前施工的30m深机井,为微咸水,缺水时能饮用,现已成为咸水,居民饮用水源改为深井水,广饶县颜徐乡北徐楼村,80年代以前施工的50~80m的机井水质较好,饮用、灌溉均可,在90年代开始变咸,浅机井均报废。居民饮用、灌溉只能另打200m以下的深井,或施工小于22m的浅机井,浅井水质尚可,但水量较小,这说明咸水体的入侵呈舌状向南、西方向伸展。
据初步统计,1976~1979年间,咸水入侵面积3.9km2,年均入侵48m;1980~1986年间,入侵面积10.1km2,年均入侵72m;1986年以来,入侵速度加快,到1989年面积达到20.4km2,年均入侵127m。1976~1995年累计入侵面积62km2。1995年11月~1996年4月向南入侵1.01km2,1996年11月~1997年11月郝家村以西咸淡水界面平均向南推移约200m,最远达400m。咸水入侵导致水质恶化,给当地人畜用水及工农业生产带来严重影响。
2.海(咸)水入侵预测
影响咸淡水界面运移的因素众多,是含水层介质场、水动力场和水化学场综合作用的结果,从监测数据分析,沿界面不同部位运移速度不等,以稻庄镇郝家段河、颜徐乡和颜徐前燕三处地带界面推移速度最快。水文地质条件尤其是含水层导水性及水动力条件是影响咸淡水界面推移的最主要因素(图5-11)。
考虑到影响咸淡水界面运移的因素极为复杂,采用非确定性模型方法——灰色突变理论Pearl生长曲线外推方法,预测咸淡水界面推移趋势。选择地下水中Cl-为模拟预报因子,数学模型如下:
C=L/(1+ae-bt)
式中:C——浅层地下水Cl-浓度,mg/L;
t——时间步长,年;
L、b、a——模型待定参数,无量纲。
模型中的参数,采用最小二乘法估计。采用了1991~1997年系列监测数据,进行模型待定参数的估计。用建立的模型预测每个监测井地下水中Cl-浓度值随时间的变化,咸淡水界面位置(250mg/L)由泛Kiring法插值确定,预测为13年(如图5-12)。预测结果表明,未来13年内,咸淡水界面以每年240m速度向南部推进。到2010年累计推移距离3120m,界面推移到稻庄镇以南。
5.4.2地面沉降
地面沉降是一种较严重的地质灾害,严重的地面沉降会造成夏季雨后积水,河道淤积不能畅通,泄洪防洪能力下降,抗风暴潮侵袭能力降低,地下排污管道倒坡,供水管道遭到破坏,道路、场地,堤岸和建筑物出现裂缝,危害着人们的生活环境和城市建设,并会造成严重的经济损失。
图5-11咸淡水界面监测剖面分布和氯离子浓度(mg/L)等值线示意图(1997年)
图5-12咸淡水界面迁移趋势示意图(1997~2010年氯离子浓度250mg/L线)
黄河三角洲地区地质环境较复杂,即分布有活动性断裂,又有新生代巨厚的沉积物和海相的淤泥、淤泥质的软土层,加之上部沉积物形成年代较新,自重固结过程尚未完成,因此很容易在人类经济活动的影响下产生地面沉降。引起地面沉降的原因有多种,地下水、地热、石油和天然气的开发,大规模的建筑施工和高层建筑的修建以及新构造运动、地应力变化、地震、海平面上升都会造成地面向下位移或标高下降,根据邻区已发生地面沉降的城市(如天津市、山东省德州市等)的地面沉降研究表明,引起地面沉降的主要原因是大量开采地下水,特别是中深层、深层承压水的开采,与地面沉降的关系更为密切。区内中深层、深层地下水的开采量也在逐年增加,地下水开采降落漏斗已经形成,尽管其规模不大,但区内石油、天然气资源的开发已有较大规模,因此说,黄河三角洲地区存在着地面沉降问题。但由于石油部门所提供的数据有限,本项研究暂时无法深入,据有关部门研究,该区沉降规律如下(图5-13):
(1)作业区普遍存在沉降,并在广饶县大王镇形成以津青67为中心的较明显的沉降区域,在东营市区形成以市区为中心的沉降区域。
(2)东营区沉降量与沉降范围较大,其市区边沿(耿家井、李家屋子)年平均沉降量在10mm左右。
(3)年均沉降量从20世纪50年代算起,时间太长。由于计划经济年代地下水开采量较小,建设规模不大而实际地面沉降也较小,进入80年代市场经济以后,地下水开采量加大,地面基本建设加速、规模大,地面沉降量也应加大。因此说现在的年沉降量要大于年平均沉降量。
沉降测量成果统计见表5-12。
5.4.3土壤盐碱化
黄河三角洲由于其特定的地貌位置和自然条件,浅表生态地质环境十分脆弱,突出表现在土壤的盐碱化、沙化以及湿地的退化等。
1.盐碱土的分布
区内盐碱土的分布与地形地貌有较密切的关系,其分布特点如下:
(1)重盐碱化土:每100g土全盐量>0.6g的土壤为重盐碱化土,主要分布于滨海低地,沿海岸线均有分布,从海岸线向内陆,其盐碱化程度有变轻的趋势;其次分布于河间洼地地带内如利津县集贤乡一付窝乡一带,孤北水库—三道沟水库一带。
(2)中等盐碱化土:每100g土全盐量在0.4~0.6g之间为中等盐碱化土,在重盐碱化土分布区的外围分布,为向轻微盐碱化土的过渡带,分布面积较少。
(3)轻微盐碱化土:每100g土全盐量在0.2~0.4g之间为轻微盐碱化土,分布于小清河以北的缓平坡地,洼地地带,分布面积较广。
(4)非盐碱化土:全盐量<0.2g/100g土,分布于小清河以南的山前冲洪积平原、黄河大堤的内侧漫滩高地,黄河古(故)河道高地、现代黄河三角洲的顶部及决口扇顶部。如1976年黄河故道及虎滩—义和镇呈条带状分布着非盐碱化土,利津县盐窝乡附近及利津县南宋乡一带。
图5-13东营地面沉降高程变化纵向剖面图
表5-12沉降测量成果统计表
*注:假设条件:由于参照的原有高程点的原始测量年限不一,考虑到东营市开展大规模的经济建设,包括油气开采,始于20世纪70年代后期,因此,为便于比较,假设地面沉降主要开始于80年代以后,1980年以前的地面沉降忽略不计。
2.盐碱化土的形成原因
盐碱化土的形成主要受水文、气象、地质、地貌、土壤颗粒组成及水文地质条件等多种因素的影响,是上述诸种因素共同作用的结果。本区属暖温带干旱、半干旱气候区,蒸发量几倍于降雨量是本区主要的气候特征,大量的水分蒸发,使水中的盐分残存于地表土壤中,较长期地处于一个盐分累积的过程。因此,在这种气候条件下,土壤盐碱化是比较容易发生的。另外,由于自然和人为因素的影响,导致地表和地下径流不畅,地下水位抬高,乃是引起土壤积盐的又一个重要原因。而地处滨海的地带,海水的直接浸渍,风暴潮引起的淹没,则是这一地区的滨海地带土壤盐碱化的主要因素。区内土壤的积盐过程可归纳为以下几种:
(1)海水浸渍影响下的盐分积累:在滨海地带成陆阶段,河流携带大量泥沙入海,由于受海水潮汐的顶托,不断在近海沉淀下来,当其还处于水下堆积阶段时,就为高矿化海水所浸渍,当其出水成陆后,盐分开始重新分配,向地表运移、累积而形成盐碱土。这期间,由于地表植被很少,光秃的地表在蒸发作用下,土壤表层强烈积盐,地下水矿化度也因蒸发而浓缩增高。另外,在土壤盐渍化过程中,海水通过海潮入浸和溯河倒灌会加剧土壤的积盐过程。
(2)地下水影响下的盐分积累:当地下水位埋深较小,小于某一临界深度时,地下水会在土壤内通过毛细作用,携带着盐分上升到地表,受蒸发作用,水分挥发,盐分则残留在地表附近的土壤内,长期的累积使土壤内的盐分愈来愈高,使土壤产生了盐碱化,而临界深度的大小主要受包气带土壤的岩性影响。
(3)地下水与地表水共同影响下的盐分积累:在地下水起主导作用的基础上,地表渍涝积水也是土壤盐分累积的重要因素,尤其在干旱半干旱气候条件下,这种积盐现象更为严重。在一些湖沼四周和积水洼地,盐碱化土分布更为普遍。另外,各地在发展农业灌溉时,不能科学地分配水量,过多地消耗灌溉用水,使土壤产生次生盐渍化,都是这种积盐过程的结果。
由于盐碱化土的形成是受上述诸种因素的影响,因此,盐碱土的发生与发展也有着一定的规律性。一般地下水位埋深长期小于临界深度的低洼地和滨海一带是盐碱土易发生地区。尤其近海地带,由于受高矿化地下水和海水的影响,盐碱土发生的程度普遍较严重。随着年度内蒸发降雨作用的强弱变化,土壤盐分的聚积往往开始于雨季以后的秋末冬初,至春末夏初,土壤盐分的含量一般都处于一个高峰阶段,这是积盐阶段;雨季到来后,土壤盐分由于受降水的淋洗作用随水下移,表层土壤这时处于一个脱盐阶段,其脱盐的程度完全受降水量的多少和强度决定。
⑦ 地质灾害调查评价成果
传统的地质灾害调查评价成果的表现形式为调查报告。随着计算机技术的发展,地质灾害调查评价成果逐渐向数字化、信息化方向发展。不同种类、不同阶段地质灾害调查成果的内容不同,通常包括地质灾害历史、现状,活动规律与形成条件,危害区范围、社会经济条件与受灾体分布情况,破坏损失程度,发展趋势预测,防治对策与措施等。
县(市)地质灾害调查与区划的主要成果为:①地质灾害调查与区划报告,主要内容为县(市)社会经济状况、地质环境条件、地质灾害分布与发展特征、易发区划分、主要灾害隐患点危险性和危害性评价及监测预警和防治建议;②地质灾害区划图,成图比例尺寸一般为1∶10万,除圈出不同程度的地质灾害易发区外,还应用专门符号将潜在的和已发生的地质灾害点反映到图上;③地质灾害调查表、有关照片和录像片;④重要地质灾害隐患点防灾预案。
地质灾害危险性评估成果根据评估对象不同,分为规划区地质灾害危险性评估报告、建设用地地质灾害危险性评估报告、矿山地质灾害危险性评估报告。成果内容和要求将在第十章中阐述。
针对具体灾种的专项地质灾害调查评价成果,其内容和要求,由调查评价的目的、阶段,灾害类型及其特征而定。
小结
地质灾害调查与评价的最终目的是为防治地质灾害提供科学依据。应学会根据调查评价的类型、对象、工作程度,选择配置最适宜的技术方法,以取得符合要求的调查评价成果,为地质灾害防治提供切实有效的服务。
复习思考题
1.地质灾害调查评价的主要内容是什么?
2.选择地质灾害调查与评价技术方法的原则是什么?
3.地质灾害调查与评价成果的基本内容是什么?
⑧ 地质灾害易发程度评价
4.2.1 地质灾害易发区的属性
综上所述本次研究中所说的“地质灾害易发区”是指地质环境条件脆弱,对外动力条件变化反应敏感,在气候和人类工程经济活动的强度等条件的变化(量的积累及其引起的质的变化)达到一定程度时,容易产生地质灾害的区域。
(1)地质灾害易发区的相对性
“地质灾害易发区”是一个相对的概念。
由于不同种类地质灾害的发生,都与特定的地质环境相联系,不同类型地质灾害其易发区范围不同,因而应该根据地质灾害的种类分别确定其易发区。
同时,地质灾害易发区的相对性,还体现在研究区域整体和局部的关系上。在基本地质环境条件一致的情况下,在圈定全国范围的区域性的易发区时,有时对那些因局部条件差异形成的局部的非易发区则不予考虑,特别当那些局部条件在某些因素影响下有可能发生变化而导致易发程度改变的时候,这种忽略更是显而易见的。
(2)地质灾害易发区的动态性
地质灾害易发区是动态的。随着地质灾害调查的深入,自然地质地理条件的变化,人类工程经济活动的强度、方式的变化,特别是地质灾害防治工作的进展,地质灾害易发区会随时间的推移(如不同的规划期)而有所变化。
4.2.2 地质灾害易发程度分区的依据
地质灾害的发生与发育程度主要受地形地貌、地层的岩土体类型及性质、地质构造、水文地质条件等地质环境背景的控制,而地质灾害的类型、时空分布规律及发展趋势,又与大气降水、人类活动强度等外动力条件有关。
具体地说,对于滑坡、崩塌和泥石流灾害易发区划分主要考虑区域地形地貌、水文及工程地质条件(岩土体类型)、区域构造和地震活动、区域气候类型与暴雨强度以及地质灾害现状等因素。
对于地面塌陷,要按岩溶塌陷和矿山采空区塌陷分别考虑。对于岩溶塌陷灾害易发区的划分主要考虑碳酸盐岩类型及其区域分布、埋藏状况、岩溶发育强度、区域水文地质、地形地貌条件等,以及地下水开采状况与地下水位变化情况;对于矿山采空区塌陷灾害,主要考虑矿山种类、开采规模、矿区地质构造、地形地貌、岩土体结构类型、采矿方式和强度等因素。
地面沉降灾害易发区的划分主要考虑地形地貌、第四纪松散层厚度、区域水文地质条件、地下水开采状况、水位变化和城市规模与人口密度等因素。
为了研究与地质灾害的发生与发育程度有关的上述地质环境条件,本次研究充分收集并综合分析了全国及各省已有的相关成果资料,所依据的主要数据资料和图件成果等如下:
(1)数据资料
全国地质灾害数据库资料,全国以省为单位的地质灾害现状调查,1∶50万环境地质调查资料,县(市)地质灾害调查资料,已掌握的汛期地质灾害调查资料,县(市)地质灾害调查综合研究成果,三峡库区地质灾害调查评价综合研究成果和风险评估研究成果,已有的北京、安徽、山东、湖北、广东、云南、天津、浙江等各省地质灾害防治规划和相关文献等。
(2)地质环境专题图件
中国地貌分区图,中国地质岩组类型图,1∶400万《中国地震烈度区划图》(2001),1∶400万《中国水文地质分区图》,1∶600万《中国特殊类土及危害图》,1∶600万《中国环境地质分区图》,《中国多年降水量分布图(1991~2000)》,《中国地下水位变化分布图》,《中国地下水开采潜力示意图》等。
(3)地质灾害专题图件
滑坡、崩塌分布图,泥石流分布图,地面塌陷分布图,地面沉降分布图,各省地质灾害图集等。
(4)社会经济专题图件
中国人口密度图,矿山分布图等。
4.2.3 地质灾害易发程度分区的原则
地质灾害易发区的划分主要从地质灾害的易发条件、诱发因素、历史地质灾害发生情况三方面考虑。
(1)主要因素原则
影响致灾地质作用发育的条件很多,对崩塌、滑坡、泥石流灾害,主要有:地形地貌、地层岩性、地质构造、切割密度、降雨强度、地震强度等。综合分析后确定致灾地质作用发育的最基本因素是地形地貌、地层岩性、地质构造。
(2)类似原则
“类似原则”,即类似的地质环境具有类似的地质灾害问题。遵循这一原则,根据不同级别地质灾害易发区判别特征,以各灾种地质灾害形成发育的地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境条件为基本因素,结合大气降水,人类活动强度等外动力诱发因素,利用类比原理、点面结合综合划定易发区。
(3)自然因素和人为因素相结合的原则
由于地面沉降是人为引发的地质灾害,因此划分地面沉降易发区时,要考虑地下水开采状况、人口密度等社会因素。
(4)定性分析与定量评价相结合的原则
以历史地质灾害分布状况为基础,定性分析与定量评价相结合进行划分;利用最新的地质灾害调查资料和统计数据。
4.2.4 地质灾害易发程度的分级
考虑全国地质环境调查和地质灾害调查现状,以及地质灾害防治规划和地质环境管理的需求,易发区的易发程度宜分为:地质灾害高易发区、地质灾害中易发区、地质灾害低易发区。
4.2.5 地质灾害易发程度图的编制
本次地质灾害易发程度划分的目的是在规划期内,对相对稳定不变的内在地质环境基本条件和与人类工程经济活动有关的外在的动力诱发因素进行宏观评价,为合理制定地质灾害防治规划及相关专项规划、减灾工程、监测预警体系、地质灾害防治基础工作和地质灾害重点防治工作的部署和开展,汛期重点区防范工作的部署以及实现可持续发展等提供参考依据。为全国地质灾害防治规划工作而进行的地质灾害易发程度划分,就是在全国范围内把地质灾害发生的地质环境条件相近,灾害种类基本一致,历史上地质灾害事件频率、规模和危害程度相当的区域划在一起,进行分区划片。这种分区区划片的最直观的表达形式,就是编制“地质灾害易发程度图”。
在前述地质灾害易发区的“相对性”中指出,由于不同种类地质灾害的发生,都与特定的地质环境相联系,不同类型地质灾害其易发区范围不同,因而应该根据地质灾害的种类分别确定其易发区。本次工作就从此出发,按灾种编制“地质灾害易发程度图”。共需编制滑坡-崩塌灾害易发程度图、泥石流灾害易发程度图、地面塌陷灾害易发程度图、地面沉降和地裂缝灾害易发程度图。
图件编制的步骤是:
1)对已发生滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂缝的地质环境特征进行总结,分析主要地质灾害类型发生的典型特征,也就是易发特征。
2)利用不同级别易发区特征,采用工程地质类比原理,分析与主要地质灾害类型相关的、不同易发特征的地质环境条件的时空规律,找出相似的地区,进行主要地质灾害类型易发程度的划分。
⑨ 地质灾害论文
范文一:甘肃省城市建设地质灾害防治研究
甘肃省境内泥石流、滑坡发育的基础主要是其特殊的自然条件。陡峭的地形、充足的松散土石和突发性水源是泥石流、滑坡形成的三大条件,另外地震作用也是造成滑坡的因素。甘肃地处黄土高原区,境内主要以黄土为主,而黄土由于结构疏松,孔隙大,渗透性强,具强压缩性和自重湿陷性,垂直节理发育,特别是极为发育的顺坡向卸荷节理,使边坡稳定性降低,易发生滑坡和造成严重的水土流失,大量滑坡、崩塌等重力堆积物受暴雨形成的坡面流及洪水的冲刷,源源不断地为泥石流提供固体物质。 通过计算泥石流、滑坡作用强度和危险度,将城市分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级四个危险等级。经过对甘肃省灾害防治历史和治理现状的研究,提出存在问题,得到泥石流、滑坡灾害的发展趋势,强调防治的可能性和必要性。 根据对城市的分级,危险度高的Ⅰ级和Ⅱ级的城市应采取治理体系为主,预防体系和管理体系为辅的综合控制对策;危险度不高或较低的Ⅲ级和Ⅳ级的城市应采取预防体系与管理体系为主,治理体系为辅的控制对策;对于威胁城市安全的巨型滑坡和规模巨大的泥石流沟则采用躲避对策。 城市泥石流、滑坡防治规划的最基本原则是预防为主,重点治理。对于不同类型的泥石流、滑坡建立不同的治理模...
范文二:分析地理信息系统的开发工具及其在地质灾难探究中的应用进展
地理信息系统在地质灾难探究中的应用进展
目前,国内外利用地理信息系统,主要用于探究国土和城市规划、地籍测量、农作物估产、森林动态监测、水土流失、地下水资源管理〔4〕和矿产资源勘查〔10〕、潜力评价及开发〔11〕等众多领域。GIS在地质灾难探究中的应用大致有以下几个方面摘要:
(1) 地质灾难评价和管理
利用地理信息系统的各种功能,建立地质灾难空间信息管理系统[12,13,14,管理地质灾难调查资料,显示并查询地质灾难的空间分布特征信息,评价地质灾难的危害程度,分析地质灾难和影响因素之间的关系,提出减轻和防治地质灾难的办法,对将来可能发生的地质灾难进行猜测〔15,16〕。戴福初等利用GIS对香港地区的滑坡灾难进行历史滑坡编录,分析滑坡的时空分布特征和动态和静态环境因素之间的相关关系,对滑坡灾难风险进行评价和危险区域划分〔17〕。
(2) 地质灾难的危险度区划评价
由于各种地质因素本身的不确定性,以及地质因素之间相互功能的复杂性,在收集大量的基础地质环境资料前提下,利用GIS对这些基础资料进行有效地处理来提高数据的可靠性,通过选取合适的评价猜测指标〔18〕,运用恰当的数学分析模型〔19,20,21〕,对探究区进行地质灾难危险性等级的划分,从而为地质灾难的管理及防治和预警决策提供依据。
(3) GIS和专家系统的集成应用
GIS和专家系统的集成应用中,GIS所起的功能主要是管理时空数据,进行空间分析;专家系统所起的主要功能是利用专家知识和空间目标的事实推理判定灾难的危险度〔22〕。二者的结合将使专家经验得到推广,减少野外和室内手工作业工作量,使区域地质灾难的动态管理成为可能。
4 结语
(1)地理信息系统技术已经广泛渗透到了多种学科领域,从比较简单的、单一功能的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统,并向多媒体GIS、智能化、三维、虚拟现实及网络方向发展,新兴的地理信息系统将运用专家系统知识,进行分析、预告和辅助决策。
(2)地理信息系统的开发工具,从专业开发工具的组成结构上,可以归纳为集成式GIS、模块化GIS、组件式GIS和网络GIS等几个主要类别。其中组件式GIS在系统的无缝集成和灵活方面具有优势,代表了GIS系统的发展方向。
(3)地理信息系统在地质灾难探究中的应用方兴未艾,尤其在地质灾难评价和管理、地质灾难的危险度区划评价和GIS和专家系统的集成应用方面进展很快。
以上希望对您有帮助!另外这有个地质灾害论文的网址,可参阅:http://cache..com/c?m=ef&p=9a70d215d9c541fd0be29e2c4a7a&user=