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預測地質災害

發布時間: 2021-01-21 03:54:18

地質災害的危險性評估

地質災害危險性是指地質災害危險源危險區范圍及其可能造成人員傷亡和財產損失。回
地質災害危險答性評估包括三個方面:
①地質災害危險性現狀評估:
對建設場地評估區范圍內的已有地質災害進行危險性現狀評估。
②地質災害危險性預測評估:
對擬建工程建設活動可能誘發的地質災害進行危險性預測評估。
③地質災害危險性綜合評估:
危險性綜合評估=危險性現狀評估+危險性預測評估。
編制評估區地質災害危險性綜合評估分區圖。

② 地質災害危險性預測評估結果

通過上述工程建設誘發或加劇地質災害的可能性以及工程建設本身可能遭受已有地質災害的危險性預測,結合成品油管道展部區環境地質背景條件,地質災害體穩定性,預測災害經濟損失及其對工程建設的影響,歸納總結了不同管道敷設地段地質災害的危險性等級(表8-2)。

③ 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

④ 年全國突發性地質災害趨勢預測

國土資源部通報 2011 年第 26 期

為研判全國地質災害發生趨勢,更好地部署防治工作,部組織有關單位開展了全國突發性地質災害趨勢預測,並召開了 「2011 年全國突發性地質災害趨勢預測會商會」。據預測,今年全國地質災害以滑坡、崩塌、泥石流為主,發生的數量和危害情況可能接近常年,局部地區可能加重。南方大部地區,尤其是西南、中南和東南沿海以及西北部分地區仍然是地質災害發生和危害的重點地區。地質災害全年都有發生,5月份至 9月份相對集中,其他時段時有發生。

一、預測依據

(一)地質環境背景

地質環境背景條件研究表明,全國地質災害易發區主要分布在我國地勢的第二級階梯帶和東南山地丘陵區。根據全國地質災害調查的實際資料和工作經驗分析,地質災害高易發區主要分布在我國地勢的第二級階梯的橫斷山區、青藏高原東緣區、湘西和雲貴高原區、川北陝南地區、川東鄂西中低山區、黃土高原區,以及東南山地丘陵區。行政區劃上主要是雲南、四川、貴州、西藏、陝西、甘肅、重慶、湖北、湖南、江西、廣西、福建、廣東、浙江、安徽等省 (區、市)的部分山地丘陵區。

(二)歷史災情

在空間上,地質災害最嚴重地區是四川、雲南、貴州、湖南、重慶、陝西,其次是廣東、福建、山西、廣西、江西、甘肅、浙江、安徽等省 (區、市)。據統計,2001 ~2010 年間,地質災害造成人員傷亡數居於年度全國前 5 位的省 (區、市)依次是四川、雲南、貴州、湖南、重慶、陝西、廣東、福建、山西、廣西、江西和甘肅,10 年間傷亡人數進入全國前5 位的頻次分別為四川9 次、雲南8 次、貴州7 次、湖南 5 次、重慶和陝西各 4 次、廣東、福建和山西均為 3 次、廣西 2 次、江西和甘肅各 1 次。

時間上,地質災害主要集中發生在 5 ~9月。據統計,突發性地質災害的發生與降雨具有很好的相關性,降雨是誘發地質災害的主要因素。95% 的地質災害發生在汛期 (5 ~9月),80%的地質災害發生在主汛期 (6 ~8月),51% 的地質災害發生在 7月。因此,汛期是地質災害的多發期,而主汛期是地質災害的高發期,以 7月份最為顯著,汛期以外的月份地質災害相對低發。

類型上,地質災害以滑坡為主,崩塌和泥石流次之。據多年統計,滑坡占總數的 75.5%,崩塌占總數的 19.7%,泥石流占總數的 3.0%,地面塌陷、地裂縫和地面沉降數量相對較少,分別占總數的 1.2%、0.5%和 0.1%。

(三)發展趨勢

據推測,2011 全國年地質災害發生數量可能比 2010 年有所減少。從多年地質災害發生數量情況看,地質災害發生數量一般隨年份呈波浪式分布。據此推測,2011 年地質災害發生數量可能比 2010 年有所減少。

(四)氣候預測

據氣象部門預測,汛期在地質災害高易發區和較高易發區的雲南西部、四川西部、甘肅東部部分地區、青海東南部、西藏中東部、遼寧中南部、安徽東南部、浙江大部、福建南部、江西南部、湖南南部、廣東、廣西東部、海南等地區降水較常年同期偏多,其中雲南西部和西藏東部等地區偏多 2 ~5 成。另外,登陸我國的熱帶氣旋較常年偏多。

(五)地震預測

據地震部門預測,2011 年需要關注南北地震帶中、南段和藏東地區以及華北北部地區。

二、地質災害趨勢預測結論

2011 年全國地質災害以滑坡、崩塌、泥石流為主,發生的數量和危害情況可能接近常年,局部地區可能加重。南方大部地區,尤其是西南、中南和東南沿海以及西北部分地區仍然是地質災害發生和危害的重點地區。地質災害全年都有發生,汛期相對集中,其他時段時有發生。

3 ~ 5月,山西、陝西、甘肅和新疆的西北部,尤其是黃土地區,因春季氣溫回暖、冰雪凍融引發滑坡、泥石流災害的危險性較大。

5 ~ 9月是滑坡、崩塌、泥石流的主要發生期,尤以 6、7、8月最為嚴重。重災地區可能主要分布在四川、雲南、貴州、湖南、重慶、陝西、廣東、福建、山西、廣西、江西、甘肅、浙江、湖北、安徽等省 (區、市)的部分山地丘陵區。

汛期尤其要高度重視汶川地震強烈影響區泥石流隱患。四川、雲南、貴州、重慶、陝西、甘肅、山西最需要重視局地強降雨引發的地質災害。福建、浙江、廣東、湖南、廣西、江西、湖北等省 (區)地區尤其要注意防範台風暴雨和區域強降雨引發的地質災害。玉樹、盈江地震災區餘震和降雨、三峽庫區水位消漲、降雨等因素引發地質災害的危險性需要重視。

10 ~ 11月,在西南部山區需注意防範異常強降雨引發的滑坡、泥石流災害。

在川、滇交界地區、藏東地區等地震高危險區,要注意防範地震引發的次生地質災害。

在山區居民密集區、重大工程區,水利工程區、礦山開采區等由於建房、修路和施工開挖、堆土 (礦渣)、水庫蓄水和農田灌溉等人為活動,引發地質災害仍然有可能加劇。

國土資源部

二〇一一年四月十一日

⑤ 地質災害危險性預測評估

(一)地質災害危險性預測評估概況

根據野外調查並結合已有資料分析,擬建輸油管道工程建設和運行過程中可能遭受的地質災害和工程建設可能加劇、引發的地質災害主要有滑坡、崩塌、地裂縫、邊坡失穩、洪水沖蝕以及黃土濕陷和潛蝕等。

表6-6 崩塌(危岩)危險性現狀評估一覽表

續表

現狀評估中已存在的滑坡、崩塌,根據其規模大小、運動特徵、穩定性以及與擬建管線臨近關系(大中型50~100m以內,小型30m以內),確定有6處滑坡(H1、H3、H11、H12、H14、H17、H24)和5處崩塌(B1、B2、B6、B14、B16)可能對管道形成災害危險。

在管線通過處附近發育4條地裂縫(D1、D2、D3、D4),在其繼續活動下,擬建管線可能遭受地裂縫災害,主要引起管道變形、拉裂、錯斷等破壞作用。其危害性大小主要根據地裂縫與管線相交關系和臨近距離以及地裂縫活動特徵等綜合判定。

圖6-7 段家峽曹固公路崩塌示意剖面圖

1.人工堆積物;2.奧陶系灰岩;3.崩塌體墜落方向

擬建管線部分地段穿越黃土丘陵以及黃土台塬、高階地前緣地帶,受地形條件限制,不可避免地存在削方、挖坡工程,形成一定規模的人工邊坡,在全線路零星分布,長約9.8km。若設計和施工不當,將引發邊坡失穩,形成崩滑災害。邊坡失穩致災的危險性主要依據開挖處自然坡高、坡度、岩性組合、岩體破碎程度以及植被覆蓋條件和降水入滲條件等來綜合分析判斷。

擬建管線工程長度大,並跨越多條河流,不可避免地經過河流凹岸處,一定程度上受到河流侵蝕作用,形成近岸處填埋管道外露以至變形破壞和管道橋台坍塌。擬建工程有3處地段通過或臨近河流侵蝕段,可能遭受洪水沖蝕災害。

擬建工程可能遭受、加劇和引發的地質災害,依管線工程特點分干線、支線和站場三部分進行預測評估。

(二)輸油干線工程地質災害危險性預測評估

擬建輸油管道干線可能遭受、加劇或引發的地質災害危險性評估結果列於表6-9中。

干線工程地質災害危險性預測結果表明:

(1)擬建管線可能遭受6處滑坡的危害,受災長度775m,遭受滑坡危險性大的是440+900、446+500和616+800三處管線段,長435m。危險性中等的2處,長70m,危險性小的1處,長250m;

(2)擬建管線可能遭受5處崩塌的危害,受災長度145m。遭受崩塌災害危險性大的是在380+700處,長20m。危險性中等的3處,長110m。危險性小的1處,長15m;

(3)擬建管線由於施工原因,可能形成1處地段人工邊坡,長度7.8km。工程削坡後易失穩,處理不好,極易引發崩滑災害,評估致災危險中等;

(4)有3處地段靠近或穿過河流凹岸,可能遭受洪水沖蝕塌岸災害,受災長度2100m,危險性中等1處,長900m。危險性小的2處,長1200m。

表6-7 地裂縫危險性現狀評估一覽表

表6-8 洪水沖蝕危險性現狀評估一覽表

表6-9 陝西段干線管道工程地質災害危險性預測評估表

續表

從以上可看出,擬建輸油管道干線工程建設和運行過程中可能遭受的地質災害主要有滑坡、崩塌、河流侵蝕塌岸,引發的加劇的地質災害主要是工程削坡引發和邊坡失穩,共4種災害,對干線工程形成15處災害點,長度10.820km,占整個干線工程長度的2.67%,其中致災危險性大的4處(長0.455km),致災危險性中等的7處(長8.080km),危險性小的4處(長1.465km)。

(三)輸油管線支線工程建設地質災害危險性預測評估

擬建輸油管線支線工程有5條,其中寶雞、咸陽和渭南3條支線可能遭受和加劇、引發的地質災害,其危險性評估結果見表6-10。

支線工程地質災害危險性預測結果表明:

(1)寶雞支線穿越1處崩塌,管線鋪設施工有可能引發、加劇該崩塌災害,受災長度50m,危險性中等。

(2)咸陽支線任家咀分布有1條構造成因的地裂縫,管線建成運行後有可能遭受該條地裂縫災害的威脅,受災長度170m,危險性小。

(3)渭南支線沿線或兩側500m范圍內分布有3處構造成因的地裂縫、1處滑坡和1處崩塌,管線建成運行後有可能遭受這3處地裂縫災害的威脅,受災長度210m,危險性中等。管線鋪設施工有可能引發、加劇滑坡和崩塌災害各1處,受災長度120m,危險性中等。

表6-10 輸油管線支線地質災害危險性預測評估表

(4)西安和風陵渡支線兩側100m范圍內無滑坡、崩塌和泥石流地質災害,1000m范圍內也無地裂縫,管線鋪設施工方式為淺埋開挖和頂管,也不引發、加劇地質災害,對管線不構成危害,危險性小。

(四)輸油管線站場工程地質災害危險性預測評估

擬建輸油管道陝西境設5個站場,即固關減壓泵站、鳳翔分輸站、咸陽分輸站、渭南分輸站和風陵渡分輸站,其所處地貌部位分別為:千河一級階地、山前洪積平原、黃土塬、渭河一級階地、黃河一級階地。站場附近地勢平坦,地面相對高差不超過5m。在站場附近100m范圍內無地質災害分布,擬建站場施工和運行也不會引發和加劇地質災害發生。渭南和風陵渡站場需作抗地震液化的設防措施。預測評估站場工程地質災害危險性小。

⑥  地質災害類型及其危險性現狀評估和預測評估

一、地質災害類型及特徵

評估區地質災害類型有地面災害和斜坡變形災害兩大類共6個災種,災害類型劃分及其主要特徵見表12-5。

表12-5地質災害類型劃分及主要特徵表

(一)地面沉降

在評估區及其附近,地面沉降分布於淮北平原阜陽、界首、太和、利辛、渦陽、蒙城等市縣,是由於超采中、深層孔隙承壓水引起的。20世紀80年代以來,各城鎮開采井多深達150~200m,隨著開采量逐年增大,承壓水頭逐漸下降,使得1.62×104km2的自流區基本消失,形成了以城鎮為中心的區域性降落漏斗。至90年代中期,阜陽市城區降落漏斗中心水位埋深已達80m,水位降幅1.44~1.88m/a;界首市城區水位埋深已超過70m;有些地段降落漏斗已相連接。承壓水位持續下降誘發了地面沉降。

20世紀80年代初有關部門對阜陽市進行水準復測發現,位於穎河西側水文站內的9號點僅沉降83.7mm,沉降范圍80~100km2。此後該市開采中深層承壓水進入了高峰期,地下水位以3m/a的速率持續下降,至1990年沉降范圍和中心沉降量分別以26km2/a和78.9mm/a高速增長,沉降中心最大沉降速率達109mm/a,沉降范圍已達360km2,沉降中心最大累積沉降量873mm。地面沉降量與地下水開采量及水位埋深呈正相關。1990~1999年沉降速率雖有所減緩,但沉降范圍擴展和中心沉降速率仍達6.25km2/a和59.3mm/a,至1999年1月沉降范圍約410~420km2,中心最大累積沉降量已達1347.4mm(圖12-2)。

圖12-2阜陽市累積地面沉降量等值線圖

等值線單位:mm

此外,管線附近界首、太和、利辛等縣城水位持續下降,已形成水位降落漏斗,地面沉降有一定顯示。

過量開采中深層地下水,使地下水位大幅度持續下降,造成含水層及相鄰土體的有效應力增加從而固結壓密並發生地面沉降。阜陽地區0~156m深度范圍內主要有6個壓縮層,總厚度50~l00m,其中A7-4、A9-5和A11-6三個壓縮層是主要的,它們的埋深分別為39~77m、78~101m和107~132m,而埋深40m以內的土體則為超固結土,壓縮沉降量小。

(二)采空塌陷

采空區地面塌陷是採掘巷道上部的岩層失去支撐,力學平衡條件被破壞,而發生的崩落、開裂、彎曲等變形破壞現象,最終導致地面沉陷的地質災害。在安徽段采空區地面塌陷主要分布於淮海煤礦和定遠石膏礦和鹽礦三地。

1.淮南煤礦地面塌陷

淮南礦業集團所屬12對礦井,井田總面積為301.12km2,至今采空塌陷面積達57.744km2。隨著煤礦開採的延深和規模擴大,1997年1月至2000年6月塌陷區增加了8.04km2,年增長率為4.1%。礦區地跨淮河兩岸,為沖積平原區,淮河以南采空塌陷(距管線達19km)總面積34.734km2,塌陷最大深度約20.Om;淮河以北采空塌陷總面積23.01km2,塌陷最大深度約5.5m。淮南煤礦采空塌陷比較嚴重,造成村莊、農田被淹沒,工程設施損壞,並對水利和防洪工程造成較大的影響。

淮南煤礦采空塌陷屬緩變型。基本特徵是:回採1.5個月左右,地面塌陷開始產生,3~4個月為活躍期,此時的塌陷總量可達70%左右,一般18個月後逐漸穩定,且采空區與地面塌陷區基本一致。淮河以北潘謝礦區采空塌陷處於持續發展過程中。

2.定遠石膏礦地面塌陷災害

定遠石膏礦地面塌陷形成的特點是:巷道遺棄支護一拆除,巷道頂板岩層立即塌落,隨後引起地面塌陷。目前塌陷面積僅為50~800m2,塌陷的深度最大為0.50~0.65m,管線離其尚有一定距離,且開采規模呈現減少的態勢。

3.定遠縣東興鹽礦地面塌陷災害

該礦的開采區位於輸氣管線(K235+280)的南側4km處。自1988年末開采至今,僅在1998年後開采區開始產生輕微的地面塌陷,且與開采區范圍相吻合,面積約0.2km2。目前對開采區及周圍影響不大。

地面塌陷的產生及危害程度受諸多因素制約,主要與礦層厚度及埋藏深度、頂板圍岩強度和上覆的第四系鬆散堆積物厚度有關:礦層厚度愈大,埋深愈小,頂板圍岩強度愈小,上覆第四系鬆散堆積物愈厚,則地面塌陷愈強烈。

(三)地震液化

管線穿越的地震烈度Ⅶ度區有兩段:一段位於淮北平原的四廟—孫集一帶(K59—K70),西淝河河床兩側為第四系全新統粘性土、粉砂、細砂,厚度6.40~14.80m,地下水位埋深2.20~2.50m,其下伏的粉砂、細砂在地震條件下存在輕微液化;另一段位於江淮丘陵平原的前王一帶(K266+200—K273+200),池河河床兩側分布的全新統粘性土、粉土和含泥砂礫石,厚15~20m,水位埋深0.8~2.4m,上覆的粘性土厚度在6m左右,下伏的粉土較薄,且標貫擊數在17擊左右,粘粒含量大於10%,基本不產生地震液化問題。

(四)膨脹土災害

評估區內界首、蒙城、定遠、滁州、來安等地丘陵崗地及河谷Ⅱ級階地上廣布的上更新統的沖積、洪沖積及殘坡積的粘土、粉質粘土,顏色為灰白、棕黃、褐黃和土黃色,厚度一般7~15m,局部大於30m。天然狀態下呈硬塑、堅硬狀,柱狀節理發育,含鐵錳質結核和薄膜。由於土層中含較高的蒙脫石、伊利石等親水性礦物成分,有遇水膨脹、失水收縮的特徵,往往造成其上的建築物變形、開裂。經取樣測試,評估區內膨脹土自由膨脹率為40%~63.5%,屬弱膨脹潛勢。淮北平原區和沿江丘陵平原區一般在40%~57.5%;江淮丘陵平原區一般為45.5%~63.5%;局部可達66.5%~74.5%。從地貌上可以看出,膨脹土的膨脹性有在平原區稍低,丘陵坡麓的崗地區稍大的特點。

工程沿線膨脹土分布地段為K19+600—K58+400、K63+400—K65+000、K70+000—K178+500、K184+300—K219+100、K226+650—K245+450、K246+150—K251+250、K253+900—K262+050、K263+300—K266+150、K305+500—K309+900、K312+480—K321+870、K323+190—K325+050、K328+390—K333+900、K343+110—K345+910,分布長度為242.7km,占線路總長的70%。

(五)崩塌

沿線崩塌災害主要分布於K185—K200、K280—K334段,崩塌均與人工切坡不當有關,有土崩和岩崩。崩塌體的規模一般在50~200m3之間,調查過程中發現多處岩崩,主要分布於K280—K302段,由中元古界千枚岩等淺變質岩組成的斜坡,節理裂隙極為發育,岩性破碎。因修建房屋和公路切坡的邊坡大多不夠穩定,如滁州市南譙區小庄村崩塌,土崩主要分布於K302—K334段,由Q3弱膨脹土組成,切坡後極易產生崩塌。如滁州市甘里阜和定遠縣城東輪窯廠崩塌等。

此外,還有人工堆積層崩塌分布於K185—K200段,是由採石場棄碴於采坑邊造成的。

二、地質災害危險性現狀評估

(一)地面沉降

阜陽市地面沉降的發展已直接或間接地給城市建設和經濟發展造成了一定危害,主要表現有:

1.破壞水利設施和降低防洪標准:位於沉降區的潁河和泉河,左右堤壩全長48km,堤頂高度均已隨地面沉降而降低,已達不到原設計20年一遇的防洪標准。20世紀80年代以來,阜陽節制閘多處閘體開裂現象逐年增寬,目前已嚴重威脅大閘的運行安全。

2.破壞市政及供水設施:部分深層地下水開采井發生傾斜、錯位、井管抬升、井台開裂變形。穎上路段排水管道錯裂,原可順暢外排的污水向沉降部位集中。

3.破壞城市測量控制網:中國地震局以阜陽市為中心布設的阜陽環Ⅱ等水準線路,因地面沉降干擾,影響了地震監測工作。1999年總參在阜陽進行地形校測時,導線無法閉合,不得不從沉降區外水準點引測。

阜陽市中深層孔隙承壓水水位下降速率近年來有所減小,反映阜陽市地面沉降有減緩的趨勢。而輸氣管線通過地段在阜陽市地面沉降區以北約30km處,沿線除利辛縣城外皆為農村,目前中深層地下水開采量不大,尚未發現地面沉降現象。

(二)采空塌陷

1.淮南煤礦采空塌陷

淮南煤礦系國家統配煤礦,開采數十年來所形成的地面塌陷范圍和塌陷深度都很大。地面塌陷所導致的災害比較嚴重,其危害主要表現在:塌陷盆地中心部位已形成一系列的塌陷湖(塘),造成村莊、農田、通信線路被淹沒。邊緣區(危險變形區)工程建設及設施被損壞,如房屋傾斜、牆基開裂、地坪錯開等;對水利和防洪工程造成較大的影響,如淮河堤塌陷,下沉深度大於1m的達850m,累計影響長度15.1km;鐵路路基下沉(大通—張樓線的望李段),影響長度為7.41km;外邊緣區主要表現在對房屋的破壞,如牆基開裂等。

淮河以北的潘謝礦區地面塌陷正處於持續發展過程中,且距輸氣管線相對較近(在K159處相距為10.3km)。目前塌陷區呈北西西—北西向展布,而且潘1、潘2、潘3三個礦井的塌陷區幾乎相接(圖12-3)。礦區規劃的開采區向四周擴展,無疑距輸氣管線將愈來愈近,應予關注。

圖12-3淮河以北煤田采空區地面塌陷預測圖

2.定遠石膏礦地面塌陷

該礦采空區頂板岩層以軟弱的泥岩和粉砂質泥岩為主。根據多年觀測資料表明,當礦床開采深度在170~180m以內時,可引起地面塌陷;其中以開采深度60~70m的最易引起地面塌陷。

根據該礦1992年的調查結果,采空塌陷自1990年開始,在不到一年的時間里,地面塌陷面積達10餘畝,隨著采空區面積的增加,地面塌陷時有發生,其多發年份為1998年之前,其後地面塌陷災害有減緩的趨勢。地面塌陷產生的同時,多伴有地裂縫的產生(危險變形區)。調查結果表明:定遠石膏礦采空區塌陷的影響范圍,一般比采空區范圍向外擴展l00m左右。塌陷的危害主要是引起房屋開裂、電線桿歪斜、渠道損毀、耕地破壞等。而礦區位於縣城的東南郊,屬居民較密集區,且存在一些高層建築(樓房、煙囪),因而,采空區的地面塌陷已威脅到人們的正常生活環境。

由於定遠石膏礦目前開采規模呈現減少的態勢,因而礦區的地面塌陷問題影響甚弱,地面塌陷危險性等級屬輕微。

3.定遠縣東興鹽礦采空塌陷

該礦礦體頂板埋深218m左右,近東西向展布,岩性為軟弱的泥岩和鈣質泥岩,目前採用鑽井注水法生產工藝開采,采空區即為溶腔,溶腔間預留80~100m的保安礦柱。自1988年末開采至今,礦區地質環境現狀較好,基本未產生相關的地質環境問題,僅在1998年後,開采區開始產生微弱的地面塌陷,其形態與開采區范圍相吻合,面積約0.2km2。由於屬鑽井注水法開采,故其地面塌陷屬緩變型,且地面顯示不明顯,主要表現在降雨期存在積水問題,而對開采區及周圍影響不大(居民遠離礦區,相距600m以外),地面塌陷危險性等級屬輕微。

(三)地震液化

由於缺乏系統的資料,歷史上中強地震時評估區土層液化的分布及液化對建築物的破壞情況無法細述,但據現有資料,以阜陽市為例:1668年7月25日山東莒縣—郯城間8.5級地震(是我國東部最強烈的地震),在阜陽市造成Ⅶ度破壞;1481年3月9日渦陽6級地震、1831年9月28日鳳台北東6.25級地震、1937年8月1日山東菏澤7級地震,在阜陽市均造成V度破壞。由於淮北平原淺部發育全新世的砂類土和低塑性粉土,且地下水位埋深一般為1~2m,因此,存在地震液化的可能性。

(四)膨脹土災害

評估區內膨脹土分布范圍很廣,屬弱膨脹潛勢,但據現場調查,對低層建築仍有一定破壞性,主要表現在使房屋及牆體產生開裂,並伴有地裂或地基上鼓。如蒙城縣的雙佛塔建在膨脹土地基上,現在從塔頂到塔底產生一條大裂縫,另外淮南、蒙城、界首、定遠等地的廠礦、學校、民房等,有不少因膨脹土地基而產生房屋開裂,其中蒙城縣的蒙古族中學院牆在1978年秋天產生地基上鼓現象。

由膨脹土組成的邊坡,邊岸也極易產生滑坡、崩岸,如河岸、湖岸及人工渠的邊坡都產生過規模不等的滑坡和崩塌,位於江淮分水嶺附近的人工渠及巢湖湖岸,都有這類危害。

(五)崩塌

評估區內崩塌災害主要是堵塞道路交通、壓覆植被、掩埋農田等。輸氣管線施工的切坡開挖,勢必會受到崩塌的危害。

三、地質災害危險性預測評估

(一)工程建設誘發、加劇地質災害的可能性

(1)工程沿線大部分為平原地區,工程建設時和建成後不會加劇地面沉降、地面塌陷等災害。

(2)鑒於沿線膨脹土分布廣泛,在區內劉巷子、定遠、滁州等丘崗地帶,地形起伏較大,工程建設時如開挖斜坡地帶,易誘發邊坡不穩定,一般不會加劇滑坡災害,如在廟陳—滁州地段,基岩裂隙發育,人工切坡時易誘發崩塌或滑坡災害,應注意邊坡的防護工作。

(3)管線穿越淮河、池河、滁河等較大水體,如工程處理不當,會造成地基破壞,易產生管涌、滲漏問題,影響防洪堤。

(二)工程本身遭受地質災害危險性評估

1.地面沉降

根據規劃資料,中、深層地下水在將來仍然是城鎮供水的主要水源,且開采量和開采范圍均有所擴大。採用水文地質比擬法,結合近年來的水位、水量、沉降監測資料的相關性分析,各主要城鎮地面沉降預測結果見表12-6和圖12-4。

表12-6主要城鎮地面沉降預測結果表

圖12-4安徽段地面沉降趨勢預測圖

鑒於缺乏淮北平原區地面沉降專門研究,其預測結果和將來實際情況可能存在一定偏差,但其地面沉降的發展是存在的,會對管線造成一定的危害,筆者認為利辛段地面沉降發展對管線危險性大,其他危險性小。

2.采空塌陷

(1)淮南煤礦地面塌陷

根據淮南煤田分布特徵和礦區地質構造條件分析,並採用工程地質比擬法和概率積分法預測,離管線最近(4.5km)的朱集礦區,即使將來采礦,其塌陷影響范圍一般以開采深度的65°角外延,其最大距離為2.5km(-1200m的開采標高)。2015~2020年預計最大下沉值為3.6m,下沉0.5m以上的塌陷范圍為5.532km2,未延伸至管線;潘謝礦區地面塌陷災害嚴重,但距管線較遠。預測地面塌陷對管線的危險性小。

(2)定遠石膏礦地面塌陷

定遠石膏礦區礦層穩定,規劃開采井巷最南端距管線1.4km。採用類比法和理論計算兩種方法預測,認為規劃開采區可能塌陷邊緣距管線僅500~600m,塌陷影響帶將波及到管線。管線在K245+500—K252+020段(長6.52km)通過石膏礦體分布區,若今後在管線下部及一定范圍內(2km內)開采,勢必會對管道的安全產生危害性,潛在危險性較大。

(3)定遠東興鹽礦采空塌陷

礦區邊界和管線最近距離為3.5km。東興鹽礦開采過程中,採用鑽井水溶法開采,其采空區實際上是水與鹽礦體(溶於水而流出地表)的置換過程,且礦體尖滅部位距管線3.5km,開采產生的地面塌陷對管線的危險性小。

3.膨脹土

評估區內膨脹土大氣影響深度在3.0~3.5m之間,膨脹土的脹縮性易對管線產生頂壓,加之地形起伏大,易產生滑坡,有可能會對管線產生不良影響,總體危險性小,局部中等。

4.地震液化

採用標准貫入試驗判別法對西淝河漫灘全新統沖積層(15m以淺的深度內進行判別,Ncr為7.07~7.72,在Ⅶ度遠震的情況下,頂部的粉土不存在地震液化問題,而下部的粉砂、細砂則存在輕微地震液化。

5.崩塌、滑坡

採用圖解法和極限平衡法預測,管線工程沿線的邊坡存在基本穩定(K184—K227)和不穩定(K280——K301)兩種情況,如切坡不合理,甚至局部形成人工邊坡,上述斜坡段均可能產生崩塌、滑坡災害,危及管線,但總體危險性小。

⑦ 山西省地質災害趨勢預測

張毅劉瑾王平波

(山西省地質環境監測中心,太原,030024)

摘要本文分析了山西省由自然因素形成的地質災害和人為活動引發的地質災害狀況。針對水動力條件的改變是影響自然地質災害變化的重要因素出發,根據未來13年降水量的變化預測了自然地質災害的發展趨勢;按照礦產資源開發總體規劃、公路交通發展規劃和水資源開發利用規劃等預測了工程活動引發的滑坡崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害發展趨勢。

關鍵詞地質災害趨勢預測山西

地質災害是指各種與地質作用有關的危害,它給人民生命和財產造成了損害。地質災害從其形成的動力條件可分為自然地質災害與人為活動引發的地質災害兩大類。山西地處高原,地形高差大,地質條件復雜,降水量集中,形成崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫等地質災害動力條件充分,屬自然地質災害易發區,歷史上自然地質災害具有點多面廣的特點。山西是一個礦業開發大省,隨著采礦深度和廣度的增大,全省由采礦引起的地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害頻繁發生,造成的經濟損失與人員傷亡十分嚴重。另外,山西鐵路、公路的修建,重要城市附近地下水的集中超量開采,也在一定程度上誘發了崩塌、滑坡、地裂縫、地面沉降等人為地質災害的發生。據不完全統計,20世紀80年代以來山西各類地質災害造成的直接經濟損失達數10億元,死亡人數超過2000人,受潛在地質災害威脅的人員和財產數量驚人。近幾年,雖然山西省有關部門在自然與人為地質災害防治方面做了大量工作,取得了一定成效,但由於省內地質災害種類多,分布廣,各種地質災害的成因機制、成災規律、分布現狀尚未完全查清,地質災害依然是影響山西人民生命財產安全和阻礙省內國民經濟發展的重要因素。控制和減輕地質災害已經成為山西省面臨的一個重要現實問題。有效保護和合理開發利用地質環境,防治地質災害刻不容緩。

山西省地質災害從災害形成的動力條件來看,可分為自然因素形成的地質災害與人為活動引發的地質災害兩大類。在地質環境條件相同的情況下,致災動力條件的變化是決定自然地質災害變化趨勢的決定性因素,而人類工程活動及其產生的廢棄物的堆放則是人為地質災害發展變化的決定性因素。下面據此對全省自然與人為地質災害的發展趨勢作定性預測。

1山西自然地質災害趨勢預測

山西自然地質作用形成的災害主要包括崩塌、滑坡、泥石流、構造型地裂縫、黃土濕陷型地裂縫等。從自然地質災害造成的經濟損失與人員傷亡情況來看,崩塌、滑坡、泥石流是主要的致災體,其次是構造型地裂縫。因黃土濕陷型地裂縫造成的經濟損失相對較小,且沒有人員傷亡的記載。

自然地質災害的形成都必須具備一定的地形地貌條件、地層岩性條件、地質構造條件與水動力條件。在上述條件中,對於自然地質災害較為發育的任一地區,地形地貌、地層岩性、地質構造條件都是地質災害產生的基礎條件,其變化是緩慢的,只有水動力條件隨降水強度的不同而發生變化。因此,水動力條件的變化對自然地質災害的發展趨勢起著十分重要的作用。

山西省自然地質災害的研究表明,泥石流、滑坡、崩塌與降水量有著非常顯著的正相關關系,連綿細雨過後突降暴雨或連續多年降水量偏大的年份,最易誘發這些地質災害的發生;黃土濕陷型地裂縫與降水量也有著明顯的正相關關系,大雨過後最易出現這些地質災害。以原平市為例,在2001年進行的地質災害調查與區劃工作中,查出該區20世紀90年代共發生滑坡地質災害8起,這8起滑坡地質災害的形成時間集中分布在1995年(2起)與1996年(6起)的6、7、8月間。查閱原平市歷年降水量資料,其多年(1954~2000年)平均降水量為436mm,1990~2000年降水量為250~700mm,而1995~1996年降水量為600~700mm,較多年平均降水量大多在250mm以上,為90年代的最大值。在這兩年中,其6、7、8月降水量分別達到了120mm、250mm、290mm左右,較其他年份的月降水量大1倍以上。連續兩年充沛的集中降水,導致了該區滑坡地質災害的頻繁發生。太原市1996年8月4日發生的特大泥石流地質災害,也是在其上游太原西山、古交礦區遭遇百年不遇特大暴雨的條件下形成的。

山西位於大陸東岸的內陸。外緣有山脈環繞,因而受到海風的影響,形成較強的大陸性氣候。同時由於受內蒙古冬季冷氣團的襲擊,北部比較寒冷,由此形成了山西冬季長而寒冷乾燥且降水少,夏季短而炎熱多雨,春季日溫差大,風沙多且乾旱嚴重,秋季短而天氣溫和的氣候特點。山西省氣候類型屬於溫帶大陸性氣候,四季變化明顯,南北差異大,全省多年平均降水量為400~650mm之間。在全年總降水量中,春季佔15%~20%,夏季佔50%~75%,秋季佔15%~30%,冬季佔2%~3%。每年的7~9月份降水量高度集中。全省年降水量的分布有由東南向西北遞減,山區大於盆地20%的特點。山西省降水量年際變化較大,常有連年少雨乾旱現象,降水量有10~13年豐枯變化周期。山西上世紀90年代到目前降水量屬偏枯年份,較80年代降水量減少約2.8%。進入21世紀以後,隨著近十幾年降水量偏枯周期的結束,在未來的13年中,山西將進入降水量偏豐周期,降水量會較前十幾年有明顯增大的趨勢。在降水量增大,水動力條件增強等因素影響下,山西今後13年自然地質災害的發生頻率會隨降水量的變化而逐漸增大。但由於近幾年山西省加大了地質災害的宣傳力度和防治力度,地質災害受災區和隱患區人民群眾的防災減災意識明顯增強,雖然自然地質災害的發生頻率會逐漸增大,但由自然地質災害造成的經濟損失與人員傷亡會得到有效控制。

2山西人為地質災害趨勢預測

山西省人類工程活動誘發的崩塌、滑坡、泥石流、采空地裂縫、采空地面塌陷等災害,主要活動包括礦山開采、修路切坡、建築切坡等。在工礦企業密集分布區、城市居民密集居住區因過量抽取地下水,會誘發地面沉降、水位下降型地裂縫等人為地質災害。從人為地質災害造成的經濟損失與人員傷亡情況來看,采空地裂縫、采空地面塌陷、采動滑坡、采動崩塌是主要的致災體,過量抽取地下水誘發的地面沉降、地裂縫造成的經濟損失也較大。而修路切坡、建築切坡誘發的崩塌、滑坡等地質災害造成的經濟損失與人員傷亡相對較小。

人類工程活動誘發的人為地質災害的種類、強度與當時國民經濟發展水平、國家產業政策密切相關。在經濟發展水平較低的20世紀70、80年代,山西中小礦山遍布,縣鄉級公路及國家一、二級公路的修建蓬勃開展,人類工程活動誘發的崩塌、滑坡、地裂縫、地面塌陷、泥石流等地質災害具有點多面廣,發生頻率高,累計損失大等特點。進入90年代以後,公路建設進入高速公路時代。由於高速公路建設對選址、勘察、設計、施工、地質災害防治等方面的要求較高,使得因修路切坡造成的地質災害明顯減少。目前,山西省尚無因修建高速公路誘發人為崩滑或高速公路受到人為地質災害破壞的記載。山西省以煤礦為主的礦山開採在20世紀90年代以後進入了規范發展的時期。行政主管部門關停並毀了一大批違法小煤礦,使山西礦業秩序得到了根本好轉。由私挖濫采、越界開采造成的地面塌陷、房屋損毀等人為地質災害得到明顯控制,以開採煤礦為主的礦山地質災害由治理前的突發性、隨意性轉為在人們控制與預測范圍內規律性的發生。由礦山開采誘發的人為地質災害造成的損失明顯減輕。

根據山西省公路交通發展規劃與礦產資源總體規劃,在今後13年的規劃期內,山西公路交通建設仍以高速公路的建設為主,預計由修建高速公路誘發的人為地質災害輕微,遠小於低級別公路修建時誘發的人為地質災害。

從礦產資源總體規劃來看,山西省2005年近期規劃目標主要為:礦產資源開發利用總量得到有效控制,煤炭開采總量控制在3.0億t左右;礦業結構和布局得到調整、優化,煤炭工業通過由數量型向質量效益型轉變、由生產初級產品為主向綜合開發利用為主轉變來提高整體素質,鞏固煤炭工業基地地位,組建三大煤炭集團公司;繼續關閉非法開采、礦井回採率低、威脅大礦安全、不具備安全生產條件、破壞生態環境和污染嚴重的小煤礦,使全省煤炭礦山縮減到3000個以內;調整礦山規模結構,形成以大、中型礦山為骨幹,大中小協調發展的格局;礦產資源開發利用方式初步實現由粗放型向集約型轉變,利用效率明顯提高,亂采濫挖、破壞性開采基本消除;新建礦山開采規模與礦床儲量規模基本適應,煤炭資源礦井回採率明顯提高;礦山生態環境狀況得到初步改善,礦山環境監督管理得到加強,不再新建對生態環境具有不可恢復利用的破壞性影響的礦產資源開采項目,開采礦產資源實行地質災害防治保證金制度,礦山次生地質災害發生率明顯下降,礦山「三廢」治理率明顯提高,礦山生態環境恢復治理率達到20%,新增礦山土地復墾面積1.5萬公頃。全省2010年遠景目標為:礦產資源勘查、開發領域改革開放力度進一步加大,礦產資源利用方式和管理方式初步實現根本轉變,基本形成適應社會主義市場經濟要求的、具有競爭力的、以規模經營為主幹的新型礦業經濟體系。礦產資源開發利用結構和布局得到進一步調整和改善,資源利用效率進一步提高,礦產資源開發與生態環境保護協調發展,礦業生態環境進一步改善。從上述近期與遠景規劃目標來看,山西省礦業開發在保持總量基本不變的原則下,將逐步實現以大代小,形成以「大集團」規模經營為主幹的新型礦業經濟體系,並保持礦業開發與環境保護的協調發展。同時,山西省礦產資源總體規劃中,還根據相應的法律法規、相關規劃、維護國家戰略利益、遵循自然規律和經濟規律等原則,將山西省礦產資源進行了規劃分區,共劃分為鼓勵開采區、限制開采區、禁止開采區和保護開采區四類。從礦業布局來看,隨著大同、陽泉、汾西、太原西山等主要礦區煤炭資源的逐漸枯竭,沁水煤田北翼的壽陽、河東煤田的柳林、保德、河曲、偏關等地已成為山西煤炭大軍開辟的第二戰場,在這些地區正在陸續建設一批一期工程年產量即達60萬~300萬t的大中型礦井,有些礦井規劃年產量達900萬t(山西魯能河曲電煤開發有限公司上榆泉—大塔礦區)。可以預見,隨著這些大中型礦井的陸續投產,上述地區地質環境條件會急劇惡化,採煤誘發的地裂縫、地面塌陷、采動崩塌、采動滑坡、水資源破壞等人為地質災害會大量發生。因此,規劃期內,山西省除原有大同、朔州、軒崗、太原西山、陽泉、汾西、孝義、霍州、潞安、長治、晉城等已采區(有些已近采空)因採煤造成的地質災害逐漸加重外,上述新采區將來也會誘發許多地質災害。山西省由采礦誘發的人為地質災害有加重的趨勢。但由於這些大礦有著嚴密的生產規劃與環境保護規劃,其誘發的人為地質災害都是礦山生產過程中不可避免的地質災害,具有預見性與規劃性,造成的損失相對較小。

隨著采礦業的持續快速發展,山西省采礦廢棄物的排放量逐年增加,堆放點越來越多。根據山西省部分地區《礦山尾礦、固體廢料、土地復墾、地質環境保護調查整治報告》,山西省部分地區礦山尾礦及固體廢料排放量如下(表1)、(表2):

表1山西省部分礦山尾礦排放量統計表

表2山西省主要礦區固體廢棄物排放量表

另外,受國家煤炭產業政策及西部大開發政策驅動,近幾年山西省新建了大批一期工程規模即達600~1200MW的大型火力發電廠,每個火力發電廠的灰渣年排放量達35萬~70萬m3,按全省已有和在建火力發電廠數量估算,全省火力發電廠年排灰渣總量在1000萬m3以上。這些礦山尾礦、固體廢料及電廠灰渣數量巨大,分布面廣,且多分布在山區溝谷中,構成了山西省泥石流地質災害的重要物源。在較大暴雨條件下,這些物質極易被沖出溝谷,形成泥石流地質災害。因此,規劃期內,山西遭受人類工程活動誘發的泥石流地質災害破壞的危險性呈增高趨勢。

根據調查,太原市婁煩縣境內的尖山鐵礦、朔州市的平朔露天礦、運城市的中條山有色金屬公司、太原西山礦區、太原東山採石場等地在規劃期內都有可能發生人為因素誘發的泥石流地質災害。這些泥石流地質災害一旦發生,造成的經濟損失與人員傷亡將會十分嚴重。

山西因過量抽取地下水誘發的地面沉降、地裂縫等人為地質災害主要分布在人口密集、工礦企業集中的大中城市,如太原、大同、臨汾、榆次等地。其中以太原市地面沉降發生的時間最早,成災范圍及下沉量最大,造成的經濟損失最大。太原市地面沉降因過量抽取地下水引發,地面沉降范圍與深淺層地下水降落漏斗范圍具有很好的吻合關系。地面沉降災害一旦形成,在現有經濟技術條件下難以恢復,只能以控制沉降范圍與下沉量為主要防治目標。根據山西省水利部門規劃,引黃工程南干線和太原市黃河水源供水工程的設計供水能力是依據現狀太原供水區的缺水量和地下水超采量這兩部分水量之和,再加上城市發展所增加的需水量確定的。因此,在引黃工程新水源通水的同時,太原市將根據不同地下水單元超采情況,關閉部分地下水開采井,以扭轉供水區地下水超采局面,實現良性循環,滿足生態環境與地下水資源的可持續發展,並保證引黃工程長期穩定運營。目前准備實施的調控方案為:2003年引黃供水後,重點取水戶年開采量將由27335萬m3減少為18407萬m3,壓縮地下水開采量8803萬m3/a,占超采量的82%,其中盆地孔隙水4952萬m3,岩溶水3743萬m3。加上分散取水戶的調控,屆時太原市地下水的超采形勢將得到有效控制,基本實現地下水采補平衡。到2005年引黃供水量增至80萬m3/d時,再壓縮開采量4309萬m3/a,調控區地下水將得到恢復性涵養,進入良性循環狀態。引黃北干線的大同市朔州市黃河水開始供水後,地下水保護方案與太原近似。在另一個超采嚴重的地區—運城地區,則結合禹門口、尊村提黃工程和浪店水源工程的建成、配套、供水,壓縮區內工業、農業的地下水開采量0.8億m3/a,占該區超采量的56%,替代以黃河水。因此,規劃期內,山西以太原市、大同市為主的大城市的地面沉降災害會得到控制,但中小城市隨著城市化水平提高,工農業快速發展,用水量劇增,有可能使原有的地面沉降災害加重或出現新的小范圍地面沉降與地裂縫地質災害。

⑧ 地質災害危險性預測評估

(一)已有地質災害對工程建設和運營的危險性評估

由前面的分析可知,評估區內各類地質災害較為發育,對輸油管道工程的建設和運營,均有不同程度和方式的危害。以下將按災種分別作預測評估。

1.崩塌(危害)

根據崩塌與工程的相對位置、穩定程度、規模大小、危害方式及長度等主要影響因素綜合評估危險性。首先確定崩塌與工程的相對位置,如距離管道(或站場)遠近;位於同一水系,僅為泥石流提供鬆散物質,為危險性小;不處於同一水系的基本無危害,不再單獨評估;如距離管道(或站場)近、穩定性差、規模大、危害長度大則為危險性大,相反即為危險性小,介於二者之間為危險性中等。

評估區內穩定性差~較差的崩塌有91處,其中34處距管道上方較近(<100m)甚或管道就在崩塌體上通過,在工程施工和運營過程中可能再次崩塌,存在著一定的危害。危害對象為人員及設備,危害方式以壓、埋為主,規模較小,(小於1×104m3)危害長度一般為30~100m,屬危險性大—中等。

其中危險性大的有7處,分別位於龍泉、陳家灣、麻家溝、景家店、馬鹿官山溝、北道北山等地;危險性中等的有27處,分布於小坪子、彭家大山、馬營、華尖堡、納家溝、土門、下河裡、老爺廟等地。主要分布於沿線黃土丘陵區(表5-24)。

表5-24 崩塌(危岩)危險性大—中等級預測評估一覽表

從調查情況和有關資料分析,近幾年通過實施陡坡地退耕還林還草工程,區內崩塌災害總體減弱,在工程運營中危害也將逐步減輕,但在一些溝谷切割強烈和人口密集的局部工程活動頻繁區,仍呈增強趨勢,如沿國道通渭—馬營,省道張家川—馬鹿和張家川—清水段基岩峽谷區取土採石和開挖坡腳等較為強烈,曾經誘發過崩塌發生,在管線工程的建設中仍可誘發,存在一定危害,危險性小—中等。

2.滑坡

區內滑坡分布較多,尤其是通渭以東有大量滑坡分布,雖然整體較穩定,但是一部分滑坡前緣受洪水沖蝕或人工開挖等可能出現局部復活。因此,預測區內滑坡屬穩定性較差—差者佔六成,在工程施工和運營中有再次誘發滑動的可能。部分距離工程小於200m時,預測存在有較大的危害。危害對象主要為人員及設備。危害方式以壓埋為主,規模以小型和中型為主,危害長度與經過的滑坡體的長度有關,經分析評估(方法與崩塌一致),與工程相關的滑坡有50處,其中屬危險性大的有 12處,分別位於蘭州市黃峪大庄窠,通渭縣的景木岔、白家堡子,張家川縣的下河裡,清水縣的土門、新化,天水麥積區等的河(溝)谷坡地帶;危險性中等的有18處(表5-25)。

從滑坡災情分析,主要表現在人類活動強烈地段,多數與人類活動有關,可以預見在工程施工和運營中人為誘發的滑坡將成為主要災害之一,危險性為中等—大。

表5-25 滑坡危險性大—中等級預測評估一覽表

續表

3.泥石流

根據泥石流的易發性、規模大小和對工程的危害長度等主要影響因子綜合評估危險性(表5-26)。評估結果如表5-27所示;其中,危險性大的有6處,分布在榆中縣大平溝、水岔溝,通渭縣馬營上店子,張家川縣龍山鎮等地;危險性中等的有19處,分布於與管線垂直或斜交的河(溝)谷與峽谷地段。

表5-26 泥石流危險性預測評估指標及量化表

泥石流對管道的危害在通渭以東和以西略有差異。通渭以西以泥流為主,且一次性沖出量較少,山口堆積不十分明顯,離管道較近,對管道處的危害方式以沖蝕為主,掩埋為輔;通渭以東泥流、泥石流都存在,一次性沖出量大,大部分管道沿主溝鋪設,兩側支溝正對管道,沖刷和掩埋兩種危害方式共存,相比而言,通渭以東危害程度大於以西。

從調查情況看,近年來通過天然林資源保護、陡坡地退耕還林還草和荒山荒地造林綠化以及地質災害防治工程的實施,區內植被覆蓋率在逐年提高,泥石流爆發頻次及強度也在不斷降低,但不排除局部暴發泥石流災害的可能性,預計對工程建設和運營的危害程度弱—中等,危險性小—中等。

4.洪水沖蝕

區內洪水沖蝕溝均垂直或斜交管道,對工程的施工和運營都有一定危害。危害方式丘陵區為下切和側向沖蝕為主,河(溝)谷區以側向沖蝕為主。在河谷區特別是凹岸一側,沖蝕坍塌可使管道懸空甚至變形,造成管道破損。

表5-27 泥石流危險性大—中等級預測評估—覽表

現參照泥石流評估方法進行危險性預測評估,因其危害長度小於泥石流溝,將其量化指標相應調整為小於300m、300~600m和大於600m,又因其危害程度輕於泥石流,故將量化累積得分等於8分者也歸入危險性中等,其餘指標一致。評估結果如表5-28所示。其中危險性大的有1處,是葫蘆河店下窪段;危險性中等的有3處,分布於雷壇河順河段、宛川河甘草店—高崖段、牛谷河通渭縣城附近段。

近年來洪水沖蝕災害的爆發頻次及強度有所減弱,特別是一些較大河流上游水庫的興建和防洪堤的修築,起到了較好的防洪作用,預計在工程建設和運營中,遭洪水沖蝕的危害可能性小,危險性較低。

5.地面塌陷

蘭州西固人防工程修建已有40年的歷史,據調查,大部分人防工程被地下水淹沒。部分洞壁出現開裂和坍塌。該采空區分布於評估區東側1500米以外,預計對工程建設的危害小,危險性小。

表5-28 洪水沖蝕溝對工程的危險性預測評估表

黃土丘陵窯洞塌陷,管線可能在窯洞頂部通過機會少,若從窯洞頂部或旁邊通過時,主要表現在不利於重型設備的搬運,但該區內較為分散,且有一定的支撐能力,危險性小。

6.特殊岩土災害

(1)黃土濕陷和潛蝕

工程施工和運營過程中,絕大部分要穿越濕陷性黃土區,穿越長度約320km,一些陷穴、落水洞和豎井對工程的施工有一定影響,局部地段的面狀濕陷還會引起管道支撐力降低而變形,但一般規模均較小,主要危害地段西固—定遠(長約41km),高崖—符川(長約14.5km),紅土窯—通渭(長約48.5km),碧玉—魏家店—蓮花城(長約44km),張堡—北道(長約58km),危險性中等—大,其餘地帶危害較小,危險性小。

(2)鹽漬土的鹽脹和腐蝕

分布范圍和管線穿越長度都有限,主要指通渭以西的地下水溢出或埋藏較淺的沖溝底,對工程危害較小,危險性小。

高礦化地下水對混凝土具弱一強結晶性侵蝕,對管道具弱—中等腐蝕性。主要分布在葫蘆河及清水河一級階地、河漫灘,對管道的腐蝕仍將存在,具一定的危害性,危害區段主要為蓮花城~隴城段,長約19.5km,危險性小。其他地段高礦化地下水因水位埋深多大於5m,對管道危害小,危險性小。

(3)膨脹岩的脹縮

本區膨脹岩雖均屬弱膨脹潛勢,但在工程施工中對地基和邊坡的開挖帶來一定困難和危害,如旱季易出現剝落、掉塊,雨季則出現表層滑塌,主要危害地段為較大河(溝)谷坡坡腳、支溝溝口一帶,但一般規模均很小,危險性小。

綜上所述,區內已有地質災害對工程的施工和運營均具一定的危害,危害較大的主要是崩塌、滑坡和泥石流3種,其中屬於危險性大的崩塌有7處,滑坡12處,泥石流6處;危險性中等的有崩塌27處,滑坡18處,泥石流19處;黃土濕陷和潛蝕災害范圍大,危險性中等或大。其他地質災害危險性為小—中等,且中等所佔比例較小,危害較輕。

(二)工程建設可能誘發地質災害的危險性評估

工程施工和運營過程中可能誘發的地質災害主要有崩塌、滑坡、洪水沖蝕、地面塌陷、黃土濕陷和潛蝕、膨脹岩的脹縮等特殊岩土的災害及一些其他災害。

1.崩塌、滑坡

區內地質環境脆弱,已有崩塌和滑坡分布很廣,人為誘發的數量也佔有相當比例。在工程施工中對斜坡不可避免地要進行開挖和削坡處理,不僅破環了原有地形和植被,還極有可能引起邊坡失穩,誘發崩塌和滑坡災害發生,威脅施工人員和當地群眾生命財產安全,存在有較大的危害和危險性。預計可能性較大的地段均位於丘陵區,主要有:

(1)小坪子—雷壇河段(里程樁號3~25km,長約22km)

該段是黃河高階地及後緣,沖溝發育,溝寬200~300m不等,地形起伏大,主要由黃土組成,後緣坡度30°~400,小型崩塌和泥流小沖溝較多。管道垂直沖溝鋪設,工程施工中的振動、削坡和開挖坡腳均有可能誘發崩塌復活或不穩定斜坡的滑塌,同時形成一些較好的臨空面,產生災害隱患。

(2)接駕咀段(里程樁號74~75km,長約1km)

位於宛川河及其支流的分水嶺地段,地形陡峭,山坡坡度40°~50°,相對高差200m,黃土覆蓋較厚,溝谷兩側小型崩塌和不穩定斜坡較多。管道從坡體通過,開挖過程中極易造成斜坡失穩,形成滑坡或崩塌。

(3)高崖—符川段(里程樁號105~115km,長10km)

位於宛川河和南河分水嶺段,地形較陡峭,山坡坡度300~400,黃土分布較廣,厚度較大,溝谷兩側有不穩定斜坡存在。管道多從坡體或坡腳通過,開挖過程中容易造成坡體失穩,產生滑坡、崩塌等災害。

(4)中川堡—十里鋪段(里程樁號144~147km,長約3km)

位於南河和東河分水嶺段,兩側山體為黃土覆蓋,厚度較大,相對高差100~150m,東側山坡及支溝內小型崩塌發育。管道沿山坡坡腳通過,工程施工中誘發崩塌復活和形成的可能性較大,同時,削坡形成的一些較好臨空面也是災害隱患點。

(5)紅上窯—蓮花城鎮段(里程樁號170~285km,長約115km)

該段連續穿越東河、散渡河、葫蘆河、清水河等河流的分水嶺和河谷地段,地形較復雜,微地貌類型多樣,兩側山體陡峭,高差200~300m,坡度300~500,主要由新近系砂質泥岩組成,風化嚴重,上覆以上更新統黃土,土質鬆散。管道從溝谷斜坡通過,開挖過程中極易產生崩塌、滑坡等災害,同時,泥岩具一定的脹縮性,工程新開挖的邊坡旱季易出現剝落,雨季則出現表層滑塌,危害較大。

(6)隴山鎮—張家川段(里程樁號314~325km,長11km)

該段為清水河上游木河—後川河的分水嶺段,其中木河段寬度100~200m,兩側土體松軟,滑坡發育。主要由上更新統黃土和新近系泥岩組成,風化強烈。管道靠坡腳通過、穿越分水嶺進入張家川縣城時,必然形成削坡開挖,極易產生崩塌、滑坡等災害,同時,泥岩具一定的脹縮性,工程新開挖的邊坡旱季易出現剝落,雨季則出現表層滑塌,危害較大。

(7)張家川縣城東—馬鹿段(里程樁號330~354km,長約24km)

該段西段為丘陵,東段為基岩山地,丘陵地由上更新統黃土和新近系泥岩組成,泥岩風化嚴重,基岩山地花崗岩岩體破碎,風化強烈。管道翻山鋪設,開挖邊坡時易發生崩塌、滑坡。同時,局部可能成為新的災害隱患點。

(8)張家川縣城南—北道段(里程樁號天水支線0~73km,長73km)

本段穿過後川河基岩峽谷、翻越黃土丘陵,其中基岩峽谷長 10km。峽谷區花崗岩體破碎,風化強烈。黃土丘陵區由上更新統黃土和新近系泥岩組成,沿溝谷和山脊兩側滑坡、崩塌體發育。當管道通過峽谷和丘陵時,必然存在開挖坡腳和削坡工程,易發生崩塌和滑坡災害,局部可能成為新的地質災害隱患點。

各段誘發災害的長度規模和危險性評估如表5-29所示。其中危險性大的有3段,中等的有5段。

表5-29 工程建設可能誘發崩塌和滑坡的地段及危險性預測表

2.洪水沖蝕

工程施工中,對溝岸岸壁的擾動和植被的毀壞,常形成受洪水沖蝕的薄弱地帶,易誘發洪水沖蝕災害。管道多沿溝谷鋪設,雖不能誘發泥石流災害,但誘發的洪水沖蝕危害較大,可引起一些局部的溝岸沖蝕坍塌,總體危險性小—中等。

3.地面塌陷

蘭州西固人防工程距離管線較遠,工程施工和運營過程中不會誘發地質災害,西固二級階地濕陷區,誘發災害的可能性不大。管線在黃土丘陵通過時,工程施工中的振動或載入可能會誘發距離較近空洞的地面塌陷災害,規模有限,危害小,危險性小。

4.特殊土災害

(1)黃土濕陷和潛蝕

工程施工中,不但要對濕陷性土分布區進行開挖或填土,同時這些地段的地形和植被也可能被改變和破環,形成有利的滲水條件,誘發濕陷或潛蝕,對管道造成危害。但一般危害小,危險性小。

(2)膨脹岩的脹縮

工程施工中對地基和邊坡進行一定規模開挖後,破環了原有地形和植被,使原來有黃土覆蓋的膨脹岩直接裸露地表,隨著含水量的變化,必然破壞原有結構,使其強度降低,進而誘發崩塌、滑坡等一些災害發生。主要地段為碧玉—蓮花城和隴山—張家川一帶近坡腳處,但一般危害小,危險性小。

綜上所述,工程建設和運營過程中,可誘發一定的災害發生,誘發程度較大的為崩塌和滑坡,其他災害危險性小。

(三)工程建設可能加劇地質災害的危險性評估

工程建設和運營過程中可能對原有地質災害加劇的主要有崩塌、滑坡、泥石流、洪水沖蝕及黃土濕陷或潛蝕、膨脹岩的脹縮等特殊岩土的災害。

1.崩塌、滑坡

工程施工中對斜坡的不合理開挖和削坡以及機械的振動,很可能會不同程度的加劇崩塌和滑坡災害,使其穩定性減弱,規模增大,進而威脅施工人員和當地群眾的生命及設備財產安全,存在有一定的危害和危險性。預測加劇的地段均位於近谷坡和丘陵區,分布地段已有崩塌、滑坡發育范圍基本一致(表5-30),危險性中等的有4段,指接駕咀、碧玉一劉家埂、張家川城西木河和金家集—北道:其餘為危險性小。

表5-30 工程建設可能加劇地質災害危險性評價表

2.泥石流、洪水沖蝕

工程施工中,將擾動沿線表土結構,對植被也有一定的毀壞,減弱了岩土抗侵蝕能力,增加了泥石流的物質來源,可不同程度地加劇泥石流和洪水沖蝕災害,特別是丘陵區管道多沿溝谷鋪設,會形成較多的鬆散堆積物,使泥石流和洪水沖蝕的規模加大,對施工人員的安全和當地群眾的生命財產均有一定威脅和危害,較為嚴重的有碧玉—蓮花城的河(溝)谷區等。但本區鬆散物質較為豐富,水動力條件是主要影響因素,就管道工程而言,加劇程度較小,危險性小—中等。

3.特殊土災害

(1)黃土濕陷或潛蝕

區內現狀僅有零星小型陷穴和落水洞等分布,工程施工中,對濕陷性土分布地段的開挖或對局部地段地形的改變和植被的破環,使土層變得疏鬆,易於降水和地表徑流及施工用水的入滲,加大或加劇濕陷面積和程度,對管道造成危害。范圍很大,危害較大,危險性小—中等。

(2)膨脹岩的脹縮

工程施工中,使原有黃土和植被覆蓋的膨脹岩在地基開挖和邊坡削坡處理後裸露地表,加劇了脹縮災害,進而誘發崩塌、滑坡等一些災害發生。但一般危害均較小,危險性小。

綜上所述,工程施工和運營過程中,可加劇一些原有地質災害,加劇程度較大的有崩塌、滑坡、泥石流及洪水沖蝕和黃土濕陷,危險性小—中等,其他僅有輕微危害,危險性小。

中國地質災害承災體風險損失預測值>承災體實際風險損失值,為什麼

中國地質災害承災體風險損失預測值是預測地質災害危險區內受威脅專人員和財產的屬總風險損失值,其承災體損毀率=1,按最危險考慮,全毀。
地質災害實際風險損失值不會全毀,其承災體損毀率為0一1,隨承災體與地質災害的位置變化而變化。
中國地質災害承災體易損系數>承災體實際易損系數,中國地質災害承災體風險損失預測值>承災體實際風險損失值。

⑩ 工程建設引發地質災害危險性預測評估

本成品油管道工程山西支幹線段穿越多種地貌單元,除平原區外,地勢起伏較大,地形條件復雜,沖溝極為發育,溝坡坡度較陡,管線上、下穿越工程難度大。本次針對管線附近穿越處坡體進行重點調查,共調查不穩定斜坡59處,其中57處為土質斜坡,2處為岩質斜坡。其共同特徵簡述如下:

這些不穩定斜坡體特徵多分布在黃土台地及低山丘陵區深切溝谷一側或兩側,溝谷形態多呈深「V」型,個別為深「U」型,溝深50~150m之間,邊坡坡度在400~90°之間;坡體岩性上部為第四繫上更新統黃土,厚5~15m,中部為中更新統黃土類土,厚10~30m,下部為新近繫上新統粘土,坡體易沿上部Q3黃土發育的垂直節理崩塌,也易沿Q3與Q2之間的接觸面或重力侵蝕面滑動。這些坡體一般在其他地段已有崩滑現象。一般人工開挖形成的不穩定斜坡穩定性差,誘發因素是降雨及坡體開挖。自然邊坡現狀條件下均基本穩定。工程建設開挖坡體時易引發邊坡局部失穩。誘發因素主要是坡體開挖,其次是降雨及坡腳沖蝕。

在K8~K20、K34~K44、K105~K115、K340+200~K365、K490~末站區段黃土台地區,發育較多的不穩定斜坡,這些坡體坡高一般介於30~70m之間,坡度一般介於300~60°之間,據以往經驗數據計算,坡高50m的邊坡安全臨界角為530,因此擬建工程在施工開挖過程中容易引發邊坡角大於530的坡體失穩,形成滑坡或崩塌,對工程建設或管道工程構成威脅。危害程度小—中等。預測地質災害危險性小—中等。

在K125+200~K164+700、K31+500~K333+500區段也發育較多的不穩定斜坡,這些坡體坡高一般介於50~120m之間,坡度一般40°~70°,據以往經驗數據計算,坡高100m的邊坡安全臨界角為51°,因此擬建工程在施工開挖過程中容易引發邊坡角大於51°的邊坡失穩,局部形成滑坡或崩塌,對工程建設和管道工程形成中等~大的危害,預測地質災害危險性中等—大。

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