地质灾害的基本知识

1地质灾害的基本知识国土资源部地质环境司2004年1月2地质灾害的基本知识1．前言2003年11月24日国务院总理温家宝签署了第394号国务院令，公布“地质灾害防治条例”，自2004年3月1日起施行。为此，国土资源部地质环境司专门组织编写了“地质灾害的基本知识”，内容包括地质灾害的基本概念和地质灾害典型实例的介绍。2．地质灾害的基本概念2．1灾害、灾难和地质事件一件灾害（ahazard），在地质上或其它方面，构成对人的生命、财产以及环境的潜在威胁。一件灾难（adisaster），当一件灾害如实发生时造成的后果。例如在荒无人烟的地方，所发生的滑坡称为一起地质事件。当人们在一个滑坡体上建房居住时，这个滑坡就会制造一件灾害。一旦这个滑坡体产生滑动，造成房屋受损、人员伤亡，这就是发生了一件灾难。崩塌、滑坡、泥石流等均为地质事件，并非都是灾害。所以成为灾害，只是由于人们缺乏知识或者玩忽失职，没有认识到人类活动和正在发生或者将要发生的地质事件之间的联系和矛盾。所以说地质灾害是指一起地质事件（包括自然的和人为的）构成对人的生命、财产以及环境的潜在威胁。2．2地质灾害的过程分解地质灾害的组成，按照顺序可以分解为三部分：（1）地质作用过程（包括自然的和人为的）；（2）作用结果；3（3）潜在威胁人的生命、财产以及环境。其中地质作用过程，根据Bell.F.G（1999）可以归纳为11大类：（1）火山活动（2）地震活动（3）物体在斜坡上运动（4）特殊类土（5）河流活动和控制（6）海洋活动和控制（7）风力活动和干旱区（8）土壤侵蚀和沙化（9）废渣（物）及其处理（10）地下水污染（11）地面沉降大部分地质作用的结果，主要为以下六种类型：（1）崩塌（岩崩）（2）滑坡（3）泥石流（4）地面沉降（5）地面塌陷（6）地裂缝小部分是一些特殊情况，对我国而言，有风蚀沙埋，冻胀融沉，土体湿陷等等。例如有些丘陵地段，坡面平缓，地面植被好，坡体稳定，因修建公路挖成地堑，造成陡坡，加剧土石在斜坡上活动。这种人为引起的地质作用，其结果是造成表层坡体的蠕滑或滑坡。我们把地质作用过程和作用结果统称为地质事件。地质事件本身具有二大特点：①事件都不完全相同②事件都不是单因素造成4所以地质事件不存在有模式可套，只能从最基本的原理去分析和掌握。只有当地质事件潜在危及人的生命、财产以及环境时才构成地质灾害。根据“地质灾害防治条例”的第四条，地质灾害按照人员伤亡，经济损失的大小，分为四个等级：（1）特大型（2）大型（3）中型（4）小型3．地质灾害的防治原则如“地质灾害防治条例”第一条所指出的（1）避免，主要指通过人员和财产的撤离达到避让灾害（2）减轻，可以通过2个方面达到：①采取措施减小地质作用影响，使风险减小到最低限度。例如对边坡可以通过排水措施，构筑挡土墙或喷锚等方法进行防治。②减小事件本身的规模。例如对边坡而言，可以在坡顶通过禁止建造建筑物，或者通过坡脚建造人工隧洞使边坡规模减小，从而得到减轻。“减轻”可以比喻如下，有一载满货物的卡车在斜坡路上抛锚，显然有可能自动向下坡路上滑去。一方面在轮子底下填进木条或石块，以阻止轮子转动。另一方面把车上货物卸下，以减轻车子质量。若在建设规划中及时考虑这些地质事件，那么它们的破坏，尤其在保全人的生命安全方面，是完全可以减轻的。为了防治地质灾害必须先要对人口密集居住地的地质事件进行调查和了解，特别是地质事件的整个产生过程，因为越是早期阶段防治，投入就越小。4．地质灾害的实例图解4．1摘自Pipkin,B.W.andTrent,T.T.(2001)GeologyandtheEnvironment地质与环境5图4.17在秘鲁的瓦斯卡拉山斜坡，1970年地震引发岩崩和雪崩，掩埋了云盖镇和兰拉海加镇。云盖镇的泥流深度达4.6m.。图7.3在加州谢拉内华达的东部斜坡，土石蠕滑的示意图（a）和照片（b）。（c）建筑物的桩基通过蠕滑带打到稳定的基岩中，免除土体位移带来的危害。图7.5（a）泥石流通道和沉积带，一次泥石流可以越出坡脚几千英尺以远。（b）在波多黎各，帕努埃洛斯的泥石流陡壁，由1985年10月大雨造成。其中一条泥石流夷平了当地利翁斯俱乐部的房子，幸亏当时无人。图7.9旋转滑坡（a）比喻为一个汤匙，有顶部和前端。（b）在剖面上有曲线状滑面，旋转的圆心，坡顶还有反倾的树。（c）崩滑块体的溯源增长，造成坡顶的阶梯地形。图7.10为宅基地切开一个自然斜坡，导致沿层面或叶理面的潜在块体滑动。（a）自然斜坡，打算切开，（b）切开后斜坡表现出不稳定条件。（c）在加州圣莫尼卡山，上复物质开始滑行后不久，粘土质页岩上的滑面。（d）像（c）表示的，滑坡体刻在湿粘土上的擦痕。图7.11（a）在加州的圣佩德罗，波因特费尔明滑坡的岩石块体，自1929年以来断续地在活动。受损害的住屋已从前面的滑动区搬离。滑面刚在背景上相对稳定区住房的前缘显露。（b）靠近照片（a）的临近地区，有个50m高的海蚀崖。砂页岩层向海倾斜，越出了海崖界面，显示出不稳定。有条塑料管按在岩石里，排走潜在滑体的多余水份。图7.131963年瓦羊坝滑坡（a）冲入水库的滑体位置和受巨大波浪和洪水冲击的地段。大坝以下沿皮亚卫河，隆朗及一些其它村子均遭摧毁。（b）瓦羊河谷剖面表明为一个向斜，沉积岩层倾向河谷的中轴线。图中标出主要滑面和最终滑体位置。剖面线见（a）图7.15冰楔作用及其它物理风化过程造成的山麓堆积，位于加拿大，落机6山脉的班夫国家公园。图7.31在1964年耶稣受难节，阿拉斯加地震导致沉降和上升（倾斜）的地区，发生的沉降达到1m。图7.34在亚利桑那州皮卡乔附近，因抽地下水的沉降引发地裂缝。图7.37（a）圣华金河谷位置。湿陷土几乎完全沿河谷西界分布，因抽地下水引起的沉降在整个河谷随处可见。（b）在河谷的湿陷土中，做注水试验的小块地。这小块地的总沉降达到3m（10英尺）。图8.22岩溶地形的地面和地下特征。图8.23佛罗里达州，温特帕克的落水洞（a）开始沉下去不久，注意昂贵的赛车掉入坑内。（b）从空中看，这个坑几乎完全对称。（c）堵塞后的景观，落水洞地区现在成了一个城市公园。图8.24佛罗里达州中部的卫星照片，表示岩溶地区有断开的河流，上百个湖泊和几千个落水洞。佛罗里达州中部下伏第三纪欧卡拉灰岩，沿海地带由年轻的碎屑砂质沉积组成。这张图解释了沿着该州南北轴向的岩溶地区位置。图9.8河曲的侵蚀和堆积型式（a）河曲缓坡一边，堆积沙滩；河曲陡坡一边，侵蚀切坡。箭头长度与河水流速成正比。（b）在1983年洪水期，亚利桑那州的里利托河穿越图森市。河曲的侵蚀岸向西（左边）切入公共用地，直接影响上游市区住宅（中左）而产生危害。这种侵蚀已波及混凝土堤岸的后面，而堤岸是用来保护市区住宅的。注意突出的河滩地随河曲向西迁移而扩展（底中）。图9.22密西西比河、伊利诺河、和密苏里河汇流处卫星照片（a）1998年干旱季节，（b）1993年洪水季节。照片顶部指北。伊利诺河向南流，在伊利诺州格拉夫顿流入密西西比河。密苏里河向东流，流经密苏里，在圣路易斯北面流入密西西比河。图10.23用主要剥蚀营力和形状来判别活动性（a）和不活动性（b）的海蚀7崖坡积物。图10.24(a)在加州洪堡县比格拉贡附近，海蚀崖的快速后退。这些靠近俄勒岗边界的海蚀崖，由上升的砂砾质海相沉积物组成。由照片可见，它们属于直接的波浪侵蚀。图12.9位于西北非洲大西洋沿岸的毛里塔尼亚首都努瓦克肖特的移动沙丘。图13.40照片中看到的整个地形是在靠近德国科隆的复垦地。这里地面采煤在1960和1970年代。图13.41普拉塔堡山，位于德国威斯特伐利亚的坎彭——林福附近，它是40余年地下采煤煤矸石堆起来的小山包。这在下莱茵河河谷一片平坦地形中，出现讨人喜欢的地形起伏。为野生动植物提供了庇护所，为老人提供了休息场地。图的下右方为采矿掘进巷道口。图14.20在怀俄明州沿着汤河，地下采矿的地面效应。自1914年停产以来地面出现的坑、洼地、裂缝和凹槽。图15.3(a)卫生填埋垃圾所用的倾倒复盖法（b）在加州帕洛德斯，正在运行的城市垃圾填埋场。图15.12垃圾填埋坑的渗出液污染地下水、水塘、和河流。4．2摘自Montgomery,C.W.(1997)EnvironmentalGeology环境地质图4.14日本新泻1964年地震时砂土液化影响。这些设计为抗震的建筑物倾斜而未受损坏。图2加州沃森维尔附近的野外涌沙图3滑坡损坏圣克鲁斯山17号公路图8.5在巴西佛罗里斯塔河河谷，新的公路下面斜坡破裂8图8.23沿着路堑通过减小坡度和去除不稳定物质使斜坡稳定。（A）以前：路堑留下陡峭、无支撑的边坡，如页岩层（深灰色）相对不透水，流体可以沿层面聚积促使滑动。（B）后来：去除后，减小了斜坡的角度和荷载。图8.26用排水法通过减轻荷载和孔隙水压力提高斜坡的稳定性。（A）以前：土壤里水体运动，推动挡土墙。（B）后来：用管子把水排走，让墙体撑住斜坡稳定。（C）在加州，路堑的排水。图8.29倾斜的树干系蠕滑结果（A）在加州拉森公园，路堑以上不稳定斜坡生长着弯曲状树干。（B）蠕滑其它证据有倾斜的标石、栅栏、电线杆。图9.16砂丘形成（A）位于俄勒岗州谢尔曼县的砂丘。（B）冬天荒地上雪丘，注意雪丘之间被风吹扬的地面裸露出来图9.17砂丘迁移及其结果（A）砂丘迁移示意图。（B）前进中的砂丘蚕食已长成的树木。俄勒岗州砂丘国家息养区。图10.7降落漏斗的形成与效应（A）在潜水含水层中，一个抽水井周围降落漏斗的水位下降。（B）重迭的降落漏斗造成水位的净下降，浅井干枯图10.9过度开采地下水引起的地面沉降使威尼斯下沉，慢慢淹掉具有建筑艺术的宝库。图10.15指示性的岩溶地形表明许多落水洞形成园形湖。图12.20地下采矿活动有时影响地面（A）在亚利桑那州一个老的废弃铜矿的地面坍陷，注意马路、树和房子的比例。（B）在怀俄明州谢里顿县一个废弃地下煤矿在地面上的沉降坑和凹槽4．3我国地质灾害的典型实例（解释略）