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摘要:近年来,我国地质灾害的频繁发生,对人民的生命财产构成越来越严重的威胁。因此,开展对我国地质灾害的研究具有重要的理论意义和实践价值。地质灾害孕灾机理及地质灾害综合防治研究已经成为环境地质学领域的前沿课题和学术界研究的热点,防灾减灾已经成为各级政府的重要职责。本文系统研究了我国地质灾害与地质环境的相关性分析,以减轻地质灾害为目标针对性的研究地质环境变化。
关键词:地质环境;地质灾害;战略减輕;有效结合
中图分类号:F407.1文献标识码: A
引言
随着科学技术的发展,特别是遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)3S技术在地灾方面综合应用的推广,目前,国外对地灾评估、预测预警又进入了一个新的阶段,主要集中在计算机上地灾模型的建立,如3S在地质灾害的监控与可视化、数字减灾系统等方面的应用。3S技术的综合应用使得地灾评估更快速、更精确、更简洁,然而,由于不同专家学者有不同的标准,因此,统一的地灾评估标准仍未建立。近年来,由于我国进行大规模建设,导致地质灾害更加多样性和频繁性,国家逐渐投入大量资金、人力、物力,开展地灾调查研究,使我国对地灾的研究进入了新的阶段。
一、各类地质灾害发育特征
(一)、滑坡
1、主要类型
根据滑坡规模、物质组成、动力形式、滑坡体切割深度等可将滑坡分为以下类型(表1),各滑坡类型在我国的数量和比例如下:
表1 滑坡类型统计表
2、发育特征
人类活动对滑坡形成有重要的诱导作用,由于坡脚开挖、建房切坡、矿产开采、渠塘渗漏等人类活动打破了原有地质体的稳定,同时,湖南为多雨省份之一,在雨季,特别是暴雨时期,雨水下渗,软化润滑了滑坡面,导致了滑坡的形成。因此,滑坡在人类工程活动较发育沿线或区呈线状或点状分布。据调查统计,因人类活动单因素导致的滑坡占30.80%,人类活动与暴雨多种因素引发的滑坡占查总数56.37%,自然因素引发的滑坡只占12.83%。
(二)、崩塌
根据崩塌规模、物质组成、形成原因等可分为各种崩塌类型(见表2)。
表2崩塌类型统计表
以小型崩塌为主。崩塌规模一般较小,据统计,小于1万m3的小型崩塌占80.38%, 1-10万m3的中型崩塌占14.62%,10-100万m3的大型崩塌仅8处,占3.08%,大于100万m3巨型崩塌5处,多为崩塌群,占1.92%。
泥石流以及地面塌陷地质灾害,由于本文篇幅有限,不一一进行阐述。
二、地质灾害与地形地貌关联性分析
(一)、地质灾害与地貌单元的叠加分析
地形地貌特征是影响地灾发育的主控因素之一。不同的地貌类型控制着地质灾害的发生类型;高大的自由临空面是崩塌、滑坡产生的有利地形,残坡积层较发育,软硬岩层相间的山区和丘陵区是崩塌、滑坡多发区;山高坡陡且较开阔的瓢状地形是泥石流产生的良好条件,地形起伏大、沟谷发育、岩土体破碎、松散的山区往往是泥石流的多发地区。
(二)、地质灾害与地形坡度关联性分析
在充分收集利用已有资料并基于我国地质灾害调查与区划数据基础上,提取出在进行研究所需的地形坡度图层和地质灾害点图层,之后对这些因子图层进行栅格转换和处理,由于提取的各个因子图层的数据范围可能不一致,而GIS栅格运算的工作方式是基于栅格单个像元的,所以必须对所有数据层进行统一的规范,即规定图层的有效范围、栅格单元的数目、栅格单元的大小等。首先将数据预处理后的等高线数据单独提出来,然后在GIS中通过空间分析模块生成TIN模型,再将TIN转化为基于栅格的DEM模型。在GIS的空间分析功能中从上一步骤的DEM中提取研究区的坡度图,然后将其转换为栅格单个像元的栅格图,并与地质灾害栅格图层进行栅格运算得出信息量统计数据表。
(三)、降雨与地质灾害关联性分析
研究区降雨量充沛,降雨落到地面首先转化为地表水,地表水在地面流动过程中,除部分被土体吸收达到饱和状态,部分地表水通过土体的孔隙裂缝渗入坡体转化为地下水沿着下伏滑动带向下运移形成暂时性上层滞水。岩土体在雨水、地表水和地下水的浸润作用下,一是斜坡体本身的自重增加,加速斜坡在重力作用下失稳;二是地下水对滑动带岩土体产生软化,降低了基岩土体间摩擦力,特别是在岩层面,节理裂隙面和第四系与基岩的接触面作用明显;三是浸润了斜坡的软弱结构面,降低了岩土体的抗剪强度因而破坏了坡体的稳定性;四是河流水位的升降易诱发滑坡、崩塌。研究区内绝大部分地质灾害在降雨过程中发生,其爆发时间与降雨过程同步,充分体现了降雨对该类地质灾害的迅速触发作用。
(四)、人类工程活动
人类在工程活动过程中,不适当的行为是诱发地质灾害的主要因素。人类工程活动对地质灾害的影响主要表现在两个方面:一是不合理的坡体开挖是导致发生滑坡、崩塌的最主要因素,研究区是以山地丘陵为主的地区,山高坡陡,镇村建房、公路基础建设等都必须进行坡体开挖切坡,形成高角度的临空面,从而破坏了山体的自然稳定性,在降雨作用下易发生滑坡、崩塌;二是人类工程完成后未进行防护措施或排水不当,造成地表水渗入坡体而引发坡体失稳,研究区内引发地质灾害的人类工程活动方式主要有削坡建房、削坡筑路、开发沟谷等。此外,在部分地区尚存在陡坡耕植、破坏植被等现象。
三、地质灾害评价指标体系
易发区区划目的是对相对稳定的不变的内在地质灾害基本条件和外在的动力引发因素进行宏观评价。依据国土资办发[2004]67号《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》的相关技术要求,建立地质灾害评价指标体系,确定各致灾因子。
(一)、相关因素确定
众所周知,形成和引发地质灾害的相关因素中,一些地质方面的因素相对而言是固定的,在一定历史时期内不会改变。可以通过其与形成或引发地灾的相关关系和权重系数建立地质灾害易发指数模型。根据统计分析,岩溶塌陷地质灾害其主要参考的引发因子为区域地形地貌、水文地质与工程地质条件、地质构造、植被覆盖情况、人类工程活动强度以及以往灾害发生史。
(二)、致灾因素综合
岩溶塌陷地质灾害的发生是由多种因素综合作用形成的,但是从引发机制判断是存在一定的规律性的,因而对小区域范围内的地质环境条件进行归纳和区分,可以总结岩溶塌陷地质灾害的易发状况。
四、地质环境安全综合评价指标体系
由于地质环境要素庞大,区域地质环境问题多样,不同地质环境问题甚至不同区域的同一地质环境问题引起的原因都不一样,如果对全国性的单一地质环境问题进行评价和区划,还能做到准确实用,那么对全国性的地质环境综合评价就较难。
该指标体系是在对我国主要地质环境问题发生机制、影响因素的分析基础上得出的,具有普适性。但是,具体应用时,每个区域存在的地质环境问题往往各有侧重、种类不全,甚至同一地质环境问题在不同区域其产生的主要因素都会有差别,因此在具体评价指标选取时,建议对具体评价区域存在的地质环境问题进行详细分析,合理划分评价单元(建议按地质环境问题分布特征划分),适当忽略次要差异因子,并按一定准则变化因子权重。
准确地说,保护地质环境与防治地质灾害形成的是辩证关系。在地质环境变迁的众多表现形式中,地质灾害是其中的一种,在地质灾害的发生过程中,恶化地质环境的现象伴随而生。因此,政府应该双管齐下,把防治地质灾害与保护地质环境合理地结合起来,制定出科学的防灾对策。首先,在进行环境保护规划方案策划时,应把二者相协调,以地质灾害防治的内容为侧重点,具体从地质灾害的灾种不同出发,把相应治理、防灾以及应急措施制订出来。其次,在进行灾害治理方案设计时,需要考虑地质灾害对环境的适应性,把地质灾害受环境制约的方面和内容明确好。
结束语
在新时期,我国要以“防治结合”为原则进行安全、环保的地质灾害治理工作,促进整个社会的环境可持续发展逐步实现。
参考文献
[1] 翟伟峰,刘复刚,王永洁.黑龙江省地质灾害防治与环境保护策略分析 [J].自然灾害学报,2006,03.
[2] 胡海涛,周平根.关于我国地质灾害防治和地质环境保护的科学技术未来发展方向的思考[J].中国地质,1995,09
关键词:地质环境;地质灾害;战略减輕;有效结合
中图分类号:F407.1文献标识码: A
引言
随着科学技术的发展,特别是遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)3S技术在地灾方面综合应用的推广,目前,国外对地灾评估、预测预警又进入了一个新的阶段,主要集中在计算机上地灾模型的建立,如3S在地质灾害的监控与可视化、数字减灾系统等方面的应用。3S技术的综合应用使得地灾评估更快速、更精确、更简洁,然而,由于不同专家学者有不同的标准,因此,统一的地灾评估标准仍未建立。近年来,由于我国进行大规模建设,导致地质灾害更加多样性和频繁性,国家逐渐投入大量资金、人力、物力,开展地灾调查研究,使我国对地灾的研究进入了新的阶段。
一、各类地质灾害发育特征
(一)、滑坡
1、主要类型
根据滑坡规模、物质组成、动力形式、滑坡体切割深度等可将滑坡分为以下类型(表1),各滑坡类型在我国的数量和比例如下:
表1 滑坡类型统计表
2、发育特征
人类活动对滑坡形成有重要的诱导作用,由于坡脚开挖、建房切坡、矿产开采、渠塘渗漏等人类活动打破了原有地质体的稳定,同时,湖南为多雨省份之一,在雨季,特别是暴雨时期,雨水下渗,软化润滑了滑坡面,导致了滑坡的形成。因此,滑坡在人类工程活动较发育沿线或区呈线状或点状分布。据调查统计,因人类活动单因素导致的滑坡占30.80%,人类活动与暴雨多种因素引发的滑坡占查总数56.37%,自然因素引发的滑坡只占12.83%。
(二)、崩塌
根据崩塌规模、物质组成、形成原因等可分为各种崩塌类型(见表2)。
表2崩塌类型统计表
以小型崩塌为主。崩塌规模一般较小,据统计,小于1万m3的小型崩塌占80.38%, 1-10万m3的中型崩塌占14.62%,10-100万m3的大型崩塌仅8处,占3.08%,大于100万m3巨型崩塌5处,多为崩塌群,占1.92%。
泥石流以及地面塌陷地质灾害,由于本文篇幅有限,不一一进行阐述。
二、地质灾害与地形地貌关联性分析
(一)、地质灾害与地貌单元的叠加分析
地形地貌特征是影响地灾发育的主控因素之一。不同的地貌类型控制着地质灾害的发生类型;高大的自由临空面是崩塌、滑坡产生的有利地形,残坡积层较发育,软硬岩层相间的山区和丘陵区是崩塌、滑坡多发区;山高坡陡且较开阔的瓢状地形是泥石流产生的良好条件,地形起伏大、沟谷发育、岩土体破碎、松散的山区往往是泥石流的多发地区。
(二)、地质灾害与地形坡度关联性分析
在充分收集利用已有资料并基于我国地质灾害调查与区划数据基础上,提取出在进行研究所需的地形坡度图层和地质灾害点图层,之后对这些因子图层进行栅格转换和处理,由于提取的各个因子图层的数据范围可能不一致,而GIS栅格运算的工作方式是基于栅格单个像元的,所以必须对所有数据层进行统一的规范,即规定图层的有效范围、栅格单元的数目、栅格单元的大小等。首先将数据预处理后的等高线数据单独提出来,然后在GIS中通过空间分析模块生成TIN模型,再将TIN转化为基于栅格的DEM模型。在GIS的空间分析功能中从上一步骤的DEM中提取研究区的坡度图,然后将其转换为栅格单个像元的栅格图,并与地质灾害栅格图层进行栅格运算得出信息量统计数据表。
(三)、降雨与地质灾害关联性分析
研究区降雨量充沛,降雨落到地面首先转化为地表水,地表水在地面流动过程中,除部分被土体吸收达到饱和状态,部分地表水通过土体的孔隙裂缝渗入坡体转化为地下水沿着下伏滑动带向下运移形成暂时性上层滞水。岩土体在雨水、地表水和地下水的浸润作用下,一是斜坡体本身的自重增加,加速斜坡在重力作用下失稳;二是地下水对滑动带岩土体产生软化,降低了基岩土体间摩擦力,特别是在岩层面,节理裂隙面和第四系与基岩的接触面作用明显;三是浸润了斜坡的软弱结构面,降低了岩土体的抗剪强度因而破坏了坡体的稳定性;四是河流水位的升降易诱发滑坡、崩塌。研究区内绝大部分地质灾害在降雨过程中发生,其爆发时间与降雨过程同步,充分体现了降雨对该类地质灾害的迅速触发作用。
(四)、人类工程活动
人类在工程活动过程中,不适当的行为是诱发地质灾害的主要因素。人类工程活动对地质灾害的影响主要表现在两个方面:一是不合理的坡体开挖是导致发生滑坡、崩塌的最主要因素,研究区是以山地丘陵为主的地区,山高坡陡,镇村建房、公路基础建设等都必须进行坡体开挖切坡,形成高角度的临空面,从而破坏了山体的自然稳定性,在降雨作用下易发生滑坡、崩塌;二是人类工程完成后未进行防护措施或排水不当,造成地表水渗入坡体而引发坡体失稳,研究区内引发地质灾害的人类工程活动方式主要有削坡建房、削坡筑路、开发沟谷等。此外,在部分地区尚存在陡坡耕植、破坏植被等现象。
三、地质灾害评价指标体系
易发区区划目的是对相对稳定的不变的内在地质灾害基本条件和外在的动力引发因素进行宏观评价。依据国土资办发[2004]67号《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》的相关技术要求,建立地质灾害评价指标体系,确定各致灾因子。
(一)、相关因素确定
众所周知,形成和引发地质灾害的相关因素中,一些地质方面的因素相对而言是固定的,在一定历史时期内不会改变。可以通过其与形成或引发地灾的相关关系和权重系数建立地质灾害易发指数模型。根据统计分析,岩溶塌陷地质灾害其主要参考的引发因子为区域地形地貌、水文地质与工程地质条件、地质构造、植被覆盖情况、人类工程活动强度以及以往灾害发生史。
(二)、致灾因素综合
岩溶塌陷地质灾害的发生是由多种因素综合作用形成的,但是从引发机制判断是存在一定的规律性的,因而对小区域范围内的地质环境条件进行归纳和区分,可以总结岩溶塌陷地质灾害的易发状况。
四、地质环境安全综合评价指标体系
由于地质环境要素庞大,区域地质环境问题多样,不同地质环境问题甚至不同区域的同一地质环境问题引起的原因都不一样,如果对全国性的单一地质环境问题进行评价和区划,还能做到准确实用,那么对全国性的地质环境综合评价就较难。
该指标体系是在对我国主要地质环境问题发生机制、影响因素的分析基础上得出的,具有普适性。但是,具体应用时,每个区域存在的地质环境问题往往各有侧重、种类不全,甚至同一地质环境问题在不同区域其产生的主要因素都会有差别,因此在具体评价指标选取时,建议对具体评价区域存在的地质环境问题进行详细分析,合理划分评价单元(建议按地质环境问题分布特征划分),适当忽略次要差异因子,并按一定准则变化因子权重。
准确地说,保护地质环境与防治地质灾害形成的是辩证关系。在地质环境变迁的众多表现形式中,地质灾害是其中的一种,在地质灾害的发生过程中,恶化地质环境的现象伴随而生。因此,政府应该双管齐下,把防治地质灾害与保护地质环境合理地结合起来,制定出科学的防灾对策。首先,在进行环境保护规划方案策划时,应把二者相协调,以地质灾害防治的内容为侧重点,具体从地质灾害的灾种不同出发,把相应治理、防灾以及应急措施制订出来。其次,在进行灾害治理方案设计时,需要考虑地质灾害对环境的适应性,把地质灾害受环境制约的方面和内容明确好。
结束语
在新时期,我国要以“防治结合”为原则进行安全、环保的地质灾害治理工作,促进整个社会的环境可持续发展逐步实现。
参考文献
[1] 翟伟峰,刘复刚,王永洁.黑龙江省地质灾害防治与环境保护策略分析 [J].自然灾害学报,2006,03.
[2] 胡海涛,周平根.关于我国地质灾害防治和地质环境保护的科学技术未来发展方向的思考[J].中国地质,1995,09