寧夏礦山地質災害
① 截至6月30日中國發生地質災害情況
中國地質災害
我國地質災害可劃分為10大類31種:
1、地震:天然地震、誘發地震
2、岩土位移:崩塌、滑坡、泥石流
3、地面變形:地面塌陷、地面沉降、地裂縫
4、土地退化:水土流失、沙漠化、鹽鹼(漬)化、冷浸田
5、海洋(岸)動力災害:海面上升、海水入侵、海岸侵蝕、港口淤積
6、礦山與地下工程災害:坑道突水、煤層自燃、瓦斯突出和爆炸、岩爆
7、特殊岩土災害:濕陷性黃土、膨脹土、淤泥質軟土、凍土、紅土
8、水土環境異常:地方病
9、地下水變異:地下水位升降、水質污染
10、河湖(水庫)災害:淤積、塌岸、滲漏
(一)地震
1、分布發育概況
進入20世紀以來,在我國境內(包括台灣及臨近海域)發生大於或等於8級的巨大地震共9次;發生大於或等於7級的地震約80次,其中1949~1990年發生了52次。
我國的構造地震分布非常廣泛,除浙江、貴州兩省外,其餘各省都有6級以上地震發生。水庫誘發地震自60年代以來,目前至少以在11個省的15座水庫發生,其特點是與水庫蓄水有明顯關系。
地震在我國大陸地區具明顯的西強東弱、西多東少的發育分布規律。如本世紀以來發生的9次大於或等於8級大地震,除2次8級發生於台灣臨近海域外,其餘均發生於西部省份。我國地震烈度Ⅶ度以上的地區主要分布於西部地區,東部地區除了台灣外,Ⅶ度以上地區的面積相時少得多。
地震在空間分布上表現了不均一性,往往呈帶狀分布。近100年發生的地震表明,地震基本上是圍繞這26條活動斷裂系發生的。我國地震活動的周期性和重復性呈現出成群分布,活躍高潮與低潮相互交替的活動格局。東部一個周期長約300年左右,西部為100~200年左右,台灣為幾十年。
2、危害狀況
地震災害以突然、隱蔽為特點,一旦成災,極易造成巨大的人員傷亡和重大的經濟損失。1901~1980年間,我國地震共死亡61萬人,其中死亡人數在千人以上的地震即達31次。1949年以來,地震就造成死亡27.4萬人,傷殘76.5萬人,居群災之首,同時地震還造成倒房600萬間,直接經濟損失數百億元。我國的地震活動,不但頻次高,強度大,而且城市受災率高。據統計,全國Ⅶ度以上的高烈度區的面積達312萬km2,全國70%百萬以上人口的大城市位於烈度為Ⅶ度或高於Ⅶ度的高地震烈度區內,特別是一批重要的城市如北京、天津、西安、太原、蘭州、呼和浩特、昆明、烏魯木齊、銀川、拉薩、汕頭都位於基本烈度為Ⅷ度的高烈度地震區內。
地震不但可以直接摧毀城鎮工程設施,給人民生命財產帶來巨大損失,而且還可以引發滑坡、崩塌、火災等其它災害,加重了地震災害的損失。
(二)崩塌、滑坡和泥石流
1、發育分布基本情況
全國共發育有特大型崩塌51處、滑坡140處、泥石流149處;較大型崩塌2984處以上、滑坡2212處以上。泥石流2277處以上。
從總體看,我國西部地區尤其是西南諸省區長期處於地殼上隆過程之中,地震活動頻繁、地形切割劇烈、地質構造復雜、岩土體支離破碎,再加上西南地區降水量和強度較大、西北地區植被極不發育,因而崩滑流發育強烈,如雲南、四川、貴州、陝西、甘肅、寧夏等省區;其它地區新構造運動一般相對較弱,其中華北、東北地區的降水量相對較小,中南、華東大部分地區植被發育較好,因此,這些地區的崩滑流發育強度一般不及西部地區。崩滑流災害危害較大的省區有:四川、雲南、陝西、寧夏、甘肅、貴州、湖北、遼寧、北京、河北、江西和福建等。
在地域上,可基本上劃分為15個多發區,它們是:(1)橫斷山區、(2)黃土高原地區、(3)川北陝南地區、(4)川西北龍門山地區、(5)金沙江中下游地區、(6)川滇交界地區、(7)漢江安康~白河地區、(8)川東大巴山地區、(9)三峽地區ⅲ(10)黔西六盤水地區、(11)湘西地區、(12)贛西北地區、(13)贛東北上饒地區、(14)北京北郊懷柔-密雲地區、(15)遼東岫岩-鳳城地區。
2、主要危害
近十年來,全國由於崩滑流造成的人員死亡已近萬人,平均每年達928.15人。全國有 400 多個市、縣、區、鎮受到崩滑流的嚴重侵害,其中頻受滑坡、崩塌侵擾的市、鎮60餘座,頻受泥石流侵攏的市、鎮50餘座。較為嚴重的有重慶、攀枝花、蘭州、東川、安寧河谷等。全國幾條山區干線鐵路如寶成線、成昆線、寶蘭線都受到了崩滑流的嚴重危害。
② 寧夏回族自治區地質工程院怎麼樣
簡介:寧夏回族自治區地質工程院(簡稱寧夏地質工程院),隸屬於自治區地質局。主要承擔地質工程、岩土工程、地震地質、礦產及水文地質勘探、地質工程測繪、地質災害評估(設計)、綜合勘查與施工等工作。
③ 西區段地質災害
西區段地形上處於青藏高原北側第二階梯西段的塔里木盆地、天山和北山剝蝕低山丘陵區、河西走廊,海拔標高1000~2000m,地形高差對比不大。由於地處內陸腹地,南側又有高山阻隔,濕熱的大氣環流難以侵入,天氣乾旱,而且風力大,屬典型的溫帶大陸性乾旱氣候,生態環境脆弱甚至惡劣,水系不發育,且全為內陸河系,河流短促。
區域大地構造位置正好處於挽近時期以來強烈擠壓隆起的青藏地塊北側邊沿,積聚有強大的構造應力,為潛在壓扭性構造應力狀態,除塔里木盆地外,地殼穩定性較差,多強震。這里人煙稀少,有些地段甚至為無人區,人類活動對地質環境的干擾破壞不強烈,主要是過牧、濫墾和不適當的水利活動。
受上述自然和人文環境因素的制約,本區段主要的地質災害類型是泥石流和洪水沖蝕、風蝕沙埋、鹽漬土的腐蝕和鹽脹災害,以下將分別論述。
一、泥石流和洪水沖蝕
主要分布於河西走廊內酒泉市的北大、豐樂、馬營三河,臨澤縣的黑河,山丹縣城西,武威市的石羊河流域諸河。上述各地段地處祁連山北麓,又是區域的暴雨中心,是泥石流易發區。即使不暴發泥石流,河溝洪水挾帶泥沙,對岸邊沖刷破壞也不容忽視。
泥石流形成受制於地質、地形和水文氣象等因素。泥石流性質、規模與固體物質的類型和數量有關。該地區系構造活動區,岩體較破碎,加之物理風化強烈,原有的洪沖積物較多,為泥石流提供了必要的固體物質來源。由於細粒成分較少,一般只形成稀性泥石流。泥石流溝多發源於祁連山區,各河溝流域內山坡陡峻,溝床比降大,有利於降水和泥沙石塊的搬運。此外,泥石流溝的流域面積一般在10~100km2之間,具有良好的匯水條件。水文氣象條件是暴發泥石流的動力。區內雖年降水量不足200mm,但降水季節分配不均,降雨多集中於每年的6、7、8月(90%以上),而且泥石流溝上游祁連山區的年降水量達500mm以上,較走廊區大得多,更進一步強化了形成泥石流的水源條件。例如古浪縣大景,1977年8月1日2.5小時內降水量達154.5mm,雨強61.8mm/h,暴發的稀性泥石流導致嚴重危害。
走廊地區的武威南部山前地帶是泥石流高發區,到下游評估區後雖洪水搬運能力已經減弱,但灘地洪水匯集後,也能形成稀性泥石流,對管線地段的沖蝕危害仍有很大可能。根據航片解譯,西營河山前地帶和長嶺山北麓有洪積裙和大型洪積扇展布,輸氣管線正好通過該地段。據記載,該地區有多起嚴重的泥石流災害事件。例如,古浪縣大景、裴家營和土門一帶分別於1954、1966、1977年暴發泥石流,周期為11年左右,最大流量6300m3/s,災害嚴重。西營河自1960年至1989年期間,曾暴發了6次泥石流或山洪,每次都釀成人畜傷亡,堤壩、公路、橋涵被毀的嚴重災害。發生周期為4~5年。
西部的黑河和疏勒河流域各河溝、常年性河流由於漫灘較寬闊,植被較發育,不會發生泥石流;而更多的季節性沖溝則無漫灘和植被,有時在暴雨洪水沖蝕下,可觸發泥石流。此外,在管道工程經過區內灘地洪水分布較廣。當遇強降雨和局部有利於形成洪水的地形條件時,也可觸發泥石流。
此外,本區段最東段寧夏境內騰格里沙漠南緣,孟灣子至小灣段的長流水溝系,也有數條規模較小的泥石流溝。
新疆段內泥石流危害較小,僅在庫米什窪地西南的低山溝谷(樁號 AE001)附近有兩處,規模較小。
二、風蝕沙埋
本區段氣候乾旱,風力強勁,土地沙化和荒漠化較嚴重,管道工程經過區地處塔克拉瑪干、巴丹吉林和騰格里三大沙漠邊緣,在該區內有較多沙丘、沙壟分布,所以風蝕沙埋是本區段突出的地質災害。
在新疆段,風蝕沙埋災害主要分布於輪南首站—30團、博斯騰湖南岸、庫米什窪地中心、庫姆塔格沙壟附近。其在管線地段分布的總長度238.1km。風蝕災害主要表現在庫姆塔格沙壟西側的風蝕窪地內,最大風蝕深度達30m。博斯騰湖南岸和庫姆塔格的沙山、沙丘活動性極大,它們有的被管線橫穿,有的即在管線附近,對於管線的埋置和站場危害較大。根據《建設用地地質災害危險性評估技術要求》對該種地質災害危險性等級劃分標准,危險性大的地段合計長108.3km,中等的合計長52.5km,小的合計77.3km。輸氣管線新疆段受風蝕沙埋危害的長度占該段總長度的25.4%,而其中危險性大的佔11.5%。
在河西走廊段,盛刮西風和西北風,風力大於8級日數一般40天以上,最多75天以上,吹揚搬運能力強,輸氣管線北側有巴丹吉林和騰格里兩大沙漠,所以也存在風蝕沙埋的危險性。沙丘主要分布在武威市以東至寧夏中衛縣下河沿地段內,管線長度約43.3km。該地段處於騰格里沙漠南緣,與干武、包蘭鐵路大致平行。甘肅境內管線斷續橫穿沙漠地帶長約26km,其中古浪縣古山墩煤礦—吳家灣間為鏈狀半固定沙丘,個別為移動沙丘。沙丘順風向由北向南移動。由於其北側干武鐵路沿線進行了治沙,風蝕沙埋危險性減小。寧夏境內的沙丘有兩段分布於輸氣管道沿線,共長17.3km,為密集的流動沙丘,丘高6~15m,最高移動速率4m/a,其危險性中等。西部地段局部有小型沙丘分布,更多的是戈壁灘地,所以危險性均不大。
三、鹽漬土腐蝕和鹽脹
在本區段鹽漬土分布於新疆和河西走廊兩段。它是乾旱氣候環境中由於地下水埋深淺,運移滯緩,強烈蒸發,而造成土壤中鹽分聚集地表所致。鹽漬土和高礦化鹽水對金屬管材具腐蝕性;當可溶鹽結晶時產生的體脹又對管材和場站地基產生附加壓力,均會對管線工程系統產生負面影響。
鹽漬土的形成及其所含鹽分的成分和數量與當地地形地貌、氣候條件、地下水的埋深和礦化度、土層性質和人類活動等有關。由於本區段地處內陸腹地,鹽漬土主要是山間盆地、窪地淺層潛水蒸發殘留鹽分形成。其分布厚度不大,一般近地表3~4m深度范圍內,愈近地表土層含鹽量愈大,土層細粒成分愈多。
在新疆段內,鹽漬土均為內陸山間盆地型和丘間窪地型,分布范圍較廣。主要分布於輪南首站—30團細土平原邊緣、博斯騰湖南岸及東部細土帶、庫米什窪地、庫米什以東紅柳河兩岸、秋格明塔什北窪地等地段,多數在無人區內。一般情況是:鹽漬土在垂向分布上具有表聚性和結殼性特點,鹽分大量集中於表層1m范圍內,往深處則土層含鹽量明顯減小。屬氯鹽漬土和硫酸鹽漬土類型,其中60%為氯鹽漬土,40%為硫酸鹽漬土。前者管線長度約300km,後者約長200km。地表含鹽量在1.38%~85%之間,地表以下2~3m處含鹽量為0.33%~5.74%。
河西走廊段鹽漬土在評估區內主要分布在疏勒河八道溝—七道溝、臨澤—黑河—烏江—張掖城北一線以及古浪白墩子等地。土壤屬細粒土及粉砂土,為硫酸—氯化物型鹽漬土。含鹽量在疏勒河段最大達23.2%;在白墩子段1~2m深度范圍內為0.94%~1.72%,3~4m深度為0.49%~1.98%。
四、其他地質災害
(一)崩塌
分布於新疆段的庫爾勒—塔什店低山區、庫米什窪地西南側低山溝谷及東北側低山區。由於岩性為堅硬的深變質岩,組成陡坡甚至是峭壁,陡傾構造節理發育,物理風化強烈。一旦降雨或雪水融化滲入到裂隙中,將會觸發崩塌災害。其規模較小,多小於1000m3。
(二)采空塌陷
在河西走廊段分布有兩處,一處是山丹縣城西南的山丹煤礦,另一處是古浪縣的古山墩煤礦。山丹煤礦是一座國有煤礦,在評估區內為其二礦區,開采層位深150~300m,從20世紀50年代開采至90年代,礦體基本已采完。目前,未發現地面塌陷災害現象。古山墩煤礦系一小礦山,位於輸氣管線南西約1km,井巷走向與管線大致平行,故不會對管線安全構成威脅。
④ 各類場站地質災害危險性評估
寧夏段布設有2個場站,即中寧壓氣站和定邊清管站。
中寧壓氣站,坐標為y:18556679.00、x:4146863.00,管線樁號CB016—CB018,佔地面積5×104m2,處於黃河二級階地後緣,地形較平坦,岩性主要為粉土,淺灰,潮濕—飽和,厚度大於3m,地下水位0.9~2.0m,礦化度2.447g/L。地質災害為鹽漬土,屬硫酸型鹽漬土,等級為輕微,地質災害危險性小。地質災害的危害主要是鹽漬土和中礦化水對加壓站基礎的腐蝕和鹽脹危害。
圖8-4西氣東輸管道工程寧夏段建設用地地質災害危險性分區圖
1.危險性中等;2.危險性小;3.危險性分區界線;4.地層界線;5.斷裂;6.輸氣管線;7.站場
定邊(紅井子)清管站,坐標為y:1869758.00、x:4148915.00,樁號CD040,佔地面積1.5×104m2,位於鹽池縣緩坡丘陵地段,表面1m以上為粉砂,淺黃色,稍密、稍濕,1m以下為古近系砂質泥岩,棕紅色—褐色,強風化,地下水埋深大於4m。主要地質災害為風蝕沙埋以及由於坡面洪水對粉砂的侵蝕作用,可能形成侵蝕性沖溝,使清管站基礎暴露,地質災害危險性小。此外,古近系泥岩的膨脹性和鹽腐蝕性對清管站基礎形成鹽脹和腐蝕危害,因此,要採取防治措施。
⑤ 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。
⑥ 中國地質災害的分布
中國地質災害種類繁多,分布廣泛,活動頻繁,危害嚴重。1949年以來,因地震死亡近30萬人,傷殘近百萬人,倒塌房屋1000多萬間;共發生大型崩塌3000多處,滑坡2000多個,中小型崩塌、滑坡、泥石流則達40多萬處。全國有350多個縣的上萬個村莊、100餘座大型工廠、55座大型礦山、3000多千米鐵路受崩塌、滑坡、泥石流的嚴重危害。除北京、天津、上海、河南、甘肅、寧夏、新疆以外的省、區、市都發現有岩溶塌陷災害,總數近3000處,塌陷坑3萬多個,塌陷面積300多平方千米。據不完全統計,在全國20多個省、區內,發生礦山采空塌陷180處以上,塌陷坑1595個,塌陷面積達1000多平方千米(段永侯等,1993)。各類地質災害每年造成上千人死亡,經濟損失高達300億元。
地質災害的發育分布與地形地貌、地質構造、新構造運動、岩土體類型、水文地質條件、氣象水文及植被條件、人類工程活動等關系密切。因此,我國地質災害的區域分布具有東西分區、南北分帶的特點,華北、東北、西北諸省,荒漠化作用強烈;西南山區降雨多而集中,崩塌、滑坡、泥石流災害頻繁發生;東部平原區地面沉降、地裂縫廣泛發育;沿海諸省,海水入侵、海岸侵蝕等強烈發育。
從中國大陸的地勢階梯來看,第一級階梯海拔4000m以上,氣候寒冷,凍脹、融沉、泥流、雪崩等災害發育;第二級階梯海拔高度在1000~2000m,在第一與第二級階梯過渡地帶,地形切割強烈,崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等分布廣泛,災度高;東部廣大平原、盆地區屬三級階梯,地形平緩,人口稠密,人類活動強烈,地面沉降、海水入侵、塌陷、淤積等災害發育。
2008年1月國土資源部發布的《全國地質災害防治「十一五」規劃》,科學地劃分了地質災害易發區和重點防治區。滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷地質災害高、中易發區,主要分布在川東渝南鄂西湘西山地、青藏高原東緣、雲貴高原、秦巴山地、黃土高原、汾渭盆地周緣、東南丘陵山地、天山、燕山等地區;地面沉降和地裂縫地質災害高、中易發區,主要分布在長江三角洲、華北平原、汾渭盆地、松遼平原。地質災害重點防治區有16個,即長江三峽庫區滑坡重點防治區、川滇南北構造帶泥石流滑坡崩塌重點防治區、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重點防治區、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重點防治區、雲貴高原滑坡崩塌地面塌陷重點防治區、滇西橫斷山高山峽谷泥石流滑坡重點防治區、桂北桂西岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重點防治區、浙閩贛丘陵山地群發性滑坡重點防治區、陝北晉西黃土滑坡崩塌重點防治區、黃土高原西南滑坡泥石流重點防治區、隴南陝南秦巴山地泥石流滑坡重點防治區、新疆伊犁滑坡泥石流重點防治區、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重點防治區、長江三角洲地面沉降重點防治區、華北平原地面沉降重點防治區、東北中俄界河河岸崩塌重點防治區。
小結
地質災害既具有自然屬性,又具有社會經濟屬性,是二者的對立統一體。這是我們了解地質災害,進行地質災害調查、評價、治理,應具有的基本概念。
復習思考題
1.地質災害的涵義是什麼?
2.地質災害的屬性特徵是什麼?
3.地質災害的分類分級方案有哪些、內容是什麼?
⑦ 中區段地質災害類型及分布
中區段地形上位於第二階梯東段的鄂爾多斯高原、黃土高原和山西山地,間夾臨汾盆地,海拔標高400~1600m,地形高差對比大,大部分地段溝壑縱橫,地形地貌條件復雜。屬溫帶大陸性半乾旱季風氣候,降水量由西往東遞增,季節分配不均。生態環境比較脆弱。本區段全為黃河流域,西部水系稀少,東部則有數條一級支流匯入。區域大地構造位置距板塊作用帶邊界較遠,除臨汾盆地和東西邊沿外,地殼穩定性較好。西部人煙稀少,東部人口密度較大,且對地質環境干擾破壞強烈。人類活動主要是大量開采固體礦產(以煤為主,還有鐵、鋁土、粘土等),西部還有過牧和濫樵(挖)。水土流失十分嚴重。
本區段地質災害類型最多,主要有滑坡、崩塌、泥石流和洪水沖蝕、風蝕沙埋、采空塌陷、黃土濕陷和潛蝕;局部地段還有地震液化、鹽漬土、瓦斯爆炸和煤層自燃等災害。以下分別論述。
一、滑坡和崩塌
由於本區段自然地理和地質環境條件的特殊性,滑坡和崩塌是最主要的地質災害,主要分布於黃土高原和山西山地區。黃土高原區梁峁起伏,沖溝發育,溝深坡陡;黃土深厚,垂直節理發育,濕陷性較強。山西山地區的呂梁山、太岳山、太行山與汾河、沁河相間排列,溝谷發育,地形起伏高差對比大;基岩裸露,大多上覆以薄層黃土。所以在強降雨和河水沖刷等觸發因素作用下,易發生滑坡和崩塌,二者常相伴而生,是這兩種地質災害的易發區和危險區。
在評估區內共發現滑坡116處;崩塌在山西段內有45處,陝西段內有6個地段52處,總長約46km,寧夏段有8處,發育極為普遍。
(一)滑坡
黃土高原區的滑坡絕大多數為土體滑坡,以陝西段居多,有83處之多,山西段有14處。滑坡的成因模式可分兩種:一種是順黃土與下伏中生界基岩面或新近系紅土的接觸面滑動的,一般分布於河流的沖刷岸或梁峁溝壑區(圖4-2(a)、(b),它的規模較大,滑動面較深;另一種是在黃土殘塬和梁峁邊緣,因坡體陡立,黃土順坡向的垂直節理又很發育,在雨水下滲時導致潛蝕作用而觸發滑坡(圖4-2(c),這種滑坡的規模一般較小,屬淺層滑坡。在陝西段順下伏基岩面滑動的滑坡較多,且多為大中型滑坡。對管線有較大影響的滑坡有:棗樹坪滑坡(DD143—DD144)、王家院滑坡群(DD279—DD281)、梁家渠滑坡(DD288—DD289)和寒砂石水庫滑坡(DE003—DE005)等4處。
圖4-2滑坡形成模式
山西山地區發現滑坡19處,其中基岩滑坡8處,土體滑坡11處。基岩滑坡發生在石炭、二疊系灰岩、砂泥(頁)岩互層地層中,有順層滑坡,也有切層滑坡。它們密集分布於陽城縣城北、東約20km地段內(EH035—EH114)。滑坡的成因與降雨、河水沖刷和人工築路切坡等有關,有4處穩定性較差,其中1處距管線僅20m(EG026附近),影響較大。土體滑坡的成因與黃土高原區類似。對輸氣管線影響較大的有蒿峪村西滑坡(EH086附近)、杜老凹滑坡(EF022)、老炭窯滑坡(EF054)等3處。
(二)崩塌
黃土高原區崩塌主要是黃土體的崩落,而山西山地區則是基岩崩塌。鄂爾多斯高原(寧夏境內)也有少量溝岸坍塌。
黃土高原區崩塌一般分布於各河流分水嶺的線路越梁地帶,地貌以黃土梁峁為主,由於沖溝溯源侵蝕和溝谷底蝕強烈,高陡邊坡隨處可見。黃土的垂直節理發育,在高陡坡肩前緣的土體似懸臂梁板,在彎矩的作用下底部突然斷裂而發生崩塌(圖4-3(a)。還有一種情況是深切狹窄的河谷地段基岩出露,在河流側蝕和風化剝蝕作用下,下部的泥岩形成凹龕,上部較硬的砂岩懸空,產生拉裂縫,危岩體最終崩落下來(圖4-3(b)。清澗河河谷中三疊統胡家村組(T2h)和大理河河谷下白堊統洛河組(K1l),這種崩塌機制較多見。此外,各河流中上游地段岸坡多由黃土或階地堆積物組成,在曲流作用強烈的河段,沖刷岸坍岸現象較普遍。崩塌規模一般較小,但數量較多,對公路、管線工程危害較大。
圖4-3崩塌形成示意圖
山西山地區發現的34處崩塌都分布於基岩區,地層岩性是:中奧陶統上馬家溝組(O2s)厚層灰岩6處,中石炭統本溪組(C2b)灰岩2處,上石炭統太原組(C3t)和山西組(C3s)砂泥岩和灰岩4處,下二疊統下石盒子組(P1x)砂泥岩5處,上二疊統上石盒組(P2s)和石千峰組(P2sh)砂泥岩11處,下三疊統劉家溝組(T1l)細砂岩6處。在陽城縣城北、東分布較集中。崩塌一般分布於坡度大於40°和高度大於10m的陡坡地段,岩體陡傾的構造節理較發育,在坡緣部位追蹤形成拉裂縫,逐漸擴展,在暴雨、放炮炸石等觸發因素作用下發生崩塌。崩塌的規模也較小,一般數十至數百立方米,最大的一處是晉城市下河村(EJ001附近)崩塌體,為2.25×104m3。對輸氣管線有影響的有20處,有的為管線直接穿越,有的距管線僅數米至十餘米,而且目前處於不穩定狀態,危岩矗立,應予關注。
二、泥石流和洪水沖蝕
泥石流和洪水沖蝕是本區段輸氣管道沿線又一較發育的地質災害。
據調查,寧夏段有泥石流溝20條,主要分布在下河沿至古城子和鹽池縣東紅井子至陝西定邊縣紅柳溝鄉兩個地段內。前一地段主要為稀性泥石流型。泥石流溝都發源於南部基岩山區,溝道長,流域面積大。出山區後進入並深切山前沖洪積傾斜平原,在傾斜平原溝口形成小的堆積扇,大部分物質沖入黃河。泥石流的固體物質主要來源於傾斜平原,以砂礫石和泥沙為主。這一地段是寧夏段沿線泥石流較嚴重的地段。古城子至紅井子還有5條稀性泥石流溝。輸氣管線一般都布設在堆積區,且與溝道直交。後一地段為泥流型,上紅柳溝南側為侵蝕嚴重的白堊系砂岩構成的基岩丘陵,山前堆積的粉土厚達50m,樹枝狀沖溝極為發育,侵蝕深達15~45m。因寧夏段管線經過地段人煙稀少,未有泥石流遭致人民生命財產損失的報道。
陝西段泥石流分布於靖邊縣馬路壕東南的黃土高原區,是當地常見的地質災害,多發生於每年7~9月的雨汛期,往往由強降雨激發,突發性強,來勢迅猛,致災力強。顯然,對擬建的輸氣管線危害較大。由於黃土高原溝壑縱橫,溝深坡陡,沖溝溯源侵蝕極強;土體結構疏鬆,崩塌、滑坡發育,皆為泥石流提供了動能優勢和豐富的固體物質來源。在強降雨激發下,極有利於泥石流的形成。根據泥石流所含固體物質的顆粒級配特徵,常以泥流形式出現,有稀性、粘性和塑性之分,以前兩種出現幾率較高。暴雨時在溝谷中時常可出現含沙量大於600~900kg/m3的洪流,由密布的毛溝、支溝流向干溝和河流匯集,形成強大的泥流,潰堤毀壩、淤塞水庫,分割壩地,造成嚴重危害。
山西段泥石流也較發育,在評估區內發現泥石流溝15條。根據物源成分不同,可分為泥流、水石流和泥石渣流三種。泥流主要分布於西部黃土高原區,特徵與陝西段類似。水石流主要分布於沁水與浮山兩縣交界處,當地為林場,水土流失較弱,物源主要為溝谷兩側的基岩崩塌堆積物。泥石流溝的流域面積不大。泥石渣流集中分布於沁水、陽城兩縣的采礦區,固體物質是堆積於溝谷中的煤矸石和鐵礦棄渣,一般流域面積不大。據調查,泥石流已造成一定災害。輸氣管線有7處與泥石流溝相交,應予關注。
三、風蝕沙埋
寧夏段和陝西段西部管線經過地段,正好處於毛烏素沙漠與黃土高原的過渡地帶,生態環境脆弱,植被稀少,加之當地亂采濫挖甘草、過度放牧和不適當開發礦業,數十年來土地沙化十分嚴重,荒漠化加劇。因此風蝕沙埋也是需關注的一種地質災害。
區段內沙丘以固定和半固定草叢沙丘為主,寧夏段的沙丘主要分布於中寧縣雙井子至鹽池縣大水坑的丘間窪地中,呈星點狀散布於管線兩側,有些管線則直接穿越其間,一般丘高1.5m以下,由於風蝕作用,許多沙丘呈半丘狀。丘間為平鋪沙地,沙丘密度30%左右。
陝西段的沙丘分布於定邊縣紅柳溝鎮至靖邊縣李家梁地段內,幾乎連續展布在長城以北地域。在定邊縣的賀圈、帳房灣、羊圈有幾處移動沙丘,丘高一般3~10m,沙丘主導移動方向東南,平均移動速率4~6m/a。在靖邊縣附近,黃土被沙丘掩埋,甚至在梁峁、坡面上有薄層低緩新月形沙丘分布,丘高3~5m,風蝕嚴重。輸氣管線基本上都在距沙丘以南3~8km地段的平鋪沙地上布設,受風蝕和沙埋影響較小。只有靖邊北側一段長約20km的管線布設於沙丘上,必須採取必要的防護措施,以免風蝕發生。
四、采空塌陷
地下開采固體礦產資源所形成的采空區,在一定的地質結構條件下,采空區上覆岩層在自重和圍岩應力作用下會導致頂板冒落和頂底板閉合,而引起上覆岩體的變形破壞,進而產生地面開裂和沉陷。一般煤礦地面塌陷是累進性的,而某些圍岩堅硬的金屬礦山則往往是突發性的。煤礦等層狀礦產采空區地面塌陷機理是:一般地下開采採用柱式采空區的空間結構(圖4-4)。若某些礦柱實際強度低於設計承載力,或在長期承載過程中因風化、地震等作用,承載力下降,使得這些礦柱先遭到破壞,它們所擔負的荷載就要轉移到相鄰的礦柱上,從而也使它們相繼遭受破壞,累進性破壞將導致整個礦柱系統的破壞。礦柱破壞的形式是采空區頂板冒落。頂板冒落引起上覆岩層變形破壞,自下而上可劃分為冒落帶(Ⅰ)、裂隙帶(Ⅱ)和彎曲帶(Ⅲ)三個帶(圖4-5)。由於采空區面積、採掘厚度和礦層埋深不同,上述三帶不一定同時存在。當採掘厚度大而礦層埋深又較小時,冒落帶可直達地表而形成塌陷坑。自礦層開采至地面出現沉陷,需要一定的時間過程,它受諸多因素影響。地表沉陷窪地面積一般較采空區大。
本區段固體礦產資源豐富,主要是煤礦,還有鐵礦、鋁土礦和粘土礦等。
煤礦主要分布在山西境內,分布廣且蘊藏量很大。含煤地層主要為石炭繫上統的太原組和山西組。太原組含煤5~8層,山西組含煤4層;有的煤層厚達7~8m,穩定可采。現正大量開采,均為地下採掘方式。據調查,評估區內發現有大小煤礦159座,其中輸氣管線直接在采空區上部通過或距管線較近的礦山有25座之多,總長度有37km。尤其是沁水煤田礦山密布,開采歷史悠久,開采方式落後,正在開采和已閉坑的礦山遍布地下采空區,其分布大多無檔案記載。在臨汾以西的河東煤田,在堯都區和蒲縣煤礦也是密集分布,遍布地下采空區,在輸氣管線兩側連接成片。陝西境內的煤礦在管線經過地段集中於子長和永坪一帶。含煤地層為三疊繫上統瓦窯堡組,共含煤層7~15層,單層厚度最大3m左右,層位穩定。開采歷史也很悠久。目前子長礦區有45座小煤礦,永坪礦區有5座小煤礦,開采方式原始落後,無序開采現象嚴重,采空區大多無檔案記載。輸氣管線直接在采空區頂部或附近通過的總長度有5km左右。寧夏境內位於西部中衛縣的下河沿煤礦,含煤礦地層為石炭繫上統的太原組和土坡組,目前可採煤層4~8層。煤層分布於輸氣管線南部,對管線無影響。
圖4-4采空區礦柱系統示意圖
圖4-5采空區冒落引起上覆岩層變形與錯動的分帶
鐵礦也主要分布在山西境內。礦體賦存於石炭系底部,屬風化殘積型窩狀礦體,儲量小而不穩定,但開采歷史悠久。目前,多為鄉村和個體開采。據調查,在評估區內有53座鐵礦。由於礦坑埋深淺,易引發地面塌陷;但因規模小,對輸氣管線影響較小。
此外,本區段在河南西北部太行山區還有鋁土礦和粘土礦,在輸氣管線經過地段已發現有60多個礦洞,都是私人開採的小礦山,采深很淺,地面塌陷嚴重。目前雖已停采,但它對管線的施工和運營帶來了潛在的危險。
由上述分析可知,對輸氣管線將遭致嚴重危害的是煤礦采空塌陷。從地面調查來看,采空塌陷最嚴重的地段在山西的浮山、陽城二縣境內,浮山縣後交煤礦和陽城縣柏山煤礦有三處塌陷坑,塌陷面積總計達36×104m2,最大深度6m,已造成3024畝農田和2580間民房破壞,一座學校被迫搬遷,經濟損失嚴重。輸氣管線正好在塌陷坑地段通過。采空塌陷還導致產生地裂縫。在蒲縣—臨汾段、浮山後交煤礦、陽城、澤州等地均發現采礦地裂縫。已造成1995間民房開裂,1300畝耕地荒蕪,約200戶居民搬遷。
在本區段煤礦區還有瓦斯爆炸和煤層自燃災害。陝西子長縣道園煤礦1995年發生瓦斯爆炸,死亡12人;紅石峁溝口舊煤窯和南家咀煤礦也都發生過瓦斯爆炸事故。它們距輸氣管線都較近。寧夏下河沿煤礦歷史上有煤層自燃記載,十幾年前還有自燃跡象。山西沁水煤田的南端,陽城、澤州段為高瓦斯煤礦,曾發生過多次瓦斯爆炸事故,在澤州段犁川一帶還有煤層自燃現象。
采空塌陷對輸氣管線工程會導致嚴重後果,甚至是致命的危害,應引起高度重視。由於不少地段老煤窯較多,目前鄉鎮企業和私人經營的小煤礦又無序開采,采空區的空間分布范圍很難查明。此次調查雖在重點地段進行淺層地震勘探,初步查清了一些采空區,但仍然不能滿足工程設計的要求。今後,應在陝西段的子長煤礦焦家溝—王家灣段(DD184—DD277),山西段的蒲縣—臨汾煤礦密集分布區(EC119—ED073)、浮山後交煤礦區(EF043—EF056)和澤州煤礦密集分布區(EJ002+1—EJ058)進一步加強勘查。
五、黃土濕陷和潛蝕災害
黃土濕陷和潛蝕往往相伴發生,一般是突發性的,對建築物和人民生命財產構成危害,是黃土類土分布地段的一種特殊地質災害。
(一)黃土濕陷
本區段地處黃土高原東緣和山西山地區,地面普遍分布有以上更新統(Q3)風成黃土為主的黃土類土,其中Q3、Q4黃土具濕陷性,且多屬自重濕陷類型。據統計,輸氣管線經過黃土連續分布地段,陝西段長185km,山西段長71km(陝西靖邊馬路壕至山西臨汾盆地以西)。分布厚度大,主要為梁峁溝壑地形,濕陷性最為強烈。臨汾盆地以東,浮山段較強,往東逐漸減弱。沿線黃土因其形成時代、成因、結構和所處地貌位置不同,濕陷性有所差異。一般情況是:Q3風成黃土濕陷性最強,屬中等—強烈濕陷;Q4坡積—沖積黃土狀土,濕陷性弱些,屬中等濕陷;而Q2黃土則為輕微濕陷—無濕陷。表4-1列出了陝西和山西段黃土濕陷性指標。
表4-1黃土濕陷性指標
有關黃土濕陷的形成機制有多種解釋,其中「加固凝聚力降低或消失的假說」較有說服力。黃土濕陷是一個復雜的物理化學過程,是由黃土固有的特殊成分和結構以及外界誘發條件共同作用的結果。濕陷性黃土含有一定量的碳酸鹽膠結物和大孔性的結構特徵,是濕陷作用的內因,而浸水和加壓則是外部條件。當黃土浸水受壓後,水膜楔入和水的溶解作用,使由鹽類結晶膠結產生的加固凝聚力降低甚至消失,並使土粒散化。使處於大孔性而呈欠壓密狀態的土體發生沉陷,結構遭到破壞。
黃土濕陷導致的災害是多方面的,有地表大面積不均勻下陷、地裂縫,還可誘發滑坡和崩塌的發生。因此它對輸氣管線可構成危害。
(二)黃土潛蝕
黃土潛蝕分布地域與濕陷性黃土基本一致,多見於Q3、Q4黃土中,形成陷穴、落水洞、盲溝、漏斗、豎井及天生橋等「黃土喀斯特」現象。潛蝕的發育受控於地形、地層及降雨等因素。在河谷階地及壩、
表4-2潛蝕陷穴與地形、黃土地層關系統計表
由於潛蝕的形成與黃土濕陷性密切相關,加之其作用過程較為隱蔽,常有暗溝分布,一旦突然陷落,將給輸氣管道的安全帶來嚴重後果。
六、其他地質災害
(一)地震液化
分布於寧夏段黃河沖積平原和山西段臨汾盆地內。該二地段均為地震烈度Ⅷ—Ⅸ度的強震區,歷史上曾多次發生過7~8級大地震,是輸氣管線經過的地震危險區。
寧夏段地震液化分布於中衛縣境的黃河沖積平原一級階地上,岩性為Q4的粉土、粉砂和細砂,埋深1.5~5.3m,潛水位埋深0.8~3.0m。經現場標准貫入試驗判別,CA123—CA136和CA164—CA170液化等級輕微,CA144—CA164液化等級中等。
山西段臨汾盆地地震液化分布於汾河河漫灘和一級階地上,岩性為Q4的中細砂和粉砂;夾有粉土和粉質粘土,潛水位埋深0.7~2.6m。經現場標准貫入試驗判別,在管線ED089—ED103長約4km的地段內,Ⅶ度地震力條件下液化等級為中等—嚴重。該地段史藉上曾有地震時噴砂冒水等砂土液化現象的描述。顯然,輸氣管線的安全將會受到嚴重影響。
(二)鹽漬土的腐蝕和鹽脹災害
分布於寧夏段和陝西段內。經查明,寧夏段鹽漬土有三段。其中中衛縣黃河沖積平原為碳酸(鹼性)鹽漬土和硫酸鹽漬土相間分布,管線長度約42km,危險性小;中寧縣古城子西的沼澤地為硫酸鹽漬土,長約0.75km,危險性中等;鹽池縣兩個鹽鹼灘窪地為硫酸鹽漬土,長約3.5km,危險性大。陝西段鹽漬土主要分布在定邊縣安邊鎮屈園子—郝灘鄉四十里鋪(DA056—DA076)及靖邊縣小灘則等地段,累計管線長度約21km。鹽漬土易溶鹽含量一般為0.34%~1.73%,為硫酸鹽,經判定,屈園子—四十里鋪以中度鹽漬土為主。
(三)地面沉降
輸氣管線臨汾段(ED089—ED103)經過地面沉降區,沉降中心位於臨汾城西汾河谷地。累積最大沉降量240mm。該地段地面沉降是由於超采中深層地下水引起的。自20世紀70年代中期開始,地下水開采強度逐漸加大,由於超采,地下水位持續大幅度下降,至1986年已形成一個波及面積超過50km2的橢圓形降落漏斗,中心水位較1978年下降了30m,年降幅近4m。1986年以後,水位仍以平均3m/a的速率下降。目前該降落漏斗中心最大降深已達80m。地面沉降現狀條件下不會對輸氣管線造成危害。
⑧ 按礦山環境地質問題導致的結果分類
以礦業活動導致的環境地質問題結果作為分類的主要原則,從公益性、基礎性礦山地質環境調查與保護的目的出發,將其分為資源毀損、地質災害和環境污染三大類型及眾多的表現形式(表3-1)。
表3-1 礦山環境地質問題類型劃分
礦山資源毀損、地質災害和環境污染等環境地質問題在礦山開發的時間上、空間上具有重疊性、穿插性,部分礦山環境地質問題互為因果關系。不同類型礦產以不同開采方式開采,採用的選冶技術及工藝設備等不同,導致的礦山主要環境地質問題表現形式也不同。以一類或兩類環境地質問題為主,當三種類型環境地質問題同時出現重疊時無疑會加重礦山環境地質問題的嚴重程度。就是說,單一的礦山環境地質問題對環境也許不至於造成嚴重的影響,但是多種環境地質問題交織疊加,將會產生破壞性的後果。
3.3.1.1 資源毀損
礦山資源毀損包括礦產資源破壞與浪費、土地資源壓占與破壞和水資源浪費與破壞。
(1)礦產資源破壞與浪費:礦產資源的有限性和不可再生性特點決定了礦產資源要合理開發、充分利用,但是由於各種原因,礦產資源的破壞與浪費現象十分嚴重,尤其是部分民采礦區資源破壞性開采令人觸目驚心。主要表現為亂采濫挖、采富棄貧、采厚棄薄。由於采礦技術、工藝設備落後,礦山企業一味追求短期暴富,導致礦山采礦回採率低,共生、伴生組分未利用或利用率低等造成礦產資源浪費嚴重。全國國有煤礦平均回採率為40%~50%,地方礦為30%~40%。主要有色金屬采選總回收率僅為35%~50%,鐵礦采選總回收率為65%,建材非金屬礦的采選回收率大多低於60%,而鄉鎮、集體和個體采礦的回收率更低。我國礦產資源綜合開發利用水平與國外發達國家相比,存在不小差距。對全國246個含有伴生和共生組分的大中型礦山企業的調查發現,有32.1%的礦山開展伴生或共生有益組分綜合回收利用,但是即使是做了綜合回收的礦山,綜合利用程度也是比較低的。
(2)土地資源壓占與破壞:坑道掘進、采礦廢石、選礦尾渣、冶煉廢渣等,長期堆放壓佔耕地、林地、草地,數量巨大,造成了土地數量減少,加劇了用地緊張狀況,導致礦山企業與農民糾紛不斷。露天剝離、地下采礦及煤層自燃誘發的地面塌陷、地裂縫以及滑坡、泥石流等破壞了土地的完整性。廢渣風化及乾旱地區尾礦沙隨風揚塵成為新的沙塵發源地,導致土地沙化,惡化了土地利用現狀,降低了土地的生產力。
(3)水資源浪費與破壞:礦山采礦要排出坑道積水,以防礦坑積水影響正常采礦和危及人身安全。高強度的礦山疏干排水及礦井突水會造成礦區地下水位下降,地表河流流量減少,甚至斷流。陝西、甘肅、寧夏、青海、新疆五省區國土面積約佔全國面積的1/3,而水資源總量僅為全國的10%。更為不利的是水資源分布與礦產資源分布不匹配,加大了礦產資源開發難度和成本。如新疆塔里木油田、吐哈油田,甘肅金川銅鎳礦、白銀銅礦,青海察爾漢鉀鹽,鄂爾多斯盆地綜合礦物能源和化工基地等重要礦產資源開發區均是嚴重缺水的乾旱地區。疏干排水一方面造成了寶貴的水資源的浪費,另一方面加劇了礦山用水危機。
3.3.1.2 地質災害
地質災害包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、水土流失、土地沙化和尾礦庫潰壩等。
隨著科學技術的進步,人類礦業開發的強度和規模愈來愈大,高強度、大規模機械化的采礦活動作用於礦山地質環境的強度遠遠超過了自然地質作用,強烈地改變和破壞了礦區原有的地應力平衡系統,使得地應力在重新調整過程中產生了多種次生地質災害,如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、水土流失、土地沙化和尾礦庫潰壩等。礦區地質災害具有突發性、多發性、群發性、危害性集中的特點。尤以突發性地質災害危害性最大,往往造成重大人員傷亡和經濟損失,社會影響巨大。
3.3.1.2.1 崩塌、滑坡、泥石流
崩塌是斜坡上的岩體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動,堆積在坡腳或溝谷的地質現象。崩塌一般發生在暴雨、大暴雨或持續降雨時間較長過程中或稍後。崩塌是山地礦山常見的一種突發性地質災害。采礦造成的高陡邊坡,形成的懸空危岩體,采空塌陷形成的山體開裂等,在「崩落法」采礦、暴雨及礦山排水不當的情況下易引發崩塌。
滑坡是斜坡上的岩土體被各種構造面切割分離成不連續狀態時,或露天礦山的高陡邊坡失穩,或堆積在斜坡體上的采礦廢渣因地面塌陷、地裂縫、暴雨等因素誘發,在重力作用下沿一定的軟弱面整體向下滑動形成的。滑坡是山地礦山和露天采礦場最常見的地質災害類型之一。
泥石流是山區特有的地質災害類型之一,是地質、地貌、氣象、水文、植被等自然因素和人為因素綜合的結果。其暴發突然、來勢兇猛、沖擊力強、沖淤變幅大、主流擺動速度快,以沖刷、沖擊、淤埋等方式表現出巨大的危害性。其形成有3個基本條件:①豐富的鬆散物源是泥石流形成的物質基礎;②高陡的縱坡降比為泥石流形成提供了動力條件;③暴雨、水庫或尾礦庫潰決是泥石流形成的激發因素。
礦山鬆散的采礦廢渣堆放在陡峻的便於集水、集物的峽谷溝坡上,在暴雨、尾礦庫潰壩、水庫潰壩等條件誘發下,形成含有大量泥沙石塊的特殊洪流——礦渣型泥石流。泥石流形成有三個條件:一是有利於儲存、運移和淤積的山地峽谷地形地貌;二是具有大量鬆散廢渣物質的來源;三是具有強勁的水動力誘發因素。山地礦山是泥石流的高發區,多發生在夏季7~9月暴雨期間。具有暴發突然、運動極快、能量極大、破壞力巨大、致災嚴重的特點,往往造成礦山工礦設施被毀、生產中斷和人身傷亡的重大地質災害,而且還會對礦山以外的居民、公路、鐵路、水利、水電工程等造成巨大破壞。
3.3.1.2.2 地面塌陷、地裂縫
地下礦體被采出後,形成了巨大的采空區,導致周圍岩體原始應力平衡狀態發生破壞,在應力重新調整到新的平衡過程中,上覆岩土層在時間和空間上發生移動、變形,形成塌陷盆地、漏斗狀塌陷坑和台階狀斷裂。在平原和地凹地區的地面塌陷會造成地表大面積積水,農田被淹。由於塌陷,地表潛水位相對提高,一般而論,當地下水位上升到離地表1m時,土壤毛細管作用就可將地下水提升到地面。在乾旱地區或乾旱季節,地下水上升將土壤里的鈣、鈉、鎂等鹽分帶到地表,待水分蒸發後,鹽類就在地表聚集,形成鹽漬化土地,造成土地退化,影響農作物生長。山地、丘陵地區則誘發山體開裂、崩塌、滑坡等其他地質災害。
3.3.1.2.3 水土流失
水土流失又稱土壤侵蝕,是一種漸進型的地質災害,其形成與地形地貌、植被、降雨等因素密切有關。水土流失造成土地肥力降低、生產力下降,環境惡化。水土流失導致的土壤侵蝕是西北地區生態環境惡化的重要因素之一。
3.3.1.2.4 土地沙化
是在沙質地表產生的土壤風蝕、風沙沉積、沙丘前移及粉塵吹揚等過程的現象。土地沙化導致土地退化,農作物產量降低及生態環境惡化。
3.3.1.2.5 尾礦庫潰壩
尾礦就是選礦廠在現有經濟技術條件下,回收有用組分後,對於目前難以回收利用的礦石礦物組分,以尾礦漿形式排放於尾礦庫中,其中含有對環境有害的重金屬元素、選礦葯劑等有毒有害物質,具有粒度細、數量大的特點。因選礦技術、生產工藝設備等制約,往往造成有用組分的損失,也是金屬礦區環境污染的重要污染源。是尾礦壩裂縫、尾礦滲漏、山體滑坡以及尾礦庫超期服役等導致尾礦庫壩基發生滑動、坍塌和潰壩,造成尾礦砂淹沒農田、堵塞交通、污染河流以及造成人員傷亡的地質災害。
3.3.1.3 環境污染
包括水污染、土壤污染。礦業開發采、選、冶生產過程中的礦坑廢水、選礦尾礦漿、采礦粉塵、煤礦排放的瓦斯、煤層自燃及煤矸石自燃的有害氣體、礦石冶煉煙塵廢氣、廢渣中重金屬以及酸性廢石等是礦山環境污染的主要污染源。其主要污染物質有重金屬汞、鉛、砷、鉻、鎘等以及氰化物、石油類、粉塵、二氧化硫及酸性廢水,未達標排放,或直排、偷排等都會造成地表水、地下水、土壤、植被、穀物、蔬菜、果品、水產品等污染。另外,某些礦山礦石中放射性物質會造成放射性污染。
(1)水污染:廢水、廢渣、廢氣等「三廢」中有毒有害物質大量進入水體,超過了水體的自凈化能力,導致其化學、物理、生物性質的改變,造成水質惡化,影響了水的功能和效用,危害人體健康,破壞生態平衡。礦坑廢水、選礦廢水未經達標處理,隨意排放,有毒有害物質滲入地下、進入河流湖泊,導致水體污染,水質惡化,不能飲用、灌溉,直接或間接威脅礦區及其附近居民的生活健康。
(2)土壤污染:礦山排放的廢水、廢氣和廢渣中的有害物質進入土壤,超過了土壤的自凈化能力,影響農作物的生長發育,或其中有害物質超標排放直接或間接危害人畜健康,稱之為土壤污染。土壤污染的主要途徑有三類:一是氣型污染,即采礦粉塵、選冶排放的煙塵、廢氣首先污染大氣,然後降至地表而污染土壤;二是水型污染,即礦坑水、選礦廢水、冶煉廢水排放後,通過河流或農田灌溉而造成土壤農田污染,重金屬鎘、鉻、鉛、鋅等污染物多集中分布於淺層耕作層;三是廢渣污染,即采礦、選礦廢渣等中的水溶性有毒物質,如鎘、汞、鉻、砷等被雨水沖淋而滲入土壤造成污染。
⑨ 寧夏地質災害危險性評估報告哪家單位做
北京岩土工程勘察院可以