發(fā)布時間：2022-03-22 06:04:04
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的地質災害論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要分析了地質災害預警報系統(tǒng)的建設原則、目標及工作流程,并針對基于WebGIS的災害預警報系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)提出了可行性建議,具有重要的實踐意義。
關鍵詞氣象因素;地質災害;預警報系統(tǒng);WebGIS
我國是一個地質災害多發(fā)的國家,崩塌、滑坡和泥石流等常見災害發(fā)生的地域廣、頻率高,具有較強的破壞性。研究表明,除地質構造及人類活動外,氣象條件也是形成地質災害的一大原因,暴雨或連續(xù)降雨常常是觸發(fā)地質災害的直接因素。因此,如何通過對雨情的監(jiān)測提供可靠的地質災害預警信息,成為一項重要工作內容。
1地質災害預警報系統(tǒng)概述
目前,在氣象部門的協(xié)助下,許多地區(qū)的國土資源部門都相繼建立了地質災害預警預報系統(tǒng)。災害的風險預報是指在收集和集中監(jiān)測信息的基礎上,進一步分析地質災害及次生、衍生災害等可能對社會經(jīng)濟、群眾生活所造成的影響,提前風險預報,并為政府部門、有關單位及廣大民眾提供應對的措施和指導。氣象監(jiān)測(特別是雨量監(jiān)測)系統(tǒng)和基于WebGIS的地質災害預警系統(tǒng)組成的地質災害預警預報平臺,在突發(fā)性地質災害的預測和防范中起到了關鍵性的作用[1]。
1.1預警報系統(tǒng)的建設目標
預警報系統(tǒng)的目標是建設一個時效高、預警報信息內容全面且準確可靠的地質災害預警報體系,為相關政府部門的決策和災害地區(qū)群眾的減災措施提供科學、及時、有效的信息指導。充分利用現(xiàn)代化建設的成果,在已獲取的大量氣象探測和災害性天氣監(jiān)測信息的基礎上,對信息進行存貯、處理和分析,建立地質災害預警報服務平臺和流程,根據(jù)決策服務的要求,提供連續(xù)無縫隙的地質災害預警報信息[2]。
1.2預警報系統(tǒng)的工作流程
地質災害預警預報系統(tǒng)主要由監(jiān)測系統(tǒng)和預警報系統(tǒng)2部分組成。啟動氣象信息收集、地質災害信息收集以及信息自動生成等模塊后,通過實時監(jiān)控雨情,一旦降水因子達到相應的監(jiān)測指標,系統(tǒng)即可在決策中心進行數(shù)據(jù)分析,生成地質災害預警等級,并在確定信息后,利用短信、廣播、電視、網(wǎng)絡等媒介按照預警等級對特定部門及相關群眾警報信息。
2地質災害預警報系統(tǒng)的組成及實現(xiàn)
基于WebGIS的地質災害預警系統(tǒng)中,災害信息的匯集及預警平臺是數(shù)據(jù)信息處理和服務的核心;氣象監(jiān)測系統(tǒng)具有雨情報汛、預警等功能;群測群防預警系統(tǒng)則包括預警、警報傳輸和信息反饋功能[3]。要實現(xiàn)地質災害預警系統(tǒng)的正常運轉,應注意以下幾個方面:
2.1建立高效穩(wěn)定的應用平臺
高效穩(wěn)定的應用平臺為整個地質災害預警系統(tǒng)的正常運作提供強有力的支撐,對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有至關重要的作用。良好的應用平臺依賴于完善的數(shù)據(jù)信息、高科技的硬件設備、成熟的先進軟件環(huán)境及規(guī)劃合理的結構設計 數(shù)據(jù)庫是地質災害預警報系統(tǒng)的核心部分,除實時采集和的雨量數(shù)據(jù)、預報雨量數(shù)據(jù)、雷達圖、衛(wèi)星云圖和臺風信息等氣象數(shù)據(jù)外,當?shù)匦姓^(qū)域圖、區(qū)域地理信息及區(qū)域內的群眾信息等,都是數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。軟件系統(tǒng)應由用戶界面、后臺管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換平臺(EAI)、后臺管理應用核心構件群、WebGIS組件、應用服務器平臺及其他系統(tǒng)組成。先進、靈活、適用的軟件架構符合管理信息化的要求,以構件化設計為核心,實現(xiàn)事件觸發(fā)、數(shù)據(jù)驅動、參數(shù)設置的開放可行的地質災害預警預報系統(tǒng)管理平臺。
2.2科學合理的災害等級劃分
災害等級的劃分關系到預警報啟動的決策、預警報信息的范圍及對象等,在地質災害預警報系統(tǒng)中,需要給予特別的重視[4]。依照國土資源部制定的地質災害預報等級標準,預報等級可分為5級:一級為可能性很小;二級為可能性較小;三級(注意級)為可能性較大;四級(預警級)為可能性大;五級(警報級)為可能性很大。從預警報系統(tǒng)的角度分析,一級和二級災害沒有實際預警意義,預警工作由三級開始啟動,應圍繞三至五級地質災害開展防災減災工作。
2.3保證系統(tǒng)的安全性
預警預報系統(tǒng)將為防災減災的決策提供重要的依據(jù)和指導,因此,必須保證其安全性和權威性,安全是系統(tǒng)設計的關鍵[5-6]。首先,在設計中要充分考慮到網(wǎng)絡安全的問題;其次,注重系統(tǒng)的整體維護是延長系統(tǒng)使用壽命的重要保障。此外,地質災害預警預報系統(tǒng)與其他相關系統(tǒng)的聯(lián)系均以特定的接口程序來實現(xiàn),當?shù)刭|災害預警預報系統(tǒng)或相關系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,不會出現(xiàn)系統(tǒng)間的相互影響。在系統(tǒng)的運行中,應保留詳細的操作日志,出現(xiàn)問題可以查明錯誤原因,及時恢復,并為系統(tǒng)的科學評價提供依據(jù)。
3小結
綜上所述,地質災害預警預報系統(tǒng)的建設和維護是一項長期工作,涉及的部門多、范圍廣,須參考的因素多而復雜。因此,必須在工作中不斷地總結經(jīng)驗,并在各部門的積極配合下,建立順暢的信息鏈,為相關部門和群眾提供即時的、權威的、人性化的信息指導,將地質災害的影響降到最低。
1.研究內容
1)結合承德市在建的山嶺公路隧道如伊次梁隧道、茅荊壩隧道等，對隧道施工工作面前方地質情況，特別是對可能發(fā)生的地質災害如軟弱不良地質段、突水等情況進行超前地質預報；2)物探方法（主要指地震方法）及相應的先進儀器在隧道地質災害超前預報中的應用；
3)隧道災害治理方法：根據(jù)對公路隧道施工前方的地質預報，提出正確的施工方法，特別是對于公路隧道地質災害的避免方法，以減小經(jīng)濟損失與人員傷亡。
2.本課題的創(chuàng)新點和研究必要性
隧道工程施工地質超前預報工作是選擇正確施工方法與支護方式的必要條件和前提，施工方法和支護方法的正確選擇是隧道減輕和避免地質災害的途徑。
隨著物理探測技術及儀器的發(fā)展，采用先進的物理探測技術，結合以前已經(jīng)應用的種種地質超前預報方法，形成新的綜合的隧道地質超前預報方法，提高地質超前預報的準確性，已經(jīng)非常必要和可能。并且，綜合測試預報方法已經(jīng)在鐵路隧道施工過程中得到初步嘗試，在公路隧道施工工程中應用卻還不常見。同時，原有的物探方法(如聲波探測，淺層地震探測等)在隧道施工超前地質預報應用時占用較長的時間和預報距離較短等，沒有得到施工單位的廣泛的應用。
本課題將結合承德市在建公路隧道工程，在公路隧道施工中，將具有國內國際先進水平的測試儀器T202(TuelSeismicPrediction)測試儀器應用于公路隧到施工地質超前預報，并進行全面的地面與洞體內的地質分析，形成公路隧道施工地質超前預報的綜合方法，減少物理探測方法占用施工時間，并根據(jù)超前地質預報給出正確的施工和支護方法，為公路隧道經(jīng)濟快速施工提供有力技術支撐。
3.研究技術路線
依據(jù)公路隧道的地質條件，擬采用全面超前地質預報技術路線，即全面隧道施工地質災害超前預報技術路線。主要包括以下幾方面內容：
1)河北省內公路隧道災害發(fā)生的形式及傳統(tǒng)處理方法
a)根據(jù)河北省已建及在建的公路隧道，調查隧道在施工過程中地質災害產(chǎn)生的形式，分析災害的發(fā)生原因及現(xiàn)行處理辦法。詳細了解施工單位對于工作面前方地質狀況估計的原有方法及效果，以及對于不良地質段產(chǎn)生地質災害的防治技術及效果。在調查基礎上，對這些防治方法進行綜合分析，并對其中適合推廣的技術進行歸納總結。
b)對近年內國內外的公路隧道施工地質災害超前預報方法及超前支護等處理方法進行分析與總結。
2)公路隧道洞區(qū)主要不良地質分析與宏觀預報
主要包括如下工作：
a)深入的隧道地面地質調查
b)隧道地質條件分析
c)宏觀預報
在隧道所在地區(qū)地面地質詳細、深入調查的基礎上，通過隧道地質條件分析，宏觀預報隧道施工過程中可能出現(xiàn)的主要不良地質體的成因、性質、類型、位置和規(guī)模。
d)長期超前地質預報
在宏觀預報的基礎上，應用T探測和地面地質體投射法等技術手段，對隧道圍巖不良地質體進行長距離超前地質預報。
e)短期超前地質預報
在長期超前地質預報的基礎上，運用掌子面編錄預測法和不良地質前兆預測法等技術手段，對隧道不良地質體進行短距離超前預報。預報距離一般為掌子面前方15～30米以內。
3)公路隧道施工地質災害臨近警報
在長期、短期超前地質預報的基礎上，應用施工地質災害的一系列監(jiān)測、判斷技術手段，對可能發(fā)生的施工地質災害及時發(fā)出臨近警報。主要包括如下內容：
a)塌方地質體性質鑒定和監(jiān)測技術
主要包括：斷層破碎帶和巖溶陷落柱等塌方不良地質體性質的鑒定和區(qū)分技術，涌水量、巖爆等的監(jiān)測預報技術。
b)施工地質災害能否發(fā)生的判斷技術
這是施工地質災害警報技術中最關鍵的技術，也是第二步的工作。主要包括：塌方、突泥突水等重大施工地質災害發(fā)生可能性的一系列判斷技術。
4)公路隧道施工地質災害預防及處理方法
通過隧道地質超前預報技術，對公路隧道施工前方不良地質段提出正確的開挖支護方法及相關超前處理措施，防止地質災害發(fā)生。系統(tǒng)總結利用綜合探測技術對公路隧道施工地質災害的預報與防治技術。
4.主要經(jīng)濟技術指標
1)運用T（TuelSeismicPrediction）探測應達到的主要技術指標
①探測距離一般為掌子面前方300～500米，最大可達1500米；但有效預報距離僅為掌子面前方100米。
②最高分辨率為1米3的地質體；
③預報不良地質體位置的精度可達90以上；
④預報不良地質體規(guī)模的精度可達85以上。
2)地面投射法應達到的技術指標
①有效預報距離可達掌子面前方150米，最高分辨率為1米地質體；
②對不良地質性質的判斷，精度一般可達到基本正確；
③對不良地質位置的判斷，精度一般可達以上90以上；
④對不良地質規(guī)模的判斷，精度一般可達85~90以上。
3)短期地質超前預報方法應達到的技術指標
預報不良地質體的性質基本正確，預報位置的精度可達95以上，預報規(guī)模的精度可達90以上。還可以較準確地預報圍巖類別。
摘要:近年來,隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,各種資源開發(fā)和工程建設活動等人類工程活動的力度也普遍增大,給我國本就十分脆弱的地質環(huán)境帶來了巨大的壓力,地質災害的頻度和規(guī)模有逐年增加的趨勢。為此,本文作者就巖土工程與地質災害的內涵、地質災害的特征與危害以及地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施進行了全面的闡述。
關鍵詞:巖土工程;地質災害;防治措施
1、巖土工程與地質災害的內涵
自20世紀80年代末,90年代初,我國產(chǎn)生了一個新的學科——地質工程學。地質工程學,是研究與解決從規(guī)劃到竣工乃至工程運行后效的全過程的與地質有關的工程問題的科學。它把地質體乃至地質環(huán)境作為工程系統(tǒng)的組成部分來對待,這顯然符合大系統(tǒng)工程學的思想,它包含巖土工程和地質災害防治工程兩個方面,但以后者對其特點的反映更為深刻。巖土工程是指工程建設中涉及巖土體的開挖與加固;地質災害防治工程是對自然或人為作用產(chǎn)生的有害地質現(xiàn)象進行防范與防治。后者包含了更全面地對地質生態(tài)環(huán)境合理開發(fā)與管理的思想。
地質災害是指由于自然因素或者人為活動引發(fā)的危害人民生命財產(chǎn)安全或使人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境、資源發(fā)生嚴重破壞的地質現(xiàn)象?！兜刭|災害防治條例》規(guī)定,地質災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。
在我國,大多數(shù)地質災害現(xiàn)象都是人為因素引發(fā)的,據(jù)有關資料統(tǒng)計,近年來我國每年因地質災害造成的經(jīng)濟損失約占各種自然災害的1/4至1/5,因此,減少或制止破壞生態(tài)環(huán)境行為、及時采取地質災害預防和防治措施,是我國當前減少損失的首要途徑。
2、我國地質災害的特征與危害
由于我國地理位置獨特,地質構造復雜,地球生態(tài)環(huán)境多變,加之人口眾多的農業(yè)大國,經(jīng)濟較落后,承災能力弱,所有這些疊加在一起,形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。
據(jù)資料統(tǒng)計分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等種類的地質災害在我國十分發(fā)育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范圍約占國土面積的50%,其中以西南、西北地區(qū)最為嚴重。
地質災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質環(huán)境問題,又稱第一環(huán)境問題,屬自然地質災害;這些災害不以人類歷史的發(fā)展為轉移;第二類主要是由人為活動引發(fā)的地質災害,稱第二環(huán)境問題,屬人為地質災害。這些災害常隨社會經(jīng)濟的發(fā)展而日益增加,據(jù)地質災害成因分析,全國50%以上的地質災害發(fā)生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。
滑坡的誘因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的沖刷、浸泡;(4)河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;(5)開挖坡腳;(6)蓄水排水;(7)堆填加載;(8)劈山放炮,亂砍亂伐。
滑坡發(fā)生的規(guī)律:
下列地帶是滑坡的易發(fā)和多發(fā)地區(qū):(1)江、河、湖(水庫)、溝的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區(qū),山區(qū)鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。(2)地質構造帶之中,如斷裂帶、地震帶等。(3)易滑(坡)巖、土分布區(qū)。(4)暴雨多發(fā)區(qū)及異常的強降雨區(qū)。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩(wěn)定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質現(xiàn)象稱為崩塌。
崩塌的誘因:
(1)采掘礦產(chǎn)資源;(2)道路工程開挖邊坡;(3)水庫蓄水與渠道滲漏;(4)堆(棄)渣填土;(5)強烈振動。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化水)產(chǎn)生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。
泥石流的誘因:
(1)不合理開挖;(2)不合理的棄土、棄渣、棄石;(3)濫伐亂墾。
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現(xiàn)象。
2.4 地面變形
地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。目前中國發(fā)生地面沉降活動的城鎮(zhèn)有70多個,明顯成災的有30余個,最大沉降量已將近3m。這些城市有的孤立存在,有的密集成群相連形成廣闊的地面沉降帶(區(qū))。造成中國城鎮(zhèn)地面塌陷原因有三:一是不合理地大量開采地下礦產(chǎn)資源引起的塌陷;二是表面巖溶活動引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷發(fā)生的規(guī)律:
(1)巖溶強烈發(fā)育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶;(2)沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉折、破碎的地帶;(3)松散蓋層較薄且以砂石為主,其底部粘性土層缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上;(5)具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶;(6)巖溶地下水的排泄區(qū);(7)巖沉吟地下水位在基巖面上下頻繁波動的地帶,或受排水影響強烈的降落漏斗中心及近側地段;(8)臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶;(9)巖溶地下水位埋藏較淺的低洼地帶。
2.5 人為地質災害的危險性分析
人為活動加劇或加速地質災害的發(fā)生所帶來的危害性大大超過正常狀態(tài)下產(chǎn)生的地質災害所帶來的損失。如:礦產(chǎn)資源的開發(fā)以及鐵道、公路等各種工程建設的開挖,亦經(jīng)常加劇地質災害的發(fā)生,如:土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災害。人工濫伐森林資源,也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災害,并導致洪災的加劇發(fā)生。人工爆破也會誘發(fā)巖溶塌陷、滑坡等災害的發(fā)生,還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。
人工誘發(fā)地質災害的特點如下:
一是誘發(fā)速度快。在自然地質演化及氣候變化過程中,巖體由相對穩(wěn)定至不穩(wěn)定的變化,經(jīng)歷長時間過程。而人工因素誘發(fā)下,就大大地縮短了自然演化時間,加速巖土體的巖性變化,而導致突變?yōu)碾y的發(fā)生,并造成更大的損失。
二是誘發(fā)災害面廣。自然地質災害的發(fā)生,除了特大災害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素誘發(fā)下,其危害性就具有更大的影響面。例如由于生物資源———森林的破壞,工程的大規(guī)模開挖,影響的是區(qū)域性環(huán)境惡化,誘發(fā)區(qū)域性旱澇災害,以至引發(fā)全球性荒漠化。人類活動產(chǎn)生的升溫效應,對氣候及地質災害誘發(fā)作用的影響也是全球性的。
三是災害損失巨大,除了地震之外,人工誘發(fā)的地質災害所造成的損失是嚴重的。隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展,人工誘發(fā)地質災害所造成的損失,仍會不斷增加,目前估 計地質災害損失每年約500億元,而受到威脅的就是這些數(shù)據(jù)的數(shù)倍至數(shù)百倍。1998年洪災損失2000多億元,死亡1432人,其中不少損失是通過地質災害而產(chǎn)生的。
3、地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施
3.1 主要的施工技術標準總結
地質災害防治工程的最大特點是隱蔽性(如抗滑樁)、復雜性(如抗滑樁+錨拉+擋板+冠梁)和多樣性(防治滑坡可采用樁,亦可采用擋土墻),以地下工程施工為工藝特點,因此與地基與基礎工程和巖土工程具有十分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。涉及地質災害防治工程施工的技術規(guī)范和標準主要有:
(1)地質災害防治工程現(xiàn)行施工技術標準和規(guī)范,如《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》(DZ/T0218-2006); (2)各類工業(yè)與民用和市政工程建設項目的地基與基礎、深基坑、高切坡、地基處理、基礎病害工程防治等所涉及的技術規(guī)范和標準均可參考使用,如《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50202-2002);
(3)各類水利水電工程的土石方、地基與基礎和巖土工程所涉及的技術規(guī)范和標準均可參考使用,如《水電水利工程預應力錨索施工規(guī)范》(DL/T5083-2004);
(4)各類交通建設中所涉及的邊坡、滑坡、危巖、塌陷和沉降等工程防治的相關技術標準和規(guī)范,如《公路隧道施工技術規(guī)范》)(JTJ042-94)。
3.2 地質災害防治工程防治措施
3.2.1 做好防治工程設計
地質災害防治工程設計,必須根據(jù)崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡的成因機制、運動模式、易發(fā)性及防治目標制定。
(1)根據(jù)致災的成因確定主要防治途徑;
(2)根據(jù)災害的易發(fā)程度、防治目標確定防治工程的強度和工程量。
3.2.2 地質災害防治工程的主要工程措施
根據(jù)地質災害防治工程勘查設計現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范,《三峽庫區(qū)地質災害防治工程質量檢驗評定標準》等技術標準及資料分析,國內防治地質災害的主要工程類型有:排(截)水工程、支(攔)擋工程、加固工程、護坡工程、減載與壓腳工程及搬遷和避讓等。
3.2.3 地質災害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數(shù)房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應;對于中型以上滑坡,應根據(jù)工程地質勘察資料選擇工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植樹造林,種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省,能促進生態(tài)平衡,改善自然環(huán)境條件,防治作用持續(xù)時間長的特點,需較長時間才能發(fā)揮其效益。
根據(jù)調查區(qū)地質災害特點和自然經(jīng)濟條件,泥石流區(qū),地面塌陷區(qū)及水土流失區(qū)應采取封山育林,退耕還林等防治措施,減少地質災害的發(fā)生和經(jīng)濟損失。
(3)避讓措施
①雨天避讓措施。對災害隱患點和變形斜坡,采取雨天臨時避讓措施,各鎮(zhèn)在防災預案的基礎上編制安全轉移預案,雨天對受威脅戶一一作轉移地點安排。應根據(jù)就近原則、轉移地(接受戶)不受地質災害或其它災害威脅的原則進行操作。
②搬遷避讓措施。對一些危險性大、危害性嚴重的地質災害,防治費用超過搬遷費用或再建房仍然受地質災害威脅的,采用搬遷避讓措施。調查區(qū)需搬遷避讓或已搬遷的災點。
4、結語
巖土工程地質災害防治工程是一項長期的工作,任重而道遠。隨著新技術、新方法、新材料在地質災害防治工程中應用,地質災害防治措施和施工技術必將邁向新的臺階。
目前,我國按照礦井設計生產(chǎn)能力,將礦井劃分為大型、中型、小型三種類型,其中0.3Mt/a及以下的礦井稱為小型礦井,俗稱“小煤礦”。與大型煤礦相比,小煤礦多地處煤層稀薄地帶,尤其當小煤礦在急傾斜煤層開采或開采工藝不合理時,易引起地表沉陷、開裂破壞,嚴重時出現(xiàn)突陷,造成采空區(qū)內大批的建筑物等設施遭到嚴重破壞,嚴重影響礦區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。但隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展,大型煤礦開采后的剩余煤炭量逐漸增加,剩余煤炭同樣影響國家煤炭的儲量。若因煤層垮落而不將其開采出來,勢必會造成煤炭資源的浪費,因此小型煤礦的存在具有其必要性。本文研究區(qū)地處原有老礦區(qū),以采老礦區(qū)邊角煤為主,采區(qū)范圍內存在有大礦老采空區(qū),采動會引起老采空區(qū)“二次沉陷”問題。
1 九二煤礦開采區(qū)概況
1.1 地質概況
九二煤礦位于淮南市大通區(qū)九龍崗鎮(zhèn)境內,區(qū)內有小煤礦九龍崗二公司,屬淮南礦區(qū)煤層賦存邊緣地帶。經(jīng)幾十年的開采沉陷,礦區(qū)及周邊地形有了很大變化,塌陷不斷形成許多塌陷區(qū)。該礦井田東部有斷層F7、F8,煤層平均厚度3.5m,煤層傾角平均為70°,為急傾斜煤層。
1.2 開采概況
經(jīng)過整合技改后的九二煤礦主要可采煤層有7層,目前主采N3和S6煤層,煤層平均厚度分別為4m,煤層傾角平均為70°,為急傾斜煤層,采用小碴假頂采煤法,工作面用風鎬和手鎬落煤,人工攉煤,根據(jù)煤層厚度不同工作面分別采用木支柱和摩擦支柱鉸接頂梁支護,機械回柱,全部陷落法管理頂板。
2 房屋地質災害特征分析
通過走訪采空影響區(qū)周邊居民,拍照、測量和填表等方式獲得房屋受損資料,經(jīng)過統(tǒng)計分析,對照國家煤炭工業(yè)局2000年5月26日頒發(fā)的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》劃分出開采影響區(qū)房屋受損程度。
根據(jù)采空影響區(qū)135戶房屋受損情況調查整理和分類顯示,位于采動區(qū)盆地邊緣的居民房屋出現(xiàn)了不同程度的損毀,涉及面積為118448m2,主要表現(xiàn)為沿煤層開采方向的房屋和地表裂縫發(fā)育明顯。以九龍崗鎮(zhèn)利民村的房屋為例:受拉伸變形影響顯著的有65戶,受壓縮變形影響顯著的有42戶,受拉伸和擠壓變形顯著的有28戶,大致的點位分布范圍是向西為受壓變形顯著,向東受拉變形顯著,于兩者之間的房屋是受拉和受壓都比較顯著的,房屋破壞比較嚴重。房屋墻體裂縫主要為“東西走向”,地面裂縫主要為“南北走向”,且大致為“南偏西45°”,這與煤層開采方向相吻合。其中,有部分房屋出現(xiàn)“正(倒)八字”現(xiàn)象,房梁與墻體分離現(xiàn)象,這些現(xiàn)象多出現(xiàn)在門頭,窗臺;房屋墻體呈“菱形”等現(xiàn)象,大部分裂縫及裂隙從地基發(fā)育,經(jīng)墻體、窗口門洞延伸至房頂。由于壓縮引起地面鼓起,拉伸引起地基出現(xiàn)裂縫。
從受損建筑物和地裂縫產(chǎn)生的時間上來看,由于該礦區(qū)歷史開采時間比較久遠,存在有老采空區(qū),建筑物和地面有老裂縫存在。但大多數(shù)裂縫是近半年時間產(chǎn)生的,這與該礦的井下開采時間和烈度是一致的,所以可以判定為新裂縫是由井下煤層開采引起的。
3 煤礦采動因素分析
由于在急傾斜煤層開采條件下,開采沉陷將引起地表形成塌陷槽和大面積的地表沉陷、開裂破壞,嚴重時會出現(xiàn)突陷,會造成區(qū)內的建(構)筑物設施遭到嚴重破壞。所以針對急傾斜煤層開采的九二公司礦井,在缺少地面實際監(jiān)測資料情況下,采用開采沉陷預計方法對已按計劃開采的采掘工作面,根據(jù)其地質采礦條件,選用適當?shù)念A計函數(shù)、參數(shù),預計出受此開采影響的地表移動和變形,定量分析采空區(qū)地表及建筑物是否受九二公司井下開采沉陷影響及影響程度。
3.1 開采沉陷預計
依據(jù)井下測繪及調查結果,對目前采掘工作面迎頭位置最靠近礦井東邊界,同時也是有可能造成地面建筑物損害的的N3槽煤層-195m水平(240m水平)上三道采場,采用概率積分法進行沉陷預計。預計結果顯示:井下開采所引起的地面沉陷涉及面積為118448m2,其最大下沉值為1.6m。沉陷過程中的最大拉伸變形值為+5.12mm/m,地面最大水平移動為+240mm,最小水平移動為-203mm,走向主斷面上的最大正曲率變形值為+0.14mm/m2、最大負曲率為-0.26mm/m2,傾斜方向的最大拉伸水平變形值為+2.4mm/m,壓縮水平變形值為-1.2mm/m。綜合地面顯現(xiàn)特征調查結果,參照《規(guī)程》中對磚混、土筑的建筑物破壞等級標準,對建筑物受損的數(shù)量和損害程度進行分類統(tǒng)計,見表1。
4 其他地質災害因素分析
4.1 九二礦區(qū)區(qū)域構造因素
九二礦原有的區(qū)域構造形態(tài)對采空區(qū)沉陷有直接影響?；茨厦禾镂挥谇貛X緯向構造帶南亞帶的北緣,東與新華夏系郯城一廬江斷裂反接,西連周口凹陷,北接蚌埠隆起,南鄰合肥凹陷。由于原九龍崗礦開采下部A、B、C組煤層,經(jīng)幾十年的開采塌陷,地形有了很大變化,因此會不斷塌陷形成許多塌陷區(qū)。
4.2 礦區(qū)老采空區(qū)因素
現(xiàn)有九二礦的采煤工作面是在原有工作面的基礎上二次開掘形成的。原采煤工作面在開掘的過程中已經(jīng)對當?shù)氐牡刭|構造造成破壞,形成塌陷區(qū)。二次開掘使得原來已經(jīng)穩(wěn)定的塌陷區(qū)的地質構造再次發(fā)生破壞,形成二次塌陷,因此現(xiàn)有的塌陷區(qū)面積較廣,破壞程度較嚴重。
4.3 房屋建筑結構和地基穩(wěn)定性因素
由于九二煤礦地處原報廢礦區(qū),當?shù)卮蠖鄶?shù)房屋采用“磚木”結構建造,并且多建造于上個世紀五十年代?！按u木”結構建筑成本較低,但穩(wěn)定性較差。采煤工作面進行作業(yè)時,地下的擾動會延伸至地表,不穩(wěn)定的“磚木”結構對此反應靈敏,主要表現(xiàn)為房屋地基開裂,裂縫穿過墻體延伸至屋頂,或者墻體呈“拉扯”狀裂縫。
從區(qū)域地質資料可知,調查區(qū)內地質構造較簡單;調查區(qū)內地基土組成較簡單,從本次鉆探揭示巖土層可以看出,場地內上部松散層主要由粘性土(上部雜填土除外)組成,下部為二疊系煤系地層(煤巖、粘土巖、砂巖等),整體看土層分布穩(wěn)定。松散層成因上主要為沖洪積成因,主要為更新統(tǒng)臨泉組粘性土,其強度高(fak=240~280 kPa),變形性較小(Es=14.0~16.0Mpa),作為建筑場地是適宜的,正常情況下不會對上部建筑穩(wěn)定造成明顯影響。
4.4 邊坡穩(wěn)定性因素
在研究區(qū)西側由于采空塌陷形成東高西低的地形特點,人為形成一個邊坡,據(jù)現(xiàn)場測繪的沉陷區(qū)剖面圖量算,塌陷坑邊坡坡度大約在5°左右。依據(jù)《工程地質手冊》中土質邊坡穩(wěn)定性分析計算方法,對于土質邊坡允許坡度值如表2:
從研究區(qū)邊坡坡度及場地內地基巖土組成及其物理、力學性質特點可知:研究區(qū)內邊坡坡度較小(小于5°),且地基土主要為強度高(С值為70kPa、Ф值為28°)、壓縮性低的老粘土,經(jīng)分析計算,塌陷坑邊坡是穩(wěn)定的,正常情況下不會造成其上建筑物產(chǎn)生拉裂變形。但隨著采空塌陷進一步發(fā)展,坡度逐漸變大,同時由于地表水下滲會對巖土體產(chǎn)生軟化作用,一定程度上會造成巖土體發(fā)生側向蠕變。
4.5 熔巖構造因素
由于在研究區(qū)內不存在明顯的 碳酸鹽巖,且上部松散層厚度較大(通常大于20m),調查區(qū)內不存在巖溶塌陷的危險性。同時由于巖土體賦水性較差,且由于煤礦長期疏干水,地下水位較低,不會產(chǎn)生地面沉降的危險。
5 結束語
5.1 對小型煤礦開采區(qū)域因,急傾斜厚煤層開采導致了較大范圍的地表變形,采動影響區(qū)房屋的變形損害主要由西側的礦井開采因素所致;采動影響區(qū)內其他地質災害特征不夠顯著。地質勘探及外圍地質調查表明,房屋受損區(qū)的地下為煤系地層,不具備巖溶塌陷地質災害條件;上部的土層厚度較薄且全部為變形性較小強度高的塑性粘土,不具備因地下水位下降而引起的地面沉降。
5.2 針對小型煤礦開采環(huán)境的復雜性,只進行損害后的技術分析是遠遠不夠的,起不到保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的作用。因此,應在小型煤礦開采區(qū)域加強老采空區(qū)及周邊地面和建筑物的地質災害監(jiān)測預報工作,并在可能會造成塌陷破壞的區(qū)域設立警示線或警示標志。如果損害達到嚴重程度時,應及時考慮拆除搬遷。
摘要：地理信息系統(tǒng)技術（GIS）已經(jīng)廣泛滲透到了多種學科領域，從比較簡單的、單一功能的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng)，并向多媒體GIS、智能化、三維、虛擬現(xiàn)實及網(wǎng)絡方向發(fā)展，新興的地理信息系統(tǒng)將運用專家系統(tǒng)知識，進行分析、預報和輔助決策。本文介紹了地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具，從專業(yè)開發(fā)工具的組成結構上，可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡GIS等幾個主要類別；總結了地理信息系統(tǒng)在地質災害研究中的應用及其在地質災害評價和管理、地質災害的危險度區(qū)劃評價和GIS與專家系統(tǒng)的集成應用的進展態(tài)勢。
關鍵詞：地理信息系統(tǒng) 集成式GIS 模塊化GIS 組件式GIS 網(wǎng)絡GIS 地質災害
1地理信息系統(tǒng)的基本概念
地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS) 是介于信息科學、空間科學和地球科學之間的交叉科學與新技術學科，它是計算機科學、遙感技術、信息工程與現(xiàn)代地學理論和方法的有機結合。地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地圖的可視化和地理信息的空間分析的計算機系統(tǒng)，處理的數(shù)據(jù)是具有地理特征和表征地學現(xiàn)象之間空間關系的屬性數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的主要功能有：采集、存儲、管理、檢索、查詢、分析、顯示和輸出多種數(shù)據(jù)［1，2］，進行數(shù)據(jù)維護與更新、區(qū)域空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預測［3］等。
地理信息系統(tǒng)，按其內容可以分為三大類［4］：(1)專題信息系統(tǒng)，它是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)，為特定的專門目的服務，如水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)和水土流失信息系統(tǒng)等。(2)區(qū)域信息系統(tǒng)，主要以區(qū)域綜合研究和區(qū)域的信息服務為目標，可以有不同的規(guī)模，如加拿大國家地理信息系統(tǒng)和我國黃河流域信息系統(tǒng)等。(3)地理信息系統(tǒng)工具，它是一組具有圖形圖像數(shù)字化、存儲管理、查詢檢索、分析運算和多種輸出等地理信息系統(tǒng)基本功能的軟件包。地理信息系統(tǒng)的任務，就是對地球表層人文經(jīng)濟(包括人類工程活動)和自然資源及環(huán)境多種信息進行綜合管理與分析。
2 地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具
近年來GIS應用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，GIS工具軟件版本也不斷更新升級，比較鮮明的發(fā)展動向有[5]：(1)各GIS軟件工具廠商在優(yōu)化性能的同時，重視發(fā)展Internet 上的GIS；(2)更換開發(fā)語言和開發(fā)模式，更換或擴展到Windows NT 平臺；(3)在空間數(shù)據(jù)庫管理方面，客戶/服務器體系結構仍是GIS 軟件追求的目標；(4)除了屬性數(shù)據(jù)外，人們也希望圖形數(shù)據(jù)采用關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或面向對象的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；(5)理論研究方面，時空數(shù)據(jù)的處理及其三維或四維GIS仍然是一個研究熱點；(6)為了進行空間數(shù)據(jù)共享和交換，各國都制定了空間數(shù)據(jù)的交換格式；(7)元數(shù)據(jù)(Metadata)的記錄、處理與標準也是GIS技術發(fā)展的一項重要內容；(8)對GIS軟件影響較為深刻的技術還有組件對象模型(COM)，軟件廠商已由原來向用戶提供系統(tǒng)轉為提供對象類型庫或ActiveX控件。
在地理信息系統(tǒng)的發(fā)展過程中，目前已出現(xiàn)了大量的GIS系統(tǒng)專業(yè)開發(fā)工具。從這些專業(yè)開發(fā)工具的組成結構上，可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡GIS等幾個主要類別［6］。
（1） 集成式GIS
集成式GIS指集合各種功能模塊的大型GIS系統(tǒng)軟件包。ESRI公司推出的Arc/Info，Genasys公司的GenaMap, MapInfo 公司的MapInfo，AutoDesk公司的AutoMap，Maptitude[7], MapGIS, MapEngine［8］, TitanGIS等都是集成式的GIS開發(fā)工具。集成式GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢是各項功能已形成獨立的完整系統(tǒng)，提供了強大的數(shù)據(jù)輸入輸出功能、空間分析功能、良好的圖形平臺和可靠性能，缺點是系統(tǒng)復雜、龐大和成本較高，并且難于與其它應用系統(tǒng)集成。
（2） 模塊化GIS
模塊化GIS系統(tǒng)是把GIS系統(tǒng)按功能劃分成一系列模塊，運行于統(tǒng)一的基礎環(huán)境中。Intergraph公司的MGE是具有代表性的模塊化GIS系統(tǒng)。模塊化GIS系統(tǒng)具有較強的工程針對性，便于開發(fā)和應用。
（3） 組件式GIS
組件式GIS是隨著近年來計算機軟件技術的發(fā)展而產(chǎn)生的，代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展潮流。組件式GIS具有標準的組件式平臺，各個組件不但可以進行自由、靈活的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標準接口。組件式GIS平臺的核心技術是Microsoft的組件對象模型（Component Object Model，簡稱COM）技術[9]，新一代組件式GIS大都是采用ActiveX控件技術來實現(xiàn)的，如Intergraph 公司推出的Geomedia，ESRI公司推出的MapObjects, MapInfo公司推出的MapX，中科院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心開發(fā)的ActiveMap, 北京靈圖公司開發(fā)的三維虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)VRMap等。這類GIS系統(tǒng)提供的是為完成GIS系統(tǒng)而推出的各種標準ActiveX控件和類型庫（Type Library）,使GIS系統(tǒng)開發(fā)者不必掌握專門的GIS系統(tǒng)開發(fā)語言，只需熟悉基于Windows平臺并且支持ActiveX控件技術的通用集成開發(fā)環(huán)境，了解組件式GIS各個控件（包括對象）的屬性、方法和事件，就可以實現(xiàn)GIS系統(tǒng)。所以，組件式GIS在系統(tǒng)的無縫集成和靈活方面具有優(yōu)勢，從一定意義上講，它代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展方向。
（4） （4）網(wǎng)絡GIS（Web GIS）
進入上世紀90年代后期，信息技術迅猛發(fā)展，新的信息技術層出不窮。隨著電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、Internet三網(wǎng)融合步伐的加快和第二代Internet技術的日趨成熟，Internet正日益成為信息化社會人們聯(lián)系、交流、獲取信息的重要工具。Internet技術改變著世界。戈爾所倡導的“數(shù)字地球”概念引起了人們廣泛的關注，Internet環(huán)境下的空間信息處理技術也愈來愈受到重視，它把多維虛擬現(xiàn)實技術(Virtual Reality)、計算技術、遙感技術(Remote Sensing)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)(Global Position System)、網(wǎng)絡技術等作為主要的技術支撐系統(tǒng)。GIS的網(wǎng)絡化應用趨勢已成為必然。Web GIS 是指基于Internet平臺的地理信息系統(tǒng)，又稱為因特網(wǎng)GIS（Internet GIS）。Internet技術的發(fā)展，使地理信息系統(tǒng)發(fā)生了質的飛躍，對傳統(tǒng)意義上的GIS帶來了極大的沖擊，導致了Web GIS時代的開始。以單機或局域網(wǎng)為操作平臺的工作模式終將被Internet 操作平臺所取代。
利用這種新方法，從WWW的任意一個節(jié)點，Internet的用戶都可以瀏覽到Web GIS站點上的地理數(shù)據(jù)，制作專題圖件，進行空間查詢檢索以及空間分析，地理數(shù)據(jù)的概念已經(jīng)擴展為分布式、超媒體特點的、相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)，使GIS進入千家萬戶。終端用戶可以在任何時候、任何地點共享、使用各GIS服務商或政府機構提供的空間信息、應用服務。通過一個簡單的瀏覽器就可以訪問經(jīng)過復雜的專業(yè)GIS分析產(chǎn)生的簡潔、直觀的結果?？梢越换ナ皆L問動態(tài)更新的地圖網(wǎng)址，在Internet網(wǎng)上完成單機系統(tǒng)常見的各種基于地圖的GIS信息查詢功能。另外，Internet與組件對象模型技術相結合，進一步發(fā)展了基于分布式組件模型的Web GIS。空間數(shù)據(jù)庫供應商在服務器上存儲數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)數(shù)據(jù)元的格式安裝操縱該數(shù)據(jù)的控制，用戶在網(wǎng)上可調用不同的控件和數(shù)據(jù)，在本機或某個服務器上進行分布式組件的動態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，完全實現(xiàn)遠程異構數(shù)據(jù)的共享。
已經(jīng)有一些公司推出了Web GIS，如AutoDesk公司的MapGuide，MapInfo公司的MapInfo ProSever，Intergraph公司的GeoMedia Web Map，ESRI公司的MapObjects Internet Map Sever for AcrView等。已經(jīng)推出的Web GIS是利用現(xiàn)有的GIS軟件通過CGI或者Sever API構造的過渡產(chǎn)品，隨著組件式GIS的發(fā)展和分布式對象Web技術的逐漸成熟，未來的Web GIS將是基于COM/ActiveX或CORBA/Java技術開發(fā)的分布式對象GIS系統(tǒng)。
3 地理信息系統(tǒng)在地質災害研究中的應用進展
目前，國內外利用地理信息系統(tǒng)，主要用于研究國土和城市規(guī)劃、地籍測量、農作物估產(chǎn)、森林動態(tài)監(jiān)測、水土流失、地下水資源管理［4］和礦產(chǎn)資源勘查［10］、潛力評價及開發(fā)［11］等眾多領域。GIS在地質災害研究中的應用大致有以下幾個方面：
(1) 地質災害評價和管理
利用地理信息系統(tǒng)的各種功能，建立地質災害空間信息管理系統(tǒng)[12，13，14]，管理地質災害調查資料，顯示并查詢地質災害的空間分布特征信息，評價地質災害的危害程度，分析地質災害和影響因素之間的關系，提出減輕和防治地質災害的措施，對將來可能發(fā)生的地質災害進行預測［15，16］。戴福初等利用GIS對香港地區(qū)的滑坡災害進行歷史滑坡編錄，分析滑坡的時空分布特征與動態(tài)和靜態(tài)環(huán)境因素之間的相關關系，對滑坡災害風險進行評價和危險區(qū)域劃分［17］。
(2) 地質災害的危險度區(qū)劃評價
由于各種地質因素本身的不確定性，以及地質因素之間相互作用的復雜性，在收集大量的基礎地質環(huán)境資料前提下，利用GIS對這些基礎資料進行有效地處理來提高數(shù)據(jù)的可靠性，通過選取合適的評價預測指標［18］，運用恰當?shù)臄?shù)學分析模型［19，20，21］，對研究區(qū)進行地質災害危險性等級的劃分，從而為地質災害的管理及防治和預警決策提供依據(jù)。
(3) GIS與專家系統(tǒng)的集成應用
GIS與專家系統(tǒng)的集成應用中，GIS所起的作用主要是管理時空數(shù)據(jù)，進行空間分析；專家系統(tǒng)所起的主要作用是利用專家知識和空間目標的事實推理判定災害的危險度［22］。二者的結合將使專家經(jīng)驗得到推廣，減少野外和室內手工作業(yè)工作量，使區(qū)域地質災害的動態(tài)管理成為可能。
4 結語
（1）地理信息系統(tǒng)技術已經(jīng)廣泛滲透到了多種學科領域，從比較簡單的、單一功能的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng)，并向多媒體GIS、智能化、三維、虛擬現(xiàn)實及網(wǎng)絡方向發(fā)展，新興的地理信息系統(tǒng)將運用專家系統(tǒng)知識，進行分析、預報和輔助決策。
（2）地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具，從專業(yè)開發(fā)工具的組成結構上，可以歸納為集成式GIS、模塊化GIS、組件式GIS和網(wǎng)絡GIS等幾個主要類別。其中組件式GIS在系統(tǒng)的無縫集成和靈活方面具有優(yōu)勢，代表了GIS系統(tǒng)的發(fā)展方向。
（3）地理信息系統(tǒng)在地質災害研究中的應用方興未艾，尤其在地質災害評價和管理、地質災害的危險度區(qū)劃評價和GIS與專家系統(tǒng)的集成應用方面進展很快。
論文關鍵詞:水庫庫區(qū) 地質災害 災害治理 噴播植草 防護技術 三峽水利樞紐
論文摘要:針對三峽庫區(qū)地質災害治理的特點,結合實例對噴播植草防護技術的特點、主要功能、方案選擇、施工工序進行介紹,并對其效果及經(jīng)濟、社會效益進行評價。
1 概 述
巖土邊坡工程改變了自然邊坡現(xiàn)狀,會對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成不利影響,在環(huán)境保護要求嚴格的今天,邊坡工程增加生態(tài)環(huán)境保護的內容是非常重要甚至是強制性的。其中邊坡植被防護作為巖土工程生態(tài)環(huán)境保護的重要部分,在國內得到了廣泛的應用,并取得了良好的效果,且開始逐漸取代傳統(tǒng)的圬工護坡。邊坡植被防護工程主要有以下幾類技術:①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④噴播植草;⑤植生帶;⑥綠化網(wǎng);⑦土工網(wǎng)墊等。
本文將結合三峽庫區(qū)地質災害治理工程的經(jīng)驗,重點論述噴播植草防護技術在庫區(qū)地質災害治理工程中的應用。
2 噴播植草防護技術的特點
噴播植草是利用液態(tài)播種原理,將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑和色素等按一定比例配水混合攪勻,通過機械加壓后噴射到邊坡坡面的防護技術。由于其施工簡單、速度快,造價低且草籽成活率高,在國內外獲得了廣泛的應用。
3 噴播植草防護邊坡的主要功能
噴播植草作為邊坡防護措施,將極大地改善工程建設的生態(tài)環(huán)境,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。主要功能是對巖土邊坡淺表層進行防護,通過對淺表層邊坡的加固從而達到防止雨水沖刷、控制水土流失、保持邊坡穩(wěn)定的作用。
3.1 邊坡加固作用
(1)深根的錨固作用。植物的垂直根系穿過坡體填土,錨固到深處較穩(wěn)定的土層上,能起到錨桿的作用。喬本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深處有明顯的土壤加強作用。
(2)淺根的加筋作用。植物根系在土中錯綜盤結,使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料,穩(wěn)定邊坡表層土體,起到護坡的作用。
3.2 植被的水文效應
(1)降低坡體孔隙水壓力。植物通過吸收和蒸發(fā)邊坡土體內的水分,降低土體內的孔隙水壓力,從而提高了土體的抗剪強度,有利于邊坡土體穩(wěn)定。
(2)控制土壤侵蝕、保持水土。降雨是坡面沖刷的重要原因,降雨時植草對邊坡有明顯的保護作用,能有效降低地表徑流的流速,從而抑制面蝕及溝蝕,減小邊坡土體的流失。
3.3 改善和美化環(huán)境
植草可使被破壞的環(huán)境逐步恢復,并能促進有機物的降解,凈化空氣;植草形成的綠化帶,與周邊環(huán)境更協(xié)調,與自然更接近,起到改善和美化環(huán)境的作用。
4 三峽庫區(qū)地質災害治理工程特點及要求
(1)三峽庫區(qū)在蓄水及運行過程中水位變化頻繁,水位變幅大;
(2)受當?shù)氐匦蔚刭|條件限制,沿江地質災害治理區(qū)域大多土質貧瘠,有機質含量低;
(3)采用噴播植草防護的邊坡坡比為1∶2~1∶
3.5,坡度能滿足噴播植草的要求,無需采用網(wǎng)墊等其他額外加固措施;
(4)施工工期短,時間要求嚴格;
(5)要求邊坡盡快形成抗沖刷能力;
(6)工程位于城鎮(zhèn),對景觀、綠化要求高;
(7)成坪后不需要專門的養(yǎng)護,形成穩(wěn)定生物群落并自然生長;
(8)邊坡面積較大,應盡量降低成本,節(jié)約投資。
5 符合庫區(qū)災害治理工程特點的噴播方案針對庫區(qū)災害治理工程特點及要求,采用了以下的噴播方案。
(1)選用在三峽庫區(qū)能廣泛生長的草種。采用豆科和喬本科草種混播,提高耐貧瘠能力。根據(jù)庫區(qū)地質災害治理工程的特點及當?shù)氐臍夂驐l件,采用以小冠花為主,以中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿等為輔的4種草種混播。
草種以小冠花為主是因為小冠花具有以下特點:①生長年限長,其壽命可達50 a以上;②根系發(fā)達,持久性強;③覆蓋速度快,覆蓋度大,每株當年覆蓋面積平均0.7~0.9 m2;④綠色期長,枯草期短,在南方為四季常綠草種;⑤耐貧瘠、耐寒、耐高溫、高抗病蟲害;⑥水土保持效果顯著;⑦對不同氣候及土壤的適應性強。
由于小冠花耐水性較差,在水位變幅區(qū)降低小冠花草種的比例,相應增加其他輔助草種比例,以提高植草的耐水性。
(2)增加黏合劑、木質纖維素、保水劑、復合肥等噴播材料用量,并覆蓋無紡布,使草籽在噴播后立即在土壤表面形成較強的抗沖刷能力。三峽庫區(qū)地質災害治理工程較多采用土石方回填,邊坡為碎石土質邊坡,為確保草籽在初期能順利成活并生長,增加了黏合劑、木質纖維素的用量以確保草籽在邊坡上可穩(wěn)定附著;增加保水劑、復合肥的用量以確保草籽在生長初期的養(yǎng)分及水分的充足供應。
(3)采用多草種混播,提高耐水性、增強抗病、抗蟲害能力,有利于形成穩(wěn)定的生物群落。
(4)在滿足要求的前提下,優(yōu)化配方,降低成本。
(5)在邊坡滿足噴播植草要求后立即施工,邊坡清理與噴播植草同時進行,清理一塊噴一塊,力求在最短時間內完成,滿足工期的要求。
6 噴播施工
6.1 施工所需設備、材料及人員組成
(1)噴播機:容器容量為50加侖;
(2)草籽:為中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿、小冠花4種混播;
(3)添加劑:黏合劑、飽水劑、木質纖維素、復合肥;
(4)無紡布;
(5)便攜式汽油泵及連接汽油泵與噴播機容器的水管;
(6)施工人員組成:清理邊坡2人,噴播技工4人。
6.2 噴播工序及技術要求
噴播工序為:清理并平整邊坡混合草籽并噴播鋪蓋無紡布養(yǎng)護。其中清理并平整邊坡、混合草籽并噴播、鋪蓋無紡布3道工序可同時交叉進行,以縮短工期。
各工序技術要求如下。
(1)清理并平整邊坡。在防護范圍內要清除雜物,并對邊坡進行平整,使邊坡達到噴播的要求。根據(jù)噴播機噴播面積對坡面進行劃分并做好標記,防止混噴及漏噴。
(2)混合草籽并噴播。將草籽及添加劑按一定比例配置好,依次加入并混合攪拌30 min,然后均勻噴至坡面,為保證噴播均勻,在坡面上先噴2/3的混合液,余下部分重新加滿水后復噴一次至附著均勻即可。
(3)鋪蓋無紡布。覆蓋無紡布是對噴播植草的初期養(yǎng)護,在草籽未萌發(fā)前可起到防沖刷、保水、保溫的作用。無紡布應采用鐵絲或竹釘固定,四邊用土壓好,防止風吹開。
(4)養(yǎng)護。在草籽萌發(fā)前期,應根據(jù)土壤濕度的變化多澆水,保證種子萌發(fā)所需水分,在種子發(fā)芽后,根據(jù)發(fā)芽情況適當澆水至其自然生長,形成穩(wěn)定的生物群落。至此,養(yǎng)護工作基本完成,只需定期清除雜草即可。
7 工程效果及經(jīng)濟、社會效益
(1)由于施工機械化程度高,邊坡的噴播植草可迅速完成,從而大大降低成本,僅為圬工護坡的10%~20%。
(2)噴播植草所用附加材料大多數(shù)為易分解材料,對環(huán)境無污染;且植草邊坡與周圍環(huán)境相融合,能美化城鎮(zhèn)景觀。這是傳統(tǒng)圬工護坡所不及的。
(3)噴播植草在坡面平整后即可進行,且多種工序可混合一次完成,施工簡便、速度快、勞動強度低,所需施工人員較傳統(tǒng)的圬工護坡大大降低。
(4)噴播植草在施工后3~5 d即可陸續(xù)發(fā)芽,在良好的保濕條件下,兩周植被覆蓋率可達90%以上,植株高可達5~15 cm,在極短的時間內形成較穩(wěn)定的生物群落,大大提高了邊坡的穩(wěn)定性,確保施工工期,且后期維護工作量小。
綜上所述,噴播植草是一種經(jīng)濟有效的邊坡防護方法,在堤防工程、塌岸防護工程、滑坡治理工程等的淺表層邊坡防護中都有廣闊的應用前景。
論文關鍵詞:地質災害 災害成因 災害治理
論文摘要:通過水文地質分析和理論計算,揭示了青山河地質災害的內在和外部成因,總結治理的經(jīng)驗教訓,提出了最佳治理方案,經(jīng)過實施,遏制了地質災害的危害程度,為地質災害治理作了成功的探索。
青山河位于銅綠山礦南露天西側,由南向北流入大冶湖,流域匯水面積7~8 km2,主要接受大氣降雨補給,為間歇性小溪,最大瞬間洪水流量為6.44 m3/s,最高洪峰水位為23. 13 m。該河中下游距南露天礦采場約50 m,屬喀斯特地貌, 1980年代開始產(chǎn)生沉陷、塌坑現(xiàn)象。
隨著南露天開采境界增大,深度加深及周邊抽取地下水,特別是進入20世紀末,周邊小井采掘深度越來越深,每年汛期,洪水決堤、漫壩,從塌坑灌入溶巖,造成采礦的極大隱患。銅綠山礦及當?shù)卣畬υ摵舆M行了長達20多年的治理,但由于對地質災害規(guī)律的認識和研究不夠,不能從根本上遏制災害的發(fā)生。
進入21世紀,礦里組織技術人員作了大量地質勘察工作,研究塌陷規(guī)律,總結歷年來的經(jīng)驗教訓。2003年財政部、國土資源部青山河地質災害治理批準列為礦山地質環(huán)境治理項目(財建【2003】530號),礦山配合投入相當資金,為探究更有效遏制和治理青山河地質災害創(chuàng)造了條件。
1 地質災害的成因
1.1 工程地質及水文地質
青山河及礦區(qū)地層為三疊系大冶群的灰?guī)r和白云質灰?guī)r。巖漿巖為燕山早期第三次巖漿侵入形成的石英閃長巖。巖漿巖除環(huán)繞大理巖殘留體外還沿層間斷裂帶侵入與大理巖發(fā)生接觸。接觸帶為斷裂活動持續(xù)疊加的部位,進一步發(fā)育為接觸破碎帶。青山河中下游長約1000 m區(qū)域的喀斯特地質構造與礦區(qū)破碎大理巖相連,是礦區(qū)巖溶的補給源。區(qū)域內5~10 m厚表層土下為較破碎碳酸鹽巖體,主要由大冶群第5, 6, 7個巖性段的大理巖組成。
第5巖性段(T. dy5)巖石呈黃-褐黃,略帶色,層面縫合線較稀疏,膠結構較緊密,性脆而堅硬。
第6巖性段(T. dy6)層面縫構成,膠結緊密,性較脆而堅硬。
第7巖性段(T. dy7)層理較閉合,膠結緊密,性脆且堅硬。
青山河礦區(qū)大理巖巖溶裂隙含水量的分布范圍與-500 m標高以上的大理巖殘留體相一致。含水巖自風化帶以下的深度至少超過200 m,與大理巖風化破碎的發(fā)育深度相一致,沿接觸帶與圍巖裂隙含水層無嚴格分界線。
青山河靠近南露天流域,巖溶發(fā)育,以巖溶裂隙為主的地下水與西南邊坡相連為徑流通道,在洪水期,南露天坑涌水量突然增大,涌水量達168 m3/h,壓力0. 01~0. 06MPa。
1.2 地質災害的成因及演化
青山河地質災害有其發(fā)生、發(fā)展、形成的過程,是其深刻的內部原因及特殊的外部條件共同作用的結果。
1. 2. 1 流域巖溶裂隙水流的滲流及塌陷機理青山河巖溶區(qū)域地表層5~10 m沖積土層,下為較破碎大理巖,從工程勘探資料可看出,有一定數(shù)量的大小溶洞分布且與南露天相連。區(qū)域近似地構成了多孔介質中變形場、滲流場、溫度場以及多場耦合作用的模型。假設土層和巖層為飽和與準飽和的多孔介質,固體顆粒不可壓縮,水是可壓縮的,滲流服從達西定律,熱質在固、液介質中傳導,對流為主。
3場全耦合模型的控制方程由考慮滲流與熱應力影響的靜力平衡方程;考慮巖體骨架位移與溫度影響在內的可壓縮流體的滲流連續(xù)性方程;以及熱傳導、對流及熱、液、固耦合的能量守恒方程構成。應用奧地利巖石工程軟件FINAL進行有限元分析。土層、巖層的參數(shù)及邊介條件分別見表1、表2。
分析結果表明,在3場耦合的作用下,水分遷移、固體顆粒運動而引起不均勻沉降,沉降點在域中心段比邊界多25%,沉降量中間為16. 9 mm,兩邊為12. 9 mm,水頭呈梯度降低。根據(jù)水文地質資料進行理論計算,證明了以下事實:
(1)青山河巖溶區(qū)域因采礦尤其是露天采礦使地下水位從地表下1 m降至-20~-90 m,呈漏斗梯度分布;
(2)常年經(jīng)歷干旱—大氣補水—干旱的循環(huán),導致表土層、巖層沉降—有限恢復—再沉降,同時,土體巖體顆粒被滲流場的水不斷地運走,形成溶洞空區(qū),逐漸破壞巖體平衡,形成垮落帶,深部斷裂帶形成后,靠近地表開始形成彎曲帶;
(3)由于區(qū)域巖體為較破碎風化的大理巖,又有地表水滲透,使巖體C、φ值迅速下降,加速垮陷,彎曲帶也成為斷裂垮落帶,誘成地表沉陷、塌陷等地質災害。
1. 2. 2 塌陷區(qū)地質災害的演化
青山河流域原是一派山青水秀的田園景色。20世紀80年代初期,南露天向海平面標高以下剝離日漸加深,南露天西南幫地下涌水逐漸加大。青山河出現(xiàn)小范圍塌陷,主要集中在以公路橋為中心左右約200 m的河床附近,有時出現(xiàn)崩堤。汛期洪水灌入巖溶后,增加了南露天的涌水量。銅綠山礦在河床及塌陷區(qū)采取了一些工程措施,在一定程度上緩解了災害損失。
20世紀90年代中期以后,一方面,周邊小礦井無序開采,形成許多未充填新空區(qū),損壞原有治水設施,大量抽取地下水使地下水位急速下降,加劇地表塌陷程度,擴大塌陷區(qū)范圍;另一方面,流域內許多不規(guī)范的小選廠,隨意在河床筑壩欄水取水,尾砂漿又排入河床,造成河堤破損,河床淤塞,過流量大為減少,汛期洪水決堤、漫壩從塌陷坑流入巖溶,給露天及井下采礦造成極大威脅,不僅嚴重制約礦山正常安全生產(chǎn),而且植被破損,影響環(huán)境保護,還引起復雜的工農關系問題。
2 地質災害治理的探索
2.1 傳統(tǒng)治理的歷程及誤區(qū)
知道塌陷區(qū)與采礦排水的對應關系后,對小范圍的塌陷一般采用簡單的拋石回填,對河堤也是簡單地恢復,對塌陷嚴重的河床采用或石填、或鋼砼、或鋼板直鋪,最后用鋼板河床。結果每年投入巨大,收益甚微,未能有效地解決問題。進入21世紀后,地質災害危害程度呈上升趨勢,主要存在以下誤區(qū):
(1)對塌陷區(qū)危害的嚴重性、長期性認識不足,抱有僥幸心理;
(2)對塌陷區(qū)產(chǎn)生的發(fā)展規(guī)律研究不夠,認為只要回填扎實,將河堤做牢固就一勞永逸;
(3)治理方法單一,沒有綜合性措施;
(4)對亂采亂挖、亂排亂放制止不力。
2.2 治理方法
2. 2. 1 水泥帷幕注漿堵水方法
離南露天西南幫永久性開采境界50~100 m,長約500 m處,布置兩排鉆孔,孔徑DN100,孔深100~200 m,注漿配合比為水∶水泥∶砂=0. 7∶1. 0∶0. 5,水灰比盡量取小值;注漿壓力控制在2. 5~6. 0MPa;每孔水用量為1. 5~8. 0 t。在破碎第5巖性段約150 m長段,孔距由15~20 m改為10 m,注漿水泥改為加入高標號425華新水泥,縮短初凝時間,提高早期強度,同時加入添加物料,改善提高堵水效果。經(jīng)鉆孔取樣,膠結凝固構造面巖石滲流作用明顯減少,露天涌水基本停止,只有少量滲流現(xiàn)象;塌陷區(qū)地下水位明顯回升到10m左右。治理效果較明顯。
2. 2. 2 清理小礦井和充填空區(qū)
1996年后,個體業(yè)主西南有數(shù)個小礦井,無序開采,采礦量逐年增加,采掘深度逐年加深,形成不填充空區(qū)、破壞水泥幕墻防水設施,大量抽排地下水,流域地下水位又降至-45~-100 m,又多次大范圍激活了塌陷地質災害。南露天坑地下涌水增大,曾2次造成淹設備停產(chǎn)事故,洪水漫壩沖毀農田,損失很大。2003年,礦山與地方管理部門達成共識后,對小礦井進行清理,充填空區(qū),對滲透層進行封堵。
2. 2. 3 樁基鋼砼連續(xù)槽式河床及其它治理方法
青山河河段、公路橋100多米長是塌陷重災區(qū)。河床、河堤常常毀壞,是洪水灌入巖溶的重要途徑,也是治理重點。人工砼河床一層又一層, 1990年,甚至采用鋼板焊制人工河床,都不能阻止地質災害發(fā)生。1998年,在公路橋兩側各100 m范圍內,采用樁基鋼砼連接槽式人工河床,樁挖至基巖深1 m內,并對樁基溶洞用砼充填筑實。
鋼砼連續(xù)槽式人工河床設計成連續(xù)箱梁,保證了結構整體強度、剛度和穩(wěn)定性,通過洪水能力大大提高,又不影響發(fā)生塌陷時的回填,大大減少了洪水灌入巖溶。
汛期時,應全面檢查青山河堤完好性、淤塞、塌陷等情況;修整河堤,疏通河道,回填塌陷坑?；靥顣r,先用大塊石料,再鋪設土夾石碾壓,最后用500~1000 m粘土覆蓋并碾壓實。有條件的地方,應植樹恢復植被或復墾。
2. 2. 4 治理成果及遺留的問題
2005年5月,治理項目竣工驗收合格,發(fā)揮了效能,連續(xù)2年南露天減少排水電費約100萬元以上,減少工農賠償費30萬元以上。整個汛期保證了采礦正常生產(chǎn)、安全生產(chǎn),沒有發(fā)生洪水漫壩、塌陷大范圍復活,洪水灌入巖溶的現(xiàn)象。生態(tài)環(huán)境得到了較大改善,基本制止了水土流失狀況,大片農田已復墾耕種,達到了治理的目的。
但是,極少數(shù)個體業(yè)主因利益驅動,仍有偷采、無序開采治理區(qū)地下礦藏,人為破壞地下治水設施現(xiàn)象時有發(fā)生;在治理區(qū)內私自辦小選礦廠,亂排亂放,人為破壞地表治水設施的行為并沒徹底制止;比較系統(tǒng)的檢查監(jiān)測系統(tǒng)尚未建立,如地下水位、水壓、徑流量等數(shù)據(jù)采集等。
3 結 論
(1)青山河塌陷區(qū)的形成是由區(qū)域特定喀斯特地質構造、水文地質、采礦采動與抽取地下水共同作用的結果。地質災害的發(fā)生頻度和危害程度與采動對裂隙破碎滲水帶破壞程度、抽取地下水深度、區(qū)域內河床暢通與完好程度、大氣降雨強度有直接關系。
(2)帷幕注漿,人工河床、河床加固與疏通、塌陷區(qū)回填夯實、植被恢復,地下采空區(qū)充填與裂隙封堵等工程措施綜合運用,從根本上遏制了地質災害發(fā)生的頻度,降低危害程度。同時,應加強對塌陷區(qū)的管理,強化日常監(jiān)督檢查,處罰人為破壞違法違紀行為。
(3)建立塌陷區(qū)科學檢測和預報制度。塌陷區(qū)內按水壓、水位梯度設置檢測井,定期或不定期檢測數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)異常應進一步分析和研究,加之對塌陷區(qū)域地物地貌異常現(xiàn)象分析,作出科學而準確的預報,及時采取技術、管理和工程措施,消除或減輕地質災害損失。
(4)只要該區(qū)域繼續(xù)采礦、大量抽取地下水,青山河塌陷區(qū)復活的可能性依然存在。因此,青山河地質災害的預防、預報和治理將是一項長期、艱苦的而有意義的挑戰(zhàn)。
一、前言
作為世界著名的山地河流峽谷風景名勝區(qū),長江三峽歷來所具有的景觀品質包括四方面的內容:“一是高山峽谷;二是急流險灘;三是層巒迭嶂,植被豐富;四是豐富的人文景觀和動人的民間傳說”。盡管隨著三峽大壩的修建,三峽景觀品質中的急流險灘已不復存在,但代之而起的高峽平湖卻產(chǎn)生了一種新的景觀效果。因此,長江的三峽聞名遐邇并未因三峽大壩的修建有所減弱,相反卻因它同時又是世界上最大的人工水利工程而更加聲名遠揚。但作為中國最繁忙的水上交通要道,長江三峽同時又是地質災害多發(fā)的地區(qū)。長江三峽大壩蓄水發(fā)電以來,由于庫區(qū)水位升高而產(chǎn)生的水力侵蝕作用和每年實行的“蓄清排混”出現(xiàn)消落帶而產(chǎn)生的地質影響,三峽庫區(qū)原本存在的地質災害隱患得到了加倍的關注與治理。為了確保安全,國家對三峽庫區(qū)的地質災害治理予以了高度重視,撥款對其進行了專項治理,專家學者們對三峽工程進行了充分論證,并對從宜昌到重慶的長江兩岸約600公里河岸的危巖滑坡地段進行了全面的調查,施工隊伍對重點地區(qū)進行了工程治理。
二、三峽庫區(qū)地質災害治理中存在的問題
從1990年至2005年,地礦部、水利部、三建委、國土資源部等,撥出專項資金對三峽地質災害問題開展了專項研究,先后進行了《長江三峽工程庫岸穩(wěn)定性研究》、《長江三峽工程庫區(qū)淹沒處理及移民安置崩滑體處理總體規(guī)劃報告》等數(shù)十項相關問題的專題研究。其中《長江三峽工程庫岸穩(wěn)定性研究》共查獲體積大于10萬立方米的崩塌滑坡404處,總體積29.36億立方米,查獲泥石流溝90條,并對其中26個重大崩滑體進行了詳細勘查,對庫區(qū)查獲的崩滑體進行了穩(wěn)定性評價和預測分析,劃分了不穩(wěn)定庫段;《長江三峽工程庫區(qū)淹沒處理及移民安置崩滑體處理總體規(guī)劃報告》,共查獲175米以下崩滑體1302處(含原地礦部“七五”查獲的崩滑體),總體積33.34億立方米,對規(guī)劃為工程防治的有30個崩滑體;國土資源部完成了三峽庫區(qū)的20個縣(市、區(qū))地質災害調查,查出了庫區(qū)20個縣(市、區(qū))所轄范圍內(包括三峽庫區(qū))地質災害點5384處,以滑坡、崩塌、泥石流為主,其中滑坡3891處,崩塌(含危巖)617處,不穩(wěn)定斜坡668處,泥石流溝85處,地面塌陷88處,地裂縫33條;完成了庫區(qū)19個縣(區(qū))地質災害調查,建立19個縣級監(jiān)測站,初步建成群測群防監(jiān)測預報網(wǎng);完成了三峽地區(qū)地質災害風險區(qū)劃;建成了長江三峽庫區(qū)地質災害監(jiān)測預報示范區(qū)……進入20世紀90年代以來,國家先后投入巨資對三峽地質災害進行了治理。
盡管三峽地質災害治理工作對解決庫區(qū)地質災害,確保人民生命安全和交通安全起到了不容質疑的積極作用,但目前的地質災害治理卻存在著諸多問題,有的地方未達到治理效果,有的地方治理效果不明顯,而更多的情況是,在治理過程中,人們忽略了對當?shù)刈匀痪坝^與人文景觀的保護與建設,對當?shù)氐淖匀痪坝^和人文景觀造成了某種程度的破壞,使三峽的景觀品質大受影響,正在削弱對游人的吸引力。根據(jù)本文所涉及的內容,下面對三峽地質災害治理中對景觀造成的影響或破壞作一個分述。
1.三峽庫區(qū)地質災害治理對人文景觀產(chǎn)生的不利影響
奉節(jié)縣城在長江邊上,地處長江三峽入口。此地不僅有舉世聞名的白帝城,還有頗富神韻的奉節(jié)古城,其景觀主要是通過前清時的舊城墻體來體現(xiàn)的。20世紀60年代以后,奉節(jié)縣城陸續(xù)興修了許多火柴盒似的新式建筑,但由于古城墻還在,因此,從長江上過往的游人,還能從奉節(jié)城墻、伊斗門等景觀點上感受到這座古城的歷史文脈(受江水冬夏落差的影響,從長江江面上望去,奉節(jié)老縣城的古老城墻,冬季可看到三級,夏天漲水時,可看到一階)。新城規(guī)劃興建后,奉節(jié)形成了順著長江一字排開的城區(qū)格局,由于縣城整體上仍建在不穩(wěn)定的"地質博物院"上,存在著地質欠穩(wěn)定的狀況,為確保建筑穩(wěn)固安全,奉節(jié)縣城沿江修建了許多擋墻、堡坎,這些擋墻、堡坎既無工程美學意義,又無人文景觀價值意義,從某種角度說,極似一塊一塊的補丁嵌在了奉節(jié)新城的長江邊岸上,嚴重地破壞原有的景觀效果。
2.三峽庫區(qū)地質災害治理對自然景觀的破壞性影響
鏈子崖危巖體防治工程對穩(wěn)定該地段的地質安全、治理滑坡、崩塌等地質災害方面,的確起到了十分明顯的作用。從1995年開始,由國家地礦部牽頭,苦戰(zhàn)4年,投資近億,專鎖危巖。經(jīng)過6年的跟蹤監(jiān)測表明,危巖趨于穩(wěn)定。在施工技術方面,研究了多種方案,抓住危害性最大的臨江226×104立方米的危巖體,針對其變形破壞的主要因素,采用了諸多工程措施,如:對底部煤層采空區(qū)做混凝土承重阻滑工程(鍵),以防止上部危巖體進一步不均勻沉降變形和滑動;對上覆陡崖危巖體和順層蠕滑體,進行預應力錨索加固,其中陡崖部位錨固,采用1000kN、2000 kN、3000kN三種量級的錨索,上小下大,上防傾倒,下防滑移;對控制層間滑動的軟弱夾層,進行混凝土回填加固;對整個陡崖斜坡,進行掛網(wǎng)錨噴;對較大裂縫設置防雨蓋板;對雷劈石滑坡進行地表排水處理;對猴子嶺斜坡做防沖攔石工程,以防T0一T6、T7等縫段陡崖崩石入江危害航運。根據(jù)變形監(jiān)測資料,變形量大部逐漸變小,有的先出現(xiàn)與長期蠕變方向相反的微量變形后再趨于穩(wěn)定。為掌握崩滑體變形動態(tài),指導防治工程施工,檢驗防治工程效果,鏈子崖危巖體防治工程還布設了較為完整的三維變形監(jiān)測體系,基本上實現(xiàn)了自動化監(jiān)測和計算機數(shù)據(jù)處理。
然而,在采取穩(wěn)定危巖地段的同時,工程技術人員卻較少考慮景觀因素,使巫峽鏈子巖地段出現(xiàn)了許多鉚樁、防滑樁、大面積混凝土噴鉚形成的灰白坡面,與周圍環(huán)境很不協(xié)調,給三峽的自然景觀帶來不利的影響。為了改變這種狀況,人們不得不又投入巨資營造景觀。
白帝城邊坡處置存在這樣的問題更為嚴重。為了解決高達30米的消落帶對白帝城邊坡的侵蝕,防止這一地質條件不佳的山體出現(xiàn)滑坡,有關部門沿坡體建起了混凝土框架格,以保護坡體。但每到夏季“排混”之時,水體下落,就使整個邊坡灰白色的混凝土骨架和黃色的泥土暴露無遺,從自然景觀角度言,這類防護工程與山體上部郁郁蔥蔥的綠色樹林形成鮮明的反差,從人文景觀角度言,防護工程與樹叢掩蔽中的粉墻黛瓦古建筑極不協(xié)調,使白帝城景觀遭到破壞。
萬州太白巖公園地處萬州城區(qū)的頂端,該園是當?shù)氐娘L景名勝區(qū),古樹繁茂,林木蔭翳,但卻是一個危巖地質地段。其巖體腳下,就是盤繞城區(qū)的城市道路和人煙稠密的萬州城區(qū),如果發(fā)生垮塌,其損失必然很大。為了城區(qū)的安全,有關方面對其先后進行了兩期危巖治理,盡管考慮了其風景區(qū)的景觀要素,但由于種種原因,其治理效果在某些方面也不令人滿意。特別是鉚固巖體的工程措施,使許多巖體出現(xiàn)了腫皰似的混凝土“鉚釘”,有礙觀瞻。還有一些山巖加固工程,基本上未考慮當?shù)匦蝿菖c環(huán)境,硬性的矗上一根或數(shù)根水泥混凝土立柱,從某種意義上說,這類地質災害治理,確實破壞了風景名勝區(qū)景觀,使風景名勝古跡變成了建筑工地。
三、推動三峽風景名勝區(qū)地質災害治理過程中的景觀保護與建設
就一般地質災害的治理而言,其目的是十分單純的,那就是確保安全,防止或延緩地質災害的發(fā)生。但對于風景名勝區(qū)而言,地質災害的治理應有更深一層的目的,那就是不僅要防止或延緩災害的發(fā)生,同時,在治理過程中,還應盡量減少對自然景觀與人文景觀的破壞,甚至在某些情況下,防止自然或人文景觀受到破壞,是地質災害治理的目的本身。因為風景名勝區(qū)的景觀品質,是其所以為風景區(qū)的根本,它決定著景區(qū)對游客的吸引力,關系著旅游區(qū)的人流、物流和信息流、資金流,決定著景區(qū)經(jīng)濟與文化的可持續(xù)發(fā)展,是旅游景區(qū)的“生命線”,從這個意義上說,保護景區(qū)與保護當?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)具有同等重要的地位。世界許多發(fā)達國家的做法告訴我們,地質災害的治理,在許多情況下,其目的就是保護自然景觀或人文景觀。
1.創(chuàng)新觀念,實現(xiàn)三峽地質災害的治理與景觀保護和建設的有機結合
實現(xiàn)三峽風景名勝區(qū)中地質災害的治理與景觀保護和建設的有機結合,首先必須在思想觀念上有所突破,即:在三峽風景名勝區(qū)的地質災害治理中,既把防止地質災害的發(fā)生視為地質災害的防止工作的目的,同時又將其視為一種對自然和文化遺產(chǎn)的保護與建設。所謂保護,是指在治理地質災害的過程中,不僅應將地質災害發(fā)生段當作治理對象,同時還要將其當作保護對象,這種保護,不僅包括該地質段的外形與地貌,同時還應包括該地質段的色彩、植被,以及與周圍環(huán)境的呼應關系。所謂建設,具有兩方面的內涵:一是指在進行地質災害治理過程中,當不可避免會發(fā)生地質景觀段的破壞時,在治理思路上就應考慮通過某種工程措施、生態(tài)手段和藝術手法,在外觀上興建起能較好地遮掩治理中產(chǎn)生的工程痕跡;二是指通過生態(tài)手段或藝術的手法,從景觀的外形到其色彩上,建設起一種“仿自然”、“近自然”景觀,或者建設起一種“類原生自然景觀”、“近原人文景觀”,將災害治理時產(chǎn)生的工程痕跡減少到最低限度。
2.長江三峽地質災害的治理中的自然與人文景觀保護和建設
如何通過具體的方法,在三峽地質災害的治理中將自然與人文景觀的保護和建設有機結合起來呢?筆者認為,在當前的技術條件和資金狀況來講,可從以下幾個方面來進行。
(1)注重與環(huán)境協(xié)調的地質災害治理
這類地質災害的治理強調的是對自然與人文景觀的保護。因此在治理的時候必須綜合考慮災害點的地理環(huán)境(從地形、地質、地貌而言)、自然環(huán)境(從生態(tài)植被而言)、歷史文脈特色(從人文景觀與歷史傳說而言),必須將災害治理點作為整個三峽大環(huán)境的一部分來思考,并將其融入其中。在實際建設施工過程中,要使災害治理點與周圍景觀環(huán)境協(xié)調,可采用以下處理方法。
第一,削弱式。這種地質災害治理方式,強調的是對地質災害治理點對周圍景觀環(huán)境破壞的削弱,也就是說,除了必須完成地質災害治理需要達到的安全效果之外,在景觀的保護上,體現(xiàn)的是治理工程本身與周圍環(huán)境的基本相融,使人們在不經(jīng)意間,難以查覺地質災害治理工程本身的存在。這就要求在進行地質災害治理的時候,在材料的選擇上,應取與周圍環(huán)境色彩相類的材質,在地質災害治理工程的外形上,要與周圍的地形地貌相近,在綠化植物喬、灌、草的種植上,要選用與周圍環(huán)境相同或類同的植物物種。例如,在對危巖的治理上,為了防止危巖從懸崖上掉下來,施工人員往往通過給危巖鉆鉚的方式來加固的危巖,這就會使巖石上出現(xiàn)混凝土釘帽,留下較重的工程痕跡,如果在色彩上采用與本巖體相類的混凝土,在造型上將這種釘帽制作成與本體巖相近的狀態(tài),使其成為如自然狀態(tài)的不規(guī)則多面體人工塑石,就可以達到削弱工程痕跡的目的,使人難以發(fā)現(xiàn)這種工程的施工痕跡。
第二,融合式。這種地質災害治理方式,不掩飾災害治理工程點本身的存在,但同時卻并不強調地質災害治理點的存在,它要實現(xiàn)的目的是使地質災害治理點與周圍的人文景觀或自然景觀有機的融合起來,形成地質災害治理點與周圍環(huán)境相互呼應,相互依存,產(chǎn)生互動生輝的景觀效果。例如,如果對鏈子崖地質災害治理時,采用融合式治理,將防滑樁和擋墻在色彩上處理成與周圍景觀相類的色彩,在造型上也建成與周圍山體、巖體、崖體相仿的不規(guī)則多面體,就可以補救原治理對景觀造成的破壞,產(chǎn)生工程治理景觀與周圍環(huán)境景觀互相融合的景觀效果,使游人難以從中發(fā)現(xiàn)地質治理給景觀帶來的破壞。
2.注重地質災害點治理景觀建設
這種地質災害的治理強調的是對景觀的建設,即,通過地質災害的治理,使災害治理點成為景觀的一部分,在原景觀的基礎上建設出新的景觀,但這種景觀給人帶來的視覺與感受效果只是原景觀基礎上自然延伸或進一步豐富的部分,而非生硬的插入。其主要方式為強勢景觀建設法和人文優(yōu)化建設法。
強勢景觀建設法。所謂強勢景觀建設并非資金投入的強勢,也非景觀色彩與造型的強勢,而是一種景觀建設質量的強勢,即:通過這種景觀建設,使地質災害治理能與當?shù)鼐坝^的特質結合起來,從而成為與當?shù)鼐坝^自然生成、有機結合之一部分。強勢景觀建設法的特點,決定了在進行其地質災害治理和景觀建設時,設計與建設者必須研究此種地質災害治理與景觀建設的主體趨向是什么?如果強調的是自然景觀,則必須從當?shù)刈匀痪坝^的特質出發(fā),考慮其自然景觀的諸多要素進行強勢景觀設計與建設,如果強調的是人文景觀,則必須從當?shù)貧v史文脈的展示出發(fā),溯流追源,發(fā)掘人文要素,進行強勢景觀的設計與建設。以奉節(jié)新縣城臨長江邊的諸多邊坡為例,由于當?shù)夭o天然的自然景觀,千百年來,人們對這一地帶的開發(fā)強度很大,已形成了其特有的人文景觀,因新城的建設,片面強調其現(xiàn)代化,因此,古城風韻已蕩然無存,為了在一定程度上反映其歷史文脈,強勢景觀建設法無疑只能以當?shù)貧v史文脈的展示為景觀建設的出發(fā)點,實行因勢造景,在進行擋墻建設時,不僅要穩(wěn)固邊坡,而且還應通過邊坡的景觀建設來美化其古城的人文風韻,并適當增大綠色植被,達到既美化景觀又改善生態(tài)環(huán)境的雙重效果。針對這些邊坡大都是高邊坡的特點,首先,在邊坡的第一層面,修建3至5米高左右的奉節(jié)古城墻;然后,在第二層面,興建緊接城墻之上的、具有川東品味與特征的吊腳樓;最高處是移民搬遷過程中興建的現(xiàn)代建筑。三個層面的景觀建設,穿越三個時代,城墻喻示古代,吊腳樓表表徵近代,方盒式建筑展示的是城市的現(xiàn)代風格。于是古城風韻,盡在此景觀建設之中。在三個層面的相接處,可種植色彩淡雅的綠色景觀植物,從景觀角度言,可從視覺上分隔三個層面,從生態(tài)角度言,可通過這些植被的種植,固化邊坡、調節(jié)氣候。
人文景觀凸顯法。人文景觀凸顯法是針對歷史文化景區(qū)在地質災害治理過程中存在的景觀破壞而提出的一種彌補性景觀建設方法。它也是通過景觀建設中歷史文脈的凸顯,來削弱工程治理的工程痕跡、強化景觀所在地歷史人文景觀的一種方法。在進行人文景觀凸顯建設時,無論景觀設計、材料選擇或者圖案展示,都必須充分考慮景觀點所在地的內涵特質,并以此為據(jù),進行景觀的建設與創(chuàng)作。正如蕭默先生所言:“文化的表層是物,即人類一切勞動包括藝術勞動的物化形態(tài);中層是心物結合,體現(xiàn)為各種規(guī)范制度、法律法式或法則以及藝術創(chuàng)作方法等;深層的即心,即屬于這一文化整體的社會群體心態(tài),包括群體的倫理思想、思維方式、價值觀念、民族性格、宗教感受情、審美趣味,它離物較遠,卻是在精神的物化過程中決定物的根本?！比宋木坝^點作為建筑藝術的一部分,當屬文化的表層“物”與文化的深層“心”的有機統(tǒng)一,其景觀特點與要素首先表現(xiàn)在“精神的物化過程中決定物的根本”上,使人在對此景觀的欣賞中,感悟到這一景觀點所展示出的當?shù)貧v史文脈、民風民俗、審美情趣、心理情感等。
按這樣的思路來進行奉節(jié)白帝城邊坡的景觀再建,在設計上就須考慮三個方面的因素:一是人文景觀的設計,應體現(xiàn)白帝城的歷史文脈;二是白帝城邊坡地形的特點;三是有利于這個邊坡的地質安全,也就是說作為藝術建筑的景觀建設不能影響邊坡的穩(wěn)固,相反,這個景觀建設不僅能給人帶來美感和文化享受,而且從工程本身來講是有助于工程的安全與穩(wěn)定的。此景觀之所以定名“白帝凌空”,是基于白帝城的歷史文脈,據(jù)史書記載,西漢末年,公孫述占蜀為王,筑城自衛(wèi),因城中一井常冒白氣,猶如白龍飛升,公孫述借此稱白帝,改稱名為白帝城。而“白帝凌空”的景觀,就從歷史文脈的角度反映了這一風景名勝區(qū)的人文意義。在原交叉的混凝土框架結構下,鑲嵌進輕質蜂孔裝飾磚,從結構的安全角度分析,在一定程度上有利于保護治理工程,減少江水對邊坡侵蝕,增強其穩(wěn)固性;從生態(tài)角度分析,具有減小噪聲的效果。在圖案景觀方面,騰空飛升的白龍與祥云相依,具有典型的中國傳統(tǒng)文化意象,配之以白帝城城墻、綠化植被,與緊聯(lián)一體的白帝山和遠處聳峙的夔門呼應,從而產(chǎn)生了特有的人文與自然景觀觀魅力,使歷史記載與傳說中躍然邊坡景觀之上,不僅削減了工程對景觀點的坡壞,而且形成了新的景觀點。夏秋旅游旺季,難道不能給南來北往的三峽游客以強烈的吸引力?因此,這樣的景觀建設,不僅具有景觀意義,同時也具有三峽文化意義,必將給人們留下?lián)]之不去的深刻印象。
摘 要：該建設項目位于平壩縣城南面，目的是為了預防和避免該擬建項目在施工過程中和建成后引發(fā)、加劇以及遭受地質災害的危害，保障擬建項目安全，開展擬建項目的地質災害危險性評估。分析該建設場地的地質環(huán)境，結合工程特點對場地地質災害危險性進行預測評估，相關研究結論對于該建設場地開展地質災害防治工作提供科學依據(jù)。
關鍵詞：建設用地 地質災害 危險性評估
1 工程概況
該建設項目位于平壩縣城南面，規(guī)劃用地1705.12m2，建筑占地面積964.3m2，為一棟4-5層建筑，無地下室，總建筑面積3525.37m2。本次研究在認真收集了評估區(qū)有關地質環(huán)境條件和地質災害資料的基礎上，進行了實地調查，初步查明了評估區(qū)地形地貌特征、地層結構、巖土類型、水文地質特征、不良物理地質現(xiàn)象及人為工程活動特征等地質環(huán)境條件。
2 評估范圍與級別的確定
2.1 評估范圍
根據(jù)該擬建項目占地范圍，對建設中可能產(chǎn)生地質災害的影響范圍和外圍地質災害可能對該工程本身產(chǎn)生危害的影響范圍，結合擬建工程特征及周邊地質環(huán)境條件，確定自征地邊界適當外沿。由此所圈定的范圍為評估范圍，其面積約為0.004km2。
2.2 評估級別的確定
根據(jù)《建設項目重要性分類表》，擬建平壩縣司法局業(yè)務用房建設項目屬一般建設項目。評估區(qū)地形平坦，地貌類型單一，地層巖性、地質構造簡單，水文地質條件較復雜，巖土體工程地質性質較差，破壞地質環(huán)境的人為工程活動強烈。據(jù)此判定評估區(qū)地質環(huán)境條件復雜程度類型為中等復雜。根據(jù)《地質災害危險性評估技術要求（試行）》關于地質災害危險性評估分級的劃分標準，確定該擬建項目地質災害危險性評估級別為三級。
3 地質環(huán)境條件
平壩縣屬北亞熱帶季風濕潤氣候，氣候溫和，年平均氣溫14.1℃，雨量充沛。評估區(qū)位于平壩縣城南面，烏江流域羊昌河水系支流槎頭河上游，評估區(qū)附近地表水體大部分已被城市規(guī)劃建設活動破壞。經(jīng)現(xiàn)場調查，評估區(qū)北面有一面積約500m2水塘，常年積水，該地表水體溢出自北向南流經(jīng)評估區(qū)，調查時流量1.0l/s。
評估區(qū)地貌類型為峰林谷地，評估區(qū)位于平壩寬闊谷地內，地形平坦。最低點位于北面水塘，標高1264.33m。最高點位于場地內，標高1265.10，最大相對高差0.77m。
評估區(qū)內出露地層為第四系（q）和三疊系下統(tǒng)安順組（t1a）：
（1）第四系（q）：主要為第四系殘積層及雜填土，殘積層為黃色、黃褐色粘土夾碎石及黑色淤泥，分布于整個場區(qū)，厚度一般0～5m，結構緊密，呈硬塑—可塑—軟塑—流塑狀。雜填土分布于場地北東面，主要為碎石，厚度0-1m。
（2）三疊系下統(tǒng)安順組（t1a）：隱伏于第四系之下，巖性為薄至中厚層白云巖，區(qū)域厚度200-300m。
查區(qū)域地質資料，評估區(qū)無斷裂構造發(fā)育，下伏基巖為三疊系下統(tǒng)安順組（t1a）薄至中厚層白云巖，地層產(chǎn)狀為300
摘 要：九寨溝是國家級風景名勝區(qū)、世界自然遺產(chǎn)地、國家級自然保護區(qū)、國家級地質公園、國家5a級旅游景區(qū)，九寨溝的地理位置處于四川盆地與青藏高原的交接地區(qū)，由于非常特殊的地質條件等原因，以及劇烈的造山運動造就了規(guī)模宏偉的北西西向、北北東向的活動斷裂帶，正因為其地質條件因素非常奇異，所以在使九寨溝成為人間仙境的同時，也讓九寨溝也成為地質災害多發(fā)區(qū)域。因此九寨溝地質災害的預測和防治，就成為九寨溝景區(qū)內一項迫切和重要的任務。
關鍵詞：九寨溝 地質災害 特征 分析
1 景區(qū)地質構造背景
九寨溝景區(qū)的大地構造區(qū)域地質背景（如圖1）是處于喜、燕、印期的大型造山運動時期，其碳酸鹽巖形成的巖片發(fā)生在志留系至三疊系，有構造形成的褶皺也是形成于志留系至三疊系，至中晚更新世，在景區(qū)的造山作用形成的區(qū)域地質構造背景上，與九寨溝景區(qū)相鄰的地區(qū)的地質構造發(fā)生急劇的抬升，又加上氣候變的越來越冷，于是就在景區(qū)內產(chǎn)生了復式山谷冰川，其規(guī)模在九寨溝的造山歷史上是規(guī)模最大的。角峰、冰斗懸谷都基本形成在九寨溝景區(qū)海拔3500～4000米的高山上；冰川u谷都基本形成在海拔3500m左右以下，三舍驛張家溝、日則溝、黃龍溝、干海子溝、三岔子溝、則查哇等，由于冰川的退縮，在河谷中形成多道較完整的冰磧堤，如九寨溝的長海冰磧堤、熊貓海冰磧堤，形成諾日朗、高瀑布、珍珠灘瀑布的冰磧平臺。此外，斜坡重力流水堆積形成的倒石堆及洪積扇等，在陡峭的山崖下及主溝的交匯部位，疊加在早期的冰磧洼地積水增多，范圍增大，從而提高了這些高山湖泊的觀賞性，鑄就了九寨溝。
到了晚更新世，地殼仍在隆升，冰川規(guī)模相繼減弱，使景區(qū)的地貌形態(tài)垂直分帶性更加明顯，發(fā)育樹枝狀山谷冰川，沿前期形成的u谷往前推進，同時進一步刨蝕和改造前期冰磧地貌，發(fā)育各種冰蝕地貌。冰磧物疊加在早期冰磧物之上，在冰川主溝谷上保留了兩期冰川期形成的遺跡。主要分布于3500～3900米的地區(qū)。在晚更新世早期末，景區(qū)內東西向的斷裂開始活動，使斷裂南盤上升加劇，而北盤隆升相對較弱，強烈的差異升降作用加劇形成了九寨溝的地貌格局，為后期九寨溝景區(qū)內的成景作用創(chuàng)造了條件。到地質時代的晚更新世末期，九寨溝景區(qū)的氣候逐步轉暖，九寨溝的斜坡重力流水作用開始出現(xiàn)，在白水河的河谷，草海的東岸、扎如溝、鏡海，河床的沖積物出現(xiàn)，且比現(xiàn)在略高8-10米。在較陡的u谷及支溝中，崩塌和泥石流作用也隨之出現(xiàn)，由自然災害引起的坡洪積扇及倒石堆把主河道堵斷，高海拔的湖泊也伴隨生成，例如五彩池、下季節(jié)海、五花海等。與此同時，眾多峰叢和溶洞在冰川地區(qū)由于巖溶作用出現(xiàn)，地表風化作用強烈，流水進一步深切河谷，形成景區(qū)溝深谷狹的峽谷地貌。
全新世時期，5000米以上才有雪線形成，以冰川和冰斗等形式為主的現(xiàn)代冰川只在雪寶頂出現(xiàn)。景區(qū)內構造活動時有發(fā)生，各種風化作用如巖溶作用和流水切割作用等進一步加強，改造成型的已有景觀，同時形成新的景觀。而全新世以來的巖性風化作用、流水作用等地表風化作用進一步塑造已有的雛形景觀，使其更形象、更完美，從而形成現(xiàn)今景區(qū)內九寨溝聞名遐邇的曠世美景。
依據(jù)漳臘水準而得出的結論，地殼平均每年抬升9毫米，侵蝕基準面的海拔逐步下降，地面以下的巖溶作用有所強化，高震級地震出現(xiàn)的同時地殼上升，伴隨著倒石堆、崩塌、泥石流、滑坡等地質災害。
2 滑坡（landslide）
九寨溝景區(qū)的河谷地區(qū)容易產(chǎn)生滑坡（landslide）災害，常見于荷葉、樹正、隆康、鏡海、金鈴海、五花海、季節(jié)海、懸泉、長海，常伴隨著巖崩、古泥石流堆積扇、倒石堆和斷層破碎帶產(chǎn)生，基巖滑坡的情況比較少見。根據(jù)針對滑坡地區(qū)地貌的研究，各個大型溝谷谷坡地區(qū)容易出現(xiàn)滑坡，而在溝谷源頭地區(qū)、河流上游古冰磧物存在地區(qū)相對而言滑坡較少。從規(guī)模的角度劃分，中型、小型滑坡比較常見，而大型滑坡相對較少。長海滑坡、隆康滑坡、荷葉滑坡、五花海北端滑坡、諾日朗瀑布的南側滑坡等為主要的滑坡，其分布多與斷裂活動有關，但亦與人類活動有著密切聯(lián)系。
位于諾日朗的滑坡體：在鏡海和諾日朗瀑布右側山坡的三角地區(qū)，屬于基巖的順層型滑坡類型。長50-80米、寬40-60米、高達20米的壟崗出現(xiàn)在溝
谷谷坡之上。后壁的下方有寬8米、長20米的小型平臺，其上可見順層滑動的痕跡。據(jù)查最新一次活動距今180年。
位于五花海的滑坡體：這個沿基巖面運動的松散型滑坡出現(xiàn)在孔雀河的西側谷坡之上。長達350米、底部寬300米、高達260米、約厚20米，滑動的面積達52 500平方米，體積約為105萬立方米。據(jù)查最新一次活動距今180年。
3 崩塌（eboulement）
崩塌（eboulement）是九寨溝景區(qū)內比較多的災害。主要的分布地區(qū)為鷹爪洞溝、隆康、日則溝、懸泉溝、原始森林、長海、園海子、綠海子、則查梁子等。這些地區(qū)的裂隙、節(jié)理明顯，裸巖比較破碎，加上沒有植被的保護，最終形成倒石堆。九寨溝景區(qū)里典型倒石堆有：熊貓海的右側處，倒石堆底部大于70米，高達五十米，其錐面的坡度為38度，在穩(wěn)定性性方面對海子景點和公路棧道造成危害；樹正瀑布景點以上地區(qū)的無名海，倒石堆高達200米、底面大約為150米，其錐面坡達35度，由于公路修建造成其局部錐基腳的活動等。
4 泥石流（debris flow）
泥石流（debris flow）為九寨溝景區(qū)內最為發(fā)育的一種地質災害現(xiàn)象，為一種挾持有大量泥、沙、石塊等的特殊流體。九寨溝的泥石流與冰川地貌有很大的相關性，根據(jù)九寨溝冰川地貌分布的一般特征，大規(guī)模的一次冰川活動，會形成多級終磧堤、側積堤地貌，底冰磧在九寨溝溝谷里鋪墊出地形的骨架，從而造就海子的雛形，在終磧堤前端，由于地形較陡，易被后期冰水、流水的向源侵蝕作用改造成陡坎，形成冰磧平臺，冰磧平臺不易被改造，為后來的層湖疊瀑景觀奠定基礎條件。經(jīng)過多期冰川退縮消融后，加之本區(qū)新構造活動強烈，地殼差異抬升明顯，地震較多，其后的邊坡崩塌、泥石流甚至大樹倒跌等因素使得格檔式的地形不斷發(fā)展。泥石流經(jīng)常在季節(jié)性河谷中出現(xiàn)。從泥石流的形成環(huán)境、規(guī)模、性質等角度劃分為活動性古泥石流、坡面性泥石流和溝谷泥石流三種類型。 4.1 古泥石流（ancient mud flow）
古泥石流（ancient mud flow）是該區(qū)內主要地質災害的遺跡，常見于主溝、支溝交匯地段，因古老泥石流的堆積作用而形成。九寨溝景區(qū)內有16處古泥石流，三角形、扇形及其扇裙是其常態(tài)。一般具有以下特點：沒有分選性，磨圓程度比較差，分層紋理不明顯，僅存在單元結構，一般由泥、砂、礫混亂堆積而形成，隨坡向而發(fā)展。古泥石流的堆積物可能在大量流水進入的情況下再度發(fā)展為泥石流。
4.2 坡面性泥石流（slope debris flow）
坡面性泥石流（slope debris flow）共24處，廣泛存在于永竹段到九寨溝溝口公路的沿線及九寨溝溝谷流域。由于在修建公路的過程中降低了由雜亂的洪積物和松散殘坡積物組成的邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，甚至毀壞了地表的植被而引發(fā)坡面泥石流。沿斜坡下滑的一種粘稠固液混合體是由雨水和松散堆積物而形成的，一般具有形成于雜亂的洪積物和松散堆積物較多的斜坡上，并且在滑坡底部容易引發(fā)次生地質災害。
4.3 活動性溝谷泥石流（active gully mud）
活動性溝谷泥石流（active gully mud）的特點為形成時間較短，突發(fā)性較強，勢力強大，破壞力較強。其發(fā)生時間一般在降雨充沛的雨季和冰雪融化的時候，一般在出現(xiàn)在有水流或者有季節(jié)性水的河谷中，并且多有第四紀雜亂的洪積物和松散堆積物。
下季節(jié)海子的泥石流：位于諾日朗瀑布南方5000米處下季節(jié)海的西岸，在該溝的溝口有面積較大的古老泥石的流堆積扇，而且近期的泥石流活動有比較深的切割作用，因此形成寬9-14米、深4-5米的溝。據(jù)訪查，1976年松平地震波及引起巖崩，并發(fā)生大規(guī)模泥石流。1983-1984年相繼發(fā)生多次。泥石流為粘稠性泥石流，容重2.1-2.2t/m3，沖出石塊最大直徑3m，一般在15-20cm，流量142m3/s。后由于在溝道中修了谷坊壩和排導槽，得到了根本治理。
5 地震災害（earthquake）
景區(qū)里的構造地震比較多。從四川省阿壩州的地震監(jiān)測中心資料（1995年前）分析，九寨溝景區(qū)里發(fā)生大小地震共51處，震級在二級到三級。據(jù)歷史記載以來，大于5級的強震就達7處之多，震源深度在12～15km。1748年5月2日，塔藏、羊峒出現(xiàn)地震4次，造成樹木、房屋倒塌；1960年11月9日，松潘漳臘6.75級地震，震源深度5km，震中烈度九級，受災面積1500km2，造成地裂縫、山體垮塌、滑坡、房屋倒塌；1976年8月16、22、23日，松潘小河相繼發(fā)生7.2、6.7、7.2級三
次地震，震源深度分別為15km、10km、22km，綜合迭加烈度9度、震中烈度8度，波及九寨溝縣、文縣、北川等地，造成日則溝林場住房多處裂隙，寬約20cm以上，觀音巖器皿翻倒、磚石開裂、房屋梭瓦、新修公路垮塌，黃龍煙囪倒塌、園墻裂開、倒塌、山滾石、塌方等。地震災害雖然沒有造成滅頂之災，然而由其造成的裂隙發(fā)育、巖石碎化，地面以下巖溶增強甚至地下管道連接起來，導致地表水轉入地下，終將破壞現(xiàn)在水循環(huán)的系統(tǒng)甚至影響景點景觀。從最近的觀測數(shù)據(jù)分析，接下來的幾年是中國地震的高發(fā)期。特別要注意漳扎鎮(zhèn)因大修土木建筑（賓館、飯店等）而誘導地震的發(fā)生。
6 結論
九寨溝的地理位置處于四川盆地與青藏高原的交接地區(qū)，由于非常特殊的地質條件等原因，以及劇烈的造山運動造就了規(guī)模宏偉的北西西向、北北東向的活動斷裂帶，正因為其地質條件因素非常奇異，所以在使九寨溝成為人間仙境的同時，也讓九寨溝也成為地質災害多發(fā)區(qū)域。常見有滑坡、崩塌、泥石流、地震等四種類型。
因為其復雜的地質背景和氣候特征，九寨溝實質上是處在地質災害多發(fā)地段的脆弱風景名勝區(qū)。所以分析研究該區(qū)地質災害的類型及特征，為地質災害的預測和防治提供科學指導顯得十分必要。
一、引言
眾所周知，地質災害的發(fā)生不僅給人們的生命財產(chǎn)安全造成巨大的損失，還擾亂了人們正常的生產(chǎn)生活秩序，影響國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。然而，地質災害是可防可控的，只要采取正確的防治策略，就能夠將地質災害所帶來的損害降到最低。地質災害評估是對地質災害進行防控的基礎性工作，正確的評估地質災害的類型、危害，并采取有效的防治策略，能夠降低地質災害所帶來的危害。文章探討分析地質災害的評估內容、原則、方法，并提出了地質災害的防治策略。希望能夠引起人們對這一問題的進一步關注，能夠對地質災害評估和防治的實際工作提供借鑒和參考。
二、地質災害的評估原則
地質災害的評估是一項較為復雜的工作，其主要內容包括地質災害的生態(tài)環(huán)境評估、地質災害的風險性評估、地質災害的損失評估。為了達到更好的評估效果，在實際工作中需要以相關的原則為指導，具體包括以下幾項。
1、從全局出發(fā)原則。為了最大限度的發(fā)揮評估的作用，在進行評估工作之前，應該從全局出發(fā)，對地質災害評估工作進行統(tǒng)籌規(guī)劃和合理安排，嚴格遵守相關的規(guī)范，做好評估的每一項工作，使評估工作發(fā)揮最大的作用。
2、突出重點原則。在評估的實際工作中，應該全面考慮相關因素，分清楚地質災害的重點區(qū)域和非重點區(qū)域，對于重點區(qū)域應該加強評估工作，全面掌握該地區(qū)的地質信息，提高評估工作的科學性和合理性，為正確的采取防治策略提供合理依據(jù)，更好的發(fā)揮評估工作的作用。
3、注重科技創(chuàng)新原則。地質災害的評估離不開科學技術的運用，所以，在評估過程中，應該重視對各種科學技術的運用，以提高評估工作的效率，促進評估工作更好的發(fā)展。對于地質災害頻發(fā)區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域，要進行深入的研究，加大力度，全面掌握這些地區(qū)的地質信息。同時，為了促進地質災害評估的進一步發(fā)展，必須重視科技創(chuàng)新，建立完善的創(chuàng)新體系，以更好的促進地質災害評估的發(fā)展，提高評估工作的效率。
三、地質災害的評估方法
1、調查野外地質環(huán)境。這是進行評估最基礎性的工作，主要內容包括地形、地貌、構造、水文地質條件、工程地質條件、環(huán)境條件等的調查。在進行野外調查的時候，一定要認真仔細，不能遺漏任何可能導致地質災害發(fā)生的疑點。同時，野外地質環(huán)境調查也要結合當?shù)氐纳a(chǎn)特點進行，有針對性、有層次的進行調查。例如，評估地區(qū)如果要建住宅小區(qū)，應該將重點放在工程地質條件上，重點調查該地區(qū)是否有危害工程建設的不良地質條件，例如，是否存在軟弱夾層，是否存在溶洞，降落柱等不良地質問題。此外，還要評估周圍的地形地貌，重點在地形高差和能形成不良地質作用的地貌類型上。又如，如果評估地區(qū)將要修建公路或鐵路，那么重點工作應該放在線路兩側一定區(qū)域內的地形地貌、工程地質、水文條件上面，對其進行全面仔細的調查。為正確評估地質災害和開展工程建設奠定基礎。
2、收集地質環(huán)境資料。要對地質災害進行全面評估，就得掌握該地區(qū)的地質環(huán)境資料，具體包括地質、地形、水文、氣象、物探、地震、構造等資料。在收集資料的過程中，應該做到盡可能的詳細和全面，并力求準確。同時，對所收集到的資料還應該進行鑒別，提高資料的準確性，確保地質災害的評估質量和評估水平。
3、劃分地質災害類型。野外地質環(huán)境調查完成后，應該對調查所得到的資料進行整理，認真分析，并根據(jù)相關的資料，對地質災害進行正確的分類，確定可能出現(xiàn)的各種災害。在確定地質災害種類的時候，應該綜合考慮多方面因素，對災害種類進行正確的劃分，包括評估區(qū)的地形地貌、地質情況、水文條件、建設規(guī)劃等內容。例如，如果評估區(qū)的高差比較大，采取建設措施的時候容易形成高邊坡，并存在著松散的堆積物，這樣的區(qū)域容易出現(xiàn)滑坡、邊坡滑塌等地質災害。而如果評估區(qū)的地貌比較復雜，溝壑比較多，溝壑的坡面或者溝中存在著松散的堆積物，并且當?shù)氐牡匦胃卟畋容^大，當?shù)氐慕邓容^集中，那么該地區(qū)則比較容易發(fā)生滑坡、泥石流等地質災害。如果評估區(qū)的地勢比較平坦，本身已經(jīng)形成人工深基坑，高邊坡，并且基坑邊坡存在著松散的巖層，那么該區(qū)域容易發(fā)生基坑邊坡滑塌、滑坡等現(xiàn)象?？偠灾?，在類型劃分的時候，應該全面考慮相關因素，以便為地質災害評估和防治策略的采取提供依據(jù)。
4、評估地質災害危害性。確定地質災害的類型之后，正確評估其危害性是選擇恰當防治策略的關鍵內容，因此，一定要正確評估出不同地質災害的危害性。在評估地質災害危害性的時候，要綜合和全面考慮多種因素，包括地質災害發(fā)生的可能性、危害性、發(fā)生時可能給人、財、物帶來的損失等，做到評估適中，既不偏高，也不偏低。如果危害性偏高的話，容易造成地質災害防治工程的浪費，而如果偏低的話，可能會使相應的防治工程安全性不足，達不到應有的防治效果，當?shù)刭|災害發(fā)生的時候，往往會造成更大的損失，不能發(fā)揮相應的防治效果。
四、地質災害的防治策略
當?shù)刭|災害評估工作完成之后，接下來的工作就是根據(jù)具體情況采取恰當?shù)姆乐尾呗?。具體來說，為了更好的防治地質災害，應該采取以下地質災害防治策略。
1、落實相關的地質災害防治原則。當?shù)刭|災害的種類和危害確定之后，接下來的重要工作就是采取恰當?shù)姆乐尾呗裕宰畲笙薅鹊慕档偷刭|災害所帶來的損失。在選擇防治策略的時候，應該堅持安全有效、經(jīng)濟適用、主次有別的原則，并將臨時措施和永久措施結合起來，提高地質災害的防治效果。
2、根據(jù)具體情況采取相應的防治策略。堅持安全有效、經(jīng)濟適用原則，既達到防治地質災害的目的，還保證防治方案的科學合理，盡量降低成本，以提高防治的綜合效益。主次有別是指在采取防治策略的時候，應該綜合考慮地質災害的危害性，危害的大小，應該將主要的財力、物力放在防治危害性大的地質災害上面，不能主次不分。在危害性大的地質災害的防治上面要投入更多的財力，盡量降低其危害性，對于危害性較小的地質災害，應該做到投入適當，避免不必要的損失。此外，還應該將臨時措施和永久措施結合起來，對于需要永久防治的地質災害，應該建立永久防治措施，保證周圍的安全，避免給人們的生命財產(chǎn)安全造成損失。而對于無需永久防治的地質災害，可以采取臨時措施進行防治，這樣既達到保證安全的目的，還能夠實現(xiàn)節(jié)約成本的目的，進而提高地質災害防治的綜合效益。
3、做好其他方面的工作。地質災害防治的基本策略包括預防、監(jiān)測和治理，應該優(yōu)先考慮預防措施，做好各項預防工作，將地質災害帶來的損失降到最低。同時，制定相應的技術規(guī)則，提高評估人員的責任感，提高評估質量，也能夠防治地質災害。
五、結束語
總之，地質災害評估是防治地質災害的基礎性工作，對更好的防治地質災害具有重要的現(xiàn)實意義。今后在實際工作中，我們需要遵循評估原則，按照評估方法，做好評估的每一項工作，并根據(jù)具體情況采取相應的防治策略，盡量降低地質災害帶來的危害，以保障人們正常的生產(chǎn)生活秩序。
摘要：在深入分析地質災害發(fā)育現(xiàn)狀的基礎上，研究了蘭州市地質災害的類型和發(fā)育規(guī)律。蘭州市突發(fā)性地質災害的類型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四種類型。滑坡類型以混合式、中層、小型黃土滑坡為主，崩塌類型以人為黃土崩塌為主。區(qū)內滑坡、崩塌呈帶(片)狀分布，多在特定的巖土體中，集中分布于人為活動強烈的地段，而且分布因地貌而異。蘭卅『市泥石流以小型、溝谷型泥石流為主，其沿河岸呈線狀分布，與人類工程活動相關聯(lián)。地面塌陷屬于開采煤礦、人防工程、采砂洞和回填不當引發(fā)形成的，造成以點狀分布的地面塌陷。
關鍵詞：蘭州市；地質災害；類型；分布規(guī)律
蘭州市地處甘肅省中部，位于隴西黃土高原的西部，是我國地形第一階梯一青藏高原向第二階梯一黃土高原的過渡地區(qū)，是我國地質災害最為嚴重的城市之一。每年因崩塌、滑坡和泥石流等地質災害死亡人數(shù)占各類自然災害死亡人數(shù)的1/4。經(jīng)調查統(tǒng)計，自1949年以來，蘭州市地質災害已造成660多人死亡，累計直接經(jīng)濟損失達7.56億元。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和自然環(huán)境的破壞，蘭州市地質災害發(fā)生的頻度和規(guī)模有逐年增加的趨勢，給境內人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了極大的威脅。2009年5月16日下午，九洲開發(fā)區(qū)石峽口小區(qū)發(fā)生山體滑坡，崩塌的2萬余方黃土將小區(qū)內4號樓2個單元的樓體全部摧毀，30余戶居民受災，8人被埋壓，除成功救援生還1人外，其余7人遇難。因此，深入研究和加強地質災害防治工作已成為促進經(jīng)濟建設和維護社會安定的迫切任務。
國內學者在蘭州市地質災害的調查、研究方面已經(jīng)做了大量有效的工作，尤其是近年來，在蘭州市各級國土資源行政管理部門的參與配合下，開展完成了全市各縣區(qū)地質災害調查與區(qū)劃、地質災害群測群防工作，結合城市建設進行了境內十余處地質災害防治工程的勘查和設計工作。本文在深入分析地質災害發(fā)育現(xiàn)狀的基礎上，研究蘭州市地質災害的類型和發(fā)育規(guī)律，以對蘭州市科學防治地質災害起到指導作用。
1、地質災害概況
蘭州市突發(fā)性地質災害的類型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四種類型。據(jù)調查統(tǒng)計，全市現(xiàn)有地質災害隱患點達754處，其中滑坡181處、崩塌102處、不穩(wěn)定斜坡236處、泥石流溝218處、地面塌陷17處(圖1)。由此可見，蘭州市的地質災害以斜坡變形破壞為主。即以崩塌、滑坡災害占主導地位，其次是泥石流災害，也與崩塌、滑坡的關系較為密切。
在地域分布上，在蘭州市所轄的8個縣區(qū)中，永登縣的地質災害數(shù)量位居首位，這主要與該縣大面積的黃土丘陵區(qū)分散居住的村莊一致，小規(guī)模的崩塌、滑坡為主；城關區(qū)、七里河區(qū)的地質災害數(shù)量也較高，這與脆弱的地質環(huán)境條件以及強烈的人類工程活動密切相關；相對于地質環(huán)境條件簡單、人類工程活動一般的皋蘭縣而言，地質災害相對發(fā)育程度較低。
2、滑坡、崩塌災害類型及其分布規(guī)律
2.1 滑坡、崩塌類型
2.1.1 滑坡類型
蘭州市滑坡分布面廣，密度高，規(guī)模較大，活動性強，各類滑坡的數(shù)量和所占比例統(tǒng)計見圖2。從圖中可以看出，蘭州市的滑坡在物質組成上以黃土滑坡為主，在力學性質上以混合式為主，牽引式滑坡次之，在滑面埋深上以中層滑坡為主，在滑體規(guī)模上以小型為主。下面以滑坡物質組成分類為主，對區(qū)內滑坡進行分別闡述。
①黃土滑坡。黃土滑坡，其滑坡體主要由各類成因的黃土及次生黃土組成。主要分布于蘭州市南、北部河谷ⅳ級階地前緣(圖3)及各溝谷臺地前緣和黃土丘陵區(qū)。
該類滑坡平面形態(tài)多呈半橢圓形或簸箕狀，規(guī)模一般較小，滑坡體滑動面較陡，多呈規(guī)則的圓弧形?；瑒用嫱挥邳S土層內或者位于黃土與下伏基巖的接觸面。其中部、后部由黃土的垂直節(jié)理演化而成?；潞蟊诟卟顟沂?，小者僅數(shù)米，大者超過15 m，滑坡規(guī)模以小型為主，多以淺層滑坡居多。
②黃土一紅層滑坡。黃土一紅層滑坡，其滑體由各種成因的黃土和古近系、新近系砂礫巖、砂巖、泥巖共同組成。主要分布于蘭州市城關區(qū)皋蘭山、西固南山和西柳溝以西地帶，多為切層滑坡，主要發(fā)育在具有高陡臨空面的斜坡地段，平面上呈舌形或半圓形，其形態(tài)較為完整，具有“圈椅狀”地形和雙溝同源現(xiàn)象，并保留有滑坡平臺。滑動面多為較陡的弧形?；乱?guī)模以巨型、大型為主，并以深層滑坡居多。
③堆積層滑坡。堆積層滑坡，其滑坡體由各種成因的殘積、坡積物組成。主要形成于基巖出露地帶。該區(qū)域山體坡度較陡，殘坡積物厚度較小，一般2－5 m，若遇大雨或暴雨，堆積層即可突然發(fā)生滑動，滑坡前兆特征不明顯。該類滑坡規(guī)模較小，多為淺層滑坡。如發(fā)育于老狼溝老滑坡體上的三號滑坡系滑坡堆積體的再次滑動。
④基巖滑坡?；鶐r滑坡，其滑坡體由較堅硬的層狀、層塊狀巖石組成。主要分布于蘭州市基巖分布地帶，大多發(fā)生在古近系砂礫巖、砂巖和前新近系地層?；峦植荚谛逼屡R空條件好，沖溝發(fā)育，地形陡峻的地段?；乱?guī)模較大，主要分布于皋蘭山南部、八盤峽西南側、阿干鎮(zhèn)、窯街一帶。
2.1.2 崩塌類型
蘭州市崩塌共有78處，按物質組成分為黃土崩塌和基巖崩塌，兩者分別為66和12處；按動力成因分為自然崩塌和人為崩塌，分別為21處和57處；按運動形式分為傾倒式崩塌和滑移式崩塌，分別為58和20處。下面以崩塌物質組成分類為主，對區(qū)內崩塌進行分別闡述。
①黃土崩塌。黃土崩塌主要發(fā)生于河谷階地前緣及黃土丘陵區(qū)的高陡斜坡地帶。黃土崩塌的起始運動形式為傾倒式或滑移式。蘭州市高陡斜坡坡腳往往有人居住，一旦崩塌發(fā)生，便造成嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，如八里鎮(zhèn)陸家臺潛在崩塌(圖4)。
②基巖崩塌?；鶐r崩塌主要分布于蘭州市基巖出露的南北兩山紅層出露地帶和基巖出露的青白石東部，白塔山至砂井驛、七里河區(qū)、西固區(qū)南部山區(qū)、紅古區(qū)窯街一帶，如阿郎公路崩塌、紅古崖崩塌及享堂峽潛在崩塌等(圖5)。
區(qū)內基巖構造節(jié)理和卸荷裂隙非常發(fā)育，在外動力作用和不合理人類工程活動的影響下，巖體在中下部被剪斷，發(fā)生傾倒式崩塌，其最初的運動形式多為滑移式，如享堂峽崩塌。部分崩塌發(fā)育在人煙稀少的基巖山區(qū)，成災幾率較低，但大量的崩塌體堆放于溝道及山坡，為泥石流的形成提供了豐富的松散固體物質，威脅溝道下游及溝口城鎮(zhèn)、村莊、廠礦、重要交通干線及市政工程設施等的生命和財產(chǎn)安全。
2.2 滑坡、崩塌分布規(guī)律
①滑坡、崩塌呈帶(片)狀分布。蘭州市滑坡、崩塌分布呈帶、成片分布，主要集中分布于伏龍坪、皋蘭山北側山坡、靖遠路的王寶寶城、五一山、徐家坪、阿干鎮(zhèn)、徐家灣、扎馬臺、達家臺、八盤峽兩岸、享堂峽和七山地區(qū)。如皋蘭山滑坡群、五一山滑坡群、伏龍坪滑坡群、華林坪滑坡群、阿干鎮(zhèn)滑坡群、窯街滑坡群等。
②滑坡、崩塌體在特定的巖土體中分布。蘭州市崩塌、 滑坡主要發(fā)育在黃土狀粉土、新近系砂泥巖、砂礫巖地層中，其它地層中較為少見。在本次調查的崩塌、滑坡主要分布于上述地層中，皋蘭山群變質巖地區(qū)分布較少，主要為風化的殘坡積層形成的滑坡，數(shù)量很少，約占滑坡數(shù)量的2％。
③集中分布于人為活動強烈的地段。蘭州市各類地質災害均與人類活動密切相關，尤其是滑坡、崩塌及不穩(wěn)定斜坡的分布呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性。經(jīng)調查分析，蘭州市城區(qū)及城鄉(xiāng)結合部，削坡建房活動極為強烈，該區(qū)由于削坡、排水等人為因素引發(fā)的滑坡、崩塌密集；另外蘭州市中南部西果園、達川、青白石一帶由于人類采砂及阿干鎮(zhèn)、窯街采煤塌陷區(qū)引發(fā)的山體滑坡極為強烈。
④滑坡、崩塌的分布因地貌而異。地形地貌是滑坡、崩塌發(fā)育形成的決定性因素之一。如果地形平坦寬闊，即使其它因素存在，滑坡崩塌災害也不會發(fā)生，但如地形陡峭、破碎，溝壑密度大，滑坡崩塌則容易產(chǎn)生。斜坡坡度和坡高是滑坡、崩塌產(chǎn)生的基本條件。據(jù)調查資料分析統(tǒng)計，斜坡坡度在30°左右，坡高在100－200 m，容易產(chǎn)生滑坡災害。另外黃土斜坡上大量發(fā)育的串珠狀落水洞、陷穴等黃土溶蝕地貌，有利于降水人滲，增加坡體自重，降低抗滑力，引發(fā)滑坡崩塌發(fā)生。
3、泥石流類型及分布規(guī)律
3.1 泥石流類型
泥石流是蘭州市最為發(fā)育的地質災害類型之一，共發(fā)育218條泥石流溝。泥石流按物質組成分為泥流和泥石流，以泥石流為主，達139條；按流域形態(tài)分為溝谷型和山坡型，以溝谷型為主，達168條；按規(guī)模劃分為巨型、大型、中型和小型，以小型為主，共108條，其次為中型，為86條。下面以泥石流物質組成分類為主，對區(qū)內泥石流進行分別闡述。
3.1.1 泥流
泥流是一種含有大量泥沙的洪流，其固體物質主要由0.05 mm以下的黏粒和粉粒組成，偶夾石塊和圓礫，其含量一般不超過固體物質總量的10％。
蘭州市地處隴西黃土高原，黃土廣泛分布，重力侵蝕及面蝕作用較強，地形切割較強，泥流較為發(fā)育，主要分布于蘭州市中北部及東南部的黃土丘陵區(qū)，這些區(qū)域植被稀疏，泥流災害較為發(fā)育。各泥流溝橫斷面多呈“v”字型，溝谷平面形態(tài)多呈扇狀或長條狀，泥流規(guī)模為中型和小型。按泥石流易發(fā)程度分，分為以中、低易發(fā)居多，溝口洪積扇相對不發(fā)育，主要以下切為主，危害方式主要為沖蝕和淤埋。
3.1.2 泥石流
泥石流主要分布于蘭州市中部的南北兩山基巖出露地帶，如雷壇河、城關區(qū)的青白石東部、白塔山至砂井驛(圖6)、西固、紅古區(qū)的大部分地段。各溝谷橫斷面多呈“v”字型，流域平面形態(tài)多呈長條狀或樹冠狀。泥石流規(guī)模以中型和小型為主，巨、大型次之。泥石流暴發(fā)頻率約每年2－3次至幾十年1次。泥石流以沖毀危害為主，淤埋危害次之。泥石流固體物質主要來源于溝岸崩塌、滑坡、溝道松散堆積物及開礦、采石等人類工程活動形成的棄土廢渣。泥石流搬運巨石的能力較強，巨石粒徑一般1－4 m，最大粒經(jīng)可達6 m。區(qū)內泥石流以溝谷型為主，易發(fā)程度以中易發(fā)為主。
3.2 泥石流的分布規(guī)律
蘭州市泥石流的分布受區(qū)域地質構造、地層巖性、地形地貌、人類工程活動等因素的制約，顯示出以下的分布規(guī)律。
3.2.1 泥石流沿河岸呈線狀分布
蘭州市處于黃河及其支流湟水河、雷壇河流域內，泥石流沿黃河及其支流呈線狀分布，沿南部分布有陽洼溝、黃峪溝、大金溝、元托冒溝等30多條泥石流，類型以泥流為主，泥石流次之；沿北部分布有大砂溝、咸水溝和西峽口溝等50多條泥石流溝，以泥流為主，泥石流次之。其次在雷壇河上游兩岸泥石流呈帶狀分布，尤其是阿干鎮(zhèn)一帶的發(fā)育密度達到3條/km，類型以泥石流為主。另外在湟水河北岸和大通河兩側也分布有泥石流溝道。
經(jīng)統(tǒng)計，蘭州市周邊地質災害隱患點分布密集，使整個蘭州市處于地質災害包圍之中，在市區(qū)內匯水面積大于0.3km2的252條溝道中，有94條溝道就是災害較嚴重的泥石流溝道，每2－5年就會暴發(fā)一次規(guī)模較大的泥石流災害，若降雨量充沛每年甚至發(fā)生數(shù)次。近40年來，蘭州市泥石流累計帶來的泥沙約有數(shù)百萬噸，平均每年沖積到市區(qū)內的泥沙就有數(shù)萬噸。
3.2.2 泥石流分布與人類工程活動相關聯(lián)
蘭州市城區(qū)建設、修建公路、采煤、采砂、采石等人類活動日趨活躍，在建設活動中的棄土、廢渣直堆積于溝道中，遇大雨或暴雨，促發(fā)泥石流暴發(fā)。區(qū)內表現(xiàn)明顯的主要有兩個區(qū)域，其一是阿干鎮(zhèn)一帶采煤造成地面沉陷，滑坡、崩塌頻發(fā)，加劇了該區(qū)的泥石流；另外在修建蘭臨高速公路的過程中造成了大量的棄土，給西果園溝增加了充分的固體物質。在修建柳忠高速公路和土地開發(fā)利用中，大量棄土堵塞大浪溝，引發(fā)泥石流，造成嚴重的經(jīng)濟損失。如發(fā)生在2006年6月16日臨晨3點的老虎溝泥石流，就是一次典型的人類工程活動引發(fā)的泥石流災害。當時，位于老虎溝溝道內的煤炭北山林場蓄水池決開一個大口，400多m3的水瞬時沿溝道下瀉，推動溝道內的泥沙，形成泥石流。由于排導渠被堵塞，泥石流未能及時排泄到黃河中，致使大量的泥沙堆積在北濱河路上。
4、地面塌陷類型及分布規(guī)律
地面塌陷屬于開采煤礦、人防工程、采砂洞和回填不當引發(fā)形成的。造成以點狀分布的地面塌陷，如東崗街道小街住宅區(qū)、范家灣、咬家溝等3處地面塌陷均屬于人防工程在地下水、地表水作用下，引發(fā)形成的地面塌陷，其暴發(fā)周期不明顯，但是最近幾年，暴發(fā)頻率有增加趨勢。而煤礦礦區(qū)地面塌陷則與采礦強度、回填力度等有直接關系。
境內窯街煤礦、阿干鎮(zhèn)煤礦是歷史采礦和計劃經(jīng)濟時期建立的老礦業(yè)基地，歷史上的亂采亂挖、無序開采及建國后的大規(guī)模開采，使礦區(qū)地質生態(tài)環(huán)境被嚴重破壞，引發(fā)了一系列嚴重的地質環(huán)境問題。如窯街煤礦已經(jīng)大面積采空造成地表嚴重沉陷，已形成長1780m、寬1050m、面積達1.76 km2的橢圓狀沉陷區(qū)，大部分地段整體塌陷幅度達5－20 m，地表裂縫縱橫交錯，陷坑、陷槽大量分布，山體嚴重破碎，同時塌陷造成區(qū)內4個村4000多間房屋不同程度開裂變形，大部分房屋已成為危房而不能居住，一些企事業(yè)單位因此而被迫拆遷。阿干礦區(qū)陷坑、裂縫也不斷發(fā)展，滑坡、崩塌不斷形成，加之大量堆積的棄土、渣石，為溝谷泥石流的形成創(chuàng)造了條件，同時大量泥沙的輸入，造成礦區(qū)段雷壇河10余km河床不斷淤高，其淤積速率每年達0.1－0.25 m，阿干鎮(zhèn)防洪堤高已由六十年代4.0－4.5m降低至目前不足2.0m，而大量泥沙向下游推移，不斷淤積下游河床，不僅使礦山存在嚴重的泥石流災害隱患，也加大了雷壇河泥石流暴發(fā)頻率，對其下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)、公路、農用設施及蘭州市七里河區(qū)部分城區(qū)構成嚴重危害、威脅；礦區(qū)陷坑、裂縫不斷發(fā)展，2005年2月18日新增塌陷面積1025 m2，使185戶200多間房屋受到影響，變形開裂。地面塌陷也成為煤礦企業(yè)與當?shù)卣?、群眾的矛盾焦點，沖突不為發(fā)生。
另外，早期采砂、開挖窯洞、防空洞等隱蔽工程、工程遺留物分布地帶，規(guī)模均屬于小型，最大不足0.1 km2。
5、結 論
①蘭州市突發(fā)性地質災害的類型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四種類型。
②蘭州市的滑坡在物質組成上以黃土滑坡為主，在力學性質上以混合式為主，牽引式滑坡次之，在滑面埋深上以中層滑坡為主，在滑體規(guī)模上以小型為主。蘭州市崩塌按物質組成分以黃土崩塌為主，按動力成因以人為崩塌為主，按運動形式以傾倒式崩塌為主。區(qū)內滑坡、崩塌呈帶(片)狀分布，多在特定的巖土體中，集中分布于人為活動強烈的地段，而且分布因地貌而異。
③蘭州市泥石流按物質組成以泥石流為主，按流域形態(tài)分以溝谷型為主，按規(guī)模以小型為主。泥石流沿河岸呈線狀分布，分布與人類工程活動相關聯(lián)。
④蘭州市地面塌陷屬于開采煤礦、人防工程、采砂洞和回填不當引發(fā)形成的，造成以點狀分布的地面塌陷。而煤礦礦區(qū)地面塌陷則與采礦強度、回填力度等有直接關系。
論文 關鍵詞:水庫庫區(qū) 地質災害 災害治理 噴播植草 防護技術 三峽水利樞紐
論文摘要:針對三峽庫區(qū)地質災害治理的特點,結合實例對噴播植草防護技術的特點、主要功能、方案選擇、施工工序進行介紹,并對其效果及 經(jīng)濟 、社會效益進行評價。
1 概 述
巖土邊坡工程改變了 自然 邊坡現(xiàn)狀,會對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成不利影響,在環(huán)境保護要求嚴格的今天,邊坡工程增加生態(tài)環(huán)境保護的內容是非常重要甚至是強制性的。其中邊坡植被防護作為巖土工程生態(tài)環(huán)境保護的重要部分,在國內得到了廣泛的應用,并取得了良好的效果,且開始逐漸取代傳統(tǒng)的圬工護坡。邊坡植被防護工程主要有以下幾類技術:①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④噴播植草;⑤植生帶;⑥綠化網(wǎng);⑦土工網(wǎng)墊等。
本文將結合三峽庫區(qū)地質災害治理工程的經(jīng)驗,重點論述噴播植草防護技術在庫區(qū)地質災害治理工程中的應用。
2 噴播植草防護技術的特點
噴播植草是利用液態(tài)播種原理,將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑和色素等按一定比例配水混合攪勻,通過機械加壓后噴射到邊坡坡面的防護技術。由于其施工簡單、速度快,造價低且草籽成活率高,在國內外獲得了廣泛的應用。
3 噴播植草防護邊坡的主要功能
噴播植草作為邊坡防護措施,將極大地改善工程建設的生態(tài)環(huán)境,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。主要功能是對巖土邊坡淺表層進行防護,通過對淺表層邊坡的加固從而達到防止雨水沖刷、控制水土流失、保持邊坡穩(wěn)定的作用。
3.1 邊坡加固作用
(1)深根的錨固作用。植物的垂直根系穿過坡體填土,錨固到深處較穩(wěn)定的土層上,能起到錨桿的作用。喬本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深處有明顯的土壤加強作用。
(2)淺根的加筋作用。植物根系在土中錯綜盤結,使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料,穩(wěn)定邊坡表層土體,起到護坡的作用。
3.2 植被的水文效應
(1)降低坡體孔隙水壓力。植物通過吸收和蒸發(fā)邊坡土體內的水分,降低土體內的孔隙水壓力,從而提高了土體的抗剪強度,有利于邊坡土體穩(wěn)定。
(2)控制土壤侵蝕、保持水土。降雨是坡面沖刷的重要原因,降雨時植草對邊坡有明顯的保護作用,能有效降低地表徑流的流速,從而抑制面蝕及溝蝕,減小邊坡土體的流失。
3.3 改善和美化環(huán)境
植草可使被破壞的環(huán)境逐步恢復,并能促進有機物的降解,凈化空氣;植草形成的綠化帶,與周邊環(huán)境更協(xié)調,與自然更接近,起到改善和美化環(huán)境的作用。
4 三峽庫區(qū)地質災害治理工程特點及要求
(1)三峽庫區(qū)在蓄水及運行過程中水位變化頻繁,水位變幅大;
(2)受當?shù)氐匦蔚刭|條件限制,沿江地質災害治理區(qū)域大多土質貧瘠,有機質含量低;
(3)采用噴播植草防護的邊坡坡比為1∶2~1∶
3.5,坡度能滿足噴播植草的要求,無需采用網(wǎng)墊等其他額外加固措施;
(4)施工工期短,時間要求嚴格;
(5)要求邊坡盡快形成抗沖刷能力;
(6)工程位于城鎮(zhèn),對景觀、綠化要求高;
(7)成坪后不需要專門的養(yǎng)護,形成穩(wěn)定生物群落并自然生長;
(8)邊坡面積較大,應盡量降低成本,節(jié)約投資。
5 符合庫區(qū)災害治理工程特點的噴播方案針對庫區(qū)災害治理工程特點及要求,采用了以下的噴播方案。
(1)選用在三峽庫區(qū)能廣泛生長的草種。采用豆科和喬本科草種混播,提高耐貧瘠能力。根據(jù)庫區(qū)地質災害治理工程的特點及當?shù)氐臍夂驐l件,采用以小冠花為主,以中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿等為輔的4種草種混播。
草種以小冠花為主是因為小冠花具有以下特點:①生長年限長,其壽命可達50 a以上;②根系發(fā)達,持久性強;③覆蓋速度快,覆蓋度大,每株當年覆蓋面積平均0.7~0.9 m2;④綠色期長,枯草期短,在南方為四季常綠草種;⑤耐貧瘠、耐寒、耐高溫、高抗病蟲害;⑥水土保持效果顯著;⑦對不同氣候及土壤的適應性強。
由于小冠花耐水性較差,在水位變幅區(qū)降低小冠花草種的比例,相應增加其他輔助草種比例,以提高植草的耐水性。
(2)增加黏合劑、木質纖維素、保水劑、復合肥等噴播材料用量,并覆蓋無紡布,使草籽在噴播后立即在土壤表面形成較強的抗沖刷能力。三峽庫區(qū)地質災害治理工程較多采用土石方回填,邊坡為碎石土質邊坡,為確保草籽在初期能順利成活并生長,增加了黏合劑、木質纖維素的用量以確保草籽在邊坡上可穩(wěn)定附著;增加保水劑、復合肥的用量以確保草籽在生長初期的養(yǎng)分及水分的充足供應。
(3)采用多草種混播,提高耐水性、增強抗病、抗蟲害能力,有利于形成穩(wěn)定的生物群落。
(4)在滿足要求的前提下,優(yōu)化配方,降低成本。
(5)在邊坡滿足噴播植草要求后立即施工,邊坡清理與噴播植草同時進行,清理一塊噴一塊,力求在最短時間內完成,滿足工期的要求。
6 噴播施工
6.1 施工所需設備、材料及人員組成
(1)噴播機:容器容量為50加侖;
(2)草籽:為中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿、小冠花4種混播;
(3)添加劑:黏合劑、飽水劑、木質纖維素、復合肥;
(4)無紡布;
(5)便攜式汽油泵及連接汽油泵與噴播機容器的水管;
(6)施工人員組成:清理邊坡2人,噴播技工4人。
6.2 噴播工序及技術要求
噴播工序為:清理并平整邊坡混合草籽并噴播鋪蓋無紡布養(yǎng)護。其中清理并平整邊坡、混合草籽并噴播、鋪蓋無紡布3道工序可同時交叉進行,以縮短工期。
各工序技術要求如下。
(1)清理并平整邊坡。在防護范圍內要清除雜物,并對邊坡進行平整,使邊坡達到噴播的要求。根據(jù)噴播機噴播面積對坡面進行劃分并做好標記,防止混噴及漏噴。
(2)混合草籽并噴播。將草籽及添加劑按一定比例配置好,依次加入并混合攪拌30 min,然后均勻噴至坡面,為保證噴播均勻,在坡面上先噴2/3的混合液,余下部分重新加滿水后復噴一次至附著均勻即可。
(3)鋪蓋無紡布。覆蓋無紡布是對噴播植草的初期養(yǎng)護,在草籽未萌發(fā)前可起到防沖刷、保水、保溫的作用。無紡布應采用鐵絲或竹釘固定,四邊用土壓好,防止風吹開。
(4)養(yǎng)護。在草籽萌發(fā)前期,應根據(jù)土壤濕度的變化多澆水,保證種子萌發(fā)所需水分,在種子發(fā)芽后,根據(jù)發(fā)芽情況適當澆水至其 自然 生長,形成穩(wěn)定的生物群落。至此,養(yǎng)護工作基本完成,只需定期清除雜草即可。
7 工程效果及 經(jīng)濟 、社會效益
(1)由于施工機械化程度高,邊坡的噴播植草可迅速完成,從而大大降低成本,僅為圬工護坡的10%~20%。
(2)噴播植草所用附加材料大多數(shù)為易分解材料,對環(huán)境無污染;且植草邊坡與周圍環(huán)境相融合,能美化城鎮(zhèn)景觀。這是傳統(tǒng)圬工護坡所不及的。
(3)噴播植草在坡面平整后即可進行,且多種工序可混合一次完成,施工簡便、速度快、勞動強度低,所需施工人員較傳統(tǒng)的圬工護坡大大降低。
(4)噴播植草在施工后3~5 d即可陸續(xù)發(fā)芽,在良好的保濕條件下,兩周植被覆蓋率可達90%以上,植株高可達5~15 cm,在極短的時間內形成較穩(wěn)定的生物群落,大大提高了邊坡的穩(wěn)定性,確保施工工期,且后期維護工作量小。
綜上所述,噴播植草是一種經(jīng)濟有效的邊坡防護方法,在堤防工程、塌岸防護工程、滑坡治理工程等的淺表層邊坡防護中都有廣闊的應用前景。
1針對煤礦地質災害危害與類型的研究
1.1針對煤礦地質災害危害的研究
煤礦地質災害的危害主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是煤礦區(qū)采空區(qū)的上方出現(xiàn)地面塌陷或沉陷，極有可能造成地面裂縫、房屋倒塌、公路與橋梁斷裂、地面的建筑物出現(xiàn)斑裂，不僅不利于土地資源的可再生使用，而且造成嚴重的人員傷亡與經(jīng)濟損失；二是由于煤系地層的破壞，大量地下水深入到礦井內部，這些礦井水中含有大量巖粉、煤粉等，經(jīng)過水解與氧化等反應處理，礦井水具有較高的酸性，這種類型的礦井水滲入到地下水中，不僅對地下水造成嚴重污染，而且影響礦區(qū)居民的生活飲用水的安全。
1.2針對煤礦地質災害類型的研究
煤礦地質災害的類型包括：泥石流、瓦斯突出、地面沉陷、地面塌陷、滑坡、突水、礦山水土流失等，這些地質災害的發(fā)生不僅影響著煤礦生產(chǎn)活動的進展，而且嚴重危害著礦山群眾的正常生活。
2針對煤炭地質災害的特征研究
煤炭地質災害的特征主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是將物探方法應用到煤礦地質災害的勘查中，主要利用地下介質層的密度、電性、彈性、放射性等一系列物性差異對地質災害的發(fā)生機理進行研究，對于沒有開發(fā)的煤層，地層一般呈現(xiàn)出完整性與成層性，在小區(qū)域中同一個地層的電性差異較小，且頂?shù)装迮c煤層的巖性差異為穩(wěn)定波阻抗界面，其彈性波的反射條件較好；二是對于被開發(fā)的煤層，其煤層在空間中的連續(xù)性被突破，當采空區(qū)被空氣與坍塌物質填充且地下水含量較少時，采空空間中的電阻率高于圍巖區(qū)，當采空區(qū)被誰與坍塌物質填充時，采空空間中的電阻率低于圍巖區(qū)；三是煤礦采空區(qū)為段系發(fā)育時，有助于氡氣的聚集，因此在采空區(qū)的上方覆蓋層里可以輕松檢測到氡值異常，氡值的不一致，不僅有效反映了地下地質環(huán)境所發(fā)生的變化，而且有效指示煤礦采空區(qū)的塌陷等發(fā)生地質災害的范圍、區(qū)域、強度、性質。
3針對物探方法在煤礦地質災害勘查中的應用研究
物探方法在煤礦地質災害勘查中的應用主要表現(xiàn)在以下四個方面：
首先是瞬變電磁法，即以電磁感應基本原理為基礎的物探方法之一，主要運用接地線源或者不接地回線向著地下發(fā)送一次場，在發(fā)送一次場的間歇階段里科學測量地下介質感應電磁場的電壓伴隨著時間產(chǎn)生的變化，進而根據(jù)感應電磁場的衰減曲線的特點，合理判斷地下地質體的性質、電性、產(chǎn)狀與規(guī)模，進而有效解決采空區(qū)、陷落柱、斷層等一系列地址問題。
二是高密度電法，即直流電阻率法。其依據(jù)是地下介質里的導電性存在差異，通過向地下提供直流電，運用點陣式方法布置電極，采樣觀察與研究電場空間的分布規(guī)律，根據(jù)實際測量的視電阻率的斷面狀況進行處理、計算、分析，進而有效圈閉異常、劃分地層、明確冒裂帶。
三是三維與二維式的地震方法，即憑借自身的高分辨率、高信息量、精確的空間歸位以及信噪比。并有效結合勘查對象的地球物理特質、煤礦極為特殊的地形地質條件，選擇合適的方式方法，以最少的經(jīng)濟投入獲得最精確的地質災害勘察結果。
四是由于煤礦開采使得地下地質體所具有的橫向連續(xù)性特征遭到破壞，巖層中包含的氡元素的聚集與運移作用出現(xiàn)異變，運用相應的技術設備可在地表測量氡值是否異常。氡射氣元素向煤炭采空區(qū)運移并在采空區(qū)聚集，使得地表與采空區(qū)之間形成一個獨立的氡異常區(qū)。所以通過科學測量地表中氡元素的含量，有助于明確并圈定煤炭采空區(qū)的范圍與位置。依據(jù)氡氣異常情況下的峰值狀態(tài)，同時可以明確巖溶陷落柱的范圍與位置。這是因為地下氡氣經(jīng)過裂隙、構造、地下水的搬運逐漸由深部向著地表遷移，因此科學測量氡氣的含量可以間接性地反映地下地質體中裂隙系統(tǒng)的真實狀況，同時可以科學觀察與分析并研究裂隙系統(tǒng)的連通性、開啟度、破碎度，對于滑坡等地質災害具有一定程度的指示作用。且隨著地下溫度的逐漸升高，煤礦巖層中的氡元素析出量出現(xiàn)規(guī)則性的增加。所以，在新時期通過地面同位素的測氡技術，有助于科學推算地下火源的溫度與明確地下火源的位置。
4結語
隨著時代的發(fā)展與社會的進步，物探方法在礦產(chǎn)資源地質災害勘查中的應用范圍變得越來越廣。但由于采礦方法與技術設備相對落后，再加上管理模式與體制方面存在一定的問題，近些年在煤礦開采過程中引發(fā)了一些地質災害，造成了嚴重的人員傷亡與經(jīng)濟損失。因此，強化對物探方法在煤礦地質災害勘查中的應用研究，有助于降低煤礦生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟損失。
摘要:分析了地質災害預警報系統(tǒng)的建設原則、目標及工作流程,并針對基于webgis的災害預警報系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)提出了可行性建議,具有重要的實踐意義。
關鍵詞:氣象因素;地質災害;預警報系統(tǒng);webgis
我國是一個地質災害多發(fā)的國家,崩塌、滑坡和泥石流等常見災害發(fā)生的地域廣、頻率高,具有較強的破壞性。研究表明,除地質構造及人類活動外,氣象條件也是形成地質災害的一大原因,暴雨或連續(xù)降雨常常是觸發(fā)地質災害的直接因素。因此,如何通過對雨情的監(jiān)測提供可靠的地質災害預警信息,成為一項重要工作內容。
1地質災害預警報系統(tǒng)概述
目前,在氣象部門的協(xié)助下,許多地區(qū)的國土資源部門都相繼建立了地質災害預警預報系統(tǒng)。災害的風險預報是指在收集和集中監(jiān)測信息的基礎上,進一步分析地質災害及次生、衍生災害等可能對社會經(jīng)濟、群眾生活所造成的影響,提前風險預報,并為政府部門、有關單位及廣大民眾提供應對的措施和指導。氣象監(jiān)測(特別是雨量監(jiān)測)系統(tǒng)和基于webgis的地質災害預警系統(tǒng)組成的地質災害預警預報平臺,在突發(fā)性地質災害的預測和防范中起到了關鍵性的作用[1]。
1.1預警報系統(tǒng)的建設目標
預警報系統(tǒng)的目標是建設一個時效高、預警報信息內容全面且準確可靠的地質災害預警報體系,為相關政府部門的決策和災害地區(qū)群眾的減災措施提供科學、及時、有效的信息指導。充分利用現(xiàn)代化建設的成果,在已獲取的大量氣象探測和災害性天氣監(jiān)測信息的基礎上,對信息進行存貯、處理和分析,建立地質災害預警報服務平臺和流程,根據(jù)決策服務的要求,提供連續(xù)無縫隙的地質災害預警報信息[2]。
1.2預警報系統(tǒng)的工作流程
地質災害預警預報系統(tǒng)主要由監(jiān)測系統(tǒng)和預警報系統(tǒng)2部分組成。啟動氣象信息收集、地質災害信息收集以及信息自動生成等模塊后,通過實時監(jiān)控雨情,一旦降水因子達到相應的監(jiān)測指標,系統(tǒng)即可在決策中心進行數(shù)據(jù)分析,生成地質災害預警等級,并在確定信息后,利用短信、廣播、電視、網(wǎng)絡等媒介按照預警等級對特定部門及相關群眾警報信息。
2地質災害預警報系統(tǒng)的組成及實現(xiàn)
基于webgis的地質災害預警系統(tǒng)中,災害信息的匯集及預警平臺是數(shù)據(jù)信息處理和服務的核心;氣象監(jiān)測系統(tǒng)具有雨情報汛、預警等功能;群測群防預警系統(tǒng)則包括預警、警報傳輸和信息反饋功能[3]。要實現(xiàn)地質災害預警系統(tǒng)的正常運轉,應注意以下幾個方面:
2.1建立高效穩(wěn)定的應用平臺
高效穩(wěn)定的應用平臺為整個地質災害預警系統(tǒng)的正常運作提供強有力的支撐,對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有至關重要的作用。良好的應用平臺依賴于完善的數(shù)據(jù)信息、高科技的硬件設備、成熟的先進軟件環(huán)境及規(guī)劃合理的結構設計。
數(shù)據(jù)庫是地質災害預警報系統(tǒng)的核心部分,除實時采集和的雨量數(shù)據(jù)、預報雨量數(shù)據(jù)、雷達圖、衛(wèi)星云圖和臺風信息等氣象數(shù)據(jù)外,當?shù)匦姓^(qū)域圖、區(qū)域地理信息及區(qū)域內的群眾信息等,都是數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。軟件系統(tǒng)應由用戶界面、后臺管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換平臺(eai)、后臺管理應用核心構件群、webgis組件、應用服務器平臺及其他系統(tǒng)組成。先進、靈活、適用的軟件架構符合管理信息化的要求,以構件化設計為核心,實現(xiàn)事件觸發(fā)、數(shù)據(jù)驅動、參數(shù)設置的開放可行的地質災害預警預報系統(tǒng)管理平臺。
2.2科學合理的災害等級劃分
災害等級的劃分關系到預警報啟動的決策、預警報信息的范圍及對象等,在地質災害預警報系統(tǒng)中,需要給予特別的重視[4]。依照國土資源部制定的地質災害預報等級標準,預報等級可分為5級:一級為可能性很小;二級為可能性較小;三級(注意級)為可能性較大;四級(預警級)為可能性大;五級(警報級)為可能性很大。從預警報系統(tǒng)的角度分析,一級和二級災害沒有實際預警意義,預警工作由三級開始啟動,應圍繞三至五級地質災害開展防災減災工作。
2.3保證系統(tǒng)的安全性
預警預報系統(tǒng)將為防災減災的決策提供重要的依據(jù)和指導,因此,必須保證其安全性和權威性,安全是系統(tǒng)設計的關鍵[5-6]。首先,在設計中要充分考慮到網(wǎng)絡安全的問題;其次,注重系統(tǒng)的整體維護是延長系統(tǒng)使用壽命的重要保障。此外,地質災害預警預報系統(tǒng)與其他相關系統(tǒng)的聯(lián)系均以特定的接口程序來實現(xiàn),當?shù)刭|災害預警預報系統(tǒng)或相關系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,不會出現(xiàn)系統(tǒng)間的相互影響。在系統(tǒng)的運行中,應保留詳細的操作日志,出現(xiàn)問題可以查明錯誤原因,及時恢復,并為系統(tǒng)的科學評價提供依據(jù)。
3小結
綜上所述,地質災害預警預報系統(tǒng)的建設和維護是一項長期工作,涉及的部門多、范圍廣,須參考的因素多而復雜。因此,必須在工作中不斷地總結經(jīng)驗,并在各部門的積極配合下,建立順暢的信息鏈,為相關部門和群眾提供即時的、權威的、人性化的信息指導,將地質災害的影響降到最低。
摘要：本文對地質災害監(jiān)測方法的應用現(xiàn)狀進行了總結，并對地質災害監(jiān)測方法的發(fā)展趨勢進行了預測，另外提出了進行地質災害監(jiān)測技術優(yōu)化集成的基礎和優(yōu)化原則。
關鍵詞：地質災害；監(jiān)測方法；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
一、概述
地質災害監(jiān)測的主要任務為監(jiān)測地質災害時空域演變信息、誘發(fā)因素等，最大程度獲取連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)。應用于地質災害的穩(wěn)定性評價、預測預報和防治工程效果評估。地質災害監(jiān)測是集地質災害形成機理、監(jiān)測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。當前地質災害的監(jiān)測技術方法研究與應用多是圍繞崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質災害進行的。
二、地質災害監(jiān)測方法技術現(xiàn)狀
（一）常規(guī)監(jiān)測方法技術趨于成熟，設備精度、設備性能都具有很高水平
目前地質災害的位移監(jiān)測方法均可以進行毫米級監(jiān)測，高精度位移監(jiān)測方法可以實現(xiàn)0.1mm精度。
（二）監(jiān)測方法多樣化、三維立體化
由于采用了多種有效方法結合對比校核，以及從空中、地面到災害體深部的立體化監(jiān)測網(wǎng)絡，使得綜合判別能力加強，促進了地質災害評價、預測能力的提高。
三、新技術新方法
隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和學科間的相互滲透，合成孔徑干涉雷達(insar)、激光掃描、光纖應變分析等技術相繼不同程度的應用于地質災害的調查與監(jiān)測中。而光纖應變分析技術之布里淵散射光時域反射技術(botdr)應用于地質災害監(jiān)測，處于剛剛起步階段。botdr是目前國際上近幾年才發(fā)展成熟起來的一項尖端技術。起初應用于航天領域，發(fā)達國家相繼應用于電力、通訊、工程等領域的應變檢測和監(jiān)控。工程領域主要應用于橋梁、大壩、隧道等大型基礎工程的安全監(jiān)測和健康診斷，并取得了很多成功應用的經(jīng)驗；在日本，開始將botdr技術應用于邊坡工程的變形監(jiān)測中；我國工程領域引入botdr技術相對較晚，目前主要應用于橋梁、隧道等構筑工程的變形監(jiān)測中，并取得了一定成果；在三峽水庫區(qū)巫山開始將botdr應用于滑坡監(jiān)測。與常規(guī)地質災害監(jiān)測技術相比，botdr技術具有多路復用分布式、長距離、實時性、精度高和長期耐久等特點，通過合理的布設，可以方便的對目標體的各個部位進行監(jiān)測；由于其具有很好的技術應用前景，已經(jīng)成為一些發(fā)達國家如日本、美國、加拿大、瑞士等國家競相研發(fā)的課題。
四、地質災害監(jiān)測技術方法發(fā)展趨勢
（一）高精度、自動化、實時化的發(fā)展趨勢
光學、電學、信息學、計算機技術和通信技術的發(fā)展同時，給地質災害監(jiān)測儀器的研究開發(fā)帶來勃勃生機；能夠監(jiān)測的信息種類和監(jiān)測手段將越來越豐富，同時某些監(jiān)測方法的監(jiān)測精度、采集信息的直觀性和操作簡便性有所提高；充分利用現(xiàn)代通訊技術提高遠距離監(jiān)測數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)乃俣取蚀_性、安全性和自動化程度；同時提高科技含量，降低成本，為地質災害的經(jīng)濟型監(jiān)測打下基礎。
監(jiān)測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展普及，以及國家政府的地質災害管理職能的加強，災害信息將通過互聯(lián)網(wǎng)進行實時，公眾可通過互聯(lián)網(wǎng)了解地質災害信息，學習地質災害的防災減災知識；各級政府職能部門可通過所信息，了解災情的發(fā)展，及時做出決策。
（二）新技術方法的開發(fā)與應用
調查與監(jiān)測技術方法的融合：隨著計算機的高速發(fā)展，地球物理勘探方法的數(shù)據(jù)采集、信號處理和資料處理能力大幅度提高，可以實現(xiàn)高分辨率、高采樣技術的應用；地球物理技術將向二維、三維采集系統(tǒng)發(fā)展；通過加大測試頻次，實現(xiàn)時間序列的地質災害監(jiān)測。
智能傳感器的發(fā)展：集多種功能于一體的、低造價的地質災害監(jiān)測智能傳感技術的研究與開發(fā)，將逐漸改變傳統(tǒng)的點線式空間布設模式；由于可以采用網(wǎng)式布設模式，且每個單元均可以采集多種信息，最終可以實現(xiàn)近似連續(xù)的三維地質災害信息采集。
五、地質災害監(jiān)測技術優(yōu)化
（一）問題的提出
監(jiān)測方法的適應性：對于各種監(jiān)測方法所使用的監(jiān)測儀器設施，均有各自的應用方向和使用技術要求；針對不同地質災害災種、類型其使用技術要求(包括測點布設模式、安裝使用技術要求等)不同。
地質災害發(fā)展階段：對于崩塌、滑坡等突發(fā)性地質災害，不同發(fā)展階段所適用的監(jiān)測方法和儀器設施各異，監(jiān)測數(shù)據(jù)采集周期頻度不同。
監(jiān)測參數(shù)與監(jiān)測部位：實踐證明，一方面，不同的監(jiān)測參數(shù)(地表位移、深部位移、應力、地下水動態(tài)、地聲等)在不同類型的災害體監(jiān)測中具有不同程度的表現(xiàn)優(yōu)勢；另一方面，同一災害體不同部位的監(jiān)測參數(shù)隨時間變化趨勢特點并不相同，即存在反映災害體關鍵部位特征的監(jiān)測點，又存在僅反映局部單元(不具有明顯的代表性，甚至是孤立的)特征的監(jiān)測點。因此，監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測部位的優(yōu)化選擇，是整個監(jiān)測設計工作的基礎。
自動化程度：決定于設備的集成度、控制模式、數(shù)據(jù)標準化
程度和信息方式。
經(jīng)濟效益：決定于地質災害的規(guī)模、危害程度、監(jiān)測技術組合、設備選型等因素。
（二）優(yōu)化原則
監(jiān)測技術優(yōu)化原則：針對某一類型地質災害，確定優(yōu)勢監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測部位，進行監(jiān)測內容、監(jiān)測方法優(yōu)化組合，使監(jiān)測工作高效、實用。經(jīng)濟優(yōu)化原則：首先，不過于追求高、精、尖的監(jiān)測技術，而應選擇發(fā)展最為成熟、應用程度較高的監(jiān)測技術；其次，對于危害程度較大的大型地質災害體，可選擇專業(yè)化程度較高的監(jiān)測技術方法，由專業(yè)人員進行操作、維護，對于危害程度低，規(guī)模小的災害體，可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監(jiān)測技術，由群測群防級人員進行操作。
六、結束語
地質災害監(jiān)測是集多種學科為一體的綜合技術體系，只有充分把握地質災害的形成發(fā)展規(guī)律，才能正確把握技術開發(fā)的方向，只有充分掌握地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特征、外形特征、發(fā)育階段等因素，依據(jù)不同監(jiān)測技術方法的應用特點，做好監(jiān)測技術的優(yōu)化工作，才能保證監(jiān)測效果，同時，應以科學的發(fā)展觀實施地質災害監(jiān)測和技術開發(fā)。
