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關鍵詞:義縣 泥石流 防治
一、自然概況和地質環境條件
1.自然概況
1.1位置與交通
泥石流溝位于義縣大榆樹堡鄉石匣子村的黃砬子和黃金貝兩個自然村,中心點地理坐標為東經121°34′40″,北緯41°28′26.0″,距離義縣中心直距35km,有公路相通,交通方便。
1.2氣象條件
勘查區地處中溫帶,屬于大陸性季風型氣候。年內大多數時間受西伯利亞和蒙古的干冷氣團的影響,盛行西北風,氣候干寒,只在夏季受海洋氣候影響,多偏南風,氣候較濕潤,故屬于半干旱向半濕潤的過渡地帶。境內四季分明,雨熱同季,日照充足,太陽輻射強,水分不足,溫差較大。
年平均氣溫為8.2℃,無霜期年平均157天,年平均降水量為533.7mm,最多為946.6 mm(1994年),最少為301.7mm(1999年),日最大降水量318.5mm,時最大降水量74.8mm,10分鐘最大降水量29.2mm。降水量季節變化明顯,冬季最少僅7.7mm,春秋季在70mm~84mm。
1.3水文條件
大凌河為區內主要河流,泥石流溝谷沖出區為大凌河的二級支流,屬季節性河流,只有雨季有水。溝域內沒有水庫、湖泊等地表水體,因此,泥石流暴發的水源主要為降雨。
2.地質環境條件
2.1地形地貌
泥石流溝溝域地形屬構造侵蝕低山地形,溝域內總體上地形較陡峻,崩塌、滑坡、不穩定斜坡等不良地質現象較發育。
泥石流溝谷總體上為V型谷地貌,溝域平均縱向長度3.0km,平均寬度1.34km,溝域面積3.96km2,泥石流主溝位于溝域中間。溝域最高點位于南端,高程625.4m,最低點位于北端溝口,高程200m,相對高差425.4m。
2.2地層巖性
區內主要出露太古代晚期混合巖(M1)和第四紀地層(Q)。
太古代晚期混合巖分布于溝域內,為淺灰色。全風化層厚1.0~1.5m。
第四紀地層主要為泥石流堆積物(Q4sef)和沖洪積物(Q4pl+al),主要分布于泥石流溝下溝段溝中和溝口扇形地區、各支溝扇形地區等。
2.3地質構造
勘查區所處大地構造單元為陰山東西復雜構造帶中段東端與大興安嶺―太行山新華夏系構造隆起帶的交接部位。區內以新華夏系構造體系為主,屬于醫巫閭山背斜西翼,軸向大致呈“NE向”20~25°。區內無斷裂帶。
2.4水文地質條件
勘查區地下水按賦存狀態分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水二類。松散巖類孔隙水含水巖組主要由第四系各種堆積物組成,含水層巖性為中粗砂含礫、砂礫石、礫卵石及砂礫石含粉土。含水層不穩定,為薄層及透鏡體,導水性、富水性差異較大,水質較好。
基巖裂隙水富水性較差,涌水量一般小于200m3/d,地下水化學類型多為SH-C型水,礦化度小于0.5g/l,PH值7左右。地下水主要補給來源為大氣降水和冰雪融水。據水質檢測,區內地下水無侵蝕性。
2.5生態環境條件
溝域生態環境類型可分為農業生態區、林地生態區和居民點等三種生態環境類型。
整個溝域總體上以林業生態區為主,且溝域上游林地覆蓋率高于下游,總體上林地植被發育,生態環境良好,植被覆蓋率達80%以上;居民點主要分布于溝谷中下游兩側及溝口泥石流堆積扇區,為主溝和支溝泥石流的主要威脅對象;農業生態區主要圍繞居民點周圍分布,主要集中于泥石流溝中下游溝谷兩側坡地上,主要農作物為玉米和蔬菜。
3.人類工程活動
溝域內人類工程活動強度較低,區內居民主要為黃金貝和黃砬子村村民,居住于溝谷中下游及溝口泥石流堆積扇區,村民活動以農耕為主,主要種植玉米、蔬菜等作物,耕地主要沿溝兩岸坡地分布,對周邊植被未造成大的破壞,基本未發現不合理人類工程活動引發地質災害的現象。
二、泥石流形成條件分析
1.地形地貌及溝道條件
泥石流溝溝域內山高坡陡,平均坡度在25°以上,溝谷縱坡18°,有利于雨水的匯集,為泥石流水源的匯流集中提供了基礎。同時,由于地形較陡峻,為崩塌、滑坡等不良地質現象的發育提供了有利條件,為泥石流增加了松散固體物源,且溝谷縱坡較大,也為松散固體物質的搬運和參與泥石流活動提供了有利的地形條件。根據地形地貌及溝道條件,將泥石流溝溝域劃分為泥石流形成區(清水區)、形成流通區和堆積區。
2.物源條件
泥石流松散固體物源較豐富,主要分布于泥石流主溝至溝口兩岸及各支溝中下游地段。物源類型主要包括崩滑堆積物源、溝道堆積物源和坡面侵蝕物源等三類。經計算共計有松散固體物源量350.05×104m3,可能參與泥石流活動的動儲量為19.46×104m3。
3.水源條件
泥石流的水源主要來源于大氣降水。由于泥石流均發生在雨季,春季冰雪融水一般不會成為引發泥石流的水源,此外,溝域內地下水不豐富,不構成引發泥石流的主要水源,溝域內沒有水庫、湖泊等集中的地表水體,因此連續降雨或暴雨形成的地表徑流是引發泥石流的主要水源,連續降雨或暴雨是泥石流的主要激發因素。
三、泥石流基本特征
1.泥石流災害史及災情、危害性分析
1.1泥石流災害史及災情
勘查區泥石流溝為老泥石流溝,但有文字記載的只有一次,即1994年發生的泥石流災害。
1994年8月9日早7時,溝域內多條支溝爆發泥石流,此次暴發的泥石流共造成2人死亡,沖走牲畜12頭,摧毀房屋17間,農田全毀113畝,半毀70畝,沖毀果樹3300株,村路6km,高壓電線桿5根600延長米,低壓線20根1000延長米,廣播線5km,累計直接經濟損失約139.45萬元。
1.2泥石流危險區范圍及險情
泥石流危險區范圍主要為沿溝兩岸預測最高泥位線以下區域,泥石流危險區面積為0.39km2。泥石流威脅對象主要為黃金貝和黃砬子村的居民點、果樹及農田等,據調查訪問,泥石流現威脅居民住戶共90余戶400余人、房屋300多間。因此,該泥石流目前險情屬中型,進行勘查和治理顯得必要而緊迫。
2.泥石流基本特征值的計算
由于缺乏泥石流監測資料,因此,泥石流基本特征值的計算主要參照和利用野外調查和訪問獲取的泥位、溝道斷面特征等進行,計算指標的確定主要根據擬設泥石流治理工程的需要,除對泥石流流體重度、流速、流量、一次沖出量、一次固體沖出物質總量等常規指標計算外,還結合擬建工程部位特點,對擬設攔擋工程部位泥石流整體沖壓力、爬高和最大沖起高度等進行計算和校核。計算結果見表表1。
四、泥石流發展趨勢分析
1.泥石流易發程度評價
根據泥石流溝域基本特征和參數,按照《泥石流災害防治工程勘查規范》(DT/T0220―2006),對泥石流易發程度數量化進行評分,泥石流主溝評分值為72,各支溝評分值為73~80分,均為輕度易發泥石流溝。
2.泥石流的發生頻率
根據前述對泥石流災害史的調查,勘查區以往泥石流的災害記載僅1994年一次。該溝發生較大洪水的周期約為5年,但多次洪水均未誘發泥石流,這說明泥石流的發生并非與洪水的周期直接相關。從近期泥石流災害史看,由于溝內植被較發育,縱坡降較緩,溝內崩塌、滑坡等不良地質現象較發育,坡面侵蝕物源較少,因此,誘發大規模泥石流的可能性很小,但引發泥石流災害的可能性仍然存在,據此估算,50年內可能發生2次泥石流災害,泥石流的類型為低頻泥石流。通過野外調查和基本特征值的計算,泥石流容重為1.50t/m3,泥石流固體物質重度γH=2.69t/m3,最大的一次泥石流沖出量為Q=0.92×104m3,固體物質沖出總量約為QH=0.78×104m3,泥石流規模為小型。
3.泥石流發展階段及發展趨勢預測
根據訪問和調查,勘查區泥石流的形成主要和其流域的地形地貌以及氣候有關。較為豐富的松散固體物質,局域的集中降雨是泥石流形成的關鍵因素。按照泥石流發展的階段劃分,泥石流目前正處于發展期。
泥石流溝流域內的人類活動,主要是物源區居住的居民對物源區植被的破壞,如砍伐樹木和陡坡墾荒等,導致生態環境惡化。隨著人們對地質環境認識的提高,破壞地質環境、陡坡耕種、砍伐林木等現象將大大減少,植被覆蓋率將與日俱增,溝谷、岸坡穩定性將增強,泥石流發生的頻率與規模也將會呈現遞減趨勢。
目前,該泥石流溝危險性為中型,在上述環境保護措施下,泥石流危險性將向小型發展。
五、泥石流防治方案建議
根據泥石流的勘察成果,在深入分析該泥石流溝的溝谷特征、活動性狀、危險性、發展趨勢、影響因素、危害特征等的基礎上,提出泥石流的治理工程方案。
1.防治工程設計參數建議
1.1降雨量參數
按50年一遇暴雨強度進行設計,根據計算,按P=2%計算求得的1小時設計雨強為69.77mm。
1.2泥石流固體物源參數
該溝泥石流松散固體物源量350.05×104m3,可能參與泥石流活動的動儲量為19.46×104m3,按泥石流發生頻率將呈現由高至低的過渡變化過程,預計其50年內可能發生泥石流2次左右,則固體物質沖出總量約為1.56×104m3左右。
1.3泥石流運動特征參數
按50年一遇暴雨強度的設計標準,泥石流主要運動特征參數統計見表1。
1.4工程部位巖土特征參數
泥石流治理工程部位地基土以沖洪積物或泥石流堆積的碎塊石土為主,基巖埋深為0.6~8.4m,治理工程地基置于碎塊石土或基巖上,根據取樣試驗結果及類比相似地區工程地質參數及查表,確定其主要工程地質特征參數為:松散碎塊石土地基承載力120Kpa,稍密碎塊石土地基承載力280Kpa,中密碎塊石土地基承載力450Kpa,密實碎塊石土地基承載力750Kpa;強風化混合巖地基承載力500Kpa,中等風化混合巖地基承載力1500Kpa。
1.5抗震設計參數
根據遼寧省地震動力參數區劃、反應譜特征周期(Tg)區劃圖(比例尺1:4000000),區域地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35s,地震基本烈度按Ⅵ度設防。
2.防治工程方案建議
在綜合分析該泥石流溝的形成條件、溝谷特征、活動性狀、危險性、發展趨勢、影響因素、危害特征以及對泥石流基本特征值的計算等的基礎上,提出泥石流的治理工程方案(見圖1)。
分別在泥石流主溝上、中、下游及各支溝處布置8座格柵壩,格柵壩是用于稀性泥石流和水石流的一種工程結構,它能攔蓄泥石流中粗大顆粒,排走泥沙、細礫和流體中的自由水,使進入溝谷的泥石流很快被疏干,達到水石分離的作用。因此修建格柵壩可以穩攔物源和削峰減流,減少到達主溝下段的固體物質量,降低泥石流容重,并調節下游泥石流洪峰流量,保護流通堆積區居民的生命財產安全。
六、地質災害防治效益評估
1.經濟效益評估
據前述泥石流險情的統計,泥石流危險區內現有居民共90余戶400余人,房屋300多間,果樹萬余株及農田等,險情級別為中型。
泥石流防治工程可保護上述危險區內人民的生命財產安全,為地方帶來良好的經濟效益。
2.社會效益評估
通過對泥石流采用工程措施結合生物工程措施進行防治,可有效保護危險區內人民的生命財產安全,將促進區內經濟和社會的穩定與發展,提高區內居民的生活質量,由此帶來的社會效益將是非常顯著的。
3.環境效益評估
泥石流防治工程是一項綜合性措施,不僅通過工程治理,減輕災害對危險區內人民生命財產安全的威脅,并結合采用生物工程等措施,使治理工程與環境相協調,結合地方政府實施植被恢復和水土保持工程,可有效改善當地地質環境條件,減少水土流失的危害,從而消除區內已惡化的生態環境,人為的為區內居民創造一個安居樂業的生活環境。
4.減災效益評估
泥石流防治工程本身是針對地質災害采取的工程防治措施,工程治理將結合泥石流的危害現狀、發展趨勢等進行,通過泥石流防治工程的實施,可有效地保護當地人民的生命財產安全,其減災效益也將是非常顯著的。
(一)重點防范時段和災害類型。根據我區地質環境條件、人類工程建設活動的強度,結合汛期氣象趨勢預測,2009年地質災害多發時段仍主要集中在3—9月,區內大部分地區春、梅汛期地質災害的發生機率略高于去年,臺汛期地質災害的發生機率與去年持平。春、梅汛期地質災害重點防范期為日降雨量50毫米以上,或連續大雨3天以上、過程降雨量大于100毫米的時段,需重點防范的地質災害為高陡邊坡崩塌及滑坡。臺汛期地質災害重點防范期為臺風降雨開始時至臺風過后降雨停止后48小時時段,需重點防范的地質災害為山區滑坡、崩塌、小流域泥石流。
(二)重點防治對象。雙橋、太真、上方、黃壇口、湖南、大洲等鄉鎮汛期降雨強度大,地質環境復雜,現狀地質災害隱患眾多,屬地質災害重點防治鄉鎮。重點防治對象是:大中型水庫岸坡、新建新修簡易公路沿線、山區中小學、閉坑礦山的采空區及棄渣堆放點、旅游風景點內險要地貌處、開挖強度較大的民房及穩定性較差的泥石流隱患溝等。
全區需重點做好防范的地質災害隱患點共7處:
1、列入市級以上重點地質災害(隱患)黃壇口鄉下呈村泥石流和上方鎮界頭村后山滑坡隱患防治點,由所在鄉鎮設立防災明白墻,并根據《*市*區地質災害防治規劃》及防治現狀確定年度防治任務、目標,編制防災預案,交區國土局備案。
2、列入區級重點地質災害(隱患)防治點5處,即黃壇口鄉黃泥嶺村桃源滑坡隱患、上方鎮姐妹山滑坡隱患、上方鎮大坪地村石灰石礦棄渣堆泥石流隱患、杜澤鎮廟前枧頭塢村泥石流隱患、雙橋鄉黃蒙村泥石流隱患。上述地質災害(隱患)所在鄉鎮要逐點編制具體的防災方案,并認真做好監測預警工作。
二、地質災害現狀
我區是*省地質災害易發縣(市、區)之一。根據《*市*區地質災害防治規劃》,全區地質災害易發區的面積約1196平方公里,占全區總面積的68%。截止20*年底,我區共分布地質災害隱患點47處。其中滑坡13處,占28%;崩塌13處,占28%;泥石流19處,占40%;地面塌陷2處,占4%。地質災害隱患威脅人員419戶1736人,財產5599萬元。滑坡、崩塌、泥石流等突發性地質災害隱患主要分布在低山、丘陵區,由于殘坡積物相對較厚,修路、建房削坡、礦山開采、開墾種植等人類工程活動較多,破壞了山坡的平衡狀態,易誘發滑坡、崩塌、泥石流等突發性地質災害。巖溶地面塌陷隱患主要分布在覆蓋型巖溶比較發育的上方鎮,冒頂地面塌陷隱患主要分布于石煤、方解石等坑采礦山較多的上方、峽川等鄉鎮。
三、地質災害防治的主要任務
(一)擬訂和實施年度地質災害防治方案。地質災害重點防治鄉鎮要結合地質災害防治工作實際,針對重點防治對象,擬訂年度地質災害防治方案,并報區國土局備案。要認真分析本地區地質災害的發生發展趨勢,特別注意自然因素和各類工程建設活動引發地質災害的種類、分布范圍、發生時間等規律,制定有針對性的防范措施。要進一步明確并落實汛期地質災害防治責任制,特別要根據農村基層干部調整變動情況,及時明確責任人、監測員,并加強對新增人員的培訓。汛前要組織一次地質災害隱患點的排查,重點檢查人口密集的城鎮地區、交通干線、旅游風景區、及山地斜坡地帶、河流兩側邊坡、庫岸、礦山采空區及等地質災害易發區域,及時排除隱患。
(二)完善突發性地質災害應急體系。各鄉鎮(街道)要進一步完善突發地質災害應急預案,補充抗臺風及暴雪低溫氣象條件下地質災害防御的應急管理內容,并注意避災地點安全性的評估,確保預案啟動實施中的有效性。要適時組織應急預案的實施演練,增強快速反應和應急處置能力。地質災害重點防治鄉鎮要結合汛期防洪,建立、健全地質災害應急處置和救援隊伍,設立安置區,并配置必要的應急裝備,增強應急處置能力。
(三)抓好小流域泥石流地質災害防御工作。小流域泥石流地質災害防治,對保障我區人民群眾生命財產安全,建設社會主義新農村具有重要意義。各鄉鎮(街道)對于已查明的泥石流隱患,要充分結合當地山區小流域的整治,制定切實可行的防災措施。威脅人員眾多、危害嚴重的,要在汛期前編制完成防災預案,確定監測人員,落實防災責任人及防災措施。在安排年度地質災害搬遷避險及工程治理工作時,也要充分考慮小流域泥石流地質災害的防災要求,優先安排項目和資金,切實保證受威脅區人民群眾生命財產安全。
(四)開展地質災害隱患點的勘查與治理、搬遷避讓。各鄉鎮(街道)要加強地質災害隱患的勘查與治理、搬遷避讓。規模較大、危險性大,危害嚴重的地質災害隱患點,在勘查的基礎上實施工程治理;對經勘查比選后認定,防治必要性迫切,但治理技術難度大、經濟不合理、自然環境條件差、不適宜人居的災害點,則實施搬遷避讓;對規模較小、危害較輕的地質災害隱患點,主要用簡易監測措施來監測災體的地表位移,通過預警預報、臨時避險等方式擺脫地質災害威脅。通過勘查治理、搬遷避險和預警預報項目的開展,最大限度地降低地質災害隱患的威脅,保證當地人民群眾生命財產安全。
(五)加強礦山地質災害防治。我區上方、灰坪、太真區域是*市三大石灰石集中開采區之一,有關部門及所在鄉鎮要加強管理,落實責任,加大礦山地質災害防治力度。對廢棄礦山,應進行削坡、復墾還綠,消除隱患;對生產礦山,應結合礦山生態環境恢復要求,邊開采、邊治理、邊復綠;對待采、待批礦山,要按照開采利用方案、地質災害危險性評估要求,嚴格管理、規范采礦行為。
(六)強化工程建設與運行的地質災害防治。凡在地質災害易發地區進行工程建設、新建礦山、移民遷建、旅游開發等,以及在地質災害易發區內編制城市總體規劃、村莊和集鎮規劃,必須進行地質災害危險性評估。加強對評估成果的監督檢查。要定期或不定期地對地質災害危險性評估成果和評估報告中提出的地質災害防治措施落實情況進行抽查或監督檢查。對防治措施落實不到位,“三同時”制度執行不徹底的建設工程,要及時下發整改通知書,遲遲不整改的,要按照《地質災害防治條例》加以處罰。
(七)做好新農村建設中的地質災害防治工作。各鄉鎮(街道)、各有關部門在舊村改造、新村選址、移民遷建及基礎設施建設中,要盡量避開地質災害易發區,需在地質災害易發區進行集中居民點、重要工程設施建設的,須按相關規定進行地質災害危險性評估。為保證農民建房能選擇一個安全的地質環境,預防人為引發地質災害,對在地質災害易發區內擬建房的農民宅基地,國土部門委托有資質的單位進行逐戶調查,填寫評估表,按用地批次合成一個評估報告,統一報批。我區農村“康莊工程”沿線存在較多的滑坡、崩塌隱患,在汛期,各鄉鎮(街道)要加強道路沿線邊坡的巡查,發現問題及時采取防范措施。
(八)抓好交通及水利工程沿線、山區中小學、風景名勝區地質災害防治。我區部分交通及水利工程沿線、山區中小學、風景名勝區,存在一些地質災害隱患。在進行詳細調查的基礎上,相關部門要根據實際情況,編制防災預案,對存在較大地質災害隱患的地段,要提出治理方案,進行工程治理。
四、職責分工
(一)區國土部門。
1、根據地質災害防治規劃,編制年度地質災害防治方案,指導鄉鎮(街道)建立和完善防災網絡,落實防災責任人和災害隱患點監測責任人。
2、加強年度防治方案落實情況的監督、檢查,嚴格汛期值班制度,堅持災情巡查制度和落實災情速報制度。
3、對發生的地質災害進行調查,查明災害發生的原因、規模和造成的危害及今后發展趨勢,提出地質災害防治意見。認真配合當地鄉鎮(街道)核查因地質災害沖毀、淤積的耕地情況,幫助房屋倒塌災民落實重新建房用地。
5、加強地質災害易發區內建設工程地質災害危險性評估工作的管理,對防治措施的落實情況進行監督。
(二)區水利部門。加大水利建設工程項目的地質災害防治工作力度。對易發區內進行水利建設工程的,督促業主單位進行地質災害危險性評估。對有人員居住的大中型水庫岸坡,要進行地質災害詳細調查,劃分易發地段,落實監測、巡查責任。汛期之前,對病險山塘水庫、盤山水渠滲漏引起的滑坡、抽取地下水引起的塌陷等進行認真檢查,制定切實可行的防災措施。災情發生后,迅速查明水利工程損毀情況,制定損毀工程修復方案,及時搶修被毀水利工程。
(三)區交通部門。加大交通建設項目的地質災害防治工作力度。對易發區內進行交通建設工程的,督促業主單位進行地質災害危險性評估。對邊坡未治理的交通沿線,要進行詳細調查,劃分地質災害易發地段,落實監測、巡查責任。對因公路建設而引發的地質災害,督促業主單位,及時治理,消除隱患。汛期加強地質災害隱患較多公路沿線巡查。
(四)區教育部門。位于地質災害易發區,受地質災害隱患威脅的山區中小學,須編制防災預案,落實防治措施。對在地質災害易發區進行中小學新建、改建、擴建的,督促業主單位進行必要的地質災害危險性評估。汛期加強山區中小學地質災害防治工作檢查。
(五)區旅游部門。加大風景名勝區的地質災害防治工作力度。位于地質災害易發區內重要風景名勝區,編制防災預案,落實防治措施。對在地質災害易發區進行旅游工程建設的,須督促業主單位按要求進行地質災害危險性評估。汛期加強風景名勝區地質災害防治工作檢查。
(六)區規劃、建設部門。地質災害易發區內未進行地質災害危險性評估的建設項目,不予審批。對農村集鎮建房,必須嚴格按規劃建設,遠離地質災害危險區。
(七)區農業、林業部門。認真落實防災責任制,對不宜耕種的山地,要督促鄉鎮、村堅決退耕還林、封山育林,地質災害隱患點上的水田應改為旱地,滑坡體上嚴禁全墾造林。
(八)區財政部門。落實必要的防災網絡建設和地質災害動態巡查、監測的工作經費。在災害發生時,落實受災人員救助資金和災害治理資金。
五、地質災害防災對策和措施
(一)加強領導,落實防治責任。地質災害防治是事關人民生命財產安全的大事,也是政府維護社會公共安全的重要職責。各鄉鎮(街道)、各有關部門要將地質災害防治作為重要日常工作,主要負責人負總責。要強化責任落實,并把地質災害防治列入年度工作責任制考核目標。凡有地質災害隱患的鄉鎮(街道)都要成立地質災害防治工作領導小組,由鄉鎮(街道)行政主要負責人任組長,對轄區內的地質災害防治工作負總責,同時監督指導地質災害點所在村成立地質災害監測小組。區地質災害防治領導小組辦公室要加強對各有關鄉鎮(街道)、部門防災工作責任制等制度和措施落實情況的檢查和督促,對發現的問題要及時抓好整改落實。有關部門要做好地質災害防治資金的落實。
關鍵詞:礦山開采;地質環境問題;環境保護和治理恢復
中圖分類號:F407文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國經濟規模的不斷擴大,國力的不斷增強,上世紀末期各類礦山無序開采引發的礦山地質環境問題越來越突出,因礦山開采引發的地表塌陷、崩塌、滑坡及泥石流等地質災害,給國家造成嚴重的經濟損失并威脅到人民的生命財產安全。各類風景名勝區、自然保護區內及國道、省道及高速公路兩側各種建材廠及礦山的開采形成大量高陡掌子面,基巖直接,無植被覆蓋,而其周邊植被發育正常,從而導致掌子面基巖與周邊環境不協調,宛如一個個傷疤分布在青山綠水中,整體形象極不和諧,嚴重影響視覺效果。
1、礦山地質環境問題
⑴、礦山地質災害問題
由于傳統礦山開采很少進行礦坑回填,造成地質塌陷等情況極易發生。按照地質災害發生的時間快慢,可將其分為兩大類,一類為突變地質災害,如地震、泥石流、崩塌、滑坡、水土流失等。另一類為緩變性地質災害,如沙漠化、荒漠化、地面沉降等。由于礦山開采對周邊水資源的污染和水位的下降影響了植被的生長,造成礦山巖層出現松動,為滑坡、崩塌、泥石流的發生創造了條件。在礦山開采過程中,巖石的應力發生改變,以前的巖石應力均衡被破壞,以及礦石廢渣的亂堆亂放,已造成邊坡的不穩定,在外力的誘發下,極易產生滑坡、崩塌及泥石流災害。
⑵、礦山廢棄物問題
礦山廢棄物的治理是地質環境治理的基礎,礦山廢渣、廢石、棄土對于礦山地質環境有著重要的影響。廢棄物的堆積造成礦山周邊壓占土地、破壞植被,影響了原有地貌景觀及周圍水環境。另外有的礦山廢棄物長期受陽光照射、雨水淋濾、空氣的風化,廢棄物中存有的重金屬對礦山周邊環境會造成污染。因此,要加強對廢棄物的治理。
2、礦山地質環境的治理方法
⑴、礦坑回填
合理利用廢棄礦渣進行礦坑回填,可以極大地降低礦坑回填資金的使用。通過廢棄礦石與沙石的合理配比進行回填,一方面減少了回填使用材料帶來的資金與物質浪費,另一方面也對廢棄礦渣有了很好的處理。
⑵、水資源治理
礦山環境治理中水的治理非常重要。應加快礦山選礦過程中水處理設備的投入,選礦水重復利用,將污水進行處理后再進行排放。同時,加快礦山植被的恢復,通過樹木種植、草皮移植等方法恢復礦山植被,防治滑坡、泥石流的發生。由于礦山生產過程中地下水資源的疏排,造成水資源的減少,甚至會造成地表河流及泉水的干涸、植被的消失。另外礦山由于排水,疏干了附近的地表水,淺層地下水得不到補充恢復,影響植物生長,破壞了周圍的生態環境,最終使礦區土地石化和沙化。這種情況的治理是一項長期的工作,通過水資源治理、植被治理,逐漸恢復礦山周邊土壤水分以及植被,恢復土地含水量是治理礦山土地荒漠化的唯一方式。
3、礦山地質環境恢復與保護的意義
礦業的開采雖然對我國經濟發展起到了巨大的促進作用,但是,也對礦山環境造成了嚴重的破壞。針對我國礦山環境現狀,加強我國礦山環境保護與治理,通過復合治理方式,攔、排、護、整、植等多種方式相結合的方法,加快我國礦山環境與保護,這對我國生態環境保護有著重要的意義。
⑴、加強礦業地質環境保護制度建設,推進我國礦山環境保護。為了更好的推進我國礦山環境保護工作的進行,國土資源部下達了《礦山地質環境保護規定》第44號國土資源部令; 《國土資源部辦公廳關于做好礦山地質環境保護與治理恢復方案編制審查及有關工作的通知》等有關規定、規范,并在全國范圍內組織了數期學習班,對此進行了認真的講解與學習。
⑵、加快我國礦業開發與環境保護人才培養,促進我國礦山地質環境保護工作的推進。礦山環境必須應用先進的科學技術來實施。加強科學技術在礦山環境保護中的應用,特別是要加強對礦山的綜合利用和尾礦、煤矸石、礦渣等開發利用的科研投入和生產開發研究工作。這樣既可減少環境地質問題,起到保護環境的作用,又可以避免資源浪費。另外,還要通過高等教育專業人才培養以及對在職人員的再培訓等方式,加快我國礦山地質環境保護人才培養,促進我國礦山地質環境保護的實施。
⑶、加快礦業“三廢”回收利用技術的應用,促進礦山地質環境保護實施。在礦山開采過程中,“三廢”的回收、利用,對于礦山地質環境保護有著重要意義。通過采用先進的采選技術和加工技術,提高礦山資源利用率,對于加快我國礦山環境保護有著重要的推動作用。
⑷、關于礦山地質環境綜合治理與防護的分析。在進行礦山地質環境治理與防護過程中,要系統開展地質環境調查與研究,加強區內地質環境監測。建立政府引導,市場運作機制,治理區內環境。保護環境的成功經驗說明,加強科學技術研究和應用,推進礦山“清潔生產”,發展“綠色礦業”。加強對礦山開采導致的滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質災害的防御和治理的研究。
4、礦山地質環境保護與恢復治理項目的體會
⑴、亟待建立災害治理項目預算標準體系
地質災害治理工程施工項目工藝復雜,采取治理措施形式較多,本人在進行礦山地質環境保護與恢復治理方案編制過程中發現現地質災害治理工程只能借鑒參考《土地開發整理項目預算定額標準》(財政部、國土資源部)、《工程勘察設計收費標準》(發改委、建設部)等相關標準。不同單位、不同項目采用標準不一,亟待有關單位出臺統一的地質災害防治工程勘查、設計及施工、監理等相關收費標準,對地質災害治理行業收費進行規范。
⑵、要深入研究礦山地質環境問題形成的機理
礦山地質環境問題的形成機理要通過采取地質調查、工程鉆探、地球物理勘探及地球化學勘探等多種手段,查明形成的機理、根源及影響和控制要素。
⑶、重視地質災害防治工程的勘查設計
所有環境地質問題的產生根源要依靠勘查工作去查明,作為設計工作的基礎,勘查工作要根據不同的災害類型及其所處地質環境等條件采取不同的勘查手段。要充分研究地質災害的成災機理,針對問題的根源進行治理設計,在設計過程中要充分考慮設計的適用性和實用性,既要經濟合理,又要科學可行。
⑷、礦山地質環境保護與恢復治理相結合
在災害治理施工中要充分考慮施工措施對周邊環境的影響,同樣也要考慮到施工措施可能引發新的地質災害,要做到礦山地質環境保護與恢復治理的和諧統一。
參考文獻
【關鍵詞】地質災害;形成條件;防治;易發區;重點防治區;淳安縣
1 前言
淳安縣位于浙江省西部,其地理坐標為:東經118°20′24″~119°20′33″,北緯29°11′20″~30°02′08″。縣域北接臨安市,南連常山縣、衢州市,西南與開化縣相鄰,東與建德市、桐廬縣接壤,西與安徽省黃山市、歙縣毗連。全縣轄23個鄉鎮,總面積約4427km2,人口45.27萬人,為浙江省面積最大的一個縣。淳安縣交通較為便利,以公路、水路為主,全縣公路總里程達2200多公里,溝通千島湖鎮至全縣各鄉鎮,特別是環湖公路和杭千高速公路的建成后,淳安內、外往來更加便捷。
2 地質災害類型及其特征
2.1 地質災害類型
淳安縣是浙江省地質災害點最多的縣,全縣共調查地質災害及其隱患點609處,其類型主要有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等四種。以滑坡最多,達369處,占災害點總數的60.6%;其次是崩塌156處,占災害點總數的25.6%;泥石流80處,占災害點總數的13.1%;地面塌陷4處,占災害點總數的0.7%。災害規模以小型為主,達590處,中型16處,大型3處。
2.2 地質災害主要特征
2.2.1 滑坡
淳安縣境內共有369處滑坡,是淳安縣主要的地質災害類型,占地質災害總數的60.6%。滑坡分布于全縣各鄉鎮,分布較為廣泛。
淳安縣滑坡按斜坡滑動與否,可分為現狀滑坡與潛在滑坡兩類,其中現狀滑坡210處、潛在滑坡159處;按力學性質劃分,以牽引式滑坡為主,推移式滑坡次之;按物質成分劃分以土質滑坡為主、碎塊石滑坡次之,少量巖質滑坡;按滑體厚度劃分,以厚度小于10m的中淺層滑坡為主,深層滑坡較少;按穩定性劃分,目前基本穩定的滑坡居多,不穩定的滑坡較少。
2.2.2 崩塌
淳安縣共有156處崩塌,占災害點總數的25.6%。其規模多為小型崩塌,按陡峻斜坡崩塌與否,可分為現狀崩塌與潛在崩塌兩類。
現狀崩塌分布較少,主要集中在富文鄉、千島湖鎮等地,常發育于人工開挖形成的陡峭斜坡上,基巖節理裂隙發育,巖石較破碎,個別巖塊處于臨空、半臨空狀態,坡面防護差,崩塌物以基巖碎塊為主。潛在崩塌主要分布于新開環湖公路兩側,多發育于人工開挖的陡峭斜坡上,特別是新建公路兩側邊坡,坡度大多在50°~80°,局部近直立,巖體節理裂隙發育,較破碎,局部巖塊臨空面大,頂部有張裂隙發育。縣域內潛在崩塌較發育,個別點規模較大,潛在危害較大。
2.2.3 泥石流
淳安縣共有80處泥石流,占災害點總數的13.1%,零星分布于全縣各地,其規模以中型、小型為主,其中,中型泥石流17處、小型泥石流63處。泥石流流域面積大多在0.15~3.0km2、個別可達10km2以上,相對高差120~500m,山坡坡度20°~45°,沖淤變幅0.3~3.0m,泥石流類型均為水石流,容重1.47~1.75,易發程度為輕微易發~中等易發。
2.2.4 地面塌陷
淳安縣僅有4處地面塌陷,分布于碳酸鹽巖巖溶地貌區。形狀為圓形、方形、長條形,深0.4~20m,為溶洞型地面塌陷,目前仍有發展趨勢。
3 地質災害形成條件
3.1 地形地貌條件
地形條件控制著地質災害產生的臨空條件和勢能,斜坡愈陡其穩定性愈差。經實地調查,縣域內地質災害的原始斜坡坡度普遍大雨30°。此外,在低山丘陵區,往往為風化剝蝕強烈地區,風化坡積層厚,人類工程活動頻繁,各種工程建設項目多,自然平衡遭受破壞,常成為地質災害多發區。
3.2 地層巖性條件
淳安縣地層發育比較完整,巖性變化大,巖體工程地質特性空間變化較復雜,以第四系松散地層及全、強風化巖層為代表的軟弱巖土體分布廣泛。軟弱巖土體,由于工程地質條件差,巖石易風化、破碎,抗剪能力弱,易發生地質災害。如下寒武統荷塘組、大陳嶺組發育地質災害點達90處,占地質災害點總數的14.8%;中下志留統康山組及上奧陶統長塢組,發育地質災害點為102處,占地質災害點總數的16.8%;上侏羅統勞村組發育地質災害點58處,占地質災害點總數的9.6%等;地質災害類型以現狀滑坡、潛在滑坡為主。以火山熔巖、熔結凝灰巖、塊狀碳酸鹽巖為主的地層,巖石較堅硬、完整性好,抗風化、抗剪性能強,較大規模的地質災害不易發生,其地質災害類型往往以中小型現狀崩塌-潛在崩塌為主。
3.3 構造地質條件
斷裂構造及褶皺構造的發育,直接影響巖體的完整程度,降低了巖石的抗壓、抗剪強度,如汾口鎮汪家橋-商界村一帶的地質災害點發育直接與北東向斷裂構造有關;石林鎮NE-SW一帶,地質災害點的發育主要與以文昌組(O3w)為核部的背斜構造有關。
3.4 人為因素
區內地質災害多與人工切坡、植被破壞、坡頂加載等有關。
人工切坡:淳安縣為一山區縣,道路、建房等工程建設均不可避免的需開挖山體,改變了斜坡的自然坡腳,破壞斜坡的原始平衡狀態,形成地下水位降落,軟弱結構面在邊坡上出露,使斜坡應力集中于斜坡前緣,從而使斜坡失去平衡而產生滑動等變形。
植被破壞:農業耕種、采伐森林、開荒造地等,破壞植被,改變斜坡結構,常誘發斜坡變形。
坡頂加載:在可能引發地質災害的斜坡體上建房,增加了斜坡的負荷,使斜坡勢能增大,從而導致斜坡失穩滑動。
4 地質災害易發區和重點防治區
4.1 地質災害易發區
地質災害易發區是指具備發生地質災害的地質環境條件,容易或可能發生地質災害的區域。地質災害易發區是相對而又歲時間變化的概念。考慮地質災害的形成有其自身的形成條件和外部的誘發因素,因此,根據地層巖性、地質構造、地形地貌、氣象水文、人工工程活動等,結合縣域內地質災害調查與區劃等成果資料,將全縣劃分為地質災害高易發區、中易發區、低易發區和不易發區。
全縣共劃分出11個高易發區,面積583.4km2,占全縣總面積的13.2%,區內有地質災害點330處,占全縣災害點總數的54.3%;7個中易發區,面積為2104.6km2,占全縣總面積的47.5%,區內有地質災害點228處,占全縣災害點總數的37.5%;7個低易發區,面積為1568.5km2,占全縣總面積的35.4%,區內有地質災害點50處,占全縣災害點總數的8.2%;2個不易發區,面積為170.5km2,占全縣總面積的3.9%。
4.2 地質災害重點防治區
按照以人為本的原則,根據地質災害易發區劃分結果,綜合考慮淳安縣經濟社會發展、城鎮及重要工程建設布局、旅游開發、人類工程活動等,劃分地質災害重點、次重點和一般防治區。
全縣共劃定地質災害重點防治區三片,總面積958.19km2,占全縣陸域面積的24.09%。該區共有主要地質災害點32處,占全縣現有主要地質災害點的26.45%,受主要地質災害點威脅的人數615人,威脅資產532.8萬元。
全縣共劃定7片地質災害次重點防治區,共計面積約671.79km2,占全縣陸域面積的16.89%。該區基本包括了重點防治區外的其它地質災害高易發區、主要集鎮和交通干線、人口較為集中、工業相對發達的地區。區內共有主要地質災害點43處,占全縣主要地質災害點35.54%,其中滑坡32處、崩塌7處、泥石流4處。區內總計受主要地質災害點威脅的人數1407人,財產1347.15萬元。
除地質災害重點、次重點防治區外的區域均為一般防治區,總面積約2347.38km2,占全縣陸域面積的59.02%。區內現有主要地質災害點46處,其中滑坡23處、崩塌8處、泥石流13處、地面塌陷2處。總計受主要地質災害點威脅的人數2425人,財產2690.1萬元。
5 防治措施建議
鑒于淳安縣地質災害點眾多的實際情況,在淳安縣地質災害調查與區劃工作基礎上,應加強其地質災害防治工作。淳安縣地質災害防治工作應本著尊重科學的原則,從淳安縣地質災害的分布特征和發育情況出發,結合淳安縣國民經濟和社會發展的總體規劃及生態建設、水土保持等相關專題規劃,本著“以人為本”和“以防為主、防治結合”的基本思想,在建立健全群測群防的地質災害監測系統和預警預報系統基礎上,采用工程治理、生物防治、搬遷避讓等多種手段,對縣域內發育的地質災害按輕重緩急分期分批進行防治。淳安縣地質災害防治工作中應注意以下幾個方面的問題:
(1)群測群防、監測和預警預報是做好地質災害防治工作,最大限度減少人員傷亡和財產損失的最有效手段。因此,在國土行政主管部門進一步落實地質災害防治的工作中應特別加強這方面的工作,層層落實責任,簽訂責任書,加強宣傳教育和培訓,落實地質災害的防治預案,加強地質災害的預警預報工作,做到縣、鄉(鎮)、村三級聯防。
(2)淳安縣屬浙江西部中低山丘陵區,山地丘陵的面積約占全縣總面積的80%,山高坡陡,地形地質條件復雜,沉積巖發育,地質災害易發面積大,自然形成和山區公路建設與建房等人類工程活動形成的各類不穩定斜坡、邊坡分布普遍,地質災害隱患點多。因此,要加強不穩定斜坡的調查評價、監測、勘查及綜合治理等方面的工作。
(3)加強對地質災害危險性評估工作的管理。嚴格實行地質災害危險性評估制度和資質管理,規范評估工作程序、內容和方法,提高評估工作質量,加強對評估成果審查的監督和備案,以及對“三同時”制度落實情況進行跟蹤管理和監督檢查。
(4)地質災害防治工作是一個龐大而復雜的系統工程,因此,進行地質災害防治過程中,應注意完善響應的組織機構和規章制度,建立地質災害專項防治資金并納入政府財政預算,多層次多渠道籌集資金,加強資金的管理,確保地質災害防治工作順利進行。
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[關鍵詞]巖土工程;地質災害;防治措施
中圖分類號:P642.22 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)29-0168-01
一、廣西區巖土類型概況
巖土體是產生地質災害的物質載體,不同的巖土體類型,產生地質災害的類型和密度不盡相同。廣西境內展布的巖土體類型主要有:巖漿巖類、變質巖類、碳酸鹽巖類、海相碎屑巖類、陸相碎屑巖類和第四系土體(系指1比50萬地質圖中所表述的第四紀沉積物,不包括山體表層所覆蓋的第四系殘坡積土層,下同。)等六大類型。巖漿巖類主要展布于桂東南和桂東北;變質巖類主要展布于桂東北,桂東南局部展布;碳酸鹽巖類大面積展布于桂中、桂西、桂北、桂東等地;海相碎屑巖類主要展布于桂西和桂東;陸相碎屑巖類主要展布于桂南;第四系土體零星展布于區內各地
二、地質災害的分類
我國地質災害大致可分為兩大類:一,由自然因素引發的地質環境問題,屬于自然地質災害;二,由人為活動引發的地質災害,屬于人為災害。
三、我國幾種常見的地質災害
由于我國地質結構復雜,地球生態環境多變,加之人口眾多的農業大國,承災能力弱,所以形成災害種類多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重等。這些災害還在顯逐年增長的趨勢。所以必須積極有效的做好地質災害預防工作,采取有效的防治措施,避免和減輕地質災害給人民生命財產帶來損失,保護自然生態環境,促進社會主義經濟建設的可持續發展。
1、滑坡
滑坡是指斜坡受各種自然或人為因素影響,導致坡體滑落的地質現象[1]。是巖土工程最為常見的地質現象。造成滑坡的原因較多,自然原因主要有:降雨;地震;地表水對坡腳或坡體的沖刷;融雪等。人為原因主要有:亂砍亂伐,破壞坡體植被;開挖坡腳;堆填加載;蓄水排水等。滑坡主要發生在以下地區:地震帶、斷裂帶等地質不穩定地帶;強降雨區以及暴雨多發區;山區各種工程的邊坡;峽谷地區以及水域岸坡地帶。
2、泥石流
泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質山體經飽和稀釋后形成的洪流,它的面積、體積和流量都較大,而滑坡是經稀釋土質山體小面積的區域,典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。 泥石流是一種災害性的地質現象。通常泥石流爆發突然、來勢兇猛,可攜帶巨大的石塊。因其高速前進,具有強大的能量,因而破壞性極大。泥石流形成的主要原因有:①亂墾濫伐,破壞坡體植被。②對坡體的開挖不合理。③渣、石、土的不合理棄置或堆放。
3、地面塌陷
由于受到地震活動、降雨、地下采礦及大量抽排地下水等因素,土體和表巖在人為或者自然因素的作用下向下方塌陷,并會在地面形成塌陷坑的一種地質現象被稱為地面塌陷。地面塌陷按形成原因大致可分為:一,自然塌陷,如暴雨塌陷、洪水塌陷、地震塌陷、重力塌陷等;二,人為塌陷,如坑道排水突水塌陷、采空區塌陷、抽汲巖溶地下水塌陷、水庫蓄水或引水塌陷、振動或加載塌陷、地表水或污水下滲塌陷、多種成因復合塌陷等。
4、崩塌
崩塌(崩落、垮塌或塌方)是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象。產生在土體中者稱土崩,產生在巖體中者稱巖崩。規模巨大、涉及到山體者稱山崩。主要成因有以下幾點:①渠道或水庫蓄水出現滲漏;②強烈震動。③礦產資源的開采。④渣填土的棄置或堆放。⑤各種建設工程的邊坡開挖。
5、地裂縫
“地裂縫” 地面裂縫的簡稱。是地表巖層、土體在自然因素(地殼活動、水的作用等)或人為因素(抽水、灌溉、開挖等)作用下,產生開裂,并在地面形成一定長度和寬度的裂縫的一種宏觀地表破壞現象。
6、地面沉降
地面沉降有自然的地面沉降和人為的地面沉降。自然的地面沉降一種是在地表松散或半松散的沉積層在重力的作用;人為的地表沉降主要是大量抽取地下水,地基軟弱夾層沒有查清,軟基處理不當或設計不合理所致。
四、地質災害防治措施
地質災害防治工程設計,必須根據崩塌、滑坡、不穩定斜坡的成因機制、運動模式、易發性及防治目標制定。根據致災的成因確定主要防治途徑;根據災害的易發程度、防治目標確定防治工程的強度和工程量。根據地質災害防治工程勘查設計現行行業規范,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。
1、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,對于常見的地質災害的工程防治措施大致有:地下排水、刷方減重、支擋工程、滑帶土質改良、遮擋、攔截、護墻護坡、削坡、畜引水工程、儲淤工程、排導工程、清除填堵法、跨越法、強夯法、灌注法等。
2、避讓措施
(1)雨天避讓措施。在暴雨天氣采取臨時避讓措施。對于那些變形山坡比較多,容易引發泥石流等地質災害的地區,要提前做好預防工作,下雨前做好搬遷準備,以便及時躲避,減少損失。
(2)搬遷避讓措施。對一些地區地質災害危險性大、危害性嚴重且相對治理防治費用超過搬遷費用或已經做出過防治措施仍多次受到損害或者再建房仍然受地質災害威脅的,應采用搬遷避讓措施,避開地質災害多發地,盡量減少災害的損失。
3、生物防治
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,能促進生態平衡,改善自然環境條件,防治作用持續時間長的特點,需較長時間才能發揮其效益。
4、國家相關部門應加強監督管理,規范人類各種生產開采活動。據統計,人類活動造成地質災害的發生的影響遠大于正常自然災害的影響。人為原因導致的地質災害具有速度快、危害大且危害面積廣的特征。
五、結束語
綜上所述,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。隨著我國綜合國力不斷提高,科學技術不斷創新,在地質災害防治工程中新技術、新方法、新材料的應用也愈來愈廣,地質災害的防治措施和施工技術必將邁向新的臺階。
參考文獻
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