秭归县地质灾害
Ⅰ 当时三峡大坝建设之前存在很多争议,是什么
三峡大坝建设之前存在很多争议包括:
1、对生态与环境的影响的问题,三峡工程将会对周边生态造成冲击,因为有大坝阻隔,鱼类无法正常通过三峡,鱼类的生活习性和遗传等会发生变异。三峡完全蓄水后将淹没560多种陆生珍稀植物,但它们中的绝大多数在淹没线以上也有分布,只有疏花水柏枝和荷叶铁线蕨两种完全在淹没线以下。
2、库区移民问题,移民是三峡工程最大的难点,在工程总投资中,用于移民安置的经费占到了45%。当三峡蓄水完成后,将会淹没129座城镇,其中包括万州、涪陵等两座中等城市和十多座小城市,会产生113万移民。
3、库区文物问题,三峡工程600多公里长的淹没范围,使得如果不采取文物保护,在三峡库区蓄水达175米以后,大量的文物古迹都将被淹没到水下。
4、泥沙淤积问题,三峡工程极大地改变了原河道水流泥沙运动的规律。三峡枢纽工程中各种建筑物有不同的要求和运行情况,如通航建筑物上下游水域,要求水流平静顺畅,因此只有细颗粒泥沙有可能进入,常在引航道口门区回流落淤,或以异重流方式潜入引航道内落淤。
(1)秭归县地质灾害扩展阅读
1992年4月3日,七届全国人大五次会议审议和通过《关于兴建长江三峡工程决议》时,在赞成的1767票之外,仍有177票反对,664票弃权,还有25人到会却未按表决器。
对于这些不同的声音,从一开始有关方面就采取了完全科学的态度,都完全做到虚心听取,进行认真的分析、研究和试验,拿出切实可行的、有充分说服力的解决方案,样样都尽可能地做到万无一失,以确保工程在各个方面的成功。
Ⅱ 地质灾害防治设计中的几个问题
根据链子崖黄腊石地质灾害防治工作专家组在链子崖黄腊石地质灾害防治工作中的经验,对地质灾害防治设计工作提出如下建议。
链子崖、黄腊石地质灾害防治工作专家组,是国家科委牵头、中央各部委和湖北省人民政府参加组成的防治工作领导小组的技术参谋班子(著者任专家组长),主要任务是向领导小组提出咨询建议,进行技术把关。专家组自1989年4月成立以来,除日常工作外,召开过九次专家组会议,多次深入现场勘察,召开专门会议,审查工作计划,讨论重大技术问题,解决重大技术难关,提出重大技术建议,审查勘察、设计成果,做了大量工作,于1991年9月圆满地完成了任务。
链子崖和黄腊石地质灾害防治工作,不论就其规模、复杂性和难度,在国内外都是少有的。专家组在两年的工作中遇到了许多新的和难度极大的问题,经过反复的讨论,许多问题都取得了一致的认识,向领导小组提出了许多重大建议,有些问题是带有很大的风险的,风险再大也得决策,专家组均作出了向领导小组提出决策性的意见。这一节就是专家组活动中的指导思想、重大和风险问题的决策依据及有关的经验。
1.地质灾害防治是一项地质工程
开展任何一项工作,不管自觉还是不自觉地,都存在有一个指导这项工作的指导思想和观点。链子崖和黄腊石地质灾害防治工作从一开始就有一个明确的指导思想和对这项工作认识的基本观点。这个指导思想和基本观点就是,链子崖和黄腊石两处地质灾害防治是一项地质工程。地质灾害防治工程,从大的方面来说,是一项地质环境治理工程,从小的方面来说,是一项地质体改造工程,简单地说可以称为地质工程。这类工程不是土木工程,不是一般的建筑工程,而是一项地质工程。这项工程的目的是塑造一个安全稳定的新的地质环境,保障人民安居乐业,保障国民经济少受损失和国家经济建设顺利发展。要做到这一点,这项工程的建设必须紧紧地依靠地质,地质灾害勘察成果的水平将决定这项工程的建设水平,也可以说地质是地质工程的基础。这项地质体改造工程,从何处下手来作?要进行地质体改造,必须明确改造目的、改造对象、改造技术,这是非常关键的。如链子崖危岩体挖煤采空是变形产生的主要原因,我们就应该对采空区的应力条件、地质体强度进行改造;对黄腊石滑坡来说,滑坡体内的水是滑动的主要原因,那就应该改造滑坡体的水文地质条件和滑体的受力条件,这就叫做“对症下药”。换一句话说,地质灾害防治的地质体改造工作必须通过认真的勘测工作,查清地质灾害产生的原因、活动机制、灾害体的结构及其稳定条件,然后“对症下药”地给出防治方案,进行技术设计和施工,才能奏效,这是非常关键的一环,一定要明确这一点。
地质工程有其特殊性,特殊就特殊在它是以地质体结构为建筑材料,以地质体结构为建筑结构,以地质环境为赋存条件建筑环境的一项特殊的建筑工程。它不像土木工程已经有几百年的历史,有丰富的经验,有各种各样的规程、规范可做参考;这方面的经验是不多的,即使有了,因为地质体十分复杂,也不能生搬硬套。必须在查清地质体结构、地质灾害产生的原因、机制以及地质灾害体结构的基础上,进行科学的分析,作出防治方案,再根据结构作用功能进行结构设计,方能成功。在这个过程中,必须有地质人员参加,也可以说,应该以地质人员为主来进行更好些。对这种工程来说,设计人员包打天下肯定是要失败的。地质人员最有条件认识地质灾害产生的原因、机制和地质灾害体的结构,最有条件给出科学的防治方案,设计人员一般对地质灾害产生的原因、机制和灾害体的结构不容易搞清楚,给出的防治方案常常与地质实际不符,工程设计人员要想做好这项工作必须紧密地与地质人员合作,这个问题必须引起重视。
2.地质灾害防治的特殊性
地质灾害防治不同于一般的地质工程,它除了具有一般的地质工作的共同特性外,尚有其特殊性。其特殊性在于它是处于孕育成灾过程中,有的刚具有发生变形迹象,有的处于变形发展过程中,有的则处于成灾过程中;有的是初次发生,有的是灾体复活,其类型繁多,成因各异,阶段不同,状态不一。这些特点在链子崖危岩体和黄腊石滑坡中都存在,链子崖危岩体和黄腊石滑坡,这两者也存在很大的不同。链子崖危岩体系处于孕育滑坡过程中的变形阶段,或者说,系处于蠕滑变形阶段,尚未进入加速变形阶段,它也可能变形速率逐渐减小,最后不发生滑动,也可能变形速率逐渐加大,进入加速变形阶段,最后产生崩塌滑坡,形成大规模的地质灾害,造成巨大的经济损失,这在历史上多次重复发生过。黄腊石滑坡系古滑坡复活,在历史上是否重复发生过没有记载,但它是一个滑坡群,互相牵连,问题也十分复杂。
链子崖危岩体变形已经历了几百年的历史,黄腊石滑坡系1983年暴雨后地表开始出现裂缝,以后逐年发展。链子崖危岩体系位于基岩内、黄腊石滑坡系位于松散堆积层中。据现在已掌握的资料分析认为,链子崖危岩体系在挖煤采空区下沉变形诱发下,追踪构造裂隙产生的裂缝,其前缘“五万方”的险兆十分明显;黄腊石滑坡,据已有的资料判断,最可能是沿上滑面滑动,但还存在有一个沿潜伏的下滑动面滑动的可能性。各有各的特点,必须区别对待。
地质灾害防治不是像地基、边坡、隧道建筑那样的地质工程。地基、边坡、隧道建筑是在稳定的地质体上建筑地质工程,工程地质勘察的目的是查清现状的地质体组成成分、地质体结构,以及地质体赋存环境条件和地质体的物理力学性质资料,为地质工程结构设计提供基本资料。而地质灾害防治工程是对不稳定的地质体进行改造,变不稳定的地质体为稳定的地质体。这就提出,地质灾害勘察工作目的是查清地质灾害产生的原因、运动机制、稳定状况及地质灾害体的结构和水文地质、工程地质条件,为地质灾害防治提供基础资料。
地质灾害防治与一般的地质工程不同之处,在于它的研究工作内容是,通过地质体改造防治已经产生的或将要产生的地质灾害,这项工作中最重要的是查清地质灾害产生原因、运动机制、灾害体的结构及稳定性条件,这是制定正确的防治方案和取得防治效果的关键所在。在证论过程中对链子崖危岩体变形原因是有很大争论的,有的认为是剥蚀卸荷,地应力调整引起的;有的认为是崖脚强度不足产生倾倒变形;有的认为是挖煤采空区卸荷引起地面下沉造成的,等等。不同的产生原因就有不同的防治方案,如认为是崖边卸荷产生的,就提出了锚固为主的防治方案;认为是采空区引起的,则提出了承重抗滑键为主的防治方案。对此进行了反复论证,比较一致的意见是地下采空区是链子崖危岩体变形的主要原因,崖边卸荷是附加因素。据此,最后制定了承重抗滑键为主和崖边锚固为辅的综合治理方案。这就是有的放矢的原则。
防治决策必须考虑致灾可能性,成灾的经济损失和防治效益。上面论述了链子崖危岩体和黄腊石滑坡防治是一项地质工程,还应该承认链子崖危岩体和黄腊石滑坡防治是一项防灾工程,这也是地质灾害防治的特殊性,它不是一般的地质工程,而是一项防灾工程。防灾工程就有一个该防不该防的问题,该防不该防的标准是什么?主要是经济效益,即投资和收益的关系问题。一般认为灾害防治的效益可以取得1∶10,著者认为地质灾害防治的效益可以达到1∶20以上,据此著者认为根据我国目前经济实力,我国地质灾害该防不该防的投资和收益的比值界限定为1∶20为宜。根据这一指标,我们来看看链子崖危岩体和黄腊石滑坡该不该防治?在立项申请报告时著者曾估算过链子崖危岩体如果不防治,如果仅前缘“五万方”产生崩塌,不会造成堵江、碍航和断航灾害,没有必要进行防治;如果250万立方米变形体产生盐池河式崩塌破坏,崩塌体一旦入江将可能造成堵江、碍航,甚至出现断航的危险,如果产生这种情况,可能造成的经济损失约为50~60亿元人民币,如果进行防治,防治投资约为1亿元人民币左右,防治效益大约为1∶50~1∶60左右,显然是应该进行防治的,这是链子崖危岩体立项防治的主要依据。黄腊石滑坡防治的效益也是很大的,尤其是对保护巴东县城免于滑坡发生时产生的涌浪袭击具有重大意义。上述表明,除了经济因素外,社会意义也很重要,这两处地质灾害如果不防治,一旦发生灾害,将对人民生存和生活产生巨大的影响,甚至有可能引起社会动乱。显然,进行防治是完全应该的,合理的,这就是该不该防治的决策依据,在地质灾害防治时必须掌握这些特殊性。
3.不确定性问题的决策
一般来说,地质体是复杂的,地质灾害勘察和测试结果或多或少都存在有一些不确定性成分,这些不确定性成分有的是随机性的,有的是定向性的。随机性的可以采用数理统计分析方法作出判断;定向性的原则上不能简单地用数理统计分析的方法进行判断。不论情况如何,在利用这些资料时,不能就事论事,而应该进行综合分析,权衡利弊地进行。为此,就需要选择一种相应的方法进行判断,专家经验评判法或者称为德尔菲法就是适合的方法,在链子崖和黄腊石地质灾害防治方案论证中就利用了这种方法。这里存在一个影响程度大小问题,有的是对防治方案具有控制作用,有的是对技术设计有影响的。显然,对防治方案具有控制作用的权比对技术设计具有影响作用的权要大得多。这就是说,防治方案正确与否是防治工作成败的关键。因此,对防治方案具有控制作用的不确定性的地质因素的判断决策尤为重要,必须认真对待,绝不能凭想像简单从事。在链子崖和黄腊石地质灾害防治方案论证中各存在一个对防治方案具有控制作用,争议较大的问题,即链子崖危岩体是否存在整体滑动可能性和黄腊石滑坡是否存在深层滑动可能性问题,我们在解决这个问题中采用的判断决策方法是专家经验判断法,即德尔菲法。
黄腊石滑坡是否存在深层滑动问题比较易于解决,黄腊石滑坡在地质勘探中发现在松散滑坡体滑动面下面的基岩内还存在有一个断续分布的破裂面。有的专家认为这个面是构造成因的;有的专家认为这个破裂面是上部滑动的影响带;有的专家认为黄腊石滑坡复活有可能沿着这个面滑动;有的专家认为不可能沿着这个面滑动,但大多数专家认为近期不会沿着这个面滑动,在地下水长期作用下,破裂带物质软化,沿着这个面滑动的可能性还是存在的,监测资料亦有迹象表明,目前黄腊石滑坡活动系沿着浅层滑动面滑动。另一方面,考虑到长江三峡工程在不久的将来即将建成,三峡水库蓄水后水深和水面都将大大增大,黄腊石滑坡即使沿着深层破裂面滑动入江,也不会造成重大的地质灾害。据此,长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害防治可行性研究阶段,专家组根据多数专家的意见,作出的结论是:黄腊石滑坡防治主要考虑浅层滑动面,在防治中不要扰动深层破裂带(包括防止地下水渗入)。
链子崖危岩体能否产生整体滑动问题争议比较大,多次召开专家组和专家组扩大会议进行论证。长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害防治可行性研究阶段,专家组根据多数专家的意见作出的结论是:“危岩体山体开裂变形有多方面因素,其中以挖煤采空占重要地位。T8~T12缝段危岩体的变形破坏方式,预测以崩塌为主,但不能排除在特殊不利的情况下发生较大规模滑移(即整体滑动)的可能性,防治原则应当是既防崩又防滑,……”其根据有如下几点:
(1)T8~T12缝段后缘已经形成弧形拉裂缝;
(2)变形监测结果T8、T9及“五万立方米”地段变形量和变形速率大体相近;
(3)1988年安装监测点时工人听到在T8缝附近地下产生岩体破裂声,且闻到上溢的硫化氢气体;
(4)近年来,1#洞内渗水量增多,地表黄泥通过T8、T9淋滤带到1#洞内,证明T8和T9缝已与地下的1#洞连通;
(5)1#洞顶板及衬砌出现纵张裂缝;
(6)1#洞内观测到的顶板下沉变形与采空区范围相当;
(7)T8~T12包围的危岩体内部已经存在着缺陷(微破裂面),岩体已经受到损伤,在外界因素作用下,损伤会不断扩大,岩体强度将逐渐降低;
(8)中国科学院地质研究所三维有限元应力分析结果表明,采空区外到临空岩壁间的未采掘的煤体宽度如果大于120m时将不产生塑性化,如果小于70m时,则未开采部分煤体将产生塑性化,即出现流动变形现象,一旦进入加速流变阶段,即将导致产生大规模破坏。
(9)1#洞内变形监测结果表明,1991年以来,变形速率有加剧的迹象,这一现象必须引起高度重视。
(10)另据秭归县志记载:长江三峡链子崖崩塌存在有380~400年的周期,而链子崖危岩体目前也正处于此周期当中。
上述表明,T8~T12缝段产生大规模破坏的可能性是存在的,问题还在于产生大规模滑动破坏后能否成灾,灾害损失有多大。在三峡工程未建成前,产生大规模破坏时,产生碍航或断航的可能性是完全存在,造成的损失是十分巨大的。三峡水库蓄水后,如果产生大规模破坏时问题会怎么样?这也是必须认真考虑的。我们所指的大规模破坏或整个滑动系指250万立方米规模的崩塌,这是立项防治的主要对象。三峡水库的最高水位为175m,正常蓄水位为150m,枯水季节的低水位130m,河床标高约30m,且兵书宝剑峡峡谷出口处河谷狭窄。假设崩塌体入江后堆积坡角为40°,水库蓄水后流速很小,带走量很少。250万立方米危岩体如果产生类似于盐池河形式崩塌,假设崩塌体松胀系数为1.3,则松散堆积体积为325万立方米,如果崩塌入江,在河床堆积高度可能超过130~140m,三峡水库蓄水后,造成碍航,甚至断航的可能性依然存在,即大规模成灾的可能性依然存在。因此,在链子崖危岩体防治中必须考虑整体滑动的可能性,这就是长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害防治可行性研究阶段专家组作出“链子崖危岩体整治不能排除整体滑动可能性”,且防治的主要对象为250万立方米的依据。
上述表明,在地质灾害防治工作中,对不确定性问题决策时,除应充分考虑地质现象外,还必须认真考虑成灾可能性及可能造成的损失状况,这是非常重要的,这也是地质灾害防治的特殊性所在。
4.防治技术适宜性问题
防治目标和防治方案确定以后,防治技术选择和设计将是防治效果和防治工程成败的关键。
危岩体和滑坡防治主要原理是改变危岩体和滑坡体内的应力状态和保持其强度,从理论上讲,常用的技术原理为削头、压脚、排水。从具体技术措施来讲,常用的有卸荷、支挡、锚固、地表排水、地下疏干等。这些技术使用得当,会收到很好的效果;如果使用不当,将会出现事与愿违的后果。在链子崖危岩体防治方案论证中,曾遇这样的问题:为了防止煤层采空区顶板继续下沉和煤层下沉引起链子崖危岩体整体滑动,在采空区设置承重抗滑键。承重的作用在于防止顶板继续下沉,导致残留煤柱继续破坏和强度继续降低;抗滑的作用在于防止残留煤柱破坏导致抗剪强度降低,引起链子岩危岩体整体滑动。这是链子崖危岩体防治方案中的一个重要组成部分,是一个正确的防治方案。但在设计中采取了承重抗滑键布置方向与原采煤巷道方向直交,这就是说,施工时将要把巷道洞间的煤柱(壁)再挖掉一部分,这样将使残留的煤柱面积进一步减小,使采空区残留煤柱的承重能力降低,有可能在施工过程中出现加速破坏的可能性,显然,这一技术设计选择是大有问题的。另一个例子是黄腊石滑坡防治方案中地面排水工程问题。黄腊石滑坡复活主要原因是大气降水渗入滑坡体内,导致地下水位升高,滑坡体重量增大,孔隙水压力增高,滑坡体失稳。很明显,解决黄腊石滑坡复活的主要技术,是采用排水为主,具体地说就是采取地表排水和地下疏干相结合的技术。有一种设想是,只做地表排水就行了,这里同样存在一个技术原理问题,地表排水的作用主要是排出大气降水在地表形成的地面径流。因此,在地表排水设计中必须包括地表整平,消除地面坑洼积水或设置支沟将洼地积水引出,防止或尽量减少大气降水向滑坡体内入渗,而入渗的水量远远小于滑坡体疏干排水的能力,这是有效的,可是在大气降水在地表形不成地表径流的情况下,地表排水就无效了。这时如果大气降水入渗量小于滑坡体的排水能力,也不至于引起地下水位上长,也不会有问题;如果大气降水入渗量大于滑坡体的排水能力,将会引起地下水位上升,滑坡体重量增大,孔隙水压力增高,也有导致滑坡复活的可能。因此,在选用地表排水为主的情况下,还必须配合采用地下疏干措施,在极为重要的地段还应该校核是否需要增加锚固措施,不能简单地把地表排水看成是万能的。上述表明,在进行危岩体和滑坡体防治技术选择中必须认真考虑各项防治技术的原理、适用范围、经济造价和施工难度,不能简单地拿来就用。
5.孕灾体稳定性评价问题
这是地质灾害防治中的重要问题之一,它是该防治和不该防治决策的重要依据之一。如果孕灾体是稳定的或趋向于稳定的,那就没有必要投资进行防治;如果是不稳定的,防治效益大于1∶20,那就有必要投资进行防治。如何评价孕灾体的稳定性?目前常用的方法是采用数理分析,有的采用确定性模型进行数学力学计算,有的采用不确定性模型进行概率分析。这种分析中存在着一个很大的不确定性问题,就是分析计算中的模型选择和参数取值。模型选择牵扯到地质灾害成因、机制和孕灾体的结构,这个问题必须在详细的地质研究基础上,加上经验判断给出。如何根据已取得的资料给出合理的分析计算模型,这里存在着很大的不确定性问题,在解决这个问题上经验是很重要的。例如链子崖危岩体的稳定性,许多人进行过计算分析,计算结果求得的安全系数有的高达3.7,有的达1.7,都是稳定的。实际上变形监测结果是,链子崖危岩体的变形与日俱增,不断地在发展,这表明计算结果是不符合实际的。其原因除了力学模型选择中存在着不确定因素外,还有一个重要因素,即参数选择问题,选用的参数多数来自于试验,部分地来自于经验。试验值的分散性是很大的,也就是说,取值中的不确定性是很大的;经验也存在着很大不确定性,这与一个人的工作实践经历有很大的关系,经验丰富的人给出的参数值可靠性就高一些,经验欠缺的人给出的参数值的可靠性就差一些。以参数c、φ值为例,给高一些,计算结果得到的稳定性系数就高一些;如果给低一些,计算得出的稳定性系数就低一些,究竟哪个对?很难说。显然,这个方法中的不确定性是很大的,用这个结果作依据决策该不该防治的理由是不充分的;用这个结果进行防治工程结构设计,是带有很大的危险性的。这不能作为科学的决策依据,那么这个问题该怎么解决?著者认为最最重要的,也是最科学的方法是地质分析方法。
地质分析的依据是什么?主要依据有两个方面的资料,一个是灾害体的外观形态特征,或者称为地貌特征;另一个是变形监测资料。这两者结合起来是最最科学的,最可靠的,仅仅形态特征资料有时也不一定靠得住。如山坡上出现一条裂缝,就说是滑坡引起的,实际上不一定,引起山坡产生变形的原因可以有很多,不一定都是滑坡。又如,山坡上常出现有马刀树,这也不一定就是滑坡,暴风也可以将树吹歪,然后再长直,而形成马刀形。外观形态特征分析绝不能简单地采用一、两个现象为依据,必须收集多方面资料进行综合判断,变形监测结果也是一样,其中也存在意外情况,在采用这方面资料之前必须剔除意外资料,否则,其结果也是靠不住的。在地质分析中,不管是外观形态特征资料也好,监测资料也好,必须认真地进行分析,首先要去伪存真,然后再进行去粗取精,这样才能得到科学的结论,这是非常重要的。
在稳定性判断中还有一个方面的资料应该充分利用,这就是历史资料。地质灾害的发生发展常常具有周期性的规律,地质灾害发生发展也存在着高低、急缓、起伏的过程,它和其他方面的自然作用一样,具有作用活动的周期性。如大气降水,有丰水年和枯水年。与丰水年相应地,则地质灾害发展就活跃;与枯水年相应地,地质灾害发展就减缓,甚至暂时休止,在这个时期变形监测结果可能是没有活动迹象,这一点是非常重要的。前面谈到过,秭归县志记载表明,长江三峡链子崖崩塌就有380~400年的周期,而从自然灾害发展规律来说,目前正处于自然灾害活跃时期。因此,链子崖危岩体变形近一个时期也比较明显,监测结果表明,变形也一直在发展;而链子崖崩塌现在也正处于380~400年的周期当中,我们在评价链子崖危岩体稳定性时充分考虑了这些因素,最后才作出链子崖危岩体必须进行防治的结论。上述结果表明,地质灾害稳定性评价必须充分采用地质分析和数理分析两个方面的方法进行,而其中最重要的是地质分析。地质分析中又可分为:地质地貌特征分析、变形监测分析和历史分析等三个方面。地质灾害稳定性评价必须采用地质地貌特征分析、变形监测分析、历史分析、数理分析和综合分析的办法才能得到可靠的结果。
6.安全系数选择问题
安全系数取值几乎可以说贯穿于整个地质灾害防治过程中。在判断地质灾害体是否稳定时,要采用安全系数;评价防治工程的可靠度要用安全系数表征;在结构设计时,进行作用力取值要采用安全系数;结构材料与构件强度取值要用安全系数,在施工工艺可靠性方面也要采用安全系数。这么多安全系数怎么取用?在这个问题上有时有些混乱。在链子崖和黄腊石地质灾害防治工作中由于各位专家采用的概念或所阐述的对象不同,在讨论中涉及安全系数时常常各持己见,这也是地质灾害防治与其他地质工程建筑的一个不同之处,在这里,著者再谈谈这个问题。
在判断地质灾害体是否稳定时科学的评价指标是稳定性系数η,但有一些工程设计人员常常也用安全系数来表述,这也是无可非议的。安全系数除包含有稳定性因素外,还包含很多环境因素和社会因素,对地质灾害评价来说,还是用稳定性系数表示为好。稳定性系数取值也存在着很大的不确定性,上面曾谈到链子崖危岩体不少人对其稳定性系数进行过分析,得到的结果相差很大,其原因在于两方面:一是计算模型选择上;另一方面在于力学参数选取上,这两方面都存在有不确定性。由此决定着在评价地质灾害体稳定性时,稳定性系数指标取值就受这两方面因素的控制。稳定性系数取值大小主要决定于计算模型选择的可靠性和力学参数取值的可靠性上,这两方面取值的可靠性,很大程度上决定于进行取值的专家的科学技术水平,也可以说是经验水平。一般来说,比较有经验的专家也只能有80%~90%的把握,即各自的可靠度最低也不能低于1.1~1.2。
地质灾害的稳定性系数应该是力学模型的可靠度与力学参数的可靠度的乘积,由此看来,科学的稳定性系数η应该是1.1×1.1~1.2×1.2,即为1.21~1.44,不应该低于此值,具体取值时还要考虑防治工程的重要性和取值人的实践经验水平。
在评价防治工程的可靠度时用安全系数K表示是正确的。一般来说,这个安全系数K系由三个部分组成,即作用力取值安全系数K1,材料与构件强度取值安全系数K2及施工工艺安全系数K3组成,即K=K1×K2×K3。其中作用力安全系数K1影响因素与稳定性系数η相当,即可在1.21~1.44之间取值。材料与构件强度取值安全系数K2与材料和构件使用方法关系极大,如材料为单一的钢材,安全系数可取1.05~1.1;钢筋混凝土构件安全系数可取1.50~1.65;混凝土结构构件安全系数可在1.6~2.5之间取值。地质灾害防治中所采用的构件和材料一般多为钢筋混凝土构件,故安全系数一般取在1.5~1.65之间。施工工艺安全系数与施工方法技术水平有很大关系,这个系数是很难琢磨的,大体上在1.2~1.5之间。由此决定,防治工程安全系数K变化于1.21×1.5×1.2=2.2至1.44×1.65×1.5=3.65之间。链子崖危岩体防治可行性论证中作用力的安全系数选用中参照了各种规程规范和工程实例,选用值为1.35,这是比较合适的,其地方面的安全系数将在初步设计中进一步论证。
安全系数是极为复杂的,影响因素是变化多端的,不仅受地质因素影响,结构材料因素影响,施工工艺影响,还有环境因素影响。环境影响因素绝不可忽视,其中最主要的则为地下水的水质和大气化学成分及温度的影响,对这些因素的影响必须进行科学的论证。安全系数取低了,防治的安全度不足而蕴藏着隐患;安全系数取高了,造价太高,则又可能蕴藏着浪费,这个问题必须认真论证。
在结束本章论述时,简要归纳一下,在地质灾害防治设计中必须遵守的基本观点,这些基本观点有:
地质灾害是威胁人类生活和生存,造成资源和财产损失的地质事件。地质灾害防治是一项地质工程,它又与一般的土木工程和地质工程不同,它具有很大的特殊性。其特殊性在于地质灾害防治工程是通过地质改造手段将已经产生破坏或即将产生破坏的不稳定性的地质灾害体进行改造,达到稳定的和安全的地质环境,保障人类生存和美好的生活,简单地说是一项防灾工程。具体地来讲,地质灾害防治对象是已经产生破坏和即将产生破坏而处于不稳定的地质体,对其进行防治工作中最最重要的是必须查清地质灾害产生的原因,活动机制和灾害体的结构。在此基础上才能作出正确的防治方案和防治工程结构设计,地质灾害防治必须与经济效益挂钩,这是决策该不该立项防治的关键,也是防治投资额度决策的依据。一般来说,根据我国目前经济实力,防治投资效益取1∶20作为立项防治依据为宜,稳定性分析和安全系数选取是地质灾害防治中的两个重要技术问题。稳定性分析必须以地质分析为基础,参照数理分析,历史分析进行综合判断。安全系数选取必须全面地分析地质的、结构的、施工工艺、环境条件、社会效益等方面的因素综合分析选定。地质灾害防治是一项巨型的系统工程,必须认真对待,只准成功,不能失败,一旦失败,其后果是极为严重的。
Ⅲ 《地质灾害防治条例》的立法背景
近年来,地质灾害已经成为我国的主要灾害之一,每年造成近1000人死亡,经济损失高达几十亿元。为防治地质灾害,避免和减轻地质灾害造成的损失,维护人民生命和财产安全,促进经济和社会的可持续发展,2003年11月19日国务院第29次常务会议通过了《地质灾害防治条例》,2003年11月24日温家宝总理签发国务院第394号令,予以公布,自2004年3月1日起施行。关于《地质灾害防治条例》的立法背景,说明如下:
一、立法的必要性和紧迫性
学术上地质灾害的定义较多,但归纳起来主要有4种。一是地质灾害是地质环境的一种变异现象;二是直接或间接恶化环境、降低环境质量,危害人类和生物圈发展的地质事件,如地震、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降等;三是地质灾害是指那些对人类生命财产安全造成危害和潜在威胁的自然和人为地质作用(现象);四是在自然和人为因素的作用和影响下形成的,对人类生命财产、环境造成损失的地质作用(现象),按致灾速度可分为突变性和缓变性两大类,前者如崩塌、滑坡、泥石流等,后者如水土流失、土地沙漠化等。按致灾地质作用和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类、48种,它们是:①地壳活动灾害,如地震、火山、断层错动等;②斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;③地面变形灾害,如地面塌陷,地面沉降,地面开裂等;④矿山和地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶等;⑤城市地质灾害,如建筑地基和基坑变形、垃圾堆积等;⑥河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积等;⑦海岸带灾害;如海平面升降、海水入侵等;⑧海洋地质灾害,如水下滑坡等;⑨特殊岩土灾害,如黄土湿陷、沙土液化等;⑩土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化等;⑩水土污染和地球化学异常,如水污染、地方病等;⑩水源枯竭灾害,如泉水干、地下含水层疏干。国外对地质灾害的定义也不尽相同,其英文表达为“geological disasters”和“geological hazards”,日本和美国的地质灾害概念都包括地震和火山。而从我国目前管理体制的现状和灾害的主要危害,将地质灾害定义为《条例》中的概念是符合科学和实际的。因此本条例规定地质灾害包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。
我国地质构造复杂、地形地貌起伏变化大,由地丘陵占国土面积的65%,重庆、四川、云南、贵州等省(市)达90%;季风气候造成降雨在空间时间上分布不均。特别是近年来,气候异常,加之人类不合理的工程活动,使我国成为世界上地质灾害最为严重的国家之一,尤其是崩塌、滑坡和泥石流等灾害最为频繁。崩塌、滑坡和泥石流的分布范围占国土面积的44.8%,其中又以西南、西北地区最为严重,年均1000多人死亡,经济损失巨大。
据统计,当前地质灾害已成为造成我国人员伤亡的主要灾害。20世纪90年代以来,全国每年因各类地质灾害造成的人员伤亡有逐年增加的趋势(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),经济损失年均高达上百亿元。
党和国家对地质灾害防治工作历来十分关注。江泽民同志在2001年和2002年中央人口资源环境工作座谈会上强调“切实做好地质灾害防治工作”和“全面加强地质灾害的监测预防,继续做好三峡库区等重点地区地质灾害防治工作”。朱镕基同志于2001年7月在三峡移民对口支援会议上指出“三峡库区地质灾害隐患较多,绝不可以掉以轻心。加强对崩滑体等地质灾害的监测和治理,刻不容缓,必须在水库蓄水前抓紧治理”,并决定从三峡建设资金中拿出40亿元用2年的时间,在2003年水库蓄水前治理三峡库区的地质灾害。目前,三峡库区地质灾害治理工程阶段验收工作已经完成,同时库区地质灾害监测预警工程也已经进入实施阶段,库区175米水位线的三期地质灾害防治规划正在编制。温家宝同志也多次对全国地质灾害防治工作作过批示。2003年7月湖北省秭归县千家坪发生滑坡后,曾培炎副总理亲赴滑坡现场,看望灾区干部群众,部署地质灾害防治工作。2001年5月12日,国务院办公厅转发了《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)。《通知》要求各地区、各有关部门高度重视,建立健全地质灾害防治工作责任制,加强监测,建立地质灾害预警系统,排查隐患,制定地质灾害防治规划,加强监督,加大地质灾害防治工作执法力度,安排资金,保证地质灾害防治工作需要,加强宣传,提高干部群众的防灾意识。针对2003年四川、贵州等地发生的灾害,国务院办公厅向各省、自治区、直辖市人民政府和有关部委、直属机构发出《关于加强汛期地质灾害防治工作的紧急通知》(国办发明电〔2003〕29号)。《通知》要求各部门加强协作,做好雨情、水情测报工作;加强监测,做好地质灾害预警工作;编制预案,妥善安置受灾群众;依法管理,严格执行地质灾害防治法规;加强调查,抓紧制定地质灾害防治规划;加强领导,落实责任。近几年来,国务院领导每年就地质灾害防治工作给国土资源部的批示达20余件,这充分体现了党和国家对地质灾害防治工作的高度重视。
1998年国土资源部组建后,始终将地质灾害防治作为部的工作重点之一,进一步加强了调查、监测和评价工作,仅在国土资源大调查中部署开展的受地质灾害威胁较严重的400个县(市)的地质灾害调查与区划工作中,就已查出4万余处地质灾害隐患点。根据国务院领导批示和地方人民政府请求,每年汛期,国土资源部都组织专家分赴地质灾害较严重的地区进行巡查检查,指导群测群防网络、监测预警和防灾救灾工作。实践证明,做好地质灾害调查、评价、规划、监测、预报和防御工作,是实现地质工作根本转变,使地质工作更好地为经济建设、社会发展服务,更好地与地方经济相结合的具体表现。据统计,1998年以来,由于各地、各级国土资源部门成功预测、预报地质灾害,至少避免了数万人的伤亡。例如,2001年10月2日四川省凉山彝族自治州美姑县粮食局所在地出现滑坡活动征兆,县政府及有关部门即刻带领专业技术人员前往现场查看,果断作出在10月2日20时前将所有人员及贵重财产全部撤离危险区的决定。由于报警及时,决策果断,措施得当,行动迅速,在10月3日滑坡发生时成功地避免了15户50余人的伤亡。2001年,新疆维吾尔自治区国土资源厅通过组织实施新源、巩留两县的地质灾害调查与区划,共发现地质灾害点600余处,建议搬迁居民320户2000多人。
然而,目前我国地质灾害防治工作中还存在许多问题,其中最为突出的是法律不健全,从而带来一系列问题:一是地质灾害防治工作缺乏统一规划,各自为政、工作交叉,低水平重复工作的同时留下大量空白区,造成人力、财力的严重浪费;二是不少部门、单位及个人,不能正确处理长远利益与眼前利益、自身利益和社会公众利益的关系,在生产活动、工程建设时不采取地质灾害预防措施,造成了人员伤亡、经济损失的严重后果;三是在社会主义市场经济体制下,政府及其有关部门在地质灾害防治方面的责权、企事业单位及公民在地质灾害防治中的权利与义务均不够明确。四是地质灾害防灾应急反应能力不足,地质灾害防治资金投入严重缺乏,许多措施强制性不够,不能落到实处。
1999年3月,国土资源部颁布实施了《地质灾害防治管理办法》(国土资源部令第4号),为规范地质灾害的管理,减少人员伤亡和财产损失起到了积极作用,但本身有其局限性。从几年的实践来看,有许多方面需要补充和完善。河北、湖北、湖南、四川、云南、甘肃、新疆等省(区)颁发实施的《地质环境管理条例》和山西省、吉林省的《地质灾害防治管理条例》表明,只有通过立法才能有效规范人类工程活动,明确政府、单位、公民的权利和义务,最大限度地避免和减轻地质灾害损失,所以制定《地质灾害防治条例》已成为目前地质灾害防治工作最为紧迫的任务。
二、立法的指导思想
立法的指导思想是:保障在国土开发、资源开发、工农业建设等经济活动中,合理利用和改造地质环境,加强地质环境的保护、防治地质灾害、减轻灾害损失、保障人民生命财产安全,促进经济的可持续发展和社会进步、实现经济效益、社会效益、资源效益和环境效益的统一。
自然界一切事物的发展变化都有其内部规律,地质过程也不例外。地质灾害也是地球表层不断平衡的结果,我们不可能对自然界中所有存在的灾害体进行治理,这样做也不符合经济规律,特别是广大的农村地区灾害点多面广,避让比治理的成本小得多,所以本条例确定了“预防为主,避让与治理相结合和全面规划、突出重点”的原则。由于地质灾害规模大小不等,造成的损失也千差万别,所以本《条例》对地质灾害防治工作提出了分级管理的原则,因此在总则中对地质灾害进行了分级,这是总结多年来地质灾害防治工作的实际经验提出的,明确了各级人民政府和国土资源主管部门的职责。近10年来的统计表明,人为工程活动引发地质灾害造成的人员伤亡和经济损失占50%以上。实践证明,国土资源部令第4号确立建设用地地质灾害危险性评估是有效避免人为工程活动引发地质灾害的重要制度。为从源头上杜绝人为活动引发地质灾害的发生,本《条例》规定在地质灾害易发区内的建设项目要进行地质灾害危险性评估工作。
三、起草经过
1999年3月《地质灾害防治管理办法》出台后,我部在前期工作的基础上,邀请了国务院法制办和部分院士对出台《地质灾害防治条例》进行了座谈。国土资源部成立后,国务院领导多次就地质灾害防治工作作出批示,我部就本条例中的地质灾害防治规划、地质灾害调查制度、预案编制制度、汛期巡查制度、建设项目地质灾害危险性评估制度、群测群防制度等进行了专门调研、座谈和讨论。2001年12月,我部征求了国家计委、国家经贸委、建设部、水利部、农业部、铁道部、交通部、民政部、国家环保总局的意见;2002年4月,我部又将《条例》发送各省、自治区、直辖市国土资源主管部门征求意见,2002~2003年国务院法制办与我部多次召开各种形式的座谈会,并到地质灾害较为严重的湖北、重庆、四川、云南等省(市)进行现场调研。现将《条例》起草过程中各部委及各省(区、市)意见说明如下:
(一)有关部委意见反馈和采纳情况
2001年12月30日,我部以国土资厅函〔2001〕376号文征求了上述部委对《地质灾害防治条例》(征求意见稿)的意见。9个部委均进行了意见反馈,其中国家经贸委和铁道部没有意见,其他7个部委共提出27条意见。大部分意见已吸纳到《条例》修改稿中,部分意见考虑到目前地质灾害防治工作现状等原因暂未采纳,现予以说明:
1.有关分部门管理问题
提出此类意见的有水利部、交通部和国家环保总局。一是根据国务院“三定”方案,水利部、交通部、环保局以及其他产业部门没有地质灾害防治管理的职能;二是人为引发地质灾害的工程建设,其主体不是各部门,而是工程建设单位,所以本《条例》中明确国土资源部门的职能是地质灾害防治工作的组织、协调、指导和监督,而地质灾害防治管理职能不涉及水利、交通和环保等部门。
2.有关地质灾害治理工程设施的管理与维护问题
国家计委的意见是:已竣工验收的地质灾害治理工程设施应由当地县级以上人民政府负责管理和维护。我们认为,由自然产生的地质灾害的治理由当地人民政府负责,竣工后的工程设施管理和维护也应该由政府负责;但是,人为引发的地质灾害治理工程的设施管理和维护必须由治理责任者负责,这既可以督促责任者在进行治理时能保证工程质量,有长期打算,又是责任者责任履行的继续,国外和我国香港地区也多采取此种做法。
3.有关地质灾害治理工程的资质管理问题
建设部意见是:已取得建设行政主管部门颁发的工程勘察综合资质的单位,即可以承担地质灾害危险性评估业务和从事地质灾害防治工程的勘查、设计、施工、监理活动。建设部是依据《建筑法》提出这一意见的,但其《建筑法》是从事建筑活动应当遵守的,地质灾害防治不属于建筑活动,是以地质工程学为基础的活动,因此从事建筑活动的勘察、设计、施工和监理资质单位证书不能替代地质灾害治理工程勘查、设计、施工和监理资质单位证书。
(二)各省(区、市)国土资源厅(局)意见反馈和采纳情况
2002年4月16日,我部又以国土资厅函〔2002〕99号文向31个省(区、市)国土资源厅(局)征求了对《地质灾害防治条例》(征求意见稿)的意见。31个省(区、市)全部反馈了意见,其中25个省(区、市)共提出原则性意见19条,具体意见31条,以及部分文字意见,其余6个省(市)没有意见。具体采纳情况说明如下:
1.关于地方人民政府职责问题
浙江、河南、广东省提出了此类问题。我们认为,《条例》草案稿中已明确规定了各级政府地质矿产主管部门的监督管理职责,因而地方各级人民政府在地质灾害防治工作中的领导地位也已十分清楚,所以,我们认为无需再在文字上突出强调地方人民政府要对地质灾害防治工作负责的表述。
2.关于地质灾害监测工作的规定
上海、江西、重庆、新疆、云南省(区、市)提出了此类问题。由于在《条例》草案稿第三章中,已对国家建立地质灾害监测网络和预警信息系统作了原则规定,为使地质灾害防治工作各个环节规定保持一致,有关监测机构、监测管理办法、监测预报、预警信息系统建立和运用以及经费、设施、标志等具体操作性内容,建议在相关配套办法或规范中再进行具体规定。
3.关于地质灾害危险性评估范围问题
内蒙古、辽宁、上海、安徽、广西、重庆、陕西省(区、市)提出了扩大评估范围和评估项目的意见。但通过总结多年来地质灾害防治工作经验证明和执行国土资源部令第4号的情况,为了既保证建设工程避免或减少地质灾害的影响,又可以使处于地质灾害威胁相对较少地区的工程建设减少成本,我们认为对工程建设的地质灾害危险性评估应控制在地质灾害防治规划划定的易发区内。
4.关于“抢险救灾”问题
江西、重庆、广东省(市)提出增加“抢险救灾”的有关内容。我们认为按国务院职能分工,属民政部的职责范围,故本《条例》不增加此部分内容。
四、需要说明的问题
(一)规划和调查制度
地质灾害防治规划是为防治地质灾害而制定的总体部署和基本依据。我国地质灾害防治规划编制工作已开展多年。如原地质矿产部、国家计委、国家科委在1990年编制了《全国地质灾害防治工作规划纲要》并予以实施,对指导全国的地质灾害防治工作有积极作用;国务院有关部门和地方也编制了专业规划或地方规划,亦取得相当实效。2001年3月,国土资源部印发了《地质灾害防治工作规划纲要》(2001~2015),目前各省、自治区、直辖市国土资源主管部门正在根据纲要编制本地区的地质灾害防治规划,部分省已完成并通过省政府批准后实施,所以本《条例》设规划专章,确认这一制度,是符合实际情况的,也是十分必要的。
地质灾害现状调查和险情巡查是地质灾害防治的基础性工作,国土资源部安排的地质大调查中已安排了地质灾害较严重和受其威胁较严重的400个县(市)的地质灾害调查工作,这对地质灾害的防治和群测群防奠定了基础,因此本《条例》对这些均作出了专条规定。
(二)地质灾害防治方案编制与群测群防制度
通过地质灾害基础调查,各级地方人民政府国土资源主管部门必须依据规划编制本地区的地质灾害方案,重点是落实地质灾害监测、预防责任人,特别是重大地质灾害隐患点的监测,必须将责任落实到人,制定好灾害发生时的预警信号、人员财产转移路线,把灾害的损失降到最低,对划定的地质灾害危险区,采取交通管制、居留限制、人员疏散的避灾防范措施,明令禁止某些可能引发或加重地质灾害的活动。
(三)地质灾害危险性评估和“三同时”制度
为防止新的地质灾害的产生,预防、减少、减轻地质灾害的发生及损失,本《条例》规定了在地质灾害防治规划划定的易发区内建设项目地质灾害危险性评估和“三同时”制度,要求新建、改建、扩建的大中型建设项目和在地质灾害易发区进行采矿、土地开垦、移民搬迁、工程建设等活动,建设单位应当在可行性研究阶段,对建设项目和活动可能引发、加剧地质灾害和遭受地质灾害危害的危险性以及拟采取的地质灾害防治措施进行评估,编制地质灾害危险性评价报告,提出避让、防治地质灾害的措施,并按照规定的程序上报审批。本《条例》还规定建设项目的地质灾害危险性评价报告中确定需要配套建设的地质灾害防治工程设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和使用;所需的资金、材料、设备应当与主体工程统筹安排。地质灾害防治工程设施必须验收合格后,该建设项目方可投入生产或者使用。
(四)地质灾害治理责任
为明确地质灾害的治理责任,本《条例》区别了因自然作用形成的地质灾害和人为活动引发的地质灾害这两种情况,分别作出了规定。对人为活动引发的地质灾害的治理责任,明确规定实行引发者负担原则。凡引发或加重地质灾害的单位和个人,都必须依据这一原则承担治理责任,包括减轻、消除地质灾害隐患和险情的责任,为避灾而采取的人员疏散、迁移和其他必要措施及费用的负担责任,赔偿其引发或加重的地质灾害所造成损失的责任,灾后整治、建设的责任,以及区域性和其他公益地质灾害防治的责任等。
对因自然作用形成的地质灾害的治理,治理费用列入政府预算,由国土资源主管部门组织实施。地质灾害防治工作是保护社会公共安全的公益活动,是国家意志的体现,治理经费列入政府预算也符合我国财政体制改革的方向和政策,即建立公共财政。为保证治理所应达到的效果,本《条例》规定地质灾害的治理,必须依据国家和地方的地质灾害防治规划的要求,符合规定的地质灾害防治标准;地质灾害治理工程设施的施工,必须依据经批准的治理方案;治理工程设施竣工必须经过验收。
总之,《地质灾害防治条例》的公布实施是以我国地质灾害危害严重的国情出发,规定了政府、单位和公民在地质灾害防治中的权利和义务。《条例》的实施将对我国地质灾害防治工作产生深远的影响,也一定能够避免和减轻地质灾害给人民生命和财产造成的损失。
Ⅳ 三峡库区地质灾害防治为库岸稳定提供了有力保障
中国地质调查局武汉地质调查中心
三峡工程筹备工作开展以来,各部门地质工作的重心在于查清区域稳定性与地震地质条件、库区及坝址区水文地质条件、近区岩土体类别与分布特征等工程适宜性、基础性地质问题。自1993年三峡工程开工后,地质工作逐步转为以施工地质保障为主,并对库首链子崖危岩体、黄蜡石滑坡等特别重大的地质灾害体开展了紧急勘察治理工作。2002年1月25日国务院正式批准的《长江三峡库区地质灾害防治总体规划》(以下简称《规划》),标志着三峡库区地质灾害防治工作正式启动。各相关部门按照《规划》的指导原则,分阶段对库区地质灾害开展了调查评价、勘查治理和监测预警等工作,为三峡水库蓄水后的库岸稳定提供了技术支撑,为库区人民生命财产安全乃至经济社会平稳发展做出了贡献。
一、地质灾害调查与科研工作为岸坡稳定性评价提供了技术支撑
针对三峡库区高陡岩质边坡及危岩体分布发育状况不清、存在蓄水失稳风险的情况,武汉地质调查中心开展了“长江中游宜昌—江津段环境地质调查”,以人口相对集中的11个城镇作为主要调查区,筛查典型危岩体232个,确定了对长江航道安全存在重大威胁的龚家方至独龙不稳定斜坡、箭穿洞和万州鸡哈寨等10余处危岩体,提出了包括监测、工程治理等为主的综合预防措施(图1)。如2007年在秭归县沙镇溪镇发现咸水井滑坡局部活动,滑坡体上的国家电网500千伏输电铁塔受到威胁,技术人员根据铁塔上的铭牌地址通知并函告了国家干线电网的有关部门,国家电网随即组织实施了滑坡勘察和治理工作,保障了电网的安全运行。2009年4月初,调查人员发现龚家方至独龙一带的高陡斜坡岩体出现多处变形迹象,及时向重庆市政府进行了汇报并建议加强监测,同时将大宁河口至横石溪口上水航道向江心方向迁移100米。重庆市政府随即采纳了迁移航道的建议,将龚家方至独龙不稳定斜坡纳入到重庆市地质灾害监测预警系统。
2010年7月,中国气象局发出三峡库区可能出现极端暴雨天气的预测后,武汉地质调查中心、湖北省地质环境监测总站和重庆市地质环境监测总站紧急开展了“长江三峡库区汛期地质灾害排查”工作,对上游江津市至下游秭归县的二十余县市区的主要地质灾害隐患进行了排查,及时处置存在变形和重大威胁的灾害隐患点上百处,编写地质灾害应急处置报告百余份,为当地政府做好突发性地质灾害提供了技术安全、经济可行的决策方案。
二、监测预警工作成功预测多起地质灾害,避免了人员伤亡和财产损失
按照国务院、三峡建设委员会有关文件精神,国土资源部三峡库区地质灾害防治工作指挥部、中国地质环境监测院及鄂渝两省市地质环境监测总站积极行动,在库区建立了较为完善的地质灾害监测预警体系,将GIS、GPS、RS等技术引入到地质灾害监测预警领域。目前已对库区近200处重要的地质灾害隐患开展了专业监测,对近2000处一般隐患点开展了群测群防工作,初步实现了地质灾害监测数据和预警信息的网络化管理。国土资源部还与中国气象局合作,开展了汛期突发性地质灾害的气象预警预报,并通过电视、互联网、手机短信等媒体发布地质灾害预警信息,成功预测了以秭归县千将坪滑坡为代表的多起地质灾害的发生,有效地减轻了人员伤亡和财产损失。
2003年以来,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心联合重庆市巫山县国土资源局、重庆市地质环境监测总站等单位,开展了“地质灾害预警关键技术方法研究与示范”、“库水波动下地下水孔隙水变化实时监测与地质灾害预测评价”等工作,建立了基于钻孔倾斜仪深部位移监测、GPS地表变形监测、时间域反射技术(TDR)、孔隙水压力监测等监测手段为主的监测预警示范站,实现了地质灾害监测技术优化集成、监测数据的远程传输和监测信息互联网实时发布,对我国地质灾害监测预警技术和灾害信息管理起到了显著的推动作用。
武汉地质调查中心于2009年启动的“三峡库区高陡岩质边坡成灾机理研究”已获得阶段性成果,建立了高陡边坡失稳模式,确定了边坡失稳判据,对边坡失稳可能产生的涌浪进行了预测模拟。
图1 长江三峡巫峡段重要危岩变形体分布示意图
Ⅳ 地质灾害与地下污染探测
程业勋
(中国地质大学(北京))
“环境”一词起源于18世纪,逐步被广泛引用到自然环境、社会环境、经济环境等。但当代环境科学研究的环境范畴,主要是指人类生存与可持续发展的外部条件。所以《中华人民共和国环境保护法》中明确指出:“本法所指的环境,是指人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”地球物理学主要研究发生在岩石圈、水圈、大气圈和地球空间的对人类生存和发展有重要影响的环境变化和供给条件。因此,从一定意义上讲,地球物理学从产生的那一天起,就是一门研究人类生存与发展环境的科学。
西方工业化300年,已经消耗地球亿万年的资源储备,而且日益加剧,造成资源紧缺,环境恶化。2007年10月25日联合国环境规划署(UNEP)发布集1400位科学家智慧写成的《全球环境展望》(GE0-4)综合报告指出,自1978年以来的30年,人类消耗地球资源的速度,已将人类自身置于岌岌可危的境地,到目前为止,已经超出地球生态承载能力近三分之一。每年有7.5万人死于自然灾害,全球一半以上城市的环境超出世界卫生组织(WHO)制订的污染标准。
岩石圈(含土壤)、水圈(含地下水)、大气圈和生物圈构成地球物质循环的整体,是人类生存不可或缺的各个组成部分。地下(土壤和岩层)一直是人类处置废弃物和垃圾的场所。包括大气沉降物在内,超过土壤自净(降解)能力的时候,就会构成土壤污染,特别是难以被土壤生物降解的有毒物质,还会随着水的蒸发和大气环流,扩散到全球(称蚱蜢效应)。这就告诉我们,对于难以降解的有毒物质来讲,地球是一个封闭的生态系统,这些有毒的污染物,只能转移而不会消失。即使远离污染源上万千米,生活在北冰洋的伊努特人体内也可以检测到持久性污染物(POP)的存在。
美国上世纪30~40年代,就开始将工业废弃物以及活水、污油注入地下。时隔二三十年后,由于地下地质环境的变迁,有些原来埋在河谷(山谷)地区的这些物质,经历容器的腐蚀、洪水冲刷而扩散、深灌的污水上涌,造成泄漏污染。为进一步防治,在不得已的情况下,找到地球物理方法,探测再次造成的地下污染分布区域。这也是环境地球物理分支学科建立的起始。
1 自然地质灾害的勘察
地球上山地面积占陆地总面积的四分之一,居住人口占总数的10%,道路总里程占30%,是泥石流、滑坡、崩塌等自然灾害主要分布区。我国地处自然地质灾害集中的太平洋环带和地中海至喜马拉雅山带的聚集部位,成为地震和各种地质灾害多发国家之一。据报道,全国共有地质灾害隐患地点22.92万处,威胁着3500万人的安全,财产超万亿元,以及重大工程、城镇和村庄的安全。1965年11月23日发生在云南禄劝县火山泥沟的特大滑坡,总土方量达3.9亿m3,滑体流速高达5~6km,在河中迅速堆积成长1100m,高167m的拦河大坝,形成5万m3蓄水的堰塞湖。不久滑体大坝陷落,迅速淹没5个村庄。1981年7月9日暴雨引发成昆铁路线上利子依达沟发生的泥石流,使400吨重的巨石冲入沟口,将数节火车推入大渡河,迅速堆积成坝,形成回水5km,积水29万m3的堰塞湖。长江三峡链子崖危岩体位于秭归县新滩镇,长江南岸,兵书宝剑峡的出口处,属于西陵峡崩塌隐患区。本区有历史记载的崩塌滑坡造成重大自然环境破坏性灾害的有14次。其中1030年崩塌滑坡体堵塞长江21年,1452年滑坡堵江82年,1985年6月12日凌晨3点45分至4点20分,历时35分的大滑坡,使总计3,000余万立方米的崩塌堆积体整体滑移,高速飞下的土石将位于江岸的新滩镇全部摧毁,在江内激起54m高的巨浪,将对岸上的建筑卷入江中。由于几年前的电磁测深和浅层地震为主查明了滑体的厚度和范围。1977年开始连续监测,及时准确预报,撤离果断,滑区内457户,1,371人,无一人伤亡,仅航运中断12天。这样大规模的滑坡,及时准确预报成功,在国内外是罕见的,被誉为一起世界奇迹。[1]
我国山地多,滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的分布区域占国土总面积的65%。随着自然的变迁和人为的致灾作用,各种地质灾害逐年增加。据四川省统计,泥石流致灾的县市:20世纪30年代有14个;50~60年代76个;70年代109个;1981年135个;1990年达200个。70年代以前地面沉降、地面塌陷和海水入侵还是少数地区,近年来由于对地下水的过度开采,至2008年有70多个城市出现地面沉降,总面积达6.4万km2,上海、天津、西安等城市有的降幅达2m,天津塘沽达3.1m;地面塌陷3000多处,总面积300多km2;海水入侵总面积达1000km2。
各种地质灾害的发生都是地质环境变化引发致灾岩体内部结构变异,稳定性受到破坏的结果。因此,自然地质灾害勘察的目的在于查明致灾岩体(土)的地质环境和内部结构,研究致灾岩体的结构变异和稳定状态,圈定致灾岩体范围,评价发生发展趋势。在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷以及海水入侵等地质灾害勘察中[2],应用地球物理勘查主要是查明致灾的地质条件,为防治或预测预报提供依据。
表1 自然地质灾害地球物理勘查的主要任务和可用的技术方法一览表
为了进一步说明地球物理勘查在自然地质灾害防治中的作用,列举三个实例如下。
1.1 滑坡体和滑坡面的勘察
滑坡勘查的主要任务是查明滑坡体的深度和范围,以及滑动面的深度与形态[3]。
黑海沿岸高加索地区是滑坡发育地区之一。滑坡所处的地形高约为20~25m,滑坡体主要由砂质粘土加碎石构成,下伏泥岩风化壳。选用电阻率法以及浅层地震进行勘察。电阻率测量结果如图1所示。
图1 电阻率与地震划分的滑体与滑床
可划为三层:地表层电阻率ρ1=13~29Ω●m,相当于滑体。中间层电阻率ρ2=2~4Ω●m,为风化岩,可认为相当于滑动带。最下层电阻率ρ3=8~12Ω●m,是未风化的泥岩,为该滑坡的滑床;浅层地震资料解释,可划为上下两层:上层纵波速度VP=340~360m/s,可认为是滑体和滑动带,下层:VP=1360~1400m/s,为坚硬的未风化泥岩。在未风化的泥岩顶部用电阻率和地震测量得到的速度跃变界面和电性界面在深度上比较一致(相差1~1.5m),构成的过渡带(弱带)可能形成滑坡的滑动面。
1.2 滑坡的监测与预测研究
山区占地球陆地总面积的四分之一,加上矿山开采构成的人为坡地,滑坡每年造成的经济损失和人员伤亡巨大。对滑坡的监测和预测引起重视[3]。1985年6月12日凌晨3点45分发生在长江三峡新滩镇大滑坡预报成功。其监测工作中的地质、物探和测量工作是从1962年开始的,基础调查工作完成后,于1977年设置四条视准线,连续观测滑坡堆积体的水平位移。前后监测研究23年。多年来设想主要用地球物理方法预报滑坡的研究也不在少数。其中南乌克兰露天开采铁矿的斜坡滑动研究是以视电阻率(ρs)观测和矿山测量联合研究提出的。滑坡地点如图2(a)所示,视电阻率(ρs)观测,采用不同供电极距的对称四极装置与水准点矿山测量共同布置在滑动体上。连续观测得到三种极距视电阻率曲线如图2(b)所示,两种极距的视电阻率比值ρs*/ρso—t曲线;反映地电断面变化非常灵敏。图2中t1,t2,t3时刻视电阻率出现异常,反映t1时刻斜坡岩石形成微小裂隙;t3时刻斜坡岩石产生滑落。
图2 倾斜露天矿场滑坡上的动态观测
1.3 海水入侵的勘察
近年来由于地下水的过度开采,造成地下漏斗100多个,面积达15万km2;70多个城市地面沉降达6.4万km2;沿海城市的海水入侵达1000km2以上。莱州湾、辽东半岛历来最为严重。中国科学院地球物理所利用电测在这一地区进行了勘察[4]。研究了海水入侵与电阻率关系(表2)。根据电阻率分布划出海水入侵平面图(图3)。该区海水入侵可分为入侵严重区(ρ1=2~17Ω·m);轻度区(ρ1=17~30Ω·m);受入侵影响区(ρ1=30~100Ω·m)。在王河和朱桥河地区为两个地下漏斗区,地下水位分别为–15m和–10m,这一地区海水入侵面积最大,致使50万亩耕地不能使用地下水灌溉。
表2 海水入侵程度与电阻率关系
图3 山东莱州三河下游海水入侵分布图
2 地下污染物的勘查
近30年来,随着经济和城市人口的迅速增长,废弃污染物的排放量逐年增加:1999年工业废弃物排放量7.8亿吨,2007年达17.6亿吨,增长率15%,截至2009年废弃物积存量已达80亿吨;城市生活垃圾2000年总量为1.4亿吨,2005年为1.95亿吨,2010年将达2.0亿吨[5]。据调查,全国668座大中城市中2/3被垃圾围城,1/4城市已没有堆放场地。全国有近亿辆汽车在开动,加油站林立。据北京1000多座加油站调查,有1/2存在漏油现象。
所有排放的污染物,无论是气体、液体和固体,最终的归宿都是土壤和水体(地表水和地下水)。截至20世纪末,我国受污染土壤的耕地面积达2000万公顷,约占总耕地面积的1/5,每年因污染导致粮食减产1000万吨。水污染更为突出:“70年代水质变坏,80年代鱼虾绝迹,90年代身心受害”,成为水污染的真实写照。600座大中城市浅层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饮用。农村已有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。
地下污染,往往不易及时发现,直到危及生产和生活。如吉林工业废渣堆淋滤液渗入地下,导致几十平方千米内1800眼水井被污染而报废。佳木斯140多万吨工业和生活垃圾堆放场,产生的硝酸基荃污染地下水,使6个自来水厂停产。北京天通苑是20世纪60~70年代的垃圾堆放场,停用后掩埋,改建住宅小区,2008年一名绿化工人下井(在三区22楼外)接水管时中毒昏倒井内,另一名下去营救也倒在井内,经查为硫化氢中毒。这就是垃圾堆掩埋产生的“定时炸弹作用”。宋家庄三位地铁工人挖探井(2009年4月28日),3m深时闻到臭味,5m深时感到不适,一人呕吐,医院检查三人为中毒,经查该地20世纪70年代曾是一家农药厂,未作土壤污染处理,毒气在地下土壤中积累。
人的眼力有限,不可能看清地下污染。地球物理勘查就是帮助人们即时了解地下污染存在空间以及迁移状况。美国20世纪40年代开始在几个河谷和山谷填埋工业废弃物,几十年后这些当时认为处置安全的废弃物开始泄漏,到80年代开始,感到非治不可,但时至今日,地下污染物的空间位置及其污染流变范围都不清楚,于是通过地球物理勘查,重新圈定地下污染物的空间位置。
应用地球物理探测方法,对地下污染物的探测和监测,防止污染扩散,保护环境。概括来看,目前主要用在以下几个方面:
(1)用于废物填埋场选址调查[6]。工业生产废物和人类生活垃圾不仅量大而且成分复杂,有毒有害物质混杂其间,经雨水淋滤产生渗漏液侵入地下污染土壤和地下水水源。因此,选择远离地下水且致密的防渗岩(土)层作为垃圾填埋场地是重要的。主要用电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达、折射地震和放射性测井。目的在于查明地下:①基岩面形状;②地表粘土层的结构;③地下水位及含水层分布范围及地下水流向;④基岩结构及构造;⑤地下暗河及河道分布。
(2)一些发达国家常以地球物理监测作为垃圾填埋场和废物堆放场的档案资料。从垃圾填埋(堆放)开始,直至垃圾填埋场终止封场后延续30年进行监测,跟踪监测表明,固体垃圾降解很缓慢,以固体垃圾溶解物总量(TDS)为例,前10年降解1/2,20年时余1/5,30年后余1/10;氯离子、硫酸盐等30年只降解1/10。一旦发现泄漏且有扩散危险,应立即进行处理。所用的探测方法主要是电阻率法和瞬变电磁法。激发极化法也有良好的效果。而我国还没有建立监测制度。
(3)追踪污染源。根据地下环境中水流与污染物迁移模型以及地层渗透率的差异,或者存在地下古河道、断裂、裂隙,使地下水和污染物在地下形成一定的迁移轨迹。在某井位或河边、海岸发现污染可以利用地球物理方法追踪探测出迁移路线,查出污染源所在地,为污染防治提供资料,主要利用电阻率法。
(4)探查垃圾填埋场衬底塑料膜出现漏洞位置。由于受压、承重等原因使衬底塑料出现漏洞,使填埋场的渗漏液外泄。为了修复需要及时找到漏洞位置。主要利用直流电阻率法。
(5)地下废弃物的调查。故旧废弃物和垃圾堆放场填埋多年,现移作他用,为了重新处理,需了解其分布范围和确定深度。主要采用电阻率法、地震雷达法等。
(6)废弃物堆放场对土壤和地下水污染的监测。矿山废弃物、选矿和冶金废弃物,化工厂和药厂等可能成为污染源的堆放场进行监测。主要使用电法、磁法和土壤氡测量方法等。
(7)地下储油罐和输油管泄漏探测。加油站世界林立,仅北京市就有1100多处。美国探测证实上世纪70年代以前建的加油站几乎全部有泄漏。因此,加油站是土壤和地下水的主要污染源之一,对加油站进行常规监测是必要的。常用的探测方法有自然电位、电阻法以及挥发性气体(CH4)法等。用土壤氡气测量法也有良好效果。我国也做了试验监测工作。
(8)深埋废液处理场的监测。随着区域地质结构变化和地下水位变化,废液可能发生迁移和外溢,所以监测是必要的。一般用自然电位法圈定二次污染范围。
(9)核电厂对核废物处置场有深埋和浅埋两种,其选址要求和方法各不相同。浅埋与垃圾场选址类似。深埋选址是永久性的,要进行深部选择勘查。选址是极为慎重的地质勘查工作。深埋选址一般要选择区域地层稳定,没有裂缝断层、渗透系数极小的岩层。主要使用深部探测的重力、磁法和电磁法以及地震方法。
现举两个应用实例如下。
2.1 保定韩村地下垃圾填埋场勘查
保定韩村垃圾堆放场,占地200m×200m,后来加盖1.5m原土层,掩埋了垃圾堆多年,成为平地。四周已有建筑。急需查明地下垃圾堆的污染区域,以利整治(杨进,刘兆平等,2006)[7]。
为了取得好的效果,探测工作以高密度电阻率法和探地雷达为主。用了5种探测方法,测线以东西方向3条,南北方向4条,均匀分布,每条测线长度为200m。
2.1.1 高密度电阻率法
沿测区7条测线:4条南北向(HCH.1.4.7.10),3条东西向(HCH.11.12.13)进行剖面测量。使用电极64,点距3m。根据北京市北神树等3个垃圾填埋场渗沥液的实测电阻率资料,对比本区土壤的电性特征,每个剖面图可划分出4个电性层。其对比数值列于表3。可见视电阻率小于15Ω·m的区域为垃圾及其污染区。本区掩埋的故垃圾堆及其形成的污染区分带图如图4所示。
表3 工作区污染带异常划分表
2.1.2 探地雷达法
共测6条剖面,南北向4条,东西向2条,与高密度电阻率法同步进行。使用SIR-3000仪器,100MHz天线。探测深度10~15m。剖面图电磁波信号分区明显。根据本测区电性特征,进行对比。可以认为视电阻率1~10Ω·m,相对应的介电常数均为5~100;电磁波传播速度均在0.047~0.13m/ns。为此得到本测区垃圾污染区埋深在2.5~3.5m以下,如图5所示,为资料解释结果。
对已掩埋多年的韩村地下垃圾场探测后根据异常区,用洛阳铲和挖掘的方法进行了验证,证明在深1.5m以下见到垃圾,说明探测结果是可靠的。
图4 韩村测区HCH.1.4.7.10线剖面污染异常分带图
图5 韩村测区HCH.1.4.7.10线雷达资料解释
2.2 安家楼第三加油站漏污染探查
北京市朝阳区安家楼住总第三加油站,1995年春发现泄漏,致使位于东南的自来水厂部分停产。7月某物探与化探研究所以氧化还原电位法、磁化率以及气烃(CH4和C2H4)测量方法,同时进行了面积勘查。由于周围都是道路和建筑,测线基本上沿马路两侧以及住总三公司停车场院内,宝马汽车维修中心院内空旷地区布置。
氧化还原电位,设备轻便,在人行杂乱的市区工作方便。其测量结果的等值图(5mV间隔)列于图6。由图可见,地下漏油的展布与该地区的地下水流方向一致(南偏东方向)。
土壤磁化率方法,土壤气烃方法测量获得的油污染展布与氧化还原电位测量结果非常吻合,展布方向的趋势也基本一致。
轻烃(CH4)和重烃(C2H4)是直接抽取土壤中CH4(甲烷)和C2H6(乙烷)测量的结果,其平面等值图与氧化还原电位也完全一致。
经过加油站核实,先后泄漏柴油78吨。开挖对污染土壤进行清理、更换。证明柴油逐步漏入地下包气带和潜水层,其地下分布于探测结果完全相符。
图6 北京朝阳某加油站漏油污染氧化还原电位等值图
美国杨百翰大学用探地雷达在亚利桑那州的Tuba城探测汽油罐漏油污染土壤和地下水。首先用探地雷达圈出漏油污染区,其次是钻孔取样分析油的含量,监测孔确定地下水位和流向,第三步是将雷达探测结果与钻孔土样、水分析结果进行对比,最终确定漏油引起的污染范围和深度。研究认为,由于油污一部分出现在潜水面之上,另一部分流入浅水面下方的饱水带,使电磁波反射变得模糊不清。所以,图7中雷达信号反射增强部分对应于漏油处。探地雷达用的80MHz天线频率。
图7 石油罐泄漏区上的探地雷达记录(中心频率80MHz)
主要参考文献
[1]陆业海.新滩滑坡征兆期及成功的监测预报[J].水土保持通报,1985,(5):1~8.
[2]郭建强.地质灾害勘查地球物理技术手册[M].北京:地质出版社,2003.
[3]程业勋,杨进.环境地球物理学概论[M].北京:地质出版社,2005.
[4]蒋宏耀,程业勋.环境与地球物理,地球物理科普文选(第三集)[M].北京:地震出版社,1997.
[5]中国环境科学学会.2008—2009环境科学技术学科发展报告[M].北京:中国科学技术出版社,2009.
[6]余调梅,朱百里编译.废弃物填埋场设计[M].上海:同济大学出版社,1999.
[7]刘兆平.地球物理方法在垃圾填埋场的应用研究[D].北京:中国地质大学(北京),2010.
Ⅵ 我国现有地质灾害防治工程的效益评估
这里所指的防治工程包括地质灾害调查、监测、治理工程等用于减少地质灾害发生所做的各方面工作。
12.3.1 经济效益评估
(1)地质灾害调查
据统计,全国共发现较大规模的崩塌3000多处,滑坡2400多处,泥石流2300多处;中小规模的崩塌、滑坡和泥石流多达数十万处,但灾害点主要分布在广大的农村,全国400多个县(市)的1万多个村庄受到这些地质灾害的威胁,每年80%的地质灾害发生在农村,伤亡人员中90%为农民。目前,我国地质灾害防治管理所依靠的主要是1∶50万环境地质调查成果,由于精度不够,大多数地质灾害隐患点还没有被调查出来,因而每年发生的地质灾害90%以上不在我们的管理视线之内,而短期内建立一套先进完整的预警预报体系,不论是资金还是技术都有相当的难度。因此,群测群防是当前防治地质灾害的重要手段和方法。而群测群防工作的基础和前提是摸清“家底”,是在基本了解隐患点和危险点分布的情况下,才能进一步布设群测群防网。因此,自1999年起,国土资源部启动县(市)地质灾害调查工作,对全国700个地质灾害严重的县(市)开展地质灾害调查与区划,强调“以人为本”的原则,专业人员与地方结合,大力推行群测群防体系。目前已完成545个县(市)的调查工作,调查面积达150万km2,共查出地质灾害隐患点约5.4万个,对4万多处隐患点开展了群防群测工作。
在近两年的地质灾害防治工作中,县(市)地质灾害调查与区划工作发挥了不可替代的作用,使我国地质灾害的预报成功率总体上大大提高。据初步统计,2001年全国成功预报突发性地质灾害231起,避免了4200多人的伤亡。与2000年相比,2001年成功预报地质灾害数量提高了2.8倍,地质灾害造成的死亡人数下降了29%,受伤人数下降了80%,直接经济损失减少约14亿元。2002~2003年成功预报地质灾害1111次,避免了3.6万人的伤亡(表12.2)。
表12.2 群测群防成功预报实例
(2)地质灾害监测
地质灾害监测主要分为突发性地质灾害监测和缓变性地质灾害监测两类。
1)突发性地质灾害的监测(主要为崩塌、滑坡、泥石流)。①对于通过一定的工程措施可以消除灾害隐患,并且具有明显治理效益(治理费用与潜在损失相比)。对这类灾害应及早进行勘查治理,在消除灾害隐患之前必须采取可靠的监测手段对其动态变化进行实时监测,及时发布预警信息,避免造成重大人员伤亡和经济损失。②对于灾害体特征复杂、灾害征兆不十分突出、难以采取有效措施进行避让或治理的突发性地质灾害隐患点,由国家和地方政府等出资建立专业监测点。也可接受其他部门的委托,对重大工程区(沿线)的突发性地质灾害建立专业监测点。
单体监测方案:建立以GPS测量法、钻孔倾斜仪法、地下水动态监测法等监测技术方法为主体的综合监测技术组合体系。包括滑坡地面绝对位移监测系统,滑坡深部位移监测系统,滑坡地下水动态监测系统,滑坡相对位移监测系统,滑坡诱发因素监测系统等监测体系。
目前已经对分布在13个省(区、市)的重大突发性地质灾害隐患点50处(其中崩塌(岸)1处、滑坡44处、泥石流5处)在治理和消除隐患之前开展监测工作。下面为3个成功预报实例:
实例1 1985年6月12日凌晨3时45分至4时20分,湖北秭归县境内长江西陵峡中新滩镇发生大型滑坡。该滑坡体的体积约3000余万m3,坚硬的石块、碎石及泥土快速崩滑下来,将新滩镇全部摧毁。滑坡体前部的土石堵塞长江江面的1/3,顿时江中激起高54m的巨浪,涌浪波及上下游共42km长的江段。由于预报及时,撤离措施果断有效,致使首当其冲的新滩镇475户居民1371人无1人伤亡,使一场毁灭性的地质灾害带来的经济损失和人员伤亡减小到最低程度。
实例2 长江上游陇南、陕南片境内滑坡、泥石流灾害非常发育,严重阻碍了地区资源开发和经济发展。自1991年预警系统建立以来,本着“因害设防、确保重点”的原则和“防大汛、抗大灾、减轻灾害损失、服务于当地经济”的指导思想,在陇南、陕南片设立了1个一级站,3个二级站,19个监测预警点,359个群测群防看守点和3个群测群防试点县。目前已配备专业预警技术人员89人,预警设施850个,交通通讯设备32台,在监测站点建成了规范的站房、监测断面、排桩等设施和监测预警仪器,配置了办公设施和无线电台通讯等。监控滑坡体积达12.5亿m3,监控泥石流面积达2.0万km3,保护着40万人口、24.5亿元的生命财产安全。1991~1998年成功预报滑坡19处,避免了1085人伤亡,2920万元财产损失;成功预报泥石流6处,避免了770人伤亡,245万元财产损失。
实例3 重庆市于2003年5月正式启动三峡库区地质监测预警系统建设。目前,这个专业监测与群测群防相结合的预警网络监测点已密布于库区两岸。已确定专业监测点108个,群测群防点近1700个。该系统建成后,一旦库区发现地质险情,就可以立即上报,为适时作出应急处理赢得时间。2003年重庆市成功预报地质灾害489起,避免了4000余人的伤亡和6600多万元的直接经济损失。
2)缓变性地质灾害监测(主要为地面沉降和地裂缝)。全国有16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个城市沉降面积已经超过6.4万km2。据估算,14个城市地面沉降造成的直接经济损失超过800亿元,平均每年造成的直接经济损失超过27亿元。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就达176.6亿元,间接经济损失达2943.07亿元,平均每年直接经济损失2.2亿元,间接经济损失36.8亿元(据上海市地质环境监测总站)。据估算,2004~2010年,我国仅14个城市由于地面沉降造成的直接经济损失将达到260亿元,2010年当年经济损失约为50亿元。
仅就上海市而言,每年投入地面沉降监测网的费用为1500万元(投入),以保证上海市年下沉量控制在2mm范围内,可避免年均直接经济损失2.2亿元(产生的效益)。投入效益比(即投保比)约为1∶14.7。
(3)地质灾害治理
据不完全统计,截至2002年底,全国已完成重大地质灾害前期勘查可行性论证273处,完成重大地质灾害治理工程522处。我国地质灾害治理工程大多分布在城镇、人口集中居住区、国家重点文物区、风景名胜区、机关学校部队驻地、革命老区、少数民族居住地、大中型工矿企业所在地和用于保护交通干线、重点水利电力工程等基础设施。通过重点地质灾害防治工程的实施,保护了人民生命财产安全,有效地维护了社会稳定,保障了国民经济的发展(参见表3.9和表3.10)。
例如:云南永胜县城泥石流治理工程。在2年的前期勘查、可行性研究和设计的基础上,2001年4~12月实施的治理工程总投资约500万元,可保护永北镇12270万元的固定资产免遭泥石流的危害,投保比为1∶24.6。
又如:广东恩平市洪滘中学滑坡治理工程。国家投入80万元,恩平市洪滘镇政府筹集20万元,总投资100万元用于滑坡综合调查、勘探和试验以及滑坡体治理。由于滑坡体正对洪滘中学主教学楼,直接威胁着4层教学楼和数百名师生的安全,投入少量资金进行治理可确保600余名师生的安全,同时节省洪滘中学整体搬迁所需费用650多万元,可见经济效益和社会效益十分显著。
12.3.2 社会效益评估
社会效益是考核以国家投资为主的滑坡灾害治理工程的重要指标,所谓社会效益就是指工程实施后对国家和地方社会发展目标的影响和贡献,包括工程本身及其对周围地区的影响。由于社会效益的复杂性和难以量化的特点,采用逻辑框架分析方法,如表12.3所示。
表12.3 我国部分滑坡治理工程社会效益指标分析
12.3.3 环境效益评估
环境效益的分析主要侧重分析项目实施后对环境的影响,包括区域环境质量改善、自然资源的保护和利用、对生态平衡的影响和贡献等。
如浙江永嘉县瓯北镇屿塘山滑坡治理工程完工后,美化了环境,已成为一个休闲场地。
甘肃文县关家沟泥石流灾害综合治理工程,在实现了显著的经济效益(投保比1∶23)的同时,增加水保持治理面积1万亩,加上稳定的沟道和山坡,新增治理面积共计1.5万亩,折合10km2,占总面积的26%,占水土流失面积的54%。加上原来已治理的土地面积,治理程度可达到78%;从关家沟流域每年将减少进入白水江的泥沙为8.7万m3,这不仅对延长下游尚德和碧口电站的寿命具有重要意义,而且还能大大减轻对下游农田、村镇和公路的危害,有利于长江流域的水土保持和环境保护。
Ⅶ 三峡水库蓄水后秭归县几个典型滑坡的变形及监测
彭轩明1张业明1鄢道平1金维群1汪发武2霍志涛1陈小婷1
(1宜昌地质矿产研究所,湖北省宜昌市港窑路37号,443003;
2日本京都大学防灾研究所)
【摘要】自三峡大坝蓄水以来,三峡库区秭归县境内的青干河和香溪河流域及其入长江水口部位,岸坡变形和失稳现象明显加剧。本文简要介绍了千将坪、树坪、白家包和黄阳畔等四个滑坡的基本特征和变形现象,认为构造形成的层间剪切带是千将坪滑坡发生的主要内在控制因素。采用大地测量和钻孔测斜等多种方法对白家包和黄阳畔滑坡的地表和深部变形状况进行不连续观测;与日本京都大学防灾研究所合作,采用伸缩计对树坪和白家包滑坡进行连续观测,据监测结果分析,这些滑坡目前均处于蠕动变形状态。
【关键词】三峡库区秭归县滑坡变形监测
1前言
三峡库区秭归县是我国地质灾害最为严重的地区之一。自三峡水库一期蓄水以来,秭归县境内的青干河流域发生了千将坪滑坡,长江干流的树坪及香溪河入长江水口部位的岸坡变形和失稳现象明显加剧,八字门、白家包、黄阳畔等大型滑坡有重新复活的现象(图1)。在中国地质调查局“香溪河流域岸坡调查评价”项目的实施过程中,对香溪河流域白家包和黄阳畔等大型滑坡进行了工程地质调查、工程钻探和监测(大地变形测量和钻孔测斜)等大量工作,基本查明了滑坡的组成、结构、地表变形状况,初步了掌握了滑坡的变形演变趋势。当千将坪滑坡发生时,及时对滑坡现场进行了细致的调查,从而获取了有关该大型顺层高速滑坡滑动后山体破坏现象的第一手资料[1],并协助当地政府制定了抗灾救灾预案。在树坪滑坡出现严重变形的紧急情况下,又立即对滑坡的变形状况进行了调查和分析,并选择关键变形部位安装了两台伸缩仪,对其变形情况进行监测[1]。鉴于秭归县已经出现的严重的地质灾害现象,为了准确把握这些滑坡的变形动态,科学揭示降雨和水位变动与滑坡变形之间的内在关系,及时开展滑坡的预测和预报,我们与日本京都大学等单位联合向日本砂防—滑坡技术研究中心申请了“水位变动对滑坡的影响机理及滑坡预报方法”项目。此项合作的实质性成果之一就是在树坪和白家包分别已经安装了11台和5台由日方提供的伸缩仪。本文仅作为上述工作的初步总结。
2千将坪滑坡及其滑动变形现象
千将坪滑坡发生于2003年7月13日12时20分,是三峡库区自新滩滑坡后发生的最大滑坡。该滑坡地处青干河左(北)岸,与沙镇溪镇隔河对峙,距三峡工程坝址约56km(图1)。构造上,滑坡区位于秭归向斜南端向西弧形转折端与百福来—流来观背斜向东倾伏的过渡地段。主要出露三叠系沙镇溪组碎屑岩,岩层稳定延伸,倾向南东,倾角较缓,滑坡所在岸坡为顺向坡。滑体平面形态呈舌状(图2),长1200m,宽1000m,总体上薄下厚,平均厚度约20m,面积约1.20km2,体积约2400万m3。后缘呈圈椅状外形,顶部高程450m,边界位于370~420m高程线之间;前缘没入青干河,高程102m,前后缘高差348m;北东和南西两侧出现陡立的剪切滑壁,走向分别为30°和330°。滑体地形总体上陡下缓,存在多级陡坎,坡角自上而下从35°变化至15°。滑体物质由两部分组成,上部为残坡积粘土夹碎石,下部为沙镇溪组泥质粉砂岩,上、下两层平均厚度分别为5m和10m。该滑坡属于基岩顺层滑坡,滑动面与地层层面产状一致,倾向南东,倾角28°。据对岸陡坡上残存的水渍痕迹估算,滑坡产生的涌浪高达30m以上。
图1三峡库区秭归县典型滑坡分布图
图2千将坪滑坡形貌图片
由于滑坡的南西侧临空,因此,受滑坡强烈影响的牵引区主要出现在北东侧山体中。对北东侧牵引区的调查表明,裂隙相对集中分布在剪切滑壁外侧100m范围内,自上往下,裂隙出现的频度和向外延伸的范围都呈逐渐增加趋势,如在高程分别为360m、300m和210m处,频度依次为0.2条/m、0.3条/m和0.5条/m;外延宽度依次为70m、120m和300m;经统计,裂隙方向有290°~295°、265°~285°和310°等三组。走向290°~295°裂隙组最为发育,平面呈雁列状展布,延伸长度5~50m,张开度在2~70cm之间,最大可见深度大于2m,最大水平和垂直位移分别为2.5m和2m。这三组裂隙均显示张扭性特点。
滑动面表面平滑,产状稳定。其上广泛分布灰白色方解石脉体和近水平构造擦痕,与滑坡有关的擦痕有两组,一组倾伏方向为160°,另一组为140°,后者相对稍晚,切割或覆盖了前者的印迹。根据调查,160°方向的擦痕分布局限,而140°方向的擦痕在暴露的滑动面上均可见及。因此可见,千将坪滑坡是沿袭构造形成的顺层剪切带发生的,滑体在启动后先朝着160°的方向,之后再沿140°方向快速整体向下滑动。在滑体内部,新生裂缝为张性,主要出现在滑体的前部,呈锯齿状,走向北东(25°~45°),倾角近直立,延伸长度30~250m,缝宽一般为1m左右,最宽可达2.5m,最大可见缝深度大于2.5m。部分裂缝两侧的岩土体,具有较大的垂向落差,最大可达3.5m,并在纵向上形成阶梯状地形。被快速剪出的部分在受到对岸坚硬岩壁的阻挡后,形成了高出水面5m多的岩土体鼓丘堆,岩体因撞击反冲而出现层理反倾现象。在滑体北东侧,形成宽80~100m的牵引带,发育290°~295°、265°~285°和310°等三组张扭性裂缝,其中走向290~295。裂隙最为发育,平面呈雁列状展布,延伸长度5~50m,张开度在2~70cm之间,最大可见深度大于2m,最大水平和垂直位移分别为2.5m和2m。
初步认为,不良的地质结构特别是层间剪切带的存在,是滑坡发生的主要内在原因,三峡水库的蓄水和强降雨是促发滑坡的两个重要诱因。
3树坪滑坡伸缩计监测
树坪滑坡位于长江右岸秭归县沙镇溪,为一古崩滑堆积体。2004年1月15日,滑坡开始发生变形,在滑坡的中部和侧缘形成粗大裂缝,前缘江水一直出现混浊现象。滑坡形态为明显的圈椅状,分布高程为65~500m,纵长800m,横宽700~900m,滑体前缘突入长江,剪出口高程约65~68m。滑体厚40~70m,体积约2600万m3。滑坡体形态总体呈下陡上缓斜坡,坡度22°~35°。自下而上分布有四级缓坡平台,高程为95~105m、150~200m、225~240m、300~350m。其中二、四两级平台规模较大,第四级平台是典型的滑坡后缘平台。滑体物质:主要为三迭系巴东组
2004年4月,在树坪滑坡上安装两台滑坡位移伸缩计,2004年8月沿滑动方向再安装了11台伸缩计(图3)。4月以来2台伸缩计的监测结果见图4,8月以来10台伸缩计的监测结果见图4、图5。
图3树坪滑坡伸缩计安装位置图
图44~9月伸缩计观测结果
图5滑坡前缘和后缘伸缩计观测结果
据图4,4月至9月间,滑坡体中上部最大水平位移为280mm,且自6月份以来滑动速度有加剧趋势,侧缘呈现先压后张特点,最大压缩量为100mm。从图5、图6分析,8月份以来,滑坡体后缘拉伸,中部变化幅度总体较小,前缘压缩。该滑坡表现出的前压后张特点与地表裂缝的观测结果(图7)相吻合。
图6滑坡中部伸缩计观测结果
图7裂缝观测结果
4 白家包滑坡变形监测
白家包滑坡位处香溪河右岸,为一深层土质滑坡。滑坡呈舌形,纵向长约700m,前缘横向宽约500m,中上部宽约260m,最厚约86m,平均厚约58m,总面积25.2万m2,总体积1461.6万m3。滑坡后缘呈圈椅状,后缘高程约270m,前缘直抵香溪河。2003年6月22日,在其南侧边界出现走向280°的微小裂缝,7月17日北侧出现走向220°的裂缝。7月17日至7月21日连降暴雨,雨后白家包滑坡变形加剧,7月24日在滑坡后缘边界部位出现3条较大的裂缝,走向220°的裂缝宽在20cm以上,垂直错距25cm,延伸约40m,2条走向180°的裂缝延伸约30m。7月26日~7月30日,滑体后缘裂缝继续下错形成台阶,并出现270°~280°的纵向裂缝。滑坡体上的房屋均不同程度出现了裂缝,横穿滑坡中部的公路也因严重的变形破坏而一度影响通行。在该滑坡上,部署了大地形变测量、孔内测斜和伸缩仪等3种设备,对其地表和深部变形情况进行监测(图8),本文介绍了前两种方法的初步成果。
4.1大地形变监测
在白家包滑坡体上共布置了9个监测点,其中2个为控制点(B、B′),7个为监测点(A1~A7)(图8),采用GDM600型全站仪进行变形监测。监测从2003年6月2日开始,并将2003年6月2日的监测值作为后期监测的参考值。
图8白家包滑坡监测设备部署图
各监测墩的结果见表1、图9。位移—时间曲线显示,在2003年6月2日到11月29日间,后缘监测点 A1、A3变形明显,A1变化最大,往NE54°33′方向变化,最大位移大于240mm,平均变化速率为4.0~5.0mm/d,A3相对位移及变化速率均小于A1,往57°32′方向变化。中部、前缘测点最大位移在120mm。中后部 Al~A5的高程具有明显下降,而前缘 A6、A7的高程明显上升。这些数据表明,滑坡后缘拉张,前缘的土体因挤压而向上隆起。
4.2深部位移监测
数据采集采用CX-03D型钻孔测斜仪。从图10可以看出,中部监测孔ZK1位移监测的位移—深度关系曲线为“r”型[2],位移在28.5m处增加迅速,推测此深度处存在有滑动面。布置在后缘的监测孔ZK3,由于变形剧烈,在深约11m处测斜管被剪断,这说明在滑坡后缘11m左右存在滑动面(带)。此外,根据监测数据,滑动面以上位移较大,而下部位移较小,变形速率有逐渐减小的趋势,2003年下半年为0.400mm/d左右,2004年为0.200mm/d左右,变形速率明显减小。
表1白家包滑坡地表监测点高程变化值
图9滑坡地表监测点相对位移—时间曲线
图10白家包滑坡钻孔测斜仪东西、南北向累积位移一深度曲线图
5黄阳畔滑坡及深部变形监测
该滑坡位于长江左岸归州镇万古寺村二组,在地貌上呈近东西向舌形凹地。前缘高程170m,后缘高程290m,前缘没入香溪河,长约500m,宽约230m,厚度约12m,总面积约为11.5万m2,总体积约为1400万m3。从图6、图7分析,测斜孔ZK8、ZK9的监测曲线基本上是直线或轻微的“钟摆状”,且摆动幅度不大,属于在量测综合误差影响范围之内,表明滑坡上部未发生明显的变化。发生明显变化的是钻孔ZK11,在深度12~14m左右存在明显的滑动面或者变形部位,下部位移较小,说明滑坡在监测时段内以浅层整体滑移为主(图11)。从时间上看,滑坡总的变形速率有减小的趋势。
6结论与讨论
(1)在千将坪大型顺层岩质滑坡所在的斜坡中,由构造作用形成的顺层剪切带构成了对其稳定性产生潜在威胁的最不利的构造边界条件,也是导致滑坡发生的主导内在控制因素。滑体沿袭顺层剪切带向下发生大规模滑动,滑面产状稳定,主滑方向指向140°,在滑坡启动时,滑体曾向160°方向作短距离滑移。三峡水库蓄水和强降雨可能是触发滑坡发生的主要动因。
图11黄阳畔滑坡监测设备部署图
(2)在树坪、白家包和黄阳畔滑坡的监测中,大地形变测量、钻孔测斜和伸缩计等3种方法所得的结果具有较好的一致和对应性。监测结果表明,树坪、白家包和黄阳畔滑坡均处于蠕动变形状态,变形速率有减小之趋势,其中,黄阳畔滑坡变形相对较弱,树坪和白家包滑坡以后缘部位最为明显,二者均显示后缘拉张、前缘挤压特点。
(3)钻孔测斜虽然在滑坡的深部监测中发挥了重要作用,但对于变形幅度较大的滑坡而言,一旦钻孔因变形而破坏,必将影响监测质量,甚至会导致此孔深部监测工作的终结。
参考文献
[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]靳晓光,李晓红,王兰生等.滑坡深部位移曲线特征及稳定性判识[J].山地学报,2000,(5)
Ⅷ 在哪儿可以查到秭归县土地利用规划图
县级土地利用总体规划是我国五级土地利用总体规划的基层规划,它既是省、地级规划的具体落实,也是乡级土地利用总体规划及专项规划的依据。县级土地利用总体规划图集中反映了县域土地利用在时间、空间、用途和数量上的变化,是县级土地利用总体规划的核心成果。目前,我国县级土地利用总体规划修编正在稳步进行中,探索县级土地利用总体规划图的编制意义重大。
1土地利用总体规划图的概念
土地利用总体规划图以定性、定量、定位的方式体现了土地利用总体规划方案,是实施土地利用总体规划、落实土地用途管制制度的重要依据。
土地利用总体规划与土地利用总体规划图之间,表现为内容与形式的统一,所以在编制县级土地利用总体规划图的时候,一定要注意做到图数一致,才能达到预期的效果。所谓数,即指一个县的各种土地面积的结构和布局的调整变化情况;所谓图,即指这些数布局在什么地方,其形状、位置、面积、质量及利用方式与程度等。
县级土地利用总体规划图不仅可以为各级领导、各有关部门了解县域经济发展战略提供科学参考,同时也为海内外各界人士了解该地区的投资环境提供了方便。
2县级土地利用总体规划图的内容
根据地图所反映的内容分类,县级土地利用总体规划图属于专题地图,其主要内容有2个,即地理基础要素和专题要素。
①地理基础要素:一般包括行政区界线、土地利用现状分类图斑、主要地名、等高线(计曲线),高程点及注记、地物要素及注记、风景旅游点及文物古迹、主要矿藏、地质灾害易发区、交通能源等线性基础设施、河流水库等水利基础设施、蓄洪滞洪范围等标识。其标识方法除应符合《县级土地利用总体规划编制规程》(2009年5月),还应符合国家现行编绘图件的相关标准。
②专题要素:主要包括占地面积大的用地单位的权属界线、规划重点建设项目用地位置与范围、地类界线、土地用途分区及界线、中心城区规模控制线和扩展线、土地整理复垦开发项目区范围等,图面配置要素包括图名、图廓、图例、风玫瑰、比例尺、面积汇总表、相邻行政区及界线、县级行政区域在上一级行政区域的位置示意图、规划期限、坐标系统、高程系统、编图单位、编图时间等。
根据《县级土地利用总体规划编制规程》(2009年5月),土地利用总体规划图编绘的主要内容为土地用途分区。土地用途区应依据土地用途管制的需要而划定,原则上各用途区不相互重叠,土地用途区可不覆盖规划范围内的全部土地。具体分为八大用途区:基本农田保护区、一般农地区、林业用地区、牧业用地区、城镇村建设用地区、独立建设用地区、风景旅游用地区、自然和人文景观保护区。
3土地利用总体规划图编制的方法
传统的手工方式存在可变性差、可保存性差、图件质量不易保证等缺陷,目前,计算机制图技术已经广泛应用于新一轮土地利用总体规划修编中。本文以MAPGIS为例,结合湖北省保康县土地利用总体规划修编的实际,介绍县级土地利用总体规划图的编制方法。
3.1基本要求
①真实准确:真实是指既不能无中生有,也不能遗漏必须表示的规划要素;准确是指确保规划图具有一定的数学精度,特别是要强调定位、面积、界线的准确。②内容完整:土地利用总体规划图中除了基础底图要素外,还必须将各项规划要素落实在具体的图面空间上,以完整地反映规划意图。③实用性强:土地利用总体规划图是对区域内的土地资源进行宏观控制和具体管理服务的,因此必须具有较强的可操作性和实用性。
3.2准备工作
①资料收集与评价。主要包括国家相关的地图制图规范,保康县2006年土地利用现状数据库,土地利用现状相关图件、表格和各种应用性文字资料成果,保康县上一轮土地利用现状图和总体规划图,并实时收集国家和省市下发的土地利用总体规划修编的最新规范性文件和要求。资料的分析、评价的重点是土地利用现状图的现势性、完备性、可靠性和准确性。主要依据是:土地利用现状调查报告;编图人员对制图区域地理背景的认知水平;通行的编图规范。②编写制图大纲。制图大纲旨在指导具体的编图工作,其内容主要包括地图的名称、用途及使用对象;制图资料及使用说明,制图区域的地理特征,地图的数学基础,地图的专题内容及表示方法;图例设计,制图综合原则;成图方式及数量和种类等。③人员组织。编图成员不易太多,分工要明确,各成员要注意及时沟通、密切协作。
3.3现状图的编制
土地利用总体规划图是以同比例尺的现状图为底图的,同时,土地利用现状图也是规划修编的成果之一,因此,有必要先行编制2006年保康县土地利用现状图。
①确定图件的比例尺。主要根据县域面积大小及南北跨度、社会经济发展程度、规划要求等因素来确定图件比例尺的大小,还要符合挂图的实际尺寸需求。根据与保康县当地政府部门的协商,最终确定为1:75000的比例尺。
②进行规划分类与基数转换。根据国土资发[2009]51号文,市、县、乡级土地利用总体规划编制中,应在土地利用现状分类的基础上,根据规划管理需要,进行土地规划分类与基数转换,形成规划基础数据。规划基数采用三级分类体系,其中,一级类3个,为农用地、建设用地、未利用地;二级类11个,为耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、城乡建设用地、交通水利用地、其他建设用地、水域、滩涂沼泽、自然保留地;三级类33个。按照基数转换的要求,对土地利用现状分类的图斑进行属性和参数的调整,并确定相应的图例系统。
③根据比例尺的大小和实际情况确定最小图斑面积。一般的标准比例尺(如1:25000、1:50000、1:100000等)都有相应的最小上图斑的规范文件,保康县情况特殊,只能参考1:50000和1:100000两种比例尺,折中处理。同时考虑到保康县图斑极其零碎,不能完全按照规程上的要求进行图斑取舍,应保证图面上图斑不至于太稀少和太稠密,总体上既要符合规划要求,又要美观,这一点要灵活掌握。
④图面检查和整饰。所收集到的保康县2006年土地利用更新库的现状图是由1:10000的分幅现状图拼接而成,需要添加的要素还很多,要全面检查,补充缺少的要素,并进行图面整饰,达到艺术性的效果。
3.4规划专题内容上图
①对涉及的全部规划内容和底图有关的上图内容,进行科学的系统分类和编排,最后确定一个完整的图例系统。
②将规划内容绘制在底图上,并且首先要标绘农业用地,尤其是其中的基本农田保护区,因为农业用地是主体,规划的目的在于保护耕地,同时又保证建设用地和其他用地的需求。除了上文所述的八大用途分区外,重点标绘中心城区规模控制线和扩展线、土地整理开发复垦区、重点建设项目,这三个专题要素都有相应的专题图件,可以直接添加有关文件到总体规划图的过程中去。中心城区的规模控制是各界人士关注的焦点,一定要同有关部门积极协商,并且要做到图数一致。规程要求的其他要素亦不可遗漏。
③图面整饰。整饰内容包括图名、图例、风玫瑰、编制单位、图廓要素等。整饰方法应遵循如下原则:图例设计的分类分级系统清楚,符号图形、色彩具有逻辑性和象征意义;大面积着色用较浅淡的颜色,小面积图斑宜较深的颜色,色调柔和,令人赏心悦目;注记排列、大小应注重其工艺性、增加艺术效果。总之要使图件既能达到一定的艺术效果,又能增强规划内容的显示力。
4经验教训
①资料收集应充分、评价应扎实。充分占有资料和认真评价资料的可靠性、科学性、现势性是保证编图质量的基础。②一定要多与当地政府部门沟通协商,土地利用总体规划是一种政府行为,既要满足实际需要,又要符合上级要求。
③灵活运用规程。比如关于坡度25°以上不能划入基本农田的规定,在很多山区县就做不到,毕竟上级下发的基本农田保护面积是确定的。还有一些有关图例颜色的规定也不美观,可以在同一色系内适当变化,保证出图效果。
④在输出成果图之前,先要做出图试验,包括线型,字体大小,颜色等要素的检验,看是否合理。可以在作图时先画出线段比例尺,在作图时就可以看到出图的大致尺寸效果,还可以在Photoshop软件中原比例预览MAPGIS生成的图片。
⑤工作中一定要注意数据的保密性,同时由于制图过程是一个反复修改的过程,一定要注意阶段性地备份数据。
Ⅸ 我国地质灾害灾情分析
减轻自然灾害活动已经受到全世界的重视,我国政府也十分重视。今天,人类对自然灾害已经摆脱了盲目状态,开始了自觉的、有组织、有计划的减灾活动。我国气象局和国土资源部每天在天气预报时都进行地区灾害预报。人类与自然灾害作斗争开始了一个新纪元。减灾必须对灾情状况、减灾技术、减灾效益有所了解,才能做到事半功倍。为此,下面对我国地质灾害地理分布特点、灾情状况及减灾效益做一简要分析,为减灾活动提供一个宏观认识。
1.中国地质灾害地理分布特点
中国地质灾害地理分布严格地受中国大地构造控制。世界上地质灾害重灾区有两个带,一个是环太平洋带;另一个是地中海带。我国位于环太平洋带上,而且也是地中海带与太平洋带扭结带上,具体来说,我国系处于印度板块、太平洋板块、蒙古板块挤压三角区上。在这三大板块挤压下,我国大陆内形成了两大地壳活动带:这就是大家经常提到的南北带和东西带。实际上,南北带呈“Y”字形,东西带呈北东东向。在这个大的轮廓控制下,我国的强地震区、强滑坡区、强泥石流区都分布在这个带上。这个带上的地质灾害比世界其他国家和地区都严重。中国地质灾害确实比较严重,我国东部也不是铁板一块,而是破碎地块。其内部起伏不一,有升有降,它控制着这个区域内的地质灾害发生、发展;也控制着这个区域内其他自然灾害的发生和发展。比如洪水泛滥,人们只想到洪水泛滥是水文因素造成的,其实洪泛区主要是受地质构造因素控制。现在的洪泛区都是近代地壳沉降带。现在采用的防洪对策是筑堤挡水,是治标,而不是治本对策。其实,“本”是地壳沉降。盲目加高大堤,早晚要酿成大灾。所以,著者认为防洪对策也要从地质角度考虑。
2.我国地质灾害灾情分析
下面先举几个实例,然后做一简要分析。
(1)地震灾害:我国历史上有记载的地震4000多次,造成人员伤亡的346次,死亡人数达230余万。地震灾害每年造成的经济损失约10亿~20亿元,死亡人数约2000~3000人。大震尤其严重。
(2)山崩、滑坡、泥石流等山地灾害:我国是一个多山国家,山地、高原、丘陵占国土面积的69%。河流纵横、沟谷广布。在地壳运动、大气、地震及人类活动影响下每年都产生大量山崩、滑坡、泥石流等山地灾害。据四川省统计,1981~1985 年5 年间,一次暴雨激发崩塌、滑坡在1000处以上的县有28个,1万处以上的县有14个,2万处以上的有3个。云、贵、陕、川是我国崩塌、滑坡的多发区,情况类似。全国受泥石流灾害威胁的县城有70 座,1975~1984 年10 年内全国18 个省、市、区爆发泥石流造成死亡2136人,毁田65.66万亩,毁房18.07万间,铁路中断了4164h,直接经济损失16亿元。综合分析已有统计资料,包括山崩、滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害每年造成的直接经济损失达20~30亿元。
(3)灾害性水土流失:国际上规定,土壤侵蚀模数超过1万t/km2者为灾害性水土流失。我国西北黄土丘陵区超过此数者有5万km2,长江流域坡地坡度大于20°者皆属于灾害性水土流失区。另外,覆盖厚度对土壤侵蚀成灾也极有影响。如西北黄土区土层厚度达数十米至数百米,水土流失只造成耕地肥力降低;而长江上游土层极薄,仅数十厘米到数米,水土流失使耕地石板化,失去耕作条件。长江上游由于坡地水土流失带来的经济损失每年达25亿元。四川省耕地石板化已累计达1167万亩。湖北省郧西县已有40个自然村因土地石板化不得不移民他乡。这种灾害在贵州、云南也大量出现了。
(4)风沙和沙漠化灾害:我国风沙和沙漠化灾害面积为150.9万km2,占国土面积17.5%,主要分布于我国北方干旱、半干旱和半湿润地区。近半个世纪来,我国沙漠化土地扩大了5万km2。据初步统计,我国因风沙灾害每年损失15亿元。
(5)人类诱发的地质灾害:人类由于盲目活动在经济活动过程中诱发了大量地质灾害。人口愈集中的地方,人类诱发的地质灾害愈多。我国东部地区是我国人口和经济最集中地区,人类活动比较频繁,人类活动诱发的地质灾害比较多见,我们通常称为工程地质灾害,如矿山建设、地下水提取、交通建设、石油开采等人类活动都会诱发地质灾害。这类地质灾害,就其单个来说损失数字不大,而总计起来,数字就十分可观了。总的来说,我国人类活动因素诱发的地质灾害损失是非常巨大的,估计每年造成经济损失大约10~20亿元。在面上来说我国还存在严重的水土流失和沙漠化,常被认为是气候原因形成的,实际上也主要是人类活动诱发形成的。
综合上面资料我们得到我国在地质灾害方面每年造成的经济损失大约为90~110亿元(1989年统计资料)。这个数相当我国自然灾害总损失的1/16,这个数是相当可观的。地质灾害的影响主要威胁是在居民点和工程。地质灾害造成的损失不是瞬时即逝,而是长期的,它威胁着人类的生存。
地质灾害有两种类型,一种是有声有色的,如地震;另一种是无声进行的,如沙漠化、水土流失。有声有色的容易被重视,无声进行的容易被忽视,要注意无声进行的灾害后果是十分严重的。自然灾害按其发生的时间尺度来说可分为三种:①突发性的,发生在几分几小时内;②中速的,发生在几天几个月内;③慢性的,发生在几年或几十年、几百年内。如我国西北战国时期的晋国也就是现在的山西省,当时是森林茂盛,物产丰富;现在是植被稀疏,遍地黄土,晋北地区一片荒凉。这就是由于长期内植被破坏,水土流失造成的慢性灾害的后果。它威胁着我们子孙后代的生存,问题十分严重。这就是我国地质灾害的灾情概况。
3.减灾实例及减灾效益
我国在减轻地质灾害方面已经做了一些工作,大体上展现在4个方面:
(1)工程地质灾害预测预报预防工作 如施工地质超前预报、隧洞塌方监测预报、煤矿突水预测、煤与瓦斯突出预测、各种工程地质灾害预测。
(2)自然地质灾害预测预报工作 如地震趋势预测、地震临震预报、滑坡预报等。
(3)地质灾害防治工作 如鸡扒子滑坡整治、东川泥石流防治、铁路固沙、七省市水土保持、链子崖-黄腊石地质灾害防治。
(4)救灾工作 解放后我国政府对灾后救济做了大量工作,不一一列举。
总结已做过的工作,不难看出,地质灾害防治结果的经济效益是巨大的,下面举几个实例说明。
(1)1982年7月长江郧阳地区发生了鸡扒子大型滑坡,长时间碍航。花了3年时间,投资8000余万元进行防治,滑坡造成的直接经济损失估计为1000余万元,总计损失近1亿元。为了防止山坡继续滑动,投资300万元治坡,收到了较好效果。
(2)1985年6月12日凌晨,长江秭归县新滩发生了2000~3000万m3的大型滑坡,其中260万m3入江,停航12天。由于作了准确预报,无一人伤亡,财产损失也极小。如果没有这个准确预报,据估算,可能造成的直接经济损失约8700万元。预报投资约200万元。这项防治经济效益为1∶44。
(3)东川泥石流是闻名于世的大型地质灾害,它对居住在东川市的6万多居民生存存在严重威胁。据统计,解放以来,泥石流给东川市造成的损失已达数亿元。1982~1985年中国科学院成都地理所与东川市联合进行考察,提出了防治规划,1986年开始实施防治。1987年7月5日发生了30年罕见的暴雨,没有造成灾害。现在整个工程已经完成,该市已被云南省誉为“花园城市”。
(4)七省市水土保持也取得了显著的经济效益。以宁夏西吉黄家二岔小流域综合治理试验示范区为例,该区土地面积为5.7km2。1983年开始综合治理。以粮食单产为例,1982年单产为23.1kg,1990年为120kg,提高了425.4%;全流域净产值:1990年是1982年的8.1倍;人均收入1990年可达731元,比1982年提高了380.9%。
我们应该看到,地质灾害防治是长效的,不仅得益于今天,而且造福于子孙后代。一般来说,地质灾害防治效益可达1∶20,地震工程的效益一般可达1∶10左右。地质灾害防治效益极为可观,可以这么说,减灾就是增产。
总起来说,地质灾害成因主要来自三个方面:①暴雨洪水;②地壳运动;③人类活动。而人类活动可促进前两项自然因素作用加剧,且面广,量大。人类工程活动常可造成大量的工程地质灾害。地质灾害防治是重要的减灾措施,一般来说,下面几点措施是非常重要的:①当务之急是提高全民减灾意识,加强科学普及和提高全民减灾意识;②要有投资、有工程措施,没有投资是减不了灾、得不到效益的;③建立减灾工程是“地质工程”的观念。它不是一般的土木工程,脱离了地质的基础减灾工程有可能导致严重的致灾后果。链子崖地质灾害防治紧紧地依靠地质获得成功,为减灾实践提供了范例;④环境保护是减轻地质灾害的基础性工作,一边治理,一边破坏是减不了灾的。这个问题必须引起重视。
Ⅹ 湖北秭归县大地构造位置
秭归在荆山山脉西南麓,长江穿境而过,全县山区为主,新县城属于河谷低回平地带,平均海拔不足一百答米。从大陆整体构造来看,秭归属于山区向平原过渡的长江侵蚀地带,属于三峡西陵峡;从地址构造来看,秭归处于大陆板块中央区,地壳较稳定,不属于地震带,但是秭归与之西边的巴东两县位于巫山山脉东部连接地带,成为地中海~喜马拉雅地震带最东部的受影响区,虽然不是位于该地震带,但是随着板块向东运动不断挤压很有可能受此影响发生较小的地震。但是秭归最重要的地质灾害不是地震而是滑坡,受长江的影响,秭归段长江两岸多为峭立的侵蚀地貌,但岩石构造较稳定,不易发生坍塌现象,但有的地方不是这种岩石而是普通的沙石,发生滑坡的可能性很大。如果排出三峡工程的影响,秭归地址构造是很稳定的,只是地表地貌容易受影响,以上仅个人意见,有疑问请赐教。