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地质灾害的背景

影响或控制地质灾害形成与发展的基础环境和总体条件。它与地质灾害形成条件既存在密切联系又有一定区别。地质灾害形成条件指的是造成地质灾害的直接因素;地质灾害背景指的是控制和影响地质灾害的更高层次的基础条件。地质灾害背景由两个系列组成:[1]
①以地球动力活动为核心的自然背景;
②以人口、经济、社会发展水平为核心的社会经济背景。地质灾害背景虽然不能直接决定一个具体灾害事件的发生和发展,但从宏观上控制了一个地区一种或多种地质灾害的成灾程度和变化的总体趋势。因此研究地质灾害背景条件是进行地质灾害宏观评价的重要内容

我国相关法律法规中的界定

根据2003年11月19日国务院颁发的《地质灾害防治条例》(中华人民共和国国务院令第394号)规定,地质灾害,通常指由于地质作用引起的人民生命财产损失的灾害。地质灾害可划分为30多种类型。由降雨、融雪、地震等因素诱发的称为自然地质灾害,由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发的称为人为地质灾害。常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾害。

基本定义

地质灾害是指由于自然或人为作用,多数情况下是二者协同作用引起的,在地球表层比较强烈地破坏人类生命财产和生存环境的岩土体移动事件。地质灾害在成因上具备自然演化和人为诱发的双重性,它既是自然灾害的组成部分,同时也属于人为灾害的范畴。在某种意义上,地质灾害已经是一个具有社会属性的问题,已经成为制约社会经崭发展和人民安居的重要因素。因此,地质灾害防治就不仅是指预防、躲避和工程治理,在高层次的社会意识上更表现为努力提高人类自身的素质,通过制定公共政策或政府立法约束公众的行为,自觉地保护地质环境,从而达到避免或减少地质灾害的目的。
  地质灾害主要是指崩塌(即危岩体)、滑坡、泥石流、岩溶地而塌陷和地裂缝等,它们是比较公认的原地壳表层地质结构的剧烈变化而产生的,且通常被认为是突发性的。
  地质环境灾害是指区域性地质生态环境变异引起的危害,如区域性地而沉降、海水人侵、干旱半干旱地区的荒漠化、石山地区的水土流失、石漠化和区域性地质构造沉降背景下平原或盆地地区的频繁洪灾等,这些问题通常都是由多种因素引起且缓慢发生的,地质界常称其为缓变性地质灾害。
  当然,不能简单地把洪水归类于地质灾害。但长时期、大范围且爆发频繁的洪灾是与地质环境密切相关的,是人类社会工程经济活动或防洪治水方略与地质环境演变方向比较长期的不相适应的结果。利用考古资料恢复长江荆江河段近5000 a来洪水位的上升过程,发现近2000 a来是荆江洪水位相对荆北平原上升的主要时期,累计上升13.6 m,特别是近500 a来的洪水位上升的平均视速率达20~27 mm,/a。近500 a来的荆江走堤厦其堤基的决口破坏历史研究表明,在两岸干堤地基的渗漏、管涌、溃决、软上地基变形和崩岸等工程地质问题中,洪水期以北岸的管涌和渍决占绝对优势,干早期则以南岸的崩岸引人注意,这反映了荆江高水位与其地质环境已不相适应的关系。
  从地球表层环境变化而言,地震灾害属于地质环境灾害范畴。固其发生的特殊性和危害巨大,地震灾害研究已自成一个体系论,作出未来灾害危障性预测,初步提出井论证不需治理、合方案的依据、布置与工程概算。[2]
《住宅建筑规范》(GB50368-2005)规定,住宅选址时应考虑噪声、有害物质、电磁辐射和工程地质灾害、水文地质灾害等的不利影响。[3]

2基本特点

地质灾害勘查不同于一般建筑地基的岩土工程勘察,其特点至少包括如下几方面。
  (1)重视区域地质环境条件的调查,井从区域因素中寻找地质灾害体的形成演化过程和主要作用因素。
  (2)充分认识灾害体的地质结构,从其结构出发研究其稳定性,
  (3)重视变形原因的分析,并把它与外界诱发因素相联系,研究主要诱发因素的作用特点与强度(灵敏度)。
  (4)稳定性评价和防治工程设计参数有较大的不唯一性,霄表现为较强的离散性,应根据灾害个体的特点与作用因素综合确定,进行多状态的模拟计算。
  (5)目前尚未研究出具有昔适性的稳定性计算方法(也许并不存在),现有的方法都有较多的假定条件。
  (6)勘查阶段结束不等于勘查工作结束,后续的工作如监测或施工开挖常常能补充、修改勘查阶段的认识,甚至完全改变以前的结论。因此,地质灾害的勘查有者延续性特点,即使是非常认真详细的工作,也不能过于希望毕其功于一役。
  (7)地质灾害勘查方法选择是强谰应用经验与技巧,寻求以最少的工作量和最低的投资,获得最佳的勘查效果,
  (8)勘查工作量确定的最基本原则是能够查明地质体的形态结构特征和变形破坏的作用因襄t满足稳定性评价对有关参数的需求,而不拘于一般的勘察规程。在此前提下,勘查工作量越少越好,使用的勘查方法越少越好,勘查设备越简单越好,勘查周期越短越好。一般而言,勘查工作量依据地质灾害体的规模、复杂程度和勘查技术方法的效果综合确定。
  (9)勘查队伍是实现勘查目标、选择合理勘查方法和优化勘查工作量的关键。从事地质灾害勘查的工作实体应在地质技术^才,勘查设备和室内分析试验等方面具备条件,井拥有相应的资质证书。[2]

3基本分类

主要分类方法

地质灾害的分类,有不同的角度与标准,十分复杂.就其成因而论,主要由自然变异导致的地质灾害称自然地质灾害;主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为地质灾害。就地质环境或地质体变化的速度而言,可分突发性地质灾害与缓变性地质灾害两大类。前者如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地裂缝,即习惯上的狭义地质灾害;后者如水土流失、土地沙漠化等,又称环境地质灾害。 根据地质灾害发生区的地理或地貌特征,可分山地地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等,平原地质灾害,如地质沉降,如此等等。

主要类型介绍

滑坡:是指斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
崩塌:是指较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。
泥石流:是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流。识别:中游沟身长不对称,参差不齐;沟槽中构成跌水;形成多级阶地等。
地面塌陷:是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然现象。[4]

相关知识

〖滑坡与崩塌的关系〗
滑坡和崩塌如同孪生姐妹,甚至有着无法分割的联系。它们常常相伴而生,产生于相同的地质构造环境中和相同的地层岩性构造条件下,且有着相同的触发因素,容易产生滑坡的地带也是崩塌的易发区。例如宝成铁路宝鸡至绵阳段,即是滑坡和崩塌多发区。崩塌可转化为滑坡:一个地方长期不断地发生崩塌,其积累的大量崩塌堆积体在一定条件下可生成滑坡;有时崩塌在运动过程中直接转化为滑坡运动,且这种转化是比较常见。有时岩土体的重力运动形式介于崩塌式运动和滑坡式运动之间,以至人们无法区别此运动是崩塌还是滑坡。因此地质科学工作者称此为滑坡式崩塌,或崩塌型滑坡、崩塌、滑坡在一定条件下可互相诱发、互相转化:崩塌体击落在老滑坡体或松散不稳定堆积体上部,在崩塌的重力冲击下,有时可使老滑坡复活或产生新滑坡。滑坡在向下滑动过程中若地形突然变陡,滑体就会由滑动转为坠落,即滑坡转化为崩塌。有时,由于滑坡后缘产生了许多裂缝,因而滑坡发生后其高陡的后壁会不断的发生崩塌。另外,滑坡和崩塌也有着相同的次生灾害和相似的发生前兆。
〖滑坡、崩塌与泥石流的关系〗
滑坡、崩塌与泥石流的关系也十分密切、易发生滑坡、崩塌的区域也易发生泥石流,只不过泥石流的暴发多了一项必不可少的水源条件。再者,崩塌和滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源。滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转化为泥石流,或者滑坡、崩塌发生一段时间后,其堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。即泥石流是滑坡和崩塌的次生灾害。泥石流与滑坡、崩塌有着许多相同的促发因素。

4分级标准

按危害程度和规模大小分为特大型、大型、中型、小型地质灾害险情和地质灾害灾情四级:
特大型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在1000人以上或潜在可能造成的经济损失1亿元以上的地质灾害险情。特大型地质灾害灾情:因灾死亡30人以上或因灾造成直接经济损失1000万元以上的地质灾害灾情。
大型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在500人以上、1000人以下,或潜在经济损失5000万元以上、1亿元以下的地质灾害险情。大型地质灾害灾情:因灾死亡10人以上、30人以下,或因灾造成直接经济损失500万元以上、1000万元以下的地质灾害灾情。
中型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在100人以上、500人以下,或潜在经济损失500万元以上、5000万元以下的地质灾害险情。中型地质灾害灾情:因灾死亡3人以上、10人以下,或因灾造成直接经济损失100万元以上、500万元以下的地质灾害灾情。
小型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在100以下,或潜在经济损失500万元以下的地质灾害险情。小型地质灾害灾情:因灾死亡3人以下,或因灾造成直接经济损失100万元以下的地质灾害灾情。

6危险性评估

地质灾害危险性评估是对地质灾害的活动程度进行调查、监测、分析、评估的工作,主要评估地质灾害的破坏能力。地质灾害危险性通过各种危险性要素体现,分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。历史灾害危险性是指已经发生的地质灾害的活动程度,要素有:灾害活动强度或规模、灾害活动频次、灾害分布密度、灾害危害强度。其中危害强度指灾害将活动所具有的破坏能力,是灾害活动的集中反映,是一种综合性的特征指标,只能用灾害等级进行相对量度。
地质灾害潜在危险性评估是指未来时期将在什么地方可能发生什么类型的地质灾害,其灾害活动的强度、规模以及危害的范围、危害强度的一种分析、预测。地质灾害潜在危
险性受多种条件控制,具有不确定性。地质灾害活动条件的充分程度是控制点,地质灾害潜在危险性的最重要因素,包括地质条件、地形地貌条件、气候条件、水文条件、植被条件、人为活动条件等。历史地质灾害活动对地质灾害潜在危险性具有一定影响。这种影响可能具有双向效应,有可能在地质灾害发生以后,能量得到释放,灾害的潜在危险性削弱或基本消失。也可能具有周期性活动特点,灾害发生后其活动并没有使不平衡状态得到根本解除,新的灾害又在孕育,在一定条件下将继续发生。
地质灾害危险性评估的方法主要有:发生概率及发展速率的确定方法,危害范围及危害强度分区,区域危险性区划等。
国务院《地质灾害防治条例》第二十一条规定:“在地质灾害易发区进行工程建设应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估,……。编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄和集镇规划时,应当对规划区进行地质灾害危险性评估”。
国土资源部《地质灾害防治管理办法》第15条规定,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区内进行的工程建设,在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。
地质灾害危险性评估主要依据《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)文件要求,相关技术要求依据《通知》附件1“地质灾害危险性评估技术要求(试行)”。《通知》规定:地质灾害危险性评估工作分级进行;对承担地质灾害危险性评估工作的单位实行资质管理制度;报告应经具有资格的资质灾害防治专家进行审查;对评估成果实行备案制度。
评估成果根据评估级别的不同分别由县级、市级和省级国土资源行政主管部门认定,并按要求抄报部、省、市级国土资源主管部门。不符合条件的,国土资源行政主管部门不予办理建设用地审批手续。地质灾害危险性评估包括下列内容:
(1)阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征
(2)分析论证工程建设区和规划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
(3)提出防治地质灾害措施与建议,并作出建设场地适宜性评价结论。

7防治知识

发生前兆

崩塌前兆是:崩塌的前缘不断发生掉块、坠落、小崩小塌的现象;崩塌的脚部出现新的破裂形迹;不时偶然听到岩石的撕裂摩擦声;出现热、气、地下水异常;动物出现异常。
滑坡前兆是:滑坡前缘出现横向及纵向裂缝,前缘土体出现隆起现象;滑体后缘裂缝急剧加宽加长,新裂缝不断产生,滑坡体后部快速下座,四周岩土体出现松动和小型塌滑现象;滑带岩土体因摩擦错动出现声响,并从裂缝中冒出气或水;在滑坡前缘坡角处,有堵塞的泉水复活或泉水、井水突然干涸;动物出现惊恐异常现象;滑坡体上的观测点明显位移;滑坡前缘出现鼓丘;房屋倾斜、开裂和出现醉汉林、马刀树等。
地面塌陷的前兆:泉、井的异常变化;地面变形;建筑物作响、倾斜、开裂;地面积水引起地面冒气泡、水泡、旋流等;植物变态;动物惊恐。
滑坡、崩塌、泥石流三者除了相互区别外,常常还具有相互联系、相互转化和不可分割的密切关系。
泥石流发生的前兆是:沟内有轰鸣声,主河流水上涨和正常流水突然中断。动植物异常,如猪、狗、牛、羊、鸡惊恐不安,不入睡,老鼠乱窜,植物形态发生变化,树林枯萎或歪斜等现象。
如发现上述的一些征兆,尤其是发现山体出现裂缝,则可能存在发生崩塌、滑坡的隐患,长期降雨或暴雨则可能诱发泥石流。

应急避险

避免受灾对象与致灾作用遭遇。分为主动和被动两种情况,就是指主动的躲避与被动式的撤离。对于处于危险区的工程及人员,所采用的方法是:预防、躲避、撤离、治理,这四个环节每一个都含有很大的防灾减灾的机会。
崩塌、滑坡灾害的应急防治措施是:视险情将人员物资及时撤离危险区;及时制止致灾的动力作用;事先有预兆者,应尽早制订好撤离计划。
躲避泥石流不应顺沟向下游跑,应向沟岸两侧跑,但不要停留在凹坡处。

基本方法

崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各种加固工程如支档、锚固、减载、固化等,并附以各种排水(地表排水、地下排水)工程,其简易防治方法是用粘土填充滑坡体上的裂缝或修地表排水渠。
泥石流灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水系统,避免地表水入渗,对已有塌陷坑进行填堵处理,防止地表水注入。

简易监测方法

地质灾害简易监测,是指借助于简单的测量工具、仪器装置和量测方法,监测灾害体、房屋或构筑物裂缝位移变化的监测方法。
1、一般常用监测方法:
(1)埋桩法
埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝,埋桩不能离裂缝太近。
(2)埋钉法
在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。
(3)上漆法
在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记,与埋钉法原理是相同的,通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。
(4)贴片法
横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果砂浆片或纸片被拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法不能获得具体数据,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。
地质灾害群测群防监测[5]方法除了采用埋桩法、贴片法和灾害前兆观查等简单方法外,还可以借助简易、快捷、实用、易于掌握的位移、地声、雨量等群测群防预警装置和简单的声、光、电警报信号发生装置,来提高预警的准确性和临灾的快速反应能力。
2、监测次数和时间
旱季每15天监测一次。雨季(4—9月)每5天监测一次(如每月5日、10日、15日、20日、25日、30日),如发现监测地质灾害点有异常变化或在暴雨、连续降雨天气时,特别是12小时降雨量达50㎜以上时,应加密监测次数,如每天1次或多次,甚至昼夜安排专人监测。
滑坡监测
滑坡是一种山区建设中常见的不良地质现象,是一种斜坡变形形式,主要发生在山地、丘陵地区的斜坡上。对滑坡的含义,一般有两种说法:一是广义的,即把斜坡岩体顺坡向下滑移的一切现象,统称为滑坡。它包括崩塌和泥石流等;另一种是比较严谨的,在一定的地形地质条件下,由于外界条件的变化,各种自然或人为的因素影响(例如长期受水浸润,削弱山体下部支撑力量等),破坏了岩体的力学平衡,使山坡上的不稳定岩体在重力作用下,沿着一定的软弱面作整体的、缓慢的、间歇性的向下滑动的不良地质现象,称之为滑坡。传统的大地精密测量法、GPS 法以及近景摄影测量法等滑坡监测方法已得到了广泛应用,并在某些方面取得了显著成效,但这些常规技术方法往往会受到气候与地形的限制,且连续观测能力较差,实施困难较大,在观测条件复杂地区都存在着一定的局限性。而利用遥感技术克服了地形、气候、观测条件的限制,可以实现大范围的滑坡区域调查以及针对滑坡不同阶段实行动态监测,因此引入遥感技术进行滑坡监测是非常意义的。遥感用于滑坡监测的研究主要可分为三个方面内容滑坡探测与识别;滑坡时间和空间上的动态监测;结合 GIS技术的空间分析和灾害预测。调查的方法主要有:
1、 直接解译:滑坡的探测与识别通常都采用航片或高分辨率卫星影像进行判读,识别出滑坡的鉴别特征,如泥石流引发的沉积物堆积、地貌地形、冰川退缩及冰舌的位移、岩层断裂等,。
2、动态对比:滑坡的监测可通过检测多时相卫星影像上滑坡前后的土地利用变化来定位滑坡,然后通过对比不同时期的滑坡条件,如滑坡范围、移动速度、地表形态、土壤湿度,进行滑坡动态监测。
3、干涉雷达监测:目前,滑坡动态监测或制图大部分已经采用了 InSAR 或 D-InSAR。如采用 ERS 数据生成干涉DEM,并利用获取的地面控制点改进地理编码和高程值,获取地理编码垂直高程变化图。由此,辨识出边坡的位移,证明其不稳定,在滑坡真正发生之前进行预测。然后,从滑坡堆积带的影像中,分别选出三个主要为粗略纹理、中等纹理以及细碎片的不同区域,进行局部直方图分析,量测影像纹理,进一步找出滑坡碎片的大小及分布。

8遥感技术在地质灾害中的应用

泥石流监测

矿区山高坡陡,沟谷纵横,地质构造发育,新构造运动强烈,岩层破碎,松散固体物质储量丰富,植被条件较差,因此矿区沟谷泥石流具有多期性。进入雨季后处于发育旺盛期,山洪暴发,暴发大规模泥石流的频率较高,灾害严重。随着人为活动的加强,泥石流暴发的频率、规模越来越大,灾害碎石越来越严重,致使泥石流沟谷水土流失不断加剧,区域地质环境逐步恶化。泥石流造成了严重的经济损失和生产设施破坏,直接威胁着矿区的安全生产。矿区地形地质环境条件复杂,单纯依靠地面调查地质灾害,不仅周期长、费用高,见效慢,有些地方交通不便,工作难度较大,不宜调查且难以准确判断。利用遥感技术不但可准确、直观、全面、多角度地观察和研究泥石流灾害,还可以利用多时像的遥感资料,动态地观察地质灾害的发生、发展等过程,为灾害地面调查及后续治理提供指导。利用遥感技术进行泥石流监测主要核心就是泥石流沟的解译。泥石流的遥感调查方法与滑坡非常类似,也可以采用直接解译法、动态对比法和干涉雷达等方法。[6]

崩塌监测

采矿崩塌地动态监测是工矿区资源管理与环境保护的重要方面,遥感技术可在其中发挥重要作用,从遥感图像中提取采矿崩塌地是遥感应用于矿山资源环境监测的重要方向之一。为了以较高的精度,从遥感图像中提取塌陷地,往往将遥感技术与 GIS 相结合,充分应用光谱特征、地学特征与信息、领域和专家知识及其他统计数据辅助进行遥感图象处理与专题信息提取。

地裂缝监测

矿产开采形成的地裂缝往往与地面塌陷地质灾害相伴而生,地裂缝发育特征受地质条件、地下采空区特征等因素控制。根据矿区地裂缝地表延伸长度特征及危害性将矿区地裂缝分成三级规模。一般地面塌陷范围与地裂缝级别相辅相成,地面塌陷区范围大,则地裂缝规模随之增大,反之亦然,地裂缝稳定性受多种因素影响,除受塌陷区稳定性影响外,还受到地质条件、地表水和人类活动等因素影响。
脚注信息
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