地质灾害调查与评价
① 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?
② 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。
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 地质灾害易发区划分与评价
一、易发程度区划的原则
地质灾害易发程度是指在一定的地质环境条件和人类工程活动影响条件下,地质灾害发生的可能性的难易程度。
1)地质灾害易发区划分结合地质灾害形成的地质环境条件、诱发因素(人类工程活动、降雨等)和灾害发育现状,以定性评价为基础,通过信息系统空间分析定量计算来确定。
2)评价单元的划分按照“区内相似和区际相异”的原则来确定,以地质灾害发育的地质环境条件差异确定评价单元。采用人工方法计算时,以乡镇行政区或村级行政区为基本单元。采用计算机网格剖分时,单元面积采用500m×500m。
3)地质灾害发育程度划分为四级:高易发区(Ⅰ)、中易发区(Ⅱ)、低易发区(Ⅲ)和不易发区(Ⅳ)四级。在划分过程中,根据实际调查情况,具体问题具体分析,尽可能便于乡镇政府开展防治工作。
二、工作思路和技术路线
地质灾害易发程度区划是地质灾害详细调查中的重要环节,地质灾害易发性区划图是地质灾害调查研究中最基础、最重要的图件之一。地质灾害的易发性区划研究主要是对地质灾害形成的内因进行分析,综合考虑工程地质条件、植被、长期的综合降雨等影响因素在地质灾害形成过程中的作用,基于GIS平台对其影响因素进行量化分析,同时考虑各个影响因素所占的权重,遵循一定的原则设计开发程序,从而生成最终的地质灾害易发性区划图。
在地质灾害野外调查资料及整理生成的地质灾害分布图、地质灾害调查测绘图、地质灾害详细调查实际材料图的基础上,通过对灵台县地质灾害详细调查数据综合分析,对研究区进行了剖分,对每个剖分网格中地质灾害的点密度、面密度和体密度进行了分级,确定其分级指数,调用开发软件确定每个网格的灾害性影响指数,采用袭扰系数法生成初步地质灾害易发性区划图,并利用地理信息系统软件ArcGIS和MapGIS6.7空间分析功能将地质灾害的各个影响因素图叠加到初步地质灾害易发性区划分级图中,绘制出该县的地质灾害易发性分区图。灵台县地质灾害易发性区划研究系统流程图如图6-1所示。
具体步骤为:首先将灵台县地质灾害分布图进行500m×500m网格剖分。其次对每个网格内地质灾害的个数、体密度、面密度采取不同的原则将每个网格的灾害易发性程度分为四级,生成初步的地质灾害易发性等值线图。然后对该县的地形地貌图、地层岩性图、降雨量分布图、地形坡度图、植被覆盖图分别采取相应标准分为四级,采取专家打分的方法确定其权重。最后叠加各个图层从而生成灵台县地质灾害易发性分区图,为灵台县地质灾害详细调查危险性区划和灵台县地质灾害防治区划等提供可靠的数据,同时为政府部门采取有效的措施进行统筹规划减灾防灾以及灾害治理提供了可靠的依据。
3)坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄滑坡崩塌高易发区(Ⅰ3)
主要是达溪河北岸沿线的城关镇的坷台、杨村、水泉、下河、东王沟、许家沟、安家庄村,灾害点密度6.85处/km2,灾害点密度很大,面积7.51km2,占高易发面积的20.61%,发育灾害点49处,14个滑坡,23个不稳定斜坡,两个泥石流。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。
4)南店子—下河—东王沟—康家沟—红崖沟滑坡崩塌高易发区(Ⅰ4)
主要是达溪河南岸沿线和达溪河支流蒲河的城关镇的坷南店子、下河、东王沟、康家沟、红崖沟村,灾害点密度4.2处/km2,灾害点密度较大,面积4.19km2,占高易发面积的7.16%,发育灾害点30处,12个滑坡,18个不稳定斜坡。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。
(2)地质灾害中易发区(Ⅱ)
该区面积351.60km2,占总面积17.16%,发育灾害点281处,灾害点密度0.8处/km2,包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村、王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村、寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村和新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村4个亚区。
1)包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村中易发亚区(Ⅱ1)
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡横渠、马家沟、付家沟、赵家咀、安冯村、杜家沟、景家庄子沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积13.88km2,占中易发区总面积的3.95%,发育灾害点14处,灾害点密度1.0处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土。黄土层及白垩系砂砾岩、砂岩局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。
2)王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村中易发亚区(Ⅱ2)
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡、朝那镇、上良乡、什字镇、西屯乡、独店镇沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积144.12km2,占中易发区总面积的7%,发育灾害点94处,灾害点密度0.82处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土、白垩系砂砾岩、砂岩。区内人口相对较少,局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。
3)寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村中易发亚区(Ⅱ3)
该区面积95.72km2,占中易发区总面积的27.22%,发育灾害点70处,灾害点密度0.73处/km2,地貌为黄土梁峁区、低中山区。岩性为新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被较差,人类工程活动频繁,灾害点分布在村庄周围、公路沿线和河谷边坡地带。
4)新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村中易发亚区(Ⅱ4)
主要位于达溪河南部的中台镇、新开乡、蒲窝乡、邵寨镇,该区面积97.88km2,占中易发区总面积的27.84%,发育灾害点103处,灾害点密度1.05处/km2,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被一般,人类工程活动相对较弱,灾害点分布在村庄周围、河谷边坡地带。
(3)地质灾害低易发区(Ⅲ)
该区面积722.96km2,占中易发区总面积的35.28%,发育灾害点73处,灾害点密度0.10处/km2。包括梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区、什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区、龙门乡黄土梁峁丘陵区、什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区、达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区5个亚区。
1)梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区低易发区(Ⅲ1)
位于梁原乡黑河北岸一带,面积32.2km2,占低易发区总面积的4.43%,无灾害点发育,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以第四系黄土和白垩系泥质、砂岩为主。区内沟谷发育,地形切割强烈,黄土层及泥岩砂岩局部较破碎,表层风化严重。
2)什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ2)
位于什字塬北部-黑河南岸沿线的朝那、上良、什字、西屯、独店5个乡镇,面积147km2,占低易发区总面积的20%,发育有灾害点8处,灾害点密度0.054处/km2,表层覆盖第四系黄土,河沟切割强烈出有白垩系泥岩、砂岩。区内沟谷发育,地形切割强烈,岩石较破碎,表层风化严重,人类工程活动较少。
3)龙门乡黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ3)
位于龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积95.329km2,占低易发区总面积的13.19%。发育灾害点10处,灾害点密度0.10处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
4)什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ4)
主要是什字塬南部-达溪河北岸的广大梁峁丘陵区一带,面积191.6km2,占低易发区总面积的26.5%。发育灾害点28处,灾害点密度0.146处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
5)达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ5)
主要是龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积256.824km2,占低易发区总面积的35.5%。发育灾害点25处,灾害点密度0.097处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
(4)地质灾害不易发区(Ⅳ)
灵台县地质灾害不易发区总面积938.01km2,占全区面积的45.78%,基本无地质灾害发生。由梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)、什字塬不易发区(Ⅳ3)、达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)、百里乡林场不易发区(Ⅳ6)组成。
不易发区主要是黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区以及植被茂密人烟稀少的林场区。黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。
1)梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)
本区主要位于梁塬乡王家沟村及黑河低缓阶地,面积19.8km2,占不易发区总面积的2.11%,本区岩土以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
2)黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)
本区主要位于黑河宽阔河谷区。面积17.43km2,占不易发区总面积的1.86%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。
3)什字塬不易发区(Ⅳ3)
主要位于广阔的什字塬区。本区面积306.55km2,占不易发区总面积的32.68%,本区地形平坦,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
4)达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)
本区主要位于达溪河沿岸宽阔河谷区。面积38km2,占不易发区总面积的4.1%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。
5)邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)
本区主要位于邵寨镇小黄土塬区,面积18.91km2,占不易发区总面积的2%,本区岩性以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
6)百里乡林场不易发区(Ⅳ6)
本区主要位于百里乡林场区。面积537km2,占不易发区总面积的57.3%,本区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。
⑤ 地质灾害调查评价的技术方法
地质灾害调查评价的方法有遥感解译、地面测绘、地球物理、地球化学、山地工程、钻探、试验等。这些方法各有特点。
1.主要技术方法
(1)遥感图像解译
遥感图像能直观地显示区内地形、地貌、地质和水文的整体轮廓与形态,可以宏观认识调查区的自然地理、地质环境,指导调查工作的整体部署,减少盲目性,节省人力、物力的投入。
(2)工程地质测绘
工程地质测绘是地质灾害调查评价最基本、最经济的手段。其成果有利于指导物探、钻探和山地工程及试验工作的部署,应首先开展。
(3)地球物理勘探
地质灾害调查评价中常用的物探方法有电法、弹性波法、放射性法、重力法、磁法、热测量法、扩散法、综合测井法等类型。物探方法设备轻便、成本低、速度快、覆盖面大,与钻探、山地工程、地面测绘相结合,既可以节约投资,又可取得有效的成果,但要注意物探结果具有多解性,并受应用前提和现场条件的制约。
(4)钻探
钻探方法用于获取深部地质资料,具有成果直观、准确并能长期保存等优点,可以进行综合测井、录像、跨孔探测、长观和变形监测。不足是受交通运输、地形和场地等条件的限制,耗资较大。
(5)山地工程
山地工程分为轻型山地工程(试坑、探槽、浅井)和重型山地工程(竖井、平斜硐、石门、平巷等)。山地工程是地质勘查的重要手段,技术人员可直接观测岩土体内部结构、构造、断层、软弱夹层、滑带、裂缝、变形和地压等重要地质现象,获取资料直观可靠。还可以进行采样、原位测试,为物探、监测乃至施工创造有利条件。山地工程施工受地层岩性和其他条件限制,为保证施工安全,要认真研究论证防范措施。
(6)试验
试验是研究地质体的材料特性,即物理性质、水理性质、力学性质及其赋存环境(如地下水、地应力、地温等)的重要手段,是地质灾害调查评价中复杂地质条件下地质参数选取的重要途径。
2.选择方法的原则
方法的选择应以调查工作的任务要求、阶段以及地质灾害的特征为依据,以期使用最基本、简便易行的方法,以最低的投入,取得有用且好用的资料,实现最好的减灾效益。
1)针对性:要根据现场踏勘和前人资料,初步判定地质灾害的性质,有针对性地选择勘探方法,避免盲目工作,做到事半功倍。
2)实用性:力求以最简单的方法解决最复杂的问题,不刻意追求新奇复杂的技术方法。
3)简单高效:尽可能采用操作简便、易于搬运、环境适应性强的设备。
4)经济合理:在能满足调查评价任务要求的前提下,尽可能降低工作量。
3.方法的配置
方法的配置要充分考虑调查工作的阶段性,方法自身的适用性,方法之间的互补性、互验性,技术和经费的可行性。
钻探和山地工程对物(化)探有很强的互补性和互验性。先用钻探对地面物化探结果进行验证,提高其成果的准确性和推广价值。再进行测井和跨孔探测,拓宽物探的勘测范围,以取得更好的成效。钻探要投入到关键部位,每个钻孔都应综合测井,进行变形监测等,发挥其较多的功能。
试验用于查明灾害体的地质特性和赋存环境,提供岩土体物理力学参数和水文地质参数,要结合其他工作统一部署。试验常常成为解决复杂地质问题的有效途径。
实践表明,如果地质测绘工作细致深入,轻型山地工程配合得当,物化探工作针对性强,就可以大大降低钻探工程量,少用甚至不用重型山地工程。
⑥ 地质环境与地质灾害调查评价资金投入
地质环境与地复质灾害调查评价投制入资金3.95亿元,实施项目661个(图8,图9)。
图9 2006年地质环境与地质灾害调查评价资金投入方向结构图(单位:亿元)
⑦ 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。
⑧ 地质灾害调查评价与地灾评估一样吗
不一样,地质灾害调查评价是针对地质灾害或地质灾害隐患进行调查,专做出稳定性评属价和发展趋势分析,而地灾评估主要是针对建设用地和建设项目进行地质灾害现状和建设项目引发遭受地质灾害危险性的预测,并做出建设用地适宜性评估结论!
⑨ 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。
⑩ 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。