地质灾害的发展现状及前景
1. 现在地质这行业前景怎么样
地质行业,大概可划分为地质勘查和工程勘察两种。地质勘查就是俗称的找矿,工程勘察就是建设项目工程地质勘察。
现在很多地方都有地质队伍,而且找矿的工作自很久以前到现在已经做了很多工作了,全国各个省市空白区已经少之又少了,所以找矿的国家项目就越来越少,有大项目也是会在更偏远的类似内蒙等地区。其实就是这个意思,辽宁省的地质找矿项目基本省内的自己地质队去干了,外省单位很难进来,而且一个沈阳的地质单位基本不可能拿到大连的地质找矿项目。所以目前的地质找矿很受各个方面的局限。另外地质行业多是小型单位,目前可能还没有大的集团公司。总之项目少,竞争大,地方保护。以后会发展国外市场还是深部找矿就不得而知了。所以工资低,工作环境差就成必然了。
地方建设项目多,工程勘查就很吃香,现在国家规定建设项目必须有前期工程勘查以及一些相关的评估工作(地质灾害、压矿等),地方发展,建设项目多,工程勘查活就多。单员工工资也多不了多少,唯一好的就是,你要是有关系,有活的话,那就有钱赚。反之就就开个固定的工资吧。另外说一点很多大的建设集团公司,都有自己的一个勘察的队伍,纯地质单位一般拿不到他们的工程建设勘察项目。
目前地质行业还有中铁集团的模式。
个人发展从大环境上来讲是受局限的,机会会较其他行业少很多。
2. 当今地质灾害研究的重点与发展趋势
近十年来,地质灾害问题日益受到国际社会的广泛关注和高度重视。联合国已将地质灾害纳入了“国际减灾十年计划”,并成立了国际滑坡研究组等专门组织,实施了“全球滑坡灾害编图计划”。与此呼应,还提出了一些洲际或大区域的地质灾害编图计划。如由日本地调局组织的“东亚自然灾害编图计划”。国际地科联地质环境委员会目前则正在组织编制区域性和全球性地质灾害目录清单,尤其是影响城市地区的地质灾害目录清单,目的旨在帮助和指导主要由一些国际组织如联合国教科文组织等管理的地质灾害防治和减轻方面的特别援助项目计划。一些发达国家如美、英、日等早在70年代便开始了全国性的地质灾害调查与评价,其它一些国家如加拿大、澳大利亚、巴西、俄罗斯、意大利、西班牙、葡萄牙等,从80年代后期始,也分别开展了全国性或区域性的地质调查评价和研究工作。目前我国正在实施新一轮国土资源大调查工作,“地质灾害预警工程”是其中的一项重要内容。从国内外地质灾害研究和工作部署来看,总体呈现以下趋势:①建立地质灾害数据库及灾害风险填图;②地质灾害实时监控与定量评价及其灾害预警系统研究;③注重群发或诱发的灾害系统研究;④建立地质灾害快速反映部队;⑤工作部署重点包括快速发展地区、城市走廊带、工程和交通走廊的地质灾害主题填图及其监测研究计划。
3. 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。
4. 地质灾害评估发展前景怎样
前景不错,参考相关《中国地质灾害防治行业市场前瞻与投资战略规划分析报告回》信息显示,答 我国属于地质灾害频发国家,每年因地质灾害造成的人员伤亡和财产损失巨大。目前国家已制定多项相关法律法规,完善灾害治理资质评估机制,加强地质灾害治理行业监管力度。
从长远看来,随着国民经济水平的持续提高和财政收入的不断增长,地质灾害治理投资规模持续扩大,地质灾害治理行业将呈现高速发展态势。
国民经济的发展程度直接影响着地质灾害治理行业的发展速度,随着经济实力的迅速崛起,综合国力不断提升,中央和各级地方政府财政收入的快速增长,人民的生活水平不断改善,地质灾害治理行业呈现出快速发展态势,其增速远远超过国民经济的总体增速。
5. 地质灾害防治工作现状及存在的主要问题
存在的主要问题。一是部分干部群众科学防灾意识薄弱,存在侥幸心理;二是地质灾害防治经费严重不足,部分地区地质灾害危险点和隐患点勘查治理与搬迁避让工作进展缓慢;三是地质灾害应急处置交通工具和防治技术等无法满足汛期地质灾害防治工作的需要;四是地质灾害防治工作机构还不够健全,管理人员严重不足,技术力量薄弱等。
一是继续加强领导,落实防灾责任。充分认识做好当前地质灾害防治工作的重要性和紧迫性,切实加强领导,将地质灾害隐患点的监测预报预警责任分解到村、到户、到人。二是加强排查,消除灾害隐患。重点抓好丘陵山区和重大工程地质灾害危险点、隐患点的全面排查,及早发现和解决问题,消除隐患,落实监测预报预警措施和避险场所。会同气象、水文等有关部门,进一步做好地质灾害气象预警预报工作,扩大预报信息发布的覆盖面,增强时效性,确保及时将预警预报信息发送到相关管理人员。出现暴雨、特大暴雨的地区,要对滑坡、崩塌、泥石流地质灾害隐患点加密监测频率。三是加强值班,确保信息畅通。严格遵守汛期值班、灾情速报和专报制度,保证汛期24小时轮流值班,确保灾情险情信息及时、准确。四是加强保障,提高反应能力。切实加强地质灾害应急管理机构和队伍建设,确保地质灾害应急人员、车辆、经费和相关设备的到位。充分发挥地勘单位的技术优势,做好地质灾害应急处置的各项工作,随时参与地质灾害应急抢险和应急调查等工作。五是加强监督,减少人为灾害。加强对各类工程建设项目引发地质灾害活动的监督管理,严格执行地质灾害危险性评估和地质灾害防治工程“三同时”制度,防止开采矿产资源和地下水资源引发地质灾害,减少人为因素引发的地质灾害。六是加强宣传,增强防灾意识。充分发挥广播、电视、互联网、报刊、手机短信的作用,进一步做好丘陵山区受地质灾害威胁群众的宣传教育工作,提高群测群防水平和科学防灾救灾能力。
6. 地质灾害易发区国内外研究现状
4.1.1 国外现状
由于研究的地域范围不同和对地质环境认识的差异,国内外研究者对地质灾害易发区的理解也有不同。
国外对地质灾害敏感性评价类似我国的地质灾害易发程度评价。美国灾害敏感性评价以地质、地形条件和以往发生的灾害空间分布情况为依据进行评价(Nilsen,1977;Shek,1977;Carrara,1983,Brabb,1984,Brand,1988;Cross,1998等)。美国地质调查局在《美国国家滑坡减灾战略——减少损失的框架》(2003)中认为,可供规划和决策使用的滑坡编目和滑坡敏感度图对全国滑坡多发区是绝对必要的。
欧洲国家在阿尔卑斯山较多地开展了滑坡敏感度和危险性评价,并把评价结果应用于滑坡灾害的减灾管理。意大利P.Aleollt(2000)采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的Piedmont地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的敏感性、危险性及总的风险进行了区划性制图研究。A.Car-rara,M.Cardinali和F.Guzzetti等(1991)利用GIS技术将统计模型应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡敏感性和危险性评估。亚洲国家,如日本、韩国在一些滑坡地质灾害多发区也开展了滑坡敏感度和危险性评价,H.Haruyama和H.Kawakami(1984)利用数学统计理论对日本活火山地区由降雨引起的滑坡灾害进行了敏感性和危险性评价,Saro Lee对韩国的一些地区分别应用多元统计和神经元网络模型进行了滑坡灾害敏感性和危险性评价。一些国家,如澳大利亚直接开展斜坡地质灾害风险评价,其中敏感性和危险性评价是其基础,如M.Michael-leiba等(2000)在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中,把斜坡灾害的敏感性、危险性、易损性、风险评价作为一体,以GIS软件为技术平台,分别采用平面和三维评价系统,对Cairns地区进行了斜坡地质灾害的敏感性、危险性和风险评价。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl(1994)在分析哥伦比亚的Medellin地区滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上,利用GIS技术将两者合成制作了风险评价分区图。
4.1.2 国内现状
进入21世纪以后,在原有研究的基础上,我国在全国范围内有计划地开展了全面的地质灾害调查与防治,积极吸取国际地质灾害防治研究的先进方法,并公布实施了《地质灾害防治条例》,将地质灾害易发区的研究纳入了国家法制的轨道。
1)1999年以来,在全国地质灾害严重区开展了以县(市)为单元的“县(市)地质灾害调查与区划”工作。调查灾种为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等,截至2005年,共进行了700个县(市)地质灾害的调查与区划工作。中国地质环境监测院已完成545个县(市)信息系统的集成和综合研究。
在各调查县(市),根据野外调查的结果和地质环境资料,结合灾害点和灾害隐患点的密度,划分地质灾害易发区并编制“地质灾害分布与易发区图”是其主要任务之一。《县(市)地质灾害调查与区划实施细则》明确指出“地质灾害易发区”是指容易产生地质灾害的区域。基于地质灾害现状,地质灾害易发区可划分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区四类。
2)从2002年开始,各省陆续开展了分省地质灾害防治规划工作,主要依据1∶50万环境地质调查和县(市)地质灾害调查成果,对省内地质灾害易发区进行了初步划分,22个省编制了分省地质灾害易发区图(1∶50万~1∶200万)。
3)张梁等(2002)将地质灾害易发区表述为地质灾害危险性评估,并认为地质灾害危险性(易发程度)评估就是研究不同地层单元组合、区域地质构造单元特征、地形地貌条件下的区域地质灾害规律,以及气象、人类活动方式条件下的区域地质灾害诱发规律和时间活动规律。前三类因素是决定地质灾害区域分布规律的背景因素组合,这些因素具有空间上的分布规律,而且随时间的变化性极小,属于稳定型的控制因素,是地质灾害易发程度的背景条件。后两类因素属于地质灾害的触发因素,随时间的动态变化较大,它们与背景条件的组合状况决定了地质灾害的时空规律。
4)岑嘉法(2003)认为,地质灾害易发区是指地质环境条件脆弱,具备发生地质灾害条件,容易产生地质灾害的区域。如在地球内动力作用强烈地区(高地震烈度区、活动断裂区、区域构造交会处等)、地球外部营力作用强烈带(如暴雨中心区、河流侵蚀带、岩土体松散分布区等),以及人类工程经济活动剧烈地区(如人口密度大,工业、农业、城镇、交通建设强度大区)等。只要有触发因素,即可产生地质灾害。该区的确定,主要通过较大比例尺的环境地质与灾害综合调查后实际圈定,经济建设与工程安排应尽量避免在易发区内。如果需在易发区内建设,要进行工程项目地质灾害危险性评估工作。对工程建设作出地质灾害现状、工程建设可能诱发或加剧地质灾害的预测和综合评估,并提出地质灾害防治措施对策。现进行的县(市)地质灾害调查与区划,就是要实地圈定地质灾害易发区范围。
5)刘传正等(2003)提出的“潜势度”是某一地区在没有任何降雨、地震、人类活动等情况下发生地质灾害的潜在条件的量化指标,具体是指地质灾害基础因子(地形地貌、地表植被、地层岩性和地质构造)与响应因子的综合表现,并编制了三峡库区地质灾害潜势度、危险度等图。
6)全国山洪灾害防治规划编写组和水利部长江水利委员会进行的山洪灾害易发程度评价,是利用各省(区、市)1∶50万或1∶100万泥石流、滑坡分布图,以泥石流、滑坡的“线密度”和“规模”所反映的“可能成灾点”的多少进行评价,即“可能成灾点”越多,灾害易发程度越高;“可能成灾点”越少,灾害易发程度越低。在参考相关部门成果及进行实地调查的基础上,以小流域为单元,划分出了泥石流或滑坡灾害高易发区以及中易发区和低易发区。各区的划分具体指标如表4.1所示。
在上述工作的基础上,编制各省(区、市)1∶50万或1∶100万山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度分布图。该图除反映泥石流、滑坡灾害的易发程度以外,还通过编绘地形坡度分区和地层岩性分区,标示地貌区划和区域构造形迹,综合反映了由山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度区划与地形地貌、地层岩性及地质构造的相互关系。从而可以通过图件,分析出不同区域地质背景与地形地貌条件下,泥石流、滑坡灾害高、中、低易发区的分布规律。并以此进行逆向校核、修正,使泥石流、滑坡灾害易发程度区划图更为科学、合理、可靠。
表4.1 山洪诱发泥石流、滑坡灾害易发程度分区标准
7)2003年11月,我国国务院公布了《地质灾害防治条例》(中华人民共和国国务院令第394号),并规定2004年3月起施行。该条例要求“实行地质灾害调查制度”,并在此基础上编制地质灾害防治规划,规划所包括的5项内容之一就有“地质灾害易发区、重点防治区”。2004年颁布的《地质灾害防治条例释义》进一步明确指出,地质灾害易发区,是指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候条件,容易或者可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发区必须经过地质灾害基础调查才能划定。易发区是一个相对的概念,并且可按照灾害种类划定,不同灾种其易发区范围不同。
7. 做地质灾害有前途吗
看你是做什么哇?
暑假跑了两个月地质排查,
很累,很伤心的。
8. 国际地质灾害防治科技研究现状与发展趋势
10.1.1 地质灾害形成机理与调查评价科技研究
(1)降雨诱发型滑坡和泥石流的形成机理
近30年来,降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一,其核心是通过研究降雨与滑坡的各种关系,预测可能的滑坡状态。据初步统计,全球至少有23个国家的学者对降雨型滑坡进行了不同程度的研究,美国、意大利、日本、英国、澳大利亚、新西兰以及中国香港和内地学者发表的研究论文较多。1984年后,中国香港政府加大了对降雨型滑坡的研究力度。除每年进行降雨滑坡的调查外,特别加强从更深层次上研究滑坡与降雨的关系,降雨滑坡分布发育规律,降雨入渗的水文地质模型,以及应用概率统计和其他数学方法建立更精确的滑坡—降雨关系。随着研究程度的深入,研究者一致认为香港火成岩风化层的非饱和土和残积土特有的性质控制着浅层降雨型滑坡的形成机理。研究结果表明,降雨型滑坡形成机理的本质在于雨水入渗斜坡后破坏了斜坡的应力平衡。因而,从理论上解释雨水入渗后斜坡应力的变化过程,以及雨水在斜坡中的渗透特性和渗透过程,是降雨型滑坡成因机理研究的关键。
(2)岩溶塌陷发育机理和判据研究
日本学者Nogushi(1970)、苏联学者Xоменко(1986)、美国学者Ralphj Hodek(1984)和Thom-as M.Tharp(1995)、俄罗斯学者Anikeev(1999)等,先后采用物理模型试验或数值分析的方法,系统研究了非黏性土潜蚀塌陷的过程。国外一些学者还尝试采用岩土工程离心机进行塌陷试验,如:Borms和Bennermark(1967),Marir(1984),Bertin(1978),Howell和Jenkins(1984),Sterling和Ronayne(1984),Craig(1990),Ablla和Goodings(1996),运用离心机模拟塌陷破坏机理和导致塌陷的临界组合条件,重点研究了上覆在洞穴上方的弱固结砂层的塌陷破坏与洞穴开口大小、洞穴自身强度、弱固结砂层强度和厚度、上覆砂层的厚度,以及地表荷载的关系。
美国、意大利、英国开展的基于GIS技术的地质灾害的风险评价工作中,包含了岩溶塌陷危险性评价。
(3)区域滑坡和泥石流调查与危险性评价
早期的地质灾害空间预测主要依据野外调查与航空相片解译情况,由专家进行地质灾害敏感性判断和评价,故称之为专家评价法(Aleotti和Chowdhury,1999)。该方法评价结果精度取决于野外调查的详细程度和专家的知识与经验,评价中运用的隐含规则使结果分析与更新困难,而且不同调查者与专家得出的结果无法进行比较。
20世纪70年代,以美国加利福尼亚旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表,利用多参数图的加权(或不加权)叠加得到区域滑坡灾害预测图的方法得到大力推广。该方法的优点是克服了使用隐含规则的问题;缺点是权重的确定仍保持主观性,模型的推广应用有一定困难。
20世纪80年代,受统计回归分析和判别分析在石油运移与矿床预测中应用的启发,Carrara(1983)将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中,并使该技术在世界各国得到迅速发展与推广。如Haruyama和Kawakami(1984)利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引发的滑坡灾害进行了危险度评价。Baeza和Corominas(1996)利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估,其斜坡破坏的正确预测率达到96.4%,说明了统计预测的适用性。Carrara,Cardinali和Guzzetti等(1991)将统计模型与GIS结合,应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估,结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。
20世纪90年代以来,随着计算机技术和信息科学的高速发展,以处理和分析地理空间数据为主要特点,具有属性数据库与图形库动态连接功能的地理信息系统(GIS)技术得到了空前发展,其与定量化的地质灾害空间预测模型方法的结合也成为地质灾害研究的新领域。
Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl(1994)在哥伦比亚的麦德林(Medellin)地区分析滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上,利用GIS技术将两者合成产生了风险评价分区图。Anbalagan和Bhawani Singh(1996)在Anbalagan(1992)关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上,提出了风险评价制图的新方法——风险评价矩阵(RAM)。
Aleollt(2000)采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的皮埃德蒙特(Piedmont)地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及综合风险进行了区划性制图研究。Michael-Leiba等(2000)在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中,把斜坡灾害的危险性、易损性、风险评价作为一体,以GIS软件为技术平台,分别采用平面和三维评价系统,对凯恩斯(Cairns)地区进行了斜坡地质灾害的危险性和风险区划研究。Ragozin(2000)从理论上研究了滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险性。提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标,并用其主要控制因素的概率乘积表示;对于区域性滑坡灾害评估,用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。
10.1.2 监测预报技术方法研究
(1)诱发滑坡和泥石流的临界降雨量与气象预警研究
在诱发地质灾害的降雨临界值研究方面,各国学者用来确定降雨诱发滑坡临界值的方法很多,其不同点在于考虑的因素不同。Glade(1997)建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的三个模型,并在新西兰的惠灵顿地区进行了验证。三个模型要求的基本数据为:日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量(通过Thornthwaite method方法计算得到)。模型建立的前提是:①假设最大日降雨量的地区,蒸发量最小;②滑坡由最大降雨量诱发。这三个模型基本概括了当前确定诱发滑坡的降雨临界值的方法。
在对美国旧金山湾地区1986年2月12~21日的滑坡和泥石流灾害预警工作中,首先由美国地质调查局分析确定,通过当地电台、电视台以及美国国家气象中心的特别预报方式来进行预警。这次滑坡泥石流灾害的预警分为两个阶段:第一次是2月14日的6个小时灾害危险期,另一次是17~19日之间的60小时的灾害危险期。由于地质条件的复杂性和地形条件的变化,这两次预报主要是针对整个旧金山海湾地区,而不是某一个特定的滑坡灾害地点。根据滑坡泥石流灾害发生后的调查,10处滑坡泥石流灾害发生点有目击者能提供精确的时间,其中有8处滑坡泥石流所发生的时间与预警的时间段一致。
据研究,旧金山湾地区的6小时降雨量达到4英时(即101.6mm)时,就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水位的变化,他们还设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水位变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式,实时雨量监测数据,国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。
1984年开始,香港地区采用雷达图像解译小范围地质构造,用于确定滑坡发生的潜在区域。进而建立了用于滑坡灾害的降雨量监测网络,其中自动雨量计1999年由48个扩展为86个。将雨量资料定时传给管理部门。如预测24小时内降雨量达到175mm或60分钟内市区内雨量超过70mm,即认为达到滑坡预报阈值,即由政府发出通报。香港平均每年约发出三次山洪滑坡暴发警报。
(2)滑坡和泥石流灾害监测技术方法研究
对于滑坡和泥石流的监测,在美国、瑞士、意大利、日本、韩国等发达国家已经做了很多工作,特别是单体滑坡已经达到真正实时监测的阶段。监测内容包括地面位移、地裂缝、地下位移、地下水位(水压力)和水温、地声等。监测技术采用常规监测、自动观测、GPS和卫星通信等相结合(图10.1,10.2)。在我国的香港特别行政区,也建立了比较完善的基于降雨监测的地质灾害监测网络。
图10.1 使用太阳能无线遥控系统(左图)和变形计(右图)
图10.3 分层标自动监测系统及原理示意图(据Amelung等,1999)
在美国加利福尼亚州萨克拉门托,GPS测量已经取代了区域性的地面标高的水准测量。1986年在该区建了38个GPS监测站,1989年后达到了68个。采用严格的测量程序,其大地高程的精度可达到毫米级。我国上海经过近两年应用Ashtech Z12双频GPS信号接收机测定大地高程,于1999年也取得了大地高程精度达3mm的好成果。其优点是对于区域性地面沉降的大范围监测具有事半功倍的效果。
根据美国地调局资料,美国用于探测地面沉降的干涉合成孔径雷达(InSAR)技术还处于开发和试验之中(图10.4)。Gabriel等率先于1989年发表了《测绘大区微小高程变化:雷达干扰测量法》的文章。1993年,Massonet等利用雷达干扰测量法测绘了着陆器地震的地面形变场区。Van der Kooij等用太空飞船干涉卫星孔径雷达资料调查研究了荷兰格洛宁根(Groningen)天然气开采区的地面沉降问题。Marco等利用美国实验研究学会干涉卫星孔径雷达资料对美国贝尔瑞吉(Belridge)油田1992~1996年的地面沉降进行了详细的研究。由于这种探测技术的使用,地面沉降测量的精度已达毫米级,其探测结果能很好地处理成平面二维沉降等值线图。而且该方法可以省去常规水准标石测量的许多人力和物力的投入。因此,不能低估这一新技术的开发应用前景,在目前情况下可以参照国外成功的经验在我国进行试验。
(4)岩溶塌陷监测技术研究
美国学者Benson(1987)提出利用地质雷达进行监测预报的方法,并在美国北卡罗来纳州威尔明顿(Wilmington)西南部的一条军用铁路进行了试验,监测周期为半年,取得了良好的效果。2002年,在国土资源大调查项目的支持下,中国地质科学院岩溶地质研究所在广西桂林柘木镇建立了我国第一个岩溶塌陷灾害监测站,为深入系统地研究岩溶塌陷预测预报方法提供了良好的条件。
图10.4 合成孔径雷达干涉测量获得的内华达州拉斯维加斯谷地
(5)地质灾害监测预警信息传输处理与发布系统研究
发达国家和地区已经越来越重视地质灾害监测的信息化工作。例如美国、日本、意大利、法国和韩国等建立了地质灾害实时监测系统,在实际应用中可以做到实时预警。针对单种地质灾害开展监测预警方面的研究工作较多,多灾种的集成系统尚不多见。
10.1.3 地质灾害治理工程技术研究
(1)地质灾害防治理论
重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究。如日本针对温泉地区的滑坡特点,研究采用排气工程和地下水截水工程进行滑坡综合防护;法国针对降雨诱发的粘土滑坡采用虹吸排水技术;美国和日本在研究植被覆盖好的地区发生的浅层滑坡,开展采用调整植物类型的生物措施研究等。在地质灾害的防治工程中,普遍采用生物防护系统,注重生态环境保护,日本在滑坡治理中,抗滑桩和建筑地基结合,实现防治工程与土地开发利用相结合。
(2)地质灾害防治工程设计技术方法
国外对于复杂支挡结构设计技术、地下水排水技术设计,基于环境和景观设计的技术规程和实用的计算机软件开发等方面,都进行了大量研究,形成了比较配套的设计计算理论方法和产业化软件。如:美国开发了三维连续体的快速拉格朗日分析软件——FLAC3D,三维模拟离散元程序——3DEC;加拿大开发的地质工程问题和地质环境模拟分析的软件包——GEO-SLOPE Office(GEO-SLOPE Office 5.0 for Windows),已经广泛应用于世界上许多国家的滑坡等地质灾害防治工程设计,形成了模块化的设计软件和方法。
(3)地质灾害治理工程技术
在治理技术上,广泛应用土工织物、预应力复杂支挡结构、地下水排水技术。尤其以美国、西欧、日本和我国的香港特别行政区在地质灾害治理方面投入大,成就显著。如日本地附山滑坡治理工程,耗资达150亿日元(约15亿人民币),可算得上地质灾害防治工程的博物馆。
国外对崩塌和滑坡灾害治理的常见技术工程包括:①冲刷防护工程:防冲坝、沉积坝、护岸、防波坝、丁坝;②减重和反压工程;③地面排水工程:地面排水沟、防渗工程;④地下排水工程:地下排水沟、泄水洞、水平钻孔、集水井和虹吸排水工程;⑤地下截水工程:隔渗芯墙截水,灌浆截水,化学固化法截水;⑥支挡工程:挡土墙、格栅墙、抗滑桩、岩石锚杆;⑦排气工程:用于治理温泉地区的滑坡;⑧生物护坡技术和轻型网状防护系统结合用于崩塌和小型滑坡灾害的治理。
由于水是形成滑坡的重要诱发因素,地面排水工程和地下排水工程总是被首先考虑的治理技术,也是在大型滑坡防治中首选采用的治理技术。美国、日本、新西兰等国在滑坡治理中广泛应用地下排水工程技术,采用水平钻孔排水和排水井、排水隧洞联合排水技术治理滑坡。法国采用虹吸排水技术治理100多处降雨诱发的粘土滑坡。它是一个密封的聚氯乙烯管系统。该技术的最大优点是可以自流排水,降低滑坡的地下水位。
在支挡工程技术应用方面,研究应用大截面抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索、小型钢架桩加锚索、微型桩群等多种支挡结构,并在锚索防腐技术、通用的计算方法、设计软件和技术标准方面取得明显进展。减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的工程措施。英国Huchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论依据。
近年来,发达国家在地质灾害防治工程实践中,在崩塌和小型滑坡灾害治理中应用轻型网状防护系统与生物护坡系统的配合技术,使防治工程进一步向轻型化和美观化方向发展。如SNS柔性支护系统和生物护坡系统,在欧洲许多国家应用比较普遍。
10.1.4 国际地质灾害防治科技研究发展趋势分析
地质灾害防治科技未来总体发展趋势是:重视地质灾害早期预测、预警能力建设,提高地质灾害领域防灾减灾科技水平和能力,建立3S(即:RS——遥感,GPS——全球定位系统和GIS——地理信息系统)技术平台,发展和建立区域地质灾害动态实时监测网站和预测预警信息系统,建立地质灾害信息系统平台和共享通道,提高地质灾害减灾防灾技术的支撑能力。
对地质灾害形成机理的深入研究一直是国际地质灾害研究的难点,而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一,重点是研究诱发泥石流、浅层滑坡的临界降雨量随区域和气候变化而变化,揭示降雨与滑坡的各种关系,预测可能的滑坡状态。
应用GIS技术开展地质灾害的区域特征分析和灾情空间制图正成为热点。通过计算机高技术手段(GIS,GPS,RS等)将灾情分析与危险性评价、风险性预测有机结合起来,形成实时预警决策体系将成为灾害地质研究的一个重要趋势。
在各种监测技术方面,发达国家在加强各类地质灾害实时监测台站建设的同时,均十分重视高新技术的应用,高科技空间对地观测技术在地质灾害方面的应用研究也是发达国家的重要研究方向。各种更为先进的遥感探测系统的应用逐步深入,美国、法国、意大利和日本等国都将GPS、干涉雷达遥感在滑坡、地面沉降等动态调查和监测中的应用作为重点研究方向。
近年来,发达国家在地质灾害治理工程技术方面具有如下特点和发展趋势。
在防治理论上:重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究;注重防治工程与生态环境保护和土地利用结合;形成模块化的设计软件和方法,研究开发新的治理技术方法。
在灾害信息处理方面:各种高速的数值预报已逐步实现;高速、智能化、综合化的通信网络技术、分布式数据库技术和海量数据操作技术的发展,又使灾害通信、计算机网络和信息开发处理融为一体,形成了综合的灾害信息网络系统,使各种分散的灾害信息真正做到资源共享;人工智能、多媒体和三维模拟技术的发展,推动了灾害信息产品的应用和再加工。
9. 环境地质学与地质灾害学研究现状及发展趋势
从学科内容来说环境地质学应研究地质环境的自然地理地质特征及其演化历史和发展趋势,研究地质环境评价和预测,编制环境地质图系,研究地质环境(包括地质灾害)的勘查、监测和防治技术方法,以及合理利用和保护地质环境的对策和措施等。
1)地质环境评价和预测
定性地进行地质环境评价,如综合区域地质地理条件,地壳稳定性,岩土特性,地球化学背景,可能发生的地质灾害,作出分级区划评价较为易行。但是从整体上对地质环境进行系统分析,定量评价地质环境和预测在国内外仍属薄弱环节。现国际地质界开始重视这方面的研究。国际地科联CoGeoenvironment委员会于1994年建立了环境地质指标体系共27种。其内容涉及新构造活动、侵蚀与沉积、风化作用、斜坡稳定性、地下水、土壤质量、地球化学与地球物理参数、自然景观及其它动态要素,这是国际环境地学研究的一项重要进展,为开展区域性长期观测和建立预测模型奠定了基础。同时,委员会还计划开展“地表过程与土地持续利用”关系的研究。
国际上区域环境地质评价的方法有A.Cendrero等提出的自然单元分级体系为基础,基本上是自然地质地理分区,加上半定量化的指标,该方法在西班牙被广泛应用;有经济评估与风险评估方法,以地质灾害和地质问题作为评价主体,用货币值形式表征地质环境质量的优劣及人类活动对其产生的影响。这在美国有较广泛的应用。如加利福尼亚州城市地质总体规划,旧金山湾地区土地潜力定量评价,美国九大自然灾害的风险评价。中国学者采用系统论观点,提出地质环境是一个内部由岩石、土、水三个子环境系统构成,外部处于大气圈、水圈、生物圈、地球内部圈层及人类社会经济系统作用下的开放、动态和人-自然复合系统,以环境地质问题的强度指数,外部系统的影响程度指数和地质环境的质量指数作为量化指标建立了地质环境系统及其评价预测体系,并作出了21世纪初期中国地质环境态势的预测和评价。
2)环境地质制图
环境地质图(系)是环境地质研究成果的图式化,是直观反映地质环境的重要表达形式。为了便于经济建设规划决策部门使用,不仅要求内容科学化,充分反映区域地质环境特征,分析研究不同地区地质环境与人类活动的相互关系,在自然和人为作用下存在的主要环境地质问题及地质灾害,并进行综合评价,而且要求形式简明易读。国内外编制了不同比例尺的综合性或专门性图件,既有全国性的,如俄、美、加、澳、英等国均将其列入国家级中、大比例尺地质图的构成部分,也有一个城市或一个地区的编图。从编图方法看,在传统的地质学编图方法基础上,借助GIS及最新卫星成果,根据不同指标参数用多元统计方法编制数据库,对地质灾害进行预测,意大利、巴西、美国均取得较好的效果。俄罗斯已将1:200万地质生态图(即环境地质图)列为国家新一代地质图系进行填编,并对1:5万地质制图的要求也从以前的两种(地质图、矿产预测图)增加到与1:20万相同的四种,包括了地质生态图在内。现已编制完成14张1:500万生态地质图,反映了全俄生态地质环境现状及人类活动的影响。
中国水勘院1992年编制出版了中国环境地质图系11幅。它们以地质灾害图件为主,其中8幅为滑坡崩塌类型及分布,泥石流灾害,岩溶塌陷,地下水诱发危害,土地盐渍化沼泽化,沙漠及土地沙漠化,土壤侵蚀,特殊类土及危害。另外3幅则为地质自然保护区、旅游地质资源和环境地质分区图。该图系综合评价了不同地区的环境地质条件,反映了主要地质灾害类型形成和分布发育规律,提出合理保护地质环境、开发地质资源的对策建议。
3)环境地球化学
这是环境地学的重要分支学科。其主要研究内容包括微量元素与健康、地方病的关系,煤和有机物等的地球化学对环境的影响,全球环境变化以及分析技术等。通过地球化学填图可获得元素丰度的背景值,为防治地方病提供科学依据。如中国已查明低硒(低钼)的地球化学环境带,它呈NE-SW向,与克山病分布区域基本一致,从而采取相应防治措施,取得显著成效。众多的地学研究者开展了地质环境中氡、锶、氟、汞等元素与流行病、地方病、癌症发病率的关系研究。氡含量与肺癌死亡率的关系在云南个旧地区得到了验证。矿区的氡含量超出一般地区的23倍,死亡人数达千人以上。大部分氡来自花岗岩中铀的衰变。中国通过编制元素环境化学图、浅层地下水地球化学图、地方性氟分布图、胃癌死亡率分布图和大量资料的分析,有力地说明了地质环境和流行病学的关系。近年来,研究利用自然地球化学作用去除有关化学元素,调整环境条件;还有新兴的植物治理法,利用植物(萃取技术、根际过滤技术、重物固化技术)来清洁土壤中的重金属。因此,环境地球化学的成果在当前环境治理的理论与实践中起着极为重要的作用。
4)地质灾害学
由于地质灾害分布广泛,类型众多,其突发性、复杂性及发生规律尚未充分掌握,往往造成严重灾情,引起社会的关注和众多学科,特别是地质科学的参与和研究,因而逐渐形成并提出了地质灾害学的概念,研究内容包括地质灾害的类型划分,成灾条件,致灾作用,地质灾害的监测、预测和预报,地质灾害的防治原则和对策、决策以及风险分析。其中对地质灾害的决策可分为长期、中期、短期的,临灾的和反馈性的。灾害预报的基本方法建立在类比分析、因果分析及统计分析基础之上。
近10年来国内外开展了重点地区的地质灾害测年研究工作。他们应用同位素测年技术:14C法,铀系法,热发光(TC)法,电子自旋共振(ESR)法测定10~3Ma的年轻地质体、活动断裂、古地震、地质体滑动或运动的年龄以及地质灾害复活(发)周期等取得成效。
如何加强地质灾害预测和防治的理论研究,实现灾害地质现象的实时控制和管理决策过程科学化与人工智能化,是一项新的研究内容。中国专家1989年就研制了“地质灾害分类专家系统”。在此基础上又研制了“地质灾害预测防治智能决策系统”。应用这个决策系统可进行地质灾害时空演化预测,危险性区划,灾害经济评估以及减灾防灾对策的选择等工作。在应用于京、津、唐地区岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地质灾害时,证实了模拟的合理性和实用性。
在全国性地质灾害趋势预测方面中国作了重要的探索。1996年编制了1:600万地质灾害趋势预测图。该图运用地理信息系统的风险评价方法对地质灾害(主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝)进行现状评价;在此基础上,结合降雨条件,区域地震活动,区域地壳稳定程度,区域岩组条件和人类工程活动等因素,运用模糊综合评判模型进行综合评判,划分出地震灾害高、中、低风险区,这对国土整治和减灾防灾有重要意义。
对于地质灾害的评估也是地质灾害学的重要研究内容之一。“八五”期间中国研究建立了灾情评估计算机系统。该系统根据地质灾害勘查与管理需要,将灾情评估分成3种类型:以独立灾害体为对象的点评估,以小面积行政自然区为对象的面评估和以大面积行政自然区为对象的区域性评估。根据灾情构成,将地质灾害评估内容和步骤分为4个方面:危险性评价,易损性评价,破坏损失评价,防治工程评价。应用该系统针对崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、海水入侵、膨胀土胀缩等8种地质灾害进行了研究,为决策部门确定灾害防治对策和管理提供了依据和方法。国际上自1990年开始制定了“国际减轻自然灾害10年”(IDNDR)计划,其中对于灾害定量化的研究是减灾科学中重要的问题。
地质灾害经济评价方面的进展:在开展地质灾害的勘查、监测和防治时,都涉及到经济活动或经济现象,需要作出合理的经济评价。但国内外目前尚缺乏可供借鉴的系统理论、方法和经验。目前在灾害经济评价中采用了价值评价法,还有效益评价法、机会成本法等,为制定和选择防治灾害最优决策方案提供可靠的经济依据。“八五”期间中国学者提出了地质灾害经济评价系统。它包括灾害风险评估(单项和综合地质灾害风险预测及评估,以及危险区预测和评估)和灾害经济评价(防灾方案技术经济评价,含防灾效益评价以及灾害损失经济评价)两部分,其中一系列技术方法的应用具有实用意义。
5)地质环境与地质灾害的勘查、监测和防治
对在人类工程经济活动影响下的地质环境和灾害进行勘查,并对其变化动态进行长期有效的监测,是研究保护地质环境和防治地质灾害的重要依据。不少国家开展对主要地质灾害勘查、监测和防治方法技术的研究,取得重要进展。中国已在各省、市建立了地质环境监测站网,在勘查技术新方法方面有遥感、高分辨率地震、高密度电法、土壤测氡等,并研制了218Po测氡仪和微机音频大地电场仪等两种新型勘查仪器。这种新的勘查技术方法和仪器对调查地面岩溶塌陷、地裂缝、活动断裂、隐伏溶洞、潜在的地质灾害有明显效果。
实践证明,遥感技术和GIS应用于地质环境和地质灾害的监测、管理有广阔前途。加拿大用最新发射的Radarsat最新数据研究环境地质问题。美国学者用雷达研究地壳形变、火山监测、新构造运动取得好的效果,中国学者用大量影像资料展示出煤层自燃火区地质灾害的情况。在第30届国际地质大会上,美、日学者报告了红外遥感技术,德国介绍了用高空间分辨率星载传感器在地质中应用的成果,荷兰将遥感用于灾害预防、防灾准备及减轻灾害3个方面的成果,这些都代表了当前国际上的研究水平。在地质灾害监测新仪器方面中国最近研制了地声监测器,滑坡诱发因素监测仪器,遥控边坡稳定性监测仪器和滑坡自动报警仪器4种类型,为采用多参数、多因素监测灾害发生提供了手段。地声监测对崩塌、滑坡孕育初期十分有效;滑坡诱发因素主要监测滑坡体内土壤含水率,孔隙水压力及土体温度;遥控全自动边坡稳定性系统可同时监测72个点上的滑坡地表位移或孔内位移;滑坡自动监测报警系统则监测滑坡位移参数,有16个通道,位移超过门限值时即发出声、光报警信号,其中一些仪器达到国际先进水平。
地质灾害治理新工艺新设备方面,研制成功MD-50型锚杆钻机,具有多用性,有钻进复杂岩层和处理事故的能力,可用来治理滑坡。此外还有扩底承压式预应力锚索,这是加固崩塌、滑坡体的重要治理工具。
10. 我国地质灾害的防治工作现状
我国政府一直十分重视地质灾害防治工作。20世纪70年代,在总结世界许多国家地质灾害防治方面因无预报无预防、有预报而无预防或有预报、有预防而没有组织实施等问题造成严重后果的基础上,我国的地质灾害防治工作中已由灾后被动救灾,转为灾前主动地、有目的地勘查、监测、预报、预防和治理。在地质灾害防治的实践中,有预报、有预防并组织实施的实例越来越多。例如,1975年2月4日,辽宁省海城7.3级地震是我国乃至世界上预报预防最成功的震例。在震前,国家地震局和辽宁省地震局作出了准确的中、短期预报,特别是作出了临震预报,辽宁省政府据此向全省发布了临震预报,并布置了预测预防的对策,位于震中区的营口市,县政府采取了组织群众撤离等应急对策,虽然地震使建筑物遭受严重破坏,但是人员伤亡却大为减少,死亡的人数(1328人)仅为人口总数的0.02%。
20世纪90年代,在制定国民经济发展规划的同时,制定了未来12年(1999~2010年)中国地质灾害防治战略,包括东部地区首先是做好以国土经济开发区为重点的环境地质综合评价和地质灾害防灾区划,在此基础上,及时调整土地利用规划和城市建设布局,避免重大工程和重要设施建在岩溶地面塌陷危险区和矿山采空区;中部地区在全面开展地质灾害调查的基础上,加强国土经济开发区和大江大河、交通干线等突发性地质灾害多发区段的地质灾害防灾区划;西部地区采取的防灾工作手段是避让,主要任务是做好重大工程设施的选址和保证居民区的安全。考虑到国家经济建设重点逐步西移的状况,应做好国土经济开发区地质灾害调查和防灾区划,加强区域地壳稳定性评价工作,并且提出了以下具体要求。
1)认真贯彻执行“预防为主,防治结合”的方针。开展全国地质灾害时空的分布、形成机理与现今地壳变形研究,进行地质灾害预测、预警分析,逐步掌握地质灾害的分布、发育规律,做好重大地质灾害的事前防范工作。
2)进一步加强法制建设,建立健全防灾法规。大力宣传、认真贯彻《防震减灾法》、《地质灾害防治管理办法》、《若干建设项目环境保护管理办法》、《水土保持工作条例》、《环境保护法》、《矿产资源法》、《土地管理法》、《森林法》、《草原法》、《水法》、《江河管理条例》等,进一步增强各级领导和广大群众的法律意识,提高依法加强地质灾害防治的自觉性,以法规的形式来管理地质环境,预防和减轻地质灾害,逐步把防治地质灾害纳入法制的轨道。
3)建立起统一管理与分级、分部门管理相结合的地质灾害防治管理体系,实行严格的责任制,按照国土资源部发布的《地质灾害防治管理办法》做好如下工作:①做好以地质灾害现状、防治目标、防治原则、易发区和危险区的划定、总体部署的主要任务、基本措施、预期效果为内容的地质灾害防治规划;②拟定好地质灾害监测、预防重点,主要地质灾害危险点的威胁对象、范围的地质灾害防灾预案;③做好工程建设诱发地质灾害的可能性,工程建设本身遭受地质灾害威胁的危险性及拟采取的防治措施等地质灾害危险性评估;④做好地质灾害发生时间、地点、成灾范围、影响程度等的地质灾害防治预报。
4)加强地质灾害监测和信息系统建设。根据地质灾害的性质及防治措施确定监测内容,并建立监测网络和信息系统,密切观察地质灾害的发展动态,实行防治信息化施工。
5)实施专业队伍与群众相结合,技术业务与行政措施并重的综合防治方针,动员全社会力量,建立群测群防体系,建设由社会各界共同参与的防灾网络,走出一条具有中国特色的地质灾害防治之路。
为加强对重大城市、重大建设工程和生命线工程抗御灾害的能力,做好建设工程场地地质环境安全性评价工作,国土资源部于1999年3月发布的《地质灾害防治管理办法》规定:“城市建设有可能导致地质灾害发生的工程项目建设和在地质灾害易发地区进行工程建设,在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。”国务院2003年11月发布的《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)的第二十一条明确规定:“凡是在地质灾害易发区进行的工程建设项目,在可行性研究阶段必须进行地质灾害危险性评估。”《地质灾害防治管理办法》、《地质灾害防治条例》为我国预防地质灾害的发生提供了政策和法律保障。
2008年1月,国土资源部发布的《全国地质灾害防治“十一五”规划》,科学地划分出了16个地质灾害重点防治区,即长江三峡库区滑坡崩塌重点防治区、川滇南北构造带泥石流滑坡崩塌重点防治区、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重点防治区、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重点防治区、云贵高原滑坡崩塌地面塌陷重点防治区、滇西横断山高山峡谷泥石流滑坡重点防治区、桂西桂北岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重点防治区、浙闽赣丘陵山地群发性滑坡重点防治区、陕北晋西黄土滑坡重点防治区、黄土高原西南滑坡泥石流重点防治区、陇南陕南秦巴山地泥石流滑坡重点防治区、新疆伊犁滑坡泥石流重点防治区、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重点防治区、长江三角洲地面沉降重点防治区、华北平原地面沉降重点防治区、东北中俄界河河岸崩塌重点防治区。《全国地质灾害防治“十一五”规划》的颁布,表明我国地质灾害防治工作进入了紧张有序的发展阶段。
小 结
本章的学习重点是地质灾害防治的原则和工作步骤,难点是地质灾害防治的工作步骤。在教学过程中,教师可借助一些简明的实例,通过直观教学法或图解法进行相关内容的讲解,学生上课前应对重点和难点进行必要的预习,课中、课后应对重点内容进行理解和识记。
复习思考题
1.地质灾害的类型有哪些?如何进行地质灾害的分级?
2.地质灾害防治的基本原则有哪些?进行地质灾害防治工作有哪些步骤?
3.我国的地质灾害防治工作可依据的法律法规有哪些?