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环境地质学安徽建筑大学土木学院第1章绪论第2章环境地质学的基本理论第3章土地资源与地质环境第4章水资源与地质环境第5章矿产资源开发与地质环境第6章能源与地质环境第7章人类活动与地质环境第8章地质灾害第9章地质环境与人体健康第10章环境地质调查评价与制图课程内容主要内容8.1地质灾害概述8.2地震灾害8.3火山喷发灾害8.4斜坡变形地质灾害8.5岩溶地面塌陷8.6地裂缝8.1地质灾害概述一、地质灾害的概念灾害的内涵1984年联合国减灾组织（UNDRO）——“一次在时间和空间上较为集中的事故，事故发生期间当地的人类群体及其财产遭到严重的威胁并造成巨大损失，以致家庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响。”1、灾害就其本意是指后果，而不是现象本身。2、灾害是指其后果超出人的可接受或可忍受限度。3、灾害具有突发性和能量集中的特点。地质灾害的概念《地质灾害防治条例》——“包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。”《地球科学大辞典》——“以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下，地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等，危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。地质灾害种类繁多、对其范围还没形成统一的认识。”地质灾害地质作用地理环境异常变化破坏人类生存环境危及人类生命财产与灾害的定义具有相同的内涵：强调结果；强调发生的过程；强调自身的属性。地质环境问题的定义：由地质作用引发的，不利于人的生存、发展的现象和过程，通称地质环境问题。1.地质作用——自然地质作用、人为地质作用，自然与人工耦合的地质作用；动力地质作用，外动力地质作用，和两者综合的作用——形成条件2.地质现象与地质作用的因果关系，即地质现象及其持续的时间过程都是由地质作用引起的——因果关系3.定义中明确了地质环境问题是指那些对人不利的具地质学性质的事物，受害的对象可以指全球的人类、局域的人群或者个体的人——影响对象地质灾害与地质环境问题的差别？可对人的生命财产构成严重危害后果的突发性的地质现象及地质过程。地质环境问题；由地质作用引发的，不利于人的生存、发展的现象和过程，通称地质环境问题。地质灾害：①地质环境问题内涵多、地质灾害内涵小，前者包含后者。（地质环境问题包含了地质灾害和非地质灾害即渐进性的地质环境问题）②渐变性地质环境问题和突发性地质灾害研究的理论体系不同；③渐变性地质环境问题和突发性地质灾害社会管理及风险防范措施不同。地质灾害：是地质环境系统突变所造成的，又称突发性的地质环境问题。渐进性的地质环境问题：地质环境系统以渐进方式失稳而伴生的地质现象和地质过程，其后果往往是累进性的，较轻微的财产或经济损失。地质环境问题地质灾害与渐进性地质环境问题可相互影响（1）地质灾害加剧渐进性地质环境问题地震——水土流失；地面塌陷——地下水污染（2）渐进性地质环境问题的持续发展可为地质灾害的发育创造条件水土流失——面状侵蚀——沟蚀——崩塌/滑坡11地质灾害发生前都有一个短暂的渐进性变化过程1、地质环境问题产生的原因是错综复杂的，在因果关系上存在着“多因单果”、“单因多果”的现象。——地质环境问题的调查不能脱离地质背景和成因分析2.许多地质环境问题的出现都与人为活动有着紧密联系——人为活动信息的不充分往往是地质环境评价面临的难题3.地质环境系统演化规律的科学探索任重而道远——加强对前兆信息的收集+加强灾害监测工作地质灾害发生前总会有一些以渐进性变化为特征的异常现象，即所谓“前兆”。（地震/滑坡前地面沉降/地下水异常）启示(一)地质灾害类型两种观点：1.把由地质作用引起或地质条件恶化导致的自然灾害都划归为地质灾害——地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝、土地荒漠化、海水入侵、部分洪水灾害、海岸侵蚀、地下水水位升降、水土环境异常与地方病、矿井突水溃沙、岩爆、煤与瓦斯突出、冻土冻容、水库淤积、水库及河湖塌岸、水库渗漏、特殊土类灾害、冷侵田等近30种灾害；2.仅限于岩石圈自然地质作用为主导因素而形成的自然灾害——地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝、海水入侵、特殊土类灾害等十几种。二、地质灾害类型及其特征按空间分布状况:地面地质灾害地下地质灾害海底地质灾害水体地质灾害海洋地质灾害陆地地质灾害地质灾害按灾害的发生原因：人为动力型自然动力型地质灾害复合动力型内动力亚类外动力亚类按人类活动性质可细分内外动力复合亚类人为内动力复合亚类人为外动力复合亚类按地质环境或地质体变化的速度：缓慢性地质灾害突发性地质灾害地质灾害突发性——火山、地震、泥石流、滑坡、崩塌等。缓慢性——水土流失、土地沙漠化、土壤盐碱化等。（二）地质灾害特征1.地质灾害的必然性与可预防性地质灾害是伴随地球运动而生并与人类共存的必然现象。地质灾害是地壳内部能量转移或地壳物质运动引起。灾害发生后，能量和物质得以调整并达到暂时、相对的平衡；随着地球的不断运动，新的不平衡又会形成。人类通过揭示地质灾害的发生机制和分布规律，进行科学的预测预报和采取适当的防治措施，就可对灾害进行有效的防御，减轻或避免灾害造成的损失。2.地质灾害的随机性和周期性地质灾害发生的时间、地点和强度等具很大的不确定性。是复杂的随机事件。地质灾害具周期性特征，并表现明显的季节性规律。3.地质灾害的突发性和渐进性突发性——骤然发生、历时短、爆发力强、成灾快、危害大等特征。有地震、火山、滑坡、崩塌、泥石流等。渐进性——发生缓慢、持续时间长等特征。危害程度逐步加重，涉及范围广，对生态环境影响较大，所造成的后果和损失比突发性灾害更为严重，但不会在瞬间摧毁建筑物或造成人员伤亡。有土地荒漠化、水土流失、地面沉降、煤田自燃等。许多地质灾害不是孤立地发生或存在的，前一种灾害的结果可能是后一种灾害的诱因，且地质灾害常具有群发性的特点。崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等灾害的群体性和诱发性尤为突出。4.地质灾害的群体性和诱发性5.地质灾害的成因多元性和原地复发性大多数地质灾害的成因具有多元性，受气候、地形地貌、地质构造和人为活动等综合因素的制约。某些地质灾害具原地复发性，如中国川藏公路沿线的冰川泥石流，一年内曾发生泥石流70多次。6.地质灾害的区域性地质灾害的形成和发展往往受制于一定的区域条件，因此在其空间分布经常呈现出区域性的特点。中国“南北分区，东西分带，交叉成网”的区域性构造格局对地质灾害的分布起着重要的制约作用，90%以上的崩塌、滑坡、泥石流灾害发育在第二级地貌阶梯山地及其与第一和第三级阶梯的交接部位；第三阶梯东部平原的地质灾害类型主要为地面沉降、地裂缝、胀缩土等。7.地质灾害的破坏性与“建设性”如山区陡峭斜坡地带发生的崩塌、滑坡为人类活动提供了相对平缓的台地，人们在古滑坡台地上居住或种植农作物。8.地质灾害影响的复杂性和严重性地质灾害的发生、发展尤其自身复杂的规律，对人类社会经济的影响表现出长久性、复杂性特征：（1）重大地质灾害常造成大量的人员伤亡和人口大迁移；（2）受地质灾害周期性变化的影响，经济发展也相应地表现出一定的周期性特点；（3）地质灾害地带性分布规律还导致经济发展的地区性不平衡。9.地质灾害人为成因的日趋显著性不合理的人类活动使地质环境日益恶化，导致大量地质灾害的发生。超量开采地下水引起地面沉降、海水入侵和地下水污染；矿产资源的不合理开采和某些工程项目的盲目上马导致崩塌、滑坡、泥石流等。10.地质灾害防治的社会性和迫切性有效地防治地质灾害对保护灾区人民生命财产安全具有重要的现实意义；有效地防治地质灾害关系到地区、国家乃至全球的可持续发展。三、中国地质灾害的空间分布规律地质灾害的空间分布与地形地貌、地质构造格局、新构造运动的强度与方式、岩土体工程地质类型、水文地质条件、气象水文及植被条件、人类工程活动及人类活动等有着极为密切关系。中国地质灾害的区域分布具有东西分区、南北分带的特点.从西向东，大体以贺兰山～六盘山～龙门西区为高原山地，寒冻作用普遍，冻胀、消融、泥流、雪崩等灾害发育；西北诸省土地荒漠化作用强烈；中区为高原、平原过渡地带，地形陡峻，切割剧烈(相对切割深度为巨大)，滑坡、崩塌、泥石流、水土流失等分布广泛，灾度也高；东区为平原及海岸和大陆架，地形起伏不大，气候潮湿且降雨量丰富，土地盐渍化、地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝广泛发育；沿海诸省海水入侵、海岸侵蚀等强烈发育。常见地质灾害实例四川贡嘎山-海螺沟冰川森林公园，壮美瑰丽的冰川与莽莽雄奇的原始森林、热气氤氲的温泉共生的景象，在我国所有著名风景旅游区中是绝无仅有的。四川贡嘎山-海螺沟2005年特大泥石流灾害海螺沟泥石流冲毁旅游设施海螺沟泥石流冲毁旅游设施2005.7.11，海螺沟景区的磨西河流域发生了特大规模的泥石流。致使1200余名游客在景区受阻，当地3000多人受灾；毁坏、淤埋多座水电站、输电线路、农田、自来水管、水渠等设施，导致灾区交通、水、电中断；此外，沿磨西河顺势而下的泥石流体在汇入大渡河处形成巨大的泥石流堆积扇，堵断大渡河，形成长达数公里的临时水库，随后水库被大渡河水冲决，造成对岸沿河400余米省道S211线连路基一起被彻底冲毁，中断交通近半年；泥石流在大渡河形成长达数公里的泥沙淤积，对下游的水电站安全运行也造成威胁。2009.8，台湾小林村泥石流造成约400人被掩埋。泥石流的威力巨大，使建筑物彻底摧毁汶川大地震导致的巨大落石滑坡发生前形态6月3日前缘小坍滑6月15日滑坡发生后清江水布垭电站4月21日开始蓄水，5月26日大堰塘村土地塘山体出现裂缝，6月15日下午4时56分发生大规模坍滑300万立方米舟曲滑坡2010年8月8日舟曲泥石流8.2地震灾害岩石圈内力作用超过岩石承受限度破裂内能释放地震波地面振动（地震）地震定义地震是因地球的内力作用而产生的一种地壳强烈机械振动，是地壳运动的表现之一。从世界范围来看地震主要发生在环太平洋和地中海——喜马拉雅山脉等地带，我国处于以上两大地震活动带之间，是一个多地震的国家。一、地震活动概述▼震源和震中震源与地面的垂直距离称震源深度。根据震源深度可将地震分为浅源地震、中源地震、深源地震三类。地震波（seismicwave）是指从震源产生向四周外辐射的弹性波。▼地震波纵波(P波)——是推进波，质点振动与波的传播方向一致。地壳中传播速度为5.5-7km/s，最先到达震中，在震中部位它表现为地面上下振动，破坏性较弱。横波(S波)——是剪切波，质点振动与波的传播方向垂直，在地壳中的传播速度为3.2～4.0km/s，第二个到达震中，在震中部位它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。面波：指沿地表或地壳不同地质层界面传播的地震波，是体波经地层界面多次反射,折射所形成的次生波，其使地面产生垂直振动和水平振动。地震波中纵波最快，横波次之，面波最慢，但振幅最大，故地震时，震中区往往首先感觉到上下跳动，然后水平晃动，而远离震中区，纵波影响很小，建筑物破坏通常是由横波和面波造成。蛇形运动的勒夫波地面上滚动的瑞利波▼地震的分类按成因，分为：构造地震火山地震陷落地震诱发地震四类。构造地震：因地壳运动而引起的地震，其传播范围广，振动时间长且强烈，往往造成突然性和灾害性，世界上有90％的地震属于构造地震。最大构造地震震级为8.9级是智利大地震1960年5月22日智利地震酒店塌落压毁汽车日本新潟6.8级地震中国建国后著名的九大地震1.河北邢台地震2.云南通海地震3.四川炉霍地震4.云南昭通地震5.辽宁海城地震6.云南龙陵地震7.河北唐山地震8.四川松潘地震9.四川汶川地震邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县（北纬37度21分，东经114度55分）发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度强；1966年3月22日16时19分46秒，河北省邢台专区宁晋县（北纬37度32分，东经115度03分）发生震级