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地質災害論文

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地質災害論文

地質災害論文:城市地質災害風險管理論文

1研究進展

1.1國外研究進展

國際上有關自然災害領域的研究在近十年來實現了質的飛躍,思想觀念的轉變使災害風向管理被納入到可持續發展的主流規劃中。法國政府于20世紀90年代初期正式了自然災害管理新政策,對各強震區進行風險級別的劃分,對無風險區給予優先發展權,風險較高的地區則通過加強城市建設與管理力度,提高城市風險防范能力。瑞士聯邦政府于20世紀90年代末期,了自然災害管理新規,26個州相繼落實了滑坡災害填圖與土地區劃工作,大部分地區滑坡風險獲得有效控制。由于日本大部分地區均處在地震頻發的地帶,所以日本地質災害風險管理工作開展得比較早。日本地區一般會根據城市地質情況,進行災害風險評估,在預測預報的基礎上,實施各項風險管理措施。

1.2國內研究進展

近年來,我國國土資源部、地質調查局對強震區城市開展了大規模調查與區劃工作,對地質災害高發地段進行了綜合性評估,并提出具有針對性的防治規劃,借助網絡技術,構建了群測群防網絡與地質災害信息管理系統。隨著條例內容逐步落實,地質災害防治與管理的工作質量較從前獲得極大改善,全民地質災害風險防范意識與能力均獲得顯著提升。

2研究方向

根據我國強震區城市實際情況,結合國內外相關地質災害風險管理與控制研究的成果,著重探討城市發展和地震地質災害的關聯性,充分利用強震區城市地質災害風險的變化規律與特征,提高預估地質災害風險的性,為我國強震區城市地質災害地區抗震減災工作提供依據。另外,要對強震區城市地質災害風險管理的概念、內容進行的定義,做好相關宣傳推廣工作,并構建能夠滿足強震區城市社會經濟發展需求的地質災害風險管理體系,為城市地質災害減災工作的順利開展提供理論基礎。

3研究內容與方法

3.1風險機制與風險量化分析

文章研究內容是在分析強震區城市地質災害風險形成原因的基礎上,以地震活動條件與地質災害受災體的條件作為起點,對風險評價與管理的重要意義進行闡述。在研究過程中,歸納強震區城市地質災害風險結構的組成要素,分析結構個組成要素的重要意義與關聯性,研究風險分析種類、對象以及風險的組織。對于風險量化問題,主要結合城市人口規模與經濟條件,構建風險評價指標體系對其進行風機劃分??偨Y各風險因素的發生幾率,預估地質災害給城市帶來的不利影響。利用危險性指數與易損性指數,對該城市可承受的風險標準進行設置。

3.2管理途徑與方法研究

強震區城市地質災害應急措施是城市地質災害管理工作的重點內容,在研究研究過程中,需對整個城市可承受的地震強度進行預測,結合當地地質災害強度,擬定風險管理制度與災害應急措施。地質災害風險管理內容主要包括前期的預測工作、預報工作、預防工作以及災害發生后的抗災工作、搶險救援工作。因此,有必要加強各項工作的聯系,以便構建統一的危機應急管理系統,一旦發生地質災害能迅速做出反應,有條不紊地進行搶險救災工作,盡量將災害給城市帶來的損害程度控制在理想范圍內??稍诎踩珪r期面向大眾開展有關減災防災的宣教活動,定期舉行應急救援沿襲,以此來提高整座城市防災抗災的綜合能力。

3.3風險管理與管理效能監控

強震區城市地質災害管理的效能監控,旨在利用最合適的風險管理方案,較大化降低地質災害給城市帶來的損害。城市人口增長、陡坡地開發過于頻繁等,均會提高強震區地質災害的風險。所以,要定期對陡坡地帶進行勘測,發現異常征兆要引起警覺,予以維護與保養,降低風險發生率。強震區地質災害風險管理工作內容復雜,對工作的時效性與協調性均有著很高的要求。所以,在相關問題的研究過程中,需對現階段地質災害風險管理工作進行反思,尋找其中的不足之處,并提出提出改進措施,增強管理力度。

3.4風險管理模式和規范體系的研究

強震區城市地質災害風險管理工作,涉及到多個領域,內容十分復雜,對各部門協調性、時效性均有著較高要求。為促進強震區城市地質災害風險管理朝著規范化、高效化、科學化發展,對強震區城市地質災害風險管理的政策與協調機制進行研究很有必要。結合公共政策,剖析風險分析與評估對城市災害風險管理的重要意義,充分發揮各類有關減災政策的功能,優化資源配置,增進各級行政部門的聯系,提高風向管理的工作效益。毋庸置疑的是,強震區城市地質在家風險管理體系,應建立在我國公共安全管理體制的基礎上,結合公共安全管理體制的規定,對城市地質災害風險管理工作的不足之處加以指正。將研究重點放在如何完善風險管理機制,構建風險管理工作體制以及優化風險管理過程等內容上,將風險管理工作落實到位。

4結束語

綜上所述,強震區地質災害風險管理,旨在提高城市防災抗災能力,較大化降低地質災害的發生風險,將災害對城市造成的損害控制在理想范圍內。結合文章探討情況來看,在強震區開展地質災害風險管理工作,有必要將工程與非工程兩方面結合起來,并適當借助法律手段,以經濟補償作為誘導,引進高新技術,才能確保管理工作的順利進行,為城市的協調發展與長遠利益提供保障。

作者:蘇寶杰 單位:山東省臨沂市國土資源局

地質災害論文:巖土工程地質災害論文

1巖土工程地質災害主要類型特征及成因分析

1.1巖土工程地質災害主要類型特征分析

從上世紀80年代開始,地質工程學就在我國誕生了,地質工程學主要就是對地質災害的防治所進行研究的。地質災害工程涵蓋著對地質災害的防治以及巖土兩個重要的層面,其中的巖土工程則是施工間所設計到的開挖巖土體的加固處理。從巖土工程地質災害的主要類型特征層面,不同的地質災害類型就有著不同的特征,巖土工程中的泥石流地質災害類型是降水作用下,溝谷以及山坡等出現的攜帶大量石塊及泥沙物體的洪流,主要是表現為固體流動和液體流動相結合的混合物,這一地質災害類型受到棄土棄渣的防護不合理所致,再有就是在開挖過程中沒有科學化進行。再者,巖土工程地質災害中的滑坡類型也比較常見,主要是地下水以及河流的沖刷等使得斜坡的巖體或者土地的軟弱地帶發生的下滑情況。滑坡地質災害主要的由于強降雨或者強降雪所致,還有就是受到地表水沖刷、浸泡等也比較容易發生滑坡地質災害。巖土工程地質災害類型中的崩塌也是比較常見的災害類型,這一地質災害主要就是由于根部的虛空使得陡坡裂縫分割巖體而發生局部的折斷等狀況,這樣就失去了原有的穩定性鞥發生翻滾。崩塌地質災害主要是受到礦產資源開采及道路邊坡開挖影響比較嚴重。另外,巖土工程地質災害中的地面變形也是常見災害之一,這一類型的地質災害主要有地面的沉降額塌陷,或者是出現裂縫等。地面變形的地質災害受到區域內地表水的大量抽取以及表面的熔巖和對礦產的不合理開采的影響比較嚴重,所以在對巖土工程中地質災害的防治過程中就要能夠結合實際進行處理。

1.2巖土工程地質災害的成因分析

巖土工程地質災害的成因根據類型的不同也會有著多種成因,主要體現在受到地形地貌的影響比較顯著,我國是地質災害最為嚴重的國家之一,每年由于地質災害所造成的損失比較巨大,這對多個地區的經濟發展有了限制。從巖土工程地質災害的主要成因層面來看,分為自然因素及人為活動因素,其中的人為活動因素是造成地質災害比較重要的影響因素,由于在一些建設和開發開采等活動的實施下,就對原有的地質自然形態造成了破壞,從而引發了一些列的災害,其發生和地質本身的關系并不大,主要就是由于人為破壞的。對于巖土工程的地質災害的發生是在自然地質演變和氣候的變化下逐漸形成的不穩定狀況,經過人為活動對這一不穩定活動的破壞,加快了地質災害的發生。地質災害的發生對人們的經濟財產以及生命等都有著很大的危害,這也是災難性的事故。另外就是巖土工程地質災害的自然因素,這一影響因素也被稱為是及時環境問題,不會因為歷史變遷而發生變化。地形地貌的影響以及水文氣候的特點和地質環境的特點等都會對巖土工程地質災害的發生起到促進作用。

2巖土工程地質災害的有效防治措施探究

及時,對巖土工程地質災害的防治要從多方面進行考慮分析,采取多樣化的防治措施,由于地質災害的發生需要一定的條件促進才能形成,所以為能夠將巖土工程地質災害得到有效防治,就要從源頭上進行消除。首先是對巖土工程的實施過程中,要能對地質災害的勘察得到充分重視,地質災害額發生和地質狀況有著緊密的聯系,這就要對地質的實際狀態加強勘察,進而保障巖土工程施工中的安全性。具體的措施就是先成立地質勘察小組,對巖土工程施工的地區進行實際的勘察,對施工場地的地質特征以及形成原因加以詳細化分析,然后對地質災害發生可能程度進行評估,并要定期的到現場實施觀察。第二,當前我國的科學技術有了很大程度的發展,將其在巖土工程施工的有效應用對地質災害的防治就有著積極作用。從我國地質災害監測預警體系的發展過程中來看,有的是通過先進儀器設備誒等進行的專業監測,還有的是通過群眾參與的群測群防??傮w而言,對巖土工程施工過程中的地質災害防治要能將“感”、“傳”、“知”、“用”這幾個層面得到的掌握,其中的感就是對監測數據進行采集,再通過移動終端對所采集的信息加以傳遞,這樣就能通過衛星傳回監測的數據,然后再對這些數據加以處理分析并建立模型,對地質災害的狀態以及發展趨勢加以判斷,就是采取輔助性的決策對地質災害監測預警以及搬遷轉移等措施提出。第三,對巖土工程地質災害的防治還需要開展相應的防治工程設計,結合實際巖土工程所受到的災害情況進行對防治的途徑加以確定,然后再按照災害的發生程度以及對防治目標的確定等對防治的實際強度和工作量詳細的制定,例如采取支擋或者排水以及加固等方面的措施進行實施。從工程層面來看采取工程型防治是地質災害最為主要的防治措施,工程開展過程中要進行實施削方減載,并把緣地表排水及開展前緣支擋的方法對實際的施工要求加以滿足,在工程防治方面要能結合實際來采取相關措施。第四,而采用生物防治的措施,則主要是通過植樹造林以及草坡護理等方式實施防治,這在環境保護以及防治的時間上都有著較好效果的呈現。還可再用地質災害的避讓措施的實施,巖土工程施工過程中通過避讓措施能夠對地質災害的損失降到低。對于災害隱患點及變形斜坡在雨天所采取避讓措施比較有效,如在下雨天可讓比較容易發生地質災害的群眾及時的搬遷,在對這一措施實施過程中要能有效遵循就近以及不受災害威脅的原則。對于有著較大危害的采取避讓措施是比較有效的。

3結語

總而言之,結合我國地質災害多這一特點,在巖土工程的施工過程中要能夠考慮多方面的原因,對可能發生的地質災害及時的進行防治,防止災害的加重。通過當前的一些先進技術的應用,對巖土工程施工中地質災害的防治有著重要的作用,所以作為施工人員也要能對地質災害防治的長期性及艱巨性有一個充分的認識,在日常當中也要能夠加強這一層面額研究。

作者:徐詩婷 單位:東北農業大學

地質災害論文:地質災害危險性評估隧道工程論文

1.基本地質特征

1.1工程地質條件

地基土層主要由人工填土、第四系松散沉積層、以及第四系殘積層組成。土體以人工填土、淤泥質土、粘性土、砂類土多層土體為主。底部隱伏基巖為古近系華涌組(E2h)泥質粉砂巖。

1.2水文地質條件

地下水類型主要有二種類型,為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。地下水主要賦存于第四系砂類土層中,屬承壓水,地下水埋深淺,水量貧乏,地表水系發育。

2.地質災害危險性現狀評估

在評估區范圍內有4處不同程度的地面沉降地質災害,主要表現為地面產生裂縫、房屋產生裂縫破壞等。

3.地質災害危險性預測評估

工程建設可能引發或加劇的地質災害類型有地面沉降和崩塌或滑坡2種。

3.1地面沉降:選取6個鉆孔按《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)中應力面積法計算路基沉降量,公式為s=ψss′=ψs??nisioEP1(ziαi-zi-1αi-1)。計算結果為:工程沿線各孔最終沉降量為71.5mm、194.4mm、46.4mm、43.6mm、127.5mm、82.2mm。全線沉降量小,地質災害危害程度小,危險性小。

3.2基坑邊坡崩塌或滑坡

隧道基坑開挖深度0.5~11.0m。可用2種方法分析。

3.2.1坡率法

根據《工程地質手冊》(第四版)第八篇第四章邊坡工程中的土質邊坡坡率允許值表,擬建隧道工程基坑開挖U型槽和框架段為垂直開挖,擋土墻部分為1:0.25坡率開挖,均大于其低坡率允許值,本擬建工程在基坑開挖過程中,基坑邊坡不穩定。

3.2.2計算法

根據瑞典條分法,總應力模式計算天然和暴雨工況的邊坡安全系數。計算結果顯示:在K2+180截面的安全系數分別為0.78和0.66,K2+280截面的安全系數分別為0.94和0.76??颖诓环€定,發生崩塌或滑坡的可能性大,此段整體開挖深度較大且局部地段地基有軟土分布,總體評價地質災害危害程度和危險性大。K2+180截面的安全系數分別為0.94和0.76,基坑坑壁較不穩定,由于此段開挖深度較小,總體評價其危險性中等。

4.評估結論

預測擬建項目在工程建設及使用過程中,可能引發或遭受的地質災害類型有2種:地面沉降和基坑邊坡崩塌或滑坡。

4.1地面沉降

工程全線沉降量小,發育程度弱,危害程度與危險性均小。

4.2基坑邊坡崩塌或滑坡

工程沿線K1+895~K1+953.472段發生崩塌或滑坡的可能性小,地質災害危害程度和危險性??;工程K1+953.472~K2+280段發生崩塌或滑坡的可能性大,地質災害危害程度和危險性大;工程K2+800~K2+379.66段發生崩塌或滑坡的可能性中等,其危害程度中等,危險性中等。

5.工程建議

擬建工程主要為隧道工程,在基坑開挖深度范圍內,坑壁巖土體其自穩性較差,注意采取相應的支護措施,場地緊鄰重要的鐵路及建筑物,須采取措施控制基坑開挖對周邊環境的影響。

作者:顏秋實 謝偉華

地質災害論文:礦山地質災害論文

一、評估的方法和意義

在評估礦山地質災害的時候,最重要的一點就是保障評估結果的科學性和性,由于其評估方法比較多,所以在評估的時候選擇評估方法,應當根據當地地質的實際情況而定。在評估的時候首先應該搜集整理礦區的資料,其中包括礦區前期的地形、地質、礦山開采設計、礦體分布等等方面的資料,如果這些礦山基本的地質資料都沒有收集到,那么定性評價的方法就比較適用;如果以上這些資料都能搜集到,不過由于這個礦區曾經比較少的發生地質災害,導致采樣數量不足,這種就好采用模糊綜合評判的方法了;而對于礦山歷史上地質災害頻發,地質災害的采樣數據比較豐富的情況下,就可以選用神經網絡、數理統計等方法進行評估。地質災害的評估方法主要有:

1、專家評估法

此種方法一般是由在研究區當地生活工作多年,因而對當地的地質情況比較熟悉的的專家,對災害進行直接的評估。這種方法雖然效率高,也能結合現場的很多因素進行考慮,不過人為因素比較大,評價的結果受制于專家的經驗水平。

2、參數合成法

對影響質地災害的所有因素分類,然后根據經驗,對每一個因素給予一個權值,對這些所有的權值平均。此種方法是定量評估,利用軟件,工作效率也很高,缺點是當礦山面積比較大時,災害點多,應用就比較復雜,而且權值的確定主觀性比較強。

3、數理統計

通過對現有地質災害以及影響它的因素,建立調查和統計分析,總結地質災害的發育規律,從而建立評價模型,并利用所建模型進行的評估預測。這種方法比較復雜,模型需要反復的驗證,不過評估結果科學。

4、人工智能

這種方法包括神經網絡、向量機、灰色聚類。

二、評估及治理工作開展的思路

在開展評估及治理工作的思路上,首先應該對礦區進行現場的調查和數據的收集整理,對以前的一些相關資料和評估方法進行一個綜合的分析和評估,進而對礦山的地質災害提出一個治理的合理措施,在治理完成后,還必須對礦山地質災害進行監測,如果發現任何的安全隱患以便及時上報給相關部門。

三、礦山地質災害的防護措施及治理方法

礦山地質災害的防護措施和治理方法,必須要根據評估的結果以及災害的類型來制定相應的措施。這是因為不同的災害類型,它的災害體所危害對象的范圍也就相應的不同,所以在制定切實可行的措施的時候必須結合當地的實際情況。根據礦山的地質特點和條件以及地質災害災點的分布情況基本可以劃為幾個不同的防治區。其次是次重點防治區,這個主要針對的是礦山的生活區和進場公路,這兩出地方很容易形成大量的邊坡,周圍還有一些廢棄的渣,如果這些邊坡失去穩定就很有可能造成塌方和滑坡,而那些沿途的廢棄的渣也會造成礦區的水土流失,從而形成泥石流;一般防治區,就是指在無主要建筑和項目工程的建設的礦區內,一些地表巖石由于破裂、破碎等原因而造成的水土流失,這里應該減少人為因素的干擾,做好植被的防護工作。那么發生了地質災害應該怎么做,采取哪些措施?下面是一些典型的地質災害的治理方法:1、滑坡:修建排水設施,建立安全平臺;2、塌陷:可以采用充填復墾的方法;3、崩塌:降低陡峭程度,清理或攔截危巖;4、泥石流:封固礦山的物質,建立攔擋設施,建設疏導通道;5、瓦斯爆炸、礦坑火災:設置檢測點,設計預火方案;6、水土流失:綠化植被;7、礦坑突水、涌水、涌泥:做好坑道排水、排沙設計。

四、對礦山地質災害的監測方法

礦山地質災害的監測方法主要有三種:即人工巡視法、工程測量法和遙感解譯法。

(一)人工巡視法

人工巡視法可以監測不同類型的礦山,比如崩塌、滑坡、泥石流等,還能根據季節的變化,增加監測頻率,比如在雨季的時候,監測頻率要頻繁一些。人工巡視法主要是針對礦山地質災害點多、點散,規模較小的致災地質體。

(二)工程測量法

工程測量法主要應用在三個方面:一是災體已經發生變形,周圍有青瓷的滑坡、不穩定斜坡的礦區;二是防治效果監測方面,如擋土墻等防治工程部位;三是礦區地表的變形和沉降等監測方面。工程測量法只要的是測量儀器對致災體進行相對位移的測量,因此,大多時候是用在滑坡有變形的階段以及防治工程效果的檢測。

(三)遙感解譯法

遙感解譯法一般應用在對地質災害的監測方面,這是由于遙感解譯法可以發現大規模的泥石流和滑坡災害,并且監測的效率比較高,不過同時也需要現場調查核實驗證手段來進行輔助,所以遙感解譯法一般應用在區域性的礦山地質災害的監測,以達到大面積的觀測的目的。

五、總結

綜上所述,本文對礦山地質災害的評估方法以及治理工作的內容、方法做了一個總結,并介紹了一些監測的關鍵技術,總之,對礦山地質災害的研究必須引起我們高度的重視,認真總結這幾年治理礦山地質災害正反兩方面的工作,因地制宜,依靠科學,不斷推進礦山地質災害的綜合治理工作。

作者:郭昱宏 郭宇 韓旭淵 單位:成都理工大學

地質災害論文:山區公路地質災害論文

1山區地質災害對公路建設的不良影響

1.1崩塌對公路建設的不良影響

崩塌是山區常見的地質災害之一,大規模的崩塌現象會在瞬間將公路摧毀,造成嚴重的災害,零星的落石也對車輛和行人造成致命的威脅,因此崩塌對山區公路的建設和營運安全造成巨大的不良影響,需要引起我們的特別重視。

1.2滑坡對公路建設的不良影響

滑坡無論大小,對公路都會造成不同程度的破壞,通常情況下而言,一般小型滑坡會造成山區公路的阻塞,嚴重的情況下,大型滑坡會直接將公路毀壞,給山區公路的建設造成很大的危害。

1.3泥石流對公路建設的不良影響

泥石流具有一定的突發性,往往在短時間內產生強大的破壞力。泥石流在爆發的過程中都會表現出較強的剝蝕作用、搬運作用以及沉積作用,對地表產生強大的改變和破壞作用,可以將山區的公路掩埋,甚至摧毀,對人們生命和財產安全帶來嚴重威脅,造成公路堵塞、斷道,交通中斷,給地區人民生產生活帶來不變,甚至給區域經濟發展帶來很大損失。山區主要的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,很容易對山區公路的建設造成嚴重的危害,因此我們國土、水利、交通等各相關部門應當高度重視,并在公路建設的可研、勘查、設計、施工、養護等環節積極采取措施,認真落實。使地質災害的防范和處治系統化、規范化、科學化。

2建立健全系統化的地質災害的聯合監測機制

建立健全地質災害的各部門聯合監測機制,使地質災害防治工作體系化,是防范地質災害、保障山區公路建設安全的首要工作。

2.1加強宣傳教育

我們要加強地質災害相關知識的普及,通過社會宣傳和從業教育,使人們、特別是參與山區公路建設的人員都能夠了解地質災害的識別、防范知識以及地質災害災情的統計標準等,為保障山區公路的正常建設打下良好的基礎。

2.2建立聯合監測機制

交通、國土、水利、地質各相關職能部門應積極協調聯合,建立健全地質災害監測體系,對各個不良地質地區進行重點監測。特別是我們公路部門自己,應將公路地質災害監測工作納入日常和養護工作中來,建立公路地質災害數據庫。聯合監測體系中各成員應資源整合,信息共享,預防和處治工作統籌安排,爭取的社會效益。

2.3加強汛期監測

在山區降雨的多發季節要主動提高地質災害的監測力度,并將具體的監測結果、及時上報。因為在降雨多發季節,山區會進入汛期,此時極易引發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,我們只有努力提高地質災害的監測力度,盡較大努力加強對地質災害的防范,在及時時間采取積極有效的措施,在較大程度上減少地質災害帶來的損失。

2.4延伸參與圖紙評審和施工監督工作

要讓監測結果利用到設計和施工中去,就要讓勘查設計單位充分享用監測數據,還要讓監測體系的主要專家和人員參與可研和施工圖的評審、施工督察工作,確保地質病害工作預防和處治工作到位。

3著重做好山區地質災害的勘察設計工作

對于山區地質災害我們有些見子打子,窮于應付,要做到心中有數,除了動態監測,我們還應著重做好山區地質災害的勘察設計工作,做到地質災害防治工作規范化。(1)要重視對山區公路地質災害的研究。我們在對山區公路的建設進行可行性研究時,要積極獲取和收集地質災害監測體系的監測數據,并且要深入實地了解山區公路地質地形地貌,并制定防治地質災害的相關規劃,做好地質災害的防治準備工作。(2)加強對山區地質災害的勘察。我們要積極加強對山區的地質和地形條件進行勘察,對不良的地質構造和地形條件進行及時確定。(3)地質災害的預防和處治措施納入施工圖設計。在施工圖設計階段,針對每個地質災害點的具體特點,積極采取相應的防范和處治措施,做到公路地質災害預防和處治有據可依,有章可循,工作規范化。

4科學化的地質災害防范和處治施工

施工是地質災害防治的最最重要的關鍵環節,要有科學的防治方案,還要靠老老實實的施工質量。因此,在施工環節,一是要注意防治措施的針對性和適用性,二是要認真保障施工質量。為了提高地質災害防范措施的針對性,我們要針對不同類型的地址災害采取相應的防治措施,盡量采用常規的、針對性強的、造價方面經濟的、效果上適用有效的措施,不到萬不得已,應避免動輒采用橋隧那些高大上的方案。下面以崩塌、滑坡、泥石流三種常見地質災害作重點討論。

4.1崩塌

(1)崩塌形成有三個方面的原因。首先,一定的坡度和一定的高差是崩塌發生的前體條件,通常情況下而言,坡度在50度以上,高差較大才有可能發生崩塌現象。其次,結構松散破碎的巖石最容易發生崩塌,構造運動比較強烈、地震比較頻繁的地區也是崩塌的多發地區。第三,人類的不合理活動以及降雨等天氣因素也可能會引發崩塌。(2)崩塌常規防治。我們首先要對其進行嚴密的監測,隨時注意可能發生的各種險情。其次我們要對各種危險巖石進行清除,并對坡度較大的山坡進行積極改造和綠化,對于那些規模比較大的大型崩塌,我們要采取積極避讓的措施。第三,在公路的建設過程中要注意科學施工,避免對周圍的山坡形成較大的擾動,在人工開挖和爆破的時候要注意采取防范措施,避免因此引發崩塌。

4.2滑坡

(1)滑坡的形成機理?;掠苫卤?、滑坡體以及滑動面三個部分組成,是山區公路建設過程中經常遭遇的一種地質災害[2]。其形成機理,從地質的角度來說,比較松散的沉積層很容易發生滑坡,尤其是下伏巖石比較堅硬,而上覆巖石比較松散的地區更容易發生滑坡;另外,如果巖層的傾斜方向和斜坡的方向一致,也很容易誘發滑坡。從地形地貌的角度來說,坡積物比較豐富的、植被覆蓋比較差的陡坡地區也容易出現滑坡現象。從水文角度講,水是滑坡形成的必要原因,當地下水排泄不暢,在底層中形成了軟弱滑動面,一旦力學平衡突破臨界點,就可能發生滑坡。(2)滑坡的常規防治。在進行山區公路的建設過程中,首先要注意主動避開滑坡多發地帶,同時做好滑坡的監測。其次,減少人為活動的不良影響,同時從擋、固、減、排等角度采取措施防范滑坡的發生。擋主要是指修建相關的擋土墻,對下滑的巖體進行阻擋;固是指在容易發生滑坡的巖體內打上抗滑樁,使想要滑動的巖體和巖石本體進行穩固的結合;減主要是指在想要發生滑坡的巖體上方取土,這樣可以使想要發生滑坡的巖體的負荷減輕,從而減小下滑力;排主要是指將滑坡易發區域的地表水和地下水排干,避免滑坡的發生。

4.3泥石流

(1)泥石流的形成。泥石流一般由山洪、大量的泥沙和石頭等組成的,是一種具有巨大破壞力的地質災害。泥石流的主要類型有粘性泥石流和稀性泥石流,通常情況下而言,構造運動強烈和巖性脆弱的地區是泥石流的高發地區,而且泥石流往往是由暴雨引發的,暴雨的降水量和泥石流的具體規模呈現正相關關系。除此之外,人類活動對泥石流的影響也非常大,植被破壞以及廢棄土石方的堆積等都會為泥石流的發生創造條件。(2)泥石流的常規防治。我們可以根據其具體的區域進行有效的防治。在泥石流的上游區域提高植被覆蓋率,并修建相關的排水系統,同時注意將泥石流的物質來源進行斷絕。在泥石流的中游區域修建相關的阻攔設施,將泥石流攜帶的泥沙和石塊進行攔截,使泥石流的速度和規模得到有效的削減。第三,在泥石流的下游區域,我們要積極修建一些排洪泄流的堤壩,使泥石流順著我們修建的堤壩流動,減少對公路以及其他建筑物的危害。當然對于常規措施無法處治而又無可繞避時,也只有采取棚洞、橋、隧等高端方案了。

4.4加強施工質量

地質病害的處理,施工具體而瑣碎,難以批量化、標準化的生產和計量,因此施工過程中,要求施工方精細化施工,監理和管理方要加強旁站、巡查和抽檢,把質量落實到工序上,控制在驗收前。以確保地質病害的處治效果。

4.5加強養護和后期監測工作

地質病害處治后,施工和設計方應加強質量回訪,總結經驗。公路管理部門應注意日常養護和后期觀測,強化管養,動態監測。

5結語

綜上所述,山區公路是我國山區經濟發展的命脈,但很容易受到崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的破壞,影響到人們安全出行甚至地方經濟發展。因此我們應重視地質災害的影響,各部門聯動協調,建立健全聯合監測機制,著重做好山區公路地質災害的勘察設計工作,針對性采取具體而適用的措施,精細施工,嚴格質量,做到地質災害防治工作的系統化、規范化、科學化,真正減少地質災害的危害,保障山區公路建設和營運安全。

作者:青光坤 單位:四川興蜀公路建設發展有限責任公司

地質災害論文:工程地質災害論文

1昆鋼54萬噸/年鋼渣綜合利用項目的地質勘察

1.1區域地質構造

安寧市境內構造復雜,東西兩面為兩條南北向大斷裂,被普渡河大斷裂和易門大斷裂夾持。規模較小的褶皺構造較為發育。較大的褶皺構造位于中南部的黑風洞背斜,軸線成東西向經鳴矣河鄉延伸到昆陽。軸部出露上元古震旦系地層,兩翼為古生界地層,構成寬緩舒展背斜。受斷裂活動影響,區域內溫泉、崩塌、滑坡較為發育。工程區附近有兩條大型斷裂帶,受斷裂帶影響,區域內出露巖體較為破碎。區域內主要發育有2條裂隙??辈靺^從地質構造上看,位于普渡河大斷裂和易門大斷裂之間,區內地質結構較為復雜,存在多個小型斷裂層。據歷史地震資料,自1500年至今,安寧地區發生5級以上地震21次。

1.2變形破壞機理

該滑坡原始地形坡度按照工程地質測繪和鉆探揭露為5°~12°,處于一種穩定的狀態中。為了對昆鋼54萬噸/年鋼渣綜合利用廠區進行修建,前緣位置形成了陡坡(高10.0m、坡度為31°),因此應力在坡腳處集中分布。同時,含碎塊石粉質粘土層在坡腳初露,局部地段的石含量較高,存在較為嚴重的架空現象,地表水下滲,而下伏粉砂質泥巖具有相對較好的隔水性,容易在基覆界面處形成一條活躍地帶,便于地下水運移。因此,在降雨等因素的影響下,在8日下午5點出現了整體滑動現象,最終就形成了現在我們所看到的這種地貌特征

1.3工程地質災害防治

本次設計選用2—2'剖面對各個該滑坡的整體和局部穩定性進行計算和分析。對該滑坡的整體穩定性選用勘察確定的滑動面計算其穩定性。根據分析顯示,邊坡穩定性系數降低的主要原因是:由于降雨作用,邊坡土體含水量增加,引起的抗剪強度降低,說明水對邊坡穩定性起著主要控制作用。因此,在工程建設中應做好邊坡區及周邊環境中的地表水的排水過程。同時,在邊坡坡腳處應設置支擋結構,支擋結構形式應根據計算合理確定,以確保邊坡的穩定性。

2工程地質災害治理設計

2.1指導思想

在充分掌握滑坡和邊坡的活動規律、影響因素等的基礎上,充分利用合理的、科學的手段,堅持因地制宜、實事求是,對防治工程進行合理布設。將現階段的災害治理作為重點工作,尋找災害治理與環境保護二者之間的結合點,這樣才能利用最小的代價得到較大的收益。

2.2設計目標與原則

從變形機制的角度來看,因為受到于前緣開挖和地表水入等作用的影響,在前緣開挖過程中形成臨空面,在其作用下使得原有坡體內部的應力狀態將要發生變化,從而出現應力重分布等效應,最終出現斜坡變形。隨著地表降水入滲,斜坡土體長時間受地下水的浸泡,特別是土體抗剪強度(基覆接觸面)降低,直接導致變形體穩定性下降,因此防治工程治理應嚴格按照“根治變形”的原則,將防治前緣繼續強烈變形作為基本目標。工程布局以防止滑坡繼續發展,導致發生災難性地質災害為目標,在設置抗滑樁進行治理,確保變形區內設施和人員生命財產安全。在災害防治過程中,應采用有效的治理措施對滑坡的繼續發展進行限制,對其形成的誘發因素進行有效的控制;同時盡量減少治理工程對植被造成的破壞,并注意利用合理措施對坡面進行綠化,應按照地質單元的不同采用不同的處理措施。

2.3治理工程總體設計

根據滑坡的破壞特征、變形情況、影響因素及發展趨勢,采用前緣設置支擋措施和坡面截排水的處理方式進行治理:(1)在滑坡體前緣的擬建公路內側設置一排抗滑樁,樁長和截面根據計算剩余下滑力和邊坡高度設置;(2)在滑坡后緣1.0m處設置截水溝。截水溝截面為0.4m×0.5m,采用M7.5砂漿砌筑MU30片石,砌筑厚度為0.3m;(3)在滑坡體上設置截水溝。截水溝截面為0.3m×0.4m,排水溝截面為0.4m×0.5m,采用M7.5砂漿砌筑MU30片石,砌筑厚度為0.3m;(4)根據邊坡的整體穩定性和地形特征,對4-4剖面對應的邊坡在其前緣設置抗滑樁進行整體支護并采用鋼筋混凝土菱形格構進行坡面防護,對5-5剖面對應的邊坡擬在坡腳設置護腳墻并采用鋼筋混凝土菱形格構進行坡面防護,在邊坡外設置截排水溝,截水溝截面為0.4m×0.5m;(5)對公路外側的邊坡擬采用局部放坡+樁板墻(或漿砌塊石路肩墻)的治理措施進行治理,樁板墻設計樁長為12.0m,截面為1.0×1.5m,擋土板厚度為0.3m,設計墻高為6.4m;(6)對滑坡區道路,首先應將表層松散的土層開挖后,然后分層回填碾壓。

3結語

綜上所述,工程地質災害防治對整個社會的穩定存在重要影響,因此工程地質災害防治勘察與規劃等相關問題一直以來都受到人們的重視和關注,尤其是近年來隨著社會經濟的不斷發展,我國已經具有較高的技術水平和裝備水平對工程地質災害進行勘察,相信未來工程危害會得到逐漸的改善。

作者:申萬江 王強軍 單位:核工業西南勘察設計研究院有限公司,

地質災害論文:地震地質災害論文

一、典型研究區的選擇本文

在進行研究的時候,選取了汶川地震當中的幾個較為典型的地區作為研究區,這些地區都處于汶川地震二次地質災害發生最為強烈的一些地區,具體的位置處于發震斷層映秀一直到北川斷層的兩端及中央線的位置。(1)都江堰———汶川路研究區:這個研究區位于國道213線,選取的距離大概為90千米左右,汶川大地震發生之后,這個路段上也發生了規模比較巨大的崩塌和滑坡現象,而這些二次地質災害的發生也非常嚴重的影響到了災區救援工作的順利進行。經過分析和研究發現,這一路段上基本上都是巖漿巖,而映秀到北川的斷層正好是從這條線路上通過研究區。整條公路的沿線上一共出現了三百多個相關二次地質災害觸發點,整段路有大概25千米的道路都已經被這些二次地質災害所破壞掉了,其中的大部分路段是直接被沖毀或掩埋。(2)北川———安縣研究區:這個研究區位于北川、安縣、綿竹和茂縣的交界處,距離震中大約有110公里,這一研究區同樣受到了非常嚴重的破壞,而且其中發生的大多數災害非常明顯的屬于典型的地震觸發,在汶川大地震當中所觸發的較大滑坡———安縣大光包滑坡就位于這個研究區內,第二大的滑坡現象———綿竹文家溝滑坡同樣也位于此研究區當中。這個研究區總的區域面積達到了3000平方公里,主要的地質構造是板巖、砂巖、千枚巖、碳酸鹽巖和砂漿巖等。

二、地質災害的斷層效應分析

1上/下盤效應

所謂的上盤效應,最早的提出者是兩位美國學者,他們在詳細的觀察了發生在加利福尼亞州的各項地震記錄之后,從中找出了其他的一些逆斷層型的地震記錄,然后就發現了在斷層的上盤地區,其加速度的峰值系統往往要比其下盤的加速度峰值高一些;這與我國學者的一些發現不謀而合,同樣也證明了上/下盤效應是真實存在的,同時他們也發現了在加速度的峰值方面,存在著這樣一個規律:下盤加速度的衰減過程往往很短,而上盤加速度的衰減過程很長,衰減較慢。從汶川大地震的情況來看,可以從震源的機制和地震波譜來分析,它是屬于一種逆沖方式,但同時又兼有右旋走滑運動的破裂方式,另外,我們還可以從地震和地質的角度對其進行分析,分析結果同樣可以證明它的發生是存在著上/下盤效應的。

2距離效應

通過我們對于這兩個比較典型的研究區進行的數據分析上就可以看出,這次地震所最終觸發出來的各種二級地質災害,它們與斷層的距離都比較近,而且是距離越近,二級地質災害的具體分布密度也就越大,如果距離斷層較遠的話,密度就會比較小。如果對其再進行更加深入的探討,我們還可以發現出另外一些規律:(1)如果觸發的二級地質災害與發震斷層的距離相同,受到上/下盤效應的影響也是不同的,結果表明,下盤的地質災害發育的實際密度事實上是明顯的低于上盤的;(2)其次,在我們對以往的資料進行總結和統計的時候也發現,在距離斷層上盤大概10公里的范圍之內,是屬于二級地質災害發生最為頻繁的地區,但是通過我們此次對于汶川大地震的實地調查來看,可以把二級地質災害發生最為強烈的區域重新劃分,大概是在距離斷層上盤7公里之內;(3)通過我們的研究,還發現發震帶當中的斷層對于大型滑坡的發生和分布也具有著很強的控制作用,因為很多大型滑坡之所以發生,主要是因為地震波對于墻體產生的非常強烈的沖擊。

3拐點效應

通過本次的研究我們還發現一個有趣的現象,就是處于地震區之內的幾乎所有轉折部位和錯列部位都發生了不同程度的二級地質災害,這說明這些地方是二級地質災害的一個強發育區。這其實也不難理解,主要是因為這些斷裂的轉折點或錯列部位往往會在整個斷層發生錯動之后,隨之發生一種深度更大的剪斷現象,從而就導致其發生破裂,這個時候,就會釋放出很多的能量,從而就形成了一個次級的震源,因此就會在這個部位當中發生二級地質災害。

4方向效應

一個地區的具體地形條件往往對于地質災害的發生有著很重要和直接的影響,以龍門山研究區為例來說,其兩側的水系是沿著垂直于龍門山的走向進行發育的,正好是處于龍門山的斷裂帶發育區。因此,在通常的情況之下,滑坡也基本上是平行于這個走向來進行滑動的。這種滑動的方向除了要受到具體地形條件的影響之外,同時還和強震的地震波在斷層當中的傳播方向有關;往往地震波在斷層中進行傳播的時候會沿著垂直于斷層的方向,所以坡體所發生的震裂就基本上會是沿著這個方向的。

三、結束語

本文只是簡要的來敘述了一下汶川大地震發生時,觸發二級地質災害的斷層效應,對震區當中的幾個比較典型的區域進行了較為詳細的研究,然后從中分析出了地震災害發生之后的斷層效應,希望能夠給以后的研究者提供必要的參考價值。

作者:楊希單位:中煤科工集團西安研究院有限公司

地質災害論文:遙感技術地質災害論文

1包蘭鐵路概述

包蘭鐵路屬于京蘭通道中一條十分重要的組成路段,在我國鐵路交通樞紐中扮演著十分重要的角色?,F階段,包蘭鐵路的運量已處于超飽和狀況,對這一路段的城市經濟發展造成了一定的不良影響。為了解決這一現狀,我國鐵道部提出了一系列有關改建包蘭線的工程項目。改建后的包蘭線正線里程可達到469.305km,跨越寧夏、甘肅兩省。改建線路計劃通過區域的地貌特征復雜,包括黃河沖積平原、山間和山前沖洪積平原區、地中山區等;線路構造體系自北朝南,地質構造十分復雜,包括祁呂賀山字型構造體系之銀川斷陷盆地、賀蘭山褶皺帶等。

2遙感信息源的選擇和處理

地質災害體解譯對空間分辨率、影像飽和度和地物相互反差等有著十分高的要求,通過對主成分進行融合、變換,可充分展現上述細節,便于其在原有圖像的條件上,不僅留存多光譜圖像信息,還能提升空間分辨率。通過已收集的DEM數據,可在指定模塊下將DOM影像圖紋理疊加至三維地形模型,得出相應的立體模型,從而從各個方面對解譯進行輔助。

3主要地質災害分析

3.1鹽漬土可

通過結合地物反射波普的特點采集鹽漬土的災害信息。經對相關非遙感采集信息的結合利用,包括植被生長情形、地表鹽霜鹽斑位置和土壤特征等,并結合10.0%遙感圖斑抽樣現場驗證,評價精度可達到90.0%的標準。

3.2泥石流

泥石流堆積位置大多處于溝口,以扇形較為多見。遙感得到的影像色調呈淺灰、灰白??赏ㄟ^堆積物的特點、堆積物與溝谷的相對位置評定泥石流的類型。

3.3崩塌

在遙感技術所呈現的影像中,不同的崩塌陡崖所表現出的影像的色調深淺不一。在陡崖下端位置可見色調較淺的錐形地質構造,存在粗糙感或表現為花斑狀錐形,崩塌體堆積為淺色調,表現為錐狀。

3.4滑坡

大部分滑坡表現為圍椅形狀,滑坡體下端位置在土體擠壓的作用下可能產生不平整的地質結構;滑坡滑體前緣表現為舌形,一些滑坡表層會存在翻滾的情況,進而形成反向坡地貌。

4應對地質災害的建議

4.1鹽漬建

包蘭線鹽漬土的項目多位于平羅至武口、惠農至銀川等區域。在地勢低洼的影響下,水位貯藏于較淺的地下,水流不暢,地表出現強烈的蒸發現象,導致地表出現鹽漬化,大范圍產生鹽殼、鹽霜。面對鹽漬土地質災害,應選取當地含鹽的土壤填筑,主要構建加隔斷層和建造持久的排堿溝。

4.2泥石流

包蘭線發育的泥石流有20多處,大多分布于山前沖洪積平原區、香山山脈北線等位置,泥石流多呈溝谷型線性特征,形成原因為水動力,有著明顯的流通區、形成區和堆積區。如果發生水源的制約,即可能引發改建包蘭線泥石流,則應在鐵路各個泥石流溝線路搭建橋梁,盡可能地降低對擬建鐵路建成后造成的危害。

4.3崩塌包蘭線的崩塌

地質災害大多位于甘肅段至蘭州東站,這條線路存在不穩定斜坡,地層由第四系上更新統風積黃土構成,植被不繁茂,在雨水持續作用力的影響下,極易出現崩塌現象。由于該地段軟質地層受到自然風化的作用,缺乏足夠的抗剪強度,進而在一定程度上為滑面的產生創造了地質結構基礎。在改建包蘭線的過程中,如果遇到坡度大的地質不良段,則建議開展削坡、固坡等相應處理。

4.4滑坡包蘭線發生過多次滑坡

滑坡的主要類型包括松散堆積層滑坡和順層基巖滑坡,上覆的第四系碎石土、砂巖、粉質黏土和含碎石粉質黏土通常會構成崩滑帶,下伏泥巖、砂質泥巖,具有透水性差的特征,在水的作用下,往往會泥化、軟化,進而產生軟弱夾層,這在一定程度上為滑面的產生創造了地質結構基礎。對于處在隧道出口處的淺層滑坡,會受施工影響變得更嚴重,因此,建議應選取中橋構筑開展隧道出口施工。

5結束語

綜上所述,經采用先進遙感技術對地質展開監測,一方面可以提升地質監測范圍,提高地質監測效率;一方面能提升地質監測的度,便于為改建包蘭線提供重要的科學保障。在今后遙感技術的發展中,仍需要不斷改善遙感技術,以促進環境安全預警體系的構建,實現社會發展的可持續性。

作者:章新益董雙發劉倩梁鑫李婧玥江露芳單位:核工業航測遙感中心河北省地礦局國土資源勘查中心

地質災害論文:金屬礦山地質災害論文

一、金屬礦山主要地質災害

1、地表沉降、塌陷金屬礦山的過度

開采會造成地面下沉和塌陷,其中代表性的礦場有凡口鉛鋅礦、山東萊州馬塘金礦、蘭坪縣金頂鎮南場鉛鋅礦。金屬開采造成很多空區,這些空區會使礦山開采環境惡劣化,相鄰作業區通道維護困難,如果空區突然坍塌,形成氣浪,破壞開采設備,造成人員傷亡;雖然有的礦區再開采之后及時進行填充,但是地表還是會出現嚴重裂縫和巖層錯動,開采深度越深這些痕跡會越來越明顯,給居住在這附近的人的生活造成威脅。

2、地下水災害

我國金屬礦開采的深度逐漸增加,出現突水淹井、海水入侵、地下水水位下降、產生井下泥石流、引起地面塌陷等地下水災害,因此企業管理者應該有較完善開采設施,員工在開采過程中對地下水及時進行疏干排水,甚至是進行深降強排。近些年,礦井突水事故頻頻出現,對地下水進行深降強排會形成水頭差,會破壞一些防范較弱的地區,嚴重的會造成人員傷亡;還有可能在巖溶地區出現坍塌事故,破壞地面的建筑物和農田耕作和灌溉,甚至是影響作物生長,有的礦區甚至形成土地石化和沙化,生態環境遭到破壞,因采礦造成缺水的地區也在不斷地增加。

3、深井巖爆

我國采礦工業越來越強,部分上世紀興起的礦井在現在增加了開采深度,新興的礦區開采深度也在不斷加深,由于礦區開采深度加深,地表層的壓力隨之也在增大,引起的巖爆逐漸增多。如紅透山銅礦目前開采已進入900至1100m的深度,在1999年發生的一次中等程度的巖爆,使100m長的斜坡道一次性崩塌報廢和部分采場停產。近些年,礦山開采深度逐漸增大,巖爆危害逐漸凸現出來,以成為深井采礦的技術難題。

二、國內外礦山工程地質災害研究的發展現狀

在上世紀60年代之前,國外金屬礦山地質災害的研究主要局限于其破壞機理和預測方式,重點分析地質災害形成原因和活動過程。而在二十世紀60年代中期,南非的庫克和蘇聯的霍多幾乎同時提出了沖擊地壓和突出的能量理論,這些理論在當下的研究中還具有借鑒價值,在這之后還有許多學者對金屬礦山地質災害進行研究,尤其是美國著名運籌學家T-J-Satty在二十世紀70年代初期提出的層次分析法,這個在該領域得到廣泛應用。而在我國,礦業發展取得巨大進步的同時,給社會生態環境帶來巨大危害,學者們對金屬礦地質災害的研究還局限在研究它的影響因素,局限性很大,人們缺乏環保意識,相關企業的開采技術和設備比較落后,甚至有的企業過度追求利益,再開采過程中不采取任何防護措施,對環境破壞很嚴重。

三、國內外技術現狀及發展趨勢

1、深井巖爆發生機理與防治技術

隨著我國人口數量逐漸增多,對金屬礦產品的需求逐漸增多,許多礦床開始進入中、深部開采,國內學者對深部礦床巖爆的相關信息進行研究,但是工業實驗研究還是空白的。在巖爆發生機理研究方面,國內外著重對巖石的巖爆特性和產生巖爆的應力條件進行了較多的研究,并取得了一系列成果。在巖爆防治工程應用方面,主要對采礦引起的應力集中和能量聚積原因,以及如何防止應力在局部高度集中和阻止巖爆發生,開展了初步的探索和實踐。但是對巖爆的發生機理或能量聚集形成規律還沒有掌握。

2、地表沉降、塌陷防治技術

金屬礦山采礦引起的地表沉降塌陷主要是由于采空區塌陷造成的。國內對這方面的研究少之又少,但開展過一些地表的觀測活動,取得一定的成果。我國對地表沉降、坍塌的處理辦法還是采用原始的填充法或壓力灌漿技術,因此在未來研究中,如何有效快速地實現尾砂充填的水、砂分離,提高充填效率、效果,防止井下水的污染,使全尾砂充填采空區的方法取得成功并在實踐中得以推廣應用,仍需進行艱苦的試驗研究工作。對于采礦引起的地表沉降和塌陷的治理,當前廣泛應用方法是通過對采空區充填及塌陷區壓力注漿。采空區充填在工藝角度看是比較科學的方式,一般有隨采隨充(充填采礦法)和集中充填(事后充填)兩種方法;塌陷區進行壓力注漿是在沉降或塌陷發生后對巖移或塌陷產生的孔洞、裂縫進行壓力注漿充填,以防止沉降或塌陷的進一步發展。

3、地下水災害防治技術

目前,我國對地下水災害研究主要在地下水運動規律和突水機理等,利用挖掘機在防護薄弱的地區修帷幕,是當下的堵水技術,在國外還沒有企業運用這種堵水技術。為充分利用增加隔水層的厚度,減少排水量,國外正在對隔水層的隔水機理、突水量與構造裂隙的關系、高水壓作業下的突水機理以及隔水層穩定性與臨界水力阻力的綜合作用等進行研究。

四、結束語

我國開采礦資源已經有幾十年的歷史了,我國國土上淺部的、易開采的礦山逐漸減少,而較深地區的礦床因為地勢復雜,不易開采,但是目前的局勢迫使我們不得不將開采方向轉入這些礦床,引起的地質危害也來越嚴重,事故也頻頻出現。因此,學者們應該加強對開采礦區引起的地質災害進行研究,主要還是金屬礦山地質災害發生機理和防治方法的研究。建議國家有關部門組織科研機構在典型礦山進行聯合技術攻關,以盡快取得關鍵性的突破,滿足我國金屬礦產資源開采的需要。

作者:王曉陽單位:河北鋼鐵集團遷安紅山鐵礦有限公司

地質災害論文:堡坎滑坡地質災害論文

一區域地質環境背景條件

茅臺鎮赤水河沿岸地區地貌主要為淺切低中山向斜谷地,赤水河為低侵蝕線。屬中亞熱帶濕潤季風氣候,基本特點是冬暖、夏熱、少雨,年均17.4℃,夏季較高溫度達40℃,炎熱季節達半年之久。冬季無霜期長,溫差小,年均無霜期多達359d。而年降雨量僅800~900mm,是仁懷市內的少雨區。境內河流均屬于長江流域赤水河水系,赤水河此段大體由南向北流入四川境內,兩岸發育眾多支流。出露地層主要為白堊系侏羅系紅色砂巖、泥巖地層,俗稱紅層,主要有白堊系茅臺群(K2m)紫紅色礫巖、侏羅系上沙溪廟組(J2s)紫紅色長石砂巖、粉砂巖、粘土巖,侏羅系下沙溪廟組(J2x)紫紅色砂巖、粉砂巖、粘土巖互層、侏羅系中下統自流井群(J1-2zl)紫紅色粘土巖、砂巖夾泥灰巖。構造上該區處于茅臺向斜核部附近,茅臺走向整體呈“S”狀,在該區域呈現倒轉的向斜。根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),境內地震動反應譜特征周期為0.35,地震動峰值加速度為0.05g。根據地震動峰值加速度分區和地震基本烈度對照表,仁懷市境內地震基本烈度為Ⅵ度。區域巖類主要為軟質巖組,抗壓強度低,易風化。地下水類型為基巖裂隙水,由大氣降水補給,沿基巖裂隙賦存運移,在地勢低洼處以泉點形式排泄。人類工程活動較強烈,因為該地區位于釀酒的黃金地段,酒廠建設活動、城鎮建設、交通建設迅速發展。20世紀90年代之前耕植率普遍較高,植被破壞嚴重,隨著近年來天保工程、退耕還林、還草工程的實施,生態植被逐漸恢復。

二地質災害發育情況

在20世紀50年代,茅臺地區就有“山搖地動之說”。20世紀60年代,茅臺酒廠的房屋開裂、地面下陷、道路破壞現象時有發生。20世紀80年代隨著茅臺酒廠的擴建,有關勘探部門對茅臺滑坡分期、分批進行了勘探,查明當時大小滑坡共20多處。隨后茅臺酒廠對這些滑坡進行了治理。之后茅臺酒廠對其新建酒廠斜坡進行了抗滑樁等支護措施,取得了較好的效果。根據近期的統計數據表明,至調查時間截止,茅臺鎮共有13處地質災害隱患點,有11處位于赤水河兩岸硅質碎屑巖“紅層”分布區,其中10處滑坡,1處泥石流。以滑坡為主,地質災害均為小型。該區域為滑坡地質災害高易發區。赤水河河畔的S208省道雨季多次誘發滑坡及落石,交通中斷,給當地的生產生活帶來諸多不便。近年來由于赤水河西岸釀酒業的快速發展,新建或廠房擴建,誘發地質災害失穩加劇。

三滑坡地質災害發育特點

目前該區域滑坡地質災害主要有3種類型,分別為殘坡積層滑坡、崩滑、順層滑坡3大類。在赤水河東岸(茅臺酒廠所在區域),該區域巖層產狀為280°~295°∠15°~20°,斜坡多形成順向坡,地形坡度多在15°~30°,暴雨氣象條件下,比較容易發生殘坡層滑坡,此類滑坡主要沿巖土界面滑動,規模較小。還有一類為順層滑坡,隨著人類工程建設活動的加強,切坡形成臨空面及河流沖蝕形成了臨空面,而侏羅系自流井組地層發育多層泥巖與砂巖互層,泥巖、砂巖接觸面也容易形成潛在滑坡,在降雨條件下及人工加載的情況下容易誘發此類滑坡。陳佑德等[4]運用遙感技術對赤水河東岸地區古滑坡進行研究分析,在茅臺鎮赤水河東岸解譯了古滑坡的分布及特征。根據筆者在現場的調查情況,該地區巖層產狀與地形坡度基本一致,在河流下蝕過程中切斷巖層及人為削坡形成臨空面的情況下,才能形成此類順層滑坡。在赤水河西岸地區斜坡大多為逆向坡,地形坡度較陡,主要為小型的崩滑破壞。主要在強降雨的狀態下,表層土體飽水,比較高大的喬木根部加固效果有限,在自重及風荷載作用下,根部對周圍土體的拖拽作用,加劇土體的破壞,從而產生崩滑現象。在赤水河河西岸部分地區,部分斜坡為順向破,在人為開挖形成臨空面的情況下,也容易沿巖土界面及泥巖與砂巖接觸面產生滑坡。近年來,隨著茅臺鎮赤水河西岸釀酒業新一輪的建設,誘發滑坡呈加劇的趨勢。以下以茅臺鎮西岸一擴建的酒廠形成滑坡為例來具體分析。

四典型滑坡地質災害案

例該滑坡位于茅臺鎮赤水河西岸椿樹村蘭家灣一帶。由于下部一酒廠擴建切坡形成陡坎誘發其上部坡體發生變形,引起2個酒廠酒庫、制曲車間、地坪產生開裂現象,引起了責任糾紛。上部酒廠采用樁基礎,樁長在滑面以下。達該滑坡位于斜坡的一小山脊位置,東西兩側為沖溝,地形坡度約15°。人類工程活動強烈,分布多個酒廠。出露地層為侏羅系中統上沙溪廟組(J2s)紫紅色砂巖、泥巖。巖層產狀340°∠25°,巖體中主要發育2組優勢裂隙,裂隙產狀為345°∠70°、65°∠55°,裂隙寬0.5~5cm,裂隙間距0.5~2m,粘土充填,巖體完整性較差。構造上處于茅臺向斜核部位置。該滑坡位于一老滑坡后緣地帶(該老滑坡于1992年雨季滑動失穩),滑坡呈圈椅狀,前緣最寬處達82m,縱長43m,主滑向340°,滑體達4.23×104m3,屬于小型淺層牽引式滑坡?;逻吔缡艿匦渭白冃瘟芽p控制,某酒廠2酒庫后形成弧形的張拉裂縫,控制滑坡的后緣邊界;前緣邊界受酒廠3下部切坡形成6~9m的臨空面,控制滑坡前緣邊界。該開挖臨空面沒有及時修建擋土墻,后來在該位置修建了抗滑樁;左側緣受沖溝控制,右側邊界沿下部開挖臨空面邊界山脊線控制?;w物質以紫紅色殘坡積土、侏羅系中統上沙溪廟組(J2s)的強風化紫紅色泥巖、砂巖?;参毁_系中統上沙溪廟(J2s)中風化紫紅色泥巖、灰褐色砂巖地層?;嫖挥谏诚獜R組強風化紫紅色泥巖與中風化灰褐色砂巖的接觸面。強風化紫紅色泥巖在遇水軟化呈粘土狀,力學強度低。變形特征:在滑坡上發育多條裂縫,滑坡后緣發育地面裂縫DLF1~DLF5,這些裂縫發生時間在2014年3~4月之間(此時間較好也在下部酒廠切坡開挖及擋土墻施工時間)。DLF1(裂縫1)發育于某酒廠酒庫地坪上(該建筑為框架結構,采用樁基礎),裂縫長約20.7m,寬約0.2~2cm,可見深度2~3cm,裂縫走向248°,傾向334°,其北西側下錯2~3mm,無充填,裂面新鮮粗糙,為拉張裂縫。DLF2(裂縫2)為DLF1的西端延伸,出現在工棚地面上,呈弧形,長約16m,向北西側下錯約1~2mm,裂隙走向210°,無充填,裂面新鮮粗糙,為拉張裂縫。DLF3位于酒庫東南角的道路上,裂隙長度約17m,走向230°為拉張裂縫,已被水泥砂漿填補。DLF4,位于國和酒業場區酒庫道路上,裂縫長度約55m,寬度0.5~4cm,裂縫走向為250°,延伸性較好,可視深度2~5cm。DLF5出現在鍋爐房(煙囪)與酒庫間,裂縫長度約26m,寬度0.5~2cm,裂縫走向為250°,延伸性較好。在滑坡中下部也發育多條裂縫,如裂縫DLF7:該裂縫發育于酒庫下方基礎與堡坎間,裂縫長度約64m,寬度20~30cm,可見深度為1~3m,可見基礎及土層,基礎與堡坎錯落0.5~1.7m,裂縫走向為250°傾向340°,延伸性較好。據訪問,裂縫DLF7所在位置在開挖前已出現局部堡坎沉降及坍塌現象,但未見裂縫出現。此外,酒廠1與酒廠2酒庫也可見多條裂縫?;掠绊懸蛩嘏c變形破壞機制分析:影響因素:地形地貌方面:該滑坡區域屬于赤水河谷低中山侵蝕斜坡地貌,地形坡度在15°左右,兩側發育2條沖溝;巖土體結構:該區域出露紅層侏羅系中統沙溪廟組砂巖、泥巖及砂巖、泥巖互層。地層產狀與坡向相同,為典型的順向破。地層中泥巖已風化,在水的作用下力學強度大大降低;降雨的影響:工作區降水豐富,對滑坡的影響主要有2個方面,一方面大氣降水滲入地下增加了斜坡巖土體的自重;另一方面雨水滲入地表,對強風化泥巖起軟化作用,大大降低潛在滑面的抗剪強度,斜坡失穩概率大大增加(地下水位埋藏較深);人類工程活動影響:該區域是醬香型白酒釀造的黃金地段,修建酒廠等工程活動強烈,切坡平整現象常見。該滑坡前緣位置2013年底由酒廠3修建道路切坡未能及時支護形成了6~9m臨空面,其上部逐步出現大量張拉裂縫。該滑坡形成機理主要為在紅層順向斜坡中,由于工程活動切坡形成臨空面,在降雨的影響下,下部強風化泥巖雨水軟化,抗剪切強度大大降低,沿強風化泥巖與下部砂巖形成潛在的滑動面而發生變形。

五防治建議

①茅臺地區為滑坡地質災害高易發區,斜坡容易沿巖土體接觸面產生滑動,順向斜坡也容易在工程建設切坡工程中沿軟弱結構面(層面)產生滑動破壞。而此區域為釀酒的黃金地段,工程活動十分強烈,工程建設項目應加強地質勘查工作,開挖坡體應及時對坡體進行支護。②該地區綠化避免采用高大的喬木,可選擇比較低矮的灌木及草本植物。高大的喬木其根部類似樹根樁加固深度有限,因其不斷增強的自重及強降雨、風荷載傳遞等作用下,根部對土體的拖拽作用反而破壞土體的強度,對斜坡的穩定性不利。③加強該地區地質災害方案教育工作,文中列舉的典型滑坡形成的一個重要原因在于下部酒廠有關人員套用其他地區的建設經驗,開挖臨空面未能只是支護及支護較弱,造成人為因素誘發的滑坡地質災害。

六結語

茅臺地區是滑坡地質災害高易發區,滑坡的形成與該地區地形地貌、地層巖性、地質構造、人類工程活動、降雨因素密不可分。區域主要發育3類滑坡類型——殘坡積堆積層滑坡、順層巖質滑坡、小崩滑。茅臺赤水河西岸是釀酒的黃金地段,新建酒廠等工程活動十分強烈,建設過程應該加強地質勘探活動,對建筑物加載應該引起重視,對邊坡應該加強支護以保護當地獨特的環境。斜坡生態綠化盡量選用低矮的灌木種類,以減小其對斜坡的不利影響。加強對當地民眾地質災害防治宣傳工作,增強民眾防災減災的意識。

作者:段方情寧黎元羅和平單位:貴州省地質環境監測院

地質災害論文:景區崩塌地質災害論文

1地質背景

1.1地層巖性

葡萄溝景區及附近區域出露的地層按時代成因可以分為第四系下更新統和全新統,其中:下更新統主要由灰色巨厚的西域礫巖層,鈣質膠結,夾有細礫巖、礫狀砂巖及砂質泥巖的透鏡體等巖性組成,巖層厚度大于50m,下伏第三系泥巖、砂巖;全新統主要包括全新統坡積層和全新統沖積洪積層,全新統坡積層分布在防治區葡萄溝東西兩側及時斜坡帶山坡上及坡腳處,巖性為坡積碎石土,厚度1.5~3.5m,該層直接覆蓋在下更新統西域礫巖層之上;全新統沖積洪積層呈條帶狀分布于葡萄溝現代河床中,巖性為單一圓礫或卵石,局部夾有細砂透鏡體。圓礫厚度在北側Ⅲ號防治區為7.42m,在南側Ⅴ號防治區揭露厚度6.5m。卵石層在南側Ⅴ號防治區揭露厚度為4.8m。

1.2地質構造及新構造運動

在區域地質構造上,吐魯番葡萄溝風景區位于北天山優地槽褶皺帶東段的吐魯番—哈密山前坳陷的山間構造斷陷盆地—吐魯番盆地中部,其次級構造包括火焰山逆斷裂褶皺帶(火焰山背斜)和火焰山山前坳陷2個單元,兩者被吐魯番大斷裂所分開。新構造運動對盆地內地貌、第四紀地質和氣候的發展過程及特征具有明顯的控制作用。吐魯番盆地為地槽型封閉盆地,同時具有一些斷陷盆地的特征。新構造運動活動強烈,上升幅度大,在時間上具有階段性和間歇性,在空間上有較大的差異性,在景區區內形成構造剝蝕低山特征,由于新構造運動強烈,侵蝕切割剝蝕明顯,形成了景區目前河谷地貌的特征。

1.3水文地質條件

地質葡萄溝景區及附近分布的地下水類型主要包括松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水2大類。松散巖類孔隙水分布于葡萄溝河谷內及葡萄溝出山口以南的山前傾斜平原地區,為單一結構孔隙潛水。含水層巖性一般為砂礫石和中粗砂,水化學類型主要為HCO3?SO4-Ca?Na型水,水質較好,礦化度小于0.5g/L左右;碎屑巖類裂隙孔隙水主要分布于防治區下更新統西域礫巖下伏第三系砂巖、礫巖組成的基巖區。含水層巖性為砂巖和礫巖。由于含水層富水性差,流量較小,呈片狀滲出,水質一般較差。

1.4工程地質條件

根據區域工程地質條件,按照巖土體的組成巖性、結構類型、巖石強度等,防治區內巖土體分為3個工程地質巖組:(1)層狀軟弱的西域礫巖巖組:主要分布于葡萄溝景區東西兩側陡崖及人工削坡處,巖性為砂礫石,呈膠結—半膠結狀態,密實,具半成巖性質,為葡萄溝特殊地質環境下形成的特殊地層,統稱該地層為西域礫巖。天然容重一般在2.1g/cm3。具有近水平層理,局部地段夾有細礫巖、礫狀砂巖及砂質泥巖的透鏡體。西域礫巖的承載力特征值達400~500kPa。(2)碎石土單層土體組:主要分布于葡萄溝景區北部葡萄溝兩側火焰山山坡上,主要巖性為坡積碎石土,地層厚度1~3m不等,結構較為松散,具順坡向層理。下伏地層為巨厚西域礫巖,承載力特征值為200~300kPa。(3)粉土和砂礫石雙層土體組:主要分布于葡萄溝河河床兩側階地上,巖性為沖洪積粉土和砂礫石,具二元結構,表層粉土厚度薄,一般在1m左右,松散,下部砂礫石,密實。該地層承載力特征值一般為100~350kPa。

2崩塌地質災害類型

根據葡萄溝景區崩塌地質災害的發育特征,主要可以分為崩塌危巖體和崩塌危巖帶兩種類型。其中,崩塌危巖帶是由幾個單體崩塌危巖體組成,同時單體之間尚存在規模小、僅以碎落、掉塊為主的危巖體。在葡萄溝景區共發育有崩塌地質災害點29處,其中19處為崩塌危巖體(帶),為重要地質災害點,這些地質災害點均發生過崩塌,并在已發生的崩塌后壁陡崖上仍保留有危巖體(帶),剩余10處為一般崩塌災害點,對旅游區不會構成直接威脅。

3崩塌地質災害形成機制和影響因素

3.1崩塌危巖體(帶)形成機制

葡萄溝景區內危巖體的形成主要受裂隙控制。主要有2類破壞裂隙:后緣卸荷裂隙和風化裂隙,2組結構面將崖體切割成獨立塊體。景區陡崖面走向為北北東向,其中危巖體后緣卸荷裂隙多與陡崖總體走向平行或斜交,風化裂隙基本與陡崖面垂直或斜交。兩組結構面將崖體切割成獨立的塊體,在重力、風化營力、凍脹、震動力等不斷作用下,裂隙會不斷發展而張開,當其穩定性失衡時,危巖體就會發生崩塌。加之結構面產狀直立,雨水易于滲入,在雨水、氣溫等長期作用下,結構面越張越大,最終導致崖體崩塌。

3.2崩塌危巖體(帶)影響因素

葡萄溝景區內崩塌的形成主要受自然因素影響,其次是人為因素影響。影響崩塌形成的自然因素包括地形地貌條件、地層巖性條件、地質構造條件、氣象水文條件、地震條件和人類工程活動。(1)地形地貌條件。陡峻斜坡地形是形成崩塌的必要條件,葡萄溝景區內邊坡陡峻,由于受人工切坡和風化剝蝕,坡腳形成近于直立的陡崖,坡度大于70°,為崩塌地質災害的發生提供了有利的地質環境條件。(2)地層巖性條件。地層巖性的構成是崩塌地質災害發生的物質條件。葡萄溝景區危巖陡崖面主要由第四系西域礫巖組成,層狀結構,該巖石具有抗風化能力較差和裂隙較為發育等特點。(3)地質構造條件。地質構造因素與崩塌地質災害的發生有著密切的聯系。葡萄溝景區新構造運動強烈,上升幅度大,構造運動使巖體卸荷裂隙、風化裂隙發育,從而加劇了崩塌災害的發生。(4)氣象水文條件。葡萄溝景區屬于典型的北溫帶干旱氣候,多年年平均降雨量在10~16mm之間,多集中在6~8月。降水后形成的地表水通過陡崖后緣的裂縫滲漏到陡崖裂隙內,降低了裂縫的力學性能,同時,增加了裂縫內的水壓力,誘發危巖崩塌的發生。(5)地震條件。葡萄溝景區屬地震多發區,地震可導致構造裂隙發育、巖體破碎、應力急劇變化等,地震基本裂度位于Ⅶ度區,地震是導致崩塌的重要因素之一。(6)人類工程活動。葡萄溝景區內陡崖坡腳緊鄰各類民房設施、旅游設施及引水渠道,東西兩岸建設用地有限,迫使當地居民對葡萄溝東西岸山體進行開挖、削坡,擴大建設用地,從而形成高陡邊坡,使邊坡穩定性變差,甚至形成不穩定陡坡。經過對崩塌危巖體(帶)影響因素的綜合分析,影響葡萄溝景區危巖體(帶)發育的主要控制因素是卸荷裂隙和風化裂隙,主要誘發因素為暴雨、地震和人工切坡。

4防治對策及建議措施

在葡萄溝景區,當地政府部門和居民也采取了相應的防治措施,已有的防治工程設施主要對葡萄溝東側崩塌體坡腳進行了治理,采取的治理措施主要有簡易擋墻、引水渠道(落石溝)、生物防治(林地)和安全警示牌等四類。但是大部分擋墻防治措施的砌體形式結構簡單,整體性差,部分擋墻修建過高,抗側向推力能力降低,部分地段甚至出現了垮塌。本文在充分保障當地居民的生民財產安全和保護當地旅游資源的基礎上,并根據葡萄溝景區內崩塌地質災害的發育范圍和特征,將景區內的崩塌地質災害分為5個分區分別進行防治設計,其編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。根據本次地質災害的防治思路,對葡萄溝景區內崩塌地質災害主要采取被動防護的工程措施,除WY01危巖體采用貼坡防護,WY04和WY12包含鑲補坡腳外,其余危巖體均采用在坡腳或坡底處設置SNS被動防護網和樁板式擋墻的被動防治措施。其中WY01危巖體的防治措施。

5結論及建議

(1)在葡萄溝景區內共發育有29處崩塌地質災害點,其中19處為崩塌危巖體(帶),為重要地質災害點,剩余10處為一般崩塌災害點,對旅游區不會構成直接威脅。(2)葡萄溝景區內崩塌的形成主要受自然因素影響,其次是人為因素影響。影響崩塌形成的因素主要包括地形地貌條件、地層巖性條件、地質構造條件、氣象水文條件、地震條件和人類工程活動。其中,卸荷裂隙和風化裂隙是影響葡萄溝景區危巖體(帶)的發育主要控制因素,而暴雨、地震和人工切坡是主要的誘發因素。(3)在綜合分析已有研究成果的基礎上,對葡萄溝景區內的崩塌地質災害主要采取被動防護工程措施,除WY01危巖體采用貼坡防護,WY04和WY12包含鑲補坡腳外,其余危巖體均采用在坡腳或坡底處設置SNS被動防護網和樁板式擋墻的被動防治措施。

作者:張菊秀賀根義單位:新疆地礦局第二水文工程地質大隊

地質災害論文:北緣斷裂帶地質災害論文

一自然地理及地質環境特征

1自然地理條件研究區

位于新疆維吾爾自治區庫爾勒市若羌縣東部,研究區域海拔2146.39―2236.28m之間,年平均氣溫9℃,極端較高氣溫33℃,極端低氣溫-33℃,年平均降水量44mm,年較大降雨量88.3mm,年平均蒸發量2739.3mm;研究區域內山坡坡度較大,大部分地段在40°―50°之間,局部地段可達60°以上,地形起伏大。研究區域內溝谷深切,基巖裸露,植被稀少,泥石流沖溝發育,雨季洪水水量較大,汛期洪水迅速來臨,汛期過后洪水迅速消散,泥石流溝谷內可見新近洪水沖刷痕跡。

2地質環境條件研究區

地處阿爾金山低中山區與山前洪積扇堆積區結合部位,阿爾金山山脈整體呈北東走向,主要受阿爾金北緣斷裂帶構造控制,巖性以構造巖及元古界薊縣片巖、片麻巖和大理巖為主,并伴隨花崗巖巖脈夾雜其中。阿爾金斷層主要形成于華力西期,是一條具有多期活動的斷裂帶,大致呈NEE走向,該斷裂切割了前寒武系及古生界,沿斷裂帶定向分布著一系列侏羅紀斷陷盆地,在阿爾金北緣地區古生代坳拉槽內同時發育華力西期和燕山期中、酸性侵入巖帶,以巖基、巖株、巖枝及不規則狀產出,主要為淺肉紅色花崗巖、灰白色花崗閃長巖和石英閃長巖等;在前古生代該區主要為一套變質巖系,其中發育韌性剪切帶;該地區中生代盆地沿斷裂帶定向分布,表明在中生代時這是一條具有拉張特征的構造帶,是地殼的薄弱帶,阿爾金北緣斷裂在新生代時強烈的左旋走滑活動是在中生代拉張條件下發展起來的;另一方面,阿爾金北緣斷裂帶的構造特征不僅表現為左旋走滑運動,而且具有強烈的逆沖擠壓作用,既有高角度的逆沖,也有低角度的逆掩,前古生代逆沖和推覆到中、新生界之上屢見不鮮。研究區域地層出露復雜,巖性主要為片巖、大理巖,受構造影響,多表現出強烈的揉皺變形和擠壓破碎,工程性質差。

二地質災害特征

1地質構造影響線路

通過地區從區域上屬祁連山-阿爾金山-昆侖山歹字型構造體系頂部隆起帶與山前斷陷盆地的分界處,構造運動較為劇烈,構造線走向多為NEE,傾角較陡,但亦有NWW向斷裂和帚狀斷裂,主要斷裂具有多期活動性,繼承性明顯,并伴有巖漿活動,根據地震安全性評價報告顯示,該斷裂帶為晚更新世活動性斷裂。阿爾金北緣斷裂F20斷層破碎帶,該斷裂帶走向NNE-NE-WE,沿地貌分界線展布,傾角30°―40°,傾向南,為逆沖斷層,主斷裂帶寬50―100m,斷裂影響帶寬1000―3000m,北側斷裂影響帶隱伏于第四系地層下,南側位于低阿爾金山低中山區前緣。斷裂帶物質主要為碎裂狀片巖及大理巖,其中條帶狀分布有片麻巖、千枚巖及變粒巖等,工程性質差,北緣斷裂是制約線路走向的重要因素之一。

2泥石流、危巖落石

阿爾金山北緣斷裂帶山前段地形陡峻,巖體受構造影響嚴重,巖體破碎,降雨集中,導致泥石流和危巖落石等地質災害分布廣、規模大。研究區域內泥石流類型為水石流型,線路位于泥石流流通區及堆積區,泥石流物質主要為粗圓礫-卵石土,局部可見漂石分布于表層,漂石較大粒徑約1.5m。阿爾金山地區地形陡峻,自然坡度均在50°―60°之間,坡面陡峭,基巖裸露,表層巖體風化嚴重,節理裂隙發育,巖體破碎,表層風化體容易與母體剝離,繼而產生掉塊現象,圍巖落石發育,對線路影響較大。

三線路方案比選

1地質選線原則

鑒于該區域地形地質條件復雜,工程艱巨,勘測和設計過程中,在大面積區域地質調繪的基礎上,做好方案比選,主要堅持以下復雜地質區域選線定線技術原則:(1)區域地質構造復雜,活動斷裂及區域深大斷裂發育,線路應盡可能避開或遠離深大活動斷裂,在無法避開的情況下,線路宜短距離、大角度且以簡單工程類型通過。(2)區域內地形復雜,溝谷發育,工程艱巨,不良地質體發育,成因復雜,線路方案應進行綜合比選,對性質復雜、不易處理的不良地質地段,應盡量繞避,在不能避開的情況下,宜縮短距離以簡單工程通過。對于泥石流盡量在流通區通過,且橋涵工程要留足凈空。

2橋方案和隧道方案比選

格庫鐵路巴什考供至米蘭段,長約120km,海拔由3000m降至800m左右,巨大的高程落差使得線路標高對線路平面位置及走向有巨大的限制性,使得線路在研究區域內不得不走進北緣斷裂帶影響帶內,這對于地質選線水平提出了嚴峻的考驗,現重點研究行走于斷裂帶內的橋方案和隧道方案。

2.1橋方案線路

在DK652+500―DK656+500段以橋和路基方式通過,其中橋長3620.85m,路基長379.15m;該段線路全部走行于北緣斷裂帶影響帶內,并與主斷裂帶小角度相交一次,受北緣斷裂帶影響,巖性以構造壓碎巖為主,原巖成分為片巖夾大理巖,巖體破碎;線路跨越8條泥石流溝,且都與線路正交。

2.2隧道方案線路

在DK652+500―DK656+500段以橋隧夾路基方式通過,其中橋長3546.5m,隧道長363m,路基長390.5m;該段線路全部走形于北緣斷裂帶內,并與主斷裂帶小角度相交一次,受北緣斷裂帶影響,巖性以構造壓碎巖為主,原巖成分主要為片巖夾大理巖,巖體破碎,且隧道進出口位置山體陡峻,表層巖體破碎,風化嚴重,發育危巖落石,受構造影響嚴重,隧道圍巖破碎,洞身全部為Ⅴ級圍巖;線路同樣跨越8條泥石流溝,且都與線路正交。

2.3線路方案比選及意見

經綜合比選分析,橋方案相對隧道方案工程設置相對簡單,縮短了在斷裂帶影響帶內的走行長度,避免了在北緣斷裂帶影響帶內的隧道工程施工,規避了危巖落石等對以后鐵路運營過程影響較大的地質災害,且投資相對較小,且該段線路標高較高,橋下凈空富余,滿足泥石流平順通過,因此綜合比選分析結果:在研究區域內推薦橋方案。

四結論

格庫鐵路在阿爾金山北緣斷裂山前段,地形地質條件極為復雜,區域內構造發育,危巖落石、泥石流等地質災害構成控制線路方案的主要工程地質問題,加上在高程落差巨大,對線路平面走向位置具有極大的限制性。在充分總結汲取構造及地質災害發育山區鐵路綜合選線技術經驗的基礎上,提出了阿爾金山北苑斷裂山前段選線定線技術原則,選取工程設置相對簡單,地質條件具有優勢的橋方案通過該地區,避免了在斷裂帶影響帶內的復雜隧道施工問題,節約了投資,選線效果顯著。

作者:常帥鵬單位:中鐵及時勘察設計院集團有限公司

地質災害論文:地質災害防治中地質環境論文

一、地質災害與地質環境的形成

1地質災害

地質災害,是因為自然地質的變化、作用,或者是人為因素導致的地質環境惡化,從而對人類的生命以及財產造成的損失,人們稱之為地質災害。地質災害,來自于自然,可以說,是一種不可抗的災害,預測以及治理都相對困難,一旦災害發生,所帶來的后果也是十分嚴重的,所以,我國政府在這個方面一直重視,但是因為經濟基礎以及技術水平的制約,目前為止,也不能對地質災害進行的防預。面對大自然的力量,人類所能做的就是盡較大的努力,減少災害所帶來的損失,分析地質環境,對其各種運動規律都分析掌握透徹,這樣就能夠對可能出現的災害有所預測,并有針對性的制定相關防治措施,地質災害的種類有很多,其中比較常見的為地質災害為:崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷、地面沉降等等。

2地質環境

從廣義上講,地質環境就是指巖石、水以及大氣等物質所構成的體系,那么從狹義來說,則是巖石團與其所產生的風化物,地球在不斷變化和運動過程中,其地質環境也是在不斷更改的,因此,地質環境,就是地球演化的結果,巖石團與水圈以及大氣圈等進行作用,相互交換能量,從而形成了目前人們所看到的地質環境。它們是一次造山運動與冰期后形成的。地質環境是在一個相對開放的環境中發生的,其中會有水圈,生物圈以及大氣圈等進行參與,各個圈層的相互作用與影響,形成了最終的地質環境。所以說,從地質環境中能夠分析出地質運動的規律,從而對可能發生的地質災害進行科學預測,減少損失。

二、地質災害防治中地質環境的利用

研究通過對地質災害與地質環境之間的關系,能夠看出,想要有效控制地質災害的發生,首先就是要對地質環境的規律進行分析和掌握,只有建立在這個基礎之上,制定防治措施,才能夠取得更好的治理效果,具體分析如下:

1地質災害總是發生

在一定的地質環境中地質環境是地球自身運動與人類活動的相互作用的結果,而地質環境在不斷演變過程中,會帶來不同程度的地質災害,尤其是在近些年來,我國的地質環境變化比較快速,人類改造自然的速度以及強度都在增加,追去經濟效益的腳步越來越快,因此,地質環境的變化速度,也超過人們的想象,并超出了環境本身所能承擔的范圍,這樣的結果,就是地質災害頻發,地質災害的發生必然是在一定的地質環境中,它不可能脫離地質環境而獨立存在,地形、地貌以及地質構造儀器構成了地質災害的發生的條件,它們的變化以及相互作用,成為了地質災害發生的誘因。

2地質災害影響地質環境質量的優劣

按環境學的定義,所謂環境質量一般是指:“在一個具體的環境內,環境的總體或環境的某些要素,對人類的生存和繁衍以及社會經濟發展的適宜程度。”對地質環境而言,環境質量就是指構成地質環境的各要素對人類的生存和發展的適宜程度。如前所述,如果地質環境的改變超過了地質環境的自適應能力,就會產生某種地質災害。從地質災害的危害程度來看,地質災害的發生給人類社會的發展造成難以估量的損失。在中國這樣一個地域遼闊、地質條件復雜、氣候因素繁多的國家,每年地質災害造成的損失是以百億元計的??傮w來說,地質災害的影響主要體現在兩個方面:一方面影響人類的生命財產安全,另一方面是間接地影響整個人類經濟與社會的健康發展。從地質環境保護角度來說,地質災害的產生與發展,影響了反映地質環境質量優劣的地質環境各要素對人類生存和發展的適宜程度。地質災害越嚴重,發展速度越快,危險性越大,對地質環境質量的影響也就越大。

三、地質災害防治與地質環境保護

進行地質災害的綜合防治,必然要遵循地質環境發展規律的基礎上,在災害發生之前,采取可續的防預措施,減少其發生的幾率,或者是在災害發生之后,在及時時間內采取治理措施,減少災害所造成的損失,這兩者就是人們常說的“防”與“治”。只有采取防治結合的手段,才能受到更好的治理效果。防止受災對象與致災作用遭遇的方法也有兩種,一是防止將擬建工程設施(含居民點)放進有致災作用存在或有其發生危險的危險區,這是“避”;二是將已處于致災作用威脅之下的人、物、設施撤離危險區,這是“撤”。

四、結語

在防治地質災害以及保護地址環境的過程中,充分的依托科技的力量,才能夠取得更好的效果,雖然目前我國在這個領域也取得了一些成績,但是這還遠遠不夠,因此,不斷完善和創新地質災害防治方法,是非常必要的,是維護人們生命健康以及減少財產損失的關鍵。結合地質環境,從其規律出發,科學預測,合理的制定治理措施,是文章所以表達的主旨,相關的技術人員,也要堅持將地質災害治理與地質環境相結合,科學分析之后,在制定防治措施,從而提高治理效果。

作者:李鑫葉敏單位:四川省核工業地質調查院四川省漢源縣國土資源局

地質災害論文:測量技術下地質災害論文

1傳統測量技術在地質災害監測中的應用

傳統的地質災害檢測技術是運用簡易檢測以及多種測量儀器進行監測,并將監測的記錄發送到預報中心進行研究和分析,從而確定是否要發出災害的預報。變形是地質災害監測的主要監測對象。變形監測分為外部和內部兩種監測。本文中所指的監測對象則是以測量技術為主要手段的外部變形。常用的傳統檢測方法為大地測量法(三角交會、水準法,測距法,小角法,視準線法),常用的監測設備為全站儀、經緯儀、水準儀和激光測距儀。大地變形監測的特點是以監測滑坡體表層各部位的位移為主,測量范圍較廣,沒有量程限制。

2新的測量技術(3S技術)在地質災害監測中的應用

伴隨著經濟的快速發展新的地質災害測量技術———3S技術應運而生。所謂3S技術是GIS,GPS和RS技術總稱的簡稱。GIS(GeographicInformationSystem/Geo-InformationSystem)技術即地理信息系統。作為一門重要的信息技術,近年來它已經深入到地質災害預報與可視化分析以及綜合服務系統等方方面面。它是一種特定的空間信息系統。GIS的功能是進行數據的提取和轉化,將空間的轉換為數字的;進行由二維,三維的地圖中的數據進行集成;重構數據結構和轉換數據,不同的數據轉換方式也不同;查詢、檢索空間數據;操作以及分析數據;空間顯示和輸出成果;定期更新空間數據。GIS的顯著特點是具有時間性,空間性和專題性。傳統的方法和技術難以勝任的記錄和計算大量數據的難題伴隨這GIS技術的運用而成功解決。現實的需求也拓展了GIS技術的應用潛力,GIS技術在地質災害測量方面具有較為廣闊的應用前景。GPS(GlobalPositioningSystem)技術即全球定位系統。GPS技術以它連續,實時和高精度的特點在地質災害變形監測中被廣泛應用。GPS的優點十分顯著———測站之間不需要通視,擁有高達98%的全球覆蓋率,這也使得點位的選擇十分方便靈活;觀測時間很短,不受氣候條件的制約,并且可以全天候進行監測,不會漏掉重大的變形信息;可同時進行平面位移和垂直位移監測;定位精度高,實驗已經證明,在<50km的基線上度可達12*10-6;擁有較高的自動化程度,從數據的采集到處理再到分析和管理過程都易于實現自動化。GPS技術被利用于對大型的建筑物進行變形監,在遠離建筑物的地方選擇一個比較穩定的點,GPS接收器被放置于這個點,再將幾臺接收器放置于其他目標點,便可算出目標點的位移了。用GPS來代替常規的監測辦法已經被國內外反復的研究實驗所證明,而且GPS技術在很多方面都明顯優于常規的監測方法。GPS技術的不斷升級和發展對地質災害的監測有著十分廣闊的應用前景。RS(RemoteSensing)技術即遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息,并進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。RS技術已經在國民經濟各個部門得到了廣泛的應用,地質災害的監測已經于遙感技術有了緊密不可分的聯系。RS技術的平臺是航天飛機或是衛星,飛行的高度高,成像的范圍很大,這也就保障了可以及時快速的獲取各種近期的數據和變化的信息。結合我國的情況,經過反復的實驗以及研究,一般選擇具有價格低,操作簡單,起降靈活,并且安全性高的輕型飛機作為低空遙感攝影技術的平臺。通過利用RS技術所得的資料,為地質災害的監測起到了重要的作用,并且日益成為地質測繪單位開拓服務領域的重要方面。

3新舊測量技術在地質災害監測中的成效對比

研究試驗已證實傳統的測量技術易受通視條件和氣象條件(風、雨、雪、霧)的影響,以及外業工作量大、周期比較長,經費高。一系列的弊端直接導致了工作效率的低下。傳統的測量法在地質災害的監測中越來越顯現出了費用支出與獲得之間的比例失衡。而新的3S技術卻有著顯著的優點:GIS具有時間性,空間性和專題性。傳統的方法和技術難以勝任的記錄和計算大量數據的難題伴隨這GIS技術的運用而成功解決;GPS自動化程度高且度有保障;RS技術價格低成像范圍大等等。大量地質災害的存在,使我國在已掌握傳統常規測量技術的基礎上迫切要求著有一種成本適中、易推廣和有效的監測手段對于這些潛在或是正存在的地質災害進行監測和預警,以避免當大面積地質災害產生時所造成的難以預料的巨大損失。伴隨著城市建設過程以及價值分析理論的發展,新的地質災害測量技術從傳統,落后走向了現代化———提高功能,適當提高成本,大幅度提高功能,從而提高價值的理念在新的測量技術中得到了彰顯。

作者:付超單位:湖北省地質局水文地質工程地質大隊

地質災害論文:水文地質因素下地質災害論文

1水文地質因素導致發生的地質災害

1.1引起地面沉降

通常情況下,水文地質因素對地質災害的影響往往體現在地面的沉降方面,這主要由于地下松散等原因導致地殼產生不規則變形,形成一種局部下降的運動。而造成這種現象的因素主要有人為因素和自然因素兩種,對于人為因素而言,則主要因過度開采地下水等相關因素引起的地面沉降現象,同時還會隨著地下水位的變化而產生變化。對于自然因素而言,則主要是因構造活動引起地面沉降現象。由此可見,人為因素是形成地面沉降的較大因素。

1.2引發軟土地基變形

對于地質開發來說,軟土地基變形是其中常見問題。由于軟土具有較強壓縮性和靈敏度,但透水性比較差,又加之土體結構穩定性不高,極易受到地下水運動的影響?;谶@種情況,水文地質因素對軟土地基變形產生重大影響。一旦原狀土受到地質運動的振動后,很容易破壞其結構,使土質結構強度降低,進而使土體結構被破壞,最終造成軟土地基變形。

1.3引發砂土液化

水文地質因素對地質災害的影響也體現在砂土液化方面。由于砂土液化飽水的疏松粉和細砂土等在臨界地震作用下,受到瞬間破壞,進而呈現出液態現象。一旦呈現這種情況,便會使超孔隙水壓自下向上運動,最終產生砂土液化現象。另外,由于砂土上部覆蓋層具有較差的滲透性,很容易使地下水溢于地表,嚴重情況下還會產生冒砂等地質災害現象。

1.4引起巖溶塌陷

水文地質因素對地質災害的影響也體現在巖溶塌陷方面。所謂巖溶塌陷,則主要是在溶蝕洞穴上覆蓋有松散土體,一旦受到外力作用或人為因素,如洪水、干旱、抽水、排水等,都很容易使地面產生變形,引發巖溶塌陷等現象。通常情況下,地下水的流動及其動力條件是引起巖溶塌陷的主要因素,它很容易使溶洞底層結構牢固性遭到破壞,降低土體抵抗力等多種原因造成。因此,地下水流動及其動力很容易引起水文地質的影響。

2水文地質因素對地質災害的防范策略

a)采取實時監測措施,充分做好預防工作。在水文地質工作中,投入監控設備,加強對水文地質工作的監控,監控的內容應包括以下兩個方面:

(a)對施工工序進行監控,杜絕施工工序出現錯誤;

(b)對施工人員進行監控,保障施工人員認真施工,提高工程質量。建立完善的監控體系,避免出現盲角,多方位地監控工程質量,做到及時發現及時解決。并且,要確保監控設備質量好,能滿足監控需要,不易出現故障,故障易于維修。對水文地質工作進行監控,為管理人員或質量檢查部門評估工程質量提供了依據。同時,建立合理的規章制度并嚴格執行,對施工人員進行約束,保障施工工藝和流程符合相關要求,提高施工的管理效率。污水治理是水文地質工作的關鍵,對地下水的保護意義重大,所以應盡快建立污水綜合整治系統,引進相關的設備,在技術上實現對污水的自動化和程序化處理,提高治理污水的效率,節約治理成本,減少對生態環境的破壞;加強人事管理,統籌規劃,引導各部門重視污水處理,采取必要的手段加強污水的治理??傊?,要從設備和人事上建立科學高效的污水綜合整治系統。通過不斷加強對地下水水質的監測和控制工作,從而使地質工作人員能夠確定污染源,對地下水污染的相關情況有一個了解和掌握,比如,在地下水中建立監測預報系統等相關措施,以方便工作人員掌握水質情況,一旦發現水質污染能夠及時有效采取措施,將其扼殺于萌芽狀態,最終達到防治地下水污染的目的。同時,應建立地下水區域評價系統,以方便對污水治理效果的監督,對環境的危害和社會的影響進行評價,并給出相應指導意見,使得污水綜合整治系統更加高效、合理。并且,污水綜合整治系統和地下水區域評價系統的建立有利于政府有關部門對水文地質工作進行檢查和評價,從外部強化原材料、施工工序、施工工藝的監督,從水文地質工作的各個環節進行污水治理,使得污水治理更加高效、科學,促進施工區域的生態環境發展。尤其是對于地質災害的高發地帶,地質工作人員更應該進行監測,以便遇到緊急情況,從而及時告知相關人員并采取有效措施進行處理。比如,一旦遇到雨季,應對地下水流量進行實時勘測,一旦水流量超出標準范圍,應及時進行調整和控制,避免地質災害的發生,從而確保人們的生命安全,較大限度降低經濟損失。污水綜合整治系統和地下水區域評價系統所具有的時效性,將能及時反應污水治療中出現的問題,避免對地下水的進一步污染,繼而實現帶動水文地質的發展目標;

b)積極開發利用相關措施,降低地質災害的發生。由于中國特殊的地理位置,使得地下水資源一直處于比較飽和狀態。然而一旦地下水儲存量過大,就很容易引發地質災害。究其原因,這主要是因為過量的地下水對地質結構能夠產生巨大沖擊力,一旦受到外力作用或人為因素,便會形成地質災害,給人們的生命和財產帶來嚴重損失?;诖?,積極開發利用水資源也是防治地質災害發生的重要舉措之一。比如,通過合理開發利用地下水的使用,可以有效維持地表結構的穩定性,降低地質災害發生的次數。另外還可以通過提高水資源的利用率,合理將地下水應用于灌溉,這也是提高水資源利用率的重要方法,從而有效降低地質災害的發生。另外利用電網來模擬施工能在施工前發現可能的問題,為施工工序和工藝的創新提供依據,并對施工方案進行調整,使得施工工序和工藝更加豐富,減少可能問題對后期施工的影響和危害,使得水文地質工作更安全、更高質量。

3結語

通常情況下,水文地質因素是影響地質災害的重要因素。在人類的生存環境中,一旦人們不合理使用水資源或過度開采地下水等,都會直接引起水文地質條件惡化,進而破壞自然界水循環,引發地面沉降、軟土變形等諸多不利現象,甚至引發地質災害。因此,水文地質因素對地質災害有著嚴重影響。因此,在日常地質監測過程中,工作人員更要加強對地下水賦存狀態的監測,一旦發生地質災害,能夠及時采取相應措施,保障人們生命安全,同時還要努力將經濟損失降低至低。詳細探討和分析水文地質能夠對地質災害產生嚴重影響,并提出相應的解決策略,對推動中國經濟的可持續發展將會起到重要作用。

作者:張寶君王瑞豐武林單位:

地質災害論文:地震地質災害論文

1研究區地形地質條件

據前人調查研究,海原地震滑坡主要有三個集中分布區,即Ⅺ、Ⅻ烈度區位于海原縣東南區域,Ⅸ、Ⅹ烈度區位于西吉縣西南區域和Ⅷ烈度區位于通渭縣附近(圖1)。但在通渭縣附近,1718年發生了7.5級強震,所以很難確定通渭縣附近集中區的滑坡是由海原地震觸發還是1718年的地震觸發。所以本研究將海原地震Ⅸ度烈度區作為研究區,研究區面積23.5×103km2。研究區中部為六盤山山脈,出露上新統基巖,海拔高程2000~3000m。山脈周圍屬于黃土丘陵地貌,海拔高程1200~2000m。研究區屬于溫帶大陸性季風氣候,年平均氣溫5~7℃,該區較干旱,年平均降雨量200~500mm,總的趨勢是從東南向西北遞減。研究區屬中國著名的強震發生區———六盤山地震區,據統計,截至1976年,該區共記載到6級以上的破壞性地震51次,其中7級以上的強震22次,8級及大于8級的特大地震6次[15]。1920年海原地震地表破裂帶全長237km。以南華山東端為界,地表破裂帶可分為兩段,西段總體走向NWW,東段走向為NW向,兩段總體走向之間的夾角為30°左右。發震斷裂為左旋平移斷裂,該地震中其較大水平位移約10m,較大垂直位移為7.6m。

2滑坡解譯

2.1遙感數據源和解譯方法GoogleEarth影像在研究區的覆蓋情況較好,大部分區域有Quickbird(0.6m)、Worldview-2(0.5m)和Geoeye-1(0.5m)等高精度影像,只有少部分區域為Spot-5(5m)影像(圖2)。滑坡解譯直接在GoogleEarth軟件三維視圖下進行,采用添加多邊形的方式直接進行滑坡的解譯。由于研究區面積較大,為了避免遺漏和重復解譯,全區被劃分為34小塊,逐一對每小塊進行解譯。為了后期滑坡分布規律統計的性,將滑坡滑源區和堆積區分別用不同的多邊形表示,并賦予相同的滑坡編號。所有解譯的滑坡多邊形都放在同一個文件夾下,解譯完成后將該文件夾存為KLM格式文件,再由GlobalMapper軟件轉換為Shapefile文件。

2.2解譯標志區別于其他植被覆蓋較茂密的區域,黃土高原地區植被稀少,地表光禿,通過以下影像特征可以較容易識別出滑坡。(1)圈椅狀滑坡后壁滑坡后壁是滑坡解譯最直接的解譯標志。海原地震滑坡發生已有90多年,雖然經歷了長期的水土侵蝕和人工改造,但由于海原地震觸發的滑坡后壁都很高陡,其圈椅狀特征仍然非常明顯,在影像上呈弧狀深色調,尤其在GoogleEarth三維視圖下,較容易識別出滑坡(圖3)。圈椅狀滑坡后壁是本次遙感解譯中最主要的解譯標志。(2)影像紋理黃土斜坡在遙感影像上一般呈現與等高線平行的連續條狀紋理,滑坡位置條狀紋理會突然錯位或者中止(圖4),是識別黃土滑坡的重要標志。(3)堰塞湖大量規模較大的海原地震滑坡堵斷河流形成堰塞湖,共有43處保留至今,主要集中分布在西吉縣境內。在影像上堰塞湖呈深色調,容易識別,可以作為地震滑坡的輔助解譯標志(圖5)。

2.3解譯結果利用上述解譯標志,我們前期在研究區共解譯滑坡805處。2012年7-8月對其中473處滑坡進行了野外驗證,這473處全部被證明為滑坡。在野外調查的基礎上,我們進行了第二次補充解譯,最終確定滑坡為1000處。滑坡總面積102.6×106m2,其中滑源區總面積45.2×106m2,堆積區總面積57.4×106m2。最小滑坡面積755m2,較大滑坡面積2.3×106m2,平均面積102.5×103m2(圖7)。從圖6可以看出,地震滑坡主要集中分布于兩個區,海原縣東南部和西吉縣西南部,其中后者分布滑坡最多,約有600處滑坡分布在該區域。此外,絕大多數滑坡都分布在發震斷裂的西南側,僅有14處滑坡分布在東北側。需要說明的是,由于海原地震距離現在已經有90年,大量地震觸發的中小型滑坡由于后期自然和人為改造已經無法通過遙感解譯辨別出來,因此海原地震觸發的滑坡應該要遠遠多于1000處,本研究解譯的1000處滑坡是規模較大或后期改造較小,滑坡形態保持較好的滑坡。

2.4黨家岔滑坡和地震堰塞湖位于西吉縣城大約30km的黨家岔滑坡(35°50''''3″N,105°27''''38″E)是海原地震觸發的大規模、低角度、高速、遠程災難性滑坡的最典型代表。該滑坡為黃土滑坡,滑體由同一山脊的兩部分組成?;孪妊刂鴾瞎瓤焖龠\移了約2km,直至溝口主河,再順主河向下游運動了約1.1km?;聣味氯骱?,形成了一個長約5km,寬約400m的堰塞湖,是海原地震觸發堰塞湖中保留至今規模較大的,滑坡體積約1500萬m3。該滑坡滑源區原始坡度約20°,前后高差僅約170m,卻總共運動了約3100m,其視摩擦角僅0.05,表現出了非常大的運動性。ZhangDX等[23]通過現場調查和大量環剪試驗認為主要是由于地震過程中黃土液化和孔隙水壓力導致該滑坡具有大的運動性。

3地震滑坡分布規律

地震滑坡的分布主要受到地震參數、地質構造背景和地形地貌等因素的影響和控制。本文擬從震中距離、地震烈度、發震斷層距離、高程、坡高、坡度和坡向等參數來分析海原地震滑坡的分布規律。統計分析利用ARCGIS9.3的Spatiala-nalysis功能完成,分別將滑坡滑源區多邊形與對應參數進行疊加,統計滑源區面積在各參數內的百分比。

3.1震中距離與地震滑坡分布不同的研究人員確定的海原地震的震中位置差別較大,本文以蘭州地震研究所確定的海原縣干鹽池(36°39″N,105°17″E)為震中位置。利用ARCGIS9.3軟件,以5km為間隔統計地震滑坡的分布情況。地震滑坡距離震中較大距離約140km。與大部分地震滑坡不一樣,海原地震滑坡并不是距離震中越近滑坡就越多,大部分(67%)的滑坡分布于距離震中80~100km范圍,這說明海原地震滑坡主要不受震中距離控制。

3.2地震烈度與地震滑坡分布海原地震震中位置地震烈度達到Ⅻ度,本研究解譯滑坡分布范圍為Ⅸ~Ⅻ度范圍。統計分析發現,滑坡分布密度隨地震烈度遞減,47.4%的滑坡位于Ⅸ度區,35.0%的滑坡位于Ⅹ度區,10.3%的滑坡位于Ⅺ度區,而Ⅻ度區內滑坡最少,占總滑坡的7.3%(圖10)??梢姠?、Ⅹ度區內的滑坡要遠遠多于Ⅺ和Ⅻ度區,而且Ⅺ和Ⅻ度區內滑坡總體上較小,這可能主要由于Ⅺ和Ⅻ度區主要為六盤山脈,黃土厚度較小或為基巖出露。

3.3斷層距離與地震滑坡分布發震斷層矢量化于1:50萬地質圖,并根據遙感影像特征進行了局部修改。以5km為間隔對地震滑坡與發震斷裂的關系進行統計。地震滑坡具有兩個集中分布區,即0~5km(22.0%)和40~70km(66.8%)范圍,分布對應海原縣和西吉縣集中分布區,其中40~70km范圍內地震滑坡最多。兩集中分布區之間為六盤山脈,可見地震滑坡還主要受到地層巖性和地形地貌等因素的影響。

3.4高程與地震滑坡分布高程數據來源于ASTERG-DEM,ASTERG-DEM單元格大小為30m,高程標準差為7~14m。整個研究區高程范圍為1245~2992m,而地震滑坡的滑源區分布范圍為1407~2423m,且集中分布于1800~2200m高程范圍(90.3%)。

3.5斜坡高度與地震滑坡分布斜坡高度由ASTERG-DEM數據利用ArcGIS軟件計算得來,即斜坡坡底至坡頂的高程差。整個研究區斜坡高度范圍為0~496m,而地震滑坡滑源區斜坡高度范圍為0~224m,且集中分布于15~100m坡高范圍(74.0%)。

3.6坡度與地震滑坡分布斜坡坡度也由ASTERG-DEM數據利用ArcGIS軟件計算得來。整個研究區地形坡度都較小,91.6%的范圍斜坡坡度都小于20°,而地震滑坡滑源區的坡度范圍為0°~41°,且集中分布于5°~20°坡高范圍(87.9%)。

3.7坡向與地震滑坡滑向分布關系整個斜坡坡向由ASTERG-DEM數據計算得來,整個研究區斜坡坡向分布比較均勻,而地震滑坡滑向是ArcGIS軟件里逐個量取得來,二者分布關系??梢姷卣鸹碌膬瀯莼驗?0°~80°和260°~330°。結合滑坡的整體分布位置,即大部分滑坡分布于震中東南方向和發震斷裂的西南方向(圖15),則地震滑坡的滑向主要是朝向震中和發震斷裂方向,這正好與汶川地震觸發滑坡的規律相反。

4討論

上述滑坡分布統計分析結果表明,海原地震滑坡的空間分布主要受高程、坡高、坡度、坡向等地形地貌因素的控制,而與距震中距離、距發震斷層距離、地震烈度等地震本身因素相關性較小。海原地震滑坡的空間分布規律與汶川地震滑坡相差較大,汶川地震滑坡主要受發震斷層的控制,可能主要是由于兩地震發震斷裂性質和觸發滑坡類型不同的緣故。汶川地震發震斷層為逆沖走滑型,而海原地震發震斷裂主要為左旋走滑型。汶川地震滑坡主要為巖質滑坡,而海原地震觸發滑坡主要為黃土滑坡。陳永明等[30]認為黃土厚度對黃土地震滑坡有重要影響,滑坡厚度越大,黃土滑坡的規模也就越大,西吉縣境內滑坡的集中分布,也可能是由于該處黃土厚度較其它地方厚的緣故。前述研究表明,海原地震滑坡普遍發生在坡度較緩的斜坡上且運動距離較遠。許多研究人員都試圖對其機制進行解釋。袁麗霞[22]對西吉縣境內的滑坡進行了調查和室內試驗研究,認為由于非飽和黃土中大量孔隙的存在,地震中地下水位迅速上升,導致孔隙水壓力陡增,在地震作用下,黃土瞬間液化導致低角度高速遠程滑坡的發生。在遙感解譯中,我們發現位于固原縣西北約14km的石碑塬滑坡黃土液化的特征最為明顯(圖16)。該滑坡原始坡度非常緩,只有2°~5°,其滑動距離則達1500m。圖16顯示滑坡表面呈排列整齊的波浪狀,液化流動特征非常明顯,是黃土液化的重要證據。

5結論

利用Googleearth遙感影像對海原地震Ⅸ度以上烈度區進行了滑坡解譯,共識別滑坡1000處,堰塞湖43處。實踐證明,Googleearth是一種快速有效的歷史地震滑坡編錄工具。海原地震滑坡主要集中分布在西吉縣西南和海原縣東南部兩個集中分布區,其中西吉縣集中分布區滑坡最多。統計分析表明,海原地震滑坡主要受高程、坡高、坡度、坡向等地形地貌參數的控制,受震中距離、地震烈度和發震斷層距離等影響較小。大量低角度高速遠程滑坡的存在主要是由于黃土液化的作用。

作者:李為樂黃潤秋裴向軍張曉超張遠明單位:成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室四川省華地建設工程有限責任公司

地質災害論文:降雨閾值地質災害論文

1數據處理與方法

2008年汶川地震觸發了大量的滑坡,這些滑坡產生了大約60Gm3的松散堆積物質[26]。此外,根據汶川地震滑坡危險性評價結果,在一些沒有發生滑坡但是處于高危險的地方,在地震中經歷的強烈震動,往往會導致斜坡巖土體強度降低。這些滑坡松散堆積物質與不穩定斜坡,在后續強降雨的條件下,極易產生新的滑坡災害與泥石流災害[31-33]。本文從2000-2012年間四川省發生的滑坡泥石流災害原始記錄中篩選出有具體發生地點、時間等信息的災害56次,數據來源為中科院成都山地所和地質環境監測院。前期降雨數據來源于TRMM3B42。在ENVI中進行簡單的預處理后在IDL中將其合并為24小時分辨率的,方便查找。所用到的四川省多年平均暴雨日數等值線圖是用四川省156個地面氣象站建站以來的有效日降雨數據計算得來,在Arc-GIS中繪制成等值線圖。所用到的主要方法是主成分分析。主成分分析的主要思想就是通過降維,在較大程度地保留原指標信息的條件下,將原本有相關關系的多個指標合并為少量的幾個互不相關的綜合指標。這幾個綜合指標就是原來指標的主要成分。具體步驟如下。

2結果

2.1滑坡泥石流災害分布與暴雨關系從圖1中可以看出滑坡泥石流災害點主要分布四川省中部和東部地區,沿四川盆地邊緣分布,在龍門山一帶較為密集。大多數位于年均暴雨日數2~4d這一區間內。其中約有77%的災害發生在2~4d這一區間內,50%分布在3~4d區間內,而這一區間的災害點又呈線狀沿龍門山斷裂帶分布,位于四川盆地與川西高原的交界處。這一片區域內的災害都是發生在汶川地震之后,且處于汶川地震X度區內,這種分布特征顯示了滑坡泥石流災害同時受降雨與地震烈度的影響。由此可見,滑坡泥石流災害發生不僅與暴雨有關還與地震有關。

2.2降雨指標主成分分析基于TRMM數據提取出災害發生前30d的降雨量,前15d的降雨量,前3d的降雨量和當天降雨量,應用Crozier在1986年提出的有效降前期降雨量公式來計算有效前期降雨量。CARx表示第x天的有效前期降雨量;P1表示x天前24小時的日降雨量;Pn表示x天前n天的降雨量。K為衰減參數,是一個經驗常數,一般在[0.8,0.9]這一區間取值。在本文中,參考前人的研究經驗取K值為0.8[34-35]。一般來說,有效前期降雨量的時長尺度可以選擇3,5,10,15,30d[36],也有學者根據研究區的不同而選擇其他類型的時長尺度。本文選擇了30d、15d、3d這三個前期降雨時長為指標。以前30d、前15d、前3d、當天、以及臨界降雨過程雨量為參數,五個因子的相關系數矩陣(CorrelationMatrix)經Bartlett檢驗結果為:Bartlett值等于372.950,P<0.0001,表明相關系數矩陣不是一個單位矩陣,故可以進行因子分析。應用主成分分析,結果如表2所示。KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)檢驗是用于比較觀測相關系數值與偏相關系數值的一個指標,其值愈逼近1,表明對這些變量進行因子分析的效果愈好。本文中的KMO值約等于0.7,表示因子分析的結果一般,處于可接受的水平。在解釋的總方差中,及時主成分和第二主成分的累積貢獻率達到84.714%,且及時主成分和第二主成分的特征值都大于1,即可以用這兩個主成分來解釋滑坡泥石流災害。從表2中可以很明顯地看出,以前30d、前15d、前3d為代表的前期有效累積降雨量對滑坡泥石流的作用影響較大。根據計算結果可將滑坡泥石流的主要影響因素分成兩類:前期降雨和短歷時降雨。在影響滑坡的降雨因素中,短歷時降雨和前期累積降雨量都是重要影響因素,對不同的地區而言,兩個因素的主導地位也是不一樣的。崔鵬等的研究表明,前期降雨是影響云南省昆明市東川區蔣家溝泥石流發生的最重要的因素,在所有降雨指標中貢獻超過80%。馬超等通過對比汶川地震后泥石流和臺灣集集地震地震后泥石流的特征,將強震后泥石流分為前期雨量控制型和短歷時降雨控制型。從圖2中可以看出,滑坡泥石流災害發生的當天和前期降雨之間的關系可分為兩類:①是前期雨量少,當天降雨量高;②是當天降雨量少而前期累積的降雨量多;其中第二類的占了絕大多數。這表明了前期降雨充足的情況下,只需要不多的當天降雨就能引發滑坡泥石流災害,也說明了對滑坡泥石流災害來說,前期降雨的影響作用是相當大的。這與主成分分析的結果一致。

2.3降雨閾值分析1980年NelCaine列舉了世界范圍內73次導致淺層滑坡和泥石流的降雨持續時間和強度。率先提出淺層滑坡和泥石流的全球降雨強度———歷時(ID)閾值[39]。此后學術界陸續提出了不同范圍尺度(地區、區域、全球)的降雨閾值。降雨閾值可以通過研究降雨作用于邊坡的物理過程或基于歷史資料或統計數據的經驗性公式得到。以滑坡為例,研究降雨引發的滑坡一般有兩種途徑:①是基于歷史數據的統計分析方法,研究降雨和滑坡的相關性規律;②是研究降雨入滲引發滑坡的物理過程,對邊坡穩定性進行力學分析并建立相應的分析模型?;诮y計資料的滑坡降雨閾值研究,數據客觀易得,不需要復雜嚴格的數學推導和物理過程研究,分析結果簡單直觀,應用方便,因而發展較為成熟;而就第二種途徑來說,降雨引發的邊坡失穩,過程復雜涉及的參數眾多,降雨過程中產生的地表水滲透到巖土體中增加了坡體的自重,增大了孔隙水壓力,使處于極限平衡狀態的坡體發生滑動;地表水進入地下轉變成地下水會浸泡軟化滑動面,降低坡體的抗剪強度。模型需要的參數眾多,當研究區范圍較大時,很難得到的數據;而且模型在研究區之外的其他地區應用也具有局限性。經驗型降雨閾值一般是在笛卡爾坐標,半對數或對數坐標里,以導致滑坡發生的降雨條件作為橫縱軸參數,以數據分布的下部界線作為閾值,結果直觀易懂?;谶^程降雨分析,得到的可能或不可能引發滑坡降雨的閾值主要有四種類型:①降雨強度-歷時閾值(ID);②使用平均年降雨量(MAP),全年雨天平均降水量(RDN)或其他參數進行規格化的閾值;③過程累積雨量-歷時(ED)閾值;④過程累積雨量-降雨強度(EI)閾值。其中及時種類型是應用最多的一種。本文利用歷次災害發生的降雨過程雨量和雨強,對56次地質氣象災害進行了降雨閾值歷時分析,并與其他學者所做的其他區域閾值進行對比。為了減少地區間的差異,方便作對比,用各地區的年平均降雨量(MAP)對降雨強度進行規格化。四川省的閾值曲線高于鄂西地區和全球的,但是低于福建、臺灣省和文家溝地區的,與浙江省的近似但是略低于。浙江、福建、臺灣地處東南丘陵沿海或島嶼,年降雨量和年極端降雨量均比較大,又時常遭受臺風影響;而鄂西地區以及全球的降雨量相對來說比較小。由此可見,年降雨量和年極端降雨量大的地區觸發滑坡的降雨閾值高。文家溝地區在整個四川省來說,年降雨量,年均暴雨特大暴雨日數并不突出,降雨閾值數據來源于地震后的五次泥石流事件,因而此閾值的高低直接反映了地震對滑坡泥石流的影響。

2.4地震前后閾值對比從圖6、圖7中可以明顯地看出地震后的閾值低于地震前的降雨閾值。強地震對斜坡穩定性的影響是長期的,主要表現在地震會造成區域內固體松散物質增多,山體穩定性變差。地震后地理環境因素的變化會導致震后區域更脆弱,更易受到地質災害的威脅。因而,較低的降雨量或降雨強度就可能引發更嚴重的地質災害。以汶川強震區為例,研究認為至少在近10年內,滑坡和泥石流活動趨勢是強烈的,之后地質條件將逐漸趨于穩定[53];也有學者認為汶川地震對當地地質災害的影響將持續20~25年;雖然一些研究結論所得到的汶川地震后地質災害活動持續時間長短有別,但是毫無爭議的一點是汶川地震后,地質災害活動將在一段時間內處于活躍時期,長期的總體趨勢是回歸正常水平。對1923年關東大地震和1997年的集集地震的研究同樣也得到類似結論。謝正倫和范正成的研究則認為由于地震影響,震后泥石流的激發雨量有一個先降低后逐步回升至接近正常水平的趨勢。地震后地質災害活躍度提高主要體現在滑坡泥石流所需的降雨條件降低。以都江堰龍池地區為例,該地區在汶川地震前,幾乎沒有過泥石流的記錄;然而在2010年8月13日該地區暴發了大規模的群發性泥石流。對氣象資料分析顯示,2010年8月13日的1h降雨強度為20年一遇型。臺灣集集地震后,陳有蘭流域的泥石流爆發臨界雨量相對于震前降低了2/3,而汶川地震后,北川縣泥石流暴發的前期累積雨量降低約14.8%~22.1%,小時雨強降低了約25.4%~31.6%。汶川地震后,綿竹清平鄉的地質災害群發的降雨閾值降低了59.15%,泥石流暴發所需的強降雨時間縮短,啟動泥石流的臨界雨量降低[66]。

3結論與討論

近些年來,全球氣候變暖造成的降雨異常,使得地質災害頻發。高精度降雨數據的缺乏一直是由降雨導致的地質災害預測預報的瓶頸。本文嘗試應用業內評價較好,精度較高的TRMM降雨數據來獲取地質災害發生前期降雨量。應用2000-2012年間的3h分辨率的TRMM3B42數據,結合2000年以來四川發生的重大滑坡泥石流災害,提取出每次地質氣象災害發生前30d、15d、3d和當天的降雨數據。在此基礎上,結合收集來的歷次地質氣象災害的降雨過程雨量和歷時數據,以前30d、前15d、前3d、當天、臨界降雨過程的降雨數據為參數,應用主成分分析法,將五組數據劃分為兩大主成分,并進行分析;應用降雨過程數據得到四川省地質氣象災害的降雨歷時-閾值曲線;將降雨強度用各地區的年均降雨量進行規格化,并以汶川地震為分界點,比較分析了地震前后的閾值變化情況。結果表明,在四川地區,滑坡泥石流災害的發生同時受到降雨和汶川地震的影響,從災害點的空間分布上可以很明顯的看到這一點。以前30d、前15d、前3d前期有效降雨量組成的前期降雨這一主成分在滑坡泥石流災害中貢獻率較高,其次是以當天降雨和臨界降雨過程組成的短歷時降雨。將建立的四川省地質災害降雨強度-歷時閾值(ID)曲線與其他學者所做的曲線相對比,從側面說明了降雨量大的地方閾值一般比較高。通過對比地震前后的閾值曲線變化發現地震后的閾值更低,表明強地震后坡面穩定性降低,引發地質災害的降雨條件降低。2000-2012年間,四川省發生的有記錄的地質災害達四百多條,絕大多數沒有的發生地點和時間,也沒有造成重大損失和人員傷亡。本文從中挑選出56次具有代表意義的造成重要傷亡的,且有發生時間和地點的地質災害,主要以淺層滑坡和泥石流為主。但作為經驗性的統計規律發現,原始數據還是顯得不夠充分。

作者:沈玲玲劉連友楊文濤許沖王靜璞單位:環境演變與自然災害教育部重點實驗室地表過程與資源生態國家重點實驗室北京師范大學減災與應急管理研究院中國地震局地質研究所,活動構造與火山重點實驗室

地質災害論文:基于確定性系數模型的地質災害論文

1基于CF的因子量化

影響地質災害的因子紛繁復雜,描述方式多以定性、不統一的方式表達,不能直接進行數學計算,如工程地質巖組(如堅硬至軟弱薄層-層塊狀碎屑巖夾碳酸鹽巖巖組),以離線定性表達形式存在;坡度(如25°)、年均雨量(如1000~1200mm)等,雖以連續形式存在,但數值量綱不同,所在區間不同,仍然不能直接進行數學計算。信息定量化統一表達是實現區域評價的難點和基礎。前人有的依據豐富的專家經驗分類分段賦值的方式實現因子量化[12],也有的通過引入不確定性推理中的確定性系數模型(CF)實現因子量化。確定性系數模型(CF)是一個概率函數,最早由Shortliffe和Buchanan(1975)提出[13],由Heckerman(1986)進行了改進[14],用來分析影響某一事件發生的各因子的敏感性。蘭恒星將CF概率函數計算方法成功應用到區域性滑坡的因子敏感性分析之中[15]。CF函數,具體表示為。式中:PPa為事件(地質災害)在數據a類中發生的條件概率,應用時為數據類a中存在的地質災害個數與數據類a面積的比值;PPs為地質災害在整個研究區A中發生的先驗概率,可以表示為整個研究區的地質災害的個數與研究區面積的比值。CF的變化區間為。正值代表事件發生確定性的增長,即地質災害發生的確定性高,地質環境條件差;負值代表確定性的降低,即地質災害發生的確定性低,地質環境條件好;CF值接近于0,說明確定性居中,不能確定地質環境的優劣。采用確定性系數開展因子量化的基本假定是,在具備已知發生地質災害地區的相似環境條件時,未來本區的斜坡就有可能發生類似的地質災害。通過確定性系數函數,將地質災害各影響因子實現了同區間的定量化,該方法實現了復雜多因子數據的同區間定量化的問題,并可合并計算。

2多因子疊加確定權重法

確定性系數(CF)實現了地質災害各影響因子的定量化表達,從確定性系數(CF)函數公式(1)可見,某單元格的每個因子的CF值直接代表了該因子對地質災害多發與否的貢獻值。從該物理意義出發,通過各因子之間的CF值數學統計計算,就有可能因此確定各因子之間相對權重的大小。因此,本文通過各因子CF值疊加相減的方法,提出了一種權重確定方法,命名為基于CF的多因子疊加確定權重法。具體的計算方法和步驟如下:

2.1影響因子CF值疊加計算通過將參與區域評價的地質災害各影響因子逐一疊加計算,可以表達為參與合并計算的因子圖層對地質災害的綜合貢獻值。如果所有因子圖層均參與疊加計算,則得到的就是所有因子圖層的總貢獻;如果參與疊加計算的是其中的兩個因子,則結果即為這兩個因子的綜合貢獻。

2.2某影響因子CF值的貢獻計算當計算某因子圖層的CF值的貢獻時,可根據式(3)計算該圖層的CF值貢獻。此步驟計算中也可以排除重復因子的貢獻。

2.3計算各因子權重根據式(4),計算每個因子的相對貢獻大小,經歸一化后得到各因子的權重。

3模型方法應用

部級區域地質災害氣象預警第二代模型方法———顯式統計預警模型,是一種考慮地質環境變化與降雨參數等多因素迭加建立預警判據模型的方法。模型中將地質環境區域評價量化為“地質災害潛勢度”。根據式(6),以10km×10km的網格進行剖分,分區開展地質災害潛勢度計算(圖1),7個大區分別為A(東北)、B(華北)、C(東南)、D(西南)、E(黃土)、F(西北)、G(青藏)。其中選取2020個縣市調查成果中崩滑流災害點(17萬多個)作為歷史災害點(圖2),選取17個地質災害影響因子(表1)參與計算,分別為斷層斷裂、水系河流、年均雨量、年均氣溫、地震烈度、蒸發量、巖土體類型、第四系成因類型、水文地質類型、海拔高程、地形起伏、地貌類型、植被覆蓋類型、人口密度、土壤侵蝕、第四系巖性和地層巖性。首先采用確定性系數模型(CF)實現因子的同區間量化,以C區的地形起伏因子和巖土體類型因子為例,兩個因子的分段及CF量化結果。

地形起伏度是影響斜坡穩定性的最重要因素之一,起伏度的大小直接決定著斜坡的應力狀態,控制著斜坡的穩定性。在C區(東南區)區域研究中,將地形起伏因子分為極大起伏、大起伏、中起伏、小起伏、丘陵和其他六類,由圖3中CF值計算結果,該區域最有利于地質災害發生的地形起伏度由大到小分別為大起伏(0.345)、中起伏(0.306)、小起伏(0.089),而丘陵、其他、極大起伏不利于地質災害的發生。斜坡巖土體類型作為地質災害發生的物質基礎,是影響斜坡穩定的最重要因素,直接決定著斜坡巖土體的強度和應力分布,是變形破壞的基礎。根據C區(東南區)的地質環境特征,將巖土體類型因子分為火成巖、碎屑巖、變質巖、碳酸鹽巖、砂質土和其他土六類,由圖4中CF值計算結果,該區域最有利于地質災害發生的巖土體類型為火成巖(0.348),其次為變質巖(0.106)。根據各因子CF量化結果,采用上節中“多因子疊加確定權重法”分區計算各影響因子權重見表2。由于選取因子較多(17個),每個因子的權重相對較小,權重差偏小。17個因子的平均因子權重應為1/17,即0.06,因此當某個因子權重超過0.06時,可以認為該因子為地質災害的敏感因子。如地震烈度圖層在B區、C區、E區的權重最小,分別為0.02、0、0,而在D區的地震烈度權重較高(0.07),F區的地震烈度權重較高(0.10),B區和C區地形起伏因子的權重較高,分別為0.12和0.17,均符合經驗認識。將各區潛勢度的計算結果,與歷史災害點的分布情況進行對比分析,校驗潛勢度是否能夠體現地質環境的優劣程度,以C區(東南區)和D區(西南區)為例,其中橫坐標為各網格單元的潛勢度值,縱坐標為各網格單元內的平均災害點密度。在各區范圍內,隨著潛勢度值從高向低,地質災害點的密度逐步減少,反映了地質災害潛勢度大的區域歷史災害點分布頻率大,地質災害潛勢度值小的區域,歷史災害點分布頻率少,即地質災害潛勢度值的大小能夠反映歷史地質災害點的多少,能夠反映地質背景環境條件的優劣。因此,驗證了基于CF的多因子疊加確定權重法的有效性和實用性。

4結論

本文提出了基于CF的多因子疊加確定權重法,并以區域地質災害氣象預警中地質災害潛勢度計算進行驗證。(1)區域地質災害評價研究中,影響地質災害的因子紛繁復雜,描述方式多以定性、不統一的方式表達,不能直接進行數學計算,可以通過引入不確定性推理中的確定性系數模型(CF)實現復雜多因子數據的同區間量化。(2)確定性系數(CF)實現了地質災害各影響因子的定量化表達,且每個因子的CF值直接代表了該因子對地質災害多發與否的貢獻值。從該物理意義出發,提出了基于CF的多因子疊加確定權重法。該方法可分三步完成:1)基于CF的地質災害各影響因子量化,使得各影響因子取值均介于0~1;2)所有影響因子逐級疊加計算,計算所有因子的相對貢獻值;除某計算因子外,其他所有影響因子的逐級疊加計算,得到除某計算因子外的其他所有因子的相對貢獻值;3)通過相減的方法,得到某計算因子的相對貢獻值,并歸一化處理得到該因子的權重。(3)通過區域地質災害氣象預警中地質環境指標(地質災害潛勢度)的計算,驗證了該方法的有效性和實用性。

作者:劉艷輝劉傳正唐燦溫銘生連建發單位:中國地質環境監測院國土資源部地質災害應急技術指導中中國科學院地質與地球物理研究所

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