秭歸縣地質災害
Ⅰ 當時三峽大壩建設之前存在很多爭議,是什麼
三峽大壩建設之前存在很多爭議包括:
1、對生態與環境的影響的問題,三峽工程將會對周邊生態造成沖擊,因為有大壩阻隔,魚類無法正常通過三峽,魚類的生活習性和遺傳等會發生變異。三峽完全蓄水後將淹沒560多種陸生珍稀植物,但它們中的絕大多數在淹沒線以上也有分布,只有疏花水柏枝和荷葉鐵線蕨兩種完全在淹沒線以下。
2、庫區移民問題,移民是三峽工程最大的難點,在工程總投資中,用於移民安置的經費佔到了45%。當三峽蓄水完成後,將會淹沒129座城鎮,其中包括萬州、涪陵等兩座中等城市和十多座小城市,會產生113萬移民。
3、庫區文物問題,三峽工程600多公里長的淹沒范圍,使得如果不採取文物保護,在三峽庫區蓄水達175米以後,大量的文物古跡都將被淹沒到水下。
4、泥沙淤積問題,三峽工程極大地改變了原河道水流泥沙運動的規律。三峽樞紐工程中各種建築物有不同的要求和運行情況,如通航建築物上下游水域,要求水流平靜順暢,因此只有細顆粒泥沙有可能進入,常在引航道口門區迴流落淤,或以異重流方式潛入引航道內落淤。
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1992年4月3日,七屆全國人大五次會議審議和通過《關於興建長江三峽工程決議》時,在贊成的1767票之外,仍有177票反對,664票棄權,還有25人到會卻未按表決器。
對於這些不同的聲音,從一開始有關方面就採取了完全科學的態度,都完全做到虛心聽取,進行認真的分析、研究和試驗,拿出切實可行的、有充分說服力的解決方案,樣樣都盡可能地做到萬無一失,以確保工程在各個方面的成功。
Ⅱ 地質災害防治設計中的幾個問題
根據鏈子崖黃臘石地質災害防治工作專家組在鏈子崖黃臘石地質災害防治工作中的經驗,對地質災害防治設計工作提出如下建議。
鏈子崖、黃臘石地質災害防治工作專家組,是國家科委牽頭、中央各部委和湖北省人民政府參加組成的防治工作領導小組的技術參謀班子(著者任專家組長),主要任務是向領導小組提出咨詢建議,進行技術把關。專家組自1989年4月成立以來,除日常工作外,召開過九次專家組會議,多次深入現場勘察,召開專門會議,審查工作計劃,討論重大技術問題,解決重大技術難關,提出重大技術建議,審查勘察、設計成果,做了大量工作,於1991年9月圓滿地完成了任務。
鏈子崖和黃臘石地質災害防治工作,不論就其規模、復雜性和難度,在國內外都是少有的。專家組在兩年的工作中遇到了許多新的和難度極大的問題,經過反復的討論,許多問題都取得了一致的認識,向領導小組提出了許多重大建議,有些問題是帶有很大的風險的,風險再大也得決策,專家組均作出了向領導小組提出決策性的意見。這一節就是專家組活動中的指導思想、重大和風險問題的決策依據及有關的經驗。
1.地質災害防治是一項地質工程
開展任何一項工作,不管自覺還是不自覺地,都存在有一個指導這項工作的指導思想和觀點。鏈子崖和黃臘石地質災害防治工作從一開始就有一個明確的指導思想和對這項工作認識的基本觀點。這個指導思想和基本觀點就是,鏈子崖和黃臘石兩處地質災害防治是一項地質工程。地質災害防治工程,從大的方面來說,是一項地質環境治理工程,從小的方面來說,是一項地質體改造工程,簡單地說可以稱為地質工程。這類工程不是土木工程,不是一般的建築工程,而是一項地質工程。這項工程的目的是塑造一個安全穩定的新的地質環境,保障人民安居樂業,保障國民經濟少受損失和國家經濟建設順利發展。要做到這一點,這項工程的建設必須緊緊地依靠地質,地質災害勘察成果的水平將決定這項工程的建設水平,也可以說地質是地質工程的基礎。這項地質體改造工程,從何處下手來作?要進行地質體改造,必須明確改造目的、改造對象、改造技術,這是非常關鍵的。如鏈子崖危岩體挖煤采空是變形產生的主要原因,我們就應該對采空區的應力條件、地質體強度進行改造;對黃臘石滑坡來說,滑坡體內的水是滑動的主要原因,那就應該改造滑坡體的水文地質條件和滑體的受力條件,這就叫做「對症下葯」。換一句話說,地質災害防治的地質體改造工作必須通過認真的勘測工作,查清地質災害產生的原因、活動機制、災害體的結構及其穩定條件,然後「對症下葯」地給出防治方案,進行技術設計和施工,才能奏效,這是非常關鍵的一環,一定要明確這一點。
地質工程有其特殊性,特殊就特殊在它是以地質體結構為建築材料,以地質體結構為建築結構,以地質環境為賦存條件建築環境的一項特殊的建築工程。它不像土木工程已經有幾百年的歷史,有豐富的經驗,有各種各樣的規程、規范可做參考;這方面的經驗是不多的,即使有了,因為地質體十分復雜,也不能生搬硬套。必須在查清地質體結構、地質災害產生的原因、機制以及地質災害體結構的基礎上,進行科學的分析,作出防治方案,再根據結構作用功能進行結構設計,方能成功。在這個過程中,必須有地質人員參加,也可以說,應該以地質人員為主來進行更好些。對這種工程來說,設計人員包打天下肯定是要失敗的。地質人員最有條件認識地質災害產生的原因、機制和地質災害體的結構,最有條件給出科學的防治方案,設計人員一般對地質災害產生的原因、機制和災害體的結構不容易搞清楚,給出的防治方案常常與地質實際不符,工程設計人員要想做好這項工作必須緊密地與地質人員合作,這個問題必須引起重視。
2.地質災害防治的特殊性
地質災害防治不同於一般的地質工程,它除了具有一般的地質工作的共同特性外,尚有其特殊性。其特殊性在於它是處於孕育成災過程中,有的剛具有發生變形跡象,有的處於變形發展過程中,有的則處於成災過程中;有的是初次發生,有的是災體復活,其類型繁多,成因各異,階段不同,狀態不一。這些特點在鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡中都存在,鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡,這兩者也存在很大的不同。鏈子崖危岩體系處於孕育滑坡過程中的變形階段,或者說,系處於蠕滑變形階段,尚未進入加速變形階段,它也可能變形速率逐漸減小,最後不發生滑動,也可能變形速率逐漸加大,進入加速變形階段,最後產生崩塌滑坡,形成大規模的地質災害,造成巨大的經濟損失,這在歷史上多次重復發生過。黃臘石滑坡系古滑坡復活,在歷史上是否重復發生過沒有記載,但它是一個滑坡群,互相牽連,問題也十分復雜。
鏈子崖危岩體變形已經歷了幾百年的歷史,黃臘石滑坡系1983年暴雨後地表開始出現裂縫,以後逐年發展。鏈子崖危岩體系位於基岩內、黃臘石滑坡系位於鬆散堆積層中。據現在已掌握的資料分析認為,鏈子崖危岩體系在挖煤采空區下沉變形誘發下,追蹤構造裂隙產生的裂縫,其前緣「五萬方」的險兆十分明顯;黃臘石滑坡,據已有的資料判斷,最可能是沿上滑面滑動,但還存在有一個沿潛伏的下滑動面滑動的可能性。各有各的特點,必須區別對待。
地質災害防治不是像地基、邊坡、隧道建築那樣的地質工程。地基、邊坡、隧道建築是在穩定的地質體上建築地質工程,工程地質勘察的目的是查清現狀的地質體組成成分、地質體結構,以及地質體賦存環境條件和地質體的物理力學性質資料,為地質工程結構設計提供基本資料。而地質災害防治工程是對不穩定的地質體進行改造,變不穩定的地質體為穩定的地質體。這就提出,地質災害勘察工作目的是查清地質災害產生的原因、運動機制、穩定狀況及地質災害體的結構和水文地質、工程地質條件,為地質災害防治提供基礎資料。
地質災害防治與一般的地質工程不同之處,在於它的研究工作內容是,通過地質體改造防治已經產生的或將要產生的地質災害,這項工作中最重要的是查清地質災害產生原因、運動機制、災害體的結構及穩定性條件,這是制定正確的防治方案和取得防治效果的關鍵所在。在證論過程中對鏈子崖危岩體變形原因是有很大爭論的,有的認為是剝蝕卸荷,地應力調整引起的;有的認為是崖腳強度不足產生傾倒變形;有的認為是挖煤采空區卸荷引起地面下沉造成的,等等。不同的產生原因就有不同的防治方案,如認為是崖邊卸荷產生的,就提出了錨固為主的防治方案;認為是采空區引起的,則提出了承重抗滑鍵為主的防治方案。對此進行了反復論證,比較一致的意見是地下采空區是鏈子崖危岩體變形的主要原因,崖邊卸荷是附加因素。據此,最後制定了承重抗滑鍵為主和崖邊錨固為輔的綜合治理方案。這就是有的放矢的原則。
防治決策必須考慮致災可能性,成災的經濟損失和防治效益。上面論述了鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡防治是一項地質工程,還應該承認鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡防治是一項防災工程,這也是地質災害防治的特殊性,它不是一般的地質工程,而是一項防災工程。防災工程就有一個該防不該防的問題,該防不該防的標準是什麼?主要是經濟效益,即投資和收益的關系問題。一般認為災害防治的效益可以取得1∶10,著者認為地質災害防治的效益可以達到1∶20以上,據此著者認為根據我國目前經濟實力,我國地質災害該防不該防的投資和收益的比值界限定為1∶20為宜。根據這一指標,我們來看看鏈子崖危岩體和黃臘石滑坡該不該防治?在立項申請報告時著者曾估算過鏈子崖危岩體如果不防治,如果僅前緣「五萬方」產生崩塌,不會造成堵江、礙航和斷航災害,沒有必要進行防治;如果250萬立方米變形體產生鹽池河式崩塌破壞,崩塌體一旦入江將可能造成堵江、礙航,甚至出現斷航的危險,如果產生這種情況,可能造成的經濟損失約為50~60億元人民幣,如果進行防治,防治投資約為1億元人民幣左右,防治效益大約為1∶50~1∶60左右,顯然是應該進行防治的,這是鏈子崖危岩體立項防治的主要依據。黃臘石滑坡防治的效益也是很大的,尤其是對保護巴東縣城免於滑坡發生時產生的涌浪襲擊具有重大意義。上述表明,除了經濟因素外,社會意義也很重要,這兩處地質災害如果不防治,一旦發生災害,將對人民生存和生活產生巨大的影響,甚至有可能引起社會動亂。顯然,進行防治是完全應該的,合理的,這就是該不該防治的決策依據,在地質災害防治時必須掌握這些特殊性。
3.不確定性問題的決策
一般來說,地質體是復雜的,地質災害勘察和測試結果或多或少都存在有一些不確定性成分,這些不確定性成分有的是隨機性的,有的是定向性的。隨機性的可以採用數理統計分析方法作出判斷;定向性的原則上不能簡單地用數理統計分析的方法進行判斷。不論情況如何,在利用這些資料時,不能就事論事,而應該進行綜合分析,權衡利弊地進行。為此,就需要選擇一種相應的方法進行判斷,專家經驗評判法或者稱為德爾菲法就是適合的方法,在鏈子崖和黃臘石地質災害防治方案論證中就利用了這種方法。這里存在一個影響程度大小問題,有的是對防治方案具有控製作用,有的是對技術設計有影響的。顯然,對防治方案具有控製作用的權比對技術設計具有影響作用的權要大得多。這就是說,防治方案正確與否是防治工作成敗的關鍵。因此,對防治方案具有控製作用的不確定性的地質因素的判斷決策尤為重要,必須認真對待,絕不能憑想像簡單從事。在鏈子崖和黃臘石地質災害防治方案論證中各存在一個對防治方案具有控製作用,爭議較大的問題,即鏈子崖危岩體是否存在整體滑動可能性和黃臘石滑坡是否存在深層滑動可能性問題,我們在解決這個問題中採用的判斷決策方法是專家經驗判斷法,即德爾菲法。
黃臘石滑坡是否存在深層滑動問題比較易於解決,黃臘石滑坡在地質勘探中發現在鬆散滑坡體滑動面下面的基岩內還存在有一個斷續分布的破裂面。有的專家認為這個面是構造成因的;有的專家認為這個破裂面是上部滑動的影響帶;有的專家認為黃臘石滑坡復活有可能沿著這個面滑動;有的專家認為不可能沿著這個面滑動,但大多數專家認為近期不會沿著這個面滑動,在地下水長期作用下,破裂帶物質軟化,沿著這個面滑動的可能性還是存在的,監測資料亦有跡象表明,目前黃臘石滑坡活動系沿著淺層滑動面滑動。另一方面,考慮到長江三峽工程在不久的將來即將建成,三峽水庫蓄水後水深和水面都將大大增大,黃臘石滑坡即使沿著深層破裂面滑動入江,也不會造成重大的地質災害。據此,長江三峽鏈子崖、黃臘石地質災害防治可行性研究階段,專家組根據多數專家的意見,作出的結論是:黃臘石滑坡防治主要考慮淺層滑動面,在防治中不要擾動深層破裂帶(包括防止地下水滲入)。
鏈子崖危岩體能否產生整體滑動問題爭議比較大,多次召開專家組和專家組擴大會議進行論證。長江三峽鏈子崖、黃臘石地質災害防治可行性研究階段,專家組根據多數專家的意見作出的結論是:「危岩體山體開裂變形有多方面因素,其中以挖煤采空占重要地位。T8~T12縫段危岩體的變形破壞方式,預測以崩塌為主,但不能排除在特殊不利的情況下發生較大規模滑移(即整體滑動)的可能性,防治原則應當是既防崩又防滑,……」其根據有如下幾點:
(1)T8~T12縫段後緣已經形成弧形拉裂縫;
(2)變形監測結果T8、T9及「五萬立方米」地段變形量和變形速率大體相近;
(3)1988年安裝監測點時工人聽到在T8縫附近地下產生岩體破裂聲,且聞到上溢的硫化氫氣體;
(4)近年來,1#洞內滲水量增多,地表黃泥通過T8、T9淋濾帶到1#洞內,證明T8和T9縫已與地下的1#洞連通;
(5)1#洞頂板及襯砌出現縱張裂縫;
(6)1#洞內觀測到的頂板下沉變形與采空區范圍相當;
(7)T8~T12包圍的危岩體內部已經存在著缺陷(微破裂面),岩體已經受到損傷,在外界因素作用下,損傷會不斷擴大,岩體強度將逐漸降低;
(8)中國科學院地質研究所三維有限元應力分析結果表明,采空區外到臨空岩壁間的未採掘的煤體寬度如果大於120m時將不產生塑性化,如果小於70m時,則未開采部分煤體將產生塑性化,即出現流動變形現象,一旦進入加速流變階段,即將導致產生大規模破壞。
(9)1#洞內變形監測結果表明,1991年以來,變形速率有加劇的跡象,這一現象必須引起高度重視。
(10)另據秭歸縣志記載:長江三峽鏈子崖崩塌存在有380~400年的周期,而鏈子崖危岩體目前也正處於此周期當中。
上述表明,T8~T12縫段產生大規模破壞的可能性是存在的,問題還在於產生大規模滑動破壞後能否成災,災害損失有多大。在三峽工程未建成前,產生大規模破壞時,產生礙航或斷航的可能性是完全存在,造成的損失是十分巨大的。三峽水庫蓄水後,如果產生大規模破壞時問題會怎麼樣?這也是必須認真考慮的。我們所指的大規模破壞或整個滑動系指250萬立方米規模的崩塌,這是立項防治的主要對象。三峽水庫的最高水位為175m,正常蓄水位為150m,枯水季節的低水位130m,河床標高約30m,且兵書寶劍峽峽谷出口處河谷狹窄。假設崩塌體入江後堆積坡角為40°,水庫蓄水後流速很小,帶走量很少。250萬立方米危岩體如果產生類似於鹽池河形式崩塌,假設崩塌體松脹系數為1.3,則鬆散堆積體積為325萬立方米,如果崩塌入江,在河床堆積高度可能超過130~140m,三峽水庫蓄水後,造成礙航,甚至斷航的可能性依然存在,即大規模成災的可能性依然存在。因此,在鏈子崖危岩體防治中必須考慮整體滑動的可能性,這就是長江三峽鏈子崖、黃臘石地質災害防治可行性研究階段專家組作出「鏈子崖危岩體整治不能排除整體滑動可能性」,且防治的主要對象為250萬立方米的依據。
上述表明,在地質災害防治工作中,對不確定性問題決策時,除應充分考慮地質現象外,還必須認真考慮成災可能性及可能造成的損失狀況,這是非常重要的,這也是地質災害防治的特殊性所在。
4.防治技術適宜性問題
防治目標和防治方案確定以後,防治技術選擇和設計將是防治效果和防治工程成敗的關鍵。
危岩體和滑坡防治主要原理是改變危岩體和滑坡體內的應力狀態和保持其強度,從理論上講,常用的技術原理為削頭、壓腳、排水。從具體技術措施來講,常用的有卸荷、支擋、錨固、地表排水、地下疏乾等。這些技術使用得當,會收到很好的效果;如果使用不當,將會出現事與願違的後果。在鏈子崖危岩體防治方案論證中,曾遇這樣的問題:為了防止煤層采空區頂板繼續下沉和煤層下沉引起鏈子崖危岩體整體滑動,在采空區設置承重抗滑鍵。承重的作用在於防止頂板繼續下沉,導致殘留煤柱繼續破壞和強度繼續降低;抗滑的作用在於防止殘留煤柱破壞導致抗剪強度降低,引起鏈子岩危岩體整體滑動。這是鏈子崖危岩體防治方案中的一個重要組成部分,是一個正確的防治方案。但在設計中採取了承重抗滑鍵布置方向與原採煤巷道方向直交,這就是說,施工時將要把巷道洞間的煤柱(壁)再挖掉一部分,這樣將使殘留的煤柱面積進一步減小,使采空區殘留煤柱的承重能力降低,有可能在施工過程中出現加速破壞的可能性,顯然,這一技術設計選擇是大有問題的。另一個例子是黃臘石滑坡防治方案中地面排水工程問題。黃臘石滑坡復活主要原因是大氣降水滲入滑坡體內,導致地下水位升高,滑坡體重量增大,孔隙水壓力增高,滑坡體失穩。很明顯,解決黃臘石滑坡復活的主要技術,是採用排水為主,具體地說就是採取地表排水和地下疏干相結合的技術。有一種設想是,只做地表排水就行了,這里同樣存在一個技術原理問題,地表排水的作用主要是排出大氣降水在地表形成的地面徑流。因此,在地表排水設計中必須包括地表整平,消除地面坑窪積水或設置支溝將窪地積水引出,防止或盡量減少大氣降水向滑坡體內入滲,而入滲的水量遠遠小於滑坡體疏干排水的能力,這是有效的,可是在大氣降水在地表形不成地表徑流的情況下,地表排水就無效了。這時如果大氣降水入滲量小於滑坡體的排水能力,也不至於引起地下水位上長,也不會有問題;如果大氣降水入滲量大於滑坡體的排水能力,將會引起地下水位上升,滑坡體重量增大,孔隙水壓力增高,也有導致滑坡復活的可能。因此,在選用地表排水為主的情況下,還必須配合採用地下疏干措施,在極為重要的地段還應該校核是否需要增加錨固措施,不能簡單地把地表排水看成是萬能的。上述表明,在進行危岩體和滑坡體防治技術選擇中必須認真考慮各項防治技術的原理、適用范圍、經濟造價和施工難度,不能簡單地拿來就用。
5.孕災體穩定性評價問題
這是地質災害防治中的重要問題之一,它是該防治和不該防治決策的重要依據之一。如果孕災體是穩定的或趨向於穩定的,那就沒有必要投資進行防治;如果是不穩定的,防治效益大於1∶20,那就有必要投資進行防治。如何評價孕災體的穩定性?目前常用的方法是採用數理分析,有的採用確定性模型進行數學力學計算,有的採用不確定性模型進行概率分析。這種分析中存在著一個很大的不確定性問題,就是分析計算中的模型選擇和參數取值。模型選擇牽扯到地質災害成因、機制和孕災體的結構,這個問題必須在詳細的地質研究基礎上,加上經驗判斷給出。如何根據已取得的資料給出合理的分析計算模型,這里存在著很大的不確定性問題,在解決這個問題上經驗是很重要的。例如鏈子崖危岩體的穩定性,許多人進行過計算分析,計算結果求得的安全系數有的高達3.7,有的達1.7,都是穩定的。實際上變形監測結果是,鏈子崖危岩體的變形與日俱增,不斷地在發展,這表明計算結果是不符合實際的。其原因除了力學模型選擇中存在著不確定因素外,還有一個重要因素,即參數選擇問題,選用的參數多數來自於試驗,部分地來自於經驗。試驗值的分散性是很大的,也就是說,取值中的不確定性是很大的;經驗也存在著很大不確定性,這與一個人的工作實踐經歷有很大的關系,經驗豐富的人給出的參數值可靠性就高一些,經驗欠缺的人給出的參數值的可靠性就差一些。以參數c、φ值為例,給高一些,計算結果得到的穩定性系數就高一些;如果給低一些,計算得出的穩定性系數就低一些,究竟哪個對?很難說。顯然,這個方法中的不確定性是很大的,用這個結果作依據決策該不該防治的理由是不充分的;用這個結果進行防治工程結構設計,是帶有很大的危險性的。這不能作為科學的決策依據,那麼這個問題該怎麼解決?著者認為最最重要的,也是最科學的方法是地質分析方法。
地質分析的依據是什麼?主要依據有兩個方面的資料,一個是災害體的外觀形態特徵,或者稱為地貌特徵;另一個是變形監測資料。這兩者結合起來是最最科學的,最可靠的,僅僅形態特徵資料有時也不一定靠得住。如山坡上出現一條裂縫,就說是滑坡引起的,實際上不一定,引起山坡產生變形的原因可以有很多,不一定都是滑坡。又如,山坡上常出現有馬刀樹,這也不一定就是滑坡,暴風也可以將樹吹歪,然後再長直,而形成馬刀形。外觀形態特徵分析絕不能簡單地採用一、兩個現象為依據,必須收集多方面資料進行綜合判斷,變形監測結果也是一樣,其中也存在意外情況,在採用這方面資料之前必須剔除意外資料,否則,其結果也是靠不住的。在地質分析中,不管是外觀形態特徵資料也好,監測資料也好,必須認真地進行分析,首先要去偽存真,然後再進行去粗取精,這樣才能得到科學的結論,這是非常重要的。
在穩定性判斷中還有一個方面的資料應該充分利用,這就是歷史資料。地質災害的發生發展常常具有周期性的規律,地質災害發生發展也存在著高低、急緩、起伏的過程,它和其他方面的自然作用一樣,具有作用活動的周期性。如大氣降水,有豐水年和枯水年。與豐水年相應地,則地質災害發展就活躍;與枯水年相應地,地質災害發展就減緩,甚至暫時休止,在這個時期變形監測結果可能是沒有活動跡象,這一點是非常重要的。前面談到過,秭歸縣志記載表明,長江三峽鏈子崖崩塌就有380~400年的周期,而從自然災害發展規律來說,目前正處於自然災害活躍時期。因此,鏈子崖危岩體變形近一個時期也比較明顯,監測結果表明,變形也一直在發展;而鏈子崖崩塌現在也正處於380~400年的周期當中,我們在評價鏈子崖危岩體穩定性時充分考慮了這些因素,最後才作出鏈子崖危岩體必須進行防治的結論。上述結果表明,地質災害穩定性評價必須充分採用地質分析和數理分析兩個方面的方法進行,而其中最重要的是地質分析。地質分析中又可分為:地質地貌特徵分析、變形監測分析和歷史分析等三個方面。地質災害穩定性評價必須採用地質地貌特徵分析、變形監測分析、歷史分析、數理分析和綜合分析的辦法才能得到可靠的結果。
6.安全系數選擇問題
安全系數取值幾乎可以說貫穿於整個地質災害防治過程中。在判斷地質災害體是否穩定時,要採用安全系數;評價防治工程的可靠度要用安全系數表徵;在結構設計時,進行作用力取值要採用安全系數;結構材料與構件強度取值要用安全系數,在施工工藝可靠性方面也要採用安全系數。這么多安全系數怎麼取用?在這個問題上有時有些混亂。在鏈子崖和黃臘石地質災害防治工作中由於各位專家採用的概念或所闡述的對象不同,在討論中涉及安全系數時常常各持己見,這也是地質災害防治與其他地質工程建築的一個不同之處,在這里,著者再談談這個問題。
在判斷地質災害體是否穩定時科學的評價指標是穩定性系數η,但有一些工程設計人員常常也用安全系數來表述,這也是無可非議的。安全系數除包含有穩定性因素外,還包含很多環境因素和社會因素,對地質災害評價來說,還是用穩定性系數表示為好。穩定性系數取值也存在著很大的不確定性,上面曾談到鏈子崖危岩體不少人對其穩定性系數進行過分析,得到的結果相差很大,其原因在於兩方面:一是計算模型選擇上;另一方面在於力學參數選取上,這兩方面都存在有不確定性。由此決定著在評價地質災害體穩定性時,穩定性系數指標取值就受這兩方面因素的控制。穩定性系數取值大小主要決定於計算模型選擇的可靠性和力學參數取值的可靠性上,這兩方面取值的可靠性,很大程度上決定於進行取值的專家的科學技術水平,也可以說是經驗水平。一般來說,比較有經驗的專家也只能有80%~90%的把握,即各自的可靠度最低也不能低於1.1~1.2。
地質災害的穩定性系數應該是力學模型的可靠度與力學參數的可靠度的乘積,由此看來,科學的穩定性系數η應該是1.1×1.1~1.2×1.2,即為1.21~1.44,不應該低於此值,具體取值時還要考慮防治工程的重要性和取值人的實踐經驗水平。
在評價防治工程的可靠度時用安全系數K表示是正確的。一般來說,這個安全系數K系由三個部分組成,即作用力取值安全系數K1,材料與構件強度取值安全系數K2及施工工藝安全系數K3組成,即K=K1×K2×K3。其中作用力安全系數K1影響因素與穩定性系數η相當,即可在1.21~1.44之間取值。材料與構件強度取值安全系數K2與材料和構件使用方法關系極大,如材料為單一的鋼材,安全系數可取1.05~1.1;鋼筋混凝土構件安全系數可取1.50~1.65;混凝土結構構件安全系數可在1.6~2.5之間取值。地質災害防治中所採用的構件和材料一般多為鋼筋混凝土構件,故安全系數一般取在1.5~1.65之間。施工工藝安全系數與施工方法技術水平有很大關系,這個系數是很難琢磨的,大體上在1.2~1.5之間。由此決定,防治工程安全系數K變化於1.21×1.5×1.2=2.2至1.44×1.65×1.5=3.65之間。鏈子崖危岩體防治可行性論證中作用力的安全系數選用中參照了各種規程規范和工程實例,選用值為1.35,這是比較合適的,其地方面的安全系數將在初步設計中進一步論證。
安全系數是極為復雜的,影響因素是變化多端的,不僅受地質因素影響,結構材料因素影響,施工工藝影響,還有環境因素影響。環境影響因素絕不可忽視,其中最主要的則為地下水的水質和大氣化學成分及溫度的影響,對這些因素的影響必須進行科學的論證。安全系數取低了,防治的安全度不足而蘊藏著隱患;安全系數取高了,造價太高,則又可能蘊藏著浪費,這個問題必須認真論證。
在結束本章論述時,簡要歸納一下,在地質災害防治設計中必須遵守的基本觀點,這些基本觀點有:
地質災害是威脅人類生活和生存,造成資源和財產損失的地質事件。地質災害防治是一項地質工程,它又與一般的土木工程和地質工程不同,它具有很大的特殊性。其特殊性在於地質災害防治工程是通過地質改造手段將已經產生破壞或即將產生破壞的不穩定性的地質災害體進行改造,達到穩定的和安全的地質環境,保障人類生存和美好的生活,簡單地說是一項防災工程。具體地來講,地質災害防治對象是已經產生破壞和即將產生破壞而處於不穩定的地質體,對其進行防治工作中最最重要的是必須查清地質災害產生的原因,活動機制和災害體的結構。在此基礎上才能作出正確的防治方案和防治工程結構設計,地質災害防治必須與經濟效益掛鉤,這是決策該不該立項防治的關鍵,也是防治投資額度決策的依據。一般來說,根據我國目前經濟實力,防治投資效益取1∶20作為立項防治依據為宜,穩定性分析和安全系數選取是地質災害防治中的兩個重要技術問題。穩定性分析必須以地質分析為基礎,參照數理分析,歷史分析進行綜合判斷。安全系數選取必須全面地分析地質的、結構的、施工工藝、環境條件、社會效益等方面的因素綜合分析選定。地質災害防治是一項巨型的系統工程,必須認真對待,只准成功,不能失敗,一旦失敗,其後果是極為嚴重的。
Ⅲ 《地質災害防治條例》的立法背景
近年來,地質災害已經成為我國的主要災害之一,每年造成近1000人死亡,經濟損失高達幾十億元。為防治地質災害,避免和減輕地質災害造成的損失,維護人民生命和財產安全,促進經濟和社會的可持續發展,2003年11月19日國務院第29次常務會議通過了《地質災害防治條例》,2003年11月24日溫家寶總理簽發國務院第394號令,予以公布,自2004年3月1日起施行。關於《地質災害防治條例》的立法背景,說明如下:
一、立法的必要性和緊迫性
學術上地質災害的定義較多,但歸納起來主要有4種。一是地質災害是地質環境的一種變異現象;二是直接或間接惡化環境、降低環境質量,危害人類和生物圈發展的地質事件,如地震、地裂縫、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降等;三是地質災害是指那些對人類生命財產安全造成危害和潛在威脅的自然和人為地質作用(現象);四是在自然和人為因素的作用和影響下形成的,對人類生命財產、環境造成損失的地質作用(現象),按致災速度可分為突變性和緩變性兩大類,前者如崩塌、滑坡、泥石流等,後者如水土流失、土地沙漠化等。按致災地質作用和發生處所進行劃分,常見地質災害共有12類、48種,它們是:①地殼活動災害,如地震、火山、斷層錯動等;②斜坡岩土體運動災害,如崩塌、滑坡、泥石流等;③地面變形災害,如地面塌陷,地面沉降,地面開裂等;④礦山和地下工程災害,如煤層自燃、洞井塌方、冒頂等;⑤城市地質災害,如建築地基和基坑變形、垃圾堆積等;⑥河、湖、水庫災害,如塌岸、淤積等;⑦海岸帶災害;如海平面升降、海水入侵等;⑧海洋地質災害,如水下滑坡等;⑨特殊岩土災害,如黃土濕陷、沙土液化等;⑩土地退化災害,如水土流失、土地沙漠化等;⑩水土污染和地球化學異常,如水污染、地方病等;⑩水源枯竭災害,如泉水干、地下含水層疏干。國外對地質災害的定義也不盡相同,其英文表達為「geological disasters」和「geological hazards」,日本和美國的地質災害概念都包括地震和火山。而從我國目前管理體制的現狀和災害的主要危害,將地質災害定義為《條例》中的概念是符合科學和實際的。因此本條例規定地質災害包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。
我國地質構造復雜、地形地貌起伏變化大,由地丘陵占國土面積的65%,重慶、四川、雲南、貴州等省(市)達90%;季風氣候造成降雨在空間時間上分布不均。特別是近年來,氣候異常,加之人類不合理的工程活動,使我國成為世界上地質災害最為嚴重的國家之一,尤其是崩塌、滑坡和泥石流等災害最為頻繁。崩塌、滑坡和泥石流的分布范圍占國土面積的44.8%,其中又以西南、西北地區最為嚴重,年均1000多人死亡,經濟損失巨大。
據統計,當前地質災害已成為造成我國人員傷亡的主要災害。20世紀90年代以來,全國每年因各類地質災害造成的人員傷亡有逐年增加的趨勢(1990年278人、1991年470人、1992年300人、1993年432人、1994年382人、1995年1230人、1996年1029人、1997年1111人、1998年1753人、1999年1021人、2000年1102人、2001年788人、2002年853人、2003年743人),經濟損失年均高達上百億元。
黨和國家對地質災害防治工作歷來十分關注。江澤民同志在2001年和2002年中央人口資源環境工作座談會上強調「切實做好地質災害防治工作」和「全面加強地質災害的監測預防,繼續做好三峽庫區等重點地區地質災害防治工作」。朱鎔基同志於2001年7月在三峽移民對口支援會議上指出「三峽庫區地質災害隱患較多,絕不可以掉以輕心。加強對崩滑體等地質災害的監測和治理,刻不容緩,必須在水庫蓄水前抓緊治理」,並決定從三峽建設資金中拿出40億元用2年的時間,在2003年水庫蓄水前治理三峽庫區的地質災害。目前,三峽庫區地質災害治理工程階段驗收工作已經完成,同時庫區地質災害監測預警工程也已經進入實施階段,庫區175米水位線的三期地質災害防治規劃正在編制。溫家寶同志也多次對全國地質災害防治工作作過批示。2003年7月湖北省秭歸縣千家坪發生滑坡後,曾培炎副總理親赴滑坡現場,看望災區幹部群眾,部署地質災害防治工作。2001年5月12日,國務院辦公廳轉發了《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)。《通知》要求各地區、各有關部門高度重視,建立健全地質災害防治工作責任制,加強監測,建立地質災害預警系統,排查隱患,制定地質災害防治規劃,加強監督,加大地質災害防治工作執法力度,安排資金,保證地質災害防治工作需要,加強宣傳,提高幹部群眾的防災意識。針對2003年四川、貴州等地發生的災害,國務院辦公廳向各省、自治區、直轄市人民政府和有關部委、直屬機構發出《關於加強汛期地質災害防治工作的緊急通知》(國辦發明電〔2003〕29號)。《通知》要求各部門加強協作,做好雨情、水情測報工作;加強監測,做好地質災害預警工作;編制預案,妥善安置受災群眾;依法管理,嚴格執行地質災害防治法規;加強調查,抓緊制定地質災害防治規劃;加強領導,落實責任。近幾年來,國務院領導每年就地質災害防治工作給國土資源部的批示達20餘件,這充分體現了黨和國家對地質災害防治工作的高度重視。
1998年國土資源部組建後,始終將地質災害防治作為部的工作重點之一,進一步加強了調查、監測和評價工作,僅在國土資源大調查中部署開展的受地質災害威脅較嚴重的400個縣(市)的地質災害調查與區劃工作中,就已查出4萬余處地質災害隱患點。根據國務院領導批示和地方人民政府請求,每年汛期,國土資源部都組織專家分赴地質災害較嚴重的地區進行巡查檢查,指導群測群防網路、監測預警和防災救災工作。實踐證明,做好地質災害調查、評價、規劃、監測、預報和防禦工作,是實現地質工作根本轉變,使地質工作更好地為經濟建設、社會發展服務,更好地與地方經濟相結合的具體表現。據統計,1998年以來,由於各地、各級國土資源部門成功預測、預報地質災害,至少避免了數萬人的傷亡。例如,2001年10月2日四川省涼山彝族自治州美姑縣糧食局所在地出現滑坡活動徵兆,縣政府及有關部門即刻帶領專業技術人員前往現場查看,果斷作出在10月2日20時前將所有人員及貴重財產全部撤離危險區的決定。由於報警及時,決策果斷,措施得當,行動迅速,在10月3日滑坡發生時成功地避免了15戶50餘人的傷亡。2001年,新疆維吾爾自治區國土資源廳通過組織實施新源、鞏留兩縣的地質災害調查與區劃,共發現地質災害點600餘處,建議搬遷居民320戶2000多人。
然而,目前我國地質災害防治工作中還存在許多問題,其中最為突出的是法律不健全,從而帶來一系列問題:一是地質災害防治工作缺乏統一規劃,各自為政、工作交叉,低水平重復工作的同時留下大量空白區,造成人力、財力的嚴重浪費;二是不少部門、單位及個人,不能正確處理長遠利益與眼前利益、自身利益和社會公眾利益的關系,在生產活動、工程建設時不採取地質災害預防措施,造成了人員傷亡、經濟損失的嚴重後果;三是在社會主義市場經濟體制下,政府及其有關部門在地質災害防治方面的責權、企事業單位及公民在地質災害防治中的權利與義務均不夠明確。四是地質災害防災應急反應能力不足,地質災害防治資金投入嚴重缺乏,許多措施強制性不夠,不能落到實處。
1999年3月,國土資源部頒布實施了《地質災害防治管理辦法》(國土資源部令第4號),為規范地質災害的管理,減少人員傷亡和財產損失起到了積極作用,但本身有其局限性。從幾年的實踐來看,有許多方面需要補充和完善。河北、湖北、湖南、四川、雲南、甘肅、新疆等省(區)頒發實施的《地質環境管理條例》和山西省、吉林省的《地質災害防治管理條例》表明,只有通過立法才能有效規范人類工程活動,明確政府、單位、公民的權利和義務,最大限度地避免和減輕地質災害損失,所以制定《地質災害防治條例》已成為目前地質災害防治工作最為緊迫的任務。
二、立法的指導思想
立法的指導思想是:保障在國土開發、資源開發、工農業建設等經濟活動中,合理利用和改造地質環境,加強地質環境的保護、防治地質災害、減輕災害損失、保障人民生命財產安全,促進經濟的可持續發展和社會進步、實現經濟效益、社會效益、資源效益和環境效益的統一。
自然界一切事物的發展變化都有其內部規律,地質過程也不例外。地質災害也是地球表層不斷平衡的結果,我們不可能對自然界中所有存在的災害體進行治理,這樣做也不符合經濟規律,特別是廣大的農村地區災害點多面廣,避讓比治理的成本小得多,所以本條例確定了「預防為主,避讓與治理相結合和全面規劃、突出重點」的原則。由於地質災害規模大小不等,造成的損失也千差萬別,所以本《條例》對地質災害防治工作提出了分級管理的原則,因此在總則中對地質災害進行了分級,這是總結多年來地質災害防治工作的實際經驗提出的,明確了各級人民政府和國土資源主管部門的職責。近10年來的統計表明,人為工程活動引發地質災害造成的人員傷亡和經濟損失佔50%以上。實踐證明,國土資源部令第4號確立建設用地地質災害危險性評估是有效避免人為工程活動引發地質災害的重要制度。為從源頭上杜絕人為活動引發地質災害的發生,本《條例》規定在地質災害易發區內的建設項目要進行地質災害危險性評估工作。
三、起草經過
1999年3月《地質災害防治管理辦法》出台後,我部在前期工作的基礎上,邀請了國務院法制辦和部分院士對出台《地質災害防治條例》進行了座談。國土資源部成立後,國務院領導多次就地質災害防治工作作出批示,我部就本條例中的地質災害防治規劃、地質災害調查制度、預案編制制度、汛期巡查制度、建設項目地質災害危險性評估制度、群測群防制度等進行了專門調研、座談和討論。2001年12月,我部徵求了國家計委、國家經貿委、建設部、水利部、農業部、鐵道部、交通部、民政部、國家環保總局的意見;2002年4月,我部又將《條例》發送各省、自治區、直轄市國土資源主管部門徵求意見,2002~2003年國務院法制辦與我部多次召開各種形式的座談會,並到地質災害較為嚴重的湖北、重慶、四川、雲南等省(市)進行現場調研。現將《條例》起草過程中各部委及各省(區、市)意見說明如下:
(一)有關部委意見反饋和採納情況
2001年12月30日,我部以國土資廳函〔2001〕376號文徵求了上述部委對《地質災害防治條例》(徵求意見稿)的意見。9個部委均進行了意見反饋,其中國家經貿委和鐵道部沒有意見,其他7個部委共提出27條意見。大部分意見已吸納到《條例》修改稿中,部分意見考慮到目前地質災害防治工作現狀等原因暫未採納,現予以說明:
1.有關分部門管理問題
提出此類意見的有水利部、交通部和國家環保總局。一是根據國務院「三定」方案,水利部、交通部、環保局以及其他產業部門沒有地質災害防治管理的職能;二是人為引發地質災害的工程建設,其主體不是各部門,而是工程建設單位,所以本《條例》中明確國土資源部門的職能是地質災害防治工作的組織、協調、指導和監督,而地質災害防治管理職能不涉及水利、交通和環保等部門。
2.有關地質災害治理工程設施的管理與維護問題
國家計委的意見是:已竣工驗收的地質災害治理工程設施應由當地縣級以上人民政府負責管理和維護。我們認為,由自然產生的地質災害的治理由當地人民政府負責,竣工後的工程設施管理和維護也應該由政府負責;但是,人為引發的地質災害治理工程的設施管理和維護必須由治理責任者負責,這既可以督促責任者在進行治理時能保證工程質量,有長期打算,又是責任者責任履行的繼續,國外和我國香港地區也多採取此種做法。
3.有關地質災害治理工程的資質管理問題
建設部意見是:已取得建設行政主管部門頒發的工程勘察綜合資質的單位,即可以承擔地質災害危險性評估業務和從事地質災害防治工程的勘查、設計、施工、監理活動。建設部是依據《建築法》提出這一意見的,但其《建築法》是從事建築活動應當遵守的,地質災害防治不屬於建築活動,是以地質工程學為基礎的活動,因此從事建築活動的勘察、設計、施工和監理資質單位證書不能替代地質災害治理工程勘查、設計、施工和監理資質單位證書。
(二)各省(區、市)國土資源廳(局)意見反饋和採納情況
2002年4月16日,我部又以國土資廳函〔2002〕99號文向31個省(區、市)國土資源廳(局)徵求了對《地質災害防治條例》(徵求意見稿)的意見。31個省(區、市)全部反饋了意見,其中25個省(區、市)共提出原則性意見19條,具體意見31條,以及部分文字意見,其餘6個省(市)沒有意見。具體採納情況說明如下:
1.關於地方人民政府職責問題
浙江、河南、廣東省提出了此類問題。我們認為,《條例》草案稿中已明確規定了各級政府地質礦產主管部門的監督管理職責,因而地方各級人民政府在地質災害防治工作中的領導地位也已十分清楚,所以,我們認為無需再在文字上突出強調地方人民政府要對地質災害防治工作負責的表述。
2.關於地質災害監測工作的規定
上海、江西、重慶、新疆、雲南省(區、市)提出了此類問題。由於在《條例》草案稿第三章中,已對國家建立地質災害監測網路和預警信息系統作了原則規定,為使地質災害防治工作各個環節規定保持一致,有關監測機構、監測管理辦法、監測預報、預警信息系統建立和運用以及經費、設施、標志等具體操作性內容,建議在相關配套辦法或規范中再進行具體規定。
3.關於地質災害危險性評估范圍問題
內蒙古、遼寧、上海、安徽、廣西、重慶、陝西省(區、市)提出了擴大評估范圍和評估項目的意見。但通過總結多年來地質災害防治工作經驗證明和執行國土資源部令第4號的情況,為了既保證建設工程避免或減少地質災害的影響,又可以使處於地質災害威脅相對較少地區的工程建設減少成本,我們認為對工程建設的地質災害危險性評估應控制在地質災害防治規劃劃定的易發區內。
4.關於「搶險救災」問題
江西、重慶、廣東省(市)提出增加「搶險救災」的有關內容。我們認為按國務院職能分工,屬民政部的職責范圍,故本《條例》不增加此部分內容。
四、需要說明的問題
(一)規劃和調查制度
地質災害防治規劃是為防治地質災害而制定的總體部署和基本依據。我國地質災害防治規劃編制工作已開展多年。如原地質礦產部、國家計委、國家科委在1990年編制了《全國地質災害防治工作規劃綱要》並予以實施,對指導全國的地質災害防治工作有積極作用;國務院有關部門和地方也編制了專業規劃或地方規劃,亦取得相當實效。2001年3月,國土資源部印發了《地質災害防治工作規劃綱要》(2001~2015),目前各省、自治區、直轄市國土資源主管部門正在根據綱要編制本地區的地質災害防治規劃,部分省已完成並通過省政府批准後實施,所以本《條例》設規劃專章,確認這一制度,是符合實際情況的,也是十分必要的。
地質災害現狀調查和險情巡查是地質災害防治的基礎性工作,國土資源部安排的地質大調查中已安排了地質災害較嚴重和受其威脅較嚴重的400個縣(市)的地質災害調查工作,這對地質災害的防治和群測群防奠定了基礎,因此本《條例》對這些均作出了專條規定。
(二)地質災害防治方案編制與群測群防制度
通過地質災害基礎調查,各級地方人民政府國土資源主管部門必須依據規劃編制本地區的地質災害方案,重點是落實地質災害監測、預防責任人,特別是重大地質災害隱患點的監測,必須將責任落實到人,制定好災害發生時的預警信號、人員財產轉移路線,把災害的損失降到最低,對劃定的地質災害危險區,採取交通管制、居留限制、人員疏散的避災防範措施,明令禁止某些可能引發或加重地質災害的活動。
(三)地質災害危險性評估和「三同時」制度
為防止新的地質災害的產生,預防、減少、減輕地質災害的發生及損失,本《條例》規定了在地質災害防治規劃劃定的易發區內建設項目地質災害危險性評估和「三同時」制度,要求新建、改建、擴建的大中型建設項目和在地質災害易發區進行采礦、土地開墾、移民搬遷、工程建設等活動,建設單位應當在可行性研究階段,對建設項目和活動可能引發、加劇地質災害和遭受地質災害危害的危險性以及擬採取的地質災害防治措施進行評估,編制地質災害危險性評價報告,提出避讓、防治地質災害的措施,並按照規定的程序上報審批。本《條例》還規定建設項目的地質災害危險性評價報告中確定需要配套建設的地質災害防治工程設施,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時驗收和使用;所需的資金、材料、設備應當與主體工程統籌安排。地質災害防治工程設施必須驗收合格後,該建設項目方可投入生產或者使用。
(四)地質災害治理責任
為明確地質災害的治理責任,本《條例》區別了因自然作用形成的地質災害和人為活動引發的地質災害這兩種情況,分別作出了規定。對人為活動引發的地質災害的治理責任,明確規定實行引發者負擔原則。凡引發或加重地質災害的單位和個人,都必須依據這一原則承擔治理責任,包括減輕、消除地質災害隱患和險情的責任,為避災而採取的人員疏散、遷移和其他必要措施及費用的負擔責任,賠償其引發或加重的地質災害所造成損失的責任,災後整治、建設的責任,以及區域性和其他公益地質災害防治的責任等。
對因自然作用形成的地質災害的治理,治理費用列入政府預算,由國土資源主管部門組織實施。地質災害防治工作是保護社會公共安全的公益活動,是國家意志的體現,治理經費列入政府預算也符合我國財政體制改革的方向和政策,即建立公共財政。為保證治理所應達到的效果,本《條例》規定地質災害的治理,必須依據國家和地方的地質災害防治規劃的要求,符合規定的地質災害防治標准;地質災害治理工程設施的施工,必須依據經批準的治理方案;治理工程設施竣工必須經過驗收。
總之,《地質災害防治條例》的公布實施是以我國地質災害危害嚴重的國情出發,規定了政府、單位和公民在地質災害防治中的權利和義務。《條例》的實施將對我國地質災害防治工作產生深遠的影響,也一定能夠避免和減輕地質災害給人民生命和財產造成的損失。
Ⅳ 三峽庫區地質災害防治為庫岸穩定提供了有力保障
中國地質調查局武漢地質調查中心
三峽工程籌備工作開展以來,各部門地質工作的重心在於查清區域穩定性與地震地質條件、庫區及壩址區水文地質條件、近區岩土體類別與分布特徵等工程適宜性、基礎性地質問題。自1993年三峽工程開工後,地質工作逐步轉為以施工地質保障為主,並對庫首鏈子崖危岩體、黃蠟石滑坡等特別重大的地質災害體開展了緊急勘察治理工作。2002年1月25日國務院正式批準的《長江三峽庫區地質災害防治總體規劃》(以下簡稱《規劃》),標志著三峽庫區地質災害防治工作正式啟動。各相關部門按照《規劃》的指導原則,分階段對庫區地質災害開展了調查評價、勘查治理和監測預警等工作,為三峽水庫蓄水後的庫岸穩定提供了技術支撐,為庫區人民生命財產安全乃至經濟社會平穩發展做出了貢獻。
一、地質災害調查與科研工作為岸坡穩定性評價提供了技術支撐
針對三峽庫區高陡岩質邊坡及危岩體分布發育狀況不清、存在蓄水失穩風險的情況,武漢地質調查中心開展了「長江中游宜昌—江津段環境地質調查」,以人口相對集中的11個城鎮作為主要調查區,篩查典型危岩體232個,確定了對長江航道安全存在重大威脅的龔家方至獨龍不穩定斜坡、箭穿洞和萬州雞哈寨等10餘處危岩體,提出了包括監測、工程治理等為主的綜合預防措施(圖1)。如2007年在秭歸縣沙鎮溪鎮發現鹹水井滑坡局部活動,滑坡體上的國家電網500千伏輸電鐵塔受到威脅,技術人員根據鐵塔上的銘牌地址通知並函告了國家干線電網的有關部門,國家電網隨即組織實施了滑坡勘察和治理工作,保障了電網的安全運行。2009年4月初,調查人員發現龔家方至獨龍一帶的高陡斜坡岩體出現多處變形跡象,及時向重慶市政府進行了匯報並建議加強監測,同時將大寧河口至橫石溪口上水航道向江心方向遷移100米。重慶市政府隨即採納了遷移航道的建議,將龔家方至獨龍不穩定斜坡納入到重慶市地質災害監測預警系統。
2010年7月,中國氣象局發出三峽庫區可能出現極端暴雨天氣的預測後,武漢地質調查中心、湖北省地質環境監測總站和重慶市地質環境監測總站緊急開展了「長江三峽庫區汛期地質災害排查」工作,對上游江津市至下游秭歸縣的二十餘縣市區的主要地質災害隱患進行了排查,及時處置存在變形和重大威脅的災害隱患點上百處,編寫地質災害應急處置報告百餘份,為當地政府做好突發性地質災害提供了技術安全、經濟可行的決策方案。
二、監測預警工作成功預測多起地質災害,避免了人員傷亡和財產損失
按照國務院、三峽建設委員會有關文件精神,國土資源部三峽庫區地質災害防治工作指揮部、中國地質環境監測院及鄂渝兩省市地質環境監測總站積極行動,在庫區建立了較為完善的地質災害監測預警體系,將GIS、GPS、RS等技術引入到地質災害監測預警領域。目前已對庫區近200處重要的地質災害隱患開展了專業監測,對近2000處一般隱患點開展了群測群防工作,初步實現了地質災害監測數據和預警信息的網路化管理。國土資源部還與中國氣象局合作,開展了汛期突發性地質災害的氣象預警預報,並通過電視、互聯網、手機簡訊等媒體發布地質災害預警信息,成功預測了以秭歸縣千將坪滑坡為代表的多起地質災害的發生,有效地減輕了人員傷亡和財產損失。
2003年以來,中國地質調查局水文地質環境地質調查中心聯合重慶市巫山縣國土資源局、重慶市地質環境監測總站等單位,開展了「地質災害預警關鍵技術方法研究與示範」、「庫水波動下地下水孔隙水變化實時監測與地質災害預測評價」等工作,建立了基於鑽孔傾斜儀深部位移監測、GPS地表變形監測、時間域反射技術(TDR)、孔隙水壓力監測等監測手段為主的監測預警示範站,實現了地質災害監測技術優化集成、監測數據的遠程傳輸和監測信息互聯網實時發布,對我國地質災害監測預警技術和災害信息管理起到了顯著的推動作用。
武漢地質調查中心於2009年啟動的「三峽庫區高陡岩質邊坡成災機理研究」已獲得階段性成果,建立了高陡邊坡失穩模式,確定了邊坡失穩判據,對邊坡失穩可能產生的涌浪進行了預測模擬。
圖1 長江三峽巫峽段重要危岩變形體分布示意圖
Ⅳ 地質災害與地下污染探測
程業勛
(中國地質大學(北京))
「環境」一詞起源於18世紀,逐步被廣泛引用到自然環境、社會環境、經濟環境等。但當代環境科學研究的環境范疇,主要是指人類生存與可持續發展的外部條件。所以《中華人民共和國環境保護法》中明確指出:「本法所指的環境,是指人類生存和發展的各種天然的和經過人工改造的自然因素的總體,包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、自然保護區、風景名勝區、城市和鄉村等。」地球物理學主要研究發生在岩石圈、水圈、大氣圈和地球空間的對人類生存和發展有重要影響的環境變化和供給條件。因此,從一定意義上講,地球物理學從產生的那一天起,就是一門研究人類生存與發展環境的科學。
西方工業化300年,已經消耗地球億萬年的資源儲備,而且日益加劇,造成資源緊缺,環境惡化。2007年10月25日聯合國環境規劃署(UNEP)發布集1400位科學家智慧寫成的《全球環境展望》(GE0-4)綜合報告指出,自1978年以來的30年,人類消耗地球資源的速度,已將人類自身置於岌岌可危的境地,到目前為止,已經超出地球生態承載能力近三分之一。每年有7.5萬人死於自然災害,全球一半以上城市的環境超出世界衛生組織(WHO)制訂的污染標准。
岩石圈(含土壤)、水圈(含地下水)、大氣圈和生物圈構成地球物質循環的整體,是人類生存不可或缺的各個組成部分。地下(土壤和岩層)一直是人類處置廢棄物和垃圾的場所。包括大氣沉降物在內,超過土壤自凈(降解)能力的時候,就會構成土壤污染,特別是難以被土壤生物降解的有毒物質,還會隨著水的蒸發和大氣環流,擴散到全球(稱蚱蜢效應)。這就告訴我們,對於難以降解的有毒物質來講,地球是一個封閉的生態系統,這些有毒的污染物,只能轉移而不會消失。即使遠離污染源上萬千米,生活在北冰洋的伊努特人體內也可以檢測到持久性污染物(POP)的存在。
美國上世紀30~40年代,就開始將工業廢棄物以及活水、污油注入地下。時隔二三十年後,由於地下地質環境的變遷,有些原來埋在河谷(山谷)地區的這些物質,經歷容器的腐蝕、洪水沖刷而擴散、深灌的污水上涌,造成泄漏污染。為進一步防治,在不得已的情況下,找到地球物理方法,探測再次造成的地下污染分布區域。這也是環境地球物理分支學科建立的起始。
1 自然地質災害的勘察
地球上山地面積占陸地總面積的四分之一,居住人口占總數的10%,道路總里程佔30%,是泥石流、滑坡、崩塌等自然災害主要分布區。我國地處自然地質災害集中的太平洋環帶和地中海至喜馬拉雅山帶的聚集部位,成為地震和各種地質災害多發國家之一。據報道,全國共有地質災害隱患地點22.92萬處,威脅著3500萬人的安全,財產超萬億元,以及重大工程、城鎮和村莊的安全。1965年11月23日發生在雲南祿勸縣火山泥溝的特大滑坡,總土方量達3.9億m3,滑體流速高達5~6km,在河中迅速堆積成長1100m,高167m的攔河大壩,形成5萬m3蓄水的堰塞湖。不久滑體大壩陷落,迅速淹沒5個村莊。1981年7月9日暴雨引發成昆鐵路線上利子依達溝發生的泥石流,使400噸重的巨石沖入溝口,將數節火車推入大渡河,迅速堆積成壩,形成回水5km,積水29萬m3的堰塞湖。長江三峽鏈子崖危岩體位於秭歸縣新灘鎮,長江南岸,兵書寶劍峽的出口處,屬於西陵峽崩塌隱患區。本區有歷史記載的崩塌滑坡造成重大自然環境破壞性災害的有14次。其中1030年崩塌滑坡體堵塞長江21年,1452年滑坡堵江82年,1985年6月12日凌晨3點45分至4點20分,歷時35分的大滑坡,使總計3,000餘萬立方米的崩塌堆積體整體滑移,高速飛下的土石將位於江岸的新灘鎮全部摧毀,在江內激起54m高的巨浪,將對岸上的建築捲入江中。由於幾年前的電磁測深和淺層地震為主查明了滑體的厚度和范圍。1977年開始連續監測,及時准確預報,撤離果斷,滑區內457戶,1,371人,無一人傷亡,僅航運中斷12天。這樣大規模的滑坡,及時准確預報成功,在國內外是罕見的,被譽為一起世界奇跡。[1]
我國山地多,滑坡、泥石流、崩塌等地質災害的分布區域占國土總面積的65%。隨著自然的變遷和人為的致災作用,各種地質災害逐年增加。據四川省統計,泥石流致災的縣市:20世紀30年代有14個;50~60年代76個;70年代109個;1981年135個;1990年達200個。70年代以前地面沉降、地面塌陷和海水入侵還是少數地區,近年來由於對地下水的過度開采,至2008年有70多個城市出現地面沉降,總面積達6.4萬km2,上海、天津、西安等城市有的降幅達2m,天津塘沽達3.1m;地面塌陷3000多處,總面積300多km2;海水入侵總面積達1000km2。
各種地質災害的發生都是地質環境變化引發致災岩體內部結構變異,穩定性受到破壞的結果。因此,自然地質災害勘察的目的在於查明致災岩體(土)的地質環境和內部結構,研究致災岩體的結構變異和穩定狀態,圈定致災岩體范圍,評價發生發展趨勢。在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷以及海水入侵等地質災害勘察中[2],應用地球物理勘查主要是查明致災的地質條件,為防治或預測預報提供依據。
表1 自然地質災害地球物理勘查的主要任務和可用的技術方法一覽表
為了進一步說明地球物理勘查在自然地質災害防治中的作用,列舉三個實例如下。
1.1 滑坡體和滑坡面的勘察
滑坡勘查的主要任務是查明滑坡體的深度和范圍,以及滑動面的深度與形態[3]。
黑海沿岸高加索地區是滑坡發育地區之一。滑坡所處的地形高約為20~25m,滑坡體主要由砂質粘土加碎石構成,下伏泥岩風化殼。選用電阻率法以及淺層地震進行勘察。電阻率測量結果如圖1所示。
圖1 電阻率與地震劃分的滑體與滑床
可劃為三層:地表層電阻率ρ1=13~29Ω●m,相當於滑體。中間層電阻率ρ2=2~4Ω●m,為風化岩,可認為相當於滑動帶。最下層電阻率ρ3=8~12Ω●m,是未風化的泥岩,為該滑坡的滑床;淺層地震資料解釋,可劃為上下兩層:上層縱波速度VP=340~360m/s,可認為是滑體和滑動帶,下層:VP=1360~1400m/s,為堅硬的未風化泥岩。在未風化的泥岩頂部用電阻率和地震測量得到的速度躍變界面和電性界面在深度上比較一致(相差1~1.5m),構成的過渡帶(弱帶)可能形成滑坡的滑動面。
1.2 滑坡的監測與預測研究
山區佔地球陸地總面積的四分之一,加上礦山開采構成的人為坡地,滑坡每年造成的經濟損失和人員傷亡巨大。對滑坡的監測和預測引起重視[3]。1985年6月12日凌晨3點45分發生在長江三峽新灘鎮大滑坡預報成功。其監測工作中的地質、物探和測量工作是從1962年開始的,基礎調查工作完成後,於1977年設置四條視准線,連續觀測滑坡堆積體的水平位移。前後監測研究23年。多年來設想主要用地球物理方法預報滑坡的研究也不在少數。其中南烏克蘭露天開采鐵礦的斜坡滑動研究是以視電阻率(ρs)觀測和礦山測量聯合研究提出的。滑坡地點如圖2(a)所示,視電阻率(ρs)觀測,採用不同供電極距的對稱四極裝置與水準點礦山測量共同布置在滑動體上。連續觀測得到三種極距視電阻率曲線如圖2(b)所示,兩種極距的視電阻率比值ρs*/ρso—t曲線;反映地電斷面變化非常靈敏。圖2中t1,t2,t3時刻視電阻率出現異常,反映t1時刻斜坡岩石形成微小裂隙;t3時刻斜坡岩石產生滑落。
圖2 傾斜露天礦場滑坡上的動態觀測
1.3 海水入侵的勘察
近年來由於地下水的過度開采,造成地下漏斗100多個,面積達15萬km2;70多個城市地面沉降達6.4萬km2;沿海城市的海水入侵達1000km2以上。萊州灣、遼東半島歷來最為嚴重。中國科學院地球物理所利用電測在這一地區進行了勘察[4]。研究了海水入侵與電阻率關系(表2)。根據電阻率分布劃出海水入侵平面圖(圖3)。該區海水入侵可分為入侵嚴重區(ρ1=2~17Ω·m);輕度區(ρ1=17~30Ω·m);受入侵影響區(ρ1=30~100Ω·m)。在王河和朱橋河地區為兩個地下漏斗區,地下水位分別為–15m和–10m,這一地區海水入侵面積最大,致使50萬畝耕地不能使用地下水灌溉。
表2 海水入侵程度與電阻率關系
圖3 山東萊州三河下游海水入侵分布圖
2 地下污染物的勘查
近30年來,隨著經濟和城市人口的迅速增長,廢棄污染物的排放量逐年增加:1999年工業廢棄物排放量7.8億噸,2007年達17.6億噸,增長率15%,截至2009年廢棄物積存量已達80億噸;城市生活垃圾2000年總量為1.4億噸,2005年為1.95億噸,2010年將達2.0億噸[5]。據調查,全國668座大中城市中2/3被垃圾圍城,1/4城市已沒有堆放場地。全國有近億輛汽車在開動,加油站林立。據北京1000多座加油站調查,有1/2存在漏油現象。
所有排放的污染物,無論是氣體、液體和固體,最終的歸宿都是土壤和水體(地表水和地下水)。截至20世紀末,我國受污染土壤的耕地面積達2000萬公頃,約占總耕地面積的1/5,每年因污染導致糧食減產1000萬噸。水污染更為突出:「70年代水質變壞,80年代魚蝦絕跡,90年代身心受害」,成為水污染的真實寫照。600座大中城市淺層地下水都不同程度地遭受污染,其中一半城市地下水已不能直接飲用。農村已有3.6億人喝不上符合標準的飲用水。
地下污染,往往不易及時發現,直到危及生產和生活。如吉林工業廢渣堆淋濾液滲入地下,導致幾十平方千米內1800眼水井被污染而報廢。佳木斯140多萬噸工業和生活垃圾堆放場,產生的硝酸基荃污染地下水,使6個自來水廠停產。北京天通苑是20世紀60~70年代的垃圾堆放場,停用後掩埋,改建住宅小區,2008年一名綠化工人下井(在三區22樓外)接水管時中毒昏倒井內,另一名下去營救也倒在井內,經查為硫化氫中毒。這就是垃圾堆掩埋產生的「定時炸彈作用」。宋家莊三位地鐵工人挖探井(2009年4月28日),3m深時聞到臭味,5m深時感到不適,一人嘔吐,醫院檢查三人為中毒,經查該地20世紀70年代曾是一家農葯廠,未作土壤污染處理,毒氣在地下土壤中積累。
人的眼力有限,不可能看清地下污染。地球物理勘查就是幫助人們即時了解地下污染存在空間以及遷移狀況。美國20世紀40年代開始在幾個河谷和山谷填埋工業廢棄物,幾十年後這些當時認為處置安全的廢棄物開始泄漏,到80年代開始,感到非治不可,但時至今日,地下污染物的空間位置及其污染流變范圍都不清楚,於是通過地球物理勘查,重新圈定地下污染物的空間位置。
應用地球物理探測方法,對地下污染物的探測和監測,防止污染擴散,保護環境。概括來看,目前主要用在以下幾個方面:
(1)用於廢物填埋場選址調查[6]。工業生產廢物和人類生活垃圾不僅量大而且成分復雜,有毒有害物質混雜其間,經雨水淋濾產生滲漏液侵入地下污染土壤和地下水水源。因此,選擇遠離地下水且緻密的防滲岩(土)層作為垃圾填埋場地是重要的。主要用電阻率法、瞬變電磁法、探地雷達、折射地震和放射性測井。目的在於查明地下:①基岩面形狀;②地表粘土層的結構;③地下水位及含水層分布范圍及地下水流向;④基岩結構及構造;⑤地下暗河及河道分布。
(2)一些發達國家常以地球物理監測作為垃圾填埋場和廢物堆放場的檔案資料。從垃圾填埋(堆放)開始,直至垃圾填埋場終止封場後延續30年進行監測,跟蹤監測表明,固體垃圾降解很緩慢,以固體垃圾溶解物總量(TDS)為例,前10年降解1/2,20年時餘1/5,30年後餘1/10;氯離子、硫酸鹽等30年只降解1/10。一旦發現泄漏且有擴散危險,應立即進行處理。所用的探測方法主要是電阻率法和瞬變電磁法。激發極化法也有良好的效果。而我國還沒有建立監測制度。
(3)追蹤污染源。根據地下環境中水流與污染物遷移模型以及地層滲透率的差異,或者存在地下古河道、斷裂、裂隙,使地下水和污染物在地下形成一定的遷移軌跡。在某井位或河邊、海岸發現污染可以利用地球物理方法追蹤探測出遷移路線,查出污染源所在地,為污染防治提供資料,主要利用電阻率法。
(4)探查垃圾填埋場襯底塑料膜出現漏洞位置。由於受壓、承重等原因使襯底塑料出現漏洞,使填埋場的滲漏液外泄。為了修復需要及時找到漏洞位置。主要利用直流電阻率法。
(5)地下廢棄物的調查。故舊廢棄物和垃圾堆放場填埋多年,現移作他用,為了重新處理,需了解其分布范圍和確定深度。主要採用電阻率法、地震雷達法等。
(6)廢棄物堆放場對土壤和地下水污染的監測。礦山廢棄物、選礦和冶金廢棄物,化工廠和葯廠等可能成為污染源的堆放場進行監測。主要使用電法、磁法和土壤氡測量方法等。
(7)地下儲油罐和輸油管泄漏探測。加油站世界林立,僅北京市就有1100多處。美國探測證實上世紀70年代以前建的加油站幾乎全部有泄漏。因此,加油站是土壤和地下水的主要污染源之一,對加油站進行常規監測是必要的。常用的探測方法有自然電位、電阻法以及揮發性氣體(CH4)法等。用土壤氡氣測量法也有良好效果。我國也做了試驗監測工作。
(8)深埋廢液處理場的監測。隨著區域地質結構變化和地下水位變化,廢液可能發生遷移和外溢,所以監測是必要的。一般用自然電位法圈定二次污染范圍。
(9)核電廠對核廢物處置場有深埋和淺埋兩種,其選址要求和方法各不相同。淺埋與垃圾場選址類似。深埋選址是永久性的,要進行深部選擇勘查。選址是極為慎重的地質勘查工作。深埋選址一般要選擇區域地層穩定,沒有裂縫斷層、滲透系數極小的岩層。主要使用深部探測的重力、磁法和電磁法以及地震方法。
現舉兩個應用實例如下。
2.1 保定韓村地下垃圾填埋場勘查
保定韓村垃圾堆放場,佔地200m×200m,後來加蓋1.5m原土層,掩埋了垃圾堆多年,成為平地。四周已有建築。急需查明地下垃圾堆的污染區域,以利整治(楊進,劉兆平等,2006)[7]。
為了取得好的效果,探測工作以高密度電阻率法和探地雷達為主。用了5種探測方法,測線以東西方向3條,南北方向4條,均勻分布,每條測線長度為200m。
2.1.1 高密度電阻率法
沿測區7條測線:4條南北向(HCH.1.4.7.10),3條東西向(HCH.11.12.13)進行剖面測量。使用電極64,點距3m。根據北京市北神樹等3個垃圾填埋場滲瀝液的實測電阻率資料,對比本區土壤的電性特徵,每個剖面圖可劃分出4個電性層。其對比數值列於表3。可見視電阻率小於15Ω·m的區域為垃圾及其污染區。本區掩埋的故垃圾堆及其形成的污染區分帶圖如圖4所示。
表3 工作區污染帶異常劃分表
2.1.2 探地雷達法
共測6條剖面,南北向4條,東西向2條,與高密度電阻率法同步進行。使用SIR-3000儀器,100MHz天線。探測深度10~15m。剖面圖電磁波信號分區明顯。根據本測區電性特徵,進行對比。可以認為視電阻率1~10Ω·m,相對應的介電常數均為5~100;電磁波傳播速度均在0.047~0.13m/ns。為此得到本測區垃圾污染區埋深在2.5~3.5m以下,如圖5所示,為資料解釋結果。
對已掩埋多年的韓村地下垃圾場探測後根據異常區,用洛陽鏟和挖掘的方法進行了驗證,證明在深1.5m以下見到垃圾,說明探測結果是可靠的。
圖4 韓村測區HCH.1.4.7.10線剖面污染異常分帶圖
圖5 韓村測區HCH.1.4.7.10線雷達資料解釋
2.2 安家樓第三加油站漏污染探查
北京市朝陽區安家樓住總第三加油站,1995年春發現泄漏,致使位於東南的自來水廠部分停產。7月某物探與化探研究所以氧化還原電位法、磁化率以及氣烴(CH4和C2H4)測量方法,同時進行了面積勘查。由於周圍都是道路和建築,測線基本上沿馬路兩側以及住總三公司停車場院內,寶馬汽車維修中心院內空曠地區布置。
氧化還原電位,設備輕便,在人行雜亂的市區工作方便。其測量結果的等值圖(5mV間隔)列於圖6。由圖可見,地下漏油的展布與該地區的地下水流方向一致(南偏東方向)。
土壤磁化率方法,土壤氣烴方法測量獲得的油污染展布與氧化還原電位測量結果非常吻合,展布方向的趨勢也基本一致。
輕烴(CH4)和重烴(C2H4)是直接抽取土壤中CH4(甲烷)和C2H6(乙烷)測量的結果,其平面等值圖與氧化還原電位也完全一致。
經過加油站核實,先後泄漏柴油78噸。開挖對污染土壤進行清理、更換。證明柴油逐步漏入地下包氣帶和潛水層,其地下分布於探測結果完全相符。
圖6 北京朝陽某加油站漏油污染氧化還原電位等值圖
美國楊百翰大學用探地雷達在亞利桑那州的Tuba城探測汽油罐漏油污染土壤和地下水。首先用探地雷達圈出漏油污染區,其次是鑽孔取樣分析油的含量,監測孔確定地下水位和流向,第三步是將雷達探測結果與鑽孔土樣、水分析結果進行對比,最終確定漏油引起的污染范圍和深度。研究認為,由於油污一部分出現在潛水面之上,另一部分流入淺水面下方的飽水帶,使電磁波反射變得模糊不清。所以,圖7中雷達信號反射增強部分對應於漏油處。探地雷達用的80MHz天線頻率。
圖7 石油罐泄漏區上的探地雷達記錄(中心頻率80MHz)
主要參考文獻
[1]陸業海.新灘滑坡徵兆期及成功的監測預報[J].水土保持通報,1985,(5):1~8.
[2]郭建強.地質災害勘查地球物理技術手冊[M].北京:地質出版社,2003.
[3]程業勛,楊進.環境地球物理學概論[M].北京:地質出版社,2005.
[4]蔣宏耀,程業勛.環境與地球物理,地球物理科普文選(第三集)[M].北京:地震出版社,1997.
[5]中國環境科學學會.2008—2009環境科學技術學科發展報告[M].北京:中國科學技術出版社,2009.
[6]余調梅,朱百里編譯.廢棄物填埋場設計[M].上海:同濟大學出版社,1999.
[7]劉兆平.地球物理方法在垃圾填埋場的應用研究[D].北京:中國地質大學(北京),2010.
Ⅵ 我國現有地質災害防治工程的效益評估
這里所指的防治工程包括地質災害調查、監測、治理工程等用於減少地質災害發生所做的各方面工作。
12.3.1 經濟效益評估
(1)地質災害調查
據統計,全國共發現較大規模的崩塌3000多處,滑坡2400多處,泥石流2300多處;中小規模的崩塌、滑坡和泥石流多達數十萬處,但災害點主要分布在廣大的農村,全國400多個縣(市)的1萬多個村莊受到這些地質災害的威脅,每年80%的地質災害發生在農村,傷亡人員中90%為農民。目前,我國地質災害防治管理所依靠的主要是1∶50萬環境地質調查成果,由於精度不夠,大多數地質災害隱患點還沒有被調查出來,因而每年發生的地質災害90%以上不在我們的管理視線之內,而短期內建立一套先進完整的預警預報體系,不論是資金還是技術都有相當的難度。因此,群測群防是當前防治地質災害的重要手段和方法。而群測群防工作的基礎和前提是摸清「家底」,是在基本了解隱患點和危險點分布的情況下,才能進一步布設群測群防網。因此,自1999年起,國土資源部啟動縣(市)地質災害調查工作,對全國700個地質災害嚴重的縣(市)開展地質災害調查與區劃,強調「以人為本」的原則,專業人員與地方結合,大力推行群測群防體系。目前已完成545個縣(市)的調查工作,調查面積達150萬km2,共查出地質災害隱患點約5.4萬個,對4萬多處隱患點開展了群防群測工作。
在近兩年的地質災害防治工作中,縣(市)地質災害調查與區劃工作發揮了不可替代的作用,使我國地質災害的預報成功率總體上大大提高。據初步統計,2001年全國成功預報突發性地質災害231起,避免了4200多人的傷亡。與2000年相比,2001年成功預報地質災害數量提高了2.8倍,地質災害造成的死亡人數下降了29%,受傷人數下降了80%,直接經濟損失減少約14億元。2002~2003年成功預報地質災害1111次,避免了3.6萬人的傷亡(表12.2)。
表12.2 群測群防成功預報實例
(2)地質災害監測
地質災害監測主要分為突發性地質災害監測和緩變性地質災害監測兩類。
1)突發性地質災害的監測(主要為崩塌、滑坡、泥石流)。①對於通過一定的工程措施可以消除災害隱患,並且具有明顯治理效益(治理費用與潛在損失相比)。對這類災害應及早進行勘查治理,在消除災害隱患之前必須採取可靠的監測手段對其動態變化進行實時監測,及時發布預警信息,避免造成重大人員傷亡和經濟損失。②對於災害體特徵復雜、災害徵兆不十分突出、難以採取有效措施進行避讓或治理的突發性地質災害隱患點,由國家和地方政府等出資建立專業監測點。也可接受其他部門的委託,對重大工程區(沿線)的突發性地質災害建立專業監測點。
單體監測方案:建立以GPS測量法、鑽孔傾斜儀法、地下水動態監測法等監測技術方法為主體的綜合監測技術組合體系。包括滑坡地面絕對位移監測系統,滑坡深部位移監測系統,滑坡地下水動態監測系統,滑坡相對位移監測系統,滑坡誘發因素監測系統等監測體系。
目前已經對分布在13個省(區、市)的重大突發性地質災害隱患點50處(其中崩塌(岸)1處、滑坡44處、泥石流5處)在治理和消除隱患之前開展監測工作。下面為3個成功預報實例:
實例1 1985年6月12日凌晨3時45分至4時20分,湖北秭歸縣境內長江西陵峽中新灘鎮發生大型滑坡。該滑坡體的體積約3000餘萬m3,堅硬的石塊、碎石及泥土快速崩滑下來,將新灘鎮全部摧毀。滑坡體前部的土石堵塞長江江面的1/3,頓時江中激起高54m的巨浪,涌浪波及上下游共42km長的江段。由於預報及時,撤離措施果斷有效,致使首當其沖的新灘鎮475戶居民1371人無1人傷亡,使一場毀滅性的地質災害帶來的經濟損失和人員傷亡減小到最低程度。
實例2 長江上游隴南、陝南片境內滑坡、泥石流災害非常發育,嚴重阻礙了地區資源開發和經濟發展。自1991年預警系統建立以來,本著「因害設防、確保重點」的原則和「防大汛、抗大災、減輕災害損失、服務於當地經濟」的指導思想,在隴南、陝南片設立了1個一級站,3個二級站,19個監測預警點,359個群測群防看守點和3個群測群防試點縣。目前已配備專業預警技術人員89人,預警設施850個,交通通訊設備32台,在監測站點建成了規范的站房、監測斷面、排樁等設施和監測預警儀器,配置了辦公設施和無線電台通訊等。監控滑坡體積達12.5億m3,監控泥石流面積達2.0萬km3,保護著40萬人口、24.5億元的生命財產安全。1991~1998年成功預報滑坡19處,避免了1085人傷亡,2920萬元財產損失;成功預報泥石流6處,避免了770人傷亡,245萬元財產損失。
實例3 重慶市於2003年5月正式啟動三峽庫區地質監測預警系統建設。目前,這個專業監測與群測群防相結合的預警網路監測點已密布於庫區兩岸。已確定專業監測點108個,群測群防點近1700個。該系統建成後,一旦庫區發現地質險情,就可以立即上報,為適時作出應急處理贏得時間。2003年重慶市成功預報地質災害489起,避免了4000餘人的傷亡和6600多萬元的直接經濟損失。
2)緩變性地質災害監測(主要為地面沉降和地裂縫)。全國有16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個城市沉降面積已經超過6.4萬km2。據估算,14個城市地面沉降造成的直接經濟損失超過800億元,平均每年造成的直接經濟損失超過27億元。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就達176.6億元,間接經濟損失達2943.07億元,平均每年直接經濟損失2.2億元,間接經濟損失36.8億元(據上海市地質環境監測總站)。據估算,2004~2010年,我國僅14個城市由於地面沉降造成的直接經濟損失將達到260億元,2010年當年經濟損失約為50億元。
僅就上海市而言,每年投入地面沉降監測網的費用為1500萬元(投入),以保證上海市年下沉量控制在2mm范圍內,可避免年均直接經濟損失2.2億元(產生的效益)。投入效益比(即投保比)約為1∶14.7。
(3)地質災害治理
據不完全統計,截至2002年底,全國已完成重大地質災害前期勘查可行性論證273處,完成重大地質災害治理工程522處。我國地質災害治理工程大多分布在城鎮、人口集中居住區、國家重點文物區、風景名勝區、機關學校部隊駐地、革命老區、少數民族居住地、大中型工礦企業所在地和用於保護交通干線、重點水利電力工程等基礎設施。通過重點地質災害防治工程的實施,保護了人民生命財產安全,有效地維護了社會穩定,保障了國民經濟的發展(參見表3.9和表3.10)。
例如:雲南永勝縣城泥石流治理工程。在2年的前期勘查、可行性研究和設計的基礎上,2001年4~12月實施的治理工程總投資約500萬元,可保護永北鎮12270萬元的固定資產免遭泥石流的危害,投保比為1∶24.6。
又如:廣東恩平市洪滘中學滑坡治理工程。國家投入80萬元,恩平市洪滘鎮政府籌集20萬元,總投資100萬元用於滑坡綜合調查、勘探和試驗以及滑坡體治理。由於滑坡體正對洪滘中學主教學樓,直接威脅著4層教學樓和數百名師生的安全,投入少量資金進行治理可確保600餘名師生的安全,同時節省洪滘中學整體搬遷所需費用650多萬元,可見經濟效益和社會效益十分顯著。
12.3.2 社會效益評估
社會效益是考核以國家投資為主的滑坡災害治理工程的重要指標,所謂社會效益就是指工程實施後對國家和地方社會發展目標的影響和貢獻,包括工程本身及其對周圍地區的影響。由於社會效益的復雜性和難以量化的特點,採用邏輯框架分析方法,如表12.3所示。
表12.3 我國部分滑坡治理工程社會效益指標分析
12.3.3 環境效益評估
環境效益的分析主要側重分析項目實施後對環境的影響,包括區域環境質量改善、自然資源的保護和利用、對生態平衡的影響和貢獻等。
如浙江永嘉縣甌北鎮嶼塘山滑坡治理工程完工後,美化了環境,已成為一個休閑場地。
甘肅文縣關家溝泥石流災害綜合治理工程,在實現了顯著的經濟效益(投保比1∶23)的同時,增加水保持治理面積1萬畝,加上穩定的溝道和山坡,新增治理面積共計1.5萬畝,摺合10km2,占總面積的26%,占水土流失面積的54%。加上原來已治理的土地面積,治理程度可達到78%;從關家溝流域每年將減少進入白水江的泥沙為8.7萬m3,這不僅對延長下游尚德和碧口電站的壽命具有重要意義,而且還能大大減輕對下游農田、村鎮和公路的危害,有利於長江流域的水土保持和環境保護。
Ⅶ 三峽水庫蓄水後秭歸縣幾個典型滑坡的變形及監測
彭軒明1張業明1鄢道平1金維群1汪發武2霍志濤1陳小婷1
(1宜昌地質礦產研究所,湖北省宜昌市港窯路37號,443003;
2日本京都大學防災研究所)
【摘要】自三峽大壩蓄水以來,三峽庫區秭歸縣境內的青干河和香溪河流域及其入長江水口部位,岸坡變形和失穩現象明顯加劇。本文簡要介紹了千將坪、樹坪、白家包和黃陽畔等四個滑坡的基本特徵和變形現象,認為構造形成的層間剪切帶是千將坪滑坡發生的主要內在控制因素。採用大地測量和鑽孔測斜等多種方法對白家包和黃陽畔滑坡的地表和深部變形狀況進行不連續觀測;與日本京都大學防災研究所合作,採用伸縮計對樹坪和白家包滑坡進行連續觀測,據監測結果分析,這些滑坡目前均處於蠕動變形狀態。
【關鍵詞】三峽庫區秭歸縣滑坡變形監測
1前言
三峽庫區秭歸縣是我國地質災害最為嚴重的地區之一。自三峽水庫一期蓄水以來,秭歸縣境內的青干河流域發生了千將坪滑坡,長江幹流的樹坪及香溪河入長江水口部位的岸坡變形和失穩現象明顯加劇,八字門、白家包、黃陽畔等大型滑坡有重新復活的現象(圖1)。在中國地質調查局「香溪河流域岸坡調查評價」項目的實施過程中,對香溪河流域白家包和黃陽畔等大型滑坡進行了工程地質調查、工程鑽探和監測(大地變形測量和鑽孔測斜)等大量工作,基本查明了滑坡的組成、結構、地表變形狀況,初步了掌握了滑坡的變形演變趨勢。當千將坪滑坡發生時,及時對滑坡現場進行了細致的調查,從而獲取了有關該大型順層高速滑坡滑動後山體破壞現象的第一手資料[1],並協助當地政府制定了抗災救災預案。在樹坪滑坡出現嚴重變形的緊急情況下,又立即對滑坡的變形狀況進行了調查和分析,並選擇關鍵變形部位安裝了兩台伸縮儀,對其變形情況進行監測[1]。鑒於秭歸縣已經出現的嚴重的地質災害現象,為了准確把握這些滑坡的變形動態,科學揭示降雨和水位變動與滑坡變形之間的內在關系,及時開展滑坡的預測和預報,我們與日本京都大學等單位聯合向日本砂防—滑坡技術研究中心申請了「水位變動對滑坡的影響機理及滑坡預報方法」項目。此項合作的實質性成果之一就是在樹坪和白家包分別已經安裝了11台和5台由日方提供的伸縮儀。本文僅作為上述工作的初步總結。
2千將坪滑坡及其滑動變形現象
千將坪滑坡發生於2003年7月13日12時20分,是三峽庫區自新灘滑坡後發生的最大滑坡。該滑坡地處青干河左(北)岸,與沙鎮溪鎮隔河對峙,距三峽工程壩址約56km(圖1)。構造上,滑坡區位於秭歸向斜南端向西弧形轉折端與百福來—流來觀背斜向東傾伏的過渡地段。主要出露三疊系沙鎮溪組碎屑岩,岩層穩定延伸,傾向南東,傾角較緩,滑坡所在岸坡為順向坡。滑體平面形態呈舌狀(圖2),長1200m,寬1000m,總體上薄下厚,平均厚度約20m,面積約1.20km2,體積約2400萬m3。後緣呈圈椅狀外形,頂部高程450m,邊界位於370~420m高程線之間;前緣沒入青干河,高程102m,前後緣高差348m;北東和南西兩側出現陡立的剪切滑壁,走向分別為30°和330°。滑體地形總體上陡下緩,存在多級陡坎,坡角自上而下從35°變化至15°。滑體物質由兩部分組成,上部為殘坡積粘土夾碎石,下部為沙鎮溪組泥質粉砂岩,上、下兩層平均厚度分別為5m和10m。該滑坡屬於基岩順層滑坡,滑動面與地層層面產狀一致,傾向南東,傾角28°。據對岸陡坡上殘存的水漬痕跡估算,滑坡產生的涌浪高達30m以上。
圖1三峽庫區秭歸縣典型滑坡分布圖
圖2千將坪滑坡形貌圖片
由於滑坡的南西側臨空,因此,受滑坡強烈影響的牽引區主要出現在北東側山體中。對北東側牽引區的調查表明,裂隙相對集中分布在剪切滑壁外側100m范圍內,自上往下,裂隙出現的頻度和向外延伸的范圍都呈逐漸增加趨勢,如在高程分別為360m、300m和210m處,頻度依次為0.2條/m、0.3條/m和0.5條/m;外延寬度依次為70m、120m和300m;經統計,裂隙方向有290°~295°、265°~285°和310°等三組。走向290°~295°裂隙組最為發育,平面呈雁列狀展布,延伸長度5~50m,張開度在2~70cm之間,最大可見深度大於2m,最大水平和垂直位移分別為2.5m和2m。這三組裂隙均顯示張扭性特點。
滑動面表面平滑,產狀穩定。其上廣泛分布灰白色方解石脈體和近水平構造擦痕,與滑坡有關的擦痕有兩組,一組傾伏方向為160°,另一組為140°,後者相對稍晚,切割或覆蓋了前者的印跡。根據調查,160°方向的擦痕分布局限,而140°方向的擦痕在暴露的滑動面上均可見及。因此可見,千將坪滑坡是沿襲構造形成的順層剪切帶發生的,滑體在啟動後先朝著160°的方向,之後再沿140°方向快速整體向下滑動。在滑體內部,新生裂縫為張性,主要出現在滑體的前部,呈鋸齒狀,走向北東(25°~45°),傾角近直立,延伸長度30~250m,縫寬一般為1m左右,最寬可達2.5m,最大可見縫深度大於2.5m。部分裂縫兩側的岩土體,具有較大的垂向落差,最大可達3.5m,並在縱向上形成階梯狀地形。被快速剪出的部分在受到對岸堅硬岩壁的阻擋後,形成了高出水面5m多的岩土體鼓丘堆,岩體因撞擊反沖而出現層理反傾現象。在滑體北東側,形成寬80~100m的牽引帶,發育290°~295°、265°~285°和310°等三組張扭性裂縫,其中走向290~295。裂隙最為發育,平面呈雁列狀展布,延伸長度5~50m,張開度在2~70cm之間,最大可見深度大於2m,最大水平和垂直位移分別為2.5m和2m。
初步認為,不良的地質結構特別是層間剪切帶的存在,是滑坡發生的主要內在原因,三峽水庫的蓄水和強降雨是促發滑坡的兩個重要誘因。
3樹坪滑坡伸縮計監測
樹坪滑坡位於長江右岸秭歸縣沙鎮溪,為一古崩滑堆積體。2004年1月15日,滑坡開始發生變形,在滑坡的中部和側緣形成粗大裂縫,前緣江水一直出現混濁現象。滑坡形態為明顯的圈椅狀,分布高程為65~500m,縱長800m,橫寬700~900m,滑體前緣突入長江,剪出口高程約65~68m。滑體厚40~70m,體積約2600萬m3。滑坡體形態總體呈下陡上緩斜坡,坡度22°~35°。自下而上分布有四級緩坡平台,高程為95~105m、150~200m、225~240m、300~350m。其中二、四兩級平台規模較大,第四級平台是典型的滑坡後緣平台。滑體物質:主要為三迭系巴東組
2004年4月,在樹坪滑坡上安裝兩台滑坡位移伸縮計,2004年8月沿滑動方向再安裝了11台伸縮計(圖3)。4月以來2台伸縮計的監測結果見圖4,8月以來10台伸縮計的監測結果見圖4、圖5。
圖3樹坪滑坡伸縮計安裝位置圖
圖44~9月伸縮計觀測結果
圖5滑坡前緣和後緣伸縮計觀測結果
據圖4,4月至9月間,滑坡體中上部最大水平位移為280mm,且自6月份以來滑動速度有加劇趨勢,側緣呈現先壓後張特點,最大壓縮量為100mm。從圖5、圖6分析,8月份以來,滑坡體後緣拉伸,中部變化幅度總體較小,前緣壓縮。該滑坡表現出的前壓後張特點與地表裂縫的觀測結果(圖7)相吻合。
圖6滑坡中部伸縮計觀測結果
圖7裂縫觀測結果
4 白家包滑坡變形監測
白家包滑坡位處香溪河右岸,為一深層土質滑坡。滑坡呈舌形,縱向長約700m,前緣橫向寬約500m,中上部寬約260m,最厚約86m,平均厚約58m,總面積25.2萬m2,總體積1461.6萬m3。滑坡後緣呈圈椅狀,後緣高程約270m,前緣直抵香溪河。2003年6月22日,在其南側邊界出現走向280°的微小裂縫,7月17日北側出現走向220°的裂縫。7月17日至7月21日連降暴雨,雨後白家包滑坡變形加劇,7月24日在滑坡後緣邊界部位出現3條較大的裂縫,走向220°的裂縫寬在20cm以上,垂直錯距25cm,延伸約40m,2條走向180°的裂縫延伸約30m。7月26日~7月30日,滑體後緣裂縫繼續下錯形成台階,並出現270°~280°的縱向裂縫。滑坡體上的房屋均不同程度出現了裂縫,橫穿滑坡中部的公路也因嚴重的變形破壞而一度影響通行。在該滑坡上,部署了大地形變測量、孔內測斜和伸縮儀等3種設備,對其地表和深部變形情況進行監測(圖8),本文介紹了前兩種方法的初步成果。
4.1大地形變監測
在白家包滑坡體上共布置了9個監測點,其中2個為控制點(B、B′),7個為監測點(A1~A7)(圖8),採用GDM600型全站儀進行變形監測。監測從2003年6月2日開始,並將2003年6月2日的監測值作為後期監測的參考值。
圖8白家包滑坡監測設備部署圖
各監測墩的結果見表1、圖9。位移—時間曲線顯示,在2003年6月2日到11月29日間,後緣監測點 A1、A3變形明顯,A1變化最大,往NE54°33′方向變化,最大位移大於240mm,平均變化速率為4.0~5.0mm/d,A3相對位移及變化速率均小於A1,往57°32′方向變化。中部、前緣測點最大位移在120mm。中後部 Al~A5的高程具有明顯下降,而前緣 A6、A7的高程明顯上升。這些數據表明,滑坡後緣拉張,前緣的土體因擠壓而向上隆起。
4.2深部位移監測
數據採集採用CX-03D型鑽孔測斜儀。從圖10可以看出,中部監測孔ZK1位移監測的位移—深度關系曲線為「r」型[2],位移在28.5m處增加迅速,推測此深度處存在有滑動面。布置在後緣的監測孔ZK3,由於變形劇烈,在深約11m處測斜管被剪斷,這說明在滑坡後緣11m左右存在滑動面(帶)。此外,根據監測數據,滑動面以上位移較大,而下部位移較小,變形速率有逐漸減小的趨勢,2003年下半年為0.400mm/d左右,2004年為0.200mm/d左右,變形速率明顯減小。
表1白家包滑坡地表監測點高程變化值
圖9滑坡地表監測點相對位移—時間曲線
圖10白家包滑坡鑽孔測斜儀東西、南北向累積位移一深度曲線圖
5黃陽畔滑坡及深部變形監測
該滑坡位於長江左岸歸州鎮萬古寺村二組,在地貌上呈近東西向舌形凹地。前緣高程170m,後緣高程290m,前緣沒入香溪河,長約500m,寬約230m,厚度約12m,總面積約為11.5萬m2,總體積約為1400萬m3。從圖6、圖7分析,測斜孔ZK8、ZK9的監測曲線基本上是直線或輕微的「鍾擺狀」,且擺動幅度不大,屬於在量測綜合誤差影響范圍之內,表明滑坡上部未發生明顯的變化。發生明顯變化的是鑽孔ZK11,在深度12~14m左右存在明顯的滑動面或者變形部位,下部位移較小,說明滑坡在監測時段內以淺層整體滑移為主(圖11)。從時間上看,滑坡總的變形速率有減小的趨勢。
6結論與討論
(1)在千將坪大型順層岩質滑坡所在的斜坡中,由構造作用形成的順層剪切帶構成了對其穩定性產生潛在威脅的最不利的構造邊界條件,也是導致滑坡發生的主導內在控制因素。滑體沿襲順層剪切帶向下發生大規模滑動,滑面產狀穩定,主滑方向指向140°,在滑坡啟動時,滑體曾向160°方向作短距離滑移。三峽水庫蓄水和強降雨可能是觸發滑坡發生的主要動因。
圖11黃陽畔滑坡監測設備部署圖
(2)在樹坪、白家包和黃陽畔滑坡的監測中,大地形變測量、鑽孔測斜和伸縮計等3種方法所得的結果具有較好的一致和對應性。監測結果表明,樹坪、白家包和黃陽畔滑坡均處於蠕動變形狀態,變形速率有減小之趨勢,其中,黃陽畔滑坡變形相對較弱,樹坪和白家包滑坡以後緣部位最為明顯,二者均顯示後緣拉張、前緣擠壓特點。
(3)鑽孔測斜雖然在滑坡的深部監測中發揮了重要作用,但對於變形幅度較大的滑坡而言,一旦鑽孔因變形而破壞,必將影響監測質量,甚至會導致此孔深部監測工作的終結。
參考文獻
[1]Yeming Zhang,Xuanming Peng,Fawu Wang et al..Current status and challenge of landslide monitoring in Three-gorge reservoir area,China.Proceedings of the symposium on application of real-time information in disaster management,2004:165~170
[2]靳曉光,李曉紅,王蘭生等.滑坡深部位移曲線特徵及穩定性判識[J].山地學報,2000,(5)
Ⅷ 在哪兒可以查到秭歸縣土地利用規劃圖
縣級土地利用總體規劃是我國五級土地利用總體規劃的基層規劃,它既是省、地級規劃的具體落實,也是鄉級土地利用總體規劃及專項規劃的依據。縣級土地利用總體規劃圖集中反映了縣域土地利用在時間、空間、用途和數量上的變化,是縣級土地利用總體規劃的核心成果。目前,我國縣級土地利用總體規劃修編正在穩步進行中,探索縣級土地利用總體規劃圖的編制意義重大。
1土地利用總體規劃圖的概念
土地利用總體規劃圖以定性、定量、定位的方式體現了土地利用總體規劃方案,是實施土地利用總體規劃、落實土地用途管制制度的重要依據。
土地利用總體規劃與土地利用總體規劃圖之間,表現為內容與形式的統一,所以在編制縣級土地利用總體規劃圖的時候,一定要注意做到圖數一致,才能達到預期的效果。所謂數,即指一個縣的各種土地面積的結構和布局的調整變化情況;所謂圖,即指這些數布局在什麼地方,其形狀、位置、面積、質量及利用方式與程度等。
縣級土地利用總體規劃圖不僅可以為各級領導、各有關部門了解縣域經濟發展戰略提供科學參考,同時也為海內外各界人士了解該地區的投資環境提供了方便。
2縣級土地利用總體規劃圖的內容
根據地圖所反映的內容分類,縣級土地利用總體規劃圖屬於專題地圖,其主要內容有2個,即地理基礎要素和專題要素。
①地理基礎要素:一般包括行政區界線、土地利用現狀分類圖斑、主要地名、等高線(計曲線),高程點及注記、地物要素及注記、風景旅遊點及文物古跡、主要礦藏、地質災害易發區、交通能源等線性基礎設施、河流水庫等水利基礎設施、蓄洪滯洪範圍等標識。其標識方法除應符合《縣級土地利用總體規劃編制規程》(2009年5月),還應符合國家現行編繪圖件的相關標准。
②專題要素:主要包括佔地面積大的用地單位的權屬界線、規劃重點建設項目用地位置與范圍、地類界線、土地用途分區及界線、中心城區規模控制線和擴展線、土地整理復墾開發項目區范圍等,圖面配置要素包括圖名、圖廓、圖例、風玫瑰、比例尺、面積匯總表、相鄰行政區及界線、縣級行政區域在上一級行政區域的位置示意圖、規劃期限、坐標系統、高程系統、編圖單位、編圖時間等。
根據《縣級土地利用總體規劃編制規程》(2009年5月),土地利用總體規劃圖編繪的主要內容為土地用途分區。土地用途區應依據土地用途管制的需要而劃定,原則上各用途區不相互重疊,土地用途區可不覆蓋規劃范圍內的全部土地。具體分為八大用途區:基本農田保護區、一般農地區、林業用地區、牧業用地區、城鎮村建設用地區、獨立建設用地區、風景旅遊用地區、自然和人文景觀保護區。
3土地利用總體規劃圖編制的方法
傳統的手工方式存在可變性差、可保存性差、圖件質量不易保證等缺陷,目前,計算機制圖技術已經廣泛應用於新一輪土地利用總體規劃修編中。本文以MAPGIS為例,結合湖北省保康縣土地利用總體規劃修編的實際,介紹縣級土地利用總體規劃圖的編制方法。
3.1基本要求
①真實准確:真實是指既不能無中生有,也不能遺漏必須表示的規劃要素;准確是指確保規劃圖具有一定的數學精度,特別是要強調定位、面積、界線的准確。②內容完整:土地利用總體規劃圖中除了基礎底圖要素外,還必須將各項規劃要素落實在具體的圖面空間上,以完整地反映規劃意圖。③實用性強:土地利用總體規劃圖是對區域內的土地資源進行宏觀控制和具體管理服務的,因此必須具有較強的可操作性和實用性。
3.2准備工作
①資料收集與評價。主要包括國家相關的地圖制圖規范,保康縣2006年土地利用現狀資料庫,土地利用現狀相關圖件、表格和各種應用性文字資料成果,保康縣上一輪土地利用現狀圖和總體規劃圖,並實時收集國家和省市下發的土地利用總體規劃修編的最新規范性文件和要求。資料的分析、評價的重點是土地利用現狀圖的現勢性、完備性、可靠性和准確性。主要依據是:土地利用現狀調查報告;編圖人員對制圖區域地理背景的認知水平;通行的編圖規范。②編寫制圖大綱。制圖大綱旨在指導具體的編圖工作,其內容主要包括地圖的名稱、用途及使用對象;制圖資料及使用說明,制圖區域的地理特徵,地圖的數學基礎,地圖的專題內容及表示方法;圖例設計,制圖綜合原則;成圖方式及數量和種類等。③人員組織。編圖成員不易太多,分工要明確,各成員要注意及時溝通、密切協作。
3.3現狀圖的編制
土地利用總體規劃圖是以同比例尺的現狀圖為底圖的,同時,土地利用現狀圖也是規劃修編的成果之一,因此,有必要先行編制2006年保康縣土地利用現狀圖。
①確定圖件的比例尺。主要根據縣域面積大小及南北跨度、社會經濟發展程度、規劃要求等因素來確定圖件比例尺的大小,還要符合掛圖的實際尺寸需求。根據與保康縣當地政府部門的協商,最終確定為1:75000的比例尺。
②進行規劃分類與基數轉換。根據國土資發[2009]51號文,市、縣、鄉級土地利用總體規劃編制中,應在土地利用現狀分類的基礎上,根據規劃管理需要,進行土地規劃分類與基數轉換,形成規劃基礎數據。規劃基數採用三級分類體系,其中,一級類3個,為農用地、建設用地、未利用地;二級類11個,為耕地、園地、林地、牧草地、其他農用地、城鄉建設用地、交通水利用地、其他建設用地、水域、灘塗沼澤、自然保留地;三級類33個。按照基數轉換的要求,對土地利用現狀分類的圖斑進行屬性和參數的調整,並確定相應的圖例系統。
③根據比例尺的大小和實際情況確定最小圖斑面積。一般的標准比例尺(如1:25000、1:50000、1:100000等)都有相應的最小上圖斑的規範文件,保康縣情況特殊,只能參考1:50000和1:100000兩種比例尺,折中處理。同時考慮到保康縣圖斑極其零碎,不能完全按照規程上的要求進行圖斑取捨,應保證圖面上圖斑不至於太稀少和太稠密,總體上既要符合規劃要求,又要美觀,這一點要靈活掌握。
④圖面檢查和整飾。所收集到的保康縣2006年土地利用更新庫的現狀圖是由1:10000的分幅現狀圖拼接而成,需要添加的要素還很多,要全面檢查,補充缺少的要素,並進行圖面整飾,達到藝術性的效果。
3.4規劃專題內容上圖
①對涉及的全部規劃內容和底圖有關的上圖內容,進行科學的系統分類和編排,最後確定一個完整的圖例系統。
②將規劃內容繪制在底圖上,並且首先要標繪農業用地,尤其是其中的基本農田保護區,因為農業用地是主體,規劃的目的在於保護耕地,同時又保證建設用地和其他用地的需求。除了上文所述的八大用途分區外,重點標繪中心城區規模控制線和擴展線、土地整理開發復墾區、重點建設項目,這三個專題要素都有相應的專題圖件,可以直接添加有關文件到總體規劃圖的過程中去。中心城區的規模控制是各界人士關注的焦點,一定要同有關部門積極協商,並且要做到圖數一致。規程要求的其他要素亦不可遺漏。
③圖面整飾。整飾內容包括圖名、圖例、風玫瑰、編制單位、圖廓要素等。整飾方法應遵循如下原則:圖例設計的分類分級系統清楚,符號圖形、色彩具有邏輯性和象徵意義;大面積著色用較淺淡的顏色,小面積圖斑宜較深的顏色,色調柔和,令人賞心悅目;注記排列、大小應注重其工藝性、增加藝術效果。總之要使圖件既能達到一定的藝術效果,又能增強規劃內容的顯示力。
4經驗教訓
①資料收集應充分、評價應扎實。充分佔有資料和認真評價資料的可靠性、科學性、現勢性是保證編圖質量的基礎。②一定要多與當地政府部門溝通協商,土地利用總體規劃是一種政府行為,既要滿足實際需要,又要符合上級要求。
③靈活運用規程。比如關於坡度25°以上不能劃入基本農田的規定,在很多山區縣就做不到,畢竟上級下發的基本農田保護面積是確定的。還有一些有關圖例顏色的規定也不美觀,可以在同一色系內適當變化,保證出圖效果。
④在輸出成果圖之前,先要做出圖試驗,包括線型,字體大小,顏色等要素的檢驗,看是否合理。可以在作圖時先畫出線段比例尺,在作圖時就可以看到出圖的大致尺寸效果,還可以在Photoshop軟體中原比例預覽MAPGIS生成的圖片。
⑤工作中一定要注意數據的保密性,同時由於制圖過程是一個反復修改的過程,一定要注意階段性地備份數據。
Ⅸ 我國地質災害災情分析
減輕自然災害活動已經受到全世界的重視,我國政府也十分重視。今天,人類對自然災害已經擺脫了盲目狀態,開始了自覺的、有組織、有計劃的減災活動。我國氣象局和國土資源部每天在天氣預報時都進行地區災害預報。人類與自然災害作斗爭開始了一個新紀元。減災必須對災情狀況、減災技術、減災效益有所了解,才能做到事半功倍。為此,下面對我國地質災害地理分布特點、災情狀況及減災效益做一簡要分析,為減災活動提供一個宏觀認識。
1.中國地質災害地理分布特點
中國地質災害地理分布嚴格地受中國大地構造控制。世界上地質災害重災區有兩個帶,一個是環太平洋帶;另一個是地中海帶。我國位於環太平洋帶上,而且也是地中海帶與太平洋帶扭結帶上,具體來說,我國系處於印度板塊、太平洋板塊、蒙古板塊擠壓三角區上。在這三大板塊擠壓下,我國大陸內形成了兩大地殼活動帶:這就是大家經常提到的南北帶和東西帶。實際上,南北帶呈「Y」字形,東西帶呈北東東向。在這個大的輪廓控制下,我國的強地震區、強滑坡區、強泥石流區都分布在這個帶上。這個帶上的地質災害比世界其他國家和地區都嚴重。中國地質災害確實比較嚴重,我國東部也不是鐵板一塊,而是破碎地塊。其內部起伏不一,有升有降,它控制著這個區域內的地質災害發生、發展;也控制著這個區域內其他自然災害的發生和發展。比如洪水泛濫,人們只想到洪水泛濫是水文因素造成的,其實洪泛區主要是受地質構造因素控制。現在的洪泛區都是近代地殼沉降帶。現在採用的防洪對策是築堤擋水,是治標,而不是治本對策。其實,「本」是地殼沉降。盲目加高大堤,早晚要釀成大災。所以,著者認為防洪對策也要從地質角度考慮。
2.我國地質災害災情分析
下面先舉幾個實例,然後做一簡要分析。
(1)地震災害:我國歷史上有記載的地震4000多次,造成人員傷亡的346次,死亡人數達230餘萬。地震災害每年造成的經濟損失約10億~20億元,死亡人數約2000~3000人。大震尤其嚴重。
(2)山崩、滑坡、泥石流等山地災害:我國是一個多山國家,山地、高原、丘陵占國土面積的69%。河流縱橫、溝谷廣布。在地殼運動、大氣、地震及人類活動影響下每年都產生大量山崩、滑坡、泥石流等山地災害。據四川省統計,1981~1985 年5 年間,一次暴雨激發崩塌、滑坡在1000處以上的縣有28個,1萬處以上的縣有14個,2萬處以上的有3個。雲、貴、陝、川是我國崩塌、滑坡的多發區,情況類似。全國受泥石流災害威脅的縣城有70 座,1975~1984 年10 年內全國18 個省、市、區爆發泥石流造成死亡2136人,毀田65.66萬畝,毀房18.07萬間,鐵路中斷了4164h,直接經濟損失16億元。綜合分析已有統計資料,包括山崩、滑坡、泥石流、地面沉降等地質災害每年造成的直接經濟損失達20~30億元。
(3)災害性水土流失:國際上規定,土壤侵蝕模數超過1萬t/km2者為災害性水土流失。我國西北黃土丘陵區超過此數者有5萬km2,長江流域坡地坡度大於20°者皆屬於災害性水土流失區。另外,覆蓋厚度對土壤侵蝕成災也極有影響。如西北黃土區土層厚度達數十米至數百米,水土流失只造成耕地肥力降低;而長江上游土層極薄,僅數十厘米到數米,水土流失使耕地石板化,失去耕作條件。長江上游由於坡地水土流失帶來的經濟損失每年達25億元。四川省耕地石板化已累計達1167萬畝。湖北省鄖西縣已有40個自然村因土地石板化不得不移民他鄉。這種災害在貴州、雲南也大量出現了。
(4)風沙和沙漠化災害:我國風沙和沙漠化災害面積為150.9萬km2,占國土面積17.5%,主要分布於我國北方乾旱、半乾旱和半濕潤地區。近半個世紀來,我國沙漠化土地擴大了5萬km2。據初步統計,我國因風沙災害每年損失15億元。
(5)人類誘發的地質災害:人類由於盲目活動在經濟活動過程中誘發了大量地質災害。人口愈集中的地方,人類誘發的地質災害愈多。我國東部地區是我國人口和經濟最集中地區,人類活動比較頻繁,人類活動誘發的地質災害比較多見,我們通常稱為工程地質災害,如礦山建設、地下水提取、交通建設、石油開采等人類活動都會誘發地質災害。這類地質災害,就其單個來說損失數字不大,而總計起來,數字就十分可觀了。總的來說,我國人類活動因素誘發的地質災害損失是非常巨大的,估計每年造成經濟損失大約10~20億元。在面上來說我國還存在嚴重的水土流失和沙漠化,常被認為是氣候原因形成的,實際上也主要是人類活動誘發形成的。
綜合上面資料我們得到我國在地質災害方面每年造成的經濟損失大約為90~110億元(1989年統計資料)。這個數相當我國自然災害總損失的1/16,這個數是相當可觀的。地質災害的影響主要威脅是在居民點和工程。地質災害造成的損失不是瞬時即逝,而是長期的,它威脅著人類的生存。
地質災害有兩種類型,一種是有聲有色的,如地震;另一種是無聲進行的,如沙漠化、水土流失。有聲有色的容易被重視,無聲進行的容易被忽視,要注意無聲進行的災害後果是十分嚴重的。自然災害按其發生的時間尺度來說可分為三種:①突發性的,發生在幾分幾小時內;②中速的,發生在幾天幾個月內;③慢性的,發生在幾年或幾十年、幾百年內。如我國西北戰國時期的晉國也就是現在的山西省,當時是森林茂盛,物產豐富;現在是植被稀疏,遍地黃土,晉北地區一片荒涼。這就是由於長期內植被破壞,水土流失造成的慢性災害的後果。它威脅著我們子孫後代的生存,問題十分嚴重。這就是我國地質災害的災情概況。
3.減災實例及減災效益
我國在減輕地質災害方面已經做了一些工作,大體上展現在4個方面:
(1)工程地質災害預測預報預防工作 如施工地質超前預報、隧洞塌方監測預報、煤礦突水預測、煤與瓦斯突出預測、各種工程地質災害預測。
(2)自然地質災害預測預報工作 如地震趨勢預測、地震臨震預報、滑坡預報等。
(3)地質災害防治工作 如雞扒子滑坡整治、東川泥石流防治、鐵路固沙、七省市水土保持、鏈子崖-黃臘石地質災害防治。
(4)救災工作 解放後我國政府對災後救濟做了大量工作,不一一列舉。
總結已做過的工作,不難看出,地質災害防治結果的經濟效益是巨大的,下面舉幾個實例說明。
(1)1982年7月長江鄖陽地區發生了雞扒子大型滑坡,長時間礙航。花了3年時間,投資8000餘萬元進行防治,滑坡造成的直接經濟損失估計為1000餘萬元,總計損失近1億元。為了防止山坡繼續滑動,投資300萬元治坡,收到了較好效果。
(2)1985年6月12日凌晨,長江秭歸縣新灘發生了2000~3000萬m3的大型滑坡,其中260萬m3入江,停航12天。由於作了准確預報,無一人傷亡,財產損失也極小。如果沒有這個准確預報,據估算,可能造成的直接經濟損失約8700萬元。預報投資約200萬元。這項防治經濟效益為1∶44。
(3)東川泥石流是聞名於世的大型地質災害,它對居住在東川市的6萬多居民生存存在嚴重威脅。據統計,解放以來,泥石流給東川市造成的損失已達數億元。1982~1985年中國科學院成都地理所與東川市聯合進行考察,提出了防治規劃,1986年開始實施防治。1987年7月5日發生了30年罕見的暴雨,沒有造成災害。現在整個工程已經完成,該市已被雲南省譽為「花園城市」。
(4)七省市水土保持也取得了顯著的經濟效益。以寧夏西吉黃家二岔小流域綜合治理試驗示範區為例,該區土地面積為5.7km2。1983年開始綜合治理。以糧食單產為例,1982年單產為23.1kg,1990年為120kg,提高了425.4%;全流域凈產值:1990年是1982年的8.1倍;人均收入1990年可達731元,比1982年提高了380.9%。
我們應該看到,地質災害防治是長效的,不僅得益於今天,而且造福於子孫後代。一般來說,地質災害防治效益可達1∶20,地震工程的效益一般可達1∶10左右。地質災害防治效益極為可觀,可以這么說,減災就是增產。
總起來說,地質災害成因主要來自三個方面:①暴雨洪水;②地殼運動;③人類活動。而人類活動可促進前兩項自然因素作用加劇,且面廣,量大。人類工程活動常可造成大量的工程地質災害。地質災害防治是重要的減災措施,一般來說,下面幾點措施是非常重要的:①當務之急是提高全民減災意識,加強科學普及和提高全民減災意識;②要有投資、有工程措施,沒有投資是減不了災、得不到效益的;③建立減災工程是「地質工程」的觀念。它不是一般的土木工程,脫離了地質的基礎減災工程有可能導致嚴重的致災後果。鏈子崖地質災害防治緊緊地依靠地質獲得成功,為減災實踐提供了範例;④環境保護是減輕地質災害的基礎性工作,一邊治理,一邊破壞是減不了災的。這個問題必須引起重視。
Ⅹ 湖北秭歸縣大地構造位置
秭歸在荊山山脈西南麓,長江穿境而過,全縣山區為主,新縣城屬於河谷低回平地帶,平均海拔不足一百答米。從大陸整體構造來看,秭歸屬於山區向平原過渡的長江侵蝕地帶,屬於三峽西陵峽;從地址構造來看,秭歸處於大陸板塊中央區,地殼較穩定,不屬於地震帶,但是秭歸與之西邊的巴東兩縣位於巫山山脈東部連接地帶,成為地中海~喜馬拉雅地震帶最東部的受影響區,雖然不是位於該地震帶,但是隨著板塊向東運動不斷擠壓很有可能受此影響發生較小的地震。但是秭歸最重要的地質災害不是地震而是滑坡,受長江的影響,秭歸段長江兩岸多為峭立的侵蝕地貌,但岩石構造較穩定,不易發生坍塌現象,但有的地方不是這種岩石而是普通的沙石,發生滑坡的可能性很大。如果排出三峽工程的影響,秭歸地址構造是很穩定的,只是地表地貌容易受影響,以上僅個人意見,有疑問請賜教。