地质灾害治理现状评估
1. 地质灾害评估发展前景怎样
前景不错,参考相关《中国地质灾害防治行业市场前瞻与投资战略规划分析报告回》信息显示,答 我国属于地质灾害频发国家,每年因地质灾害造成的人员伤亡和财产损失巨大。目前国家已制定多项相关法律法规,完善灾害治理资质评估机制,加强地质灾害治理行业监管力度。
从长远看来,随着国民经济水平的持续提高和财政收入的不断增长,地质灾害治理投资规模持续扩大,地质灾害治理行业将呈现高速发展态势。
国民经济的发展程度直接影响着地质灾害治理行业的发展速度,随着经济实力的迅速崛起,综合国力不断提升,中央和各级地方政府财政收入的快速增长,人民的生活水平不断改善,地质灾害治理行业呈现出快速发展态势,其增速远远超过国民经济的总体增速。
2. 我国地质灾害的防治工作现状
我国政府一直十分重视地质灾害防治工作。20世纪70年代,在总结世界许多国家地质灾害防治方面因无预报无预防、有预报而无预防或有预报、有预防而没有组织实施等问题造成严重后果的基础上,我国的地质灾害防治工作中已由灾后被动救灾,转为灾前主动地、有目的地勘查、监测、预报、预防和治理。在地质灾害防治的实践中,有预报、有预防并组织实施的实例越来越多。例如,1975年2月4日,辽宁省海城7.3级地震是我国乃至世界上预报预防最成功的震例。在震前,国家地震局和辽宁省地震局作出了准确的中、短期预报,特别是作出了临震预报,辽宁省政府据此向全省发布了临震预报,并布置了预测预防的对策,位于震中区的营口市,县政府采取了组织群众撤离等应急对策,虽然地震使建筑物遭受严重破坏,但是人员伤亡却大为减少,死亡的人数(1328人)仅为人口总数的0.02%。
20世纪90年代,在制定国民经济发展规划的同时,制定了未来12年(1999~2010年)中国地质灾害防治战略,包括东部地区首先是做好以国土经济开发区为重点的环境地质综合评价和地质灾害防灾区划,在此基础上,及时调整土地利用规划和城市建设布局,避免重大工程和重要设施建在岩溶地面塌陷危险区和矿山采空区;中部地区在全面开展地质灾害调查的基础上,加强国土经济开发区和大江大河、交通干线等突发性地质灾害多发区段的地质灾害防灾区划;西部地区采取的防灾工作手段是避让,主要任务是做好重大工程设施的选址和保证居民区的安全。考虑到国家经济建设重点逐步西移的状况,应做好国土经济开发区地质灾害调查和防灾区划,加强区域地壳稳定性评价工作,并且提出了以下具体要求。
1)认真贯彻执行“预防为主,防治结合”的方针。开展全国地质灾害时空的分布、形成机理与现今地壳变形研究,进行地质灾害预测、预警分析,逐步掌握地质灾害的分布、发育规律,做好重大地质灾害的事前防范工作。
2)进一步加强法制建设,建立健全防灾法规。大力宣传、认真贯彻《防震减灾法》、《地质灾害防治管理办法》、《若干建设项目环境保护管理办法》、《水土保持工作条例》、《环境保护法》、《矿产资源法》、《土地管理法》、《森林法》、《草原法》、《水法》、《江河管理条例》等,进一步增强各级领导和广大群众的法律意识,提高依法加强地质灾害防治的自觉性,以法规的形式来管理地质环境,预防和减轻地质灾害,逐步把防治地质灾害纳入法制的轨道。
3)建立起统一管理与分级、分部门管理相结合的地质灾害防治管理体系,实行严格的责任制,按照国土资源部发布的《地质灾害防治管理办法》做好如下工作:①做好以地质灾害现状、防治目标、防治原则、易发区和危险区的划定、总体部署的主要任务、基本措施、预期效果为内容的地质灾害防治规划;②拟定好地质灾害监测、预防重点,主要地质灾害危险点的威胁对象、范围的地质灾害防灾预案;③做好工程建设诱发地质灾害的可能性,工程建设本身遭受地质灾害威胁的危险性及拟采取的防治措施等地质灾害危险性评估;④做好地质灾害发生时间、地点、成灾范围、影响程度等的地质灾害防治预报。
4)加强地质灾害监测和信息系统建设。根据地质灾害的性质及防治措施确定监测内容,并建立监测网络和信息系统,密切观察地质灾害的发展动态,实行防治信息化施工。
5)实施专业队伍与群众相结合,技术业务与行政措施并重的综合防治方针,动员全社会力量,建立群测群防体系,建设由社会各界共同参与的防灾网络,走出一条具有中国特色的地质灾害防治之路。
为加强对重大城市、重大建设工程和生命线工程抗御灾害的能力,做好建设工程场地地质环境安全性评价工作,国土资源部于1999年3月发布的《地质灾害防治管理办法》规定:“城市建设有可能导致地质灾害发生的工程项目建设和在地质灾害易发地区进行工程建设,在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。”国务院2003年11月发布的《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)的第二十一条明确规定:“凡是在地质灾害易发区进行的工程建设项目,在可行性研究阶段必须进行地质灾害危险性评估。”《地质灾害防治管理办法》、《地质灾害防治条例》为我国预防地质灾害的发生提供了政策和法律保障。
2008年1月,国土资源部发布的《全国地质灾害防治“十一五”规划》,科学地划分出了16个地质灾害重点防治区,即长江三峡库区滑坡崩塌重点防治区、川滇南北构造带泥石流滑坡崩塌重点防治区、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重点防治区、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重点防治区、云贵高原滑坡崩塌地面塌陷重点防治区、滇西横断山高山峡谷泥石流滑坡重点防治区、桂西桂北岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重点防治区、浙闽赣丘陵山地群发性滑坡重点防治区、陕北晋西黄土滑坡重点防治区、黄土高原西南滑坡泥石流重点防治区、陇南陕南秦巴山地泥石流滑坡重点防治区、新疆伊犁滑坡泥石流重点防治区、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重点防治区、长江三角洲地面沉降重点防治区、华北平原地面沉降重点防治区、东北中俄界河河岸崩塌重点防治区。《全国地质灾害防治“十一五”规划》的颁布,表明我国地质灾害防治工作进入了紧张有序的发展阶段。
小 结
本章的学习重点是地质灾害防治的原则和工作步骤,难点是地质灾害防治的工作步骤。在教学过程中,教师可借助一些简明的实例,通过直观教学法或图解法进行相关内容的讲解,学生上课前应对重点和难点进行必要的预习,课中、课后应对重点内容进行理解和识记。
复习思考题
1.地质灾害的类型有哪些?如何进行地质灾害的分级?
2.地质灾害防治的基本原则有哪些?进行地质灾害防治工作有哪些步骤?
3.我国的地质灾害防治工作可依据的法律法规有哪些?
3. 地质灾害危险性评估流程
建设用地地质灾害危险性评估,是有效预防、减轻或避免地质灾害对未来工程设施及其运行环境直接危害和间接危害的一项主动防灾措施。科学合理地开展此项工作,对发现项目建设区潜伏重大地质灾害问题、提供地质灾害防治措施和建议,以及指导建设项目安全实施和运营等方面均有十分重要的意义(黄雅虹等,2007)。
为规范我国建设工程和规划区地质灾害危险性评估工作,切实贯彻《地质灾害防治条例》(国务院令第394号),国土资源部于2004年颁发了 “国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知”(国土资发[2004]69号文件)及附件《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》(以下简称《技术要求》),作为目前进行地质灾害危险性评估的规范和依据。
(一)评估的任务
地质灾害危险性评估工作的任务包括:
(1)查明地质灾害的类型、规模、分布特征及其形成的地质环境条件和诱发因素;
(2)分析预测工程项目建设对地质环境的影响;
(3)评价工程建设是否诱发新的地质灾害和工程本身遭受地质灾害的危险性;
(4)划分地质灾害危险区;
(5)进行建设用地适宜性评价;
(6)提出地质灾害防治建议等(郭富赘等,2003)。
(二)评估对象及灾种
《技术要求》规定,凡在全国地质灾害易发区内进行各类建设工程以及进行城市总体规划、村庄和集镇规划时,均要进行地质灾害危险性评估。需要提及的是:一旦受建设单位委托进行地质灾害危险性评估,无论场地是否跨越地方县(市)地质灾害调查划分的所谓易发区和非易发区,均应进行评估。
图2-2 常见的建设项目选址意见书办理流程图(各地行政主管部门办理流程各异.以当地行政主管部门为准)
需要评估的主要地质灾害种类,《技术要求》中有明确的规定。总体可概括为自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和矿山采空塌陷)、地裂缝和地面沉降及不稳定斜坡等与地质作用有关的灾害。
除地质灾害外,还经常遇到一些环境地质问题需要讨论,主要有活动断层、岩溶、冲沟、淤泥、软土和饱和砂土的液化等,一般情况下是将其纳入到相关灾害中进行讨论。如岩溶问题可以并入到地面塌陷或地下水污染灾害中讨论;活动断层、软土、砂土液化等问题可并入到地面变形或不均匀沉降(陷)灾害中讨论(金德山,2004)。
(三)评估的基本要求
1.总体要求
(1)在地质灾害易发区内进行工程建设,必须在可行性研究阶段或者在申请核准、备案前进行地质灾害危险性评估(国务院令第394号,国办发[2001]35号)。
(2)在已进行过地质灾害危险性评估的城镇规划区范围内进行工程建设,建设工程处于已划定为危险性大—中等的区段,还应按建设工程项目的重要性与工程特点进行建设工程地质灾害危险性评估(国土资发[2004]69号)。
(3)地质灾害危险性评估,必须对建设工程遭受地质灾害的可能性和该工程建设中、建成后引发地质灾害的可能性做出评价,提出具体的预防治理措施(国土资发[2004]69号)。
(4)地质灾害危险性评估的灾种主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含岩溶塌陷和矿山采空塌陷)、地裂缝、地面沉降和冻土沉陷等。
(5)地质灾害危险性评估的主要内容是:阐明工程建设区的地质环境条件基本特征;分析论证工程建设区各种地质灾害的危险性,进行现状评估、预测评估和综合评估;提出防治地质灾害措施与建议,并做出建设场地适宜性评价结论。
(6)地质灾害危险性评估工作,必须在充分搜集利用已有的遥感影像、区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质和气象水文等资料基础上,进行地面调查,必要时可适当进行物探、坑槽探与取样测试。
(7)地质灾害危险性评估成果,应按照国家有关规定组织专家审查、备案后,方可提交立项、用地审批使用。
(8)地质灾害危险性评估不替代建设工程和规划各阶段的工程地质勘察或有关评价工作。
2.评估的主要内容
地质灾害危险性评估是在查明各种致灾地质作用的性质、规模和承灾对象社会经济属性的基础上,采用定性和定量相结合的方法,对其潜在的危险性进行现状评估、预测评估和综合评估。主要内容包括:(1)阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征;(2)调查分析工程建设区或规划区各种地质灾害的现状;(3)简要分析评估对象在建设或运营过程中与地质环境相互作用的范围、方式、强度与持续时间;(4)分析论证建设工程遭受地质灾害的可能性,工程建设中和运营中加剧或引发地质灾害的可能性;(5)进行地质灾害危险性现状评估、预测评估和综合评估;(6)给出建设场地工程建设地质适宜性的评估结论;(7)针对不同建设阶段,提出防治地质灾害的地质工作意见和防治地质灾害的具体措施建议。
3.评估的程序和方法
地质灾害危险性评估的工作程序包括前期野外调查和后期室内分析。地质灾害危险性评估工作流程见图2-3。
(1)野外调查方法:野外调查工作的基本原则是以较低的成本投入,获取较多的基础资料并得到可靠的评价结果。因此,除采用一系列传统方法收集、获取相关基础资料外,需充分利用已有的新技术和新方法,进行高效、可靠的资料获取。如利用空间对地观测的InSAR技术可快速获取大范围、高精度现今地面沉降信息,对传统的水准测量结果进行补充和验证;利用高分辨率数字化航片或卫星图像,可对区域活动构造迹象、滑坡泥石流潜势等进行有效判读,达到事半功倍的效果。
(2)室内分析研究:室内分析研究主要是在野外调查及观测的基础上对地质灾害进行现状分析、未来预测和综合评估。
图2-3 地质灾害评估工作程序图
地质灾害现状评估和预测评估常采用的方法包括:地质历史分析法和工程地质类比法。此外,现状评估有时也采用地质环境条件综合判别法,而预测评估有时会采用多因素分析法等。由于地质灾害评估工作一般投入的实物工作量较少,又与建设项目的选址阶段相对应,而且评估工作的性质是指出问题并提出解决问题的措施,而不是解决问题。因此,评估的工作方法目前多以定性分析或半定量分析方法为主,较少采用定量计算的方法。如滑坡、崩塌、地裂缝、地面塌陷和地面沉降(包括斜坡及工程边坡),一般采用地质类比法定性评估其稳定性;而对泥石流的稳定性多采用地质环境条件综合评判法进行判定,或采用易发性量化指标半定量评估。地质灾害综合评估(地质灾害危险性分区)方法较常见的有信息叠加法、多因素综合判别法、模糊数学评判法和层次分析法等。
4.评估级别
依据建设项目重要性与地质环境条件复杂程度,《技术要求》将评估级别划分为3级。凡重要建设项目,无论地质环境条件属哪类,均划为一级;较重要建设项目和一般建设项目的级别划分是个难点,要根据地质环境条件复杂程度确定评估级别。确定评估级别时应按以下顺序进行:(1)按《技术要求》确定的建设项目重要性类别;(2)按《技术要求》确定的评估区地质环境条件复杂程度;(3)根据这两个判别结果来综合确定评估级别(黄雅虹等,2007)。
5.评估范围的确定
地质灾害危险性评估范围不应局限于建设用地和规划用地面积内,应视建设和规划项目的特点、地质环境条件和地质灾害种类予以适当扩大,确定对工程项目有直接影响和间接影响的区域范围,必要时可对直接影响范围做重要评估,而对间接影响范围做一般性评估(邢岩等,2004)。
地质灾害的空间分布(从形成到成灾)有点状、线状和面状之分,如崩塌、滑坡可以相对理解为点状;泥石流、地面塌陷及地面沉降为面状;地裂缝为线状。因此确定评估范围时,除用地单位申请批复的面积外,要充分认识和预测不同灾种从形成到成灾可能涉及的空间。一般而言,对于滑坡、崩塌,其评估范围应达到 “山坡有多高范围就有多大” 的基本要求;泥石流灾害要追索到泥石流形成区,必须以完整的沟道流域面积(包括冲洪积扇)为评估范围;地面塌陷及地面沉降的评估范围应与初步预测的可能范围相一致;具有线状特征的地裂缝,也应按预测的可能延展范围作为评估范围。对于预测确有困难的灾害类型,评估范围一般应大于现状确定范围的3~5倍。当然,评估范围的确定离不开建设工程的实际布局(王得楷,2002)。
(四)评估报告内容要求
评估报告内容包括:前言、评估工作概述、地质环境条件论述、现状评估、预测评估、综合评估和结论。其中,评估工作概述中涉及的工作方法及完成的工作量,建议用列表的方式比较简明,另外,应尽可能附一张清晰的、包含有建设用地位置、交通和评估工作实际材料(如钻孔、物探线等)的示意图。
1.地质环境条件
地质环境条件综合分析是认识评估区基本环境特征和分析地质灾害形成环境,以及讨论拟建工程环境效应的重要基础。地质环境条件所涉及的内容包括:气象、水文,地形、地貌,地层岩性,地质构造与区域地壳稳定性,工程地质、水文地质条件及人类工程活动对地质环境的影响等。不能仅仅停留于环境现象或环境特征的简单罗列,而应紧密结合工程布局,突出与地质灾害发育规律分析和危险性评估有联系的环境要素或环境特征,重视区域地质环境的研究,并从区域环境条件中分析地质灾害体的演化过程和主要控制及诱发因素。为了给后续分析论证提供必要的资料支撑和逻辑铺垫,应以详细描述的方式突出与地质灾害发育规律分析和危险性评估有联系的环境要素或环境特征,而与地质灾害发育规律分析和危险性评估无关的环境描述,要尽量简略(金德山,2004)。地质环境条件复杂程度的总体评价应用“复杂、中等、一般” 来定位。跨度大的复杂地区或环境地质条件分区、分段明显的,可以用分段分片评价。
2.地质灾害危险性评估
地质灾害危险性评估是灾害易发程度、危险程度和危害程度的综合反映。其实质是对建设项目区,在地质环境现状条件和未来工程活动条件下,地质灾害的空间预测和成灾可能性的预测,是地质灾害危险性评估的核心内容。
(1)现状评估和预测评估:现状评估除按《技术要求》的规定进行外,还应注意其着重点是对现有灾害的分析和评述。分析和评述内容应包括:灾害发育基本规律的归纳;代表性灾点的重点剖析;各种灾害(点)历史危害情况、现实活动特征及稳定状况的评价(金德山,2004)。危险性一律用大、中、小描述,避免使用 “较” 字。
在现状评估中如果没有地质灾害就不评估,切忌画蛇添足;对现状地质灾害不发育,但工程建设和运行中有可能诱发地质灾害的地区,可开展评估工作;对有液化发生的区域及地段,液化评估时要依据相应的国家规范,如区域性评估可按建筑规范进行评估等。
预测评估的侧重点是在评估区叠加了拟建工程影响后,拟建工程和环境可能遭受地质灾害危害的危险性程度的预测评价。一般情况下,按可能遭受地质灾害的次序进行分灾种危险性评估,而对于有些复杂工程也可按功能区分别论述。
需要指出的是,由于地质灾害的危险性评估是一种风险评估,所以应借鉴已有的同类型工程在建设过程中诱发或遭受地质灾害的经验,这将为在建工程的地质灾害评估提供有效的信息,为地质灾害的预测评估提供可靠的依据,减少预测的风险性。
(2)合理区分现状评估和预测评估:综合评估和最终结论主要是依据现状评估和预测评估结论而定。根据笔者的体会,在评估报告中往往易出现二者重复性大、重点不突出和结论不够明确的问题。因此,处理好二者的关系十分重要。从现状评估、预测评估的内容看,二者的关系比较清楚:即现状评估是预测评估的背景;而预测评估不但要紧紧围绕工程布局和施工特点进行,而且还应与现状评估结果相互叠加后,共同形成危险性预测评估的最终结论(王得楷,2003)。
3.综合分区评估及防治措施
(1)综合评估原则与量化指标:地质灾害危险性综合评估应遵守“区内相似、区际相异、并置取大” 的原则。评估工作以说清问题为原则,其量化指标的确定可以以地质分析方法为主,定量评价为辅。如果资料充分,有条件的可进行定量分析评价。
(2)综合评估内容:地质灾害危险性综合评估包括:(1)危险性分区;(2)建设场地适宜性分区评估;(3)防治措施。这些内容应按区段评估,并配以相应的说明。
综合评估的侧重点是在现状评估和预测评估的基础上,根据现有和潜在地质灾害成灾的可能性和成灾后果的严重性,对工程建设区和规划区进行分区(或分地段、分工程部位)的综合评估(金德山,2004)。
危险性分区可根据评估区地质灾害危险性综合评价结果进行划分,符合哪一级就划为哪一级。如只有危险性大区和危险性小区,就没有必要在它们中间再划分一个危险性中区;又如只有危险性中区,就没有必要再划分一个危险性小区等。另外,要防止危险性分区随意扩大或缩小化,如由于工程施工开挖造成边坡失稳时,地质灾害危险程度较重区将主要集中在工程沿线或仅限于河谷等特殊地带,有时在进行危险性分区划分时,往往可能将划分范围扩大到外围,这样是不合理的(邢岩等,2004)。
综合评估应简明扼要,只要把现状评估和预测评估的主要认识反映出来即可,避免对上述评估的简单重复。对地质灾害危险性大的或中等的,要提出防治地质灾害的措施与建议;对重大地质灾害防治,尤其是提出避让或改变建设工程选择的,要提出论证,并给出建设场地适宜性评价结论。
(3)建设场地适宜性评价与地质灾害防治措施:建设场地适宜性评价结论是评估工作的目的,最终结论的得出应该建立在2个判据之上:一是地质灾害危害后果的严重程度,对此不能仅局限于灾害对拟建工程影响的分析,还要考虑拟建工程对加剧和诱发地质灾害的影响和对环境带来的危害;二是地质灾害防治的难易程度,此评价既要考虑技术上进行防治的难易程度,还要考虑防治费用的投入及经济上的合理性(金德山,2004)。
建设项目地质灾害危险性评估的最终目的是防止地质灾害发生,即获得“防” 和 “治” 的具体措施。因此,选择的工程防治技术类型越简单,越易于实现越好,通常经济实用的技术是应该首先推荐的(具有特殊目的的工程项目除外);对于地质灾害危险性大,现有经济技术条件难以达到防治要求的场地,从“防” 的角度,应态度明确,坚决提出 “躲避”、“另选场地” 和 “局部改选” 的建议,不应迁就局部和地方利益,铸成潜伏重大灾害隐患工程的大错(王得楷,2002)。
(五)评估报告评审要求与备案
评估报告完成后,需按照国土资源行政主管部门的有关规定组织专家进行报告评审,评审完待评估报告提交委托单位后,还要对评估成果进行备案。
4. 地质灾害危险性现状评估
(一)崩塌
灵宝—郑州段多为黄土分布,在黄土丘陵区冲沟发育,沟谷切深大,现状条件下崩塌多发生在冲沟壁及人工边坡开挖处。现将该段发现的39处崩塌点,将其中距管线100m以内的9处崩塌点危害对象和稳定性等现状列于表7-6中。可知它们皆是小型崩塌体,其中8处稳定。现状评估崩塌危险性小。
表7-6 灵宝—郑州段崩塌危险性现状评估一览表
在新郑—驻马店段,地形十分平坦,冲沟不发育,仅在河流的两岸由于洪水冲刷而产生的崩塌。驻马店—信阳段基岩出露相对较多,由于强烈风化作用,在基岩陡坎上易产生小型崩塌。崩塌一般呈点状分布,其规模均为小型,距离管线有一定的距离,危害对象主要为公路、耕地、居民点及房屋,造成的危害较小,现状评估崩塌灾害危险性为小。
(二)滑坡
在崩塌易发地段,亦伴随滑坡的发生,滑坡的发生几率远小于崩塌灾害,但其规模要比崩塌灾害为大,造成的危害也大于崩塌,本次野外调查发现14处小型滑坡,并且在冲沟中,最近距管线约150米,危害对象主要为简易公路、农田,造成的损失较小,现状评估评估区内滑坡灾害危险性小。
(三)采空地面塌陷和地裂缝
陕县张茅镇至观音堂段(G100—G130段)为杨庄铝土矿区和煤矿区,其中G120-4.6km~G120+6.9km为煤矿采空塌陷区,塌陷形状不规则,总体呈现北西—南东向,塌陷面积超过20km2,塌陷区边缘地裂缝发育。地面塌陷造成附近居民点墙体开裂,破坏耕地及陇海铁路的运行安全,虽然目前地面塌陷灾害尚未造成人员生命危险,但已造成较大的经济损失,破坏耕地达数千亩。所以现状评估此段地面塌陷灾害为危险性大。
义马千秋镇管线G150—G160段南约400~700m段,有较多的私人煤矿,形成了大面积采空塌陷,塌陷区边缘地裂缝发育。根据野外调查访问,目前主要在310国道的南部采煤,由于310国道两侧有村庄,没有采煤,但煤系地层已过310国道向西北延伸,由于采煤活动继续进行,目前地面塌陷仍不稳定。由于主要破坏农田和简易公路,现状条件下地质灾害的危险性中等。
平顶山支线 P30~P45+3km段为平煤集团首山矿区、平顶山八矿矿区,其中 P40-3km~P35+2km段为平顶山煤矿采空塌陷区,采空区面积较大,塌陷坑形状不规则,管线经过区域长度约2.95km,距管线最近的采空塌陷面积约30km2,评估区内塌陷面积9.6km2,塌陷深度一般为2~3m,平均2.8m,最大塌陷深度可达7.8m,塌陷区周边地裂缝丛生。地面塌陷造成附近居民点墙体发生裂缝,破坏耕地,造成部分地面常年积水,虽然目前地面塌陷灾害尚未造成人员生命危险,但已造成较大的经济损失,评估区内塌陷危及到24个村庄,3039户,共计12579人,破坏耕地30150亩,破坏房屋24312间,另外还造成学校、厂矿、企业建筑的破坏约41300m2。所以现状条件地面塌陷灾害为危险性大。
综上所述,现状条件下,评估区内地面塌陷陕县张茅镇至观音堂段G100~G130段和平顶山支线P30~P45+3km段地质灾害危险性大,义马千秋镇管线G150~G160段南约400~700m段地质灾害危险性中等。
评估区内的地裂缝为采空塌陷区边缘产生的地裂缝,分布于陕县观音堂 G120-4.6km~G120+6.9km段、义马千秋管线G150~G160段南约400~700m段和平顶山支线近终点的P40—3km到P35+2km段的煤矿采空塌陷边缘,对管线具有极大的破坏作用。现状条件下陕县观音堂G120-4.6km~G120+6.9km段和平顶山支线近终点的P40-3km到P35+2km段的煤矿采空塌陷边部的地裂缝,已造较大的经济损失,其地质灾害的危险性大。义马千秋管线G150~G160段南约400~700m段的煤矿采空塌陷边部的地裂缝,没有造成大的经济损失,主要破坏农田和简易公路,其地质灾害的危险性中等。
(四)地面沉降
评估区地面沉降主要由城市长期大量开采地下水引起,管线所经过的城市多有不同的地面沉降,但多距沉降中心较远,管线所处位没有发生地面沉降,仅许昌市地面沉降比较强烈,地面最大沉降量达到188mm。由于地面沉降速度缓慢,累积沉降量小,对工程建筑的破坏不明显,因此,现状条件下地面沉降地质灾害的危险性小。
(五)采矿(砂、石)坑边坡崩滑
灵宝—三门峡段、澧河和淮河采砂活动比较强烈,新安县洪阳北、驻马店至信阳段采矿、采石活动比较强烈,这些人类活动对地质环境条件破坏比较大,采坑形成的高边坡破坏了边坡的稳定性,除易产生崩塌外,还容易引起滑坡,同时采矿的弃碴是泥石流的物源。河道采砂对河道造成了巨大破坏。现状条件下引发的地质灾害造成的经济损失比较小,但对地质环境条件破坏却十分强烈,因此,现状条件下地质灾害的危险性中等。
(六)特殊土地面变形灾害
膨胀土和膨润土中都含有亲水性粘土矿物,在环境湿度变化影响下,产生胀缩变形,从而对工程建设造成破坏。由于在评估区零星分布,现状条件下仅对部分民房造成一定破坏,因此,现状条件下膨胀土和膨润土灾害的危险性小。
黄土塌陷常发育在冲沟边缘地带,造成的危害比较小,在平原地带现状条没有发现黄土塌陷,尽管过去在荥阳和郑州等地曾发生过黄土塌陷,但现状条件下仅发现黄土塌陷坑,危害小,因此,现状条件黄土塌陷地质灾害危险性为小。
综上所述,现状条件下评估区内采空地面塌陷和地裂缝地质灾害危险性大—中等,采矿(砂、石)坑边坡崩滑灾害危险性中等,崩塌、滑坡、地面沉降和特殊土地面变形灾害等危险性小。
5. 地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估
一、地质灾害类型与特征
本区段的地质环境条件较复杂,不同地段地质灾害类型与特征不同,危害与危险性程度差异较大。基本上可分为两个区段:宁镇低山丘陵岗地区存在滑坡、地面塌陷、膨胀土等灾害;苏锡常沪平原地区则以地面沉降,地裂缝等灾害为主。主要地质灾害发育特征见表13-4。
表13-4苏沪段主要地质灾害发育特征一览表
(一)宁镇地区地质灾害类型与特征
宁镇地区地形起伏较大,属低山丘陵岗地区。近东西向和北东向两组断裂发育,规模较大,第四系土体一般厚5~40m,粘性土具膨胀性。地下水资源贫乏,工程沿线人为工程活动以开采建筑材料、铁矿、煤矿、取土等为主,规模与强度较大,易产生滑坡、采空区地面塌陷、膨胀土胀缩等灾害。
1.滑坡
宁镇地区滑坡总数较多,75%的滑坡体积小于1万m3,属浅层粘性土滑坡,具有如下特征:土质滑坡规模小,但发生在市区则危害大。管线经过的句容下蜀—上党段仅局部存在小规模滑坡隐患,滑坡发生主要在雨季(6~8月)。滑坡的主要触发因素是降雨和人工取土切坡,当具有一定坡度和高度的下蜀组粘性土的潜在软弱面(基岩顶面与粘性土接触带或土体潜在软弱面)倾向临空面时,由于坡脚失去支撑,边坡应力突然改变,破坏了原有的力学平衡条件,遇暴雨或持续性降雨时,粘性土膨胀且软弱面抗剪强度急剧降低而引起斜坡土体滑动。
2.采空塌陷
评估区开采煤矿、铁矿等地下采掘仅8处,规模较小,离管线较近的主要有韦岗铁矿地面塌陷。镇江韦岗铁矿至1999年已形成99.1万m3的地下采空区,目前尚处于相对稳定状态。但据矿山监测,采空区东部地表已累计下沉27.09mm,道路已出现了3~10m的长度不等的环裂缝。
3.膨胀土胀缩灾害
下蜀组粘性土,属上更新统洪坡积沉积物。主要分布于沿江两侧低山丘陵的边缘地带,厚度5~25m,覆盖于不同时代的基岩之上,构成长江I—Ⅱ级阶地地貌形态。输气管线在下蜀土分布区穿越长度约40km。粘土矿物以伊利石为主。自由膨胀率六合段40%~50%,下蜀—上党段可达53~56%以上,丹阳段40%左右,属弱膨胀土,易发生边坡不稳定。
4.江岸坍塌
长江江岸稳定性变化受边界地质条件、水动力条件及人为活动等因素的共同影响,近几年来江岸坍塌具有加快发展趋势。评估区江岸坍塌段主要集中龙潭弯道段,管线穿越的三江口地段则受其影响。
(二)苏-锡-常地区地质灾害类型与特征
苏-锡-常地区地势低平,河网发育,挽近期沉积了较厚的松散堆积物,属三角洲相和湖相成因,较软弱。地下水资源丰富,长期超采深层孔隙承压水,导致诱发地面沉降、地裂缝等地面变形灾害。
1.地面沉降
20世纪70年代—80年代中期,地下水开采主要集中在苏州、无锡、常州三中心城区,地面沉降处于缓慢发展阶段。80年代中期至90年代中期,累计沉降量200mm的范围达2000km2,地面沉降处于快速发展阶段。近几年来,地面沉降仍然持续发展。目前累计地面沉降量200mm范围已扩至5000km2以上(图13-3)。三中心城市地面沉降漏斗基本连成一片,历史地面沉降面积见表13-5。至90年代中期,苏州、无锡、常州三中心城市最大累积沉降量分别为1200mm、1100mm和940mm,无锡洛社—石塘湾已成为区域地面沉降洼地中心,地面沉降快速发展。1996年以来,虽江苏省政府加强了地下水资源控制管理,但因滞后效应,地面沉降仍在持续发展。近年来地面沉降速率仍较大(表13-6)。严重区主要分布于常州市区以东、无锡市以西及江阴市南部地区。
表13-5苏-锡-常地区地面沉降面积统计一览表
表13-6苏-锡-常地区近年地面沉降速率一览表
图13-3西气东输管道工程沿线苏-锡-常地区累积地面沉降量等值线图(2000年)
苏-锡-常地区地下水开采历史较长,20世纪70年代以前仅苏州、无锡、常州三中心城市开采量数百万立方米,80年代以来,各市(县)经济的快速发展,高峰年份地下水开采总量达4.35×108m3。20多年来区域地下水位平均下降速率达0.5~1.5m/a,区域漏斗中心水位埋深达87m以上。目前水位埋深40m降落漏斗面积达6500km2以上(图13-4)。与地面累计沉降量等值线基本一致,反映了地下水位与地面沉降呈正相关关系。
苏-锡-常地区的地面沉降的发生、发展内因是该区深层孔隙承压水丰富,松散堆积物厚度大(100~250m),存在软弱压缩层位;外因是长期过量开采深层地下水,引起水位持续下降。
图13-4西气东输管道工程苏-锡-常地区地下水主采层水位埋深等值线图(2000年)
2.地裂缝地质灾害
(1)发育现状与特征
区内地裂缝灾害是地面不均匀沉降的一种特殊表现形式,对建筑物和道路造成较大的危害。自1989年武进市横林镇首次发生地裂缝灾害以来,至今已有15处,较集中分布在横林以东、无锡梅村以西的中部块段,具有明显的地域性分布规律。
已发现的所有地裂缝地质灾害,具以下4个特征:
① 方向性和成带性,延伸规模一般小于1km,影响宽度小于100m;
② 表现为以垂直差异沉降为主,水平拉张为辅的特点;
③ 具发展性和不稳定性,危害刚性建筑物;
④ 滞后于地面沉降,在沉降差异较大时发生。
(2)地裂缝灾害形成机理分析
地裂缝灾害是在自然因素和人为因素双重作用下发生和发展的,研究认为苏南地裂缝灾害发生与地质构造活动无明显的直接因果关系。区内形成地裂缝灾变的地质背景条件,一般有以下几种地质模式:
① 第四纪基底起伏,含水层缺失引发地裂缝。地下水主采层(Ⅱ承压)深度内分布有潜伏基岩山体或陡崖,可造成第四纪土层结构和Ⅱ承压含水砂层发生突变(图13-5(a)、(b))。
② 浅隐伏型灰岩造成的塌陷型地裂缝。隐伏灰岩裂隙溶洞发育,水位大幅度下降后对上覆土层发生的潜蚀掏空作用,轻时发生塌陷式裂缝,重时成为岩溶地面塌陷(图13-5(c)。
③ 浅部第四系结构、岩性差异产生地裂缝。地下水位大幅度的下降产生较大水头差,可不同程度地引起上部土(砂)层压缩形变、沉降差异(图13-5(d))。
图13-5形成地裂缝灾害的地质模式示意图
(a)隐伏基岩山体隆起含水砂层缺失引起地裂缝;(b)隐伏基岩陡崖引起的地裂缝;(c)浅隐伏型灰岩造成的塌陷型地裂缝;(d)浅部含水砂层结构差异形成的地裂缝
二、工程沿线地质灾害危险性现状评估
(一)宁-镇段(HA001—HD001)
1.滑坡
评估区内滑坡具地域特点,仅限于高资香山—石马十里长山线段,目前存在三处小规模滑坡隐患,离管线尚有500~2000m,只要管线不位于滑坡体内,即使发生滑坡,对浅埋管线无影响,危险性小。
2.采空塌陷
评估区内管线附近青山砂石矿(HB008—HB013附近)露天采石场范围达2000m2以上,放炮频繁,对管线振动影响较大。韦岗铁矿处于管线(HC053)西南部约3km,服务年限为29年(1978年投产),目前未延伸到管线穿越部位,地表塌陷不会危及管线及镇江分输站。
3.膨胀土胀缩灾害
评估区属二类弱膨胀土,已对低层建筑、城市基础设施(管网)造成了破坏,在上党段以北10km处产生大小滑坡多处。在地形起伏变化较大的边坡地带,存在滑坡的危险性,评价认为下蜀—上党段(桩号HC016—HC074)为危险性中等。
4.江岸坍塌
上游龙潭弯道江岸坍塌严重,三江口江岸(桩号HB015附近)地段易受到危害,采用盾构法穿越长江两侧应采取工程措施进行岸坡保护。
(二)苏-锡-常-沪段(HD001—HF086)
1.地面沉降
(1)评估区地面沉降特征
评估区部分管线段水位埋深为30~50m,横山桥—堰桥一带达70~76m。自西向东地面累计沉降量呈现“小一大一小”特点,与区域地面沉降特征一致。沿线近几年地面沉降速率较快,典型乡镇沉降速率曲线如图13-6。
图13-6苏沪段沿线近年地面沉降速率变化曲线图
(2)地面沉降对环境的危害
① 形成沉降洼地、加剧洪涝灾害:由于地面沉降,使本来低平的地势更低洼,无锡洛社—石塘湾、苏州黄埭地面沉降洼地达7~10km2,影响生态环境和周围居民的安全。
② 影响农业生态环境和区域水文环境:地面沉降的发展,农田渍害加重,水利工程失效,河流排泄不畅,环境污染严重,持续的危害,将阻碍农业经济的发展。
③ 加大了城镇基础设施的投资:如果地面沉降继续发展,再降低300mm高程,京杭运河、太湖围堤加高、对大型交通、市政、水利等工程潜在影响,其直接与间接经济损失难以估量。
④ 对国家生命线管道的危害:地面沉降作用日积月累地对建成后的管线拉剪等破坏,必然缩短管线使用的的寿命。
根据线路的地质环境特点、地面沉降特征,现状评估结果见表13-7。
表13-7地面沉降危险性现状评估表
2.地裂缝
西气东输管线通过苏锡常地裂缝灾害多发区域,离管线穿越较近的存在两处,即锡山市东亭镇和查桥镇。地裂缝灾害造成的危害比较直观,直接经济损失可观。初步统计,遭地裂缝损坏的房子累计近1400间,搬迁数十个单位,由此产生的直接经济损失已超过1亿元。
经评估认为,管线遭受最大侵害的是锡山东亭镇区段(HE034附近)和查桥吼山村段(HE037附近),地裂缝灾害继续发展,有可能对管线和无锡分输站产生不利影响。
3.其他地质灾害危险性现状评估
无锡市厚桥存在岩溶地面塌陷,规模小,因远离管线不会对管线影响;常州以东存在软土地基,潜水位埋深小于1.0m,工程开挖时易挤压变形和不均匀沉陷,应予以注意。
三、地质灾害危险性预测评估
(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性
西气东输管道工程穿越地貌单元较复杂,加剧诱发地质灾害特点不一致。
(1)管线六合—仪征青山段(HA001—HB008):地形较为平坦,局部穿越起伏稍大的下蜀组弱膨胀土地段,工程开挖易产生边坡不稳定,但一般不会产生滑坡灾害,危险性小。
(2)仪征青山—镇江下蜀段(HB008—HC016):工程建设穿越长江、国道采用盾构法或顶管法施工,不会影响江岸的稳定性或产生其他灾害。
(3)镇江下蜀—上党管线段(HC016—HC074):地形起伏较大,下蜀粘性土垂直节理发育、弱膨胀性,工程建设时开挖斜坡中、下部易造成边坡失稳,而产生新的滑坡地质灾害。
(4)镇江上党—丹阳段(HC074—HD001):地质环境条件较好,工程建设时不会诱发、加剧滑坡等灾害。
(5)苏锡常沪段(HF001—HF086):管线工程对苏锡常沪沿线地区土层增加的荷载,可以忽略不计,其建设和建成后不会加剧该地区地面沉降。
如果管线工程建设时穿越锡山东亭、查桥吼山村地裂缝带,管道辅设对地裂缝的发展有一定的影响,应引起注意。
(二)工程本身遭受地质灾害危险性评估
1.南京—镇江段
工程建设时遭受的主要是滑坡、膨胀土危害和仪征斗山—三江口江岸坍塌的潜在威胁,工程本身遭遇地质灾害危险分析如下:
(1)工程可能遭受滑坡危险性主要是香山寺滑坡(HC035附近),但由于滑坡体规模小,目前较为稳定,遭受的危险性小。
(2)下蜀—上党膨胀土分布广,地形起伏较大,下蜀土易对管线顶压且存在边坡不稳定性,施工时遭受膨胀土危险性中等,但建成后不会受影响。
(3)韦岗铁矿矿脉离管线较远,且采空区范围仅300多米长,上党周围煤矿则已闭坑,对管道线和镇江分输站危险性小。
(4)三江口结点(HB015附近)由于其上游江岸坍塌形势,对其结点巩固不利,具有潜在危险性,建议作进一步勘查。
(5)南京—镇江地区为地震烈度Ⅶ度区,且长江、滁河等河谷漫滩相粉砂土发育,在振动和地震条件下易产生砂土液化,应引起注意。
2.常州—上海(白鹤)段
(1)地面沉降灾害危险性预测评估
苏-锡-常地区地形测量资料表明,该区地面沉降仍在以一定速率下沉,在相当长的时间内仍将发展。本次评估选择典型地段采用太沙基渗透固结理论估算最终沉降量和今后10年、20年后的沉降量,评估地面沉降的发展演变趋势以及对输气管道的危险性。
经计算,预测.20年内无锡、苏州管线段附近地面沉降量均超过1000mm,其中无锡段(HE001—HF001)沉降速率预计达44~48mm/a。常州北、无锡北、苏州北最终沉降量将达1.84、2.8和2.14m,对建成后的输气管道会产生直接的影响和危害(表13-8)。
表13-8地面沉降发展危险性预测评估表
(2)地裂缝灾害危险性预测评估
苏锡常地区初步圈出5个地裂缝灾害一级易发区,管线经过下列3处地方在一定条件下可能会产生地裂缝灾害。
① 武进市横山桥段(HD069桩号南部):宽约1km,基岩面由裸露转向陡坎,Ⅱ承压含水层发生突变性变化。
② 无锡市石塘湾镇秦巷北(HE014—HE016桩号南):宽约2km,为受基岩控制的古河道突变地段,潜山和陡崖较发育。
③ 无锡市查桥镇附近(HE034桩号北):宽500m,分布有I承压含水层,下伏为灰岩,裂隙溶洞发育,易产生塌陷型地裂缝灾害。
管线方向与上述地裂缝易发区斜交,在一定条件下诱发的地裂缝对工程建成后潜在危险性大。
(3)其他地质灾害危险性预测评估
工程穿越常州郑陆—横山桥、堰桥、东北塘、东亭—查桥4个岩溶水块段,岩溶水位埋深超过50m。若岩溶水开采强度加大,岩溶塌陷灾害的潜在危险是存在的。
苏州陆墓—上海白鹤,地势低洼,淤泥质土分布较广,潜水位埋深浅,管线工程和分输站建设时软土易产生蠕动变形和不均匀沉陷,应引起重视。
6. 地质灾害防治效益分析的国内外研究现状
12.1.1 国际研究现状
美国是自然灾害比较严重的国家之一,面临的灾害主要包括洪水、风暴潮、海啸、地震、膨胀土、滑坡、强风、台风、龙卷风等。为减轻这些灾害的损失,开发了很多减灾技术,并通过联邦、州和地方的公共政策付诸实施。保险机构和其他团体的资助,使灾区人们的生产和生活得以维持和恢复。现以美国为例说明地质灾害效益分析研究现状。
美国由联邦应急管理局(FEMA)和保险业牵头,汇编并评估滑坡灾害对经济影响的信息。虽然滑坡和其他自然灾害造成的损失是经常的、广泛的,但并未经常汇总,很难查到。每逢发生滑坡或其他自然灾害之后,不同的机构和组织都可以提出灾情评估,但这些评估差异很大,统计的损失范围不同,而且随着时间不同而有变化。美国国家研究理事会在其1999年提交的《自然灾害的影响:损失评估框架》中得出结论说,目前还没有一个被广泛接受的评估自然灾害,包括滑坡和其他地面滑动灾害损失的框架。由于缺乏这种信息,所以很难制定应对这些灾害的政策,也很难衡量决策的成本-效益以及减灾措施的效果。灾害损失数据库对于帮助政府机构掌握趋势和查明滑坡减灾的进展,是十分必要的。
现介绍Petak和Atkisson根据美国各州的统计数据建立的一套评估方法:针对以上所列9种自然灾害,主要采取5类减灾方法,分别为避灾、区域防护、建筑物加固、建筑物搬迁和场地处理,每一措施都可通过制定或修改公共投资、土地利用、灾害救济、建筑规范等政策予以实施。然而,对任何人、任何地方、任何情况下采取的任何措施都需要有相应的投入,所以必须对每一策略进行减灾效益和费用分析,以评价其综合效果。
具体做法是对每一种灾害选择一组减灾措施,估算可能的减灾效果和费用,即可计算出减灾率(采取措施后减少的损失值与期望损失值之比),其中损失值是指不采取任何减灾措施时估算的损失值。洛杉矶市的经验表明,推行场地平整和土壤分析规范收到了较满意的效果(表12.1)。
表12.1 美国洛杉矶市减灾率估算举例
12.1.2 国内研究现状
我国在一些领域进行的灾害评估,已经在减灾、防灾中发挥了重要作用。例如,我国在一些区域或城市完成的洪水灾害评估、地震灾害评估等,不但为国家经济规划和工程建设提供了重要的依据,而且直接指导了减灾工作。然而,在地质灾害领域,20世纪80年代以前,地质灾害研究主要局限于对灾害分布规律、形成机理、趋势预测等方面的研究,基本依附于水文地质、工程地质和有关的研究工作。20世纪80年代以后,地质灾害风险评估才开始起步,而防治效益评估正是地质灾害风险评估的一部分。经过20多年的发展,我国地质灾害防治效益评估工作在理论和实践方面都取得了一定的成果,但还存在以下几方面问题:
1)没有形成一套完善的效益评估指标体系。
2)由于我国各地区地质灾害特征不同,经济发达程度存在差异,造成经济效益统计标准不同,很难统一。
3)对已经完成的治理工程没有很好地进行总结分析,很难对今后的规划和防治工作起指导作用。
由此,应该说我国地质灾害防治效益评估工作还处于探索阶段。
7. 我国现有地质灾害防治工程的效益评估
这里所指的防治工程包括地质灾害调查、监测、治理工程等用于减少地质灾害发生所做的各方面工作。
12.3.1 经济效益评估
(1)地质灾害调查
据统计,全国共发现较大规模的崩塌3000多处,滑坡2400多处,泥石流2300多处;中小规模的崩塌、滑坡和泥石流多达数十万处,但灾害点主要分布在广大的农村,全国400多个县(市)的1万多个村庄受到这些地质灾害的威胁,每年80%的地质灾害发生在农村,伤亡人员中90%为农民。目前,我国地质灾害防治管理所依靠的主要是1∶50万环境地质调查成果,由于精度不够,大多数地质灾害隐患点还没有被调查出来,因而每年发生的地质灾害90%以上不在我们的管理视线之内,而短期内建立一套先进完整的预警预报体系,不论是资金还是技术都有相当的难度。因此,群测群防是当前防治地质灾害的重要手段和方法。而群测群防工作的基础和前提是摸清“家底”,是在基本了解隐患点和危险点分布的情况下,才能进一步布设群测群防网。因此,自1999年起,国土资源部启动县(市)地质灾害调查工作,对全国700个地质灾害严重的县(市)开展地质灾害调查与区划,强调“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。目前已完成545个县(市)的调查工作,调查面积达150万km2,共查出地质灾害隐患点约5.4万个,对4万多处隐患点开展了群防群测工作。
在近两年的地质灾害防治工作中,县(市)地质灾害调查与区划工作发挥了不可替代的作用,使我国地质灾害的预报成功率总体上大大提高。据初步统计,2001年全国成功预报突发性地质灾害231起,避免了4200多人的伤亡。与2000年相比,2001年成功预报地质灾害数量提高了2.8倍,地质灾害造成的死亡人数下降了29%,受伤人数下降了80%,直接经济损失减少约14亿元。2002~2003年成功预报地质灾害1111次,避免了3.6万人的伤亡(表12.2)。
表12.2 群测群防成功预报实例
(2)地质灾害监测
地质灾害监测主要分为突发性地质灾害监测和缓变性地质灾害监测两类。
1)突发性地质灾害的监测(主要为崩塌、滑坡、泥石流)。①对于通过一定的工程措施可以消除灾害隐患,并且具有明显治理效益(治理费用与潜在损失相比)。对这类灾害应及早进行勘查治理,在消除灾害隐患之前必须采取可靠的监测手段对其动态变化进行实时监测,及时发布预警信息,避免造成重大人员伤亡和经济损失。②对于灾害体特征复杂、灾害征兆不十分突出、难以采取有效措施进行避让或治理的突发性地质灾害隐患点,由国家和地方政府等出资建立专业监测点。也可接受其他部门的委托,对重大工程区(沿线)的突发性地质灾害建立专业监测点。
单体监测方案:建立以GPS测量法、钻孔倾斜仪法、地下水动态监测法等监测技术方法为主体的综合监测技术组合体系。包括滑坡地面绝对位移监测系统,滑坡深部位移监测系统,滑坡地下水动态监测系统,滑坡相对位移监测系统,滑坡诱发因素监测系统等监测体系。
目前已经对分布在13个省(区、市)的重大突发性地质灾害隐患点50处(其中崩塌(岸)1处、滑坡44处、泥石流5处)在治理和消除隐患之前开展监测工作。下面为3个成功预报实例:
实例1 1985年6月12日凌晨3时45分至4时20分,湖北秭归县境内长江西陵峡中新滩镇发生大型滑坡。该滑坡体的体积约3000余万m3,坚硬的石块、碎石及泥土快速崩滑下来,将新滩镇全部摧毁。滑坡体前部的土石堵塞长江江面的1/3,顿时江中激起高54m的巨浪,涌浪波及上下游共42km长的江段。由于预报及时,撤离措施果断有效,致使首当其冲的新滩镇475户居民1371人无1人伤亡,使一场毁灭性的地质灾害带来的经济损失和人员伤亡减小到最低程度。
实例2 长江上游陇南、陕南片境内滑坡、泥石流灾害非常发育,严重阻碍了地区资源开发和经济发展。自1991年预警系统建立以来,本着“因害设防、确保重点”的原则和“防大汛、抗大灾、减轻灾害损失、服务于当地经济”的指导思想,在陇南、陕南片设立了1个一级站,3个二级站,19个监测预警点,359个群测群防看守点和3个群测群防试点县。目前已配备专业预警技术人员89人,预警设施850个,交通通讯设备32台,在监测站点建成了规范的站房、监测断面、排桩等设施和监测预警仪器,配置了办公设施和无线电台通讯等。监控滑坡体积达12.5亿m3,监控泥石流面积达2.0万km3,保护着40万人口、24.5亿元的生命财产安全。1991~1998年成功预报滑坡19处,避免了1085人伤亡,2920万元财产损失;成功预报泥石流6处,避免了770人伤亡,245万元财产损失。
实例3 重庆市于2003年5月正式启动三峡库区地质监测预警系统建设。目前,这个专业监测与群测群防相结合的预警网络监测点已密布于库区两岸。已确定专业监测点108个,群测群防点近1700个。该系统建成后,一旦库区发现地质险情,就可以立即上报,为适时作出应急处理赢得时间。2003年重庆市成功预报地质灾害489起,避免了4000余人的伤亡和6600多万元的直接经济损失。
2)缓变性地质灾害监测(主要为地面沉降和地裂缝)。全国有16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个城市沉降面积已经超过6.4万km2。据估算,14个城市地面沉降造成的直接经济损失超过800亿元,平均每年造成的直接经济损失超过27亿元。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就达176.6亿元,间接经济损失达2943.07亿元,平均每年直接经济损失2.2亿元,间接经济损失36.8亿元(据上海市地质环境监测总站)。据估算,2004~2010年,我国仅14个城市由于地面沉降造成的直接经济损失将达到260亿元,2010年当年经济损失约为50亿元。
仅就上海市而言,每年投入地面沉降监测网的费用为1500万元(投入),以保证上海市年下沉量控制在2mm范围内,可避免年均直接经济损失2.2亿元(产生的效益)。投入效益比(即投保比)约为1∶14.7。
(3)地质灾害治理
据不完全统计,截至2002年底,全国已完成重大地质灾害前期勘查可行性论证273处,完成重大地质灾害治理工程522处。我国地质灾害治理工程大多分布在城镇、人口集中居住区、国家重点文物区、风景名胜区、机关学校部队驻地、革命老区、少数民族居住地、大中型工矿企业所在地和用于保护交通干线、重点水利电力工程等基础设施。通过重点地质灾害防治工程的实施,保护了人民生命财产安全,有效地维护了社会稳定,保障了国民经济的发展(参见表3.9和表3.10)。
例如:云南永胜县城泥石流治理工程。在2年的前期勘查、可行性研究和设计的基础上,2001年4~12月实施的治理工程总投资约500万元,可保护永北镇12270万元的固定资产免遭泥石流的危害,投保比为1∶24.6。
又如:广东恩平市洪滘中学滑坡治理工程。国家投入80万元,恩平市洪滘镇政府筹集20万元,总投资100万元用于滑坡综合调查、勘探和试验以及滑坡体治理。由于滑坡体正对洪滘中学主教学楼,直接威胁着4层教学楼和数百名师生的安全,投入少量资金进行治理可确保600余名师生的安全,同时节省洪滘中学整体搬迁所需费用650多万元,可见经济效益和社会效益十分显著。
12.3.2 社会效益评估
社会效益是考核以国家投资为主的滑坡灾害治理工程的重要指标,所谓社会效益就是指工程实施后对国家和地方社会发展目标的影响和贡献,包括工程本身及其对周围地区的影响。由于社会效益的复杂性和难以量化的特点,采用逻辑框架分析方法,如表12.3所示。
表12.3 我国部分滑坡治理工程社会效益指标分析
12.3.3 环境效益评估
环境效益的分析主要侧重分析项目实施后对环境的影响,包括区域环境质量改善、自然资源的保护和利用、对生态平衡的影响和贡献等。
如浙江永嘉县瓯北镇屿塘山滑坡治理工程完工后,美化了环境,已成为一个休闲场地。
甘肃文县关家沟泥石流灾害综合治理工程,在实现了显著的经济效益(投保比1∶23)的同时,增加水保持治理面积1万亩,加上稳定的沟道和山坡,新增治理面积共计1.5万亩,折合10km2,占总面积的26%,占水土流失面积的54%。加上原来已治理的土地面积,治理程度可达到78%;从关家沟流域每年将减少进入白水江的泥沙为8.7万m3,这不仅对延长下游尚德和碧口电站的寿命具有重要意义,而且还能大大减轻对下游农田、村镇和公路的危害,有利于长江流域的水土保持和环境保护。
8. 地质灾害防治工作现状及存在的主要问题
存在的主要问题。一是部分干部群众科学防灾意识薄弱,存在侥幸心理;二是地质灾害防治经费严重不足,部分地区地质灾害危险点和隐患点勘查治理与搬迁避让工作进展缓慢;三是地质灾害应急处置交通工具和防治技术等无法满足汛期地质灾害防治工作的需要;四是地质灾害防治工作机构还不够健全,管理人员严重不足,技术力量薄弱等。
一是继续加强领导,落实防灾责任。充分认识做好当前地质灾害防治工作的重要性和紧迫性,切实加强领导,将地质灾害隐患点的监测预报预警责任分解到村、到户、到人。二是加强排查,消除灾害隐患。重点抓好丘陵山区和重大工程地质灾害危险点、隐患点的全面排查,及早发现和解决问题,消除隐患,落实监测预报预警措施和避险场所。会同气象、水文等有关部门,进一步做好地质灾害气象预警预报工作,扩大预报信息发布的覆盖面,增强时效性,确保及时将预警预报信息发送到相关管理人员。出现暴雨、特大暴雨的地区,要对滑坡、崩塌、泥石流地质灾害隐患点加密监测频率。三是加强值班,确保信息畅通。严格遵守汛期值班、灾情速报和专报制度,保证汛期24小时轮流值班,确保灾情险情信息及时、准确。四是加强保障,提高反应能力。切实加强地质灾害应急管理机构和队伍建设,确保地质灾害应急人员、车辆、经费和相关设备的到位。充分发挥地勘单位的技术优势,做好地质灾害应急处置的各项工作,随时参与地质灾害应急抢险和应急调查等工作。五是加强监督,减少人为灾害。加强对各类工程建设项目引发地质灾害活动的监督管理,严格执行地质灾害危险性评估和地质灾害防治工程“三同时”制度,防止开采矿产资源和地下水资源引发地质灾害,减少人为因素引发的地质灾害。六是加强宣传,增强防灾意识。充分发挥广播、电视、互联网、报刊、手机短信的作用,进一步做好丘陵山区受地质灾害威胁群众的宣传教育工作,提高群测群防水平和科学防灾救灾能力。
9. 如何写地质灾害评估报告
根据《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)的要求,需对建设项目进行地质灾害危专险性评估。属
地质灾害危险性评估工作的目的是:
分析工程建设可能受到地质灾害的影响,预测工程建设活动可能产生的各类环境地质问题及地质灾害,为防灾减灾与建设场地地质环境恢复治理提供基础资料和科学依据,避免或减轻地质灾害造成的损失,从而达到为工程建设服务和保护地质环境,实现社会经济可持续发展的目标。
地质灾害危险性评估的主要任务为:
1.查明工程建设场地地质环境条件、自然地理及工程概况;
2.查明建设场地地质灾害发育类型、现状、分布及影响因素,进行地质灾害危险性现状评估;
3.调查、分析评估区内潜在的地质灾害、工程建设可能引发或加剧地质灾害及其危险性,以及工程建设和建成后可能遭受的地质灾害及其危险性,进行地质灾害危险性预测评估;
4.对评估区内地质灾害危险性进行综合评估,划分地质灾害危险性评估分区,评估场地适宜性,并提出相应的防治措施和建议。
10. 地质灾害危险性综合评估及防治对策
一、地质灾害危险性综合评估
综合评估是在现状评估及预测评估的基础上,并综合考虑了以下几个方面的问题:①地质灾害形成的地质环境条件;②地质灾害类型、分布、发育特征、稳定状态及其对管线的危害程度;③灾种共生时,按其组合形式评估对管线的危害程度;④不同地域地质环境容量对管线在选线时的限制情况;⑤地质灾害在采取工程治理或其他措施时的难易程度;⑥工程建设及运营过程中由于人类活动引起的对地质环境条件的破坏、加剧地质灾害情况,及其对管线的危害程度。首先,将沿线地质灾害危险性分为危险大、危险中等及危险小三个等级。然后,在上述三个等级的基础上进一步划分为16个段。具体划分及综合评估结果见图9-10和表9-5。其中,地质灾害危险性大的段9个,长121.572km,约占管线的36%;危险性中等的段5个,长155.841km,约占管线的45%;危险性小的段2个,长66.782km,约占管线的20%。
西气东输工程陕西段建设用地范围内地质灾害多发,然而管线在选线过程中对多数地质灾害作了相应的绕避,总体上来说,土地适宜性为较适宜。然而管线在一些地段仍存在安全隐患,需要进行详细工程地质勘察,在施工过程中应采取相应的工程措施或绕避。具体如下:
(1)DD205桩段处淤地坝坝地,由于淤地坝年久失修,坝肩为洪水泥流损坏,受洪水泥流冲蚀,致坝地拉裂形成冲沟迅速向坝地内部扩展,距DD205桩相距仅20m左右,在拉裂的冲沟内明显可见沿新近系粘土岩与披覆的黄土接触面有泉水溢出,如任其发展,不仅冲沟威胁管道,而且可能造成由此处越梁的黄土斜坡产生不稳定变形,需进行工程整治。
(2)DD278—DD279桩处存在黄土崩塌,管线通过崩塌体前缘长80m左右,距崩塌体相距不过5m左右,且崩塌前缘由于人为切坡影响,仍有复活的可能,应采取工程治理措施或绕避。
(3)DD279—DD280桩之间,存在有4个小滑坡,滑坡稳定程度差,可见到滑动时致电线杆倾倒,对从滑坡前缘通过的管线危害较大。建议此处管线采取工程治理或绕避。
(4)DD288—DD289桩之间为一大型滑坡,滑体前缘处于永坪川侵蚀岸,受河水冲刷侧蚀,前缘发生小范围滑动,可见到梯田明显错位,管线恰好从滑体中前部通过。建议对该滑坡进行详细工程地质勘察后,采取相应工程治理措施或从滑面下穿越管道。
(5)在DE004—DE005桩之间,位于寒砂石水库左坝肩的大型滑坡,滑体前缘形成高8.5m的陡坎,前缘陡坎下三叠系砂岩与黄土接触面处有滑坡泉溢出,滑体中部有灌溉水渠通过,水渠无任何防渗衬砌措施,见有渗水产生的潜蚀落水洞。平行水渠尚有中山川水库—永坪、寒砂石水库——永坪两条输水管道通过,在输水管道开始供水后,滑体前缘发生三处小范围滑动,前缘滑动的变形已扩展至水渠边,而管道恰好从水渠前部通过。线路在此段应进行详细工程地质勘察后,采取工程治理措施或绕避。
图9-10西气东输管道工程陕西段地质灾害危险性分区图
表9-5陕西段地质灾害危险性综合评估表
续表
(6)在DD143—DD144桩之间的枣树坪滑坡,滑体长450m,宽1000m,为巨型黄土滑坡,滑动时滑体前缘直抵秀延河,将河流推至对岸,滑体明显隆起为鼓丘,滑体后缘为两条冲沟所环绕,冲沟底部为湿地,滑体前缘受秀延河冲刷,可见局部小范围滑动,管线从滑体中部通过,建议对该滑坡进行详细工程地质勘察,对其稳定性做出判定后,采取工程治理措施或从滑面下穿越管道。
二、地质灾害防治对策与措施建议
各类地质灾害的防治对策及措施在陕西段分省评估报告中有详细论述,这里仅就主要地质灾害点提出具体的治理措施建议。
(1)延川县寒砂石滑坡(DE004—DE005):治理可采取排水和支挡相结合的综合治理措施。在滑坡前缘复合段后部设置盲洞排水或修建防水帷幕,对DE004号桩以南的纵向水沟和横向水渠用水泥浆砌,防止地表水渗入坡体。在滑坡前缘河岸部分设置抗滑挡墙,同时还能防止河流冲刷。
(2)枣树坪滑坡(DE143—DE144):可采取截排地表水和修筑堤防、防止冲刷的综合治理措施。截排地表水即在滑坡外围修建截水沟,将斜坡及其以上的地表水拦截在滑坡体之外,对滑坡体内的潜蚀洞穴应逐一回填夯实,防止地表水渗入坡体。修筑堤防即在滑坡前部修建浆砌石堤坝,防止雨汛期河水冲刷和软化滑坡坡脚,以消除滑坡前缘局部失稳导致滑坡整体稳定性降低的可能。
(3)王家院滑坡群(DD279—DD281):在疏排地下水的同时,限制当地群众切削坡脚,并应在前缘作反压处理。修建排水盲洞,疏排坡内地下水,滑坡群上方修明沟拦截地表水,前缘用土反压,放缓坡脚。
(4)梁家渠滑坡(DD288—DD289):除采用与王家院滑坡群相同的措施外,尚应在前缘修建浆砌石堤防,以防止河流冲刷对滑坡稳定性的不利影响。
(5)清涧河右岸崩塌(DE216—DE217):可采取预先清除或支顶镶补勾缝、拦截工程。预先清除就是先将不稳定岩体破碎,并用撬杠撬落,以消除隐患。支顶镶补勾缝就是对崩塌的局部加固,可在下坠方支垫或对原有裂缝用水泥砂浆充填。拦截是在崩塌下方修筑浆砌石挡墙,使其不致影响管线。
(6)DC081桩处黄土崩塌:鉴于本处管线与崩壁正交,且黄土崩塌崩壁陡立,稳定性差,具进一步发生崩塌的可能。因此,应先治理加固,后进行工程建设,对崩壁的加固治理应在坡下修建护坡或挡墙,或适当放缓边坡。在崩壁上部回填夯实裂缝并注意排水等。