常見地質(zhì)災(zāi)害分析范文
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1和龍市自然地理概況
和龍市位于吉林省東部，坐落在長白山脈中，經(jīng)緯度在東經(jīng)128°22'42″～129°24'42″，北緯41°59'44″～42°57'15″之間。人口23萬，以朝鮮族為主。地勢高低起伏不一，市內(nèi)有17條河流、總長約為662km，其東北部為平原、中部為丘陵地帶、西南部主要以山地為主，山地占和龍市90%以上的面積，其中海拔在1000m以上的山地占和龍市28．8%的面積、平原面積所占百分比為7．3。和龍市的地勢變化總體趨勢是從東北部到西南部由低到高逐漸變化。和龍市海拔高度最高的是峰山(1676m)，海拔高度最低點是平均高度為250m的琵巖村。在水文方面研究區(qū)主要有圖們江和松花江兩大流域，下級主要支流分別是海蘭江和古洞河。氣象帶在中緯度中溫帶，有明顯的季風(fēng)半濕潤氣候，為典型的大陸性季風(fēng)特性，因此四季特點分明。依據(jù)多年統(tǒng)計資料，多年降雨平均量大約為520mm，年降雨主要集中在6月～8月，在這期間也非常容易發(fā)生洪澇、暴雨等災(zāi)害。其暴雨生成與副熱帶高壓氣旋和臺風(fēng)息息相關(guān)。暴雨使供給的水量增大，在水循環(huán)作用下，最終河流徑流系數(shù)升高。由此而導(dǎo)致的洪水一般可以歷時3d，其洪水漲時1d、回落2d。由氣象分布帶知和龍市的氣候特點、土壤、植被有明顯的垂直分布性。
2和龍市地質(zhì)構(gòu)造、地震特征和巖土工程地質(zhì)性質(zhì)
2．1地質(zhì)構(gòu)造和龍市位于天山—興安地槽褶皺區(qū)和中朝準地臺之間，南部主要為第四紀的山體隆起區(qū)，東北部為沉降區(qū)。在和龍市主要發(fā)育的褶皺區(qū)和斷裂帶主要為:褶皺區(qū):和龍盆地、龍井斷陷、福洞溝盆地、官地向斜、長仁背斜、臥龍背斜及向斜、青龍倒轉(zhuǎn)背斜［2］;斷裂帶:古洞河斷裂、和龍大斷裂、福興村逆斷層、百里坪擠壓斷裂帶、福洞盆地南北向斷裂群、長仁逆斷層、華集嶺斷層、古洞屯—華集嶺逆沖斷層、王開溝逆斷層，直洞溝逆斷層、荒溝擠壓斷裂帶等。地層方面，從太古界、古生界、中生界和新生界這4個時代形成的地層均在和龍市有分布，具體可參照該市的地層表。
2．2地震特征依據(jù)GB18306—2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖［8］的信息;研究區(qū)的峰值加速度小于0．05g，地震基本烈度小于6度。
2．3土和巖石工程性質(zhì)其中一種主要堆積土體為洪積土，工程地質(zhì)條件較好;而另一種主要的土體殘積土則因土體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造差異性大，土層厚度不均衡，所以土體工程地質(zhì)性質(zhì)不好。
3和龍市泥石流災(zāi)害
和龍市發(fā)生的泥石流災(zāi)害大多屬于水石流性質(zhì)，舉例而言1998年特大洪水所造成的普遍泥石流災(zāi)難和2002年的暴雨誘發(fā)泥石流災(zāi)害給人民的生命財產(chǎn)造成了嚴重的損失。由于和龍市發(fā)生的泥石流災(zāi)害次數(shù)很多，有一些災(zāi)害不好統(tǒng)計、另有一些災(zāi)害雖然發(fā)生，甚至嚴重但沒有造成較大的損失，故本論文主要統(tǒng)計并研究了歷史上對和龍市造成重大損失的泥石流(滑坡、崩塌的研究亦如此)，共68條。其中坡面型屬性泥石流有8條，溝谷型有49條，河谷型有11條。對泥石流規(guī)模分類，有小型泥石流50條，中型6條，大型12條。可見，和龍市泥石流特性以小型溝谷型為主。泥石流造成的堆積扇以碎石、塊石和土為主要物質(zhì)組成，在數(shù)量上其他組成物質(zhì)較少。從泥石流發(fā)生的補給物質(zhì)源來談:殘坡積物的有22條、溝床堆積物的有16條、崩塌堆積物的有18條、滑塌堆積物的有4條，其他的物質(zhì)在和龍市泥石流勘察報告中給出的不詳，進一步研究發(fā)現(xiàn)其碎屑物質(zhì)儲備量從幾千到幾百萬立方米不等。研究區(qū)泥石流造成的下滑體體積在89m3～84870m3。泥石流扇面覆蓋情況則主要由耕地和次生林(森林通過采伐或其他自然因素破壞后，自然恢復(fù)的森林)組成。其主溝平均坡降為121‰，絕大多數(shù)坡降在100‰以上。現(xiàn)以2002年典型的大八浦江泥石流為例來探索，它具有水石流的特征，堆積物主要由碎石和塊石組成［6］。因其周圍河域溝谷多、坡度大;流域的組成巖石(白堊系龍井組K2l為主)以抗風(fēng)化能力弱、單軸抗壓強度低的砂石、礫石為主，在長期連續(xù)的化學(xué)、物理、生物風(fēng)化侵蝕影響下形成了由大量物質(zhì)組成的厚堆積體(風(fēng)化殼);又因研究區(qū)6月～8月降水量極大，為災(zāi)害的發(fā)生提供了大量的水源，動、靜水壓力增大同時也降低了巖土體的抗剪強度。經(jīng)分析本次泥石流的發(fā)生與地形、物質(zhì)來源和充足的水源這三個因素息息相關(guān)，同時這三個因素也是泥石流發(fā)生的必要條件。在人類活動方面，本地域為了擴大耕地面積而進行亂砍濫伐，所以森林覆蓋率低，進一步加劇了災(zāi)害的嚴重性。在2010年7月28日大八浦江再次復(fù)發(fā)泥石流，兩次泥石流災(zāi)害均沖毀房屋、淹沒農(nóng)田。清楚可見，舊泥石流發(fā)生區(qū)域可能在自然和人為的誘發(fā)下再次復(fù)發(fā)，變成新發(fā)生區(qū)。
4和龍市滑坡災(zāi)害
和龍市滑坡災(zāi)害以小型為主，分析本研究搜集到的7個歷史滑坡資料，可知滑體體積最小為760m3，最大為12000m3。滑坡坡度最大為35°;滑坡張裂縫(剪切作用導(dǎo)致)較多;滑體組成物質(zhì)主要由礫石、泥巖和碎石三部分組成;滑坡剖面形狀大多數(shù)是凹凸不平的鋸齒形狀，平面形狀大部分是凸起的半圓狀。滑體的前后緣高程可達幾百米。現(xiàn)以史上受災(zāi)嚴重的文化街滑坡為例來探索研究區(qū)的滑坡特點。本滑體規(guī)模自西向東長67m，由北往南長100m;坡度為9°，滑體體積達到12000m3;前、后緣高程分別為486m和499m。滑床層角度特征是230°∠7°，巖石組成主要為泥巖和砂巖。造成滑坡發(fā)生的原因是在強降雨影響下地下水位升高，在大量水體的入滲下，坡體的動、靜水壓力急劇增大;同時，水的入滲也增加了潛在危險面的重力。隨著常年的雨水沖刷、多年的強風(fēng)化作用和人類的工程建設(shè)導(dǎo)致了斜坡上出現(xiàn)大量的空隙和裂隙，這些空隙和裂隙的增加又為進一步的沖刷和風(fēng)化作用提供了更多的機會。最終形成了一條具有滑體向地面下錯20cm，前緣發(fā)生地面隆起，走向110°張裂縫這些特征的滑坡。
5和龍市崩塌災(zāi)害
宏觀分析本次調(diào)查的和龍市27處崩塌，得知有21處崩塌的坡角不小于55°，部分甚至是近似直立。19處崩塌的巖石巖性為花崗巖、基巖堅硬，形成的坡高少則十幾米，多則80m。23處崩塌的倒石堆所形成的體積不小于90m3。和龍市所發(fā)生的崩塌均是小型災(zāi)害。絕大部分發(fā)生在高陡的山陵，崩塌區(qū)常有塊石墜落，巖體被切割的現(xiàn)象發(fā)生。因為水庫地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害往往會帶來重大的損失，水庫區(qū)也是地質(zhì)災(zāi)害中常見的重大隱患點。鑒于此，本研究選取亞東水庫壩體的崩塌災(zāi)害作為探索對象。其災(zāi)害發(fā)生的主因是組成巖體的花崗巖在多年循環(huán)凍融的作用下裂隙逐漸變大，又在降水的沖擊力和滲透壓作用下斜坡重力不斷加大，巖體抗剪強度降低，巖石間的連結(jié)力下降，在長周期連續(xù)的影響下導(dǎo)致失穩(wěn)。從地質(zhì)構(gòu)造的角度來研討，從宏觀板殼理論來看，和龍市受到太平洋板塊和亞歐板塊的雙重擠壓作用;從微觀上說，水庫在興安地槽與中朝地臺的交匯處，還受到近90°發(fā)育的兩組共軛節(jié)理的影響，并且此研究群的巖體結(jié)構(gòu)面的內(nèi)部結(jié)合性較差。以上分析的因素在耦合作用下極有可能促使崩塌發(fā)育。再據(jù)實際崩塌詳細勘察資料得知崩塌發(fā)生的主要傾斜節(jié)理面角度特征是:330°∠68°。災(zāi)害區(qū)因節(jié)理發(fā)育所以巖體性質(zhì)不良，斜體邊緣常有石塊墜落，對風(fēng)景區(qū)周圍的人員和公共設(shè)施安全不利。
6災(zāi)害防御措施
預(yù)防措施具體分為科學(xué)技術(shù)防御和法規(guī)政策方面的防御。災(zāi)害防御政策方面的規(guī)定主要由相關(guān)人民政府部門所規(guī)劃，故本研究主要從科學(xué)技術(shù)層面對防御方法進行探討。
6．1泥石流災(zāi)害防御研究區(qū)泥石流災(zāi)害防御應(yīng)以支擋工程為輔助，生物防治為長遠防御。支擋工程具體措施為設(shè)置護坡和擋土墻支護，視情況而定也可采取放坡措施。生物防治為在已經(jīng)發(fā)生泥石流的地區(qū)和潛在泥石流災(zāi)害區(qū)上種植相應(yīng)的植物，這樣一方面可以降低誘發(fā)泥石流災(zāi)害的所需水體量;另一方面又可通過植被根系部對巖土體的連結(jié)作用來加強巖土內(nèi)部的內(nèi)聚力，進而減少造成泥石流發(fā)生的物質(zhì)補充源，從而降低災(zāi)害的損失。
6．2滑坡災(zāi)害防御研究區(qū)的滑坡防御通常可采取削坡、排水和支擋這3種方法［5］。削坡是對潛在的軟弱危險滑體進行安全剔除。還要對積累地下水、地表水進行及時的排放，避免危險的發(fā)生。我們既可以設(shè)置截水裝置來阻止斜坡上部水體入滲至潛在滑體內(nèi)部，又可利用在山體下部的涵洞中安裝排水設(shè)施來排放山體中的地下水。還可用粘土來修復(fù)滑坡裂隙，同時利用天然切溝來充當排水系統(tǒng)。為提高潛在滑體區(qū)域的穩(wěn)定性，經(jīng)常采用在土中植入鋼筋來提高土體的整體性。
6．3崩塌災(zāi)害防御研究區(qū)崩塌損害的防御方法與滑坡事件的防御辦法較為類似。對高危巖體可進行適當性的去除。對于受凍脹作用明顯且節(jié)理發(fā)育的巖石可對巖石空隙先進行混凝土灌注，再用巖石錨桿進行錨固［7］。對潛在危險區(qū)的危險巖體進行周期性的結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度的檢驗，尤其是凍融區(qū)。排水方法可采用類似滑坡防御的辦法，視情況而定，不再贅述。
7結(jié)語
1)和龍市地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，水系發(fā)達，夏季降雨充沛，山區(qū)高陡巖石多，深部溝谷、地壘地塹連綿，人類開發(fā)經(jīng)濟生產(chǎn)活動的次數(shù)連年增加而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化加劇，巖土工程性質(zhì)不良等多因素的綜合作用下，促使多種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。2)對于崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)難的成因及防御措施要根據(jù)不同的地質(zhì)勘查情形、地質(zhì)學(xué)原理、工程技術(shù)辦法并從宏微觀雙方面辯證的分析才能得出令人信服的結(jié)果。3)人類生產(chǎn)建設(shè)活動必須與周邊環(huán)境相適應(yīng)，遵照相關(guān)法規(guī)、規(guī)范和環(huán)境巖土工程原理，防止重大地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。在以后的災(zāi)害分析中會運用大量的數(shù)學(xué)方法和力學(xué)模型來研究，推導(dǎo)出相應(yīng)災(zāi)害情況發(fā)生的閾值。
作者：藍辛偉 權(quán)赫春 李明玉 單位：延邊大學(xué)工學(xué)院 延邊大學(xué)理學(xué)院