削坡建房地質災害
1. 削坡建房出事後負責人會做牢嗎
本身削坡建房就屬於違章建築,負責人會被追責的,又出現了事故,這個責任就更大了,根據事故嚴重程度應該會被判刑的。
2. 地質災害分布規律
一、地質災害空間分布規律
區內地質災害分布規律嚴格受自然地質條件和人為因素的制約,地質災害在空間上有相對集中和條帶狀展布的分布規律。具體表現為:
(一)沿河流兩側呈條帶狀集中
據調查資料統計,有310處滑坡、崩塌和不穩定斜坡集中分布在河谷的兩側。其中,延河和汾川河老年期河谷發育滑坡25處,南川河、杜甫川河、西川河、蟠龍川河、牡丹川河、豐富川河等壯年期河谷發育滑坡264處,崩塌11處,不穩定斜坡10處(表3-34)。
表3-34 河流兩岸發育的地質災害點統計表
區內滑坡、崩塌均分布在河流兩岸或溝谷兩側,其分布密度和致災作用則與河流及溝谷的發育期有關。一般在溝谷形成早期,以垂直侵蝕作用為主,溝谷兩側崩塌、滑塌頻發。但是,由於早期溝谷內人煙稀少,也無重要工程和基礎設施,一般不致災,屬自然地質現象,多數規模較小。壯年期河流進入以側蝕為主的階段,風化、卸載作用強烈,處於河流侵蝕岸的斜坡易發生滑坡、崩塌等地質災害。老年期即成型河谷階段,如延河兩岸,自然條件下坡體總體較穩定,在風化和卸載作用下,多形成剝落和局部不穩定。但是,成型河谷區地形平坦開闊,人口、重要工程和基礎設施密集,人類不合理工程活動強烈,地質災害最為嚴重。
(二)在直線型和凸型邊坡地段相對集中
凸型和直線型坡易產生滑坡災害。調查的崩塌中,階梯型坡佔8.2%,凹型坡佔12.2%,凸型坡佔24.5%,直線型坡佔55.1%。在不穩定斜坡中,階梯型坡佔38.8%,直線型坡佔51%,凹型坡佔2%,凸型坡佔2%。直線型坡產生崩塌和不穩定斜坡的幾率明顯較高。
坡體岩土體結構不同,發生滑坡的數量不同。土質階梯型坡發生滑坡的數量占總滑坡數量的6.3%,凸型坡佔38.1%,凹型坡佔7.9%,直線型坡佔47.7%;岩土復合型坡發生滑坡的數量占總滑坡數量的5.8%,凸型坡佔35.9%,凹型坡佔4.9%,直線坡型佔53.4%。
滑坡主要發生於直線型和凸型坡;土質坡滑坡的發生數量均略高於岩土復合坡。
(三)滑坡在1000~1300m高程范圍內相對集中
滑坡後緣高程跨度較大,在940~1420m之間均有分布,但90%以上的滑坡在1000~1300m之間,跨度達300m。不同規模類型滑坡後緣高度有所差異,大中型滑坡50%以上後緣高度分布在1060~1180m之間,跨度120m;而小型滑坡50%以上後緣高度分布較低,在1060~1120m之間,跨度60m。隨著滑坡規模的減小,滑坡後緣頂部高程呈現降低的趨勢(表3-35)。
表3-35 滑坡後緣高程統計表
據對11處崩塌資料統計,崩塌坡頂高程為1050~1235m,相對高度8~50m。崩塌的發生高度與所處地貌部位有關,只要有陡坡存在就有發生崩塌的可能性,其分布與高程關系不明顯。
(四)在北部植被條件差的部位集中
延河流域多屬稀疏退化草場,植被覆蓋率低,水土流失嚴重,地質災害在北部植被條件差的部位相對集中。汾川河流域(南部5個鄉鎮)森林植被較好,覆蓋率達60%以上,水土流失強度低,坡體相對穩定,地質災害少。本次調查僅發現滑坡1處,不穩定斜坡2處。
(五)在易滑或易崩地層岩性組合部位相對集中
區內易滑地層或軟弱結構面主要為第四紀古土壤層、新近紀紅粘土層、三疊紀基岩頂面,以及基岩中的泥岩層面;易崩地層為第四紀黃土和三疊紀基岩。
就黃土滑坡而言,10.2%屬於沿傾斜的古土壤滑動;76.8%屬於上部切穿黃土,下部沿三疊紀基岩頂面滑動;僅有1.4%屬於上部切穿黃土,下部沿新近紀紅粘土層滑動。此外,黃土層內錯動佔11.6%。滑坡在傾斜古土壤,以及上部黃土、下部三疊紀基岩出露的岩性組合部位集中分布。新近紀紅粘土層以及基岩中的泥岩層均可以形成軟弱結構面,但是,新近紀紅粘土層在調查區分布范圍十分有限,而且,分布的位置一般都很低,所以,區內雖存在沿新近紀紅粘土層滑動的滑坡,但數量有限;而基岩中的泥岩層雖強度較低,但相對黃土層卻要高得多,所以,區內缺乏切斷基岩沿基岩中泥岩層滑動的滑坡。
黃土垂直節理發育,在高陡邊坡部位,卸荷裂隙和風化裂隙更甚,故在黃土高陡邊坡地段,黃土崩塌密集。三疊紀基岩屬砂泥岩互層,在高陡邊坡地段,由於差異性風化,致使泥岩風化縮進,砂岩地層懸空,裂隙發育並開啟,崩塌高度集中。
(六)在陰坡相對集中
滑坡在各個坡向均有發生,但是0°~45°和315°~360°的坡向屬於滑坡發生的優勢坡向,尤其是在北東方向的陰坡滑坡發育相對集中,形成了溝谷兩側滑坡分布的不對稱性。
二、地質災害時間分布規律
在時間域上,地質災害也呈現出集中分布的規律。主要表現為:在地質歷史時期,滑坡、崩塌在晚更新世末和全新世初期相對集中;在人類歷史時期,滑坡、崩塌在人類活動強烈時期相對集中;在一年之內,滑坡、崩塌在雨季相對集中。
(一)在晚更新世末和全新世初期相對集中
在本次調查的293處滑坡中,發生於全新世以前的古滑坡為45處,占實際調查滑坡點總數的15.4%;發生於全新世以來,而現今整體基本穩定的老滑坡211處,佔72.0%;近年來發生或目前仍有活動跡象的新滑坡共37處(含新近發生的新滑坡13處,古、老滑坡復活24處),占總數的12.6%。
新生代以來,陝北黃土高原區構造運動總體表現為以上升為主的振盪性升降運動。自更新世初期黃土開始堆積,就伴隨著侵蝕,但堆積速度遠遠大於侵蝕速度。黃土堆積晚期,隨著晚更新世、全新世黃土高原的整體隆升,尤其是黃河的貫通,使延河、汾川河及其各支流的侵蝕切割作用增強,侵蝕速度與遠遠大於黃土堆積速度,水土流失嚴重,溝谷、河流的下切與側蝕作用十分強烈,滑坡、崩塌頻發。目前看到的滑坡絕大部分就是這一時期形成的,表現為在地質歷史時期滑坡、崩塌在晚更新世末和全新世初期相對集中。
(二)在現代人類活動強烈的時期相對集中
本次調查2000~2004年新近發生的滑坡、崩塌都是由人類工程活動引起的,表現出在人類歷史時期,滑坡、崩塌在人類活動強烈的時期相對集中。主要是不合理的人類工程活動破壞了斜坡的結構,使原斜坡應力發生變化,導致斜坡失穩發生崩塌,滑坡等地質災害。區內新近發生的13處滑坡中有10處與削坡建窯建房有關,2處與公路鐵路建設有關,1處由水利工程引發。16處崩塌災害點,有9處是與建窯建房削坡過陡有關,7處與鄉鎮級公路建設斬坡有關。
(三)在雨季相對集中
調查區2000~2004年發生的13次新滑坡和16次崩塌,其發生頻次均與同期的月平均降水量呈良好的正相關關系(圖3-18)。可見,集中降雨是本區滑坡發生的主要誘發因素。在年內,滑坡,崩塌發生時間在6~9月份的雨季相對集中。
圖3-18 降雨量與地質災害發生頻次關系柱狀圖
1—滑坡;2—崩塌;3—月降雨量
3. 地質災害減災防災實例
一、地質災害概況 二、地質災害危險區減災防災預案 三、地質災害易發區防災減災對策 四、地質災害防災預案的落實為切實做好2003年汛期地質災害防治工作,最大限度地減少或避免地質災害給人民生命財產造成的損失,根據《國務院辦公廳轉發國土資源部建設部關於加強地質災害防治工作意見的通知》(國辦發〔2001〕35號)和《地質災害防治管理辦法》(國土資源部第4號令)精神,特編制本預案。 一、地質災害概況 我市地處魯中山區北側,山區與平原交接地帶,地形地貌變化較大,地質構造復雜,黃河橫貫全區。受人類工程活動及自然因素的影響,區內地質災害時有發生。區內主要地質災害類型有:岩體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等。地質災害分為易發區和危險區。易發區包括歷城區西營、柳埠、高而、彩石、王舍人等鄉鎮的27個崩塌易發區、6處滑坡易發區、11個泥石流易發區和市區東郊1個地裂縫易發區。危險區包括歷下區燕翅山崩塌和滑坡、歷城區西營鎮林枝滑坡、歷城區西營鎮閣老滑坡、歷城區西營鎮積米峪滑坡、歷城區彩石鎮西嶺後滑坡、歷城區柳埠鎮杜家村滑坡、長清區張夏鎮梨棗峪滑坡、章丘市垛庄鎮上射垛泥石流、歷城區西營鎮八十崖村泥石流、槐蔭區濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫。 二、地質災害危險區減災防災預案 (一)滑坡危險區防災預案 1.地質災害現狀。山體滑坡主要分布於南部山區,近年共發生滑坡18處,其中7處滑坡被劃為危險區。 歷下區燕翅山崩塌和滑坡:燕翅山位於濟南市歷下區政府駐地南部,姚家鎮姚家村西南,東經117°04′15″—117°04′29″,北緯36°39′31″—36°39′40″山體呈北東—南西向。佔地面積約0.28km2,海拔高程198m,相對高差80多米。 燕翅山地貌類型屬剝蝕殘丘。主要岩性為:奧陶系石灰岩和燕山期侵入的閃長岩,山麓地帶堆積第四系坡殘積物和近期人工堆積的雜填土。山體上部為奧陶系石灰岩,閃長岩則以岩床的形式隱伏於石灰岩之下。在奧陶系石灰岩與閃長岩交接帶附近富集有矽卡岩型鐵礦礦床。奧陶系灰岩受火成岩侵入的影響,岩層產狀較為凌亂,總體岩層走向為250°,傾向340°,傾角34°—37°。在硯泉的東側發育有一條北北東—南南西向的正斷層。 由於歷史上采礦削坡等人為活動,1998年2月山體局部發生崩塌。目前山體西北側已形成滑塌體,滑塌體滑向320°,所處的山坡坡角37°,前緣扇面寬340m、扇面平均寬度210m、垂直高度67m、從前緣到後緣的水平距離88.9m、滑動距離0.45—1.3m,體積約21.10萬方。滑塌體前、後緣與滑塌體內已出現18條寬度不等的山體裂縫,其中:3條主裂縫長40—210m,裂縫最大寬度1.6m,最大可見深度9.4m。由於人工開挖山體坡角,在山體北、西、南3面均形成了臨空面(即:陡崖),山體北側高度40m、西側21m,南側(窯頭小學及西側民房(二層樓)的北部)9.1m。臨空面岩石風化強烈,節理裂隙發育,破碎。山體周圍5處礦渣、生活及建築垃圾堆,構成不穩定邊坡(其中:1號位於硯泉東,2號位於1號南鄰,3號位於姚家小學西南,4號位於窯頭小學北,5號位於省高檢院東),邊坡坡度34°—37°,邊坡高度12—26m不等。 受滑塌體與渣體滑坡威脅的單位有姚家村、窯頭村、警官學校、市城管局宿舍樓、省高檢院、省航空大廈和歷下區建委宿舍共涉及住戶210戶,1225人。 監測、預防責任單位:歷下區姚家鎮政府。 歷城區西營鎮林枝滑坡:位於林枝村東,東經117°1′4″,北緯36°30′43″,滑坡體由太古界變質岩風化殘坡積層組成,地形坡角42°。滑體後緣裂縫寬23cm,長約32m,走向NE48°,滑向SW240°,滑距0.40m。滑體長50m,寬52m,厚度20m,總體積約5萬m3。滑體前緣居民2戶,共計7人。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。 歷城區西營鎮閣老滑坡:位於歷城區西營閣老村東南,東經117°3′41″—117°3′46″,北緯36°28′6″,滑體長370m,寬300m,厚度88m,總體積約880萬m3。滑坡滑動面大於30°動力以牽引式為主,滑動速度慢。初滑時間為1940年前後,當時滑坡後裂縫僅1m,到2001年4月已擴展至17.9m,平均擴展速度為0.26m燉a。滑體前緣居民17戶,共計69人。監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。歷城區西營鎮積米峪滑坡:位於歷城區西營鎮積米峪村,滑坡體傾向北東,傾角35°,前沿滑距4.2m,滑坡體總體積30萬m3,首次滑動造成5間民房不同程度的破壞,受滑坡威脅的居民進行了搬遷避讓,現階段滑坡仍不穩定。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮人民政府。 歷城區彩石鄉西嶺後滑坡:位於東經117°16′13″,北緯36°33′27″,滑坡體屬變質岩風化坡,滑坡體總體積0.19萬m3,受威脅居民3戶,共計11人。 監測、預防責任單位:歷城區彩石鄉人民政府。 歷城區柳埠鎮杜家莊滑坡:位於杜家莊村北路東,東經117°14′56″北緯36°23′17″,該滑坡體由寒武系張夏灰岩組成,裂隙發育,滑向285°,滑體傾角70°-80°,滑坡後緣裂縫31cm,可見深度1.4m,滑距0.7m,滑坡體南北長50m,東西寬5—15m,厚25—30m,總體積約1.38萬m3。現在滑坡體前緣有居民1戶5人,滑坡除威脅這戶居民的生命財產安全外,還直接威脅著進出村的行人及車輛安全。 監測、預防責任單位:歷城區柳埠鎮人民政府。 長清區張夏鎮梨棗峪滑坡:滑坡體分兩個小滑坡,1號滑坡體長約30m、寬15m、厚5m、約0.225萬m3,滑坡底面為寒武系徐庄組紫色頁岩,滑坡體以較破碎的張夏鮞狀灰岩為主,滑向北西。2號滑坡長約100m、寬約70m、厚度大於5m、約3.5萬m3,滑坡體滑坡裂縫有內、外三條,呈三級滑坡台階,後緣裂縫0.3一1.0m不等,滑坡方向南西。現階段受滑坡威脅最嚴重的10戶居民已搬遷,如滑坡突然下滑,還將有30畝土地(包括作物)被破壞。 監測、預防責任單位:長清區張夏鎮人民政府。 2.滑坡致災原因分析。滑坡發生在寒武系徐庄組、饅頭組頁岩山體及上覆張夏組石灰岩地層或變質岩體風化層,屬順坡切層滑坡。滑坡前緣均有居民挖山平地建房或因修道路開挖山坡,據測量,滑坡前緣垂直挖坡3一10m不等,導致邊坡失穩產生拉張裂縫,降水隨裂縫滲入岩體,軟化頁岩,裂縫逐漸延伸擴大,形成滑動面,在連續降雨或大暴雨之後,山體自重增大,岩體軟化,沿潤滑的滑動面下滑,產生滑坡。 此類災害與人類工程活動緊密相關,臨坡挖坡建房、修路,破壞植被開墾是災害產生的前提條件,岩體自身物理力學特性(風化、軟弱夾層等)是災害產生的內在原因,大氣降水是災害產生的誘導因素。 3.減災防災對策。一是建立群測群防體系,定人定時監測,雨季加密監測;二是由於各滑坡體目前處於不穩定狀態,當地政府應迅速採取避讓措施,以免造成危害;三是堵塞滑坡裂縫,在後緣開挖排水溝,防止雨水沿裂縫下滲;四是加強防災教育,使受災群眾在災害突發時掌握自救方法;五是對滑坡實施24小時值班監測,並在滑波前緣設明顯警示牌,使過往行人、車輛等嚴加防範;六是在滑坡前緣堆石壓腳,嚴禁在滑坡前緣取土;七是在滑坡適當地段進行減荷卸載,降低滑坡規模。 (二)泥石流危險區防災預案 1.地質災害現狀。全市共發現13處泥石流隱患點,其中2處泥石流地質災害危險區:章丘市垛庄鎮上射垛泥石流危險區和歷城區西營鎮八十崖村泥石流危險區。 章丘市垛庄鎮上射垛泥石流:位於垛庄水庫上游射垛溝,溝底寬30一50m,多為楊、柳林或柴草堆積占據,溝坡為高陡的變質岩風化坡或殘坡積物堆積坡,溝谷源頭區低山環繞,構成一個近似封閉的匯水盆地,出口寬不足百米,下連深切谷(射垛溝),匯水面積約3km2,匯水區內大部分為砂礫質荒坡,西南隅為鑿山工程棄渣堆積,該危險區直接威脅著沿溝上、中、下射垛村的安全。 監測、預防責任單位:章丘市垛庄鎮政府。 歷城區西營鎮八十崖村泥石流:處於低山區,地理坐標:東經117°15′14″,北緯36°27′52″,地形坡度45°-52°,山勢陡峭。出露地層為太古界變質岩,岩體表面節理、裂隙發育,風化強烈,殘坡層厚度30厘米,局部厚度可達1米。由於村莊沿沖溝而建,房屋侵佔河道嚴重,因此,該村仍存在泥石流隱患。目前該村受威脅居民14戶,共58人,已基本搬遷完畢。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。 2.致災原因分析。泥石流一般在具備一定匯水、碎泥石物質、較大勢能等條件下產生。如:章丘市垛庄鎮上射垛村泥石流形成區為四面環山近似封閉的匯水盆地,在匯水面積3km2范圍內僅有不足百米的出口,為泥石流的產生提供了場所條件;區內岩性為泰山群變質岩,岩石風化強烈,岩體破碎,植被稀少,且在西南隅為鑿山工程棄渣堆積,為泥石流的產生提供了物質基礎;區內地勢陡峻,高差對比大,為泥石流提供強大的勢能。上射垛泥石流潛在區強烈的地表徑流,為泥石流的產生提供了動力條件,強烈地表徑流來源於暴雨。因此,該區若遇強的降水過程,將快速匯水至狹窄出口,產生泥石流。 3.減災防災對策。針對該泥石流形成條件應採取以下幾點防治措施:一是對陡坡地段退耕還林,植樹造林。對坡度較小地段可改坡田為梯田;二是在山坡截水,修築分洪溝,支護易坍塌坡面;三是沿溝修建攔擋調節工程,延緩泥石流下瀉速度或徹底阻擋泥石流前進;四是建立泥石流預防、監測體系,建立群測群防監測網路和警報系統,明確汛期值班人員,對泥石流產生時間、空間、強度進行預報,加強行政管理,形成抗災、救災、執法行政管理系統;五是對難以實施治理工程的泥石流危險區,採取必要避讓措施。 (三)地裂縫危險區防災預案 1.地質災害現狀。今年在我市發現1個地裂縫危險點:槐蔭區濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫危險區。 濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫:位下濟南市槐蔭區槐蔭街69—143號。該區域地裂縫開始於5月中旬,到目前為止,濟南第二糧庫及附近居民房共計發現120處裂縫(其中濟南第二糧庫約100多處,附近居民房有20餘處)。所有裂縫的開裂狀態均為斜裂,呈雁行式平行排列,裂縫長1—6m不等,寬度在0.1—7.5cm,傾角60°左右。 2.致災原因分析。在濟南第二糧庫的東北鄰方向,有一處建築施工工地,在基礎施工中,經濟南水務局批准施工了20個降水井配合降水,5月13日開始降水,60日完成,總降水量24萬方。據初步分析,可能是由於大量抽取地下水,使局部地段地基土的承載力下降,產生不均勻沉降所致。 3.減災防災對策。針對糧庫及居民房開裂的現狀,建議採取以下幾點防治措施:一是加強房屋裂縫的監測工作,特別是在汛期要加密觀測;二是在濟南第二糧庫院內進行第四系地下水的系統水位觀測;三是做好人員避讓及糧食的移倉工作;四是盡快對所涉及區域(槐蔭街69—143號)及其附近地區的地裂縫地質災害進行勘察論證。 三、地質災害易發區防災減災對策 (一)以崩、滑、流為主的地質災害 1.基本情況及威脅對象。目前已發現歷城區柳埠、西營、高而、彩石4鄉鎮共45處地質災害易發區,受威脅居民166戶,計652人。其中崩塌易發區27處,受威脅居民66戶,計263人;滑坡易發區6處,受威脅居民23戶,計94人;泥石流易發區11處,受威脅居民77戶,計295人(詳見附表)。該類地質災害致災地質條件已經具備,在汛期瞬時降水量較大及人為工程誘發條件下,有產生地質災害的可能。 2.預防措施。一是設立地質災害易發區警示牌;二是建立群測群防體系,定人定時監測,雨季加密監測,發現險情及時上報;三是對小型崩塌、滑坡體實施人工排險;四是當地政府應迅速採取必要避讓措施,將附近居民搬遷至安全地帶,對於難以實施搬遷的,根據監測結果,制定好撤離計劃。 (二)市區東郊地裂縫 1.災害基本情況。1988年至1991年在濟南市東郊陳家張馬至冷水溝一線發生地裂縫,造成50間房屋破壞,導致直接經濟損失達50萬元以上;1997年5月23日15時,歷下區姚家鎮賢文庄一民宅發生嚴重沉陷,直接經濟損失達10萬元;1999年以張馬屯為中心,西起大辛庄—八間堡,南至工業南路,東到王舍人—裴家營一線,北到洪家園—孟家莊—西沙河,南北長8km,東西寬6km,面積約50km2范圍內的4500餘間房屋出現不同程度的開裂,受災居民1100多戶,經濟損失達數千萬元。 2.地質災害致災原因分析。該區是東郊水源地主要取水地段,日取水量達20萬m3燉d以上。過量開采地下水使本區地下水位變化頻繁且變幅較大,導致岩溶發育發展。另外,區內廣泛分布有黃土,因其具濕陷性造成地基沉降,兩者綜合作用,是產生塌陷或地裂縫主要原因,致使大面積民房開裂。 3.減災防災對策。根據災害發生發展規律應採取以下防災措施:一是加強區內地下水動態監測,掌握水位動態變化規律;二是加強對災害發生區的日常監測,包括房沿、路面裂縫、塌坑范圍變化等,結合地下水位動態,預測地質災害發生趨勢;三是調度地下水開采量、控制地下水位變幅;四是在災害發生區進行工程建設時,要事先進行地質災害危險性評估,充分考慮岩土工程地質和水文地質條件,做到以防為主,盡量減少災害造成的損失。 四、地質災害防災預案的落實 (一)要建立健全地質災害防治工作責任制。各有關縣(市)區政府要依據本預案,結合本轄區地質災害實際狀況,抓緊制定具體的汛期地質災害減災防災預案。各級政府主要負責人要對本地區地質災害防治工作負總責,並層層建立和完善領導責任制,將災害危險區和易發區的監測和防治落實到具體單位,明確具體負責人。 (二)落實汛期值班制度和災害速報制度。要認真執行地質災害防治預案,建立群測群防網路,落實險情巡查、災情速報、汛期值班等制度。對地質災害危險區和易發區,要指派專人監測,同時,有針對性地做好宣傳工作,提高廣大幹部群眾的防災意識。 (三)加大地質災害防治工作執法力度。要加強對崩塌、滑坡、泥石流危險區和易發區跟蹤管理,加大執法監督力度。對在地質災害危險區、易發區進行的修路、建房、開礦、取土等工程活動,必須事先做好地質勘查工作,嚴格按照國家有關標准進行設計、施工,杜絕人為活動誘發的地質災害。對已經修建的工程,要及時採取補救措施,防止發生地質災害。
4. 地質災害類型及劃分
靈台縣地勢西北高、東南低,屬黃土高原溝壑區。溝壑縱橫,梁峁相間,川塬山丘交錯,地形切割強烈,表層覆蓋著厚度巨大的第四紀黃土層,黃土本身具有軟弱性及濕陷性,加上黃土特有的垂直節理裂隙發育的特性,為地質災害的發育創造了有利條件。獨特的地形地貌條件,復雜的地質環境條件,決定了該地區是地質災害比較嚴重的地區。黃土層下面為白堊系涇川組基岩,岩性主要為砂質泥岩、泥質砂岩或者兩者互層,風化十分嚴重,局部節理裂隙相當發育,岩石強度較低,穩定性較差。黃土與基岩的接觸面是軟弱易滑帶,控制了滑坡災害的形成。
靈台縣主要地質災害有滑坡、崩塌、泥石流、不穩定斜坡等,多發生在人口密集和人類社會、經濟、工程活動集中的鄉鎮,對居民區、公路、水庫、學校等構成了威脅,直接影響到人民生命安全和經濟發展。
本次地質災害詳細調查工作,遙感解譯340個點,野外核實306個點,占解譯總數的90%。全縣實地調查滑坡285處、崩塌29處、泥石流9處、不穩定斜坡73處,合計396處(圖3-1)。其中災害點和災害隱患點滑坡1兩處、崩塌20處、泥石流4處、不穩定斜坡73處,合計109處(表3-1)。
表3-1 靈台縣地質災害及不良地質現象調查點統計表
圖3-10 不穩定斜坡災害穩定性比例餅圖
圖3-11 不穩定斜坡災害誘發因素比例餅圖
(四)泥石流
縣域內泥石流不發育,僅在中台鎮坷台村坷台組澗子溝、城關村西溝、城關村東溝、獨店鄉白峪村多家莊組閑子溝發育共計4處泥石流災害點。其共同特徵是溝源上部有較厚的黃土覆蓋,黃土節理裂隙發育,表層風化嚴重,物源比較充足;泥石流溝侵蝕強烈,沖刷深度較大,侵蝕溝在各種外力作用下,產生嚴重的垮塌、坍方,以及水流片蝕、溶蝕作用等產生的鬆散物質堵於溝槽,遇到暴雨洪水便可能形成泥石流。這類小型溝谷的集水面積小,溝源近,流程短,可供給泥石流的物質和水量都有限,規模不大。
泥石流類型,按照物質組成劃分4條為泥流;按照流體性質劃分1條為粘性泥石流3條為稀性泥石流;按照發育階段劃分4條為旺盛期泥石流;按照規模劃分1條為小型泥石流3條為中型泥石流。
5. 地質災害發展趨勢初步分析
綜合上述調查統計與分析資料可知:
1983~年的10年間,全國共發生滑坡、崩塌、泥石流災害30569起,平均每年發生569起,造成529人死亡和失蹤(段永侯等,1993);1995~2003年間共發生滑坡、崩塌、泥石流災害66913起,平均每年發生7435起,造成1168人死亡和失蹤;
1992年全國地面沉降城市或地區45個,沉降面積為48655km2;到2002年全國地面沉降城市或地區已經增加到82個,沉降面積超過6.4萬km2。
同時,過去的50幾年間,大型與特大型地質災害發生的數量也一直呈上升趨勢,特別是20世紀80~90年代,這種發展更呈現出急劇上升的態勢(圖2.20)。
(2)礦產資源的無序開采和開采量的不斷增加,將加劇地質災害的惡化
多年來,我國的國民經濟一直在快速穩步地增長,1970年、1980年、1990年、2002年國內生產總值分別為2253億元、4518億元、18548億元和104791億元。經濟的增長總是伴隨著對資源的消耗和環境的破壞。從1990年到2001年,中國石油消費量增長100%,天然氣增長92%,鋼增長143%,銅增長189%,鋁增長380%,鋅增長311%,10種有色金屬增長276%。在資源開采和環境改造的過程中,總是伴隨著人為引發的地質災害。露天采礦引起崩塌、滑坡、泥石流,地下采礦引起地面塌陷、地面沉降和地裂縫等災害。
地下水日趨減少和用水量不斷增加的矛盾,將進一步加劇地面沉降和地裂縫災害。新一輪全國地下水資源評價結果顯示,我國北方地區和平原地區地下水資源呈減少趨勢,1984年以來的近20年間,北方地區和平原地區的地下水可采量分別減少了56億m3和309億m3。但是,近20年來全國用水量急劇增長,地下水開采量以平均每年25億m3的速度增長。目前,北方已經有相當一部分地區地下水處於超采狀態,其中河北省整體超采,北京、天津、呼和浩特、沈陽、哈爾濱、濟南、太原、鄭州等一些大中城市地下水已經超采或嚴重超采。目前,全國300多座城市不同程度地存在缺水問題。過量開采地下水和地下水位普遍降低是誘發地面沉降和地裂縫的主要因素。全國至少有40座城市由於不合理開采地下水而誘發了地面沉降,在河北平原和西安、大同、蘇錫常等地區,過量開采地下水還導致了地裂縫災害。據預測,到2030年,我國地下水年需求量達781億m3,年缺口超過100億m3,地下水日趨減少和用水量不斷增加必將引起地下水的過量開采,如果再繼續過量開采地下水的話,以上地區地面沉降和地裂縫災害會呈進一步加劇趨勢。
(3)城市化發展使地質災害呈加劇趨勢
城市是人口和人類工程活動十分集中的地區。隨著我國城市化進程的加速,城鎮中不合理的人為工程活動引發的地質災害將愈加突出。我國許多山區城市,如重慶、蘭州、大連、十堰、攀枝花等,由於城市無限制地膨脹,向山要地,上山建城,嚴重破壞了山體天然平衡,成為滑坡、崩塌災害嚴重的城市。平原城市為滿足發展需要,用水量不斷增加,進而過量開采地下水,已經有50座以上的城市引發了地面沉降。中國正處在傳統農業社會向現代化社會過渡階段,已進入城市化發展加速階段。從1978年到2003年,我國城市數量由193個增加到688個,建制鎮由2173個增加到20312個,市鎮總人口由1.7億人增加到4.56億,佔全國總人口的比重由17.9%提高到36.1%。預計到2010年,中國城市人口比例將增加到45%,21世紀中葉將達到60%~70%,城市人口數量將達到10億~11億,中國城市數量將突破1000個,百萬人口以上的城市將達到126個。據測算,到2050年,全國平均每年將有1200萬人從鄉村轉移到城市,國家每年將投入8000億~9000億元人民幣進行城市基礎建設,以適應城市化進程的要求。隨著我國經濟建設的快速發展,中國東部各大主要城市如北京、天津、上海、廣州、杭州、南京等城市進入了一個大規模重新規劃改造的新時期。「十五」期間,廣州、天津、北京、南京、深圳、沈陽、杭州、上海、哈爾濱、青島等地斥資2000億元用於地鐵與軌道交通建設。隨著我國西部大開發戰略的實施,青藏鐵路與歐亞大陸橋沿線地區將有一批城市要新建、擴建,同樣面臨著地質災害逐漸加劇的問題。
因此可以認為,隨著城市的發展,平原地區和內陸盆地因過量開采地下水引發的地面沉降災害和地裂縫災害將呈加劇趨勢;山地丘陵區,在切坡建房、采礦、修路與降雨的共同作用下,滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷災害將亦呈加劇趨勢。
(4)西部開發將使地質災害加劇
實施西部大開發戰略,加快西部地區的經濟發展,是黨中央作出的重大戰略決策。但西部地區自然環境脆弱,地質構造復雜,是地質災害種類最多、活動最強烈的地區。據遙感資料,上百萬處崩塌、滑坡、泥石流災害點廣泛分布在西部各省(區、市)。根據歷年災情統計,四川、重慶、雲南、貴州、陝西、甘肅等西部省份一直是我國地質災害最發育、危害最嚴重的地區,新疆、西藏和青海的一些地區災害也十分嚴重。位於西部地區的天蘭鐵路、寶成鐵路、成昆鐵路和黃河、長江上游的水利樞紐工程遭受崩塌、滑坡、泥石流等災害危害的也十分嚴重。西部開發涉及諸多領域,資源開發和基礎設施建設是其中的重點,「十五」期間,西部鐵路大中型項目基建投資預計將達1000億元,到2005年西部鐵路預計將達到1.8萬km。這些經濟活動對生態環境以及地質災害將產生重要影響,有可能導致資源、環境的進一步惡化和地質災害的急劇發展。
(5)自然條件變化使地質災害呈加劇趨勢
1)氣候變化與地質災害。暴雨或連續降雨是誘發地質災害的主要因素。近幾年的統計分析表明,全國降雨誘發的突發性地質災害佔63%,其中,暴雨誘發的又占降雨誘發突發性地質災害的66%以上。而且,突發性地質災害的發生與降雨量的年內變化和年季變化呈正相關關系,即,每年汛期突發性地質災害的發生量佔全年的60%以上,降雨量偏高的年份也是地質災害多發的年份。
地球氣候處於不斷的變化之中。氣象系統的觀測記錄和研究預測表明,自1961年以來全球陸地和海洋表面的平均溫度呈上升趨勢,20世紀升高了0.6℃左右。2001年政府間氣候變化專業委員會完成的第三次評估報告表明,按照其設計的1990~2100年間溫室氣體和氣溶膠排放的35種構想,預計到2100年全球平均地面溫度將比1990年上升1.4~5.8℃,即全球平均溫度每10年將升高0.14~0.586℃。全球氣候變暖後,不僅氣候平均值會發生變化,而且天氣、氣候嚴重偏離其平均狀態的極端事件出現頻率也會隨之發生變化。觀測記錄還顯示,北半球中高緯度地區,大雨和極端降水事件有增多趨勢。
大雨和極端降水事件增多,將導致滑坡、崩塌、泥石流等地質災害加劇。因為大雨和極端降雨最容易誘發大范圍的群發型滑坡、崩塌、泥石流災害,而且往往造成十分嚴重的後果。例如:福建省三明市歷史上很少發生滑坡、崩塌和泥石流災害,但是2002年6月16日,該地區遭遇了一場百年不遇的強降雨,在建寧、將樂、寧化等5個縣內暴發滑坡和泥石流,造成40人死亡,1.2億元財產損失。2002年7~9月,廣東省連山、深圳、信宜、翁源、樂昌、五華等縣(市)遭遇百年不遇的暴雨,所誘發的滑坡、崩塌和泥石流災害,造成42人死亡,3.6億元財產損失。2001年6月18日至19日,因連續暴雨,湖南省邵陽市綏寧縣暴發嚴重滑坡、崩塌和泥石流地質災害,全縣12個鄉鎮受災,受災面積達112km2,受災人口達21萬(佔全縣總人口的60.8%),造成嚴重的人員傷亡和財產損失。2002年,新疆伊犁地區連續降雨,持續降雨時間和降雨量都突破了歷史極值,在9個縣(市)誘發了滑坡、泥石流196處。大量事實證明,我國和世界各地正處於一個氣候劇烈變化期,旱、澇、風暴將更加頻繁,因此,崩塌、滑坡、泥石流等地質災害將更加活躍。
另外,大氣降水具有周期性的枯豐變化。從20世紀90年代至今,我國北方大部分地區降水屬偏枯年份,進入21世紀以後,偏枯時期即將結束,北方部分地區將進入降水偏豐時期,降水量會較前十幾年有明顯增多的趨勢。在降水量增多,水動力條件增強等因素影響下,北方部分地區今後地質災害的發生頻率會隨降水量的變化而逐漸增大。
2)地震活動與地質災害。地震活動是突發性地質災害的重要影響因素。我國是世界上大陸地震活動最為頻繁和強烈的國家,地震活動總體呈現頻度高、強度大、分布范圍和影響面廣、區域差異明顯的特點(劉江等,2001)。目前,全國有41%的國土面積、71%以上的省會城市和直轄市以及120多個人口大於50萬的城市,位於基本烈度為Ⅶ度和Ⅶ度以上的高烈度區。地震活動使岩層破碎、山體失穩、鬆散固體物質增多,從而觸發山體發生滑坡、崩塌、泥石流。如1973年2月6日,四川甘孜州發生一次7.9級地震,觸發了滑坡137處。據預測,我國21世紀初期地震活動仍處於活躍狀態期。因此,西部、華北和東部沿海地區,因地震而誘發的地質災害也將十分頻繁。
綜合上述,人為活動和氣候變化等因素的特點都促進了地質災害的發生頻度和密度的增長。但是,由於近幾年全國加大了有關地質災害的防災減災宣傳和防治力度,發布了《地質災害防治條例》,建立了地質災害群測群防體系,開展了汛期地質災害預報預警工作,使各級政府和人民群眾的防災減災意識明顯增強。因此,地質災害造成的人員傷亡得到了一定程度的控制。但是,隨著社會經濟的發展,國家和社會資產的價值將越來越高,各類基礎設施、建築物等的分布密度會越來越大,因此地質災害造成的經濟損失仍可能呈一定的增長趨勢。隨著人們生活水平的大大提高,人們對生命和健康將更加重視,因此同樣程度的地質災害所造成的心理和社會影響將更加嚴重。
6. 年上半年全國地質災害災情及下半年地質災害趨勢預測
國土資源部通報 2011 年第 40 期
2011 年上半年全國地質災害發生數量大,人員傷亡相對較少,經濟損失較嚴重。6月份地質災害加重,原因是1 ~5月全國大部分地區偏旱,而6月出現旱澇急轉,致使東南、西南、華東地區受災嚴重。2011 年下半年防災形勢嚴峻,7 ~ 9月份是地質災害的高發期,特別是極端天氣事件誘發突發性地質災害的可能性很大;10 ~ 12月雖然是地質災害的低發期,仍然會有突發地質災害。預測下半年地質災害重災地區可能主要在東南、中南、西南等地區。汶川地震影響區、三峽庫區地質災害的危險性較高,需要重視。同時應高度重視台風 (熱帶風暴)帶來的強降雨對東南沿海地區的影響。
一、地質災害災情
(一)2011 年 1 ~6月總體災情
2011 年 1 ~ 6月全國共發生地質災害 10710 起,其中滑坡 8495 起、崩塌 1355起、泥石流608 起、地面塌陷183 起、地裂縫60 起、地面沉降9 起; 造成人員傷亡的地質災害 50 起,97 人死亡、13 人失蹤,49 人受傷; 直接經濟損失 9.39 億元。與去年同期相比,發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失均減少 (表 1)。
表 1 2011 年 1 ~6月與去年同期地質災害基本情況對比表
1 ~ 6月全國共成功預報地質災害 156 起,避免人員傷亡 4674 人,避免直接經濟損失 2.69 億元。
1 ~ 6月地質災害分布在 26 個省 (區、市)。按發生數量由多到少依次是湖南、江西和浙江等 (表2); 按造成的人員死亡失蹤人數依次由多到少是廣西、湖北和山西等 (表3); 按造成的直接經濟損失由大到小依次是甘肅、湖南和湖北等 (表 4)。
表 2 2011 年 1 ~6月各省地質災害發生數量統計表 單位: 起
表 3 2011 年 1 ~6月地質災害造成死亡失蹤人數統計表 單位: 人
表 4 2011 年 1 ~6月地質災害造成直接經濟損失統計表 單位: 萬元
(二)6月災情
6月全國共發生地質災害 10268 起,其中滑坡 8327 起、崩塌 1208 起、泥石流588 起、地面塌陷 86 起、地裂縫 53 起、地面沉降 6 起; 造成人員傷亡的地質災害32 起,49 人死亡、10 人失蹤、24 人受傷; 直接經濟損失 4.22 億元。與去年同期相比,發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失均減少 (表 5)。受災較重的省份是湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江等。
6月全國共成功預報地質災害 140 起,避免人員傷亡 3007 人,避免直接經濟損失 6369 萬元。
表 5 2011 年 6月與去年同期地質災害基本情況對比表
二、1 ~6月地質災害特點
(一)多年同期相比人員傷亡最少、經濟損失較嚴重
與 2005 年以來多年同期相比,2011 年 1 ~6月地質災害發生數量排第二位,低於 2010 年 (19563 起); 因災造成死亡失蹤人數為歷年最少 (108 人); 因災造成直接經濟損失排第四位,低於 2010 年 (18.7 億元)、2006 年 (16.7 億元)、2005年 (15.7 億元)。2011 年 1 ~6月,全國地質災害發生數量大,人員傷亡相對較少,這得力於地方黨委、政府高度的重視,採取了各種有效措施落實地質災害防治責任和加強監測預警等工作,其中地質災害應急演練起到了重要的作用。
(二)年內相比,1 ~5月災情偏輕,6月加重
1 ~ 5月全國發 生 地質災害 442 起、死 亡 失 蹤 人數 51 人、直接 經 濟 損失51719.8 萬元。而 6月發 生 地質災害 10268 起、死 亡 失 蹤 59 人、直接 經 濟 損失42229.8 萬元,分別占上半年發生數量的 96% 、死亡失蹤人數的 54% 和直接經濟損失的 45%。原因是 1 ~5月全國大部分地區偏旱,造成地表土體開裂,一旦遇水極易引發地質災害; 而 6月出現旱澇急轉,南方遭遇幾次強降雨,致使湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江受災嚴重。尤其是湖南,發生地質災害 8727 起,占當月全國總數的 85%。
三、重大地質災害實例
(一)2011 年 3月2日,甘肅省臨夏州東鄉縣縣城撒爾塔廣場發生一起滑坡,滑坡體規模 18 萬立方米,造成直接經濟損失達 44300 萬元。
(二)2011 年 5月9日,桂林市全州縣鹹水鄉洛家村委廣坑漕採石場降雨引發大型滑坡,規模 20 萬立方米,造成 22 人死亡、1 人受傷、直接經濟損失 350 萬元。
(三)2011 年 6月10日,湖南省桃江縣馬跡堂鎮月形灣村張公塘組發生滑坡,造成 8 人死亡。
(四)2011 年 6月26日,山西省代縣新高鄉白峪里村小東溝發生滑坡,規模52200 立方米,造成 9 人死亡,4 人受傷。
四、下半年地質災害趨勢預測
根據地質災害多年發生規律,7 ~ 9月份是地質災害的高發期,防災減災形勢將更加嚴峻,特別是極端天氣事件誘發滑坡、泥石流等突發性地質災害的可能性很大,需要嚴加防範群死群傷災害事件; 10 ~ 12月雖然是地質災害的低發期,仍要重視做好地質災害防治工作,不可掉以輕心。遭遇數十年一遇旱災的南方地區,持續乾旱造成岩土體鬆散開裂,一旦遭遇強降雨,發生崩塌、滑坡和泥石流地質災害的概率將會明顯增加。另外,要十分注意防範水利水電、鐵路公路等在建工程以及采礦、削坡建房等人類工程活動引發的地質災害。
預測下半年地質災害重災地區可能主要在四川、雲南、貴州、重慶、湖南等省(市)部分山地丘陵區,尤其要注意汶川地震強烈影響區,其次是福建、浙江、江西、安徽、廣東、廣西、陝西、甘肅和山西等山區。要進一步加強三峽庫區由於水位消漲、降雨等因素所引發地質災害的防範,高度重視台風 (熱帶風暴)帶來的強降雨對東南沿海地區的影響。
國土資源部
二〇一一年七月六日
7. 討論崩塌,泥石流,滑坡三種地質災害的形成條件和整治措施有何不同
一、崩塌
(一)崩塌定義
高陡斜坡(含人工邊坡)上的岩土體完全脫離母體後,以滾動、跳動、墜落等為主的移動現象與過程,稱為崩塌。危岩體是正在開裂變形,並可能發生崩滑的危險山體(圖1-1)。
該類災害具有下落速度快、發生突然,垂直位移大於水平位移的特點。崩塌對斜坡底部的房屋、道路及其它建築物危害很大,極易造成人員傷亡事故。
(二)崩塌分類
按崩塌體的物質組成分為兩大類:一是產生在土體中的,稱為土崩。二是產生在岩體中的,稱為岩崩。當其岩崩的規模巨大,涉及到山體者,又俗稱山崩。當其崩塌產生在 圖1-1 崩塌示意圖
河流、湖泊或海岸上時,稱為岸崩。
按照崩塌體的規模、范圍、大小可以分為剝落、墜石和崩落等類型。剝落的塊度較小,塊度大於0.5米者佔25%以下,產生剝落的岩石山坡一般在30—40度;墜石的塊度較大,塊度大於0.5米者佔50—70%,山坡角在30—40度范圍內;崩落的塊度更大,塊度大於0.5米者佔75%以上,山坡角多大於40度。
(三)崩塌的形成條件
岩土類型、地質構造、地形地貌三個條件,又統稱地質條件,它是形成崩塌的基本條件。
1、岩土類型:一般而言,各類岩、土都可以形成崩塌,但不同類型,所形成崩塌的規模大小不同。通常,岩性堅硬的各類岩漿岩、變質岩及沉積岩類的碳酸鹽岩、石英砂岩、砂礫岩、初具成岩性的石質黃土、結構密實的黃土等形成規模較大的崩塌;頁岩、泥灰岩等互層岩石及鬆散土層等往往以小型墜落和剝落為主。
2、地質構造:各種構造面,如節理、裂隙面、岩層界面、斷層等,對坡體的切割、分離,為崩塌的形成提供脫離母體(山體)的邊界條件。坡體中裂隙越發育,越易產生崩塌,與坡體延伸方向近於平行的陡傾構造面,最有利於崩塌的形成。
3、地形地貌:江、河、湖(水庫)、溝的岸坡及各種山坡、鐵路、公路邊坡、工程建築物邊坡及其各類人工邊坡都是有利崩塌產生的地貌部位,坡度大於45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形。
能夠誘發崩塌的外界因素很多,主要有:
1、地震:地震引起坡體晃動,破壞坡體平衡,從而誘發崩塌。一般烈度大於7度以上的地震都會誘發大量崩塌。
2、融雪、降雨:特別是大雨、暴雨和長時間的連續降雨,使地表水滲入坡體,軟化岩、土及其中軟弱面,產生孔隙水壓力等,從而誘發崩塌。
3、地表水的沖刷、浸泡:河流等地表水體不斷地沖刷坡腳或浸泡坡腳、削弱坡體支撐或軟化岩、土,降低坡體強度,也能誘發崩塌。
(四)可能誘發崩塌的人類工程經濟活動
在形成崩塌的基本條件具備之後,誘發因素就顯得重要了。誘發因素作用的時間和強度都與崩塌有關。能夠誘發崩塌的外界因素很多,其中人類工程活動及人類經濟(生產)活動是誘發崩塌的一個重要原因。
1、採掘礦產資料:我國在採掘礦產資源活動過程中出現崩塌的例子很多。有露天采礦場邊坡崩塌,也有地下采礦形成采空區引起地表崩塌的。較常見的如煤礦、鐵礦、磷礦、石膏礦、粘土礦等。
2、道路工程開挖邊坡:修築鐵路、公路時,開挖邊坡切割了外傾的或緩傾的軟弱地層,加之大爆破對邊坡強烈震動,有時削坡過陡都可以引起崩塌。此類實例較多。
3、水庫蓄水與渠道滲漏:這里,主要是水浸潤和軟化作用,以及水在岩體(土體)中的靜水壓力、動水壓力,可能導致崩塌發生。
4、堆(棄)渣填土:載入、不適當的堆碴、棄碴、填土,如果處於可能生產崩塌的地段,等於給可能的崩塌體增加了荷載,從而可能而誘發崩塌。
5、強烈的機械震動。如火車機車行進中的震動,工廠鍛軋機械震動均可起誘發作用。
二、滑坡
(一)滑坡定義
圖1-2 滑坡示意圖
滑坡是斜坡岩土體在重力和水,以及其他外營力的作用下,沿某一薄弱結構面產生剪切破壞的一種不良地質現象,是自然作用或與人類活動等因素綜合作用的產物(圖1-2)。自然界中,無論是天然斜坡還是人工斜坡都不是固定不變的,在不同因素的作用下,斜坡一直處於不斷地發展和變化之中。
(二)滑坡的形成條件
滑坡的形成與氣象水文、地層岩性、地質構造、地形地貌、外營力改造和人類工程活動等因素密切相關。鬆散土體和高陡的斜坡是形成滑坡的內因,河流沖刷及淘蝕是產生滑坡的外因,人類工程活動和降雨是發生滑坡的主要誘發因素。
1、地層岩性:岩、土體是產生滑坡的物質基礎。通常,各類岩、土都有可能構成滑坡體,其中結構松軟,抗剪強度和抗風化能力較低,在水的作用下其性質易發生變化的岩、土,如鬆散覆蓋層、黃土、紅粘土、頁岩、泥岩、煤系地層、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及軟硬相間的岩層所構成的斜坡易發生滑坡。
2、地質構造:斜坡岩、土只有被各種構造面切割分離成不連續狀態時,才可能具備向下滑動的條件。同時,構造面又為降雨等進入斜坡提供了通道。故各種節理、裂隙、層理面、岩性界面、斷層發育的斜坡,特別是當平行和垂直斜坡的陡傾構造面及順坡緩傾的構造面發育時,最易發生滑坡。
3、地形地貌:只有處於一定地貌部位、具備一定坡度的斜坡才可能發生滑坡。一般江、河、湖(水庫)、海、溝的岸坡,前緣開闊的山坡、鐵路、公路和工程建築物邊坡等都是易發生滑坡的地貌部位。坡度大於10度、小於45度、下陡中緩上陡、上部成環狀的坡形是產生滑坡的有利地形。
4、水文地質作用:各種軟弱層、強風化帶因組成物質中粘土成分多,容易阻隔、匯聚地下水,如果上坡上方或側方有豐富的地下水補給,則這些軟弱層或風化帶就可能成為滑動帶而誘發滑坡。
地下水在滑坡的形成和發展中的主要作為表現為:
地下水進入滑坡體增加了滑體的重量,滑帶土在地下水的浸潤下抗剪強度降低;地下水位上升產生的靜水壓力對上覆不透水層產生浮托力,降低了有效正壓力和摩擦阻力;地下水與周圍岩體長期作用改變岩土的性質和強度,從而引發滑坡;地下水運動產生的動水壓力對滑坡的形成和發展起促進作用。
5、人為工程活動影響
不合理人為工程活動,如人工開挖斜坡前緣開挖坡腳或後緣堆載,改變了斜坡的外形和應力狀態,增大了滑體的下滑力,減小了斜坡的支撐力,從而引發滑坡。農田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、廢水排放等加劇滑坡的可能性。
(三)可能誘發滑坡的人類工程經濟活動
違反自然規律,破壞斜坡穩定條件的人類活動都會誘發滑坡。例如:
1、開挖坡腳:修建公路、鐵路、依山建房、建廠等工程,常常因使坡體下部失去支撐而發生下滑。例如,我國西南、西北的一些鐵路、公路,因修建時大力爆破、強行開挖,事後,陸陸續續地在邊坡上發生了滑坡,給道路施工、運營帶來危害。
2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工業生產用水和廢水的排放、農業灌溉等,均使水流滲入坡體,加大孔隙水壓力,軟化土石,增大坡體容重,從而促進或誘發滑坡的發生。水庫的水位上下急劇變動,加大了坡體的動水壓力,也可誘發滑坡發生。
3、堆填載入:在斜坡上大量興建樓房、修建重型工廠、大量堆填土石、礦渣等,使斜坡支撐不了過大的重量,失去平衡而沿軟弱面下滑。尤其是礦廠廢渣的不合理堆棄,常常觸發滑坡的發生。
此外,劈山開礦的爆破作用,可使斜坡的岩土體受振動而破碎,產生滑坡,在山坡上亂砍濫伐,使坡體失去保護,便有利於雨水等水體的入滲從而誘發滑坡;等等。如果上述的人類作用與不利的自然作用互相結合,則就更容易促進滑坡的發生。
三、泥石流
(一)泥石流定義
泥石流是山區常見的一種自然地質災害,大都形成於溝谷和坡地,由於暴雨或冰湖、水庫等潰決而在溝谷或坡面產生的一種攜帶有大量泥砂、石塊等固體物質的特殊洪流,是一種危害性極強的地質災害。泥石流災害具有突然爆發、歷時短暫和破壞力強大的特點,是各種自然因素和人類工程活動因素共同作用的產物。
(二)泥石流的形成條件
泥石流的形成通常需要具備以下三個條件:有物源條件、水源條件和特定的地貌條件(圖1-3)。
1、物源條件:系指物源區固體鬆散物的分布、類型、儲備量以及補給距離等,能提供大量的固體鬆散物。固體鬆散物的來源決定於地層岩性、風化作用和氣候條件等因素。
圖1-3 泥石流示意圖
物源條件主要受地質構造和岩性、新構造運動、不良物理地質作用、人類工程活動等因素的制約。在斷裂強烈發育帶,岩石破碎,易風化而處於不穩定狀態,從而為泥石流提供了豐富的固體物質;岩石性質不僅決定著岩體破壞的難易和方式,而且還決定所形成泥石流的性質。
2、地形地貌條件:地形地貌條件是形成泥石流的內因和必要條件,它制約著泥石流的形成和運動,影響著泥石流的規模和特性。在泥石流的形成條件中,地形地貌條件是相對穩定的,其變化是緩慢的,同時在泥石流的活動過程中,也被再塑造。
地形地貌對泥石流的發生和發展主要具有兩個方面的作用:首先是通過溝床的地勢條件為泥石流提供位能,賦予泥石流一定的侵蝕、搬運和堆積的能量;同時在坡地或溝槽的一定演變階段內,提供足夠數量的水體和土體。溝谷的流域面積、溝床縱坡降、流域內山坡平均坡度、溝谷形態以及植被覆蓋情況等都對泥石流的形成和發展具有重要的作用,泥石流的發生、發展和分布無不受到山地地貌特徵的影響。
泥石流活動的過程形成—運移—堆積就是地表一次破壞和塑造過程:平面呈一不對稱的啞鈴形成區和堆積區的形態極不穩定;形成區由條帶狀向樹枝狀發展;流通區在發展過程中相對穩定;堆積區由於流域內來沙量的增長而不斷擴展,進逼下游大河變形,導致河流改道。
3、水源條件:水不僅是泥石流的組成部分,同時也是固體物質的搬運介質。降雨歷程、降雨量以及降雨強度等對泥石流形成具有明顯的影響。
(三)可能誘發泥石流的人類工程經濟活動
由於工農業生產的發展,人類對自然資源的開發程度和規模也在不斷發展。當人類活動違反自然規律時,必然引起大自然的報復,有些泥石流的發生就是由於人類不合理的開發而造成的。近年來,因為人為因素誘發的泥石流數量正在不斷增加。可能誘發泥石流的人類工程經濟活動主要有以下幾個方面:
1、不合理開挖:修建鐵路、公里、水渠以及其他工程建築的不合理開挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、鐵路以及其他建築活動時破壞了山坡表層而形成的。如香港多年來修建了許多大型工程和地面建築,幾乎每個工程都要劈山填海或填溝方可獲得合適的建築場地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程現場120人死於滑坡造成的泥石流。
2、不合理的棄土、棄渣、採石:不合理的棄土、棄渣及採石等形成的泥石流事例很多。如四川冕寧縣瀘沽鐵礦漢羅溝,因不合理堆放棄土礦渣,1972年一場大雨暴發了礦山泥石流,沖出鬆散固體物質約10萬立方米,淤埋成昆鐵路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中斷行車,給交通運輸帶來嚴重損失。
3、濫伐亂墾:濫伐亂墾會使植被消失、山坡失去保護、土體疏鬆、沖溝發育,大大加重水土流失,進而山坡穩定性破壞,滑坡、崩塌等不良地質現象發育,結果就很容易產生泥石流。如甘川公路石坳子溝山上大耳頭,原是森林區,因毀林開荒,1976年發生泥石流毀壞下游的村莊、公路,造成人民生命財產的嚴重損失。當地群眾說:「山上開畝荒,山下沖個光」。
8. 人類工程活動與地質災害
隨著經濟社會的迅猛發展,人類工程活動無論是在深度上還是在廣度上都日益加劇,顯示出強大的威力。特別是對自然斜坡的不合理開挖,打破了地質歷史時期形成的斜坡平衡狀態,造成斜坡變形失穩,已成為觸發地質災害的主要因素之一。
調查區人類工程活動主要包括:農林牧業活動、城鎮與農村建設、道路工程建設、水利工程建設和礦產資源開發等。
黃土高原地區自古就有斬坡挖窯居住的習慣,雖然現在經濟條件有所改善,但是受地形條件制約,斬坡平基建宅、箍窯以及修建工程設施現象仍然不可避免(圖4-20)。特別是改革開放以來,經濟快速發展,城市建設加快,農村人口大量湧入城內,寶塔區三山夾兩川的狹窄城區成為調查區人口最為密集的地方,僅16km2的城區就分布有13萬常住人口和5萬外來及流動人口,人口密度高達1萬/km2以上。人口的過量增加,在客觀上加大了對居住用地的要求,土地資源日趨緊張,人們的居住場所呈現出向沖溝及附近更危險地帶擴展的趨勢,斬坡現象加劇。
在經濟建設方面,基礎建設大規模動用土方工程,已修建有高速公路一條,省道3條,區道5條,鄉道6條,村級道路297條,公路密度為45.2km/100km2。西(安)延(安)-延(安)神(木)鐵路全面開通;延安機場現已進行跑道改造,210 國道縱貫南北;黃陵-延安,延安-榆林,延安-安塞高速公路已建成通車。通往鄰縣的公路全部進行了提級改造。靖邊-西安的天然氣輸氣管道橫貫全區。上述工程建設,都離不開大規模地動用土石方工程,難免對原本穩定的自然地質環境形成干擾和破壞,其作用強度超過歷史上任何一個時期,由此所觸發的地質災害也呈現增高的態勢。
圖4-20 人類工程活動改變斜坡原始坡度狀態示意圖
人類工程活動一般多選擇在較寬闊的河谷。黃土地層遭受地質時期的長期侵蝕,已形成坡度相對平緩的黃土梁或峁,尤其是全新世以來,地殼活動變緩,氣候乾旱少雨,谷坡經過地質歷史時期的各種侵蝕作用,應力釋放和調整亦基本完成,斜坡一般處於穩定或基本穩定狀態。在自然條件下,一般不會發生重大滑坡崩塌災害。人類工程活動,如削坡、載入等作用,將原有的平衡狀態打破,使斜坡產生卸荷、拉張和風化裂隙,在雨季易產生滑坡和崩塌地質災害。本次調查的新滑坡和崩塌災害,無一不與人類不合理的工程經濟活動有關。13處滑坡中有10處與削坡建窯建房有關,2處與公路鐵路建設有關,1處由水利工程引發;16個崩塌災害點,有9處是與建窯建房削坡過陡有關,7處與公路建設邊坡處理不當有關。人類不合理的工程經濟活動這一因素應當引起人們足夠的重視(圖4-21)。
圖4-21 不同人類工程活動誘發的地質災害比例圖
1—削坡建窯建房;2—公路鐵路建設;3—水利工程建設
採用FLAC3D模擬軟體對黃土邊坡進行模擬,結果表明,在40m坡高條件下,30°和45°邊坡的強度折減在坡腳處最為顯著(圖4-22),從力學機制上也證明了,斬坡是觸發滑坡崩塌地質災害的直接因素。
圖4-22 30°(上)和45°(下)邊坡強度折減模擬圖
綜上,在地質災害諸多形成條件中,地質環境條件變化緩慢,人類工程活動和降雨則是最活躍的因素,二者的雙重作用是誘發地質災害最活躍最積極的因素。
9. 全國地質災害的主要類型、等級劃分與基本災情
2.1.1 地質災害的主要類型
根據《地質災害防治條例》,本書所指的地質災害種類主要是滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地裂縫。
根據地質災害對人民生命財產或環境造成明顯破壞的速度,通常將滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷稱為突發性地質災害,將地面沉降和地裂縫稱為緩變性地質災害。
2.1.2 地質災害的等級劃分
根據《地質災害防治條例》,地質災害共分為4個等級。其主要依據是:人員傷亡情況和經濟損失的大小。具體分級如下:
1)特大型:因災死亡30人以上,或者直接經濟損失1000萬元以上;
2)大型:因災死亡10人以上、30人以下,或者直接經濟損失500萬元以上、1000萬元以下;
3)中型:因災死亡3人以上、10人以下,或者直接經濟損失100萬元以上、500萬元以下;
4)小型:因災死亡3人以下,或者直接經濟損失100萬元以下。
需要指出的是,上述災害等級的劃分只是以致災地質體所造成的災害損失為依據的。它與致災地質體的規模,比如:以崩塌、滑坡、泥石流的變形岩土體的數量為依據進行劃分的規模,並沒有直接的必然聯系。巨型滑坡體造成的災害並不一定就是大型或特大型的。但是致災地質體的規模與災害受體(廠礦、市鎮和基礎設施等)的人口密度、經濟價值、人群的防災減災意識和措施等,也有著密切的關系。在大型或巨型致災地質體分布的地區,如果人口稀少、沒有重要的工程設施,也不一定會造成高等級的地質災害。但在發展經濟的過程中,這樣的地區畢竟具有高地質災害風險,或者說具有重大地質災害隱患,值得人們在進行經濟建設規劃中,在防災減災方面給予充分的注意。反之,在中小型致災地質體分布的地區,如果人口較為集中、工程設施的經濟價值較高,也有可能造成中、高等級的地質災害。因此,在這些地區,對那些中小型致災地質體也必須給予足夠的重視。
2.1.3 全國地質災害的基本災情
2.1.3.1 總體損失
我國是世界上地質災害最發育、危害最嚴重的國家之一。滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂縫災害在我國31個省(區、市)均有分布。
據不完全統計,1995~2003年,全國滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等突發性地質災害共造成10499人死亡和失蹤、65356人受傷、575億元的財產損失,平均每年死亡和失蹤1167人、財產損失64億元(圖2.1,圖2.2)。
全國有21個省(區、市)82個城市存在較嚴重的地面沉降。其中,有監測資料的14個城市的地面沉降面積已經超過6.4萬km2。據估算,這14個城市由於地面沉降造成的直接經濟損失超過800億元,平均每年27億元以上。1921~2000年的80年間,僅上海市區地面沉降造成的直接經濟損失已達176.6億元,平均每年2.2億元;間接經濟損失達2943.07億元,平均每年36.8億元(據上海市地質環境監測總站資料)。
據不完全統計,全國24個省(區、市)已發現地裂縫1232多處,造成的直接經濟損失在17.5億元以上。
圖2.2 1995~2003年全國突發性地質災害造成的直接經濟損失情況(據2002年和2003年《中國地質環境公報》資料)
2.1.3.2 區域分布情況概述
我國地質災害的區域分布情況如圖2.3所示。
滑坡、崩塌、泥石流災害具有區域性分布規律。就全國來說,西南地區的雲南、四川、重慶、貴州等省(市),中南地區的湖南、廣東、廣西等省(區),西北地區的陝西、甘肅等省,以及華東地區的江西、湖北、福建、江西等省,滑坡、崩塌、泥石流災害的發生頻度最高,危害程度也最為嚴重;西南、西北地區的滑坡、崩塌、泥石流的規模往往較大,而東南部地區多發育小規模和淺層的滑坡。
地面沉降主要分布在我國東部平原地區,其中又以沿海城市和華北平原等地區最為嚴重。發生地面沉降的城市或地區有的孤立存在,有的則密集成群或斷續相連形成大面積的地面沉降區(帶)。黃淮海平原的天津-滄州-衡水-德州-濱州-東營-濰坊地區和長江三角洲的嘉興-上海-蘇州-無錫-常州-鎮江-南通地區,就是地面沉降十分嚴重且密集分布或斷續相連已形成地面沉降區(帶)的地區。
地面塌陷在岩溶地區和礦山開采地區廣泛分布。其中,岩溶塌陷在中南和西南地區的岩溶地區廣泛分布,且以廣西、雲南、貴州、四川和重慶5個西部省(區、市)最為嚴重,這5個省(區、市)內岩溶塌陷的數量可佔全國岩溶塌陷總數的78%;礦山開采塌陷則以黑龍江、遼寧等省礦山分布區最嚴重。
地裂縫主要集中在汾渭盆地、太行山東麓平原、大別山東北麓平原地區,已形成3個規模巨大的地裂縫密集帶。
2.1.3.3 地質災害主要成因簡述
(1)自然條件是決定地質災害發生的基本條件
區域性和地區性的地質、地貌、氣候等自然條件,控制著災害性地質作用發生的可能性,以及發育的程度和特點。
岩土體鬆散破碎的山地丘陵區,地形起伏、溝壑縱橫,具有孕育滑坡、崩塌、泥石流災害的有利地形地質條件。而其中的降水集中分布區,又往往是崩塌、滑坡、泥石流多發的地區。
暴雨、強降雨或連續降雨是誘發上述地質災害的主要因素。據統計,我國由於降水誘發的崩塌、滑坡、泥石流災害佔全國崩塌、滑坡、泥石流災害總數的65%,而其中由暴雨誘發的又在降水誘發的災害中佔到66%以上。這使得我國滑坡、崩塌、泥石流災害的主要分布區也大多與年降水量較高、特別是暴雨集中的地區相一致。
具有厚度較大的鬆散沉積物、且其中蘊涵豐富地下水的平原、盆地與河谷地區、岩溶發育的可溶性岩石分布區,是地面沉降、地面塌陷和地裂縫災害的多發區。這是地質、水文地質條件對地質災害控制性的又一表現。
(2)人類活動越來越成為引發地質災害的重要因素
誘發崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂縫災害的人類活動,突出表現在工程開挖(如修路、切坡建房)、礦山開采、不合理抽取地下水和石油開采等方面。
在山地和丘陵區,修建鐵路、公路、房屋等工程,經常採用切坡、削坡等手段整理工程場地,採石、采礦開挖山坡和堆棄尾礦,都改變了原有的地形地貌,在很多情況下破壞了地面與斜坡的穩定性。這種變化本身,以及在其他有關因素的作用下,往往足以引發上述災害。據統計,全國由於上述各種人類活動引發的崩塌、滑坡、泥石流災害佔全國上述災害總數的50%以上。
不合理的地下水抽取、石油開采和礦山地下采空,改變了這些地區的地質結構,是引發地面塌陷、地面沉降和地裂縫災害的重要原因。
隨著經濟與社會的發展,上述人類工程活動的范圍和強度正在不斷加大,而且在發展過程中,對於規劃布局與地質災害的關系認識不足,使得人類活動誘發的地質災害不斷增多,形成了地質災害日益嚴重的局面。
10. 地質災害概況
黃土高原是我國生態環境最為脆弱地區之一,特殊的自然地理環境和地質構造背景,造就了該地區獨特環境地質問題,諸如水土流失、土地沙漠化、沙塵暴、水污染、地方病、礦山環境和滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面沉降等,其中水土流失、滑坡、崩塌、不穩定斜坡、泥石流、礦山環境是這一地區最為嚴重的環境地質問題。由於靈台縣地處黃土高原,所處的地質環境條件及地質構造決定了地質災害比較發育。
靈台縣境內地質環境脆弱,地質災害較發育,特別是進入20世紀90年代以來,隨著人類工程活動的增強,城鎮建設規模擴大、道路不斷翻修擴建,地質環境不同程度受到破壞,每年均有不同規模、不同數量的地質災害發生,造成較大的損失和危害。地質災害的主要類型有滑坡、崩塌、不穩定斜坡、泥石流等,主要分布在對人民生命財產構成威脅、對公共設施造成影響的居民居住區以及人類活動比較頻繁的公路地段。泥石流多以洪水期坡面泥流的形式出現,一般無典型堆積區。
靈台縣地處黃土高原與鄂爾多斯盆地西南緣接壤地帶,是內力地質作用和外力地質作用長期演化的結果。該區第四紀黃土大面積覆蓋,使得內力地質作用的諸多痕跡被掩蓋,外力地質作用誘發的各種不良地質現象表現得較為明顯。靈台縣屬黃土梁峁丘陵地形,溝壑縱橫,受外動力地質作用如風化作用、重力地質作用、地面流水地質作用、地下水地質作用的影響的黃土覆蓋層局部裂隙節理十分發育,表面風化大都比較嚴重,在黃土下面的川組的基岩為泥岩和砂岩以及泥岩砂岩互層,風化比較嚴重,其本身的穩定性差。而在塬邊斜坡,由於雨水的沖刷,以及局部裂隙雨水的灌入,再加上黃土本身的軟弱性和濕陷性,垂直節理發育等特性使黃土溝壑兩側多易崩易滑,這就為滑坡、泥石流、崩塌、不穩定斜坡等地質災害的發育創造了條件。對人民生命財產及公共設施構成威脅的地質災害點主要有滑坡、崩塌、不穩定斜坡及泥石流。
滑坡是靈台縣分布較為廣泛的地質災害之一,該區滑坡一般屬於重力型滑坡,主要發育特徵是滑坡形態不十分完整,邊界輪廓較模糊,後緣滑壁保留或部分保留,滑體滑移特徵明顯,部分滑坡具有典型的雙溝同源現象,多為中層-淺層滑坡,以老滑坡為主。遙感解譯和野外調查資料顯示,工作區滑坡主要分布在達溪河、黑河及其支流流域溝谷兩側。一般,滑坡的分布與溝谷發育程度有密切關系,主河谷兩側經歷長時間河流沖刷侵蝕,河谷兩側斜坡已趨自然穩定,自然條件下很少有滑坡發生,而在支流上游的沖溝和干溝兩側(幾乎無人居住),溝谷形態多呈「V」字形,由於季節性流水的切割侵蝕,加大了溝谷兩側黃土邊坡的天然坡度和邊坡土體的臨空面,這些地區是黃土滑坡形成和分布的有利地段,形成多個黃土滑坡密集區。
崩塌是靈台縣主要地質災害,多發生在公路高陡邊坡和早期居民房屋建築場址高陡邊坡。主要發育特徵是無明顯滑動面,一般規模小,但破壞速度快,由於威脅公路等人類活動比較頻繁的地段,易產生較大的人員和財產損失。工作區崩塌主要有兩種類型,即黃土崩塌和基岩崩塌。黃土崩塌的分布與黃土滑坡相似,主要見於修路人工開挖的人工陡坎、陡崖邊上,削坡建窯、建房的高陡邊坡,斜坡坡度大於60°,崩塌的主要類型為傾倒式;基岩崩塌,多發生在涇川組基岩上部,這些涇川組基岩風化嚴重,局部節理裂隙十分發育,此類崩塌多發生在修路開挖揭露涇川組基岩的高陡邊坡地段,多為局部小規模崩塌。
不穩定斜坡是靈台縣主要的地質災害隱患類型,主要分布在中台鎮、梁原鄉、百里鄉、新開鄉,其餘各個鄉鎮較少。其中中台鎮分布最為廣泛,幾乎遍布中台鎮的所有行政村。不穩定斜坡多位於居民居住區,對人民生命財產構成了威脅。不穩定斜坡多是由於人工削坡建窯、建房和修築公路引起的,只有極少數為自然斜坡。本地區窯洞多修建在人工削坡的黃土陡崖中,房屋多修建的離陡崖比較近,有的是緊靠陡崖修建,再加上本地區黃土本身的軟弱性和濕陷性,黃土垂直節理較發育,這就決定了不穩定斜坡存在安全隱患。這類災害點的特點是:災害隱患多在人活動頻繁的地方,斜坡多是經過人工改造和擾動,在有外界動力因素作用下,很容易失穩。
靈台縣泥石流災害發育相對較輕,區內年平均降水量450~700mm,年內分配不均勻,7~9月降水量佔全年降水量的60%~80%,且多以雷陣雨形式降落,持續的降雨使斜坡黃土含水率增大,強度降低,產生滑坡,崩塌,或沖毀淤地壩,進而引發泥石流地質災害。經過調查,靈台縣共有8個泥石流災害點,其共同特徵是溝谷上部有較厚的黃土覆蓋,溝谷中植被較差,溝谷兩側坡上黃土節理裂隙發育,表層風化嚴重,局部有滑坡及崩塌現象,物源比較充足;泥石流溝侵蝕強烈,沖刷深度較大,侵蝕溝在各種外力作用下,產生嚴重的垮塌、塌方,以及水流片蝕、溶蝕作用等產生的鬆散物質堵於溝槽,遇到暴雨、強降雨時,洪水順著陡峭的溝谷,攜帶著溝谷中堆積物向下游流動,便形成泥石流。這類小型溝谷的集水面積小,溝源近,流程短,可供給泥石流的物質和水量都有限,規模不大,多為泥流。
受汶川5·12地震的影響,靈台縣部分地區的窯洞、房屋出現裂縫,少量房屋倒塌,局部地段出現崩塌及小型滑坡,黃土覆蓋層局部節理裂隙加大,地質災害威脅有愈演愈烈之勢,開展地質災害調查與研究,查明地質災害隱患點及發育規律,採取有效措施防治是當務之急。