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文檔簡介
由于人口增加,全世界的城市都在加速開發(fā)山坡地,這些開發(fā)增加了降雨或地震活動誘發(fā)滑坡發(fā)生的風(fēng)險。滑坡管理者和城市規(guī)劃者可以采取以下4個途徑來減小風(fēng)險:(1)限制在滑坡易發(fā)區(qū)進行開發(fā);(2)嚴格執(zhí)行開挖、土地平整和建筑規(guī)范;(3)通過一些措施保護現(xiàn)有的開發(fā);(4)建立和安裝監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)。除了這些措施,滑坡保險也有望成為一種減災(zāi)措施,不過,直到目前為止,這種保險尚未普及,而且這一方法成本太高,較難采用。一、概述2003年全世界的城市人口約為30億,預(yù)計到2030年會增加至50億。城市人口的增加會造成城市邊界的擴張,例如,在美國,從1970~1985年15年間,有142個人口超過10萬的城市土地面積增加了19%(Schuster,1996)。預(yù)計在山坡地區(qū)將會出現(xiàn)城市擴張趨勢,而且地面失穩(wěn)將是影響這些發(fā)展的最主要地質(zhì)災(zāi)害之一。隨著住宅區(qū)開發(fā),同時會出現(xiàn)一些相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施,如街道、人行道、自來水和下水管道及公用電纜(Schwab等,2005)。為了修建這些設(shè)施,需要進行邊坡改造、土石開挖和鋪路,并修建一些不透水面,此外,還需要澆灌草坪和植被景觀。所有這些改造作用都有可能造成邊坡不穩(wěn)定。在美國以外的其他國家,尤其是發(fā)展中國家,正在重演這一開發(fā)模式,而且后果更為嚴重。在開發(fā)的過程中,越來越多的建筑物選擇在易于發(fā)生滑坡的山坡。在進行新的規(guī)劃發(fā)展或?qū)ΜF(xiàn)有城市地區(qū)進行重新開發(fā)時,需要遵守一定的原則:建筑物必須穩(wěn)定,而且不易受斜坡活動的影響。二、控制城市滑坡的減災(zāi)對策(一)城市發(fā)展的關(guān)鍵規(guī)劃問題由于沒有滑坡保險,受滑坡影響的家庭和企業(yè)傾向于要求地方政府賠償損失,特別是當(dāng)他們認為是由于當(dāng)?shù)毓賳T的疏忽造成損失時,這種要求更為強烈。這就提出了以下問題(Schwab等,2005):●如果當(dāng)?shù)卣兄Z了在滑坡易發(fā)區(qū)進行開發(fā)是安全的,他們應(yīng)該負多少責(zé)任?●業(yè)主選擇在高風(fēng)險區(qū)居住或經(jīng)商,需要承擔(dān)什么風(fēng)險?●建筑商應(yīng)該承擔(dān)什么責(zé)任?●當(dāng)?shù)卣欠裼辛x務(wù)對業(yè)主進行培訓(xùn),如關(guān)于正確綠化和用水問題?需要強調(diào)的是,雖然從工程的角度可能解決滑坡易發(fā)問題,但解決辦法往往成本很高,而且可能存在一些風(fēng)險(Schwab等,2005)。即使是最好的工程方法,盡管初衷很好,仍有可能出現(xiàn)差錯,仍會發(fā)生斜坡失穩(wěn)現(xiàn)象。因此,限制或禁止在滑坡易發(fā)區(qū)進行開發(fā),往往仍然是最明智的減輕損失的選擇。(二)城市地區(qū)滑坡減災(zāi)的主要政策選擇有3個基本方案可供面臨滑坡風(fēng)險的決策者進行選擇(Schuster,1991;Schuster和Kockelman,1996):●在滑坡發(fā)生前后都不采取任何行動;●在滑坡發(fā)生之后提供救濟和進行重建工作;●采取減災(zāi)行動,在嚴重損失發(fā)生之前避免或預(yù)防滑坡發(fā)生。在1950年之前,仍是前兩個方案占優(yōu)勢,但是,隨著社會發(fā)展和技術(shù)進步,通過土地利用管理和具體減災(zāi)措施來預(yù)防滑坡災(zāi)害發(fā)生的概念已越來越普及,并得到有效實施。(三)城市地區(qū)滑坡減災(zāi)的先決條件成功的滑坡減災(zāi)計劃通常都是基于以下幾個組成部分(USGS,1982):●與該區(qū)滑坡災(zāi)害和風(fēng)險相關(guān)的技術(shù)和信息;數(shù)字信息,包括圖像、滑坡清單、地質(zhì)圖和報告;非數(shù)字信息,包括圖像、清單、圖件和報告;技術(shù)研究報告、損失估計和補救措施;邊坡實時監(jiān)測數(shù)據(jù);氣象信息和災(zāi)害預(yù)警;手冊、錄像和其它培訓(xùn)材料。●地質(zhì)學(xué)家、工程師和城市規(guī)劃人員等技術(shù)人員數(shù)據(jù)庫,并不斷擴展這一數(shù)據(jù)庫;●負責(zé)的市政府;●意識到減災(zāi)計劃價值并支持這一工作的城市居民。在城市規(guī)劃工作的災(zāi)害識別階段,歷史滑坡清單可以提供一些非常重要的信息,其中滑坡災(zāi)害圖尤為重要,因為可以提供必要的信息。此外,地理信息系統(tǒng)(GIS)的開發(fā)和利用,也在災(zāi)害填圖和減災(zāi)工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。地質(zhì)學(xué)家、規(guī)劃人員可以利用這些相關(guān)資料,來減小滑坡?lián)p失。這些資料一旦與當(dāng)?shù)氐腉IS相結(jié)合,就可以便于規(guī)劃人員分析各種數(shù)據(jù)層,做出土地利用和面臨風(fēng)險的明智抉擇(Schwab等,2005)。另外,近期利用激光探測和測距(LIDAR)繪制的高分辨率數(shù)字高程圖,也提供了極有價值的滑坡監(jiān)測和填圖信息,特別是在以前發(fā)生過滑坡、但往往難以識別的林區(qū),這些資料更為重要??梢詫⒃谝?guī)劃與城市發(fā)展中用到的這些信息表示在一些圖件上,如有滑坡記載和滑坡易發(fā)區(qū)的地質(zhì)資料(清冊)、涉及的滑坡災(zāi)害類型、現(xiàn)有的土地利用方式以及可能會受滑坡活動影響的關(guān)鍵設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施(Schwab,2005)。此外,需要為滑坡易發(fā)區(qū)的居民開展一些擴展服務(wù)活動,例如出版相關(guān)出版物、網(wǎng)上發(fā)布信息和舉辦研討會等,使居民充分認識和處理一些問題。這些活動應(yīng)說明滑坡災(zāi)害的影響,其中包括對公共和私人機構(gòu)的生命和財產(chǎn)損失等。在大多數(shù)情況下,地方政府會開展對其他公共和私人機構(gòu)具有一定價值的滑坡減災(zāi)計劃。例如,美國聯(lián)邦應(yīng)急管理局主辦,科羅拉多州編寫了一份報告(Jochim,1988),提出了減少滑坡?lián)p失的建議:●確定地方政府有助于減災(zāi)的資源、計劃和方案;●確定必須減少滑坡?lián)p失的當(dāng)?shù)匦枨?;●確定和提高當(dāng)?shù)貦C構(gòu)滿足需求的能力;●對州和地方官員以及應(yīng)急機構(gòu)的工作人員進行培訓(xùn),以提高他們對滑坡災(zāi)害和滑坡減災(zāi)方法的認識,要使社區(qū)居民認識到如何避免滑坡災(zāi)害,會使其自身獲益;●制定有成本效益的減災(zāi)計劃,以減少滑坡?lián)p失。在俄亥俄州的辛辛那提和加利福尼亞的PortolaValley(Mader等,1988),已經(jīng)實施了類似的計劃。聯(lián)邦應(yīng)急管理局為希望減少滑坡災(zāi)害損失的地方和州政府資助出版了一本綜合指南(Wold和Jochim,1989)。美國規(guī)劃協(xié)會最近也出版了一本指導(dǎo)手冊,題為“滑坡和規(guī)劃”(Schwab等,2005),核心內(nèi)容是減少城市滑坡?lián)p失。(四)滑坡減災(zāi)方法對斜坡進行謹慎的開發(fā),可以減少由于邊坡失穩(wěn)造成的經(jīng)濟和社會損失??梢酝ㄟ^4種途徑來減少城市地區(qū)的滑坡風(fēng)險(Kockelman,1986;Schuster和Kockelman,1996):●限制在易發(fā)生滑坡城市地區(qū)進行開發(fā),可以通過滑坡敏感性圖來確定;●要求開挖、景觀美化、種植和排水等活動不影響邊坡穩(wěn)定性;●通過具體的減災(zāi)措施保護現(xiàn)有的開發(fā)和人口,如邊坡修護和排水等工程;●研制和安裝監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)。這些減災(zāi)措施與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合,可以大大減少滑坡?lián)p失。據(jù)Schuster和Leighton(1988)估計,在加利福尼亞州,采取這些措施可減少90%的滑坡?lián)p失。Slosson和Krohn(1982)指出,在洛杉磯,采取這些措施已經(jīng)減少滑坡?lián)p失的92~97%左右。(五)限制對易發(fā)生滑坡斜坡的開發(fā)減少滑坡?lián)p失最為經(jīng)濟有效的方式,可能是在穩(wěn)定的地面進行土地利用規(guī)劃,將易發(fā)生滑坡的地區(qū)作為空地、公園或其它用途。這種做法,這就是俗稱的避開行為,可以通過以下途徑實現(xiàn):阻止、控制或限制在不穩(wěn)定斜坡進行開發(fā);對現(xiàn)有建筑物進行拆除或改建(Kockelman,1986)。完全避免滑坡風(fēng)險并不現(xiàn)實,因此社區(qū)經(jīng)常采取的政策是盡量減少某些開發(fā),從而盡可能減小滑坡?lián)p失(Schwab等,2005):1、阻止、控制或限制在不穩(wěn)定斜坡進行開發(fā)如果可行的話,最為有效而且通常也最為經(jīng)濟的減少城市邊坡失穩(wěn)的方法,是禁止在易發(fā)生滑坡的斜坡進行新的開發(fā),在美國,已經(jīng)證明這一方法非常成功(USGS,1982):●獲取場地所有權(quán):防止在斜坡進行草率開發(fā)的萬無一失的方法之一,是由社區(qū)購買一些場地的所有權(quán),例如開放空間和公用場地(Schwab,2005)。社區(qū)一旦擁有這些所有權(quán),就可以控制為獲取公共利益而進行的開發(fā)。政府機構(gòu)可以通過購買和捐贈等方式獲得這些所有權(quán),以防止進行新的開發(fā)。●告知潛在的購買者存在滑坡災(zāi)害的事實:地方政府要確保在城市土地所有權(quán)的資料中包括關(guān)于邊坡失穩(wěn)災(zāi)害的信息。政府可以通過頒布自然災(zāi)害披露法,對潛在購買者進行預(yù)警,來阻止對易發(fā)生滑坡斜坡的開發(fā)(Kockelman,1986)。另一種方法是在盡管存在滑坡災(zāi)害但仍允許開發(fā)的地方,設(shè)置障礙。例如,當(dāng)?shù)卣试S對易發(fā)生滑坡的斜坡進行開發(fā),但是規(guī)定開發(fā)商必須告訴購買者他們購買的財產(chǎn)會面臨潛在的自然災(zāi)害。加利福尼亞州圣他克拉拉縣規(guī)定,開發(fā)商必須向潛在的購房者提供書面材料,說明該縣的斷層、洪水和滑坡區(qū)?!裣拗乒餐顿Y,排除公眾設(shè)施的影響:多數(shù)私人開發(fā)需要依靠擴大公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),如供水和污水管線(Schwab,2005)。這樣,公共投資政策是一種有力的手段,可以引導(dǎo)開發(fā)商遠離滑坡易發(fā)地區(qū),而轉(zhuǎn)向在其它危害性較小的地區(qū)進行開發(fā)。市政府可以禁止興建公共設(shè)施,如在滑坡易發(fā)地區(qū)修建供水和污水處理系統(tǒng)、街道和人行道,這樣會阻止或限制這些地區(qū)的開發(fā)工作?!窆步逃阂粋€成功的土地利用控制計劃需要受災(zāi)群眾的支持。因此,滑坡減災(zāi)活動的一個重要組成部分,是以一種簡單方式與公眾共享與滑坡風(fēng)險相關(guān)的信息。當(dāng)公眾對災(zāi)害有了很好的了解之后,通常會支持合理的土地利用控制方案,以減少損失?!窆姷姆韶?zé)任意識:使業(yè)主與開發(fā)商意識到當(dāng)他們面對滑坡災(zāi)害事件時,可能會面臨相關(guān)的法律責(zé)任?!駨堎N警告標志:地方政府張貼警告標志,警戒準業(yè)主和開發(fā)商可能面臨的滑坡風(fēng)險。●稅收抵免和特殊評估:稅收抵免可使業(yè)主不在滑坡易發(fā)區(qū)進行開發(fā);與此相反,如果他們在滑坡易發(fā)區(qū)進行,則可根據(jù)特殊評估征稅?!窬芙^向開發(fā)或建筑商提供貸款:信貸機構(gòu)可以通過不提供貸款來阻止在滑坡易發(fā)區(qū)進行開發(fā)或建設(shè)?!窭U納高昂的保險費用:在滑坡易發(fā)地區(qū),需要繳納高昂的保險費用,可以限制開發(fā),并可鼓勵對不易發(fā)生滑坡地區(qū)土地的利用。2、對現(xiàn)有建筑物進行拆除或改建通過疏散或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)施進行改建,可以防止或減少對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和開發(fā)的破壞。在風(fēng)險區(qū)進行永久疏散,通常需要購置公共土地。開發(fā)商或業(yè)主可以將現(xiàn)有建筑物和設(shè)施轉(zhuǎn)移到不易受滑坡災(zāi)害影響的地區(qū),對于公共財產(chǎn),則要由政府實施這一行為。(六)政府對開發(fā)的管制采取以上方法在滑坡易發(fā)區(qū)完全阻止開發(fā)和建設(shè)是不現(xiàn)實的,因此,常常需要政府管制,而且由地方政府進行強制執(zhí)行。執(zhí)行地方性法規(guī)時,不僅要有詳細的滑坡災(zāi)害圖,而且必須確保這些圖件的質(zhì)量符合有關(guān)技術(shù)標準。應(yīng)當(dāng)在地方性法規(guī)中說明滑坡災(zāi)害填圖和解釋標準,由資質(zhì)的地質(zhì)學(xué)家代表當(dāng)?shù)卣畬﹂_發(fā)商提供的圖件和報告進行審核。1、土地使用分區(qū)管制通過在城市的滑坡易發(fā)區(qū)調(diào)整開發(fā)工作的土地使用分區(qū),可以使人們直接受惠。分區(qū)是一種為特定區(qū)域指定土地允許使用類別的工具,由地方政府頒布和執(zhí)行分區(qū)條例。在規(guī)劃建筑用地時,通常不會選擇滑坡易發(fā)區(qū),而是選擇穩(wěn)定的地區(qū),將滑坡易發(fā)區(qū)選擇作為公園、綠地、娛樂區(qū)、林地和非灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。這樣即使發(fā)生斜坡失穩(wěn),這種土地利用方式的經(jīng)濟損失會較小。土地使用分區(qū)管制應(yīng)做出一些規(guī)定,禁止可能導(dǎo)致或容易造成邊坡失穩(wěn)的土地利用方式,如修建建筑物、道路和灌溉系統(tǒng)以及貯存或者處置廢棄液體。實例之一是限制或禁止在草坪澆水,以防土體濕度增加造成山體破壞。分區(qū)管制也可以限制滑坡易發(fā)區(qū)的開發(fā)密度,因為高密度開發(fā)工作會帶來一系列問題(Schwab等,2005):建筑物的屋頂、道路和停車場會造成排水能力下降;需要對不穩(wěn)定坡面進行開挖;需要移除或破壞天然植被;排水設(shè)施有可能造成濕度增加,進而會增加邊坡的不穩(wěn)定性。Soeters和vanWesten(1996)從地球科學(xué)家的角度進行滑坡災(zāi)害分區(qū)。在進行分區(qū)時,需要詳細了解滑坡過程和識別滑坡災(zāi)害的方法;另外,在確定脆弱性時,也需要了解滑坡災(zāi)害對人員、環(huán)境和地方經(jīng)濟的影響。這樣就要牽涉到土地利用、建筑密度和經(jīng)濟復(fù)蘇等眾多因素。更為重要的是,規(guī)劃者和決策者需要認識到地球?qū)W家識別出的一切危險信號,據(jù)此制定有效的政策,以保障公眾利益(Schwab等,2005)。2、污水處理規(guī)定依靠地面吸收(化糞池、淋濾場和滲坑等)的生活污水處理系統(tǒng),會使周圍的物質(zhì)飽和,這樣會有助于邊坡失穩(wěn)。因此,在滑坡易發(fā)區(qū),應(yīng)當(dāng)調(diào)整這些設(shè)施的設(shè)計和安裝。3、在滑坡易發(fā)區(qū)限制開發(fā)取得的成功在美國,執(zhí)行避開方法成敗參半。在某些地區(qū),特別是在加利福尼亞,已經(jīng)廣泛地限制在易發(fā)生滑坡斜坡的開發(fā),而且這些工作通常都很成功。然而,在美國存在大型滑坡問題的許多州,并沒有廣泛接收這些在進行土地利用規(guī)劃時要考慮斜坡失穩(wěn)的方法和規(guī)定。土地利用分區(qū)可能是最為有效的規(guī)范開發(fā)的方法。在加利福尼亞的圣馬特奧縣,自1975年以來,滑坡敏感性圖(Brabb等,1972)就開始作為控制開發(fā)密度的分區(qū)圖。在滑坡易發(fā)區(qū),在16公頃的土地只允許有一處居民區(qū)。1972年至1982年,圣馬特奧縣發(fā)生的所有新滑坡(大多數(shù)為滑動)或者是以前存在的滑坡被重新活化,或者是位于已被確定為極易發(fā)生滑坡的地區(qū)。因此,在當(dāng)時,分區(qū)方法對于滑坡減災(zāi)工作極為成功。然而,在1982年,經(jīng)過強降雨之后,出現(xiàn)了數(shù)以千計的泥石流,而在滑坡敏感圖上只標出了其中的少數(shù)(Brabb,1984)。這樣,1972年的地圖可以準確地預(yù)測滑坡,但是不能成功地預(yù)測泥石流。泥石流未能被準確預(yù)測的原因是,滑坡敏感圖是基于對航空圖片的解譯,只能識別深層的滑坡。一些開發(fā)已經(jīng)被斜坡失穩(wěn)破壞,為了減小損失,需要對現(xiàn)有開發(fā)進行重新規(guī)劃或改變,如對原有開發(fā)改變?yōu)閷π逼率Х€(wěn)不太敏感的利用方式。這些努力只取得了部分成功,因為開發(fā)商、業(yè)主甚至是全體居民都對這種改變有抵制情緒。一個明顯的實例是在阿拉斯加的安克雷奇市,在1964年,由于阿拉斯加地震引起土體滑動,造成了極大的破壞。其后,州政府建立了一支科學(xué)和工程特遣隊,負責(zé)評估破壞損失和將來可能出現(xiàn)的災(zāi)害,并提出減小將來滑坡或地震災(zāi)害影響的建議。提出的這些建議會被州和城市制定成法規(guī),但是通常會被私人業(yè)主忽視。(七)開挖、土地平整和建筑法規(guī)在許多國家都已經(jīng)建立了開挖、土地平整和建筑法規(guī),來保證以一種不損害斜坡穩(wěn)定性的方式在滑坡易發(fā)區(qū)進行建筑工作。這些法規(guī)通常包括(Schuster,1991;Schuster和Kockelman,1996):●調(diào)整、減少或禁止開挖和填土工作;●提供合適的土地平整和填土工程設(shè)計、建筑、監(jiān)理和維護工作;●控制天然排水和植被的破壞作用;●提供和執(zhí)行適當(dāng)?shù)牡乇砗偷叵屡潘到y(tǒng)的設(shè)計、建筑、監(jiān)理和維護工作。在美國,沒有可以將以上標準進行標準化適用于全國范圍的“統(tǒng)一”的法規(guī)。相反,為了保證私有土地的斜坡穩(wěn)定性,州、市和縣政府會根據(jù)實際情況應(yīng)用合適的設(shè)計和建筑法規(guī),來滿足需求。然而,在聯(lián)邦計劃中已經(jīng)制定的開挖和土地平整法規(guī),如美國工程軍隊和美國墾務(wù)局制定的標準(這兩個機構(gòu)負責(zé)大型建筑項目工作),通常會為當(dāng)?shù)卣M織所用。在美國,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害制定的土地平整和開挖法規(guī)始于上世紀50年代初的南加利福尼亞州。當(dāng)時,迅速的人口擴張造成了居民建筑用地的螺旋式上升需求,從而開始對山坡進行了大量的開發(fā)(Scullin,1983)。另外,隨著掘土工具的改進,對斜坡的開發(fā)開始更為經(jīng)濟可行。由于斜坡開發(fā)的組織工作較差,加上南加利福尼亞的強降雨,造成了嚴重的斜坡失穩(wěn)和極大的經(jīng)濟損失。之后,洛杉磯于1952年采用了美國的最早的土地平整法規(guī)。自那時起,這些法規(guī)已經(jīng)越來越詳盡和完善,特別是在洛杉磯地區(qū)。1962、1969和1978年南加利福尼亞的強降雨,促進了這些法規(guī)的進一步改進。針對強降雨,洛杉磯的法規(guī)作了4次調(diào)整(Schuster和Leighton,1988):●1952年之前:沒有制定土地平整法規(guī),在山坡開發(fā)時只作少許或根本不做工程地質(zhì)調(diào)查工作;●1952~1962:開始制定土地平整法規(guī),并強調(diào)巖土工程重要性,會考慮填土的壓實和布局,但是對工程地質(zhì)工作考慮不多;●1963~1969:制定了較為復(fù)雜和詳細的土地平整法規(guī),要求在設(shè)計和建造階段考慮土體工程和工程地質(zhì),明確土木工程師、巖土工程師和工程地質(zhì)學(xué)家的責(zé)任,并要求對地下開采和穩(wěn)定性進行分析;●1970年至今:對土地平整法規(guī)作進一步改進,對巖土工程和工程地質(zhì)工作提出更高要求,強調(diào)定量方法,如強度參數(shù)、安全因子和穩(wěn)定性分析等,同時也強調(diào)泥石流減災(zāi)和斜坡結(jié)構(gòu)設(shè)計。在洛杉磯,當(dāng)?shù)卣笥勺詭r土工程師和具有資質(zhì)的工程地質(zhì)學(xué)家提供報告,說明逐漸意識到具有一定有資格顧問的重要性。不僅需要在開發(fā)前,而且也要求在開發(fā)過程中提供巖土報告,以保證整個開發(fā)過程都是遵照專家的意見進行的。目前,在土地平整工作中,工程地質(zhì)和巖土工程監(jiān)理和填圖工作已經(jīng)非常普遍。事實上,現(xiàn)在許多規(guī)劃人員和開發(fā)商都已經(jīng)把表示土地修整狀況的地質(zhì)圖作為評價斜坡穩(wěn)定性的重要手段。加利福尼亞,特別是南加利福尼亞州的政府機構(gòu)已經(jīng)采用了確定斜坡穩(wěn)定性的綜合標準。根據(jù)這些標準,現(xiàn)在不僅會考慮土地平整和加固填方,同時也要考慮斜坡開發(fā)以及深層和地表潛在滑坡。另外,希望通過工程地質(zhì)工作來識別存在潛在泥石流的地區(qū),并建議這些地區(qū)不得作為建筑工地,如果已經(jīng)對這些地區(qū)進行了開發(fā),建議建筑結(jié)構(gòu)遠離泥石流區(qū)。需要特別關(guān)注溪谷、沖溝和凹地,因為這些地貌單元通常與侵蝕和土體移動問題有關(guān)。當(dāng)現(xiàn)有斜坡的安全因子小于1.5時,采取工程調(diào)整措施比較明智。(八)當(dāng)?shù)卣扇〉姆ㄒ?guī)與美國大部分地區(qū)相比,加利福尼亞,特別是洛杉磯地區(qū)的當(dāng)?shù)卣?,在改進與斜坡開發(fā)相關(guān)的土地平整和建筑法規(guī),以及如何執(zhí)行這些法規(guī)所作的工作要多一些。在北加利福尼亞舊金山附近的ProtolaValley鎮(zhèn),是較早采用安全措施防止地質(zhì)災(zāi)害(包括滑坡)發(fā)生的另一個領(lǐng)軍地區(qū)(Maker和Growder,1971)。在1967~1969年,ProtolaValley鎮(zhèn)聘請了一位工程地質(zhì)學(xué)家,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害資料,提出了一項法規(guī),要求地質(zhì)報告中包括次分區(qū)圖,并要求地質(zhì)學(xué)家對這些報告進行評價。北加利福尼亞州圣馬特奧縣于1969年也采用了類似的方法。這些方法極為有效,很快為其它縣市采用。最近的一個具有代表性的法規(guī)是在俄勒岡州塞倫市,這一法規(guī)于2000年生效。針對土地開發(fā)活動,塞倫市滑坡減災(zāi)法規(guī)要求:在公共事務(wù)部批準提交的地質(zhì)評價報告之前,在坡度大于60%的斜坡上,禁止移除樹木;禁止在標明為易受水或地震誘發(fā)滑坡區(qū)進行土地平整工作。Olshansky(1998)對美國190個當(dāng)?shù)卣捎玫纳狡乱?guī)劃和法規(guī)進行調(diào)查,結(jié)果表明,最常采用的對策是土地平整控制(72%)、植被恢復(fù)(65%)、要求由有資質(zhì)地質(zhì)學(xué)家或工程師提供技術(shù)報告(59%)、限制植被移除(57%)、限制建筑物設(shè)計和類型(53%)以及限制土地利用強度(47%)。當(dāng)?shù)卣⒑蛨?zhí)行法規(guī)的方式有所不同,在確定為具有高滑坡潛在性的地區(qū),并非必須要采用巖土工程措施或采取最先進的規(guī)劃需求和土地平整(和建筑)法規(guī)。另外,盡管可以從技術(shù)角度確定斜坡穩(wěn)定性問題,但是并不一定會為當(dāng)?shù)卣凸娊邮?。仍需要使一些社區(qū)意識到滑坡問題的重要性,以及采取減災(zāi)措施的可行性。一些當(dāng)?shù)卣畯娬{(diào)滑坡減災(zāi)的非技術(shù)性方面,如在批準建筑項目的政策和程序步驟,以及美學(xué)方面,如對陡坡不進行開發(fā),限制土地平整活動的灰塵、噪聲和時間等。另一些則強調(diào)顧問的技術(shù)作用,還有一些則信賴于嚴格地執(zhí)行技術(shù)建議。法規(guī)的歷史發(fā)展說明,即使一個法規(guī)非常合理,如果應(yīng)用不當(dāng)也會失效。在對山坡進行大規(guī)模開發(fā)且人口眾多的縣、相當(dāng)大的市和小的城市社區(qū),需要聘請至少一位工程地質(zhì)學(xué)家,對與地質(zhì)災(zāi)害,特別是滑坡相關(guān)的問題提出建議。地質(zhì)學(xué)家?guī)椭_定在規(guī)劃和建筑過程中,是否充分考慮到了地質(zhì)法規(guī)。這些地質(zhì)學(xué)家通常是根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)圖,提供土地利用規(guī)劃建議。在執(zhí)行城市土地平整和建筑法規(guī)時,從巖土工程的觀點,需要滿足以下4點要求(Schuster和Leighton,1988):●識別、確定和評價滑坡問題;●在土地平整活動期間和后期,由適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)對顧問的建議進行評價,并進行實地考察;●解決某些機構(gòu)和巖土工程顧問之間的爭執(zhí);●使其它專業(yè)人士和公眾認識到考慮巖土工程的重要性。在過去,這些工作的完整性和有效性具有很大差異,但是近些年來已經(jīng)得到了極大提高。(九)滑坡規(guī)章的有效實施研究結(jié)果表明,通過法規(guī)和專業(yè)人士的努力,已經(jīng)減少了90%以上的滑坡經(jīng)濟損失。洛杉磯市提供了給人印象深刻的實例,他們按照有效的開挖和土地平整法規(guī),在對斜坡開發(fā)過程中,有效地避免了滑坡的發(fā)生和破壞作用。如前所述,洛杉磯減災(zāi)計劃主要是基于一些規(guī)章,要求由工程地質(zhì)學(xué)家和巖土工程師在建筑活動前對滑坡潛力進行評價。根據(jù)1968~1969和1978年的強暴風(fēng)雨期間洛杉磯滑坡災(zāi)害的分布情況,可以說明通過這些規(guī)章所獲得的益處。在1968~1969年的暴風(fēng)雨期間,對于大多數(shù)建筑場地,那些執(zhí)行1952年開挖(土地平整)法規(guī)的開發(fā)場地,所遭受的破壞是1963年后開發(fā)場地的10倍左右(Slosson,1969),1978年的暴風(fēng)雨情況與之類似。(十)通過自然減災(zāi)措施保護現(xiàn)有的開發(fā)不幸地是,許多城區(qū)都是在執(zhí)行有效的法規(guī)之前就被開發(fā),從而面臨著斜坡失穩(wěn)的威脅。這樣,對現(xiàn)有開發(fā)進行減災(zāi),以避免滑坡災(zāi)害,就成為社區(qū)規(guī)劃的一個重要組成部分。在滑坡易發(fā)區(qū)實施土地利用規(guī)劃項目應(yīng)當(dāng)包括自然減災(zāi)措施,以保護建筑結(jié)構(gòu)、財產(chǎn)、交通線和生命安全。Erley和Kockelman(1981)將這些保護措施劃分為:自然控制不穩(wěn)定斜坡的方法;監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)。1、自然控制:斜坡穩(wěn)定性分類控制斜坡穩(wěn)定性的最有效和最為常用的方法是(Schuster,1995):●地表和地下排水:地表水(地下水)排水是最常使用的方法,而且一般也是最為成功的控制斜坡穩(wěn)定性方法(Hutchinson,1977;地面失穩(wěn)災(zāi)害委員會,1985)。地表排水通常是通過不穩(wěn)定性斜坡的溝渠排水,而為降低地下水位的地下排水通常是由以下部分組成:排水溝渠、排水井、排水通道(坑和坑道)、水平排水溝和垂直排水溝。大部分排水系統(tǒng)是根據(jù)重力流,但偶爾也會通過抽水來降低水位?!裥逼赂脑欤和ㄟ^去除部分或全部滑坡物質(zhì)可以增加斜坡穩(wěn)定性。在滑坡頂部去除這些物質(zhì)通常最為有效,因為這樣可以減小滑坡的驅(qū)動力。●地面加固:在不穩(wěn)定斜坡趾部加地面拱柱通常是增加穩(wěn)定性的成功方法。這是最常用的斜坡穩(wěn)定性加固的機械方法。●地面加固系統(tǒng):當(dāng)前三種方法都無法達到斜坡穩(wěn)定性時,可以通過結(jié)構(gòu)控制,如建擋土墻、土工網(wǎng)、沉箱、錨和內(nèi)部加固措施,來防止或控制斜坡運動。在大多數(shù)情況下,地面加固系統(tǒng)會與排水和(或)斜坡改造結(jié)合使用。對于大多數(shù)的斜坡失穩(wěn),當(dāng)沒有大量滑坡堆積物,而且沒有進行斜坡改造或建造地面拱時,正確的工程加固系統(tǒng)非常有效。然而,加固結(jié)構(gòu)僅限于控制小規(guī)模滑坡,因為這些結(jié)構(gòu)對于大規(guī)模滑坡的效果不明顯(Baker和Marshall,1958)。攔沙壩,如偏斜墻,通常用于改變泥石流的方向,使其遠離臨界區(qū)。另外,在碎屑物質(zhì)運移過程中,到達臨界區(qū)之前,淤土壩后面的碎屑貯存盆地會收集這些物質(zhì)。在美國,這些結(jié)構(gòu)的工程成本相當(dāng)高,通常由政府機構(gòu)來實施。一些滑坡文獻中已經(jīng)對這些自然控制措施進行了深入討論(如,Zaruba和Mencl,1982;Schuster,1995;Holtz和Schuster,1996;Wyllie和Norrish,1996)。其主要缺點是成本相對較高,進而限制了其應(yīng)用。這樣,這些措施通常應(yīng)用于那些人口密度極高的地區(qū),因為這些地區(qū)一旦發(fā)生滑坡,會造成重大損失。這些方法在全世界都通用,而且不斷得到改進。在地下排水系統(tǒng)、巖崩控制和土壤保持力的分析、設(shè)計和建造研究過程中,將會不斷提供新的方法來開發(fā)和利用這些自然斜坡穩(wěn)定性系統(tǒng),特別是開發(fā)新的、經(jīng)濟的、強有力的、抗腐蝕性和環(huán)境可以接受的材料。對于陡峭的斜坡,采用新的、用計算機處理的方法,可以進一步了解巖崩過程,從而對巖崩采取更好的控制措施。通過先進的實驗條件,可以更好了解失穩(wěn)機制,從而有助于對設(shè)計的方案進行改進。由于涉及到成本問題,自然減災(zāi)措施并非一種可以為公眾和決策者廣泛采用的措施。2、監(jiān)測系統(tǒng)和技術(shù)在過去的20多年,儀器和相關(guān)監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)取得了重大進步??梢詫σ装l(fā)生滑坡的斜坡進行監(jiān)測,為坡下居民提供預(yù)警信息。監(jiān)測技術(shù)包括進行野外觀測以及利用變形測定器、壓力計和傾斜計等,通常是自動的而且具有報警能力。最近對監(jiān)測技術(shù)的改革包括采用聲學(xué)儀器、激光束、電視廣播、照相機、導(dǎo)向雷達和振動計等。從這些儀器獲取的資料通常可以用遙測發(fā)射器傳送至中心接收站。在為特定滑坡提供監(jiān)測設(shè)備之前,需要考慮以下幾點(Mikkelsen,1996):●確定所需的儀器類型;●確定儀器的安裝位置和深度,以及所需的儀器數(shù)量;●選擇最適合的測量儀器;●開發(fā)必要的數(shù)據(jù)據(jù)獲取技術(shù);;●管理和利用所獲獲得的數(shù)據(jù)據(jù)。野外儀器通常用用于已經(jīng)表表現(xiàn)出滑動動跡象的滑滑坡,由于于在小型地地面滑動期期間或之前前,初期失失穩(wěn)在視覺覺上并不明明顯,就需需要通過儀儀器來提供供有價值的的信息。在在這方面,并并不意味著著采用儀器器可以完全全取代直接接的野外觀觀測。不同同儀器的價價值在于(Mikkelsen,1996):●確定滑坡物質(zhì)的的厚度和形形狀,據(jù)此此確定適當(dāng)當(dāng)?shù)氖Х€(wěn)強強度參數(shù);;●對滑坡物質(zhì)的水水平和垂直直運動進行行量化;●對滑坡物質(zhì)的運運動速度進進行量化;;●監(jiān)測與滑坡活動動相關(guān)的地地下水位或或孔隙壓力力,進而對對有效應(yīng)力力進行分析析;●監(jiān)測天然(或切切割)斜坡坡活動,包包括確定建建筑活動或或降雨的影影響;●提供遠程預(yù)警系系統(tǒng),對潛潛在危害進進行預(yù)警;;●監(jiān)測和評價采取取不同自然減減災(zāi)措施的的效果。安裝監(jiān)測系統(tǒng)的的最初目的是是保護生命命和財產(chǎn),而而非防止滑滑坡。然而而,這些系系統(tǒng)通常也也可以及時時對斜坡運運動進行預(yù)警,可可以據(jù)此采采用自然減減災(zāi)措施,進進而減小立立即和長期期的滑坡災(zāi)災(zāi)害風(fēng)險。3.實時監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)當(dāng)前滑坡減災(zāi)研研究最重要要的一個領(lǐng)域是是開發(fā)由暴暴雨誘發(fā)滑滑坡的實時時預(yù)警系統(tǒng)統(tǒng)。19999年在委委內(nèi)瑞拉北北海岸發(fā)生生了大型滑滑坡災(zāi)害,如如果在該區(qū)區(qū)已經(jīng)布署署了早期預(yù)預(yù)警系統(tǒng),則則會挽救許許多人的生生命(Maarin--Nietto,20033)。Cammpbelll(19755)在對19969年洛洛杉磯的泥泥石流進行行研究之后后,認為需需要根據(jù)全全國氣象服服務(wù)預(yù)報和和雷達圖像像建立這一一地區(qū)的泥泥石流預(yù)警警系統(tǒng),在在他提出的的系統(tǒng)中,要要求有3個必要組組成:●自動雨量測量器器系統(tǒng):能能夠記錄(按按每小時計計)總降雨雨量;●氣象圖:能夠標標明風(fēng)暴區(qū)區(qū)的強降雨雨中心,此此外,可以以按照一定定的頻率間間隔,在圖圖上標明這這些中心點點的位置;;●管理和通訊網(wǎng)絡(luò)絡(luò):對獲取取的數(shù)據(jù)進進行比較,識識別超過臨臨界閾值的的特定區(qū)域域,并對這這些地區(qū)的的居民進行行預(yù)警。在1987年,由由Camppbelll(19755)構(gòu)想的的一個系統(tǒng)統(tǒng),由USSGS與全全國氣象服服務(wù)中心合合作開發(fā)出出來,應(yīng)用用于加利福福尼亞舊金金山海灣地地區(qū)。這一一系統(tǒng)基于于:●確定滑坡敏感性性區(qū)域;●降水持續(xù)時間(強強度)和滑滑坡開始閾閾值之間的的經(jīng)驗和理理論聯(lián)系;;●對區(qū)域遙測雨量量計網(wǎng)絡(luò)進進行實時監(jiān)監(jiān)測;●全國氣象服務(wù)中中心降雨預(yù)預(yù)報。該系統(tǒng)在早期進進行了一些些成功的實實驗,但后后期由于資資金缺乏被被迫中止。在在20055年,USGGS和國家家海洋和大大氣局(NNOAA)提提議在美國國泥石流易易發(fā)區(qū)建立立早期預(yù)警警系統(tǒng),但但是同時也也指出目前前仍缺乏資資金建立這這些系統(tǒng)(USGS,2005)。然而,在無附加年運行成本的情況下,這一系統(tǒng)仍具可行性,可以利用降雨強度-持續(xù)時間閾值建立泥石流預(yù)警系統(tǒng)。在南加福尼亞州的部分地區(qū),采用泥石流降雨強度-持續(xù)時間閾值對最近發(fā)生過泥石流的地區(qū)進行分析,根據(jù)這些定量閾值,對目前根據(jù)專家觀點和經(jīng)驗確定危險降雨區(qū)的方法進行了改進。目前,在香港、巴巴西、英國國和美國俄俄勒岡州的的早期預(yù)警警系統(tǒng)都得得到了廣泛泛應(yīng)用,世世界上最成成功的早期期預(yù)警系統(tǒng)統(tǒng)可能是在在香港。根根據(jù)香港氣氣象預(yù)報和和降雨資料料,當(dāng)預(yù)測測到有大量量泥石流可可能發(fā)生時時,就可以以發(fā)布“滑坡預(yù)警”(Wilsson,20055)。在雨雨量計網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中包括886個自動動雨量計,發(fā)發(fā)生眾多泥泥石流的最最初雨量閾閾值為:224小時內(nèi)內(nèi)超過200mm,或或60分鐘內(nèi)內(nèi)超過700mm(Brannd,19999)。1996年,在在經(jīng)歷了幾幾十年的滑滑坡(泥石石流)災(zāi)害害的巴西里里熱內(nèi)盧市市,安裝了了預(yù)警系統(tǒng)統(tǒng),以預(yù)測測由強降雨雨誘發(fā)的滑滑坡災(zāi)害。這這一系統(tǒng)是是基于由GGEO-RRIO安裝裝了30個自動動雨量計的的遙感勘測測網(wǎng)絡(luò),GGEO-RRIO確定定的雨量閾閾值如下::30mmm/h、70mmm/h或100mmm/h(d’Orsii等,20004)。在在19988年1月至20003年12月,共共對42處滑坡坡(或泥石石流)進行行預(yù)測,所所有災(zāi)害都都發(fā)生在夏夏天的雨季季。美國目前唯一能能起作用的泥泥石流預(yù)警警系統(tǒng)是11997年年由俄勒岡岡州建立的的系統(tǒng),該該預(yù)警系統(tǒng)統(tǒng)的工作人人員由俄勒勒岡州林業(yè)業(yè)部的氣象象學(xué)家、地地質(zhì)礦產(chǎn)部部的地質(zhì)學(xué)學(xué)家和交通通部的工程程師組成,通通過國家海海洋和大氣氣局氣象廣廣播向全國國播報預(yù)報報結(jié)果(WWilsoon,20055)。英格蘭東海岸和和南海岸開開發(fā)區(qū)發(fā)生生嚴重的滑滑坡事件,導(dǎo)導(dǎo)致在上世世紀90年代安安裝了遠程程實時監(jiān)測測系統(tǒng),提提供易發(fā)生生滑坡斜坡坡的早期預(yù)預(yù)警系統(tǒng)的的測距資料料(Claark等,19996)。自自動監(jiān)測傳傳感器包括括電子測地地水準儀、變變形測定儀儀和壓力計計等。這些些傳感器的的輸出的連連續(xù)記錄為為實時監(jiān)測測和早期預(yù)預(yù)警系統(tǒng)提提供了基礎(chǔ)礎(chǔ),可以用用來對海岸岸滑坡活動動進行預(yù)測測。(十一)將滑坡坡保險作為為減災(zāi)措施施滑坡保險并不常常見,而且且難以購買買,但是盡盡管保險計計劃并沒有有直接減輕輕城市的滑滑坡災(zāi)害,但但是仍提供供了一種將將滑坡?lián)p失失進行分擔(dān)擔(dān)的金融機機制,滑坡坡保險也可可以與減災(zāi)災(zāi)風(fēng)險的動動機相聯(lián)系系。例如,在在滑坡易發(fā)發(fā)區(qū)進行開開發(fā)的高額額滑坡保險險,可以限限制開發(fā),并并鼓勵對低低風(fēng)險土地地進行利用用(Schhusteer和Kockkelmaan,19966)。作為為一種滑坡坡減災(zāi)方法法,與其它它對策相比比,保險具具有以下優(yōu)優(yōu)點(Ollshannsky和和Rogeers,19877;Olshhanskky,19900):●理論上,滑坡保保險提供了了一種費用用和利益均均衡分配的的機制;●如果保險費不止止反映災(zāi)害害程度,而而且反映實實施自然減減災(zāi)措施的的效果,則則
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