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预测地质灾害

发布时间: 2021-01-21 03:54:18

地质灾害的危险性评估

地质灾害危险性是指地质灾害危险源危险区范围及其可能造成人员伤亡和财产损失。回
地质灾害危险答性评估包括三个方面:
①地质灾害危险性现状评估:
对建设场地评估区范围内的已有地质灾害进行危险性现状评估。
②地质灾害危险性预测评估:
对拟建工程建设活动可能诱发的地质灾害进行危险性预测评估。
③地质灾害危险性综合评估:
危险性综合评估=危险性现状评估+危险性预测评估。
编制评估区地质灾害危险性综合评估分区图。

② 地质灾害危险性预测评估结果

通过上述工程建设诱发或加剧地质灾害的可能性以及工程建设本身可能遭受已有地质灾害的危险性预测,结合成品油管道展部区环境地质背景条件,地质灾害体稳定性,预测灾害经济损失及其对工程建设的影响,归纳总结了不同管道敷设地段地质灾害的危险性等级(表8-2)。

③ 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

④ 年全国突发性地质灾害趋势预测

国土资源部通报 2011 年第 26 期

为研判全国地质灾害发生趋势,更好地部署防治工作,部组织有关单位开展了全国突发性地质灾害趋势预测,并召开了 “2011 年全国突发性地质灾害趋势预测会商会”。据预测,今年全国地质灾害以滑坡、崩塌、泥石流为主,发生的数量和危害情况可能接近常年,局部地区可能加重。南方大部地区,尤其是西南、中南和东南沿海以及西北部分地区仍然是地质灾害发生和危害的重点地区。地质灾害全年都有发生,5月份至 9月份相对集中,其他时段时有发生。

一、预测依据

(一)地质环境背景

地质环境背景条件研究表明,全国地质灾害易发区主要分布在我国地势的第二级阶梯带和东南山地丘陵区。根据全国地质灾害调查的实际资料和工作经验分析,地质灾害高易发区主要分布在我国地势的第二级阶梯的横断山区、青藏高原东缘区、湘西和云贵高原区、川北陕南地区、川东鄂西中低山区、黄土高原区,以及东南山地丘陵区。行政区划上主要是云南、四川、贵州、西藏、陕西、甘肃、重庆、湖北、湖南、江西、广西、福建、广东、浙江、安徽等省 (区、市)的部分山地丘陵区。

(二)历史灾情

在空间上,地质灾害最严重地区是四川、云南、贵州、湖南、重庆、陕西,其次是广东、福建、山西、广西、江西、甘肃、浙江、安徽等省 (区、市)。据统计,2001 ~2010 年间,地质灾害造成人员伤亡数居于年度全国前 5 位的省 (区、市)依次是四川、云南、贵州、湖南、重庆、陕西、广东、福建、山西、广西、江西和甘肃,10 年间伤亡人数进入全国前5 位的频次分别为四川9 次、云南8 次、贵州7 次、湖南 5 次、重庆和陕西各 4 次、广东、福建和山西均为 3 次、广西 2 次、江西和甘肃各 1 次。

时间上,地质灾害主要集中发生在 5 ~9月。据统计,突发性地质灾害的发生与降雨具有很好的相关性,降雨是诱发地质灾害的主要因素。95% 的地质灾害发生在汛期 (5 ~9月),80%的地质灾害发生在主汛期 (6 ~8月),51% 的地质灾害发生在 7月。因此,汛期是地质灾害的多发期,而主汛期是地质灾害的高发期,以 7月份最为显著,汛期以外的月份地质灾害相对低发。

类型上,地质灾害以滑坡为主,崩塌和泥石流次之。据多年统计,滑坡占总数的 75.5%,崩塌占总数的 19.7%,泥石流占总数的 3.0%,地面塌陷、地裂缝和地面沉降数量相对较少,分别占总数的 1.2%、0.5%和 0.1%。

(三)发展趋势

据推测,2011 全国年地质灾害发生数量可能比 2010 年有所减少。从多年地质灾害发生数量情况看,地质灾害发生数量一般随年份呈波浪式分布。据此推测,2011 年地质灾害发生数量可能比 2010 年有所减少。

(四)气候预测

据气象部门预测,汛期在地质灾害高易发区和较高易发区的云南西部、四川西部、甘肃东部部分地区、青海东南部、西藏中东部、辽宁中南部、安徽东南部、浙江大部、福建南部、江西南部、湖南南部、广东、广西东部、海南等地区降水较常年同期偏多,其中云南西部和西藏东部等地区偏多 2 ~5 成。另外,登陆我国的热带气旋较常年偏多。

(五)地震预测

据地震部门预测,2011 年需要关注南北地震带中、南段和藏东地区以及华北北部地区。

二、地质灾害趋势预测结论

2011 年全国地质灾害以滑坡、崩塌、泥石流为主,发生的数量和危害情况可能接近常年,局部地区可能加重。南方大部地区,尤其是西南、中南和东南沿海以及西北部分地区仍然是地质灾害发生和危害的重点地区。地质灾害全年都有发生,汛期相对集中,其他时段时有发生。

3 ~ 5月,山西、陕西、甘肃和新疆的西北部,尤其是黄土地区,因春季气温回暖、冰雪冻融引发滑坡、泥石流灾害的危险性较大。

5 ~ 9月是滑坡、崩塌、泥石流的主要发生期,尤以 6、7、8月最为严重。重灾地区可能主要分布在四川、云南、贵州、湖南、重庆、陕西、广东、福建、山西、广西、江西、甘肃、浙江、湖北、安徽等省 (区、市)的部分山地丘陵区。

汛期尤其要高度重视汶川地震强烈影响区泥石流隐患。四川、云南、贵州、重庆、陕西、甘肃、山西最需要重视局地强降雨引发的地质灾害。福建、浙江、广东、湖南、广西、江西、湖北等省 (区)地区尤其要注意防范台风暴雨和区域强降雨引发的地质灾害。玉树、盈江地震灾区余震和降雨、三峡库区水位消涨、降雨等因素引发地质灾害的危险性需要重视。

10 ~ 11月,在西南部山区需注意防范异常强降雨引发的滑坡、泥石流灾害。

在川、滇交界地区、藏东地区等地震高危险区,要注意防范地震引发的次生地质灾害。

在山区居民密集区、重大工程区,水利工程区、矿山开采区等由于建房、修路和施工开挖、堆土 (矿渣)、水库蓄水和农田灌溉等人为活动,引发地质灾害仍然有可能加剧。

国土资源部

二〇一一年四月十一日

⑤ 地质灾害危险性预测评估

(一)地质灾害危险性预测评估概况

根据野外调查并结合已有资料分析,拟建输油管道工程建设和运行过程中可能遭受的地质灾害和工程建设可能加剧、引发的地质灾害主要有滑坡、崩塌、地裂缝、边坡失稳、洪水冲蚀以及黄土湿陷和潜蚀等。

表6-6 崩塌(危岩)危险性现状评估一览表

续表

现状评估中已存在的滑坡、崩塌,根据其规模大小、运动特征、稳定性以及与拟建管线临近关系(大中型50~100m以内,小型30m以内),确定有6处滑坡(H1、H3、H11、H12、H14、H17、H24)和5处崩塌(B1、B2、B6、B14、B16)可能对管道形成灾害危险。

在管线通过处附近发育4条地裂缝(D1、D2、D3、D4),在其继续活动下,拟建管线可能遭受地裂缝灾害,主要引起管道变形、拉裂、错断等破坏作用。其危害性大小主要根据地裂缝与管线相交关系和临近距离以及地裂缝活动特征等综合判定。

图6-7 段家峡曹固公路崩塌示意剖面图

1.人工堆积物;2.奥陶系灰岩;3.崩塌体坠落方向

拟建管线部分地段穿越黄土丘陵以及黄土台塬、高阶地前缘地带,受地形条件限制,不可避免地存在削方、挖坡工程,形成一定规模的人工边坡,在全线路零星分布,长约9.8km。若设计和施工不当,将引发边坡失稳,形成崩滑灾害。边坡失稳致灾的危险性主要依据开挖处自然坡高、坡度、岩性组合、岩体破碎程度以及植被覆盖条件和降水入渗条件等来综合分析判断。

拟建管线工程长度大,并跨越多条河流,不可避免地经过河流凹岸处,一定程度上受到河流侵蚀作用,形成近岸处填埋管道外露以至变形破坏和管道桥台坍塌。拟建工程有3处地段通过或临近河流侵蚀段,可能遭受洪水冲蚀灾害。

拟建工程可能遭受、加剧和引发的地质灾害,依管线工程特点分干线、支线和站场三部分进行预测评估。

(二)输油干线工程地质灾害危险性预测评估

拟建输油管道干线可能遭受、加剧或引发的地质灾害危险性评估结果列于表6-9中。

干线工程地质灾害危险性预测结果表明:

(1)拟建管线可能遭受6处滑坡的危害,受灾长度775m,遭受滑坡危险性大的是440+900、446+500和616+800三处管线段,长435m。危险性中等的2处,长70m,危险性小的1处,长250m;

(2)拟建管线可能遭受5处崩塌的危害,受灾长度145m。遭受崩塌灾害危险性大的是在380+700处,长20m。危险性中等的3处,长110m。危险性小的1处,长15m;

(3)拟建管线由于施工原因,可能形成1处地段人工边坡,长度7.8km。工程削坡后易失稳,处理不好,极易引发崩滑灾害,评估致灾危险中等;

(4)有3处地段靠近或穿过河流凹岸,可能遭受洪水冲蚀塌岸灾害,受灾长度2100m,危险性中等1处,长900m。危险性小的2处,长1200m。

表6-7 地裂缝危险性现状评估一览表

表6-8 洪水冲蚀危险性现状评估一览表

表6-9 陕西段干线管道工程地质灾害危险性预测评估表

续表

从以上可看出,拟建输油管道干线工程建设和运行过程中可能遭受的地质灾害主要有滑坡、崩塌、河流侵蚀塌岸,引发的加剧的地质灾害主要是工程削坡引发和边坡失稳,共4种灾害,对干线工程形成15处灾害点,长度10.820km,占整个干线工程长度的2.67%,其中致灾危险性大的4处(长0.455km),致灾危险性中等的7处(长8.080km),危险性小的4处(长1.465km)。

(三)输油管线支线工程建设地质灾害危险性预测评估

拟建输油管线支线工程有5条,其中宝鸡、咸阳和渭南3条支线可能遭受和加剧、引发的地质灾害,其危险性评估结果见表6-10。

支线工程地质灾害危险性预测结果表明:

(1)宝鸡支线穿越1处崩塌,管线铺设施工有可能引发、加剧该崩塌灾害,受灾长度50m,危险性中等。

(2)咸阳支线任家咀分布有1条构造成因的地裂缝,管线建成运行后有可能遭受该条地裂缝灾害的威胁,受灾长度170m,危险性小。

(3)渭南支线沿线或两侧500m范围内分布有3处构造成因的地裂缝、1处滑坡和1处崩塌,管线建成运行后有可能遭受这3处地裂缝灾害的威胁,受灾长度210m,危险性中等。管线铺设施工有可能引发、加剧滑坡和崩塌灾害各1处,受灾长度120m,危险性中等。

表6-10 输油管线支线地质灾害危险性预测评估表

(4)西安和风陵渡支线两侧100m范围内无滑坡、崩塌和泥石流地质灾害,1000m范围内也无地裂缝,管线铺设施工方式为浅埋开挖和顶管,也不引发、加剧地质灾害,对管线不构成危害,危险性小。

(四)输油管线站场工程地质灾害危险性预测评估

拟建输油管道陕西境设5个站场,即固关减压泵站、凤翔分输站、咸阳分输站、渭南分输站和风陵渡分输站,其所处地貌部位分别为:千河一级阶地、山前洪积平原、黄土塬、渭河一级阶地、黄河一级阶地。站场附近地势平坦,地面相对高差不超过5m。在站场附近100m范围内无地质灾害分布,拟建站场施工和运行也不会引发和加剧地质灾害发生。渭南和风陵渡站场需作抗地震液化的设防措施。预测评估站场工程地质灾害危险性小。

⑥  地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估

一、地质灾害类型及特征

评估区地质灾害类型有地面灾害和斜坡变形灾害两大类共6个灾种,灾害类型划分及其主要特征见表12-5。

表12-5地质灾害类型划分及主要特征表

(一)地面沉降

在评估区及其附近,地面沉降分布于淮北平原阜阳、界首、太和、利辛、涡阳、蒙城等市县,是由于超采中、深层孔隙承压水引起的。20世纪80年代以来,各城镇开采井多深达150~200m,随着开采量逐年增大,承压水头逐渐下降,使得1.62×104km2的自流区基本消失,形成了以城镇为中心的区域性降落漏斗。至90年代中期,阜阳市城区降落漏斗中心水位埋深已达80m,水位降幅1.44~1.88m/a;界首市城区水位埋深已超过70m;有些地段降落漏斗已相连接。承压水位持续下降诱发了地面沉降。

20世纪80年代初有关部门对阜阳市进行水准复测发现,位于颖河西侧水文站内的9号点仅沉降83.7mm,沉降范围80~100km2。此后该市开采中深层承压水进入了高峰期,地下水位以3m/a的速率持续下降,至1990年沉降范围和中心沉降量分别以26km2/a和78.9mm/a高速增长,沉降中心最大沉降速率达109mm/a,沉降范围已达360km2,沉降中心最大累积沉降量873mm。地面沉降量与地下水开采量及水位埋深呈正相关。1990~1999年沉降速率虽有所减缓,但沉降范围扩展和中心沉降速率仍达6.25km2/a和59.3mm/a,至1999年1月沉降范围约410~420km2,中心最大累积沉降量已达1347.4mm(图12-2)。

图12-2阜阳市累积地面沉降量等值线图

等值线单位:mm

此外,管线附近界首、太和、利辛等县城水位持续下降,已形成水位降落漏斗,地面沉降有一定显示。

过量开采中深层地下水,使地下水位大幅度持续下降,造成含水层及相邻土体的有效应力增加从而固结压密并发生地面沉降。阜阳地区0~156m深度范围内主要有6个压缩层,总厚度50~l00m,其中A7-4、A9-5和A11-6三个压缩层是主要的,它们的埋深分别为39~77m、78~101m和107~132m,而埋深40m以内的土体则为超固结土,压缩沉降量小。

(二)采空塌陷

采空区地面塌陷是采掘巷道上部的岩层失去支撑,力学平衡条件被破坏,而发生的崩落、开裂、弯曲等变形破坏现象,最终导致地面沉陷的地质灾害。在安徽段采空区地面塌陷主要分布于淮海煤矿和定远石膏矿和盐矿三地。

1.淮南煤矿地面塌陷

淮南矿业集团所属12对矿井,井田总面积为301.12km2,至今采空塌陷面积达57.744km2。随着煤矿开采的延深和规模扩大,1997年1月至2000年6月塌陷区增加了8.04km2,年增长率为4.1%。矿区地跨淮河两岸,为冲积平原区,淮河以南采空塌陷(距管线达19km)总面积34.734km2,塌陷最大深度约20.Om;淮河以北采空塌陷总面积23.01km2,塌陷最大深度约5.5m。淮南煤矿采空塌陷比较严重,造成村庄、农田被淹没,工程设施损坏,并对水利和防洪工程造成较大的影响。

淮南煤矿采空塌陷属缓变型。基本特征是:回采1.5个月左右,地面塌陷开始产生,3~4个月为活跃期,此时的塌陷总量可达70%左右,一般18个月后逐渐稳定,且采空区与地面塌陷区基本一致。淮河以北潘谢矿区采空塌陷处于持续发展过程中。

2.定远石膏矿地面塌陷灾害

定远石膏矿地面塌陷形成的特点是:巷道遗弃支护一拆除,巷道顶板岩层立即塌落,随后引起地面塌陷。目前塌陷面积仅为50~800m2,塌陷的深度最大为0.50~0.65m,管线离其尚有一定距离,且开采规模呈现减少的态势。

3.定远县东兴盐矿地面塌陷灾害

该矿的开采区位于输气管线(K235+280)的南侧4km处。自1988年末开采至今,仅在1998年后开采区开始产生轻微的地面塌陷,且与开采区范围相吻合,面积约0.2km2。目前对开采区及周围影响不大。

地面塌陷的产生及危害程度受诸多因素制约,主要与矿层厚度及埋藏深度、顶板围岩强度和上覆的第四系松散堆积物厚度有关:矿层厚度愈大,埋深愈小,顶板围岩强度愈小,上覆第四系松散堆积物愈厚,则地面塌陷愈强烈。

(三)地震液化

管线穿越的地震烈度Ⅶ度区有两段:一段位于淮北平原的四庙—孙集一带(K59—K70),西淝河河床两侧为第四系全新统粘性土、粉砂、细砂,厚度6.40~14.80m,地下水位埋深2.20~2.50m,其下伏的粉砂、细砂在地震条件下存在轻微液化;另一段位于江淮丘陵平原的前王一带(K266+200—K273+200),池河河床两侧分布的全新统粘性土、粉土和含泥砂砾石,厚15~20m,水位埋深0.8~2.4m,上覆的粘性土厚度在6m左右,下伏的粉土较薄,且标贯击数在17击左右,粘粒含量大于10%,基本不产生地震液化问题。

(四)膨胀土灾害

评估区内界首、蒙城、定远、滁州、来安等地丘陵岗地及河谷Ⅱ级阶地上广布的上更新统的冲积、洪冲积及残坡积的粘土、粉质粘土,颜色为灰白、棕黄、褐黄和土黄色,厚度一般7~15m,局部大于30m。天然状态下呈硬塑、坚硬状,柱状节理发育,含铁锰质结核和薄膜。由于土层中含较高的蒙脱石、伊利石等亲水性矿物成分,有遇水膨胀、失水收缩的特征,往往造成其上的建筑物变形、开裂。经取样测试,评估区内膨胀土自由膨胀率为40%~63.5%,属弱膨胀潜势。淮北平原区和沿江丘陵平原区一般在40%~57.5%;江淮丘陵平原区一般为45.5%~63.5%;局部可达66.5%~74.5%。从地貌上可以看出,膨胀土的膨胀性有在平原区稍低,丘陵坡麓的岗地区稍大的特点。

工程沿线膨胀土分布地段为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,分布长度为242.7km,占线路总长的70%。

(五)崩塌

沿线崩塌灾害主要分布于K185—K200、K280—K334段,崩塌均与人工切坡不当有关,有土崩和岩崩。崩塌体的规模一般在50~200m3之间,调查过程中发现多处岩崩,主要分布于K280—K302段,由中元古界千枚岩等浅变质岩组成的斜坡,节理裂隙极为发育,岩性破碎。因修建房屋和公路切坡的边坡大多不够稳定,如滁州市南谯区小庄村崩塌,土崩主要分布于K302—K334段,由Q3弱膨胀土组成,切坡后极易产生崩塌。如滁州市甘里阜和定远县城东轮窑厂崩塌等。

此外,还有人工堆积层崩塌分布于K185—K200段,是由采石场弃碴于采坑边造成的。

二、地质灾害危险性现状评估

(一)地面沉降

阜阳市地面沉降的发展已直接或间接地给城市建设和经济发展造成了一定危害,主要表现有:

1.破坏水利设施和降低防洪标准:位于沉降区的颍河和泉河,左右堤坝全长48km,堤顶高度均已随地面沉降而降低,已达不到原设计20年一遇的防洪标准。20世纪80年代以来,阜阳节制闸多处闸体开裂现象逐年增宽,目前已严重威胁大闸的运行安全。

2.破坏市政及供水设施:部分深层地下水开采井发生倾斜、错位、井管抬升、井台开裂变形。颖上路段排水管道错裂,原可顺畅外排的污水向沉降部位集中。

3.破坏城市测量控制网:中国地震局以阜阳市为中心布设的阜阳环Ⅱ等水准线路,因地面沉降干扰,影响了地震监测工作。1999年总参在阜阳进行地形校测时,导线无法闭合,不得不从沉降区外水准点引测。

阜阳市中深层孔隙承压水水位下降速率近年来有所减小,反映阜阳市地面沉降有减缓的趋势。而输气管线通过地段在阜阳市地面沉降区以北约30km处,沿线除利辛县城外皆为农村,目前中深层地下水开采量不大,尚未发现地面沉降现象。

(二)采空塌陷

1.淮南煤矿采空塌陷

淮南煤矿系国家统配煤矿,开采数十年来所形成的地面塌陷范围和塌陷深度都很大。地面塌陷所导致的灾害比较严重,其危害主要表现在:塌陷盆地中心部位已形成一系列的塌陷湖(塘),造成村庄、农田、通信线路被淹没。边缘区(危险变形区)工程建设及设施被损坏,如房屋倾斜、墙基开裂、地坪错开等;对水利和防洪工程造成较大的影响,如淮河堤塌陷,下沉深度大于1m的达850m,累计影响长度15.1km;铁路路基下沉(大通—张楼线的望李段),影响长度为7.41km;外边缘区主要表现在对房屋的破坏,如墙基开裂等。

淮河以北的潘谢矿区地面塌陷正处于持续发展过程中,且距输气管线相对较近(在K159处相距为10.3km)。目前塌陷区呈北西西—北西向展布,而且潘1、潘2、潘3三个矿井的塌陷区几乎相接(图12-3)。矿区规划的开采区向四周扩展,无疑距输气管线将愈来愈近,应予关注。

图12-3淮河以北煤田采空区地面塌陷预测图

2.定远石膏矿地面塌陷

该矿采空区顶板岩层以软弱的泥岩和粉砂质泥岩为主。根据多年观测资料表明,当矿床开采深度在170~180m以内时,可引起地面塌陷;其中以开采深度60~70m的最易引起地面塌陷。

根据该矿1992年的调查结果,采空塌陷自1990年开始,在不到一年的时间里,地面塌陷面积达10余亩,随着采空区面积的增加,地面塌陷时有发生,其多发年份为1998年之前,其后地面塌陷灾害有减缓的趋势。地面塌陷产生的同时,多伴有地裂缝的产生(危险变形区)。调查结果表明:定远石膏矿采空区塌陷的影响范围,一般比采空区范围向外扩展l00m左右。塌陷的危害主要是引起房屋开裂、电线杆歪斜、渠道损毁、耕地破坏等。而矿区位于县城的东南郊,属居民较密集区,且存在一些高层建筑(楼房、烟囱),因而,采空区的地面塌陷已威胁到人们的正常生活环境。

由于定远石膏矿目前开采规模呈现减少的态势,因而矿区的地面塌陷问题影响甚弱,地面塌陷危险性等级属轻微。

3.定远县东兴盐矿采空塌陷

该矿矿体顶板埋深218m左右,近东西向展布,岩性为软弱的泥岩和钙质泥岩,目前采用钻井注水法生产工艺开采,采空区即为溶腔,溶腔间预留80~100m的保安矿柱。自1988年末开采至今,矿区地质环境现状较好,基本未产生相关的地质环境问题,仅在1998年后,开采区开始产生微弱的地面塌陷,其形态与开采区范围相吻合,面积约0.2km2。由于属钻井注水法开采,故其地面塌陷属缓变型,且地面显示不明显,主要表现在降雨期存在积水问题,而对开采区及周围影响不大(居民远离矿区,相距600m以外),地面塌陷危险性等级属轻微。

(三)地震液化

由于缺乏系统的资料,历史上中强地震时评估区土层液化的分布及液化对建筑物的破坏情况无法细述,但据现有资料,以阜阳市为例:1668年7月25日山东莒县—郯城间8.5级地震(是我国东部最强烈的地震),在阜阳市造成Ⅶ度破坏;1481年3月9日涡阳6级地震、1831年9月28日凤台北东6.25级地震、1937年8月1日山东菏泽7级地震,在阜阳市均造成V度破坏。由于淮北平原浅部发育全新世的砂类土和低塑性粉土,且地下水位埋深一般为1~2m,因此,存在地震液化的可能性。

(四)膨胀土灾害

评估区内膨胀土分布范围很广,属弱膨胀潜势,但据现场调查,对低层建筑仍有一定破坏性,主要表现在使房屋及墙体产生开裂,并伴有地裂或地基上鼓。如蒙城县的双佛塔建在膨胀土地基上,现在从塔顶到塔底产生一条大裂缝,另外淮南、蒙城、界首、定远等地的厂矿、学校、民房等,有不少因膨胀土地基而产生房屋开裂,其中蒙城县的蒙古族中学院墙在1978年秋天产生地基上鼓现象。

由膨胀土组成的边坡,边岸也极易产生滑坡、崩岸,如河岸、湖岸及人工渠的边坡都产生过规模不等的滑坡和崩塌,位于江淮分水岭附近的人工渠及巢湖湖岸,都有这类危害。

(五)崩塌

评估区内崩塌灾害主要是堵塞道路交通、压覆植被、掩埋农田等。输气管线施工的切坡开挖,势必会受到崩塌的危害。

三、地质灾害危险性预测评估

(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性

(1)工程沿线大部分为平原地区,工程建设时和建成后不会加剧地面沉降、地面塌陷等灾害。

(2)鉴于沿线膨胀土分布广泛,在区内刘巷子、定远、滁州等丘岗地带,地形起伏较大,工程建设时如开挖斜坡地带,易诱发边坡不稳定,一般不会加剧滑坡灾害,如在庙陈—滁州地段,基岩裂隙发育,人工切坡时易诱发崩塌或滑坡灾害,应注意边坡的防护工作。

(3)管线穿越淮河、池河、滁河等较大水体,如工程处理不当,会造成地基破坏,易产生管涌、渗漏问题,影响防洪堤。

(二)工程本身遭受地质灾害危险性评估

1.地面沉降

根据规划资料,中、深层地下水在将来仍然是城镇供水的主要水源,且开采量和开采范围均有所扩大。采用水文地质比拟法,结合近年来的水位、水量、沉降监测资料的相关性分析,各主要城镇地面沉降预测结果见表12-6和图12-4。

表12-6主要城镇地面沉降预测结果表

图12-4安徽段地面沉降趋势预测图

鉴于缺乏淮北平原区地面沉降专门研究,其预测结果和将来实际情况可能存在一定偏差,但其地面沉降的发展是存在的,会对管线造成一定的危害,笔者认为利辛段地面沉降发展对管线危险性大,其他危险性小。

2.采空塌陷

(1)淮南煤矿地面塌陷

根据淮南煤田分布特征和矿区地质构造条件分析,并采用工程地质比拟法和概率积分法预测,离管线最近(4.5km)的朱集矿区,即使将来采矿,其塌陷影响范围一般以开采深度的65°角外延,其最大距离为2.5km(-1200m的开采标高)。2015~2020年预计最大下沉值为3.6m,下沉0.5m以上的塌陷范围为5.532km2,未延伸至管线;潘谢矿区地面塌陷灾害严重,但距管线较远。预测地面塌陷对管线的危险性小。

(2)定远石膏矿地面塌陷

定远石膏矿区矿层稳定,规划开采井巷最南端距管线1.4km。采用类比法和理论计算两种方法预测,认为规划开采区可能塌陷边缘距管线仅500~600m,塌陷影响带将波及到管线。管线在K245+500—K252+020段(长6.52km)通过石膏矿体分布区,若今后在管线下部及一定范围内(2km内)开采,势必会对管道的安全产生危害性,潜在危险性较大。

(3)定远东兴盐矿采空塌陷

矿区边界和管线最近距离为3.5km。东兴盐矿开采过程中,采用钻井水溶法开采,其采空区实际上是水与盐矿体(溶于水而流出地表)的置换过程,且矿体尖灭部位距管线3.5km,开采产生的地面塌陷对管线的危险性小。

3.膨胀土

评估区内膨胀土大气影响深度在3.0~3.5m之间,膨胀土的胀缩性易对管线产生顶压,加之地形起伏大,易产生滑坡,有可能会对管线产生不良影响,总体危险性小,局部中等。

4.地震液化

采用标准贯入试验判别法对西淝河漫滩全新统冲积层(15m以浅的深度内进行判别,Ncr为7.07~7.72,在Ⅶ度远震的情况下,顶部的粉土不存在地震液化问题,而下部的粉砂、细砂则存在轻微地震液化。

5.崩塌、滑坡

采用图解法和极限平衡法预测,管线工程沿线的边坡存在基本稳定(K184—K227)和不稳定(K280——K301)两种情况,如切坡不合理,甚至局部形成人工边坡,上述斜坡段均可能产生崩塌、滑坡灾害,危及管线,但总体危险性小。

⑦ 山西省地质灾害趋势预测

张毅刘瑾王平波

(山西省地质环境监测中心,太原,030024)

摘要本文分析了山西省由自然因素形成的地质灾害和人为活动引发的地质灾害状况。针对水动力条件的改变是影响自然地质灾害变化的重要因素出发,根据未来13年降水量的变化预测了自然地质灾害的发展趋势;按照矿产资源开发总体规划、公路交通发展规划和水资源开发利用规划等预测了工程活动引发的滑坡崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害发展趋势。

关键词地质灾害趋势预测山西

地质灾害是指各种与地质作用有关的危害,它给人民生命和财产造成了损害。地质灾害从其形成的动力条件可分为自然地质灾害与人为活动引发的地质灾害两大类。山西地处高原,地形高差大,地质条件复杂,降水量集中,形成崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等地质灾害动力条件充分,属自然地质灾害易发区,历史上自然地质灾害具有点多面广的特点。山西是一个矿业开发大省,随着采矿深度和广度的增大,全省由采矿引起的地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等人为地质灾害频繁发生,造成的经济损失与人员伤亡十分严重。另外,山西铁路、公路的修建,重要城市附近地下水的集中超量开采,也在一定程度上诱发了崩塌、滑坡、地裂缝、地面沉降等人为地质灾害的发生。据不完全统计,20世纪80年代以来山西各类地质灾害造成的直接经济损失达数10亿元,死亡人数超过2000人,受潜在地质灾害威胁的人员和财产数量惊人。近几年,虽然山西省有关部门在自然与人为地质灾害防治方面做了大量工作,取得了一定成效,但由于省内地质灾害种类多,分布广,各种地质灾害的成因机制、成灾规律、分布现状尚未完全查清,地质灾害依然是影响山西人民生命财产安全和阻碍省内国民经济发展的重要因素。控制和减轻地质灾害已经成为山西省面临的一个重要现实问题。有效保护和合理开发利用地质环境,防治地质灾害刻不容缓。

山西省地质灾害从灾害形成的动力条件来看,可分为自然因素形成的地质灾害与人为活动引发的地质灾害两大类。在地质环境条件相同的情况下,致灾动力条件的变化是决定自然地质灾害变化趋势的决定性因素,而人类工程活动及其产生的废弃物的堆放则是人为地质灾害发展变化的决定性因素。下面据此对全省自然与人为地质灾害的发展趋势作定性预测。

1山西自然地质灾害趋势预测

山西自然地质作用形成的灾害主要包括崩塌、滑坡、泥石流、构造型地裂缝、黄土湿陷型地裂缝等。从自然地质灾害造成的经济损失与人员伤亡情况来看,崩塌、滑坡、泥石流是主要的致灾体,其次是构造型地裂缝。因黄土湿陷型地裂缝造成的经济损失相对较小,且没有人员伤亡的记载。

自然地质灾害的形成都必须具备一定的地形地貌条件、地层岩性条件、地质构造条件与水动力条件。在上述条件中,对于自然地质灾害较为发育的任一地区,地形地貌、地层岩性、地质构造条件都是地质灾害产生的基础条件,其变化是缓慢的,只有水动力条件随降水强度的不同而发生变化。因此,水动力条件的变化对自然地质灾害的发展趋势起着十分重要的作用。

山西省自然地质灾害的研究表明,泥石流、滑坡、崩塌与降水量有着非常显著的正相关关系,连绵细雨过后突降暴雨或连续多年降水量偏大的年份,最易诱发这些地质灾害的发生;黄土湿陷型地裂缝与降水量也有着明显的正相关关系,大雨过后最易出现这些地质灾害。以原平市为例,在2001年进行的地质灾害调查与区划工作中,查出该区20世纪90年代共发生滑坡地质灾害8起,这8起滑坡地质灾害的形成时间集中分布在1995年(2起)与1996年(6起)的6、7、8月间。查阅原平市历年降水量资料,其多年(1954~2000年)平均降水量为436mm,1990~2000年降水量为250~700mm,而1995~1996年降水量为600~700mm,较多年平均降水量大多在250mm以上,为90年代的最大值。在这两年中,其6、7、8月降水量分别达到了120mm、250mm、290mm左右,较其他年份的月降水量大1倍以上。连续两年充沛的集中降水,导致了该区滑坡地质灾害的频繁发生。太原市1996年8月4日发生的特大泥石流地质灾害,也是在其上游太原西山、古交矿区遭遇百年不遇特大暴雨的条件下形成的。

山西位于大陆东岸的内陆。外缘有山脉环绕,因而受到海风的影响,形成较强的大陆性气候。同时由于受内蒙古冬季冷气团的袭击,北部比较寒冷,由此形成了山西冬季长而寒冷干燥且降水少,夏季短而炎热多雨,春季日温差大,风沙多且干旱严重,秋季短而天气温和的气候特点。山西省气候类型属于温带大陆性气候,四季变化明显,南北差异大,全省多年平均降水量为400~650mm之间。在全年总降水量中,春季占15%~20%,夏季占50%~75%,秋季占15%~30%,冬季占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东南向西北递减,山区大于盆地20%的特点。山西省降水量年际变化较大,常有连年少雨干旱现象,降水量有10~13年丰枯变化周期。山西上世纪90年代到目前降水量属偏枯年份,较80年代降水量减少约2.8%。进入21世纪以后,随着近十几年降水量偏枯周期的结束,在未来的13年中,山西将进入降水量偏丰周期,降水量会较前十几年有明显增大的趋势。在降水量增大,水动力条件增强等因素影响下,山西今后13年自然地质灾害的发生频率会随降水量的变化而逐渐增大。但由于近几年山西省加大了地质灾害的宣传力度和防治力度,地质灾害受灾区和隐患区人民群众的防灾减灾意识明显增强,虽然自然地质灾害的发生频率会逐渐增大,但由自然地质灾害造成的经济损失与人员伤亡会得到有效控制。

2山西人为地质灾害趋势预测

山西省人类工程活动诱发的崩塌、滑坡、泥石流、采空地裂缝、采空地面塌陷等灾害,主要活动包括矿山开采、修路切坡、建筑切坡等。在工矿企业密集分布区、城市居民密集居住区因过量抽取地下水,会诱发地面沉降、水位下降型地裂缝等人为地质灾害。从人为地质灾害造成的经济损失与人员伤亡情况来看,采空地裂缝、采空地面塌陷、采动滑坡、采动崩塌是主要的致灾体,过量抽取地下水诱发的地面沉降、地裂缝造成的经济损失也较大。而修路切坡、建筑切坡诱发的崩塌、滑坡等地质灾害造成的经济损失与人员伤亡相对较小。

人类工程活动诱发的人为地质灾害的种类、强度与当时国民经济发展水平、国家产业政策密切相关。在经济发展水平较低的20世纪70、80年代,山西中小矿山遍布,县乡级公路及国家一、二级公路的修建蓬勃开展,人类工程活动诱发的崩塌、滑坡、地裂缝、地面塌陷、泥石流等地质灾害具有点多面广,发生频率高,累计损失大等特点。进入90年代以后,公路建设进入高速公路时代。由于高速公路建设对选址、勘察、设计、施工、地质灾害防治等方面的要求较高,使得因修路切坡造成的地质灾害明显减少。目前,山西省尚无因修建高速公路诱发人为崩滑或高速公路受到人为地质灾害破坏的记载。山西省以煤矿为主的矿山开采在20世纪90年代以后进入了规范发展的时期。行政主管部门关停并毁了一大批违法小煤矿,使山西矿业秩序得到了根本好转。由私挖滥采、越界开采造成的地面塌陷、房屋损毁等人为地质灾害得到明显控制,以开采煤矿为主的矿山地质灾害由治理前的突发性、随意性转为在人们控制与预测范围内规律性的发生。由矿山开采诱发的人为地质灾害造成的损失明显减轻。

根据山西省公路交通发展规划与矿产资源总体规划,在今后13年的规划期内,山西公路交通建设仍以高速公路的建设为主,预计由修建高速公路诱发的人为地质灾害轻微,远小于低级别公路修建时诱发的人为地质灾害。

从矿产资源总体规划来看,山西省2005年近期规划目标主要为:矿产资源开发利用总量得到有效控制,煤炭开采总量控制在3.0亿t左右;矿业结构和布局得到调整、优化,煤炭工业通过由数量型向质量效益型转变、由生产初级产品为主向综合开发利用为主转变来提高整体素质,巩固煤炭工业基地地位,组建三大煤炭集团公司;继续关闭非法开采、矿井回采率低、威胁大矿安全、不具备安全生产条件、破坏生态环境和污染严重的小煤矿,使全省煤炭矿山缩减到3000个以内;调整矿山规模结构,形成以大、中型矿山为骨干,大中小协调发展的格局;矿产资源开发利用方式初步实现由粗放型向集约型转变,利用效率明显提高,乱采滥挖、破坏性开采基本消除;新建矿山开采规模与矿床储量规模基本适应,煤炭资源矿井回采率明显提高;矿山生态环境状况得到初步改善,矿山环境监督管理得到加强,不再新建对生态环境具有不可恢复利用的破坏性影响的矿产资源开采项目,开采矿产资源实行地质灾害防治保证金制度,矿山次生地质灾害发生率明显下降,矿山“三废”治理率明显提高,矿山生态环境恢复治理率达到20%,新增矿山土地复垦面积1.5万公顷。全省2010年远景目标为:矿产资源勘查、开发领域改革开放力度进一步加大,矿产资源利用方式和管理方式初步实现根本转变,基本形成适应社会主义市场经济要求的、具有竞争力的、以规模经营为主干的新型矿业经济体系。矿产资源开发利用结构和布局得到进一步调整和改善,资源利用效率进一步提高,矿产资源开发与生态环境保护协调发展,矿业生态环境进一步改善。从上述近期与远景规划目标来看,山西省矿业开发在保持总量基本不变的原则下,将逐步实现以大代小,形成以“大集团”规模经营为主干的新型矿业经济体系,并保持矿业开发与环境保护的协调发展。同时,山西省矿产资源总体规划中,还根据相应的法律法规、相关规划、维护国家战略利益、遵循自然规律和经济规律等原则,将山西省矿产资源进行了规划分区,共划分为鼓励开采区、限制开采区、禁止开采区和保护开采区四类。从矿业布局来看,随着大同、阳泉、汾西、太原西山等主要矿区煤炭资源的逐渐枯竭,沁水煤田北翼的寿阳、河东煤田的柳林、保德、河曲、偏关等地已成为山西煤炭大军开辟的第二战场,在这些地区正在陆续建设一批一期工程年产量即达60万~300万t的大中型矿井,有些矿井规划年产量达900万t(山西鲁能河曲电煤开发有限公司上榆泉—大塔矿区)。可以预见,随着这些大中型矿井的陆续投产,上述地区地质环境条件会急剧恶化,采煤诱发的地裂缝、地面塌陷、采动崩塌、采动滑坡、水资源破坏等人为地质灾害会大量发生。因此,规划期内,山西省除原有大同、朔州、轩岗、太原西山、阳泉、汾西、孝义、霍州、潞安、长治、晋城等已采区(有些已近采空)因采煤造成的地质灾害逐渐加重外,上述新采区将来也会诱发许多地质灾害。山西省由采矿诱发的人为地质灾害有加重的趋势。但由于这些大矿有着严密的生产规划与环境保护规划,其诱发的人为地质灾害都是矿山生产过程中不可避免的地质灾害,具有预见性与规划性,造成的损失相对较小。

随着采矿业的持续快速发展,山西省采矿废弃物的排放量逐年增加,堆放点越来越多。根据山西省部分地区《矿山尾矿、固体废料、土地复垦、地质环境保护调查整治报告》,山西省部分地区矿山尾矿及固体废料排放量如下(表1)、(表2):

表1山西省部分矿山尾矿排放量统计表

表2山西省主要矿区固体废弃物排放量表

另外,受国家煤炭产业政策及西部大开发政策驱动,近几年山西省新建了大批一期工程规模即达600~1200MW的大型火力发电厂,每个火力发电厂的灰渣年排放量达35万~70万m3,按全省已有和在建火力发电厂数量估算,全省火力发电厂年排灰渣总量在1000万m3以上。这些矿山尾矿、固体废料及电厂灰渣数量巨大,分布面广,且多分布在山区沟谷中,构成了山西省泥石流地质灾害的重要物源。在较大暴雨条件下,这些物质极易被冲出沟谷,形成泥石流地质灾害。因此,规划期内,山西遭受人类工程活动诱发的泥石流地质灾害破坏的危险性呈增高趋势。

根据调查,太原市娄烦县境内的尖山铁矿、朔州市的平朔露天矿、运城市的中条山有色金属公司、太原西山矿区、太原东山采石场等地在规划期内都有可能发生人为因素诱发的泥石流地质灾害。这些泥石流地质灾害一旦发生,造成的经济损失与人员伤亡将会十分严重。

山西因过量抽取地下水诱发的地面沉降、地裂缝等人为地质灾害主要分布在人口密集、工矿企业集中的大中城市,如太原、大同、临汾、榆次等地。其中以太原市地面沉降发生的时间最早,成灾范围及下沉量最大,造成的经济损失最大。太原市地面沉降因过量抽取地下水引发,地面沉降范围与深浅层地下水降落漏斗范围具有很好的吻合关系。地面沉降灾害一旦形成,在现有经济技术条件下难以恢复,只能以控制沉降范围与下沉量为主要防治目标。根据山西省水利部门规划,引黄工程南干线和太原市黄河水源供水工程的设计供水能力是依据现状太原供水区的缺水量和地下水超采量这两部分水量之和,再加上城市发展所增加的需水量确定的。因此,在引黄工程新水源通水的同时,太原市将根据不同地下水单元超采情况,关闭部分地下水开采井,以扭转供水区地下水超采局面,实现良性循环,满足生态环境与地下水资源的可持续发展,并保证引黄工程长期稳定运营。目前准备实施的调控方案为:2003年引黄供水后,重点取水户年开采量将由27335万m3减少为18407万m3,压缩地下水开采量8803万m3/a,占超采量的82%,其中盆地孔隙水4952万m3,岩溶水3743万m3。加上分散取水户的调控,届时太原市地下水的超采形势将得到有效控制,基本实现地下水采补平衡。到2005年引黄供水量增至80万m3/d时,再压缩开采量4309万m3/a,调控区地下水将得到恢复性涵养,进入良性循环状态。引黄北干线的大同市朔州市黄河水开始供水后,地下水保护方案与太原近似。在另一个超采严重的地区—运城地区,则结合禹门口、尊村提黄工程和浪店水源工程的建成、配套、供水,压缩区内工业、农业的地下水开采量0.8亿m3/a,占该区超采量的56%,替代以黄河水。因此,规划期内,山西以太原市、大同市为主的大城市的地面沉降灾害会得到控制,但中小城市随着城市化水平提高,工农业快速发展,用水量剧增,有可能使原有的地面沉降灾害加重或出现新的小范围地面沉降与地裂缝地质灾害。

⑧ 地质灾害危险性预测评估

(一)已有地质灾害对工程建设和运营的危险性评估

由前面的分析可知,评估区内各类地质灾害较为发育,对输油管道工程的建设和运营,均有不同程度和方式的危害。以下将按灾种分别作预测评估。

1.崩塌(危害)

根据崩塌与工程的相对位置、稳定程度、规模大小、危害方式及长度等主要影响因素综合评估危险性。首先确定崩塌与工程的相对位置,如距离管道(或站场)远近;位于同一水系,仅为泥石流提供松散物质,为危险性小;不处于同一水系的基本无危害,不再单独评估;如距离管道(或站场)近、稳定性差、规模大、危害长度大则为危险性大,相反即为危险性小,介于二者之间为危险性中等。

评估区内稳定性差~较差的崩塌有91处,其中34处距管道上方较近(<100m)甚或管道就在崩塌体上通过,在工程施工和运营过程中可能再次崩塌,存在着一定的危害。危害对象为人员及设备,危害方式以压、埋为主,规模较小,(小于1×104m3)危害长度一般为30~100m,属危险性大—中等。

其中危险性大的有7处,分别位于龙泉、陈家湾、麻家沟、景家店、马鹿官山沟、北道北山等地;危险性中等的有27处,分布于小坪子、彭家大山、马营、华尖堡、纳家沟、土门、下河里、老爷庙等地。主要分布于沿线黄土丘陵区(表5-24)。

表5-24 崩塌(危岩)危险性大—中等级预测评估一览表

从调查情况和有关资料分析,近几年通过实施陡坡地退耕还林还草工程,区内崩塌灾害总体减弱,在工程运营中危害也将逐步减轻,但在一些沟谷切割强烈和人口密集的局部工程活动频繁区,仍呈增强趋势,如沿国道通渭—马营,省道张家川—马鹿和张家川—清水段基岩峡谷区取土采石和开挖坡脚等较为强烈,曾经诱发过崩塌发生,在管线工程的建设中仍可诱发,存在一定危害,危险性小—中等。

2.滑坡

区内滑坡分布较多,尤其是通渭以东有大量滑坡分布,虽然整体较稳定,但是一部分滑坡前缘受洪水冲蚀或人工开挖等可能出现局部复活。因此,预测区内滑坡属稳定性较差—差者占六成,在工程施工和运营中有再次诱发滑动的可能。部分距离工程小于200m时,预测存在有较大的危害。危害对象主要为人员及设备。危害方式以压埋为主,规模以小型和中型为主,危害长度与经过的滑坡体的长度有关,经分析评估(方法与崩塌一致),与工程相关的滑坡有50处,其中属危险性大的有 12处,分别位于兰州市黄峪大庄窠,通渭县的景木岔、白家堡子,张家川县的下河里,清水县的土门、新化,天水麦积区等的河(沟)谷坡地带;危险性中等的有18处(表5-25)。

从滑坡灾情分析,主要表现在人类活动强烈地段,多数与人类活动有关,可以预见在工程施工和运营中人为诱发的滑坡将成为主要灾害之一,危险性为中等—大。

表5-25 滑坡危险性大—中等级预测评估一览表

续表

3.泥石流

根据泥石流的易发性、规模大小和对工程的危害长度等主要影响因子综合评估危险性(表5-26)。评估结果如表5-27所示;其中,危险性大的有6处,分布在榆中县大平沟、水岔沟,通渭县马营上店子,张家川县龙山镇等地;危险性中等的有19处,分布于与管线垂直或斜交的河(沟)谷与峡谷地段。

表5-26 泥石流危险性预测评估指标及量化表

泥石流对管道的危害在通渭以东和以西略有差异。通渭以西以泥流为主,且一次性冲出量较少,山口堆积不十分明显,离管道较近,对管道处的危害方式以冲蚀为主,掩埋为辅;通渭以东泥流、泥石流都存在,一次性冲出量大,大部分管道沿主沟铺设,两侧支沟正对管道,冲刷和掩埋两种危害方式共存,相比而言,通渭以东危害程度大于以西。

从调查情况看,近年来通过天然林资源保护、陡坡地退耕还林还草和荒山荒地造林绿化以及地质灾害防治工程的实施,区内植被覆盖率在逐年提高,泥石流爆发频次及强度也在不断降低,但不排除局部暴发泥石流灾害的可能性,预计对工程建设和运营的危害程度弱—中等,危险性小—中等。

4.洪水冲蚀

区内洪水冲蚀沟均垂直或斜交管道,对工程的施工和运营都有一定危害。危害方式丘陵区为下切和侧向冲蚀为主,河(沟)谷区以侧向冲蚀为主。在河谷区特别是凹岸一侧,冲蚀坍塌可使管道悬空甚至变形,造成管道破损。

表5-27 泥石流危险性大—中等级预测评估—览表

现参照泥石流评估方法进行危险性预测评估,因其危害长度小于泥石流沟,将其量化指标相应调整为小于300m、300~600m和大于600m,又因其危害程度轻于泥石流,故将量化累积得分等于8分者也归入危险性中等,其余指标一致。评估结果如表5-28所示。其中危险性大的有1处,是葫芦河店下洼段;危险性中等的有3处,分布于雷坛河顺河段、宛川河甘草店—高崖段、牛谷河通渭县城附近段。

近年来洪水冲蚀灾害的爆发频次及强度有所减弱,特别是一些较大河流上游水库的兴建和防洪堤的修筑,起到了较好的防洪作用,预计在工程建设和运营中,遭洪水冲蚀的危害可能性小,危险性较低。

5.地面塌陷

兰州西固人防工程修建已有40年的历史,据调查,大部分人防工程被地下水淹没。部分洞壁出现开裂和坍塌。该采空区分布于评估区东侧1500米以外,预计对工程建设的危害小,危险性小。

表5-28 洪水冲蚀沟对工程的危险性预测评估表

黄土丘陵窑洞塌陷,管线可能在窑洞顶部通过机会少,若从窑洞顶部或旁边通过时,主要表现在不利于重型设备的搬运,但该区内较为分散,且有一定的支撑能力,危险性小。

6.特殊岩土灾害

(1)黄土湿陷和潜蚀

工程施工和运营过程中,绝大部分要穿越湿陷性黄土区,穿越长度约320km,一些陷穴、落水洞和竖井对工程的施工有一定影响,局部地段的面状湿陷还会引起管道支撑力降低而变形,但一般规模均较小,主要危害地段西固—定远(长约41km),高崖—符川(长约14.5km),红土窑—通渭(长约48.5km),碧玉—魏家店—莲花城(长约44km),张堡—北道(长约58km),危险性中等—大,其余地带危害较小,危险性小。

(2)盐渍土的盐胀和腐蚀

分布范围和管线穿越长度都有限,主要指通渭以西的地下水溢出或埋藏较浅的冲沟底,对工程危害较小,危险性小。

高矿化地下水对混凝土具弱一强结晶性侵蚀,对管道具弱—中等腐蚀性。主要分布在葫芦河及清水河一级阶地、河漫滩,对管道的腐蚀仍将存在,具一定的危害性,危害区段主要为莲花城~陇城段,长约19.5km,危险性小。其他地段高矿化地下水因水位埋深多大于5m,对管道危害小,危险性小。

(3)膨胀岩的胀缩

本区膨胀岩虽均属弱膨胀潜势,但在工程施工中对地基和边坡的开挖带来一定困难和危害,如旱季易出现剥落、掉块,雨季则出现表层滑塌,主要危害地段为较大河(沟)谷坡坡脚、支沟沟口一带,但一般规模均很小,危险性小。

综上所述,区内已有地质灾害对工程的施工和运营均具一定的危害,危害较大的主要是崩塌、滑坡和泥石流3种,其中属于危险性大的崩塌有7处,滑坡12处,泥石流6处;危险性中等的有崩塌27处,滑坡18处,泥石流19处;黄土湿陷和潜蚀灾害范围大,危险性中等或大。其他地质灾害危险性为小—中等,且中等所占比例较小,危害较轻。

(二)工程建设可能诱发地质灾害的危险性评估

工程施工和运营过程中可能诱发的地质灾害主要有崩塌、滑坡、洪水冲蚀、地面塌陷、黄土湿陷和潜蚀、膨胀岩的胀缩等特殊岩土的灾害及一些其他灾害。

1.崩塌、滑坡

区内地质环境脆弱,已有崩塌和滑坡分布很广,人为诱发的数量也占有相当比例。在工程施工中对斜坡不可避免地要进行开挖和削坡处理,不仅破环了原有地形和植被,还极有可能引起边坡失稳,诱发崩塌和滑坡灾害发生,威胁施工人员和当地群众生命财产安全,存在有较大的危害和危险性。预计可能性较大的地段均位于丘陵区,主要有:

(1)小坪子—雷坛河段(里程桩号3~25km,长约22km)

该段是黄河高阶地及后缘,冲沟发育,沟宽200~300m不等,地形起伏大,主要由黄土组成,后缘坡度30°~400,小型崩塌和泥流小冲沟较多。管道垂直冲沟铺设,工程施工中的振动、削坡和开挖坡脚均有可能诱发崩塌复活或不稳定斜坡的滑塌,同时形成一些较好的临空面,产生灾害隐患。

(2)接驾咀段(里程桩号74~75km,长约1km)

位于宛川河及其支流的分水岭地段,地形陡峭,山坡坡度40°~50°,相对高差200m,黄土覆盖较厚,沟谷两侧小型崩塌和不稳定斜坡较多。管道从坡体通过,开挖过程中极易造成斜坡失稳,形成滑坡或崩塌。

(3)高崖—符川段(里程桩号105~115km,长10km)

位于宛川河和南河分水岭段,地形较陡峭,山坡坡度300~400,黄土分布较广,厚度较大,沟谷两侧有不稳定斜坡存在。管道多从坡体或坡脚通过,开挖过程中容易造成坡体失稳,产生滑坡、崩塌等灾害。

(4)中川堡—十里铺段(里程桩号144~147km,长约3km)

位于南河和东河分水岭段,两侧山体为黄土覆盖,厚度较大,相对高差100~150m,东侧山坡及支沟内小型崩塌发育。管道沿山坡坡脚通过,工程施工中诱发崩塌复活和形成的可能性较大,同时,削坡形成的一些较好临空面也是灾害隐患点。

(5)红上窑—莲花城镇段(里程桩号170~285km,长约115km)

该段连续穿越东河、散渡河、葫芦河、清水河等河流的分水岭和河谷地段,地形较复杂,微地貌类型多样,两侧山体陡峭,高差200~300m,坡度300~500,主要由新近系砂质泥岩组成,风化严重,上覆以上更新统黄土,土质松散。管道从沟谷斜坡通过,开挖过程中极易产生崩塌、滑坡等灾害,同时,泥岩具一定的胀缩性,工程新开挖的边坡旱季易出现剥落,雨季则出现表层滑塌,危害较大。

(6)陇山镇—张家川段(里程桩号314~325km,长11km)

该段为清水河上游木河—后川河的分水岭段,其中木河段宽度100~200m,两侧土体松软,滑坡发育。主要由上更新统黄土和新近系泥岩组成,风化强烈。管道靠坡脚通过、穿越分水岭进入张家川县城时,必然形成削坡开挖,极易产生崩塌、滑坡等灾害,同时,泥岩具一定的胀缩性,工程新开挖的边坡旱季易出现剥落,雨季则出现表层滑塌,危害较大。

(7)张家川县城东—马鹿段(里程桩号330~354km,长约24km)

该段西段为丘陵,东段为基岩山地,丘陵地由上更新统黄土和新近系泥岩组成,泥岩风化严重,基岩山地花岗岩岩体破碎,风化强烈。管道翻山铺设,开挖边坡时易发生崩塌、滑坡。同时,局部可能成为新的灾害隐患点。

(8)张家川县城南—北道段(里程桩号天水支线0~73km,长73km)

本段穿过后川河基岩峡谷、翻越黄土丘陵,其中基岩峡谷长 10km。峡谷区花岗岩体破碎,风化强烈。黄土丘陵区由上更新统黄土和新近系泥岩组成,沿沟谷和山脊两侧滑坡、崩塌体发育。当管道通过峡谷和丘陵时,必然存在开挖坡脚和削坡工程,易发生崩塌和滑坡灾害,局部可能成为新的地质灾害隐患点。

各段诱发灾害的长度规模和危险性评估如表5-29所示。其中危险性大的有3段,中等的有5段。

表5-29 工程建设可能诱发崩塌和滑坡的地段及危险性预测表

2.洪水冲蚀

工程施工中,对沟岸岸壁的扰动和植被的毁坏,常形成受洪水冲蚀的薄弱地带,易诱发洪水冲蚀灾害。管道多沿沟谷铺设,虽不能诱发泥石流灾害,但诱发的洪水冲蚀危害较大,可引起一些局部的沟岸冲蚀坍塌,总体危险性小—中等。

3.地面塌陷

兰州西固人防工程距离管线较远,工程施工和运营过程中不会诱发地质灾害,西固二级阶地湿陷区,诱发灾害的可能性不大。管线在黄土丘陵通过时,工程施工中的振动或加载可能会诱发距离较近空洞的地面塌陷灾害,规模有限,危害小,危险性小。

4.特殊土灾害

(1)黄土湿陷和潜蚀

工程施工中,不但要对湿陷性土分布区进行开挖或填土,同时这些地段的地形和植被也可能被改变和破环,形成有利的渗水条件,诱发湿陷或潜蚀,对管道造成危害。但一般危害小,危险性小。

(2)膨胀岩的胀缩

工程施工中对地基和边坡进行一定规模开挖后,破环了原有地形和植被,使原来有黄土覆盖的膨胀岩直接裸露地表,随着含水量的变化,必然破坏原有结构,使其强度降低,进而诱发崩塌、滑坡等一些灾害发生。主要地段为碧玉—莲花城和陇山—张家川一带近坡脚处,但一般危害小,危险性小。

综上所述,工程建设和运营过程中,可诱发一定的灾害发生,诱发程度较大的为崩塌和滑坡,其他灾害危险性小。

(三)工程建设可能加剧地质灾害的危险性评估

工程建设和运营过程中可能对原有地质灾害加剧的主要有崩塌、滑坡、泥石流、洪水冲蚀及黄土湿陷或潜蚀、膨胀岩的胀缩等特殊岩土的灾害。

1.崩塌、滑坡

工程施工中对斜坡的不合理开挖和削坡以及机械的振动,很可能会不同程度的加剧崩塌和滑坡灾害,使其稳定性减弱,规模增大,进而威胁施工人员和当地群众的生命及设备财产安全,存在有一定的危害和危险性。预测加剧的地段均位于近谷坡和丘陵区,分布地段已有崩塌、滑坡发育范围基本一致(表5-30),危险性中等的有4段,指接驾咀、碧玉一刘家埂、张家川城西木河和金家集—北道:其余为危险性小。

表5-30 工程建设可能加剧地质灾害危险性评价表

2.泥石流、洪水冲蚀

工程施工中,将扰动沿线表土结构,对植被也有一定的毁坏,减弱了岩土抗侵蚀能力,增加了泥石流的物质来源,可不同程度地加剧泥石流和洪水冲蚀灾害,特别是丘陵区管道多沿沟谷铺设,会形成较多的松散堆积物,使泥石流和洪水冲蚀的规模加大,对施工人员的安全和当地群众的生命财产均有一定威胁和危害,较为严重的有碧玉—莲花城的河(沟)谷区等。但本区松散物质较为丰富,水动力条件是主要影响因素,就管道工程而言,加剧程度较小,危险性小—中等。

3.特殊土灾害

(1)黄土湿陷或潜蚀

区内现状仅有零星小型陷穴和落水洞等分布,工程施工中,对湿陷性土分布地段的开挖或对局部地段地形的改变和植被的破环,使土层变得疏松,易于降水和地表径流及施工用水的入渗,加大或加剧湿陷面积和程度,对管道造成危害。范围很大,危害较大,危险性小—中等。

(2)膨胀岩的胀缩

工程施工中,使原有黄土和植被覆盖的膨胀岩在地基开挖和边坡削坡处理后裸露地表,加剧了胀缩灾害,进而诱发崩塌、滑坡等一些灾害发生。但一般危害均较小,危险性小。

综上所述,工程施工和运营过程中,可加剧一些原有地质灾害,加剧程度较大的有崩塌、滑坡、泥石流及洪水冲蚀和黄土湿陷,危险性小—中等,其他仅有轻微危害,危险性小。

中国地质灾害承灾体风险损失预测值>承灾体实际风险损失值,为什么

中国地质灾害承灾体风险损失预测值是预测地质灾害危险区内受威胁专人员和财产的属总风险损失值,其承灾体损毁率=1,按最危险考虑,全毁。
地质灾害实际风险损失值不会全毁,其承灾体损毁率为0一1,随承灾体与地质灾害的位置变化而变化。
中国地质灾害承灾体易损系数>承灾体实际易损系数,中国地质灾害承灾体风险损失预测值>承灾体实际风险损失值。

⑩ 工程建设引发地质灾害危险性预测评估

本成品油管道工程山西支干线段穿越多种地貌单元,除平原区外,地势起伏较大,地形条件复杂,冲沟极为发育,沟坡坡度较陡,管线上、下穿越工程难度大。本次针对管线附近穿越处坡体进行重点调查,共调查不稳定斜坡59处,其中57处为土质斜坡,2处为岩质斜坡。其共同特征简述如下:

这些不稳定斜坡体特征多分布在黄土台地及低山丘陵区深切沟谷一侧或两侧,沟谷形态多呈深“V”型,个别为深“U”型,沟深50~150m之间,边坡坡度在400~90°之间;坡体岩性上部为第四系上更新统黄土,厚5~15m,中部为中更新统黄土类土,厚10~30m,下部为新近系上新统粘土,坡体易沿上部Q3黄土发育的垂直节理崩塌,也易沿Q3与Q2之间的接触面或重力侵蚀面滑动。这些坡体一般在其他地段已有崩滑现象。一般人工开挖形成的不稳定斜坡稳定性差,诱发因素是降雨及坡体开挖。自然边坡现状条件下均基本稳定。工程建设开挖坡体时易引发边坡局部失稳。诱发因素主要是坡体开挖,其次是降雨及坡脚冲蚀。

在K8~K20、K34~K44、K105~K115、K340+200~K365、K490~末站区段黄土台地区,发育较多的不稳定斜坡,这些坡体坡高一般介于30~70m之间,坡度一般介于300~60°之间,据以往经验数据计算,坡高50m的边坡安全临界角为530,因此拟建工程在施工开挖过程中容易引发边坡角大于530的坡体失稳,形成滑坡或崩塌,对工程建设或管道工程构成威胁。危害程度小—中等。预测地质灾害危险性小—中等。

在K125+200~K164+700、K31+500~K333+500区段也发育较多的不稳定斜坡,这些坡体坡高一般介于50~120m之间,坡度一般40°~70°,据以往经验数据计算,坡高100m的边坡安全临界角为51°,因此拟建工程在施工开挖过程中容易引发边坡角大于51°的边坡失稳,局部形成滑坡或崩塌,对工程建设和管道工程形成中等~大的危害,预测地质灾害危险性中等—大。

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