削坡建房地质灾害
1. 削坡建房出事后负责人会做牢吗
本身削坡建房就属于违章建筑,负责人会被追责的,又出现了事故,这个责任就更大了,根据事故严重程度应该会被判刑的。
2. 地质灾害分布规律
一、地质灾害空间分布规律
区内地质灾害分布规律严格受自然地质条件和人为因素的制约,地质灾害在空间上有相对集中和条带状展布的分布规律。具体表现为:
(一)沿河流两侧呈条带状集中
据调查资料统计,有310处滑坡、崩塌和不稳定斜坡集中分布在河谷的两侧。其中,延河和汾川河老年期河谷发育滑坡25处,南川河、杜甫川河、西川河、蟠龙川河、牡丹川河、丰富川河等壮年期河谷发育滑坡264处,崩塌11处,不稳定斜坡10处(表3-34)。
表3-34 河流两岸发育的地质灾害点统计表
区内滑坡、崩塌均分布在河流两岸或沟谷两侧,其分布密度和致灾作用则与河流及沟谷的发育期有关。一般在沟谷形成早期,以垂直侵蚀作用为主,沟谷两侧崩塌、滑塌频发。但是,由于早期沟谷内人烟稀少,也无重要工程和基础设施,一般不致灾,属自然地质现象,多数规模较小。壮年期河流进入以侧蚀为主的阶段,风化、卸载作用强烈,处于河流侵蚀岸的斜坡易发生滑坡、崩塌等地质灾害。老年期即成型河谷阶段,如延河两岸,自然条件下坡体总体较稳定,在风化和卸载作用下,多形成剥落和局部不稳定。但是,成型河谷区地形平坦开阔,人口、重要工程和基础设施密集,人类不合理工程活动强烈,地质灾害最为严重。
(二)在直线型和凸型边坡地段相对集中
凸型和直线型坡易产生滑坡灾害。调查的崩塌中,阶梯型坡占8.2%,凹型坡占12.2%,凸型坡占24.5%,直线型坡占55.1%。在不稳定斜坡中,阶梯型坡占38.8%,直线型坡占51%,凹型坡占2%,凸型坡占2%。直线型坡产生崩塌和不稳定斜坡的几率明显较高。
坡体岩土体结构不同,发生滑坡的数量不同。土质阶梯型坡发生滑坡的数量占总滑坡数量的6.3%,凸型坡占38.1%,凹型坡占7.9%,直线型坡占47.7%;岩土复合型坡发生滑坡的数量占总滑坡数量的5.8%,凸型坡占35.9%,凹型坡占4.9%,直线坡型占53.4%。
滑坡主要发生于直线型和凸型坡;土质坡滑坡的发生数量均略高于岩土复合坡。
(三)滑坡在1000~1300m高程范围内相对集中
滑坡后缘高程跨度较大,在940~1420m之间均有分布,但90%以上的滑坡在1000~1300m之间,跨度达300m。不同规模类型滑坡后缘高度有所差异,大中型滑坡50%以上后缘高度分布在1060~1180m之间,跨度120m;而小型滑坡50%以上后缘高度分布较低,在1060~1120m之间,跨度60m。随着滑坡规模的减小,滑坡后缘顶部高程呈现降低的趋势(表3-35)。
表3-35 滑坡后缘高程统计表
据对11处崩塌资料统计,崩塌坡顶高程为1050~1235m,相对高度8~50m。崩塌的发生高度与所处地貌部位有关,只要有陡坡存在就有发生崩塌的可能性,其分布与高程关系不明显。
(四)在北部植被条件差的部位集中
延河流域多属稀疏退化草场,植被覆盖率低,水土流失严重,地质灾害在北部植被条件差的部位相对集中。汾川河流域(南部5个乡镇)森林植被较好,覆盖率达60%以上,水土流失强度低,坡体相对稳定,地质灾害少。本次调查仅发现滑坡1处,不稳定斜坡2处。
(五)在易滑或易崩地层岩性组合部位相对集中
区内易滑地层或软弱结构面主要为第四纪古土壤层、新近纪红粘土层、三叠纪基岩顶面,以及基岩中的泥岩层面;易崩地层为第四纪黄土和三叠纪基岩。
就黄土滑坡而言,10.2%属于沿倾斜的古土壤滑动;76.8%属于上部切穿黄土,下部沿三叠纪基岩顶面滑动;仅有1.4%属于上部切穿黄土,下部沿新近纪红粘土层滑动。此外,黄土层内错动占11.6%。滑坡在倾斜古土壤,以及上部黄土、下部三叠纪基岩出露的岩性组合部位集中分布。新近纪红粘土层以及基岩中的泥岩层均可以形成软弱结构面,但是,新近纪红粘土层在调查区分布范围十分有限,而且,分布的位置一般都很低,所以,区内虽存在沿新近纪红粘土层滑动的滑坡,但数量有限;而基岩中的泥岩层虽强度较低,但相对黄土层却要高得多,所以,区内缺乏切断基岩沿基岩中泥岩层滑动的滑坡。
黄土垂直节理发育,在高陡边坡部位,卸荷裂隙和风化裂隙更甚,故在黄土高陡边坡地段,黄土崩塌密集。三叠纪基岩属砂泥岩互层,在高陡边坡地段,由于差异性风化,致使泥岩风化缩进,砂岩地层悬空,裂隙发育并开启,崩塌高度集中。
(六)在阴坡相对集中
滑坡在各个坡向均有发生,但是0°~45°和315°~360°的坡向属于滑坡发生的优势坡向,尤其是在北东方向的阴坡滑坡发育相对集中,形成了沟谷两侧滑坡分布的不对称性。
二、地质灾害时间分布规律
在时间域上,地质灾害也呈现出集中分布的规律。主要表现为:在地质历史时期,滑坡、崩塌在晚更新世末和全新世初期相对集中;在人类历史时期,滑坡、崩塌在人类活动强烈时期相对集中;在一年之内,滑坡、崩塌在雨季相对集中。
(一)在晚更新世末和全新世初期相对集中
在本次调查的293处滑坡中,发生于全新世以前的古滑坡为45处,占实际调查滑坡点总数的15.4%;发生于全新世以来,而现今整体基本稳定的老滑坡211处,占72.0%;近年来发生或目前仍有活动迹象的新滑坡共37处(含新近发生的新滑坡13处,古、老滑坡复活24处),占总数的12.6%。
新生代以来,陕北黄土高原区构造运动总体表现为以上升为主的振荡性升降运动。自更新世初期黄土开始堆积,就伴随着侵蚀,但堆积速度远远大于侵蚀速度。黄土堆积晚期,随着晚更新世、全新世黄土高原的整体隆升,尤其是黄河的贯通,使延河、汾川河及其各支流的侵蚀切割作用增强,侵蚀速度与远远大于黄土堆积速度,水土流失严重,沟谷、河流的下切与侧蚀作用十分强烈,滑坡、崩塌频发。目前看到的滑坡绝大部分就是这一时期形成的,表现为在地质历史时期滑坡、崩塌在晚更新世末和全新世初期相对集中。
(二)在现代人类活动强烈的时期相对集中
本次调查2000~2004年新近发生的滑坡、崩塌都是由人类工程活动引起的,表现出在人类历史时期,滑坡、崩塌在人类活动强烈的时期相对集中。主要是不合理的人类工程活动破坏了斜坡的结构,使原斜坡应力发生变化,导致斜坡失稳发生崩塌,滑坡等地质灾害。区内新近发生的13处滑坡中有10处与削坡建窑建房有关,2处与公路铁路建设有关,1处由水利工程引发。16处崩塌灾害点,有9处是与建窑建房削坡过陡有关,7处与乡镇级公路建设斩坡有关。
(三)在雨季相对集中
调查区2000~2004年发生的13次新滑坡和16次崩塌,其发生频次均与同期的月平均降水量呈良好的正相关关系(图3-18)。可见,集中降雨是本区滑坡发生的主要诱发因素。在年内,滑坡,崩塌发生时间在6~9月份的雨季相对集中。
图3-18 降雨量与地质灾害发生频次关系柱状图
1—滑坡;2—崩塌;3—月降雨量
3. 地质灾害减灾防灾实例
一、地质灾害概况 二、地质灾害危险区减灾防灾预案 三、地质灾害易发区防灾减灾对策 四、地质灾害防灾预案的落实为切实做好2003年汛期地质灾害防治工作,最大限度地减少或避免地质灾害给人民生命财产造成的损失,根据《国务院办公厅转发国土资源部建设部关于加强地质灾害防治工作意见的通知》(国办发〔2001〕35号)和《地质灾害防治管理办法》(国土资源部第4号令)精神,特编制本预案。 一、地质灾害概况 我市地处鲁中山区北侧,山区与平原交接地带,地形地貌变化较大,地质构造复杂,黄河横贯全区。受人类工程活动及自然因素的影响,区内地质灾害时有发生。区内主要地质灾害类型有:岩体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等。地质灾害分为易发区和危险区。易发区包括历城区西营、柳埠、高而、彩石、王舍人等乡镇的27个崩塌易发区、6处滑坡易发区、11个泥石流易发区和市区东郊1个地裂缝易发区。危险区包括历下区燕翅山崩塌和滑坡、历城区西营镇林枝滑坡、历城区西营镇阁老滑坡、历城区西营镇积米峪滑坡、历城区彩石镇西岭后滑坡、历城区柳埠镇杜家村滑坡、长清区张夏镇梨枣峪滑坡、章丘市垛庄镇上射垛泥石流、历城区西营镇八十崖村泥石流、槐荫区济南第二粮库及附近居民房地裂缝。 二、地质灾害危险区减灾防灾预案 (一)滑坡危险区防灾预案 1.地质灾害现状。山体滑坡主要分布于南部山区,近年共发生滑坡18处,其中7处滑坡被划为危险区。 历下区燕翅山崩塌和滑坡:燕翅山位于济南市历下区政府驻地南部,姚家镇姚家村西南,东经117°04′15″—117°04′29″,北纬36°39′31″—36°39′40″山体呈北东—南西向。占地面积约0.28km2,海拔高程198m,相对高差80多米。 燕翅山地貌类型属剥蚀残丘。主要岩性为:奥陶系石灰岩和燕山期侵入的闪长岩,山麓地带堆积第四系坡残积物和近期人工堆积的杂填土。山体上部为奥陶系石灰岩,闪长岩则以岩床的形式隐伏于石灰岩之下。在奥陶系石灰岩与闪长岩交接带附近富集有矽卡岩型铁矿矿床。奥陶系灰岩受火成岩侵入的影响,岩层产状较为凌乱,总体岩层走向为250°,倾向340°,倾角34°—37°。在砚泉的东侧发育有一条北北东—南南西向的正断层。 由于历史上采矿削坡等人为活动,1998年2月山体局部发生崩塌。目前山体西北侧已形成滑塌体,滑塌体滑向320°,所处的山坡坡角37°,前缘扇面宽340m、扇面平均宽度210m、垂直高度67m、从前缘到后缘的水平距离88.9m、滑动距离0.45—1.3m,体积约21.10万方。滑塌体前、后缘与滑塌体内已出现18条宽度不等的山体裂缝,其中:3条主裂缝长40—210m,裂缝最大宽度1.6m,最大可见深度9.4m。由于人工开挖山体坡角,在山体北、西、南3面均形成了临空面(即:陡崖),山体北侧高度40m、西侧21m,南侧(窑头小学及西侧民房(二层楼)的北部)9.1m。临空面岩石风化强烈,节理裂隙发育,破碎。山体周围5处矿渣、生活及建筑垃圾堆,构成不稳定边坡(其中:1号位于砚泉东,2号位于1号南邻,3号位于姚家小学西南,4号位于窑头小学北,5号位于省高检院东),边坡坡度34°—37°,边坡高度12—26m不等。 受滑塌体与渣体滑坡威胁的单位有姚家村、窑头村、警官学校、市城管局宿舍楼、省高检院、省航空大厦和历下区建委宿舍共涉及住户210户,1225人。 监测、预防责任单位:历下区姚家镇政府。 历城区西营镇林枝滑坡:位于林枝村东,东经117°1′4″,北纬36°30′43″,滑坡体由太古界变质岩风化残坡积层组成,地形坡角42°。滑体后缘裂缝宽23cm,长约32m,走向NE48°,滑向SW240°,滑距0.40m。滑体长50m,宽52m,厚度20m,总体积约5万m3。滑体前缘居民2户,共计7人。 监测、预防责任单位:历城区西营镇政府。 历城区西营镇阁老滑坡:位于历城区西营阁老村东南,东经117°3′41″—117°3′46″,北纬36°28′6″,滑体长370m,宽300m,厚度88m,总体积约880万m3。滑坡滑动面大于30°动力以牵引式为主,滑动速度慢。初滑时间为1940年前后,当时滑坡后裂缝仅1m,到2001年4月已扩展至17.9m,平均扩展速度为0.26m炖a。滑体前缘居民17户,共计69人。监测、预防责任单位:历城区西营镇政府。历城区西营镇积米峪滑坡:位于历城区西营镇积米峪村,滑坡体倾向北东,倾角35°,前沿滑距4.2m,滑坡体总体积30万m3,首次滑动造成5间民房不同程度的破坏,受滑坡威胁的居民进行了搬迁避让,现阶段滑坡仍不稳定。 监测、预防责任单位:历城区西营镇人民政府。 历城区彩石乡西岭后滑坡:位于东经117°16′13″,北纬36°33′27″,滑坡体属变质岩风化坡,滑坡体总体积0.19万m3,受威胁居民3户,共计11人。 监测、预防责任单位:历城区彩石乡人民政府。 历城区柳埠镇杜家庄滑坡:位于杜家庄村北路东,东经117°14′56″北纬36°23′17″,该滑坡体由寒武系张夏灰岩组成,裂隙发育,滑向285°,滑体倾角70°-80°,滑坡后缘裂缝31cm,可见深度1.4m,滑距0.7m,滑坡体南北长50m,东西宽5—15m,厚25—30m,总体积约1.38万m3。现在滑坡体前缘有居民1户5人,滑坡除威胁这户居民的生命财产安全外,还直接威胁着进出村的行人及车辆安全。 监测、预防责任单位:历城区柳埠镇人民政府。 长清区张夏镇梨枣峪滑坡:滑坡体分两个小滑坡,1号滑坡体长约30m、宽15m、厚5m、约0.225万m3,滑坡底面为寒武系徐庄组紫色页岩,滑坡体以较破碎的张夏鲕状灰岩为主,滑向北西。2号滑坡长约100m、宽约70m、厚度大于5m、约3.5万m3,滑坡体滑坡裂缝有内、外三条,呈三级滑坡台阶,后缘裂缝0.3一1.0m不等,滑坡方向南西。现阶段受滑坡威胁最严重的10户居民已搬迁,如滑坡突然下滑,还将有30亩土地(包括作物)被破坏。 监测、预防责任单位:长清区张夏镇人民政府。 2.滑坡致灾原因分析。滑坡发生在寒武系徐庄组、馒头组页岩山体及上覆张夏组石灰岩地层或变质岩体风化层,属顺坡切层滑坡。滑坡前缘均有居民挖山平地建房或因修道路开挖山坡,据测量,滑坡前缘垂直挖坡3一10m不等,导致边坡失稳产生拉张裂缝,降水随裂缝渗入岩体,软化页岩,裂缝逐渐延伸扩大,形成滑动面,在连续降雨或大暴雨之后,山体自重增大,岩体软化,沿润滑的滑动面下滑,产生滑坡。 此类灾害与人类工程活动紧密相关,临坡挖坡建房、修路,破坏植被开垦是灾害产生的前提条件,岩体自身物理力学特性(风化、软弱夹层等)是灾害产生的内在原因,大气降水是灾害产生的诱导因素。 3.减灾防灾对策。一是建立群测群防体系,定人定时监测,雨季加密监测;二是由于各滑坡体目前处于不稳定状态,当地政府应迅速采取避让措施,以免造成危害;三是堵塞滑坡裂缝,在后缘开挖排水沟,防止雨水沿裂缝下渗;四是加强防灾教育,使受灾群众在灾害突发时掌握自救方法;五是对滑坡实施24小时值班监测,并在滑波前缘设明显警示牌,使过往行人、车辆等严加防范;六是在滑坡前缘堆石压脚,严禁在滑坡前缘取土;七是在滑坡适当地段进行减荷卸载,降低滑坡规模。 (二)泥石流危险区防灾预案 1.地质灾害现状。全市共发现13处泥石流隐患点,其中2处泥石流地质灾害危险区:章丘市垛庄镇上射垛泥石流危险区和历城区西营镇八十崖村泥石流危险区。 章丘市垛庄镇上射垛泥石流:位于垛庄水库上游射垛沟,沟底宽30一50m,多为杨、柳林或柴草堆积占据,沟坡为高陡的变质岩风化坡或残坡积物堆积坡,沟谷源头区低山环绕,构成一个近似封闭的汇水盆地,出口宽不足百米,下连深切谷(射垛沟),汇水面积约3km2,汇水区内大部分为砂砾质荒坡,西南隅为凿山工程弃渣堆积,该危险区直接威胁着沿沟上、中、下射垛村的安全。 监测、预防责任单位:章丘市垛庄镇政府。 历城区西营镇八十崖村泥石流:处于低山区,地理坐标:东经117°15′14″,北纬36°27′52″,地形坡度45°-52°,山势陡峭。出露地层为太古界变质岩,岩体表面节理、裂隙发育,风化强烈,残坡层厚度30厘米,局部厚度可达1米。由于村庄沿冲沟而建,房屋侵占河道严重,因此,该村仍存在泥石流隐患。目前该村受威胁居民14户,共58人,已基本搬迁完毕。 监测、预防责任单位:历城区西营镇政府。 2.致灾原因分析。泥石流一般在具备一定汇水、碎泥石物质、较大势能等条件下产生。如:章丘市垛庄镇上射垛村泥石流形成区为四面环山近似封闭的汇水盆地,在汇水面积3km2范围内仅有不足百米的出口,为泥石流的产生提供了场所条件;区内岩性为泰山群变质岩,岩石风化强烈,岩体破碎,植被稀少,且在西南隅为凿山工程弃渣堆积,为泥石流的产生提供了物质基础;区内地势陡峻,高差对比大,为泥石流提供强大的势能。上射垛泥石流潜在区强烈的地表径流,为泥石流的产生提供了动力条件,强烈地表径流来源于暴雨。因此,该区若遇强的降水过程,将快速汇水至狭窄出口,产生泥石流。 3.减灾防灾对策。针对该泥石流形成条件应采取以下几点防治措施:一是对陡坡地段退耕还林,植树造林。对坡度较小地段可改坡田为梯田;二是在山坡截水,修筑分洪沟,支护易坍塌坡面;三是沿沟修建拦挡调节工程,延缓泥石流下泻速度或彻底阻挡泥石流前进;四是建立泥石流预防、监测体系,建立群测群防监测网络和警报系统,明确汛期值班人员,对泥石流产生时间、空间、强度进行预报,加强行政管理,形成抗灾、救灾、执法行政管理系统;五是对难以实施治理工程的泥石流危险区,采取必要避让措施。 (三)地裂缝危险区防灾预案 1.地质灾害现状。今年在我市发现1个地裂缝危险点:槐荫区济南第二粮库及附近居民房地裂缝危险区。 济南第二粮库及附近居民房地裂缝:位下济南市槐荫区槐荫街69—143号。该区域地裂缝开始于5月中旬,到目前为止,济南第二粮库及附近居民房共计发现120处裂缝(其中济南第二粮库约100多处,附近居民房有20余处)。所有裂缝的开裂状态均为斜裂,呈雁行式平行排列,裂缝长1—6m不等,宽度在0.1—7.5cm,倾角60°左右。 2.致灾原因分析。在济南第二粮库的东北邻方向,有一处建筑施工工地,在基础施工中,经济南水务局批准施工了20个降水井配合降水,5月13日开始降水,60日完成,总降水量24万方。据初步分析,可能是由于大量抽取地下水,使局部地段地基土的承载力下降,产生不均匀沉降所致。 3.减灾防灾对策。针对粮库及居民房开裂的现状,建议采取以下几点防治措施:一是加强房屋裂缝的监测工作,特别是在汛期要加密观测;二是在济南第二粮库院内进行第四系地下水的系统水位观测;三是做好人员避让及粮食的移仓工作;四是尽快对所涉及区域(槐荫街69—143号)及其附近地区的地裂缝地质灾害进行勘察论证。 三、地质灾害易发区防灾减灾对策 (一)以崩、滑、流为主的地质灾害 1.基本情况及威胁对象。目前已发现历城区柳埠、西营、高而、彩石4乡镇共45处地质灾害易发区,受威胁居民166户,计652人。其中崩塌易发区27处,受威胁居民66户,计263人;滑坡易发区6处,受威胁居民23户,计94人;泥石流易发区11处,受威胁居民77户,计295人(详见附表)。该类地质灾害致灾地质条件已经具备,在汛期瞬时降水量较大及人为工程诱发条件下,有产生地质灾害的可能。 2.预防措施。一是设立地质灾害易发区警示牌;二是建立群测群防体系,定人定时监测,雨季加密监测,发现险情及时上报;三是对小型崩塌、滑坡体实施人工排险;四是当地政府应迅速采取必要避让措施,将附近居民搬迁至安全地带,对于难以实施搬迁的,根据监测结果,制定好撤离计划。 (二)市区东郊地裂缝 1.灾害基本情况。1988年至1991年在济南市东郊陈家张马至冷水沟一线发生地裂缝,造成50间房屋破坏,导致直接经济损失达50万元以上;1997年5月23日15时,历下区姚家镇贤文庄一民宅发生严重沉陷,直接经济损失达10万元;1999年以张马屯为中心,西起大辛庄—八间堡,南至工业南路,东到王舍人—裴家营一线,北到洪家园—孟家庄—西沙河,南北长8km,东西宽6km,面积约50km2范围内的4500余间房屋出现不同程度的开裂,受灾居民1100多户,经济损失达数千万元。 2.地质灾害致灾原因分析。该区是东郊水源地主要取水地段,日取水量达20万m3炖d以上。过量开采地下水使本区地下水位变化频繁且变幅较大,导致岩溶发育发展。另外,区内广泛分布有黄土,因其具湿陷性造成地基沉降,两者综合作用,是产生塌陷或地裂缝主要原因,致使大面积民房开裂。 3.减灾防灾对策。根据灾害发生发展规律应采取以下防灾措施:一是加强区内地下水动态监测,掌握水位动态变化规律;二是加强对灾害发生区的日常监测,包括房沿、路面裂缝、塌坑范围变化等,结合地下水位动态,预测地质灾害发生趋势;三是调度地下水开采量、控制地下水位变幅;四是在灾害发生区进行工程建设时,要事先进行地质灾害危险性评估,充分考虑岩土工程地质和水文地质条件,做到以防为主,尽量减少灾害造成的损失。 四、地质灾害防灾预案的落实 (一)要建立健全地质灾害防治工作责任制。各有关县(市)区政府要依据本预案,结合本辖区地质灾害实际状况,抓紧制定具体的汛期地质灾害减灾防灾预案。各级政府主要负责人要对本地区地质灾害防治工作负总责,并层层建立和完善领导责任制,将灾害危险区和易发区的监测和防治落实到具体单位,明确具体负责人。 (二)落实汛期值班制度和灾害速报制度。要认真执行地质灾害防治预案,建立群测群防网络,落实险情巡查、灾情速报、汛期值班等制度。对地质灾害危险区和易发区,要指派专人监测,同时,有针对性地做好宣传工作,提高广大干部群众的防灾意识。 (三)加大地质灾害防治工作执法力度。要加强对崩塌、滑坡、泥石流危险区和易发区跟踪管理,加大执法监督力度。对在地质灾害危险区、易发区进行的修路、建房、开矿、取土等工程活动,必须事先做好地质勘查工作,严格按照国家有关标准进行设计、施工,杜绝人为活动诱发的地质灾害。对已经修建的工程,要及时采取补救措施,防止发生地质灾害。
4. 地质灾害类型及划分
灵台县地势西北高、东南低,属黄土高原沟壑区。沟壑纵横,梁峁相间,川塬山丘交错,地形切割强烈,表层覆盖着厚度巨大的第四纪黄土层,黄土本身具有软弱性及湿陷性,加上黄土特有的垂直节理裂隙发育的特性,为地质灾害的发育创造了有利条件。独特的地形地貌条件,复杂的地质环境条件,决定了该地区是地质灾害比较严重的地区。黄土层下面为白垩系泾川组基岩,岩性主要为砂质泥岩、泥质砂岩或者两者互层,风化十分严重,局部节理裂隙相当发育,岩石强度较低,稳定性较差。黄土与基岩的接触面是软弱易滑带,控制了滑坡灾害的形成。
灵台县主要地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡等,多发生在人口密集和人类社会、经济、工程活动集中的乡镇,对居民区、公路、水库、学校等构成了威胁,直接影响到人民生命安全和经济发展。
本次地质灾害详细调查工作,遥感解译340个点,野外核实306个点,占解译总数的90%。全县实地调查滑坡285处、崩塌29处、泥石流9处、不稳定斜坡73处,合计396处(图3-1)。其中灾害点和灾害隐患点滑坡1两处、崩塌20处、泥石流4处、不稳定斜坡73处,合计109处(表3-1)。
表3-1 灵台县地质灾害及不良地质现象调查点统计表
图3-10 不稳定斜坡灾害稳定性比例饼图
图3-11 不稳定斜坡灾害诱发因素比例饼图
(四)泥石流
县域内泥石流不发育,仅在中台镇坷台村坷台组涧子沟、城关村西沟、城关村东沟、独店乡白峪村多家庄组闲子沟发育共计4处泥石流灾害点。其共同特征是沟源上部有较厚的黄土覆盖,黄土节理裂隙发育,表层风化严重,物源比较充足;泥石流沟侵蚀强烈,冲刷深度较大,侵蚀沟在各种外力作用下,产生严重的垮塌、坍方,以及水流片蚀、溶蚀作用等产生的松散物质堵于沟槽,遇到暴雨洪水便可能形成泥石流。这类小型沟谷的集水面积小,沟源近,流程短,可供给泥石流的物质和水量都有限,规模不大。
泥石流类型,按照物质组成划分4条为泥流;按照流体性质划分1条为粘性泥石流3条为稀性泥石流;按照发育阶段划分4条为旺盛期泥石流;按照规模划分1条为小型泥石流3条为中型泥石流。
5. 地质灾害发展趋势初步分析
综合上述调查统计与分析资料可知:
1983~年的10年间,全国共发生滑坡、崩塌、泥石流灾害30569起,平均每年发生569起,造成529人死亡和失踪(段永侯等,1993);1995~2003年间共发生滑坡、崩塌、泥石流灾害66913起,平均每年发生7435起,造成1168人死亡和失踪;
1992年全国地面沉降城市或地区45个,沉降面积为48655km2;到2002年全国地面沉降城市或地区已经增加到82个,沉降面积超过6.4万km2。
同时,过去的50几年间,大型与特大型地质灾害发生的数量也一直呈上升趋势,特别是20世纪80~90年代,这种发展更呈现出急剧上升的态势(图2.20)。
(2)矿产资源的无序开采和开采量的不断增加,将加剧地质灾害的恶化
多年来,我国的国民经济一直在快速稳步地增长,1970年、1980年、1990年、2002年国内生产总值分别为2253亿元、4518亿元、18548亿元和104791亿元。经济的增长总是伴随着对资源的消耗和环境的破坏。从1990年到2001年,中国石油消费量增长100%,天然气增长92%,钢增长143%,铜增长189%,铝增长380%,锌增长311%,10种有色金属增长276%。在资源开采和环境改造的过程中,总是伴随着人为引发的地质灾害。露天采矿引起崩塌、滑坡、泥石流,地下采矿引起地面塌陷、地面沉降和地裂缝等灾害。
地下水日趋减少和用水量不断增加的矛盾,将进一步加剧地面沉降和地裂缝灾害。新一轮全国地下水资源评价结果显示,我国北方地区和平原地区地下水资源呈减少趋势,1984年以来的近20年间,北方地区和平原地区的地下水可采量分别减少了56亿m3和309亿m3。但是,近20年来全国用水量急剧增长,地下水开采量以平均每年25亿m3的速度增长。目前,北方已经有相当一部分地区地下水处于超采状态,其中河北省整体超采,北京、天津、呼和浩特、沈阳、哈尔滨、济南、太原、郑州等一些大中城市地下水已经超采或严重超采。目前,全国300多座城市不同程度地存在缺水问题。过量开采地下水和地下水位普遍降低是诱发地面沉降和地裂缝的主要因素。全国至少有40座城市由于不合理开采地下水而诱发了地面沉降,在河北平原和西安、大同、苏锡常等地区,过量开采地下水还导致了地裂缝灾害。据预测,到2030年,我国地下水年需求量达781亿m3,年缺口超过100亿m3,地下水日趋减少和用水量不断增加必将引起地下水的过量开采,如果再继续过量开采地下水的话,以上地区地面沉降和地裂缝灾害会呈进一步加剧趋势。
(3)城市化发展使地质灾害呈加剧趋势
城市是人口和人类工程活动十分集中的地区。随着我国城市化进程的加速,城镇中不合理的人为工程活动引发的地质灾害将愈加突出。我国许多山区城市,如重庆、兰州、大连、十堰、攀枝花等,由于城市无限制地膨胀,向山要地,上山建城,严重破坏了山体天然平衡,成为滑坡、崩塌灾害严重的城市。平原城市为满足发展需要,用水量不断增加,进而过量开采地下水,已经有50座以上的城市引发了地面沉降。中国正处在传统农业社会向现代化社会过渡阶段,已进入城市化发展加速阶段。从1978年到2003年,我国城市数量由193个增加到688个,建制镇由2173个增加到20312个,市镇总人口由1.7亿人增加到4.56亿,占全国总人口的比重由17.9%提高到36.1%。预计到2010年,中国城市人口比例将增加到45%,21世纪中叶将达到60%~70%,城市人口数量将达到10亿~11亿,中国城市数量将突破1000个,百万人口以上的城市将达到126个。据测算,到2050年,全国平均每年将有1200万人从乡村转移到城市,国家每年将投入8000亿~9000亿元人民币进行城市基础建设,以适应城市化进程的要求。随着我国经济建设的快速发展,中国东部各大主要城市如北京、天津、上海、广州、杭州、南京等城市进入了一个大规模重新规划改造的新时期。“十五”期间,广州、天津、北京、南京、深圳、沈阳、杭州、上海、哈尔滨、青岛等地斥资2000亿元用于地铁与轨道交通建设。随着我国西部大开发战略的实施,青藏铁路与欧亚大陆桥沿线地区将有一批城市要新建、扩建,同样面临着地质灾害逐渐加剧的问题。
因此可以认为,随着城市的发展,平原地区和内陆盆地因过量开采地下水引发的地面沉降灾害和地裂缝灾害将呈加剧趋势;山地丘陵区,在切坡建房、采矿、修路与降雨的共同作用下,滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷灾害将亦呈加剧趋势。
(4)西部开发将使地质灾害加剧
实施西部大开发战略,加快西部地区的经济发展,是党中央作出的重大战略决策。但西部地区自然环境脆弱,地质构造复杂,是地质灾害种类最多、活动最强烈的地区。据遥感资料,上百万处崩塌、滑坡、泥石流灾害点广泛分布在西部各省(区、市)。根据历年灾情统计,四川、重庆、云南、贵州、陕西、甘肃等西部省份一直是我国地质灾害最发育、危害最严重的地区,新疆、西藏和青海的一些地区灾害也十分严重。位于西部地区的天兰铁路、宝成铁路、成昆铁路和黄河、长江上游的水利枢纽工程遭受崩塌、滑坡、泥石流等灾害危害的也十分严重。西部开发涉及诸多领域,资源开发和基础设施建设是其中的重点,“十五”期间,西部铁路大中型项目基建投资预计将达1000亿元,到2005年西部铁路预计将达到1.8万km。这些经济活动对生态环境以及地质灾害将产生重要影响,有可能导致资源、环境的进一步恶化和地质灾害的急剧发展。
(5)自然条件变化使地质灾害呈加剧趋势
1)气候变化与地质灾害。暴雨或连续降雨是诱发地质灾害的主要因素。近几年的统计分析表明,全国降雨诱发的突发性地质灾害占63%,其中,暴雨诱发的又占降雨诱发突发性地质灾害的66%以上。而且,突发性地质灾害的发生与降雨量的年内变化和年季变化呈正相关关系,即,每年汛期突发性地质灾害的发生量占全年的60%以上,降雨量偏高的年份也是地质灾害多发的年份。
地球气候处于不断的变化之中。气象系统的观测记录和研究预测表明,自1961年以来全球陆地和海洋表面的平均温度呈上升趋势,20世纪升高了0.6℃左右。2001年政府间气候变化专业委员会完成的第三次评估报告表明,按照其设计的1990~2100年间温室气体和气溶胶排放的35种构想,预计到2100年全球平均地面温度将比1990年上升1.4~5.8℃,即全球平均温度每10年将升高0.14~0.586℃。全球气候变暖后,不仅气候平均值会发生变化,而且天气、气候严重偏离其平均状态的极端事件出现频率也会随之发生变化。观测记录还显示,北半球中高纬度地区,大雨和极端降水事件有增多趋势。
大雨和极端降水事件增多,将导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害加剧。因为大雨和极端降雨最容易诱发大范围的群发型滑坡、崩塌、泥石流灾害,而且往往造成十分严重的后果。例如:福建省三明市历史上很少发生滑坡、崩塌和泥石流灾害,但是2002年6月16日,该地区遭遇了一场百年不遇的强降雨,在建宁、将乐、宁化等5个县内暴发滑坡和泥石流,造成40人死亡,1.2亿元财产损失。2002年7~9月,广东省连山、深圳、信宜、翁源、乐昌、五华等县(市)遭遇百年不遇的暴雨,所诱发的滑坡、崩塌和泥石流灾害,造成42人死亡,3.6亿元财产损失。2001年6月18日至19日,因连续暴雨,湖南省邵阳市绥宁县暴发严重滑坡、崩塌和泥石流地质灾害,全县12个乡镇受灾,受灾面积达112km2,受灾人口达21万(占全县总人口的60.8%),造成严重的人员伤亡和财产损失。2002年,新疆伊犁地区连续降雨,持续降雨时间和降雨量都突破了历史极值,在9个县(市)诱发了滑坡、泥石流196处。大量事实证明,我国和世界各地正处于一个气候剧烈变化期,旱、涝、风暴将更加频繁,因此,崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害将更加活跃。
另外,大气降水具有周期性的枯丰变化。从20世纪90年代至今,我国北方大部分地区降水属偏枯年份,进入21世纪以后,偏枯时期即将结束,北方部分地区将进入降水偏丰时期,降水量会较前十几年有明显增多的趋势。在降水量增多,水动力条件增强等因素影响下,北方部分地区今后地质灾害的发生频率会随降水量的变化而逐渐增大。
2)地震活动与地质灾害。地震活动是突发性地质灾害的重要影响因素。我国是世界上大陆地震活动最为频繁和强烈的国家,地震活动总体呈现频度高、强度大、分布范围和影响面广、区域差异明显的特点(刘江等,2001)。目前,全国有41%的国土面积、71%以上的省会城市和直辖市以及120多个人口大于50万的城市,位于基本烈度为Ⅶ度和Ⅶ度以上的高烈度区。地震活动使岩层破碎、山体失稳、松散固体物质增多,从而触发山体发生滑坡、崩塌、泥石流。如1973年2月6日,四川甘孜州发生一次7.9级地震,触发了滑坡137处。据预测,我国21世纪初期地震活动仍处于活跃状态期。因此,西部、华北和东部沿海地区,因地震而诱发的地质灾害也将十分频繁。
综合上述,人为活动和气候变化等因素的特点都促进了地质灾害的发生频度和密度的增长。但是,由于近几年全国加大了有关地质灾害的防灾减灾宣传和防治力度,发布了《地质灾害防治条例》,建立了地质灾害群测群防体系,开展了汛期地质灾害预报预警工作,使各级政府和人民群众的防灾减灾意识明显增强。因此,地质灾害造成的人员伤亡得到了一定程度的控制。但是,随着社会经济的发展,国家和社会资产的价值将越来越高,各类基础设施、建筑物等的分布密度会越来越大,因此地质灾害造成的经济损失仍可能呈一定的增长趋势。随着人们生活水平的大大提高,人们对生命和健康将更加重视,因此同样程度的地质灾害所造成的心理和社会影响将更加严重。
6. 年上半年全国地质灾害灾情及下半年地质灾害趋势预测
国土资源部通报 2011 年第 40 期
2011 年上半年全国地质灾害发生数量大,人员伤亡相对较少,经济损失较严重。6月份地质灾害加重,原因是1 ~5月全国大部分地区偏旱,而6月出现旱涝急转,致使东南、西南、华东地区受灾严重。2011 年下半年防灾形势严峻,7 ~ 9月份是地质灾害的高发期,特别是极端天气事件诱发突发性地质灾害的可能性很大;10 ~ 12月虽然是地质灾害的低发期,仍然会有突发地质灾害。预测下半年地质灾害重灾地区可能主要在东南、中南、西南等地区。汶川地震影响区、三峡库区地质灾害的危险性较高,需要重视。同时应高度重视台风 (热带风暴)带来的强降雨对东南沿海地区的影响。
一、地质灾害灾情
(一)2011 年 1 ~6月总体灾情
2011 年 1 ~ 6月全国共发生地质灾害 10710 起,其中滑坡 8495 起、崩塌 1355起、泥石流608 起、地面塌陷183 起、地裂缝60 起、地面沉降9 起; 造成人员伤亡的地质灾害 50 起,97 人死亡、13 人失踪,49 人受伤; 直接经济损失 9.39 亿元。与去年同期相比,发生数量、造成的死亡失踪人数和直接经济损失均减少 (表 1)。
表 1 2011 年 1 ~6月与去年同期地质灾害基本情况对比表
1 ~ 6月全国共成功预报地质灾害 156 起,避免人员伤亡 4674 人,避免直接经济损失 2.69 亿元。
1 ~ 6月地质灾害分布在 26 个省 (区、市)。按发生数量由多到少依次是湖南、江西和浙江等 (表2); 按造成的人员死亡失踪人数依次由多到少是广西、湖北和山西等 (表3); 按造成的直接经济损失由大到小依次是甘肃、湖南和湖北等 (表 4)。
表 2 2011 年 1 ~6月各省地质灾害发生数量统计表 单位: 起
表 3 2011 年 1 ~6月地质灾害造成死亡失踪人数统计表 单位: 人
表 4 2011 年 1 ~6月地质灾害造成直接经济损失统计表 单位: 万元
(二)6月灾情
6月全国共发生地质灾害 10268 起,其中滑坡 8327 起、崩塌 1208 起、泥石流588 起、地面塌陷 86 起、地裂缝 53 起、地面沉降 6 起; 造成人员伤亡的地质灾害32 起,49 人死亡、10 人失踪、24 人受伤; 直接经济损失 4.22 亿元。与去年同期相比,发生数量、造成的死亡失踪人数和直接经济损失均减少 (表 5)。受灾较重的省份是湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江等。
6月全国共成功预报地质灾害 140 起,避免人员伤亡 3007 人,避免直接经济损失 6369 万元。
表 5 2011 年 6月与去年同期地质灾害基本情况对比表
二、1 ~6月地质灾害特点
(一)多年同期相比人员伤亡最少、经济损失较严重
与 2005 年以来多年同期相比,2011 年 1 ~6月地质灾害发生数量排第二位,低于 2010 年 (19563 起); 因灾造成死亡失踪人数为历年最少 (108 人); 因灾造成直接经济损失排第四位,低于 2010 年 (18.7 亿元)、2006 年 (16.7 亿元)、2005年 (15.7 亿元)。2011 年 1 ~6月,全国地质灾害发生数量大,人员伤亡相对较少,这得力于地方党委、政府高度的重视,采取了各种有效措施落实地质灾害防治责任和加强监测预警等工作,其中地质灾害应急演练起到了重要的作用。
(二)年内相比,1 ~5月灾情偏轻,6月加重
1 ~ 5月全国发 生 地质灾害 442 起、死 亡 失 踪 人数 51 人、直接 经 济 损失51719.8 万元。而 6月发 生 地质灾害 10268 起、死 亡 失 踪 59 人、直接 经 济 损失42229.8 万元,分别占上半年发生数量的 96% 、死亡失踪人数的 54% 和直接经济损失的 45%。原因是 1 ~5月全国大部分地区偏旱,造成地表土体开裂,一旦遇水极易引发地质灾害; 而 6月出现旱涝急转,南方遭遇几次强降雨,致使湖南、湖北、福建、江西、安徽、浙江受灾严重。尤其是湖南,发生地质灾害 8727 起,占当月全国总数的 85%。
三、重大地质灾害实例
(一)2011 年 3月2日,甘肃省临夏州东乡县县城撒尔塔广场发生一起滑坡,滑坡体规模 18 万立方米,造成直接经济损失达 44300 万元。
(二)2011 年 5月9日,桂林市全州县咸水乡洛家村委广坑漕采石场降雨引发大型滑坡,规模 20 万立方米,造成 22 人死亡、1 人受伤、直接经济损失 350 万元。
(三)2011 年 6月10日,湖南省桃江县马迹堂镇月形湾村张公塘组发生滑坡,造成 8 人死亡。
(四)2011 年 6月26日,山西省代县新高乡白峪里村小东沟发生滑坡,规模52200 立方米,造成 9 人死亡,4 人受伤。
四、下半年地质灾害趋势预测
根据地质灾害多年发生规律,7 ~ 9月份是地质灾害的高发期,防灾减灾形势将更加严峻,特别是极端天气事件诱发滑坡、泥石流等突发性地质灾害的可能性很大,需要严加防范群死群伤灾害事件; 10 ~ 12月虽然是地质灾害的低发期,仍要重视做好地质灾害防治工作,不可掉以轻心。遭遇数十年一遇旱灾的南方地区,持续干旱造成岩土体松散开裂,一旦遭遇强降雨,发生崩塌、滑坡和泥石流地质灾害的概率将会明显增加。另外,要十分注意防范水利水电、铁路公路等在建工程以及采矿、削坡建房等人类工程活动引发的地质灾害。
预测下半年地质灾害重灾地区可能主要在四川、云南、贵州、重庆、湖南等省(市)部分山地丘陵区,尤其要注意汶川地震强烈影响区,其次是福建、浙江、江西、安徽、广东、广西、陕西、甘肃和山西等山区。要进一步加强三峡库区由于水位消涨、降雨等因素所引发地质灾害的防范,高度重视台风 (热带风暴)带来的强降雨对东南沿海地区的影响。
国土资源部
二〇一一年七月六日
7. 讨论崩塌,泥石流,滑坡三种地质灾害的形成条件和整治措施有何不同
一、崩塌
(一)崩塌定义
高陡斜坡(含人工边坡)上的岩土体完全脱离母体后,以滚动、跳动、坠落等为主的移动现象与过程,称为崩塌。危岩体是正在开裂变形,并可能发生崩滑的危险山体(图1-1)。
该类灾害具有下落速度快、发生突然,垂直位移大于水平位移的特点。崩塌对斜坡底部的房屋、道路及其它建筑物危害很大,极易造成人员伤亡事故。
(二)崩塌分类
按崩塌体的物质组成分为两大类:一是产生在土体中的,称为土崩。二是产生在岩体中的,称为岩崩。当其岩崩的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩。当其崩塌产生在 图1-1 崩塌示意图
河流、湖泊或海岸上时,称为岸崩。
按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30—40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50—70%,山坡角在30—40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角多大于40度。
(三)崩塌的形成条件
岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件,又统称地质条件,它是形成崩塌的基本条件。
1、岩土类型:一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型,所形成崩塌的规模大小不同。通常,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌;页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。
2、地质构造:各种构造面,如节理、裂隙面、岩层界面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。坡体中裂隙越发育,越易产生崩塌,与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面,最有利于崩塌的形成。
3、地形地貌:江、河、湖(水库)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
能够诱发崩塌的外界因素很多,主要有:
1、地震:地震引起坡体晃动,破坏坡体平衡,从而诱发崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
2、融雪、降雨:特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。
3、地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。
(四)可能诱发崩塌的人类工程经济活动
在形成崩塌的基本条件具备之后,诱发因素就显得重要了。诱发因素作用的时间和强度都与崩塌有关。能够诱发崩塌的外界因素很多,其中人类工程活动及人类经济(生产)活动是诱发崩塌的一个重要原因。
1、采掘矿产资料:我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多。有露天采矿场边坡崩塌,也有地下采矿形成采空区引起地表崩塌的。较常见的如煤矿、铁矿、磷矿、石膏矿、粘土矿等。
2、道路工程开挖边坡:修筑铁路、公路时,开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层,加之大爆破对边坡强烈震动,有时削坡过陡都可以引起崩塌。此类实例较多。
3、水库蓄水与渠道渗漏:这里,主要是水浸润和软化作用,以及水在岩体(土体)中的静水压力、动水压力,可能导致崩塌发生。
4、堆(弃)渣填土:加载、不适当的堆碴、弃碴、填土,如果处于可能生产崩塌的地段,等于给可能的崩塌体增加了荷载,从而可能而诱发崩塌。
5、强烈的机械震动。如火车机车行进中的震动,工厂锻轧机械震动均可起诱发作用。
二、滑坡
(一)滑坡定义
图1-2 滑坡示意图
滑坡是斜坡岩土体在重力和水,以及其他外营力的作用下,沿某一薄弱结构面产生剪切破坏的一种不良地质现象,是自然作用或与人类活动等因素综合作用的产物(图1-2)。自然界中,无论是天然斜坡还是人工斜坡都不是固定不变的,在不同因素的作用下,斜坡一直处于不断地发展和变化之中。
(二)滑坡的形成条件
滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外营力改造和人类工程活动等因素密切相关。松散土体和高陡的斜坡是形成滑坡的内因,河流冲刷及淘蚀是产生滑坡的外因,人类工程活动和降雨是发生滑坡的主要诱发因素。
1、地层岩性:岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
2、地质构造:斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
3、地形地貌:只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
4、水文地质作用:各种软弱层、强风化带因组成物质中粘土成分多,容易阻隔、汇聚地下水,如果上坡上方或侧方有丰富的地下水补给,则这些软弱层或风化带就可能成为滑动带而诱发滑坡。
地下水在滑坡的形成和发展中的主要作为表现为:
地下水进入滑坡体增加了滑体的重量,滑带土在地下水的浸润下抗剪强度降低;地下水位上升产生的静水压力对上覆不透水层产生浮托力,降低了有效正压力和摩擦阻力;地下水与周围岩体长期作用改变岩土的性质和强度,从而引发滑坡;地下水运动产生的动水压力对滑坡的形成和发展起促进作用。
5、人为工程活动影响
不合理人为工程活动,如人工开挖斜坡前缘开挖坡脚或后缘堆载,改变了斜坡的外形和应力状态,增大了滑体的下滑力,减小了斜坡的支撑力,从而引发滑坡。农田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、废水排放等加剧滑坡的可能性。
(三)可能诱发滑坡的人类工程经济活动
违反自然规律,破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1、开挖坡脚:修建公路、铁路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如,我国西南、西北的一些铁路、公路,因修建时大力爆破、强行开挖,事后,陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化土石,增大坡体容重,从而促进或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可诱发滑坡发生。
3、堆填加载:在斜坡上大量兴建楼房、修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等,使斜坡支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是矿厂废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩土体受振动而破碎,产生滑坡,在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡;等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
三、泥石流
(一)泥石流定义
泥石流是山区常见的一种自然地质灾害,大都形成于沟谷和坡地,由于暴雨或冰湖、水库等溃决而在沟谷或坡面产生的一种携带有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流,是一种危害性极强的地质灾害。泥石流灾害具有突然爆发、历时短暂和破坏力强大的特点,是各种自然因素和人类工程活动因素共同作用的产物。
(二)泥石流的形成条件
泥石流的形成通常需要具备以下三个条件:有物源条件、水源条件和特定的地貌条件(图1-3)。
1、物源条件:系指物源区固体松散物的分布、类型、储备量以及补给距离等,能提供大量的固体松散物。固体松散物的来源决定于地层岩性、风化作用和气候条件等因素。
图1-3 泥石流示意图
物源条件主要受地质构造和岩性、新构造运动、不良物理地质作用、人类工程活动等因素的制约。在断裂强烈发育带,岩石破碎,易风化而处于不稳定状态,从而为泥石流提供了丰富的固体物质;岩石性质不仅决定着岩体破坏的难易和方式,而且还决定所形成泥石流的性质。
2、地形地貌条件:地形地貌条件是形成泥石流的内因和必要条件,它制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的规模和特性。在泥石流的形成条件中,地形地貌条件是相对稳定的,其变化是缓慢的,同时在泥石流的活动过程中,也被再塑造。
地形地貌对泥石流的发生和发展主要具有两个方面的作用:首先是通过沟床的地势条件为泥石流提供位能,赋予泥石流一定的侵蚀、搬运和堆积的能量;同时在坡地或沟槽的一定演变阶段内,提供足够数量的水体和土体。沟谷的流域面积、沟床纵坡降、流域内山坡平均坡度、沟谷形态以及植被覆盖情况等都对泥石流的形成和发展具有重要的作用,泥石流的发生、发展和分布无不受到山地地貌特征的影响。
泥石流活动的过程形成—运移—堆积就是地表一次破坏和塑造过程:平面呈一不对称的哑铃形成区和堆积区的形态极不稳定;形成区由条带状向树枝状发展;流通区在发展过程中相对稳定;堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进逼下游大河变形,导致河流改道。
3、水源条件:水不仅是泥石流的组成部分,同时也是固体物质的搬运介质。降雨历程、降雨量以及降雨强度等对泥石流形成具有明显的影响。
(三)可能诱发泥石流的人类工程经济活动
由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:
1、不合理开挖:修建铁路、公里、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑活动时破坏了山坡表层而形成的。如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填沟方可获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。
2、不合理的弃土、弃渣、采石:不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。如四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约10万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。
3、滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡稳定性破坏,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏下游的村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光”。
8. 人类工程活动与地质灾害
随着经济社会的迅猛发展,人类工程活动无论是在深度上还是在广度上都日益加剧,显示出强大的威力。特别是对自然斜坡的不合理开挖,打破了地质历史时期形成的斜坡平衡状态,造成斜坡变形失稳,已成为触发地质灾害的主要因素之一。
调查区人类工程活动主要包括:农林牧业活动、城镇与农村建设、道路工程建设、水利工程建设和矿产资源开发等。
黄土高原地区自古就有斩坡挖窑居住的习惯,虽然现在经济条件有所改善,但是受地形条件制约,斩坡平基建宅、箍窑以及修建工程设施现象仍然不可避免(图4-20)。特别是改革开放以来,经济快速发展,城市建设加快,农村人口大量涌入城内,宝塔区三山夹两川的狭窄城区成为调查区人口最为密集的地方,仅16km2的城区就分布有13万常住人口和5万外来及流动人口,人口密度高达1万/km2以上。人口的过量增加,在客观上加大了对居住用地的要求,土地资源日趋紧张,人们的居住场所呈现出向冲沟及附近更危险地带扩展的趋势,斩坡现象加剧。
在经济建设方面,基础建设大规模动用土方工程,已修建有高速公路一条,省道3条,区道5条,乡道6条,村级道路297条,公路密度为45.2km/100km2。西(安)延(安)-延(安)神(木)铁路全面开通;延安机场现已进行跑道改造,210 国道纵贯南北;黄陵-延安,延安-榆林,延安-安塞高速公路已建成通车。通往邻县的公路全部进行了提级改造。靖边-西安的天然气输气管道横贯全区。上述工程建设,都离不开大规模地动用土石方工程,难免对原本稳定的自然地质环境形成干扰和破坏,其作用强度超过历史上任何一个时期,由此所触发的地质灾害也呈现增高的态势。
图4-20 人类工程活动改变斜坡原始坡度状态示意图
人类工程活动一般多选择在较宽阔的河谷。黄土地层遭受地质时期的长期侵蚀,已形成坡度相对平缓的黄土梁或峁,尤其是全新世以来,地壳活动变缓,气候干旱少雨,谷坡经过地质历史时期的各种侵蚀作用,应力释放和调整亦基本完成,斜坡一般处于稳定或基本稳定状态。在自然条件下,一般不会发生重大滑坡崩塌灾害。人类工程活动,如削坡、加载等作用,将原有的平衡状态打破,使斜坡产生卸荷、拉张和风化裂隙,在雨季易产生滑坡和崩塌地质灾害。本次调查的新滑坡和崩塌灾害,无一不与人类不合理的工程经济活动有关。13处滑坡中有10处与削坡建窑建房有关,2处与公路铁路建设有关,1处由水利工程引发;16个崩塌灾害点,有9处是与建窑建房削坡过陡有关,7处与公路建设边坡处理不当有关。人类不合理的工程经济活动这一因素应当引起人们足够的重视(图4-21)。
图4-21 不同人类工程活动诱发的地质灾害比例图
1—削坡建窑建房;2—公路铁路建设;3—水利工程建设
采用FLAC3D模拟软件对黄土边坡进行模拟,结果表明,在40m坡高条件下,30°和45°边坡的强度折减在坡脚处最为显著(图4-22),从力学机制上也证明了,斩坡是触发滑坡崩塌地质灾害的直接因素。
图4-22 30°(上)和45°(下)边坡强度折减模拟图
综上,在地质灾害诸多形成条件中,地质环境条件变化缓慢,人类工程活动和降雨则是最活跃的因素,二者的双重作用是诱发地质灾害最活跃最积极的因素。
9. 全国地质灾害的主要类型、等级划分与基本灾情
2.1.1 地质灾害的主要类型
根据《地质灾害防治条例》,本书所指的地质灾害种类主要是滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地裂缝。
根据地质灾害对人民生命财产或环境造成明显破坏的速度,通常将滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷称为突发性地质灾害,将地面沉降和地裂缝称为缓变性地质灾害。
2.1.2 地质灾害的等级划分
根据《地质灾害防治条例》,地质灾害共分为4个等级。其主要依据是:人员伤亡情况和经济损失的大小。具体分级如下:
1)特大型:因灾死亡30人以上,或者直接经济损失1000万元以上;
2)大型:因灾死亡10人以上、30人以下,或者直接经济损失500万元以上、1000万元以下;
3)中型:因灾死亡3人以上、10人以下,或者直接经济损失100万元以上、500万元以下;
4)小型:因灾死亡3人以下,或者直接经济损失100万元以下。
需要指出的是,上述灾害等级的划分只是以致灾地质体所造成的灾害损失为依据的。它与致灾地质体的规模,比如:以崩塌、滑坡、泥石流的变形岩土体的数量为依据进行划分的规模,并没有直接的必然联系。巨型滑坡体造成的灾害并不一定就是大型或特大型的。但是致灾地质体的规模与灾害受体(厂矿、市镇和基础设施等)的人口密度、经济价值、人群的防灾减灾意识和措施等,也有着密切的关系。在大型或巨型致灾地质体分布的地区,如果人口稀少、没有重要的工程设施,也不一定会造成高等级的地质灾害。但在发展经济的过程中,这样的地区毕竟具有高地质灾害风险,或者说具有重大地质灾害隐患,值得人们在进行经济建设规划中,在防灾减灾方面给予充分的注意。反之,在中小型致灾地质体分布的地区,如果人口较为集中、工程设施的经济价值较高,也有可能造成中、高等级的地质灾害。因此,在这些地区,对那些中小型致灾地质体也必须给予足够的重视。
2.1.3 全国地质灾害的基本灾情
2.1.3.1 总体损失
我国是世界上地质灾害最发育、危害最严重的国家之一。滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂缝灾害在我国31个省(区、市)均有分布。
据不完全统计,1995~2003年,全国滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等突发性地质灾害共造成10499人死亡和失踪、65356人受伤、575亿元的财产损失,平均每年死亡和失踪1167人、财产损失64亿元(图2.1,图2.2)。
全国有21个省(区、市)82个城市存在较严重的地面沉降。其中,有监测资料的14个城市的地面沉降面积已经超过6.4万km2。据估算,这14个城市由于地面沉降造成的直接经济损失超过800亿元,平均每年27亿元以上。1921~2000年的80年间,仅上海市区地面沉降造成的直接经济损失已达176.6亿元,平均每年2.2亿元;间接经济损失达2943.07亿元,平均每年36.8亿元(据上海市地质环境监测总站资料)。
据不完全统计,全国24个省(区、市)已发现地裂缝1232多处,造成的直接经济损失在17.5亿元以上。
图2.2 1995~2003年全国突发性地质灾害造成的直接经济损失情况(据2002年和2003年《中国地质环境公报》资料)
2.1.3.2 区域分布情况概述
我国地质灾害的区域分布情况如图2.3所示。
滑坡、崩塌、泥石流灾害具有区域性分布规律。就全国来说,西南地区的云南、四川、重庆、贵州等省(市),中南地区的湖南、广东、广西等省(区),西北地区的陕西、甘肃等省,以及华东地区的江西、湖北、福建、江西等省,滑坡、崩塌、泥石流灾害的发生频度最高,危害程度也最为严重;西南、西北地区的滑坡、崩塌、泥石流的规模往往较大,而东南部地区多发育小规模和浅层的滑坡。
地面沉降主要分布在我国东部平原地区,其中又以沿海城市和华北平原等地区最为严重。发生地面沉降的城市或地区有的孤立存在,有的则密集成群或断续相连形成大面积的地面沉降区(带)。黄淮海平原的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地区和长江三角洲的嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地区,就是地面沉降十分严重且密集分布或断续相连已形成地面沉降区(带)的地区。
地面塌陷在岩溶地区和矿山开采地区广泛分布。其中,岩溶塌陷在中南和西南地区的岩溶地区广泛分布,且以广西、云南、贵州、四川和重庆5个西部省(区、市)最为严重,这5个省(区、市)内岩溶塌陷的数量可占全国岩溶塌陷总数的78%;矿山开采塌陷则以黑龙江、辽宁等省矿山分布区最严重。
地裂缝主要集中在汾渭盆地、太行山东麓平原、大别山东北麓平原地区,已形成3个规模巨大的地裂缝密集带。
2.1.3.3 地质灾害主要成因简述
(1)自然条件是决定地质灾害发生的基本条件
区域性和地区性的地质、地貌、气候等自然条件,控制着灾害性地质作用发生的可能性,以及发育的程度和特点。
岩土体松散破碎的山地丘陵区,地形起伏、沟壑纵横,具有孕育滑坡、崩塌、泥石流灾害的有利地形地质条件。而其中的降水集中分布区,又往往是崩塌、滑坡、泥石流多发的地区。
暴雨、强降雨或连续降雨是诱发上述地质灾害的主要因素。据统计,我国由于降水诱发的崩塌、滑坡、泥石流灾害占全国崩塌、滑坡、泥石流灾害总数的65%,而其中由暴雨诱发的又在降水诱发的灾害中占到66%以上。这使得我国滑坡、崩塌、泥石流灾害的主要分布区也大多与年降水量较高、特别是暴雨集中的地区相一致。
具有厚度较大的松散沉积物、且其中蕴涵丰富地下水的平原、盆地与河谷地区、岩溶发育的可溶性岩石分布区,是地面沉降、地面塌陷和地裂缝灾害的多发区。这是地质、水文地质条件对地质灾害控制性的又一表现。
(2)人类活动越来越成为引发地质灾害的重要因素
诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝灾害的人类活动,突出表现在工程开挖(如修路、切坡建房)、矿山开采、不合理抽取地下水和石油开采等方面。
在山地和丘陵区,修建铁路、公路、房屋等工程,经常采用切坡、削坡等手段整理工程场地,采石、采矿开挖山坡和堆弃尾矿,都改变了原有的地形地貌,在很多情况下破坏了地面与斜坡的稳定性。这种变化本身,以及在其他有关因素的作用下,往往足以引发上述灾害。据统计,全国由于上述各种人类活动引发的崩塌、滑坡、泥石流灾害占全国上述灾害总数的50%以上。
不合理的地下水抽取、石油开采和矿山地下采空,改变了这些地区的地质结构,是引发地面塌陷、地面沉降和地裂缝灾害的重要原因。
随着经济与社会的发展,上述人类工程活动的范围和强度正在不断加大,而且在发展过程中,对于规划布局与地质灾害的关系认识不足,使得人类活动诱发的地质灾害不断增多,形成了地质灾害日益严重的局面。
10. 地质灾害概况
黄土高原是我国生态环境最为脆弱地区之一,特殊的自然地理环境和地质构造背景,造就了该地区独特环境地质问题,诸如水土流失、土地沙漠化、沙尘暴、水污染、地方病、矿山环境和滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面沉降等,其中水土流失、滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流、矿山环境是这一地区最为严重的环境地质问题。由于灵台县地处黄土高原,所处的地质环境条件及地质构造决定了地质灾害比较发育。
灵台县境内地质环境脆弱,地质灾害较发育,特别是进入20世纪90年代以来,随着人类工程活动的增强,城镇建设规模扩大、道路不断翻修扩建,地质环境不同程度受到破坏,每年均有不同规模、不同数量的地质灾害发生,造成较大的损失和危害。地质灾害的主要类型有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流等,主要分布在对人民生命财产构成威胁、对公共设施造成影响的居民居住区以及人类活动比较频繁的公路地段。泥石流多以洪水期坡面泥流的形式出现,一般无典型堆积区。
灵台县地处黄土高原与鄂尔多斯盆地西南缘接壤地带,是内力地质作用和外力地质作用长期演化的结果。该区第四纪黄土大面积覆盖,使得内力地质作用的诸多痕迹被掩盖,外力地质作用诱发的各种不良地质现象表现得较为明显。灵台县属黄土梁峁丘陵地形,沟壑纵横,受外动力地质作用如风化作用、重力地质作用、地面流水地质作用、地下水地质作用的影响的黄土覆盖层局部裂隙节理十分发育,表面风化大都比较严重,在黄土下面的川组的基岩为泥岩和砂岩以及泥岩砂岩互层,风化比较严重,其本身的稳定性差。而在塬边斜坡,由于雨水的冲刷,以及局部裂隙雨水的灌入,再加上黄土本身的软弱性和湿陷性,垂直节理发育等特性使黄土沟壑两侧多易崩易滑,这就为滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害的发育创造了条件。对人民生命财产及公共设施构成威胁的地质灾害点主要有滑坡、崩塌、不稳定斜坡及泥石流。
滑坡是灵台县分布较为广泛的地质灾害之一,该区滑坡一般属于重力型滑坡,主要发育特征是滑坡形态不十分完整,边界轮廓较模糊,后缘滑壁保留或部分保留,滑体滑移特征明显,部分滑坡具有典型的双沟同源现象,多为中层-浅层滑坡,以老滑坡为主。遥感解译和野外调查资料显示,工作区滑坡主要分布在达溪河、黑河及其支流流域沟谷两侧。一般,滑坡的分布与沟谷发育程度有密切关系,主河谷两侧经历长时间河流冲刷侵蚀,河谷两侧斜坡已趋自然稳定,自然条件下很少有滑坡发生,而在支流上游的冲沟和干沟两侧(几乎无人居住),沟谷形态多呈“V”字形,由于季节性流水的切割侵蚀,加大了沟谷两侧黄土边坡的天然坡度和边坡土体的临空面,这些地区是黄土滑坡形成和分布的有利地段,形成多个黄土滑坡密集区。
崩塌是灵台县主要地质灾害,多发生在公路高陡边坡和早期居民房屋建筑场址高陡边坡。主要发育特征是无明显滑动面,一般规模小,但破坏速度快,由于威胁公路等人类活动比较频繁的地段,易产生较大的人员和财产损失。工作区崩塌主要有两种类型,即黄土崩塌和基岩崩塌。黄土崩塌的分布与黄土滑坡相似,主要见于修路人工开挖的人工陡坎、陡崖边上,削坡建窑、建房的高陡边坡,斜坡坡度大于60°,崩塌的主要类型为倾倒式;基岩崩塌,多发生在泾川组基岩上部,这些泾川组基岩风化严重,局部节理裂隙十分发育,此类崩塌多发生在修路开挖揭露泾川组基岩的高陡边坡地段,多为局部小规模崩塌。
不稳定斜坡是灵台县主要的地质灾害隐患类型,主要分布在中台镇、梁原乡、百里乡、新开乡,其余各个乡镇较少。其中中台镇分布最为广泛,几乎遍布中台镇的所有行政村。不稳定斜坡多位于居民居住区,对人民生命财产构成了威胁。不稳定斜坡多是由于人工削坡建窑、建房和修筑公路引起的,只有极少数为自然斜坡。本地区窑洞多修建在人工削坡的黄土陡崖中,房屋多修建的离陡崖比较近,有的是紧靠陡崖修建,再加上本地区黄土本身的软弱性和湿陷性,黄土垂直节理较发育,这就决定了不稳定斜坡存在安全隐患。这类灾害点的特点是:灾害隐患多在人活动频繁的地方,斜坡多是经过人工改造和扰动,在有外界动力因素作用下,很容易失稳。
灵台县泥石流灾害发育相对较轻,区内年平均降水量450~700mm,年内分配不均匀,7~9月降水量占全年降水量的60%~80%,且多以雷阵雨形式降落,持续的降雨使斜坡黄土含水率增大,强度降低,产生滑坡,崩塌,或冲毁淤地坝,进而引发泥石流地质灾害。经过调查,灵台县共有8个泥石流灾害点,其共同特征是沟谷上部有较厚的黄土覆盖,沟谷中植被较差,沟谷两侧坡上黄土节理裂隙发育,表层风化严重,局部有滑坡及崩塌现象,物源比较充足;泥石流沟侵蚀强烈,冲刷深度较大,侵蚀沟在各种外力作用下,产生严重的垮塌、塌方,以及水流片蚀、溶蚀作用等产生的松散物质堵于沟槽,遇到暴雨、强降雨时,洪水顺着陡峭的沟谷,携带着沟谷中堆积物向下游流动,便形成泥石流。这类小型沟谷的集水面积小,沟源近,流程短,可供给泥石流的物质和水量都有限,规模不大,多为泥流。
受汶川5·12地震的影响,灵台县部分地区的窑洞、房屋出现裂缝,少量房屋倒塌,局部地段出现崩塌及小型滑坡,黄土覆盖层局部节理裂隙加大,地质灾害威胁有愈演愈烈之势,开展地质灾害调查与研究,查明地质灾害隐患点及发育规律,采取有效措施防治是当务之急。