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第3章 山塌地陷——认识地质灾害(2)

地质灾害的成因

地质灾害的社会属性是人类的生存与发展要素,主要包括人类的生命健康、生活生产和维持人类生存与发展的基础条件,以及人类对地质灾害的抗御活动。这两方面属性分别作为灾害体和受灾体共同构成地质灾害,并决定了地质灾害的程度或规模。

从另一个角度看,如果不发生地质动力活动或地质环境异常变化,就不会出现崩塌、滑坡、泥石流等现象,因此也就不会发生地质灾害;同时,如果没有人类及其各种活动,或者人类具有充分的减灾能力,能够完全有效地防治地质灾害的破坏作用,也不会发生地质灾害。因此,在那些地质动力活动比较微弱,地质环境比较稳定的地区,地质灾害很少发生;在人类出现以前,地震、崩塌、滑坡、泥石流等只是伴随地球运动和演化而发生的地质动力现象,构不成灾害;在人类出现以后,这些地质动力现象就时刻危害着人类的生存与发展,成为不可避免的自然灾害。但在不同时期和不同地区,由于人类生存与活动的方式不同,社会经济发展水平不一,对地质灾害的抗御防治能力有所差异,所以地质灾害的种类和危害程度也不相同。

地质灾害的形成条件与主要影响因素,主要受各种自然条件控制,其次受耕植、放牧、采矿、引水和工程建设等人类活动以及受灾体类型的影响。

不同类型的地质灾害形成条件和主要控制因素不同:崩塌、滑坡、泥石流属于外动力地质灾害,主要受地形地貌、地质构造、岩土、气候、水文、植被等条件控制,其次受耕植、采矿、工程建设以及破坏植被等人为活动影响;地裂缝主要受新构造活动、岩土、水文地质以及人类开采地下水、采矿等活动控制。

各种条件对地质灾害活动的作用不同,可概括为两种类型:地质灾害活动的基础条件,地质灾害活动的动力条件或激发因素。例如,崩塌、滑坡、泥石流灾害——地貌、岩土体性质与结构是其形成的主要基础条件,强烈的现今构造活动(地震)和暴雨、洪水以及采矿等是其形成的激发因素;地裂缝——岩土性质与结构、水文地质与工程地质条件是其形成的基础因素,构造运动、采矿、开采地下水等是其形成的主要激发因素。

地质灾害受灾体条件主要包括:

人口数量与密度;城镇及房屋、铁路、公路、水利、电力、通信等工程设施;畜禽、耕地、农作物、草场;公用与私人财产类型及价值;第一产业、第二产业、第三产业;土地、水、生物、矿产等国土资源与生态环境;地质灾害防治工程及其他减灾措施。

上述各种条件共同决定了地质灾害能否形成以及地质灾害的灾害程度:当地质灾害活动作用于受灾体,并超过受灾体的抗御能力时,受灾体发生破坏损失,即出现地质灾害;地质灾害活动条件越充分,地质灾害活动的能量和规模越大,活动越频繁,受灾体的数量和密度越高,对地质灾害的破坏作用越敏感,防治能力越差,地质灾害的成灾程度越高,造成的破坏损失越严重。

地质灾害监测手段与方法

选用各种手段和方法,测量监视地质灾害活动以及各种诱发因素动态变化的工作,称为地质灾害监测。地质灾害监测是预测预报地质灾害的重要依据,因此是减灾防灾的重要内容。地质灾害监测的中心环节是通过直接观察和仪器测量记录地质灾害发生前,各种前兆现象的变化过程和地质灾害发生后的活动过程。

此外,地质灾害监测还包括对影响地质灾害形成与发展的各种条件的观测。例如,降水、气温等气象观测;水位、流量等陆地水文观测;潮位、海浪等海洋水文观测;地应力、地温、地形变、断层位移和地下水位、水化学等地质、水文地质观测等。地质灾害监测方法主要有:

卫星与遥感监测;地面、地下、水面、水下直接观测与仪器台网监测。

不同地质灾害的监测方法和监测的有效程度不同。

总的看来,目前国内外地质灾害监测水平还比较低,远不能满足防灾减灾要求。今后地质灾害监测的发展趋向是:全面提高监测能力,丰富监测内容,实现各种监测方法的相互配合,提高信息处理和综合分析能力;在加强专业监测的同时,在灾害多发区建立群测群防体系,大力推进社会化监测工作;把地质灾害监测同其他一些自然灾害以及环境监测有机地结合起来,形成广泛的综合监测网络。

地质灾害的预防与避让

地质灾害的预防应从两个角度来考虑:一是建筑物远离地质灾害影响范围,二是在灾害点进行监测预警并立警示牌。主要包括下列措施。

1.新建房屋建筑选址应避开陡崖或危岩体、冲沟沟口,建在平坦安全的地区。

2.对已建或在建的建筑物及居民点逐一进行地质灾害隐患排查,不留死角。对存在安全隐患的居民区,建议当地政府立即组织转移至安全的地方,避让地质灾害。

3.建立和完善地质灾害群测群防监测预警体系,加强对人口聚集区地质灾害的监测预警。做到每个灾害隐患点都有专人监测,并确定撤离信号。一旦遇到险情,及时组织群众撤离到安全的地方。

4.在地质灾害隐患点应立警示牌,提醒在山区道路上行进的人员和车辆注意安全。

5.把公路、铁路沿线地质灾害调查评估结果及时反馈给地方政府、交通、铁道部门,并提出加强巡查、避让危险和排除危险的建议。

6.经常发生滚石、飞石等山区道路附近,应立警示牌,提醒在山区道路上行进的人员和司机注意观察,防范山坡上的滚石、飞石。

7.利用电视、广播、互联网等加大宣传力度。同时,要充分发挥村镇干部的作用,提醒广大群众,外出活动要时刻注意观察,防范地质灾害。

8.对威胁主要流域的地质灾害应加强监测,注意汛期由于降雨、河床水位上涨引发的岸坡失稳坍塌、滑坡、泥石流。

地质灾害的治理

如果城镇和居民点位于地质灾害高危险,且无法避让的地区,应对地质灾害隐患点采取各种防治措施,主要包括监测预报、工程防治、生物防治。其方法主要包括如下几个方面。

1.对隐患点安装监测仪器,及时对灾害进行预报和预警,确保人民生命安全。

2.对滑坡、崩塌隐患点采取喷锚加固、削坡卸载、堆压坡脚、填埋裂缝、修建挡墙、修建防护网、浇注搞滑桩等措施,加固边坡的稳定性。

3.对泥石流沟谷以修建排导槽、栅栏坝防护为主。

4.对存在安全隐患的地点或地区,进行生物工程防治,以种植树、草等植被为主,加大边坡的保水固土能力。

5.修建小型水库,加强沟谷调洪蓄水能力,降低洪水或泥石流对居民点的威胁程度。

减灾的根本目的是保护人民生命财产安全,保证人民正常生活和各项产业活动的正常进行,保护资源环境,促进社会稳定与经济发展。

减灾的基本途径是:减少灾害活动的频次、减轻灾害活动强度或活动规模——特别是避免或减少各种人为灾害以及人为自然灾害活动;采取各种措施,保护受灾体或增强受灾体的抗灾能力,避免或减少受灾机会,减轻灾害破坏损失程度;实行有效的抗灾、救灾和灾后恢复重建措施,减少灾害的直接和间接经济损失,以及灾害的社会危害。减灾的指导思想和基本原则是:预防为主——加强灾害预测预报,制定减灾规划和紧急预案,实施各种防治工程等;综合减灾——防灾、抗灾、救灾相结合,工程减灾与非工程减灾相结合,行政手段与法律手段、经济手段相结合,减灾与环境治理相结合,减灾与社会经济发展相结合;社会化减灾——政府、企业、社会团体、民众共同参与减灾,形成广泛的社会减灾体系。

地质灾害是由于自然或人为的地质变化,给人们生命、财产和正常生活带来损毁的自然灾害。自然科学界对于地质灾害的定义是: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。

地质灾害有30多种,较常见的、且危害较大的地质灾害有:山崩、滑坡和泥石流,地面沉降、塌陷和裂缝,由地质灾害引起的道路损毁、河流改道和堰塞湖等。此外,还有人为施工、采矿、毁林和战争等所引发的地质灾害,如矿区地面塌陷、矿震、水土流失和地下水污染等。

1.山崩是怎样发生的?

山崩是山坡上的岩石、土壤快速、瞬间滑落的现象,有的地方俗称“山剥皮”,通常发生在坡度较陡的山区,泛指组成坡地的物质,受到重力吸引,而产生向下坡移动山崩灾害现象。暴雨、洪水或地震可以引起山崩。人为活动,例如伐木和破坏植被,路边陡坡开凿,或漏水的管道也能够引起山崩。有些山崩现象不是地震引发的,而是由于山石剥落受重力作用产生的。在雨后山石受润滑的情况下,也能引发山崩;而由于山崩,大地也会震动引起地震。

一般在山崩前,山崖上的岩石通常早就风化疏松了,部分岩石已分崩离析,如果到了无法维持的程度,就要自然塌落。自然塌落造成的山崩,通常规模和范围较小,一旦有强烈地震发生,就会发生较大规模和范围的山崩,造成严重灾害。

有时,由于强烈地震的摇动,还会使较平缓山坡上的石块随坡滚落,形成山崩现象。另外,在有冰川和雪山的地区,如果发生融冰或雪崩,也会引起山崩的发生。

一般来说,山崩包括坠落、倾覆、滚动、滑动、流动和不易察觉的潜移。

崩塌是指陡峻山坡上岩块、土体在重力作用崩下,发生突然急剧的倾落运动。多发生在大于60°—70°的斜坡上。崩塌的物质,称为崩塌体。

崩塌体为土质者,称为土崩;崩塌体为岩质者,称为岩崩;大规模的岩崩,称为山崩。崩塌可以发生在任何地带,山崩限于高山峡谷区内。

崩塌体与坡体的分离界面称为崩塌面,崩塌面往往就是倾角很大的界面,如节理、片理、劈理、层面、破碎带等。崩塌体的运动方式为倾倒、崩落。崩塌体碎块在运动过程中滚动或跳跃,最后在坡脚处形成堆积地貌——崩塌倒石锥。崩塌倒石锥结构松散、杂乱、无层理、多孔隙;由于崩塌所产生的气浪作用,使细小颗粒的山崩运动距离更远一些,因而在水平方向上有一定的分选性。滑坡,土体、岩块或堆积物在重力作用下沿坡作整体下滑运动。

滑动的岩块、土体称为滑动体;下滑的底面称为滑动面。多发生在坡度小于40°—50°的缓斜坡上。约有10余种地层最容易发生滑坡,称为易滑地层。滑坡的类型很多,一般按组成物质分为土质滑坡和岩质滑坡两类。土质滑坡又分为粘土滑坡、黄土滑坡、碎屑滑坡;岩质滑坡又分为沉积岩滑坡、风化岩浆岩滑坡、变质片岩滑坡等。按滑动体厚度分为浅层滑坡(厚数米)、中层滑坡(厚数米至20米)、深层滑坡(厚20米以上)。按滑坡形成年代分为古滑坡、老滑坡和新滑坡。

滑坡的规模大小悬殊,有数十立方米,数百至数百万、数千万立方米,乃至数亿或数十亿立方米。滑坡的运动速度差异也很大,有慢得人们的肉眼都难以觉察的滑坡,也有快如崩塌型的滑坡;不少滑坡的活动具有间歇性。滑坡的运动方式是滑动,有牵引滑动、推动滑动,都使滑坡体在运动过程中保持宏观上的完整性。

2.山崩可造成哪些灾害?

山崩会给人们带来严重的灾害损失。首先,山崩会使山脚下的生命和财产全部埋葬于崩落的岩石和泥土之中;其次,山崩会损毁道路、桥梁和基础设施,导致交通中断;再次,山崩塌落的乱石往往堵塞山谷、河道,形成堰塞湖,引发洪水泛滥。举例来说,1960年5月22日,在智利发生的8.5级大地震中,就引起了大范围的山崩,塌落的乱石堵塞了河道,形成堰塞湖,湖水上涨,最终引起湖水泛滥,淹没了下游65公里处的瓦尔迪维亚城,造成了巨大的生命财产损失。在1976年5月29日中国云南龙陵的两次强烈地震中,震中附近100多平方公里范围的广大山区,发生了多处山体沙土和石块崩塌及顺坡滚落现象,损毁了大片稻田,堵塞了许多沟壑、河道,一个电厂也遭到严重破坏。在2008年5月12日中国的四川汶川发生的8.0级大地震中,山体崩滑塌落的乱土石,不但埋葬了很多生命、财产,还损毁了道路交通,使救援人员和救灾物资无法通达;更严重的是,崩滑物堵塞了多处山谷河道,形成了30多个堰塞湖,幸亏处理和预防及时,没有造成太大的次生灾害和生命财产损失。

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