地質災害學的研究現狀及防治意義

1、河北工程大學研究生課程論文報告地質災害學的研究現狀及防治意義焦 旭摘要：本文從地質災害的評價方法、治理方法、分類等級及國內外研究狀況四個方面簡要論述了地質災害學的研究現狀。并從地質災害對經濟和人民生活影響方面簡要論述了地質災害的防治意義。關鍵詞：地質災害，評價方法，治理方法，分類等級，防治意義1地質災害學研究現狀地質災害（geological hazard）是指由于自然的、人為的或綜合的地質作用，使地質環(huán)境產生突發(fā)的或漸進的破壞，并對人類生命財產造成危害的地質作用或事件。1.1地質災害的評價方法1.1.1地質災害危險性評估地質災害危險性評估是對地質災害的活動程度進行調查、監(jiān)測、分析、評估的工作

2、，主要評估地質災害的破壞能力。地質災害危險性通過各種危險性要素體現，分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。歷史災害危險性要素有：災害活動強度或規(guī)模、災害活動頻次、災害分布密度、災害危害強度。其中危害強度指災害將活動所具有的破壞能力，是災害活動的集中反映，是一種綜合性的特征指標，只能用災害等級進行相對量度。 地質災害潛在危險性評估是指未來時期將在什么地方可能發(fā)生什么類型的地質災害，其災害活動的強度、規(guī)模以及危害的范圍、危害強度的一種分析、預測。地質災害潛在危險性受多種條件控制，具有不確定性。地質災害活動條件的充分程度是控制點，地質災害潛在危險性的最重要因素，包括地質條件、地形地貌條件、氣候條件、水

3、文條件、植被條件、人為活動條件等。 地質災害危險性評估的方法主要有：發(fā)生概率及發(fā)展速率的確定方法，危害范圍及危害強度分區(qū)，區(qū)域危險性區(qū)劃等。 國土資源部地質災害防治管理辦法第15條規(guī)定，城市建設、有可能導致地質災害發(fā)生的工程項目建設和在地質災害易發(fā)區(qū)內進行的工程建設，在申請建設用地之前必須進行地質災害危險性評估。 評估結果由省級以上國土資源行政主管部門認定。不符合條件的，國土資源行政主管部門不予辦理建設用地審批手續(xù)。地質災害危險性評估包括下列內容： （1）闡明工程建設區(qū)和規(guī)劃區(qū)的地質環(huán)境條件基本特征 （2）分析論證工程建設區(qū)和規(guī)劃區(qū)各種地質災害的危險性，進行現狀評估、預測評估和綜合評估 （3）

4、提出防治地質災害措施與建議，并作出建設場地適宜性評價結論。1.1.2地質災害易損性評價 易損性是指受災體遭受地質災害破壞機會的多少與發(fā)生損毀的難易程度。這一概念暗含了人類社會和經濟枝術發(fā)展水平應對正在發(fā)生的災害性事件的能力。社會經濟易損性由受災體自身條件和社會經濟條件所決定，前者主要包括受災體類型、數里和分布情況等；后者包括人口分布、城鎮(zhèn)布局、工礦企業(yè)分布、交通通訊沒施等。易損性評價主要評價內容包括：劃分受災體類型，調查統(tǒng)計各類受災體數量及其分布情況，核算受災體價值，分析各種受災體遭受不同類型、不同強度地質災害危害時的破壞程度及其價值損失率。 社會經濟易損性評價的基本方法：（1）受災體價值損失

5、率：是指受災體遭受破壞損失的價值與受災前受災體價值的比率，它是易損性評價的重要內容。 （2）災害敏感度：是指在一定社會經濟條件下，評價區(qū)內人類及其財產和所處的環(huán)境對地質災害的敏感水平和可能遭受危害的程度。 （3）承災能力：是指人類社會對地質災害的預防、治理程度及災后的恢復能力。 1.1.3地質災害破壞損失評價 主要內容：包括計算評價區(qū)域地質災害經濟損失額、損失模數、相對損失率；評價經濟損失水平和構成條件；分析破壞損失的區(qū)域分布特點。 基本途徑：是在地質災害發(fā)生概率、破壞范圍、危害程度和受災體損毀程度分析的基礎下，研究地質災害的經濟損失構成，進而確定經濟損失程度和分布情況。主要包括成本價值損失核

6、算、收益損失核算、成本收益價值損失核算等方法。 1.1.4地質災害防治工程評價 基本內容：分析地質災害防治工程的科學性，評估地質災害防治工程的經濟效益，評價地質災害防治工程的可行性和合理性。 基本途徑：是結合地質災害防治規(guī)劃或防治方案，評價防治措施的技術可行性和經濟合理性。 防治工程經濟效益評價方法：EOI 其中，E為防災效益，O為防災收益（或地質災害期望損失費用），I為防災工程投人費用。1.2地質災害的治理方法1.2.1地質災害防治行政管理工作 地質災害防治主要工作：（1）地災防治有關法律法規(guī)、知識的宣傳教育，當務之急是做好地質災害防治條例的宣傳培訓工作。（2）編制并組織實施地質災害防治規(guī)劃

7、、計劃（包括1：1萬鄉(xiāng)鎮(zhèn)地災易發(fā)區(qū)圖）。（3）擬訂年度地質災害防治方案和突發(fā)性地質災害應急預案。（4）汛期地災巡查、調查。 （5）汛期地災氣象預警預報。（6）組織開展地質災害監(jiān)測、預報工作。 （7）劃定地質災害危險區(qū)、易發(fā)區(qū)并對其監(jiān)督管理。 （8）地質災害防治項目及承擔單位資質等的管理。 （9）制定有關標準、規(guī)范。（10）地質災害責任鑒定和糾紛調處。地質災害防治主要工作制度：（1）區(qū)域地質災害調查制度。（2）年度地質災害防治方案編報制度。 （3）地質災害預報制度。（4）汛期值班制度。（5）險情巡視（查）制度。（6）災情速報制度。（7）工程建設地質災害危險性評估制度。（8）地質災害危險性評估和地

8、質災害防治工程資質管理制度。 （9）與建設工程配套實施的地質災害治理工程的“三同時”制度。1.2.2地質災害防治技術方法 （一）地質災害調查：（1）區(qū)域調查 如縣（市）地質災害調查與區(qū)劃，是編制各級地質災害防治規(guī)劃的基礎。委托專業(yè)地勘隊伍進行，技術要求按縣（市）地質災害調查與區(qū)劃基本要求實施細則。工作程序分4個階段：資料搜集、設計編寫與審查、野外調查及檢查驗收、成果編制與評審；縣（市）國土資源部門要對此有所了解，以便于組織管理及配合。（2）災害（隱患）點調查是勘察、治理及應急的基礎。災情嚴重的應當由專業(yè)人員、最好有專家參加。對基層國土資源管理人員來說，有兩點特別值得關注：一是災害的規(guī)模的確定，

9、二是威脅范圍和程度的確定。（二）地質災害監(jiān)測：針對我省災害的特征（災點多、規(guī)模?。┮约澳壳昂徒窈髱啄暌匀簻y群防為主的現狀，重點介紹適宜群測群防的簡易監(jiān)測方法。（1）滑坡、崩塌監(jiān)測方法包括位移動態(tài)觀測和水動態(tài)觀測兩個方面。位移監(jiān)測：地表位移監(jiān)測：掌握滑坡表面各部分的動態(tài)變化；既觀測平面位移量，又觀測垂直方向（即高程）的位移量。方法很多，可根據具體情況，因地制宜地使用簡易的觀測方法和精密觀測方法。后者即借用觀測網（方格網）用經緯儀測量各觀測樁的平面位移和用水平儀測量其高程變化。深部位移監(jiān)測：為全面掌握滑坡體各個部位的位移動態(tài)情況而進行，方法主要有：測斜儀法、放射性同位素法、電阻絲片法、金屬球法。水

10、動態(tài)監(jiān)測：水文地質監(jiān)測：即每隔一定時間測鉆孔或井中的水位、水溫，并取水樣進行化驗，查看異常變化。地表水文監(jiān)測：對于處在河流、湖泊（水庫）附近的斜坡，需要進行水位、波浪、沖刷作用等觀測。（2）泥石流監(jiān)測方法物源監(jiān)測：形成區(qū)松散堆積物的面積、體積的變化；形成區(qū)和流通區(qū)內滑坡、崩塌的體積和變形情況，是否有裂縫產生、裂縫的變化；形成區(qū)內森林和耕地面積的變化，水土保持的狀況。水源監(jiān)測：降雨量及其變化；水庫、堰塘等地表水體流量、水位及堤壩滲漏水量；壩體穩(wěn)定性和病害情況。（3）地面塌陷監(jiān)測方法地表監(jiān)測：地面、建筑物的變形：通常設置一定的點位，用水準儀、百分表及地震儀等進行測量。水點變化：井孔、泉點、礦井突水

11、點、水庫滲漏點等水量、水位及水質的變化。地下監(jiān)測：地下洞穴分布及其發(fā)展狀況：借助物探或鉆探方法查明。地下巖、土體特征的變化：可采用伸縮性鉆孔樁（分層樁）、鉆孔深部應變儀等進行監(jiān)測。塌陷前兆現象監(jiān)測：抽、排地下水引起泉水的干枯，地面積水，人工蓄水（滲漏）引起的地面冒氣泡或水泡，植物變態(tài)，建筑物作響或傾斜，地面環(huán)形開裂，地下土層垮落聲，水點的水量、水位和含沙量的突變以及動物的驚恐異?，F象等（4）地面沉降監(jiān)測方法研究區(qū)的水準測量點定期測量；含水層地下水開采量（含回灌量）及地下水位長期觀測；室內試驗和野外試驗；沉降標、孔隙水壓力標和基巖標監(jiān)測，用以深入了解各土層和含水層的變形規(guī)律及地下水位動態(tài)變化規(guī)律

12、。（三）地質災害治理（1）滑坡我國防治滑坡的工程措施很多，歸納起來分為消除或減輕水的危害、改變滑坡體外形、設置抗滑建筑物。消除或減輕水的危害：排除地表水是整治滑坡不可缺少的輔助措施，而且應是首先采取并長期運用的措施。其目的在于攔截、旁引滑坡外的地表水，避免地表水流入滑坡區(qū)；或將滑坡范圍內的雨水及泉水盡快排除，阻止雨水、泉水進入滑坡體內。主要工程措施有：滑坡體外截水溝；滑坡體上地表水排水溝；引泉工程；做好滑坡區(qū)的綠化工作等。排除地下水對于地下水，可疏而不可堵。主要工程措施有：截水盲溝用于攔截和旁引滑坡外圍的地下水；支撐盲溝兼具排水和支撐作用；仰斜孔群用近于水平的鉆孔把地下水引出；此外還有盲洞、滲

13、管、滲井、垂直鉆孔等排除滑體內地下水的工程措施。防止河水、庫水對滑坡體坡腳的沖刷主要工程措施有：在滑坡上游嚴重沖刷地段修筑促使主流偏向對岸的“J”壩；在滑坡前緣拋石、鋪設石籠、修筑鋼筋混凝土塊排管，以使坡腳的土體免受河水沖刷。改變滑坡體外形、設置抗滑建筑物：削坡減重常用于治理處于“頭重腳輕”狀態(tài)而在前方又沒有可靠抗滑地段的滑體，使滑體外形改善、重心降低，從而提高滑體穩(wěn)定性。修筑支擋工程因失去支撐而引起的滑坡，或滑坡床陡、滑動可能較快的滑坡，采用修筑支擋工程的辦法，可增加滑坡的重力平衡條件，使滑體迅速恢復穩(wěn)定。支擋建筑物種類有：抗滑片石垛、抗滑樁、抗滑擋墻等。改善滑動帶土石性質一般采用焙燒法、爆

14、破灌漿法等物理化學方法對滑坡進行整治。由于滑坡成因復雜、影響因素多，因此常常需要上述幾種方法同時使用、綜合治理，方能達到目的。（2）崩塌遮擋即遮擋斜坡上部的崩塌落石。這種措施常用于中、小型崩塌或人工邊坡崩塌的防治中，通常采用修建明硐、棚硐等工程進行，在鐵路工程中較為常用。攔截對于僅在雨季才有墜石、剝落和小型崩塌的地段，可在坡腳或半坡上設置攔截構筑物，如設置落石平臺和落石槽以停積崩塌物質；修建擋石墻以攔墜石；利用廢鋼軌、鋼釬及鋼絲等編制綱軌或鋼釬柵欄來擋截落石。這些措施也常用于鐵路工程中。支擋 在巖石突出或不穩(wěn)定的大孤石下面，修建支柱，支檔墻或用廢鋼軌支撐。護墻（坡）在易風化剝落的邊坡地段，修建

15、護墻，對緩坡進行水泥護坡等。一般邊坡均可采用。鑲補溝縫對坡體中的裂隙、縫、空洞，可用片石填補空洞，水泥砂漿溝縫等以防止裂隙、縫、洞的進一步發(fā)展。刷坡（削坡）在危石、孤石突出的山嘴以及坡體風化破碎的地段，采用刷坡來放緩邊坡。排水在有水活動的地段，布置排水構筑物，以進行攔截疏導。（3）泥石流跨越工程是指修建橋梁、涵洞，從泥石流溝上方跨越通過，讓泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。這是鐵道部門和公路交通部門為了保障交通安全常用的措施。穿過工程指修隧道、明硐和渡槽，從泥石流溝下方通過，而讓泥石流從其上方排泄，這是鐵路和公路通過泥石流地區(qū)的又一主要工程形式。防護工程指對泥石流地區(qū)的橋梁、隧道、路基及泥石

16、流集中的山區(qū)變遷型河流的沿河線路或其他重要工程設施，作一定的防護建筑物，用以抵御或消除泥石流對主體建筑物的沖刷、沖擊、側蝕和淤埋等的危害。防護工程主要有護坡、擋墻、順壩和丁壩等。排導工程其作用是改善泥石流流勢、增大橋梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按設計意圖順利排泄。排導工程包括導流堤、急流槽、束流堤等。攔擋工程用以控制泥石流的固體物質和雨洪徑流，削弱泥石流的流量、下泄總量和能量，以減少泥石流對下游經濟建設工程的沖刷、撞擊和淤埋等危害的工程設施。攔擋措施有：攔碴壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等。對于防治泥石流，常采取多種措施相結合，比用單一措施更為有效。生物措施主要有：植樹造林、封山育草，改良耕

17、作技術以及改善對生態(tài)環(huán)境有重要影響的農、牧業(yè)管理方式等。其主要作用是：保護坡面、減少坡面物質的流失量、固結土層、調節(jié)坡面水流、削減坡面逕流量、增大坡體的抗沖蝕能力等。生物措施同樣適合崩塌和滑坡的防治，是一項既經濟又有效的治本措施，具有投資少，收益快、易被群眾接受等優(yōu)點。（4）地面沉降 減緩或控制因大量開采地下水產生的地面沉降的主要方法：減少地下水的開采量；調整地下水的開采層次；人工回灌地下水含水層；利用地下水的采、灌數學模型，合理地開發(fā)利用的下水。1.3地質災害的分類等級1.3.1地質災害的類型 常見的地質災害主要指危害人民生命和財產安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等六種與

18、地質作用有關的災害。我國疆域遼闊，影響地質災害發(fā)育的自然地質條件復雜多樣，人為工程活動的性質及強度差異大。廣義上的地質災害有數十種，常見的地質災害可以羅列如下：地震、火山噴發(fā)、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降、沙漠化、水土流失、水土污染、土地鹽漬化、沼澤化、煤與瓦斯突出、礦坑突水、巖（煤）爆、頂板冒落、地下熱害、煤層燃燒、邊岸再造、泥沙淤積、庫區(qū)侵沒、洪澇、海岸侵蝕、黃土濕陷、膨脹土脹縮、凍土凍融等等。地質災害的分類，有不同的角度與標準，十分復雜。就其成因而論，主要由自然變異導致的地質災害稱自然地質災害；主要由人為作用誘發(fā)的地質災害則稱人為地質災害。按地質作用，分為內生地質災害、

19、外生地質災害和人類活動誘發(fā)的地質災害。根據災害發(fā)生區(qū)的地理或地貌特征，可分山地地質災害，如崩塌、滑坡、泥石流等；平原地質災害，如地面沉降。按災害發(fā)生及持續(xù)時間，分為突發(fā)性地質災害和緩變性地質災害。前者如地震、火山噴發(fā)、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等，即習慣上的狹義地質災害；后者如地面沉降、水土污染、水土流失、土地沙漠化等，又稱環(huán)境地質災害。1.3.2地質災害分級 （一）災情分級地質災害按照人員傷亡、經濟損失的大小，分為四個等級：（1）特大型：因災死亡30人以上或者直接經濟損失1000萬元以上的；（2）大型：因災死亡10人以上30人以下或者直接經濟損失500萬元以上1000萬元以下的；（3）中型

20、：因災死亡3人以上10人以下或者直接經濟損失100萬元以上500萬元以下的；（4）小型：因災死亡3人以下或者直接經濟損失100萬元以下的。（二）險情分級地質災害按危害程度，既受威脅人數或受威脅財產的大小，分為四個等級：（1）特大級（特重）：受威脅人數1000人以上或者受威脅財產1000萬元以上的；（2）重大級（重）：受威脅人數100人以上、1000人以下或者受威脅財產500萬元以上、1000萬元以下的；（3）較大級（中）：受威脅人數10人以上、100人以下或者受威脅財產100萬元以上、500萬元以下的；（4）一般級（輕）：受威脅人數10人以下或者受威脅財產100萬元以下的。（三）規(guī)模分級地質災

21、害按其規(guī)模分為巨（特大）型、大型、中型和小型四個等級。地質災害規(guī)模級別劃分標準如表1：表1級別特大大型中型小型滑坡（10m）100010010001010010崩塌（10m）100101001101泥石流（10m）5020502202地裂縫（寬m）2010203103地面塌陷（km）101100.110.11.4國內外地質災害學的研究地質災害是1976 年，前國際工程地質協會主席Arnould 教授在發(fā)表的題為“地質災害-保險和立法及技術對策”一文中提出了“地質災害(geological hazard)”一詞，他把滑坡、崩塌、泥石流、地震災害看成是一種地質災害。1987 年第42 屆聯合國大會

22、通過的第169 號決議把20 世紀的最后十年確定為“國際減輕自然災害十年”(International Decade for Natural Disaster Reduction，IDNDR)行動計劃之后，地質災害一詞頻繁出現于專業(yè)文獻及新聞媒體。地質災害一詞共有三種表達方式:geological disaster，geological hazard，geo-hazard。 1.4.1國內地質災害研究“地質災害防治與地質環(huán)境保護實驗室”是1989年由原國家教委、國家計委利用世行貸款和國內配套經費，在成都理工大學“地質工程”國家級重點學科基礎上批準建立的“國家重點學科專業(yè)實驗室”。 實驗室依托“

23、地質工程”國家級重點學科、地質資源與地質工程博士后流動站、3個博士點（地質工程、巖土工程、環(huán)境地質）和6個碩士點，形成了4個穩(wěn)定而有特色的研究方向：即地質災害評價與防治、重大工程巖土體穩(wěn)定性及災害控制、區(qū)域地質環(huán)境評價與保護和地質災害探測與信息技術。國內地質災害研究取得的成績: 通過大規(guī)模的調查研究，基本查明了我國地質災害的總體發(fā)育分布規(guī)律； 開始進行全國性的“縣市地質災害調查”，并建立相應的管理信息系統(tǒng)和以“群測群防”為主的監(jiān)測預警系統(tǒng)，其中三峽庫區(qū)地質災害監(jiān)測預警信息系統(tǒng)最為完善； 在地質災害評估和地質災害防治監(jiān)測技術方面取得了長足的進步； 新技術新方法在地質災害研究，特別是在監(jiān)測預警和防

24、治技術中的應用取得了一定的進展。1.4.2國外地質災害研究1965 年，WI.Garrison 提出了“地理信息系統(tǒng)”：(Geographic information system)簡稱(GIS)。20 世紀80年代后期到90 年代，GIS 大量地應用于地質災害，國外尤其發(fā)達國家將GIS 應用于地質災害研究方面做了較多工作。 隨著高精度遙感技術的出現，遙感“眼”在地質災害的評價與預測方面顯示出廣泛的應用前景。 國外關于地質災害研究多集中在模型的建立和計算機實現上，如“3S”在地質災害的監(jiān)控與可視化、數字減災系統(tǒng)DDRS(Digital Disaster Reduction System)等方面

25、的應用。國外對地質災害的研究主要體現在以下幾個方面： 從更深更廣的角度，借助現代先進的科學技術手段和方法深入系統(tǒng)研究地質災害的致災機理，加強對地質災害的特征、分類、成因機理、預測預報以及防治處理等方面的深入研究； 重視災害制圖技術方法和“3S”技術的應用，采用現代技術(如3S 技術)對中小流域地質災害進行區(qū)域性評價，查明地質災害時空分布規(guī)律，劃分地質災害危險性等級，同時將此危險性等級與土地資源的可利用性和土地售價聯系起來，使地質災害研究成果直接為公眾服務；典型地區(qū)區(qū)域地質災害預警系統(tǒng)和災害管理信息系統(tǒng)建設取得顯著進展； 地質災害研究成果的經濟效益可觀，能夠實現成果社會共享，為社會經濟服務。1.4.3國內外地質災害學研究比較總結我國地質災害研究存在的問題：（1）地質災害調查識別技術尚需完善；（