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第2章 山塌地陷——认识地质灾害(1)

地质灾害有时候简称地灾,是以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因形成的自然灾害。也就是在内动力、外动力或人为地质动力的作用下,地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等危害人类生命财产、生活生产活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。

地质构造和地质作用

地质作用是指改变地球表面地貌形态,改变组成地壳的物质成分与构造、破坏原来的岩石以及形成新的岩石等的自然作用。按营力的来源,可分为内力地质作用和外力地质作用。

所谓的地质构造就是地球表层的岩层和岩体,在形成过程及形成以后,受到各种地质作用力的影响,有的保持了形成时的原始状态,有的则产生了形变,并具有复杂的空间组合形态。

其中断裂和褶皱是地质构造的两种最基本形式。

板块构造学是20世纪地质学对地质构造及地质作用的新认识。岩石圈是地球中最坚硬的部分,它漂浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度较大的软流圈上面。

岩石圈中存在着许多既深又大的断裂,这些断裂把岩石圈分割成板块,全球共有六大板块。

地球内部热的不均匀分布引起了物质对流运动,使岩石圈破裂成为板块。板块形成后继续运动,发生分离、碰撞等现象。

通常地幔中的熔融物质沿板块间的拉张断裂带挤入,并不断向断裂两侧扩展,形成新的洋壳,而部分板块则随着载荷它的软流圈物质向下移动而消失在地幔中。

板块运动是使地壳表层发生位置移动,出现断裂、褶皱以及引起地震、岩浆活动和岩石变质等地质作用的总原因,这些地质作用总称为内力地质作用。

内力地质作用对地壳的构造有一定的影响,使其不断发生变化,同时也为地貌的形成打下了良好的基础。

地质作用强烈地影响着气候以及水资源与土壤的分布,给人类提供了适宜生存的环境条件。该良好环境的出现,是地球大气圈、水圈和岩石圈演化到一定阶段的产物。

一般在地球形成的初期,大气圈和水圈的成分、质量都和现代不同。

如海水是约在10亿年前才具有今天的含盐度,大气曾经历过以二氧化碳为主的阶段,生物最早出现在地球形成约10亿年以后等。

人类乱砍乱伐,破坏环境,违反自然规律,地质作用会威胁到人类的生活,带来一定的灾害。如泥石流、地震、火山爆发、洪水泛滥等。虽然人类没有办法改变地质作用的规律,但可以认识和改变自己的行为,尊重自然。

什么是地质灾害

地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等。

1.地质灾害的主要种类

按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类49种。它们分别是:

(1)地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;(2)斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;(3)地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;(4)矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;(5)城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;(6)河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;(7)海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵、海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等;(8)海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;(9)特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等;(10)土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;(11)水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;(12)水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。

常见地质灾害有山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等。

中国地质灾害种类多、分布广、滑坡与泥石流的防范自救频次高、强度大、灾情重,是世界上地质灾害最严重的国家之一。据初步调查统计,自1949年中华人民共和国成立到1998年底,全国共发生突发性地质灾害事件5万多起,其中一次死亡10人以上或经济损失1000万元以上的重大地质灾害事件2000多起。各种地质灾害共造成数十万人死亡,毁坏房屋达几千万间。

此外,地质灾害还破坏铁路、公路、航运、水库、堤坝、通讯等工程设施,破坏土地资源、水资源、矿产资源、旅游资源和生态环境等。每年造成的直接经济损失达几亿到几十亿元。

目前,国土资源部进行地质灾害危险性评估的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂缝等。

2.地质灾害的主要危害

(1)地质灾害对危害对象的作用方式

地质灾害对危害对象的作用方式可概括为3种:直接危害、间接危害和深远危害。

直接危害:主要表现为造成人员伤亡,破坏房屋、铁路、公路、水电工程设施,威胁城镇、村庄安全,威胁财产、牲畜、机械设备、各类物资、工农业产品等。其作用方式是灾害体与危害对象直接作用,灾害直接造成破坏或损失。间接危害:主要表现为破坏耕地、草场、农作物、经济林等,造成农牧业减产,恶化农牧业生产条件,造成工厂停工、交通运输中断、水电工程效能降低等,以及人们为防治地质灾害和恢复生产的各种支出费用增加。其作用方式是地质灾害与危害对象不发生直接作用,而是由灾害的连锁反应间接影响到其他相关产业以致减产、停工、效能降低,而造成破坏或损失。

深远危害:主要表现为破坏土地资源、水资源、生物资源及生态环境等。这些资源和环境一旦遭到破坏,需经过漫长的周期才能恢复,有的甚至是不可逆转的。其作用方式是不造成直接危害或损失,但其对环境资源的破坏将造成地质灾害与环境相互作用的恶性循环,进而阻碍社会可持续发展,造成深远危害。

(2)形成危害的表现形式为造成人员、牲畜伤亡:崩塌、滑坡、泥石流等灾害具有突发性特点。地质灾害一旦发生,无论是人类还是牲畜等都很难避让或逃脱,往往会造成人员伤亡和财产损失。我国是世界上地质灾害严重的国家之一,据统计,每年因地质灾害造成的死亡人数为800—1000人,经济损失约40亿元,远超过世界其他国家的水平(例如美国每年因地质灾害死亡人数低于25人)。

例如,2008年5月12日在四川省汶川县发生里氏8.0级地震,根据震后各县市初步统计结果,震区诱发的地质灾害达13628个。其中,滑坡9549处,崩塌3406处,泥石流673处,形成堰塞湖34处,直接经济损失达438.012亿元。

威胁居民点和临时安置点共计约13577处。崩塌、滑坡、泥石流造成的人员死亡大致占地震灾害总死亡人数的1/3,其中,四川省31个灾难性滑坡死亡4996人,最严重的一个灾难性滑坡,即北川县城的王家岩滑坡死亡1600人。

破坏村镇、矿山、企业房屋建筑物及工程设施,造成财产、物资、机械设备等损失或引发崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等灾害均可以对村镇的房屋、各种建筑物和工程设施造成不同程度的危害或破坏,同时也造成与上述建筑物及工程设施相关财产、物资、机械设备等损失或破坏。中国受崩塌、滑坡、泥石流灾害威胁的城市有59座,县级以下城镇400多个。一些地质灾害严重的城镇不得不搬迁重建。我国有100多个大型企业遭受崩塌、滑坡、泥石流灾难的危害,一些企业被迫搬迁或停产废弃;有55个大型矿山遭受崩塌、滑坡、泥石流灾难的危害。

这些都造成大量直接和间接的经济损失。

崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等灾害均可以对铁路、公路、航运、水电工程等各种交通运输线路及工程设施造成不同程度的危害或破坏。

例如,2008年5月12日在四川省汶川县发生的里氏8.0级地震造成公路2482处损毁,总长约636千米,危害桥梁21座。

崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害均可以破坏土地资源,冲毁或淤埋公路、铁路、引水渠等。冲毁耕地、草场造成农牧业减产,形成间接损失。冲毁或淤埋公路、铁路可能造成交通中断,影响居民的正常生活及物资供应,形成间接损失。

冲毁引水渠会造成水渠断流,影响浇地及居民用水,因而造成人、财、物的浪费而形成间接损失。例如,2008年5月12日在四川省汶川县发生的里氏8.0级地震损毁农林地共计124平方千米。

破环资源环境,阻碍社会经济可持续发展:崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等地质灾害均可破坏各类资源,如土地资源、水资源及矿产资源,并使生态环境恶化。冲毁耕地、草场不仅造成农牧业减产,还对当地生态环境产生破坏,特别是耕地恢复缓慢,造成耕地面积减小。采矿形成的地裂缝可能改变水资源环境,使地下水位下降,甚至是将地下水引入矿井,造成矿井疏水增大,浪费电力资源。

地质灾害对资源环境的破坏,是目前进行的新农村建设中阻碍社会经济发展的因素之一。

我国地质灾害的特性与分布

中国地质灾害发育总体上具有如下特点:

1.群发性地质灾害与降水、地震等诱发因素关系密切。我国许多崩塌、滑坡、泥石流灾害与降雨密切相关。在岩土、斜坡等条件具备的情况下,降水是地质灾害形成的主要诱发因素。地质灾害的群发性特征表现在两个方面:一是当某年降雨量明显增大时,这年为地质灾害高发年;当某一次降雨为暴雨或特大暴雨,且持续时间较长时,这次降雨也可能诱发大范围的地质灾害发生。此外,一次强震诱发的崩塌、滑坡、泥石流灾害更是极具群发性。如1920年宁夏海原8.0级地震共诱发次生地质灾害667处,2008年四川省汶川8.0级地震共诱发次生地质灾害1.3万余处。

2.突发性除个别滑坡为低速蠕滑,对居住在滑体上的村民房屋造成变形、开裂为缓发性灾害外,大多数崩塌、滑坡、泥石流灾害均为突发性灾害,一般会造成灾难性的破坏。突发性灾害往往难以预料,具有瞬时性(发生历时短)、速度快(在很短的时间内造成灾难性的后果)的特点。如陕西陇县庙岭梁滑坡,1988年8月13日突然发生滑坡,滑距约40米,从开始滑动到结束仅几分钟;2005年9月20日,陇县地区普降大暴雨,在神泉—关山的公路两侧引发多处泥石流,冲毁公路20余处。

周期性主要表现在两个方面:

一是指地质灾害与年降水之间的关系,表现为大约10年不规则的周期性。丰水年地质灾害的发生频率明显偏高,且形成波浪起伏的灾害顺序。

其次表现在同一年中,雨季是地质灾害的多发期,尤其是7—9月份降水高峰期更为集中,具体发生时间大多和降水同步或滞后。

中国地质灾害的分布规律如下:

地质灾害在空间分布上受地质

环境条件制约,越是地质环境差的地段,地质灾害越集中发育。特定的地形地貌、岩土条件、斜坡结构是形成地质灾害的必要条件。我国85%的地质灾害发生在黄土高原区、秦巴山区、川滇藏地区以及湘西、鄂西地区。其中,滑坡灾害是最重要的地质灾害之一,而在滑坡灾害中,黄土滑坡约占35%。黄土高原地区,是我国地质灾害最为高发的地区。该区地形切割剧烈,高低差相对较大,以中低山及黄土残塬、梁、卯为主;岩土体风化破碎,大部分地区具有多元结构;发育多条NW向及NE向断裂等。这些都是地质灾害形成的有利条件。因此,在断裂带发育地带,地形变化剧烈的地带及岩土结构复杂的地区都容易发生地质灾害,并且大都具有地质灾害的群发性。

地质灾害是地质动力活动或地质环境异常变化对人类生命财产和生活、生产以及维持人类生存与发展的资源、环境的破坏现象或过程。

地质灾害是地质活动与人类活动相互作用的结果,其属性包括自然属性和社会属性。

地质灾害的自然属性是地质动力活动及地质环境变化要素,主要包括内动力地质作用、外动力地质作用以及与它们密切相关的大气环境、水环境、岩土环境的异常变化。

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