泥石流地质灾害的调查内容描述
① 泥石流调查
泥石流调查即对是爆发泥石流可能危及人民生命财产安全的流域沟谷,针对泥石流的形成要素和泥石流特征,通过调查与判别,区分泥石流沟(含潜在泥石流)和非泥石流沟,确定易发程度和危害等级,并对泥石流沟、潜在泥石流沟的防治方案提出建议。
(一)泥石流调查的工作内容
1.资料收集
在现场调查之前,应收集调查区的气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、地震活动、泥石流发生的历史记录、前人调查研究成果、已有勘查资料和泥石流防治工程文件、与泥石流有关的人类工程活动等资料。
2.自然地理调查
(1)地形调查
主要内容是测量流域形状、流域面积、主沟长度、沟床比降、流域高差、谷坡坡度、沟谷纵横断面形状、水系结构和沟谷密度等地形要素。流域形态对形成泥石流的暴雨径流影响较大,如漏斗形、栎叶形、桃叶形等形态的沟域有利于松散固体物质的启动,易形成泥石流。对流域及其各支沟可用完整系数δ来分析其形成泥石流的可能性,δ值越大,则沟道中洪峰流量也越大。
地质灾害调查与评价
式中:Lw为流域长度,m;Ab为流域面积,km2。
流域面积在1∶100000或1∶50000地形图上,用求积仪法或米格纸法量取。必要时根据勘测界线对形成泥石流的各单元和各影响因素的面积进行量算。
相对高差(反映位能大小)在1∶10000或1∶50000地形图上量取。根据上、中、下游各沟段沟床和山脊的平均高差,山坡最大、最小及平均坡度,各种坡度级别所占的面积比率,编制地貌图、坡度图、沟谷密度图、切割深度图。
沟岸山坡坡度是影响产砂和运动规模的重要因素,一般根据现场测量,或在1∶50000地形图或航片上测量3个以上的山坡坡度的平均值,作为判别其严重程度的依据。
河沟纵坡是影响泥石流运动能量的重要因素,一般采用山口以上河段或用流通区和形成区河段的平均坡降表示,应根据现场调查结果确定,也可由1∶10000或1∶50000地形图或航片资料计算,采用分段统计时按加权平均计算:
地质灾害调查与评价
式中:Ln和In分别代表河段的分段统计长度和分段坡降。
(2)气象调查
对形成泥石流有控制作用的气候特征主要是温度和降水量进行调查。温差变化引起沟域岩石风化加剧和冰雪消融等,可直接导致泥石流。暴雨是我国大多数泥石流产生的主要触发因素。气象调查主要收集或观测各种降水、气温资料。降水资料主要包括多年平均降水量、降水年际变率、年内降水量分配、年降水日数、降水地区变异系数和最大降水强度,尤其是与爆发泥石流密切相关的暴雨日数及其出现频率、典型时段(24h、60min、10min)的最大降水量及多年平均小时降雨量。
(3)水文调查
水文调查主要是收集或推算各种流量、径流特性、主河及下游高一级大河水文特性等数据。
(4)植被与土壤调查
调查流域植被类型与覆盖程度,植被破坏情况,土地利用类型和侵蚀程度等。调查方法和步骤为概查、标准地调查和统计推测。
概查是根据流域具体情况,以坡向、土壤机械组成和肥力状况、地形、高程、水分、植被种群等因子划分土地类型。掌握土地类型及植物群落随地形垂直分布变化的规律性。
标准地调查是对每个土地类型选择2个以上有代表性的标准地进行调查。标准地投影面积:林木类为500~1000m2,灌丛为10~20m2,草本群落为124m2。分别对标准地的坡向、坡位、土壤、植物群落和林灌木地总覆盖率进行调查和测量,并填制表格。
统计推测是通过同一土地类型标准的调查资料的分析,确定该土地类型植物资源的特征,进而统计推测和评价整个小流域的植物资源现状及其分布规律。填写小流域植物资源统计调查表。
3.地质调查
(1)地层岩性调查
查阅区域地质图或现场调查流域内分布的地层及岩性,特别是易形成松散固体物质的第四系、新近系和弱固结地层及软弱岩层的分布与性质。在此基础上,对控制泥石流形成固体物质的老地层、构造破碎带、第四系重点测绘填图。岩性对流域产砂和运动都有重要影响,岩性分为硬岩和软岩两类,硬岩类包括花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩和硅质、钙质胶结的砂砾岩、石灰岩、泥灰岩、白云岩等沉积岩以及片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩;软岩主要包括凝灰岩等火山碎屑岩和泥砂质胶结的砂砾岩、页岩、泥岩、煤等沉积岩以及云母片岩、千枚岩等变质岩。
(2)地质构造调查
查阅区域构造地质图或现场调查流域内断裂的展布与性质、断裂破碎带的性质与宽度、节理的力学性质和密度、褶曲的分布及岩层产状,统计各种结构面的产状与频度。
(3)新构造运动与地震调查
从《1∶400万中国地震烈度区划图》可查知流域地震基本烈度,收集地震资料,包括从地方志查阅历史地震。泥石流活动与6级以上强震关系最为密切,地震活动烈度7度以上,会导致地表土石松动,加剧危岩崩落、山体崩塌、滑坡阻河、泉水涌流或断流、土体震动液化、堰塞湖坝溃决等,为泥石流的形成创造了物质和水耗条件。综合分析未来地震活动趋势,研究地震可能对泥石流的触发作用,以及地震对防治工程场址的影响,为抗震设计提供依据。从地震资料、地质构造、流域地貌、火山活动、地球物理异常(重力、地磁、地热异常等)诸新构造运动的表现分析新构造运动。
(4)不良地质体与松散固体物质调查
调查流域内不良地质体(如危岩、潜在崩滑体等)与松散固体物源的位置、储量和补给形式。
崩塌、滑坡及水土流失的严重程度分四等。
1)严重:崩塌、滑坡等重力侵蚀严重,多深层滑坡和大中型崩塌,植被覆盖率小于10%,表土疏松,冲沟十分发育。
2)中等:崩塌、滑坡发育,多浅层滑坡和中小型崩塌,有零星植被覆盖,冲沟发育。
3)轻微:有零星小型崩塌、滑坡和冲沟存在。
4)一般:无崩塌、滑坡和冲沟或其发育轻微。
沿沟松散物储量是影响泥石流规模的重要因素,可通过现场调查或航片分析计算确定。松散堆积体严重程度标准:
1)严重:有30m以上高边坡松散堆积,总储量W>1.0×104m3/km2。
2)中等:有10~30m高边坡松散堆积,总储量W=(0.5~1.0)×104m3/km2。
3)轻微:有10m以下高边坡松散堆积,总储量W<0.5×104m3/km2。
(5)水文地质调查
调查地下水尤其是第四系潜水及其出露情况,以及岩溶负地形及消水能力。
4.人类活动调查
主要调查与泥石流形成有关的人类活动。
1)泥石流区人类活动调查:泥石流活动范围内人类生产、生活设施状况,特别是沟口、泥石流堆积扇上居民点、工农业相关基础设施、泥石流沟槽挤占情况。
2)水土流失调查:主要调查植被破坏、毁林开荒、陡坡垦殖、过度放牧、乱砍滥伐等造成的水土流失情况。
3)弃土弃渣调查:主要调查筑路弃土和厂矿企业弃渣及其挡渣措施。
4)水利工程调查:主要对可能溃决形成泥石流的病险水库、输水线路的安全性、发生原因、条件、危害性和溃决条件进行详细调查。
5.冰川泥石流的调查内容
1)冰雪融水泥石流的调查:调查冰川U形谷的地貌特征,沿谷分布的冰碛物、冰水堆积物的堆积规模、特征和稳定性,冬季、春季雪崩、冰崩的规模和频度,春季冰雪融水的径流量及其时间分布,冰川和积雪的面积,雪线变化等。
2)冰湖溃决泥石流的调查:主要调查冰川舌的进退及可能发生的冰滑坡,冰湖面积、水量与水深,阻湖终碛堤的空间形态和物质特征,冰湖下游的沟谷形态和支沟径流,沿沟的冰碛物和冰水堆积物等。
6.泥石流活动性、险情、灾情调查
1)泥石流特征调查:通过查阅历史资料和现场访问调查泥石流爆发的时间、次数、持续过程、有无阵性、堵溃、断流、龙头高度、流体组成、石块大小、泥痕位置、响声大小等泥石流特征。
2)泥石流引发因素调查:调查发生泥石流前的降雨时间、雨量大小、冰雪崩滑、地震、崩塌滑坡、水渠渗水、冰湖和水库溃决等引发因素。
3)泥石流堆积扇调查:调查泥石流堆积扇的分布、形态、规模、扇面坡度、物质组成、植被、新老扇的组合及与主河(主沟)的关系,堆积扇体的变化,扇上沟道排泄能力及沟道变迁,主河堵溃后上下游的水毁灾害。
4)既有防治工程调查:调查既有泥石流防治工程的类型、规模、结构、使用效果、损毁情况及损毁原因。
5)泥石流危害性调查:①泥石流危害作用方式调查,调查泥石流侵蚀(冲击、冲刷)的部位、方式、范围和强度,泥石流淤埋的部位、规模、范围和速率,泥石流淤堵主沟的原因、部位、断流和溃决情况,泥石流完全堵塞或部分堵塞主河的原因、现状、历史情况及溃决洪水对下游的水毁灾害;②泥石流危害区的划定,确定泥石流危险区的范围,参考表5-5。
表5-5 泥石流活动危险区域划分
(据《泥石流灾害防治工程勘查规范》)
7.提交泥石流调查报告
泥石流调查报告应包括以下主要内容:
1)泥石流沟判别结果;
2)泥石流特征;
3)泥石流危险区;
4)泥石流危险性分级;
5)场地适宜性评价;
6)泥石流防治方案建议;
7)附图及相关资料。
(二)泥石流活动性、危险性的调查评判
在一般调查的基础上,为对泥石流活动性、危险性进行判别决策,开展进一步调查。根据服务对象,可分为区域性泥石流活动性判别、单沟泥石流活动性判别、泥石流危险性评估和泥石流防治评估决策等四类调查判别。
1.单沟泥石流活动性调查判别
1)调查范围:以泥石流发育的小流域周界为调查单元。主河有可能被堵塞时,应扩大到可能被淹没的范围和主河下游可能受溃坝水流波及的地区。
2)调查的主要内容:应突出以下重点。
·确认诱发泥石流的外动力:诱发泥石流的外动力有暴雨、地震、冰雪融化、堤坝溃决。其中暴雨资料包括气象部门或泥石流监测专用雨量站提供的该沟或紧邻地区的年、日、时和10min最大降雨量和多年平均雨量、前期降雨及前期累计降雨量等。对冰川泥石流地区,应增加日温度、冰雪可融化的体积、冰川移动速度、可能溃决水体的最大流量的调查。
·沟槽输移特性调查:实测或在地形图上量取河沟纵坡、产砂区和流通区沟槽横断面、泥沙沿程补给长度比、各区段运动的巨石最大粒径和巨石平均粒径,现场调查沟谷堵塞程度、两岸残留泥痕。
·地质环境调查:根据资料了解震级和区域地质构造概况、按《泥石流沟及易发程度数量化评分表》(表56)中的要求实地调查核实,并按流域环境动态因数综合分级确定构造影响程度。现场调查流域内的岩性,按软岩、黄土、硬岩、软硬岩互层、风化节理发育的硬岩等5类划分。
·松散物源调查:调查崩塌、滑坡、水土流失(自然的、人为的)等的发育程度,不稳定松散堆积体的处数、体积、所在位置、产状、静储量、动储量、平均厚度、弃渣类型及堆放形式等。
·泥石流活动史调查:调查发生年代、受灾对象、灾害形式、灾害损失、相应雨情、沟口堆积扇活动程度及挤压大河程度,并分析当前所处的泥石流发育阶段(表5-4)。
·防治措施调查:调查防治建筑物的类型、建设年代、工程效果及损毁情况。
表5-6 泥石流沟及易发程度数量化评分表
续表
(据《泥石流灾害防治工程勘查规范》)
3)单沟泥石流活动强度:按表57判别。
表5-7 泥石流活动强度判别表
(据《泥石流灾害防治工程勘查规范》)
2.泥石流活动危险性评估
泥石流活动危险性评估在泥石流活动性调查的基础上进行。
(1)泥石流活动危险性评估的核心
泥石流活动危险性评估的核心是通过调查分析确定泥石流活动的危险程度或灾害发生的几率。暴雨泥石流活动危险程度或灾害发生几率的判别式:
危险程度或灾害发生几率(D)=泥石流的致灾能力(F)/受灾体的承(抗)灾能力(E)
D<1,受灾体处于安全工作状态,成灾可能性小;
D>1,受灾体处于危险工作状态,成灾可能性大;
D≈1,受灾体处于灾变的临界工作状态,成灾与否的几率各占50%,要警惕可能成灾。
(2)泥石流的综合致灾能力F
按表58中四因素分级量化总分值判别:
当F=13~16时,泥石流的综合致灾能力很强;
当F=12~10时,泥石流的综合致灾能力强;
当F=9~7时,泥石流的综合致灾能力较强;
当F=6~4时,泥石流的综合致灾能力弱。
表5-8 致灾体的综合致灾能力分级量化
注:“活动强度”按表5-7确定;“活动规模”按表5-2确定;“发生频率”按泥石流爆发频率分类确定。
(据《泥石流灾害防治工程勘查规范》)
(3)受灾体的综合承灾能力E
按表5-9中四因素分级量化总分值判别:
当E=4~6时,受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力很差;
当E=7~9时,受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力差;
当E=10~12时,受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力较好;
当E=13~16时,受灾体(建筑物)的综合承(抗)灾能力好;
表5-9 受灾体的综合承灾能力分级量化
(据《泥石流灾害防治工程勘查规范》)
3.泥石流防治评估决策
1)根据综合致灾能力和受灾体的综合承灾能力进行治理紧迫性分析:根据泥石流综合致灾能力的强弱和受灾体的综合承灾能力的好坏进行灾害性泥石流治理紧迫性分析(表5-10)。灾害性泥石流治理紧迫性判别结果,可作为灾害性泥石流治理可行性综合评判的依据之一。
表5-10 泥石流治理紧迫性分析一览表
注:表中“Ⅰ”为治理紧迫;“Ⅱ”为治理较紧迫;“Ⅲ”为以预防为主。
(据《泥石流灾害防治工程勘查规范》)
2)提出勘查方案:根据泥石流综合危害性评价和泥石流治理紧迫性评价,对需要进行治理的灾害性泥石流提出勘查方案。
此外,根据泥石流调查结果,还要按灾害性泥石流的危害性、治理的紧迫性、发生频率、防治的经济合理性、治理难易程度等要素进行模糊综合评判,以确定防治工作方向和阶段。
(三)泥石流调查的主要方法
1.以地面调查为主
不需要动用勘探手段,以地面调查为主,充分利用卫片、航片、地形图、水文气象资料和地方志等宏观资料。
2.调查路线
调查路线先从泥石流堆积扇的水边线开始,沿河沟步行调查到沟缘,再上到分水岭俯览全流域进行宏观了解后返回。
3.对泥石流堆积扇重点调查内容
1)堆积扇形态及发育的完整性:堆积扇的发育状态反映了主沟和支沟输砂能力的相互组合关系,泥石流沟口一般都残留有堆积扇。其与冲洪积扇的区别见表5-3。
2)泥石流堆积扇挤压主河的程度:泥石流堆积扇挤压主河的程度根据主河河形是否发生挤压变形和主流是否受挤偏移岸来判别,并按弯曲和偏移程度定级。
3)堆积扇前沿及扇上巨石粒径与平均粒径测量:用线格法或网格法测量50~100个巨石的三轴尺寸,计算几何平均粒径,作为工程设计与评估该沟泥石流能级的参考。
4)叠置形式:叠瓦式的逆向堆积表明泥石流活动在减弱,前进覆盖式堆积表明泥石流活动在增强。沟口泥石流堆积活跃程度分为四等,即严重、中等、轻微、一般,确认如下:
·严重:沟口大河对岸为非岩石岸壁时,大河河型受堆积扇控制,发生弯曲或堵塞断流,主流明显受堆积扇挤压偏移,扇形地发育,新旧扇叠置,扇面一次冲淤变幅在0.5m以上。
·中等:河型无较大变化,仅主流受迫偏移,有扇形地,新旧叠置不明显,扇面一次冲淤变幅在0.2~0.5m范围内。
·轻微:河型无变化,大河主流在高水位时无偏移,在低水位时有偏移,扇形地时有时无,无叠置现象,扇面一次冲淤变幅<0.5m。
·一般:河型无变化,主流不偏,无沟口扇形地。
4.泥石流形成区调查
主要调查不良地质体的发育状况、松散物源的规模、性质、分布、产状、稳定性、补给长度、植被覆盖率、河沟冲淤变幅、堵塞情况等。
1)泥沙沿程补给长度是决定泥石流形成规模和运动的重要条件,泥沙沿程补给长度比是一个综合反映泥沙补给范围和补给量的重要参数,按下式计算:
泥沙沿程补给长度比(%)=泥沙沿程补给长度/主沟长度
2)泥沙沿程补给长度是沿主沟长度范围内两岸及沟槽底部泥沙补给段(如崩塌、滑坡、沟蚀等)的累计长度,在同一河段内同时存在几个不同补给源时,只取其中最长的一段长度计入累计长度。
3)泥沙沿程补给长度比主要按现场调查结果计算确定,也可根据航片资料确定。
5.流通区调查
重点调查河沟的纵、横剖面形态的几何尺寸,河床坡度、糙率,河沟两岸山坡坡度、稳定性等。泥石流流通区和形成区的弯道变形与洪水河道的弯道变形形态相反,是凹岸淤积、凸岸冲刷。
② 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。
③ 地质灾害调查
进入世纪以后,在社会变革和科技进步的双重驱动下,全球经济进入快速发展阶段。与此同时,自然灾害发生频次不断增加,环境污染日益扩大,成为威胁经济社会发展的重大问题。据联合国国际减灾战略机构统计,重大地质灾害从1900~1909年的40次增长到2000~2009年的358次(图6-3)。为了应对日益增多的自然灾害所带来的巨大挑战,20世纪80年代末,联合国大会上通过关于成立国家减灾委员会的决议,提出“国际减轻自然灾害十年”计划,由此推动各国政府把减轻灾害列入国家发展规划。针对地质灾害,专门成立了国际滑坡研究组等组织,实施全球地质灾害编图计划。2000年联合国通过了国际减灾战略,成立了相应的国际减灾战略机构,继续推进各国的减灾行动。2005年1月,第二届世界减灾大会在日本神户召开,与会专家学者们一致呼吁加强区域综合减灾能力建设,提高应急管理水平,从而实现区域的可持续发展。目前,各个国家的地质调查部门均把地质灾害的调查、监测和防治作为其重要的工作内容。
图6-3 1900~2009年世界地质灾害发展趋势示意图
美国地质调查局长期致力于滑坡、地震、火山等地质灾害的研究和预警预报工作。经过长期的积累与努力,美国地质调查局成为世界公认的滑坡灾害权威机构,设有国家滑坡信息中心,负责滑坡灾害研究并提供实时灾害信息。2000年,美国地质调查局制定了《国家滑坡灾害减灾战略》,确定了美国减轻滑坡灾害的重点工作方向,包括滑坡过程与发生机制研究、灾害填图与评估、实时监测、信息收集传输与解译、指导与培训、公众教育、灾害防治、应急反应与救灾9大方向[8]。目前,正在执行滑坡灾害项目2005~2010年规划,强调采用新的机理模型和监测技术来研究滑坡灾害。挪威地质调查局和挪威岩土工程研究所等机构联合开发建立国家滑坡灾害数据库,对挪威境内的滑坡进行登记入库,包括灾害分布图、危险性分区图、滑坡历史数据、灾害评价资料等。从2004年开始,挪威地质调查局负责进行全国的滑坡灾害填图。澳大利亚1994年启动的国家环境地质科学填图协议,把灾害调查、灾害风险评估作为其中一项重要的内容。澳大利亚地球科学机构与地方政府合作进行滑坡灾害调查与评估工作,重点对发生滑坡的区域开展灾害预测,对滑坡易发区进行灾害风险评估。日本泥石流灾害发生频繁,不得不投入大量的人力、财力进行泥石流灾害研究,取得了显著的成效。近年的研究工作重点强调利用先进技术建立泥石流原型综合观测系统,同时进行一系列规模大小不一的模拟实验,开展泥石流产生、搬运和堆积机理的理论研究[9]。
近年来,国外地质灾害调查的主要研究集中在以下几个方面:
(1)地质灾害数据库及灾害的风险填图。例如,意大利建立了GEOS数据库,收集的数据包括岩石、古今滑坡、对人造建筑的损害、土壤最易过饱和和滑动的地区、河道特征等。根据需要,可以绘制各种1∶10万至1∶25万比例尺的图件,如脆弱性图、洪水多发区图等。加拿大启动了自然灾害填图项目,目的是提供加拿大自然灾害的背景信息,包括历史事件数据和风险图等。美国编制了自然灾害风险图,表明了易受各类自然灾害危险的地区。
(2)地质灾害预测和预警系统。在进行灾害预警系统研究中,广泛采用了现代化的技术方法。例如美国采用GIS技术确定各个地区对地震灾害的脆弱性,并实时监控地质活动带获取相关数据。
(3)先进技术在地质灾害调查中的应用。例如,采用遥感技术对中小流域地质灾害进行区域性评价,查明地质灾害时空分布规律,结合地面调查划分地质灾害危险性等级。同时将灾害危险性等级与土地资源的可利用性联系起来,使地质灾害研究成果更容易为公众所接受,扩大成果的应用服务。
(4)灾害系统和灾害链的研究。研究表明,各种地质灾害的发生有着成生联系,往往会发生连锁反应,例如大洪水常伴生有滑坡、泥石流、地面塌陷等灾害。由于灾害的共生性使灾害事件和灾害系统非常复杂,对单一灾害的研究往往不能解决实质性的问题,各国加强了对地质灾害系统的研究。
④ 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。
⑤ 滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报
气象因素是诱发滑坡、泥石流等地质灾害的关键因素,开发基于Web-GIS和实时气象信息的实时预警预报系统,实现地质灾害实时预警预报与网络连接的地质灾害预警预报与减灾防灾体系,对可能遭受的地质灾害进行实时预警预报,及时广泛地发布预警信息,有利于实现科学高效、快速地开展灾害防治,从而最大限度地减少灾害损失,保护人民生命财产安全,变被动防治为主动防治地质灾害。
一、滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报的主要依据
区域地质灾害(滑坡、泥石流等)空间预测主要是圈定地质灾害易发区,也就是前面论述的地质灾害危险性评估与区划。在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,分析研究滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱发因素,研究同一地质环境区域,在不同气象条件下发生地质灾害的统计规律和内在机理,通过确定有效降雨量模型、降雨强度模型、降雨过程模型的临界阀值,建立基于实时动态气象信息的区域地质灾害预警预报时空耦合关系,从而对区域性的滑坡、泥石流等地质灾害进行危险性时空预警预报。
根据研究区域的地质条件、灾害调查情况、气象条件等,划分地质灾害易发区等级,统计已发生滑坡、泥石流等地质灾害与有效降雨量、24小时降雨强度的相关性,确定出不同易发区不同等级的临界降雨量(I、II),作为判别分析的阀值,确定降雨量危险性等级。降雨量小于I级临界降雨量的为低危险性,降雨量介于Ⅰ-Ⅱ级临界降雨量之间的为中危险性,降雨量大于II级临界降雨量的为高危险性。
将各单元的有效降雨量与临界有效降雨量进行对比,确定出各单元的降雨量危险性等级,将降雨量危险性等级和地质灾害易发区等级进行叠加,叠加结果见表3-4和图3-2,对应于4个不同的易发区把地质灾害预警预报等级划分为5级:其中,3级及3级以上为预警预报等级,5级为预警预报区的最高等级,1级和2级为不预警区,不同的预警预报等级采用不同的颜色予以表示。3级预警区是指应加强对灾害点的监测地区;4级预警区是指应密切加强对灾害点监测的地区,采取一定的防范措施;5级预警区是指应全天对灾害点进行监测,直接受害对象尤其是住户和人员在必要时应该采取避让措施。在预警预报中,3级为注意级,4级为预警级,5级为警报级。
表3-4 地质灾害预警区等级划分表
图3-2 区域地质灾害宏观预警构建思路示意图
我国自2003年开展全国地质灾害气象预警预报工作以来,一些专家学者就致力于预警预报模型方法的研究与探索,主要经历了两个阶段。
第一阶段,2003~2006年,采用的是第一代预警方法,即临界雨量判据法。该方法的主要原理是根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系统计分析结果,以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件,进行一级分区;以区域分水岭、历史滑坡泥石流事件分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等,进行二级分区;将全国划分为7个预警大区、74个预警区;并分区开展历史地质灾害点与实况降雨量之间的统计关系,确定各预警区诱发滑坡泥石流灾害的临界雨量,建立预警预报判据模板(图3-3);利用全国地质灾害数据库和县市调查信息系统中的地质灾害样本和中国气象局提供的降雨资料,通过统计分析,确定地质灾害发生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的临界雨量作为判据模板,建立地质灾害气象预警预报模型,开展地质灾害预警预报。
图3-3 预警预报判据模板
第二阶段,即第二代预警方法。2006~2007年,“全国地质灾害气象预警预报技术方法研究”项目设立,开展了全国地质灾害气象预警预报方法升级换代的研究工作。刘传正教授提出了地质灾害区域预警理论的三分法,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法;并提出了显式统计预警方法(称为第二代预警方法)设计思路。该方法改进了第一代预警方法中仅依靠临界过程雨量方法的局限,实现了临界过程降雨量判据与地质环境空间分析相耦合。2007年该项工作取得初步研究成果,经完善后已在2008年全国汛期预警工作中正式使用。
根据地质灾害区域预警原理和显式预警系统设计思路,具体预警模型建立过程如下:
(1)地质灾害预警分区。将全国分为7个预警大区,分区建立预警模型。
(2)地质灾害气象预警信息图层编制。充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等,共编制预警信息图层30个。
(3)地质灾害潜势度计算。探索一条计算地质灾害潜势度的计算方法,根据历史地质灾害点分布情况,采用不确定系数法计算地质环境CF值、采用项目组创新提出的权重确定法确定权重,从而计算地质灾害潜势度。
(4)统计预警模型建立。以10km×10km的网格进行剖分,将地质灾害潜势度、历史灾害点当日雨量、前期雨量作为输入因子,地质灾害实发情况作为输出因子,采用多元线性回归方法,建立预警指数计算模型,从而确定预警等级。
二、美国旧金山湾滑坡泥石流气象预警系统
目前世界上滑坡泥石流灾害气象预警主要是依据美国旧金山湾滑坡泥石流预警系统提出的临界降雨阀值的方法。该系统在1985年至1995年期间运行了10年,后因种种原因被迫关闭。它是世界上运行时间最长的滑坡泥石流预警系统,其经验值得思考。
Campbell从1969年开始研究洛杉矶滑坡发生机制,1975年提出了建立基于国家气象局(NWS)降雨预报和(前多普勒)雷达影像的洛杉矶泥石流预警系统的设想。Campbell指出,泥石流预报还是可能的,可通过降雨强度和持续时间的监测,并与根据降雨-滑坡发生概率的关系所建立的临界值进行比较,进行泥石流灾害等级的等级预报。一旦超过临界值,就要对居住在山脚下的居民发出预警,撤离危险地,最大程度地减少灾害损失。Campbell提出的泥石流预警系统由以下方面构成:①雨量计观测系统,记录每小时的降雨量;②具有能够识别暴雨地区降雨强度中心的气象编图系统;将降雨数据标绘在地形(坡度)图及相关滑坡影响图上;③实时采集数据和预警管理和通讯网络。
1982年1月初,灾难性暴雨袭击了旧金山湾地区,引发了数以千计的泥石流及其他类型的浅层滑坡。经济损失达数百万美元,25人死亡。尽管该地区的人们得知暴雨预报,但并没有得到任何关于滑坡、泥石流的警报。尽管Campbell提出的建议没有在旧金山湾地区得以实施,但1982年的这场灾难性事件使得建立泥石流预警系统变得十分紧迫和必要。
图3-4 加州La Honda的泥石流降雨临界线
Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨临界线(图3-4)。他们用年均降雨量(MAP)对临界降雨持续时间和临界降雨强度进行了修正(标准化),即将临界降雨强度修正为临界降雨强度/年均降雨量(MAP)。他们建立的滑坡降雨临界值是旧金山湾地区泥石流预警系统的基础。1986年2月旧金山湾地区连降暴雨,美国地质调查局和国家气象局联合启动了泥石流灾害预警系统,通过NWS广播电台系统发布了两次公共预警。这是美国首次发出的泥石流灾害预警。该次暴雨引发了旧金山湾地区数以百计的泥石流,造成1人死亡,财产损失达1000万美元。如果不是预警系统的准确预报,损失将会更加严重。
1986年的泥石流灾害预警是根据Cannon和Ellen(1985)确定的经验降雨临界值发布的。1989年Wilson等人在该经验降雨临界值的基础上,建立了累积降雨量/降雨持续时间关系曲线,对不同的规模和频率的泥石流确定不同的临界值降雨量。据此USGS滑坡工作组进行泥石流灾害预报。
Wilson自1995年一直研究困扰早期滑坡预警系统的泥石流降雨临界值强烈受局部降水条件(地形效应)影响的难题。
如前所述,Cannon(1985)建立的旧金山湾地区的区域泥石流降雨临界值,试图用长期降雨量(MAP)来修正地形效应的影响。MAP是用来描述长期降雨气候条件最常用的参数,可从标准气象图中获得。Cannon建立MAP标准化临界值,是滑坡预警系统的主要技术基础。然而,正如Cannon本人所说,在早期滑坡预警系统运行过程中,发现降雨少的地区ALERT系统的雨量数据会产生“假警报”,反映了MAP标准化会出现低MAP地区的不一致性问题。后来Wilson(1997)将旧金山湾地区的MAP标准化方法应用到南加州和美国太平洋西北部地区,出现了明显的低估或高估降雨临界值的问题。
降雨量作为参数实际上反映了暴雨规模和频率两个综合作用过程。美国太平洋西北部地区降雨量频率高但每次降雨量小,导致年均降雨量大;而南加州地区则降雨频率小但每次降雨量大,结果是年均降雨量小。年均降雨量标准化方法应识别出那些“极端”的降雨事件,即降雨量远远超过那些频率高但降雨量小的暴雨事件。因此,对于估计泥石流降雨临界值来说,单个暴雨的规模要比降雨频率重要得多。
长期的气候作用使斜坡本身达到了一种重力平衡状态,即斜坡入渗与蒸发及地表排水之间达到了平衡。这种长期的平衡作用过程可能包含着无数已知和未知的机制。斜坡土壤的岩土工程性质、地表排水率及水网分布、本土植被都可能对局部气候产生影响。Wilson用日降雨规模—频率分析,重新检查了年均降水量标准化临界值的不一致性。在年均降雨量低的旧金山湾地区,泥石流的降雨临界值高于MAP标准化的预测值。Wilson提出了参考的泥石流降雨临界值,这有益于研究降雨与地表排水之间的相互作用。Wilson的研究表明,5年暴雨重现率可以代表降雨频率与侵蚀率的优化组合关系。对三个具有明显不同降雨气候模式的不同地区(南加州洛杉矶地区、旧金山湾地区、太平洋西北部地区),采集了触发致命泥石流灾害事件的历史雨量数据,建立了(引发广泛泥石流发生)历史上触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与参考降雨值(5年暴雨重现值)之间的关系曲线(图3-5)。该关系曲线可用来估计泥石流的降雨临界值,与Cannon的MAP标准化降雨临界值相比,特别是可以在更加可靠点的范围内通过插值估计出特定地点(特别是受地形效应影响的山区)的临界值。
图3-5 历史触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与
尽管旧金山湾地区的滑坡泥石流气象预警系统在1995年关闭了,但自1995年以来没有停止对降雨/泥石流临界值方面的研究。这些研究加深了对降雨、山坡水文条件、长期降雨气象条件和斜坡稳定性之间相互作用的认识,这将为旧金山湾地区乃至世界其他地区的滑坡气象预警工作奠定很好的科学基础。
三、降雨监测与预报
旧金山湾地区滑坡预警系统运行的十年间,当地NWS的天气预报主要依靠1987年2月发射的气象卫星GOE-7(1997年被GOES-10所取代)。每隔30分钟,GOES气象卫星传送覆盖从阿拉斯加湾至夏威夷的北美西海岸云团图像。根据这些图像,当地NWS可以估计出大暴雨的速度、方向和强度。图像中的红外波谱图像还能指示云团的温度,它是估计降雨强度的重要信息。另外,地面气象观测站可获得大气压、风速、温度、降雨数据,与卫星气象数据雨季NWS国家气象中心提供的长期天气趋势预报信息相结合,当地NWS天气预报办公室综合分析这些数据,准备和提供定量天气预报(QPT),一天发布两次加州北部和南部地区未来24小时天气预报。
雨量监测(ALERT)系统能远距离自动采集高强度降雨观测数据,并将数据传送到当地实时天气预报中心。到1995年,旧金山湾地区ALERT系统已建立了60个雨量观测站点(图3-6)。尽管每个站点的建立得到了NWS的支持,但每个站点的设备购买、安装和维护则由其他联邦、州和地方政府机构负责。从1985年到1995年滑坡预警系统运行期间,USGS一直负责维护设在加州Menlo公园的ALERT接收器和数据处理微机系统。
要评估即将到来的暴雨是否会引发泥石流灾害,要考虑两个临界值:①前期累积降雨量(即土壤湿度);②临近暴雨的强度和持续时间的综合分析。为此,USGS滑坡工作组在La Honda研究区安装了浅层测压计,并对土壤进行了监测。如果测压计首先显示出对暴雨的强烈反应,即认为已达到前期临界值。通常冬至后需几个星期的时间才能使土壤湿度超过前期临界值,之后要随时关注暴雨强度和持续时间是否足以触发泥石流灾害。
图3-6 1992年旧金山湾滑坡预警雨量监测系统—ALERT
四、泥石流灾害预警的发布
当暴雨开始时,开始监测降雨强度,估计暴雨前锋到来的速度。根据观测的降雨量,结合当地NWS的定量降雨预测(QPF);与建立的泥石流降雨临界值进行对比分析,确定泥石流灾害的类型和规模。NWS和USGS的工作人员共同参与该阶段的工作,向公众发布三个等级的泥石流灾害预警:即①城市和小河流洪水劝告(urban and small streamsflood advisory);②洪水/泥石流关注(flash-flood/debris-flow watch);③洪水/泥石流警报(flash-flood/debris-flow warning)。在1986年至1995年间,多次发布了不同级别的泥石流灾害预警。
五、小结
滑坡和泥石流灾害的危险性预测主要是通过灾害产生条件分析,预测区域上或某斜坡地段将来产生滑坡泥石流灾害的可能性,圈定出可能产生滑坡泥石流灾害的影响范围及活动强度。滑坡泥石流灾害危险性预测的指标体系结构层次如图3-7所示,根据滑坡泥石流灾害危险性预测的研究对象的差异性,可从三种研究尺度建立滑坡泥石流灾害危险性预测指标体系。
图3-7 地质灾害空间预测指标体系结构层次图
区域性滑坡泥石流灾害危险性预测就是通过分析滑坡泥石流灾害在区域空间分布的聚集性及规律性,圈定出滑坡泥石流灾害相对危险性区域,从而为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供依据。不同的预测尺度对应于不同的勘察阶段和研究精度。滑坡泥石流灾害危险性区划对应于可行性研究阶段,要求对拟开发地域工程地质条件的分带规律进行初步综合评价,确定滑坡泥石流灾害作用发生的可能性及敏感性,提交的成果是区域工程地质条件综合分区图和地质灾害预测区划图。
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⑦ 汛期地质灾害应急调查包括哪些内容
降雨是引发地质灾害的重要原因。因此,在每年汛期来临之前应该对可能发生灾害的隐患点进行排查,制定专门的防灾预案;在汛期,特别是暴雨期间应该进行应急调查。
(1)滑坡前缘宏观调查。当滑坡前缘出现地面鼓胀、地面反翘或者建筑物地基出现错裂时,应注意详细查看滑坡整体的变形拉裂情况,并应向当地主管部门报告异常情况,请具有滑坡知识的专业人员到现场进一步察看。
滑坡前缘隆起
滑坡前缘挡土墙下地基冒水,阻滑力差,易于破坏
(2)滑坡中部宏观调查。当滑坡稳定性较差时,可能在滑坡中部出现地面拉裂缝、次级台阶,并使建筑物出现有规则的拉裂变形。但是,应注意由于局部地形起伏或由于人工堡坎和挡墙未坐落在稳定的地基体上而出现地面裂缝,或由于建筑质量差而开裂,不要误判为滑坡的变形滑动。
滑坡中部变形导致建筑物鼓胀错裂
堡坎未坐落在稳定地基上,局部滑坍
(3)滑坡后部宏观调查。当滑坡后缘出现贯通性的弧形拉裂,并出现向后倾斜的下座拉裂台阶时,必须尽快采取避让措施,将滑坡区的居民尽快转移,并及时向当地主管部门报告。
后缘新出现弧形贯通下错裂缝,显示滑坡将发生整体滑动(四川丹巴,2006)
(4)崩塌宏观调查。当高陡斜坡危岩体后缘裂缝明显拉张或闭合,出现新生的裂缝,应该进一步进行地面调查,横跨裂缝布置若干简易监测剖面,了解变形拉裂情况,并向当地主管部门报告。当危岩体下部出现明显的压碎张裂带,并形成与上部贯通的裂缝时,表明发生崩塌的危险极高,应该及时采取避让措施,并及时向当地主管部门报告,请具有地质灾害知识的专业人员到现场进一步察看。
(5)泥石流宏观调查。泥石流沟口通常是发生灾害的重要地段。在应急调查时,应该加强对沟口的调查。仔细了解沟口堆积区和两侧建筑物的分布位置,特别是新建在沟边的建筑物。调查了解沟上游物源区和行洪区的变化情况。应注意采矿排渣、修路弃土、生活垃圾等的分布,这些物质在暴雨期间可能会形成新的泥石流物源。
民居建于泥石流沟边,特别是上游滑坡堵沟溃决时,非常危险
(6)地质灾害高发区房屋的调查。要按照“以人为本”的原则,针对地质灾害高发区点多面广的难题,集中力量对有灾害隐患的居民点或村庄的房屋和房前屋后开展调查。
对建于山区的已出现地面开裂房屋,要加强监测
位于崩塌隐患前缘的房屋,汛期应纳入地质灾害预案
汛前应开展房屋周边地质灾害巡查,及时发现隐患
⑧ 汛期地质灾害应急调查包括哪些内容
降雨是引发地质灾害的重要原因。因此,在每年汛期来临之前应该对可能发生灾害的隐患点进行排查,制定专门的防灾预案;在汛期,特别是暴雨期间应该进行应急调查。
(1)滑坡前缘宏观调查。当滑坡前缘出现地面鼓胀、地面反翘或者建筑物地基出现错裂时,应注意详细查看滑坡整体的变形拉裂情况,并应向当地主管部门报告异常情况,请具有滑坡知识的专业人员到现场进一步察看。
汛前应开展房屋周边地质灾害巡查,及时发现隐患(海南三亚,2005)
⑨ 地质灾害调查与预警
一、部署重点
开展我国西南山区、黄土高原、湘鄂桂山区等主要地质灾害高易发区地质灾害详细调查,建立典型地质灾害监测预警区;完善长江三角洲、华北平原和汾渭盆地地面沉降监测网,开展珠江三角洲、东北平原等地区地面沉降调查,开展京沪、大同—西安等高速铁路沿线地面沉降与地裂缝详细调查。
二、部署建议
(一)全国地质灾害调查监测综合评价
1.工作现状
完成了全国1:50万以地质灾害为主的环境地质调查与综合研究,完成了700个县(市)的县市地质灾害调查成果集成,正在开展1640个县(市)的县市地质灾害调查成果集成。2005年起,开展1:5万地质灾害详细调查数据库建设及成果初步梳理工作。开展地质灾害气象预警技术方法研究,逐步提高我国区域地质灾害预警预报技术水平。
但随着详细调查与监测预警示范的大规模铺开,需要进一步进行数据的整理、分析与综合集成,并在研究基础上编制满足国家层面需求的系列图系。
2.工作目标
总体目标:整合地质灾害详细调查成果,分析地质灾害发育分布规律,划定地质灾害易发区,搭建综合研究技术平台和信息化平台,建立全国地质灾害数据库。整合监测预警示范区成果,研究监测预警网络建设模式,形成全国地质灾害监测预警信息平台。完善地质灾害调查与监测技术规程与技术要求,综合研究并编制满足国家需要的地质灾害系列图系。
“十二五”期间:建立地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。总结地质灾害调查成果,开展区域地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。总结地质灾害监测预警示范区建设成果,搭建地质灾害监测预警信息平台。
“十三五”期间:完善地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。进一步总结地质灾害调查成果,形成全国和省级地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。系统总结地质灾害调查与地质灾害监测成果,形成全国地质灾害早期预警区划。
3.工作任务
完成全国1:5万地质灾害调查与典型预警示范区建设成果的汇总、集成与综合研究。搭建1:5万地质灾害调查综合研究技术平台和信息化平台,建立全国地质灾害数据库。搭建全国地质灾害监测预警信息平台,完善早期预警产品发布体系。总结修订《崩塌、滑坡、泥石流1:50000调查规范》,完成全国地质灾害早期预警区划,编制全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。
“十二五”期间:对西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查成果进行集成,建立1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求;完成11个地质灾害监测预警示范区成果综合研究,搭建全国地质灾害监测预警信息平台,初步建立全国地质灾害早期预警区划。
“十三五”期间:完成西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查成果集成,完善1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求。完成全国30个地质灾害监测预警示范区成果综合研究,形成建立全国地质灾害早期预警区划。编制完成全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。
(二)西北黄土高原区1:5万地质灾害调查
1.工作现状
完成了以省(区、市)为单元的西北省区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、263个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在46个县近10万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在西北黄土高原区及秦巴山区中,仍有处于地质灾害高、中易发区的191个县近54万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害调查工作。
2.工作目标
以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西北黄土高原区及秦巴山区20万平方千米(191个县)的1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间:开展西北地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查,基本查清区内地质灾害分布发育规律,逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。
“十三五”期间:继续开展地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查,查清区内地质灾害分布发育规律,形成西北地区地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划,显著提高我国地质灾害防治水平。
3.工作任务
开展西北地区地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;完善地质灾害易发性和危险性区划;健全完善地质灾害群测群防体系,建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成西北地区高、中易发区调查。在调查基础上,完善地质灾害易发性和危险性区划,健全完善地质灾害群测群防体系,探索建立地质灾害风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间:开展西北黄土高原区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查。
“十三五”期间:继续开展西北黄土高原区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查。
(三)西南山区1:5万地质灾害调查
1.工作现状
完成了以省(区、市)为单元的西南山区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、423个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在29个县(近10万平方千米)开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力支持并完善了地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在西南山区,仍有处于地质灾害高、中易发区的190个县近75万平方千米需要尽快开展地质灾害详细调查工作。
2.工作目标
总体目标:以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西南山区、藏东地区75万平方千米,1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间:开展西南川滇山区、藏东地区等地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查,基本查清区内地质灾害分布发育规律,逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。
“十三五”期间:继续开展西南川滇山区、藏东地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查,查清区内地质灾害分布发育规律,形成全国地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划。显著提高我国地质灾害防治水平。
3.工作任务
开展西南川滇山区、藏东地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络,完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成西南山区高、中易发区调查。在调查基础上,建立完善群测群防体系,完善地质灾害易发性和危险性区划,探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间:开展西南山区高易发区1:5万地质灾害调查工作。
“十三五”期间:继续开展西南山区高、中易发区1:5万地质灾害调查工作。
(四)湘鄂桂山区地质灾害详细调查
1.工作现状
完成了以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、287个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在14个县近4万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在湘鄂桂山区,仍有处于地质灾害高、中易发区的82个县近20万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害详细调查工作。
2.工作目标
总体目标:以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西南山区、藏东地区1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间:完成湘鄂桂山地丘陵区20个县(市)1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。
“十三五”期间:全面完成湘鄂桂山地丘陵区40个县(市)1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。
3.工作任务
开展湘鄂黔山地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络,完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展地质灾害1:5万调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成湘鄂黔山地区高、中易发区调查。在调查基础上,建立完善群测群防体系,完善地质灾害易发性和危险性区划,探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间:开展高易发区1:5万地质灾害调查。
“十三五”期间:继续开展高、中易发区1:5万地质灾害调查。
(五)东南沿海山区1:5万地质灾害调查
调查区主要包括浙江、福建、安徽、江西四省常年遭受台风袭击的地质灾害高风险区及中低山丘陵区,总面积约12万平方千米。该区域人口密度高、经济发达,地质条件复杂,台风和降雨频繁,地质灾害影响严重。
1.工作现状
完成了以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查,以县(市)为单元的1:10万丘陵山区地质灾害调查约271个县(市),浙江省开展了小流域1:1万地质灾害调查。初步查明了崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律,对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价,调查成果及时为重点县(市)及区域地质灾害防治提供了技术支撑。
虽然浙江开展小流域1:1万地质灾害调查调查,尚未系统开展1:5万地质灾害调查,缺少区域1:5万地质灾害调查资料,目前地质灾害防治依靠的是以往1:10万县市地质调查资料,地质灾害防灾工作能力和水平亟待提升。
2.工作目标
总体目标:全面完成地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查工作,查明崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律,对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价,调查成果及时为重点县(市)及区域地质灾害防治提供了技术支撑。
“十二五”期间:完成地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查工作,选择25处重大地质灾害高易发区开展风险管理。
“十三五”期间:完成地质灾害中易发区1:5万地质灾害调查工作,选择15处重大地质灾害中易发区开展风险管理。
3.工作任务
以保护人民生命财产和生存环境、保障重大建设工程、重要矿山、国家级或省级旅游景区建设为目标,开展1:5万地质灾害调查,基本查明地质灾害发育及危害现状、形成条件和形成机理,进行地质灾害危险性评价和风险评估;开展区域地质灾害监测预警网络建设,建立典型区地质灾害监测预警示范;开展重大地质灾害调查与风险管理选区及评估;建立区域地质灾害数据共享平台。
(六)汶川地震地质灾害调查评价
1.工作现状
开展了工作区在内的青藏高原东南缘的地壳变形、断裂运动、地震活动研究、活动断裂和古地震研究、区内区域地壳稳定性研究及一系列的深部地球物理探测研究。从1991年到2006年已在青藏高原东部及邻区开展了十多年地壳形变监测。震后完成了地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察。
但震后地质环境、地应力场及位移场均发生了较大变化,需尽快完成调查。震后地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察资料亟待整理。灾后恢复重建迫切需要区域稳定性评价及地质灾害防治区划。与地震及地震地质灾害相关的关键科学问题亟待解决。
2.工作目标
总体目标:以汶川地震为契机,全面开展龙门山地区地震与地质灾害详细调查工作,结合综合地球物理勘查,摸清龙门山断裂带主要特征;系统总结工作区现代构造运动的地质灾害效应规律及地质灾害链形成机理;揭示龙门山及邻近构造带未来地震活动趋势;了解龙门山及邻近构造带的地震工程地质条件;开展区域地壳稳定性和重要场地工程地质稳定性评价;为龙门山地震重灾区恢复重建及邻区重要工程规划提供地质依据;建设地震地质灾害信息系统,为地震灾区防灾减灾和重建规划服务。
“十二五”期间:完成龙门山地区地震地质灾害调查,确定汶川地震发震断裂和同震断裂的地表变形特征,确定活动断裂深部结构,初步完成青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测及汶川地震灾区地脉动测试,建立极震区滑坡形成机理模式及汶川地震区工程岩体稳定性评价与地质灾害填图技术方法,完成地质灾害相应成果建设,为汶川地震灾后重建提供相关地震地质灾害资料和必要的技术支撑。
“十三五”期间:深入研究地震地质灾害链的形成机理和演化过程,开展区域地壳稳定性评价,总结提升各种地震地质灾害调查、监测和评价的技术水平,并促进相关技术方法的推广应用。
3.工作任务
在广泛收集利用前期已有相关地质研究资料的基础上,利用遥感解译与野外地面调查、深部探测相结合,线路地质调查与重点地段大比例尺填图调查相结合,新构造运动特征定性分析与断裂活动时域及强度定量测试分析相结合,内动力与外动力地质作用调查相结合,物理仿真模拟与数值模拟相结合,对工作区活动断裂特别是发震断裂及其灾害效应进行定量—半定量评价;基于青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测,以及对地震动力与地质灾害相关性的多方位综合调查和研究(模拟试验、常规和非常规岩土工程特性试验等),分析龙门山及邻近构造带未来新构造运动趋势及其灾害效应,开展汶川地震地质灾害关键科学问题的深入研究,力图在典型地震地质灾害的成灾机理和评价技术方面有所突破。
“十二五”期间:开展汶川地震灾区以滑坡、崩塌、泥石流灾害为主要内容的1:5万地质灾害调查与测绘;进行龙门山及邻近构造带地震工程地质调查评价;开展龙门山及邻近构造带活动断裂调查;开展区域地壳稳定性综合评价;在龙门山及其邻近地区开展综合地球物理探测,取得地震活动带较详细的岩石圈结构模型;在青藏高原东缘开展系统的高精度GPS测量与监测,重点开展对龙门山断裂带、鲜水河—安宁河—小江断裂带及其附近区域的监测。
开展川西地区地震地质及区域构造稳定性研究,研究更加符合斜坡地震动响应客观实际的地震动稳定性评价方法;通过大型振动台试验,揭示不同地震波下边坡的动力响应规律;通过开展汶川地震灾区地脉动测试及研究分析,提升对地震及余震有关的地质灾害问题更深层次的研究;在先期地震灾区地质灾害隐患巡排查工作的基础上,建立地震滑坡稳定性评价及失稳概率的定量评价模型,对地震滑坡危险程度进行分级,并对其危险性进行分区,形成地震滑坡灾害编图的一套技术方法体系。
“十三五”期间:地震灾区地质灾害调查和研究成果进行综合分析研究。
(七)西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价
1.工作现状
西部地区复杂山体区已开展过不同程度的调查工作。其中包括基础性的1:20万区域地质图和1:20万水文地质图,及部分区域完成了1:5万地质填图。专业性的包括以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,部分地区开展了1:5万地质灾害调查。
但由于西部大型山体滑坡成因复杂,只依靠地表普查很难认清成灾模式,更难以掌握灾害的多米诺效应。如武隆鸡尾山滑坡,前期工作已将滑坡区圈定为危险区,但调查成果并没能对滑坡破坏机理与成灾模式作出正确的判断。武隆鸡尾山滑坡、宣汉天台乡滑坡、冯店垮梁子滑坡多起灾难性滑坡灾害的发生,表明在西部山区复杂斜坡地带,存在隐蔽性极高、突发性强、成因机理复杂、灾害隐患极大的特殊类型滑坡。这些滑坡成灾机理、致灾模式亟待研究。
2.工作目标
总体目标:以西部复杂山体为研究对象,依托已有调查成果,全面开展西部复杂山体成灾机理研究。开展地质灾害成灾模式调查、成灾条件与机理研究、致灾模式与机理研究、重大灾害防治对策研究。初步摸清西部地区地质灾害成因机制,建立西部复杂山体灾害识辨方法、完善灾害评价体系、提出区划防治建议,为主动防灾服务。
“十二五”期间:完成乌江流域、清江流域、三峡库区等西南山区复杂山体滑坡和黄土地区灌溉型滑坡、秦巴山区浅表层滑坡的形成机理和成灾模式研究;完成西部复杂山体特大地震滑坡的致灾范围预测研究;完成复杂山体滑坡的快速加固技术及复杂山体滑坡的遥感早期识别技术研究;建立融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系。
“十三五”期间:深入研究复杂山体地质灾害链的形成机理和演化过程,完善融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系,总结提升各种地质灾害调查、评价、监测和防治的技术,并促进相关技术方法的推广应用。
3.工作任务
“十二五”期间:在重大地质灾害易发的乌江流域、清江流域、三峡库区、西部山区、秦巴山区和黄土地区选择有代表性的滑坡,通过调查、勘察及试验,深入研究这些地区滑坡形成原因、运动机理及致灾模式,完善灾害发育特征认识,构建主动防灾体系。
通过对西部复杂山体地震滑坡三维物理模拟、多种三维数值模拟、变形破坏过程分析以及滑坡动力学分析等分析手段,对滑坡的影响范围进行深入探讨。开展微型组合抗滑桩、土工合成挡墙、快速注浆、预制格构等地质灾害快速加固技术的研究,并开展快速加固技术应用示范及加固效果监测分析,开展遥感早期识别技术研究等关键问题研究,提升主动防灾能力。
“十三五”期间:开展西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价综合研究。
(八)典型地质灾害监测预警与示范推广
1.工作现状
完成了长江三峡库区滑坡等地质灾害GPS控制监测网建设。初步建立四川雅安、重庆巫山、云南哀牢山等8个代表不同突发性地质灾害类型的监测预警示范区。解决了地质灾害实时监测、实时传输、预警产品快速发布等多项关键技术。2003年开始,开展了全国和省级尺度的汛期地质灾害气象预警,取得了良好的效果。研制了三维激光微位移监测系统、滑坡微震自动连续观测系统、滑坡监测多媒体网络远程监控技术、FBG滑坡监测解调设备、地质灾害光导监测仪等多项技术与设备。研制了适用于地质灾害群测群防的系列仪器,已推广20万套,并在“5·12”抗震救灾工作中发挥了重要作用。
健全监测预警网络,形成覆盖我国主要灾害类型的国家级地质灾害监测工程示范区,进一步开发实用监测预警设备是下一步工作的重点。
2.工作目标
建立30个国家级地质灾害监测工程示范区,对地质灾害高风险区的重点区域实施专业监控,不断提高预测预警水平,推动区域地质灾害监测工作,为全国地质灾害综合预警提供依据。研制系列监测预警仪器和防治技术设备,不断完善突发性地质灾害监测数据采集、传输与分析管理技术,为突发性地质灾害监测和减灾防灾提供技术支持。
“十二五”期间:完成11个典型地质灾害监测预警示范区建设,建立区内有效的地质灾害预警系统。
“十三五”期间:全面完成地质灾害高易发区30个典型区域国家级专业监测工程示范区建设。
3.工作任务
以地质构造背景、气候条件和地质灾害发育规律为基础,选择典型地质灾害区域建设地质灾害监测预警示范区,研究探索不同地质灾害区地质灾害监测预警技术工作方法,为减灾防灾提供技术支持。根据1:5万地质灾害调查成果,优先考虑有代表性、工作基础较好、示范作用明显的区域开展工作。协助地方开展全国山地丘陵区县(市)地质灾害群测群防早期预警能力建设。
在地质灾害高易发区30个典型区域建立国家级专业监测工程示范区,完善监测内容、建立监测网络。开展全国山地丘陵区县(市)地质灾害群测群防早期预警能力建设,为已经确认的5万余处群测群防地质灾害隐患点,安装自动监测报警仪器。
开展简易监测仪器研发与示范、实时监测新技术研究与示范、监测技术平台建设。
“十二五”期间:在突发性地质灾害高易发区,根据不同地质灾害类型,选择建设完善燕山山地滑坡泥石流监测预警区、辽东南中低山泥石流区等11个典型区域地质灾害监测预警区。
建设区域地质灾害群测群防网络,对2万处隐患点进行简易仪器自动观测。
“十三五”期间:继续加强突发性地质灾害高易发区专业监测示范工程建设,完成长白山崩塌滑坡、天山谷地降雨—融雪型滑坡泥石流等19个区域突发性地质灾害监测预警区建设。
建设区域地质灾害群测群防网络,对1万处隐患点进行简易仪器自动观测。
(九)全国地面沉降调查与监测
1.工作现状
初步完成长江三角洲地区、华北平原、汾渭盆地等重点地区地面沉降和地裂缝调查10万平方千米,基本查明该地区发生的地质背景和地面沉降分布规律,基本建立以基岩标、分层标和GPS、水准测量为主的区域地面沉降立体监测网络,在上海、江苏和北京地面监测站,实现了监测数据自动采集、传输,初步建成地面沉降地理信息系统,为制定科学的地面沉降防治措施打下了良好的基础。
存在问题主要包括:地面沉降发展的趋势加剧,防治任务艰巨;地面沉降调查工作程度不平衡;监测网络需要进一步完善,监测技术有待进一步提升;重大工程面临地面沉降的威胁。
2.工作目标
建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降立体综合监测体系,实现对地面沉降的有效监控。
“十二五”期间:完成我国所有地面沉降区、城市及重要交通干线地面沉降调查。在主要地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降立体综合监测体系,基本实现对主要沉降区地面沉降的有效监控。
“十三五”期间:在所有地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降综合监测体系,实现对所有地面沉降区地面沉降的有效监控。完成所有地面沉降区地面沉降风险管理与区划,为制定科学的地面沉降防治措施打下坚实的基础。
3.工作任务
利用In SAR等现代化监测技术,完善长江三角洲、华北平原、汾渭盆地地面沉降监测网,并继续进行监测;开展珠江三角洲、东北平原等地面沉降工作空白区地面沉降调查,建立地面沉降监测网络;和铁道部、交通部等部门密切合作开展重大工程区地面沉降调查与监测;结合区域地质环境背景和区域经济发展布局,开展地面沉降灾害风险评估,制定分区地面沉降控制目标和管理措施。
“十二五”期间:开展安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区1:10万的地面沉降调查5000平方千米;继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测。
长江三角洲地区:开展江浙两省沿海平原等以往工作较薄弱地区包括淮安、扬州、泰州、南通、绍兴、台州地区的1:25万地面沉降灾害调查,重点城市1:5万地面沉降灾害调查。
华北平原:对前期工作薄弱的地区开展1:5万地面沉降调查工作;基本覆盖以开采地下水为主要水源的平原地区。
汾渭盆地:开展汾渭盆地陕西咸阳、渭南和榆次、临汾及运城等重点城市的地面沉降地裂缝灾害调查。
继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测与风险管理。
“十三五”期间:重要地面沉降区监测。
长江三角洲地区:完善地面沉降监测网络,每年定期开展In SAR地面沉降监测。
华北平原:完善地面沉降监测网络,每年定期开展In SAR地面沉降监测。
汾渭盆地:完善地面沉降地裂缝监测网络,每年定期开展山西地面沉降监测。每年定期开展In SAR地面沉降监测。
一般沉降区地面沉降监测。即安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区地面沉降In SAR监测。
重大工程地面沉降调查与监测。主要开展涉及华北平原、汾渭盆地和长三角地区三个地面沉降防治规划区的主要高速铁路建设项目的地面沉降灾害防治工作,包括:全线位于汾渭盆地的大同—西安高速铁路、跨华北平原和长三角地区的京沪高速铁路。