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地震誘發(fā)的群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害往往點(diǎn)多面廣、類型多樣,最常見的為崩塌、滑坡和泥石流3種地質(zhì)災(zāi)害。筆者主要討論地震誘發(fā)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害的活動強(qiáng)度,希望能起到拋磚引玉的作用,以促進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害的強(qiáng)度評估理論發(fā)展。
1.1能量法滑坡強(qiáng)度評估的原理
滑坡釋放的能量是指從滑坡失穩(wěn)破壞到堆積穩(wěn)定這一階段所釋放的能量,該能量由兩部分組成,一是地震波對滑坡體輸入的能量,二是滑坡體下滑的勢能。后一種能量可由E=γVH測得,其中γ為滑坡物質(zhì)的重度(N/m3),V為滑坡體積(m3),H為滑坡體重心在滑動前后的垂直運(yùn)動高度。然而,地震對坡體輸入的能量目前還無法準(zhǔn)確的測得,坡體失穩(wěn)破壞的地震最小加速度即臨界加速度目前還有待研究,失穩(wěn)破壞之前地震波對坡體輸入的能量亦是無法測得。因此,需要從另外一個方面考慮能量的計算。滑坡體從獲得地震輸入的能量啟動,到最終堆積穩(wěn)定,地震力和重力對坡體做正功,系統(tǒng)最終穩(wěn)定下來,一定有一種力做負(fù)功,這種力即為摩擦力。摩擦力是一種耗散力,是非保守力的一種。耗散力是指對系統(tǒng)或物體做負(fù)功,而使之總機(jī)械能減少的力,耗散力做功與力使物體經(jīng)過的路程有關(guān)。前面提到,摩擦力是非保守力的一種,而非保守力有一個特點(diǎn):物體在有非保守力作用時,其動能和勢能之和(機(jī)械能)不再守恒。滑坡在地震作用下失穩(wěn)破壞到最終堆積穩(wěn)定,不僅存在機(jī)械能,還包括地震能量,因此,單純從機(jī)械能的轉(zhuǎn)化來度量地質(zhì)災(zāi)害釋放的能量是欠妥當(dāng)?shù)摹;碌刭|(zhì)災(zāi)害釋放能量的過程,可以分為3個階段:第一階段為地震輸入能量在巖土體中積累形成變形能,當(dāng)達(dá)到一定程度后開始沿某一方向釋放變形能,當(dāng)釋放的能量超過巖體破裂所需的能量時,巖體發(fā)生破壞直至剪斷巖土體形成滑動面的,釋放的能量主要用于剪斷巖土體;第二階段為滑坡體沿滑動面剪切破壞,直至完全剪出,釋放的能量主要用于克服抗滑力所做的功;第三個階段為滑坡體在斜坡表面滑動直至堆積停止,釋放的能量主要用于克服斜坡體表面的摩擦力所做的功滑坡釋放能量的3個階段,對應(yīng)著不同的滑坡破壞形態(tài)。坡體在地震輸入能量后,首先進(jìn)行第一階段,在第一階段能量耗散到不足以進(jìn)行到第二階段,則坡體破壞的結(jié)果是形成不穩(wěn)定斜坡;能量能夠維持到第二階段,卻不足以支持第三階段,則斜坡破壞的結(jié)果為我們常見的滑坡;能量能夠維持到第三階段,則破壞的結(jié)果為遠(yuǎn)距離滑坡。
1.2滑坡災(zāi)害強(qiáng)度評估方法
第一階段釋放能量:根據(jù)巖石強(qiáng)度的能量理論,巖石單位體積內(nèi)所能儲存的變形能是一常量,與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān),變形能一旦超過這一常量,材料即發(fā)生破壞。在地震波作用下,巖體逐漸儲存變形能,當(dāng)?shù)卣鹱饔玫哪芰砍^巖體的變形能后,巖體發(fā)生第一階段破壞,并逐漸釋放變形所吸收的能量。此時巖體釋放的能量為:210*2EVE(1)式中:E1為第一階段釋放的能量;σ為水平向應(yīng)力;E0為巖土體的彈性模量,一般可取變形模量;V為滑坡體體積。第二階段釋放能量:巖土體在剪斷貫通后,沿滑面在重力及地震力作用下克服抗滑力下滑,所受的摩擦力與抗滑力大小相同,摩擦力做功消耗的能量為:22EWcos-Qsintgl+cl(2)式中:E2為第二階段釋放的能量;W為坡體自重及上覆荷載之和;Q為地震力,Q=ξW,ξ為地震水平系數(shù),結(jié)合《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》的規(guī)定,巖質(zhì)滑坡取0.05,土質(zhì)滑坡取0.0125;為滑坡體滑面傾角;為滑面內(nèi)摩擦角;c為滑面黏聚力;l為滑面長度。第三階段釋放的能量:滑坡體剪出后沿著斜坡表面繼續(xù)向下滑動,最終堆積穩(wěn)定。滑坡體的下滑力來源于坡體自重及上覆荷載沿坡面的分力,抗滑力(摩擦力)則由法向分力及摩擦系數(shù)決定,釋放的能量為:3E=WcosS(3)式中:μ為坡體表面的摩擦系數(shù);為滑坡總斜率,是滑坡運(yùn)動前最高點(diǎn)與運(yùn)動后最遠(yuǎn)點(diǎn)連線的斜率;S為滑坡運(yùn)動斜長;其它符號同上。地震誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度以釋放的能量作為度量,而釋放的總能量為上述3個階段之和,則滑坡災(zāi)害的活動強(qiáng)度表示為:123EEEE(4)當(dāng)然,對于地震誘發(fā)的群發(fā)性滑坡地質(zhì)災(zāi)害來說,每個單體災(zāi)害達(dá)到的破壞階段不同,則相應(yīng)的能量計算應(yīng)區(qū)別對待。對于只達(dá)到前兩個階段的滑坡,計算時也只能計算到前兩種能量;而原本已經(jīng)存在的滑坡在地震作用下加劇,則計算時可能取后兩個階段。
2結(jié)論
1)地質(zhì)災(zāi)害的活動強(qiáng)度評估在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評價中具有重要的意義,尤其對地震誘發(fā)的群發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,可直觀地對比不同地震誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的活動強(qiáng)度大小。從能量的角度考慮地質(zhì)災(zāi)害的活動強(qiáng)度,已經(jīng)越來越受到關(guān)注與重視。
2)從能量的角度考慮滑坡災(zāi)害的活動強(qiáng)度,可分為3個階段:第一階段地震輸入能量在巖土體中積累形成變形能,超過巖體破裂所需的能量時,巖體發(fā)生破壞并釋放變形能;第二階段滑坡體在地震力和重力的作用下沿滑面下滑,克服抗滑力釋放能量;第三階段滑坡體在重力作用下在斜坡表面下滑,克服摩擦力釋放能量,最終堆積穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:地震 地震災(zāi)害 環(huán)境影響
引 言
地震是一種自然災(zāi)害,也是一條災(zāi)害鏈的起點(diǎn),不僅地震本身將引起各種災(zāi)害,還將誘發(fā)各種次生災(zāi)害,如沙土液化、噴沙冒水、城市大火、河流與水庫決堤等。其中,地震所引發(fā)的次生環(huán)境災(zāi)害非常重要,但卻往往容易被忽視。地震次生災(zāi)害大致可分為兩大類:一是自然層面的,如滑坡、崩塌、滾石、泥石流、地裂縫、地面塌陷、砂土液化等次生地質(zhì)災(zāi)害和潰決水災(zāi),發(fā)生在深海地區(qū)的強(qiáng)烈地震還可引起海嘯;二是社會層面的,如道路破壞導(dǎo)致交通癱瘓、煤氣管道破裂形成的火災(zāi)、下水道損壞對飲用水源的污染、電訊設(shè)施破壞造成的通訊中斷,還有瘟疫流行、工廠毒氣污染、醫(yī)院細(xì)菌污染或放射性污染等。歷史經(jīng)驗表明,次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失,有時比直接災(zāi)害還要大。
1. 地震災(zāi)害引發(fā)的次生災(zāi)害
受汶川大地震的影響。中國西部地區(qū)新構(gòu)造活動強(qiáng)烈,斷裂帶發(fā)育,地形切割嚴(yán)重,山高谷深,巖體破碎,風(fēng)化強(qiáng)烈,山體斜坡上的松散堆積物豐富。地震引發(fā)了大量的滑坡、崩塌、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。同時,由于地震造成山體巖土體松動,受降雨影響也引發(fā)許多滑坡、崩塌、泥石流等多種次生地質(zhì)災(zāi)害。
從2008年“5?12“汶川地震我們可以看到,地震對災(zāi)區(qū)的環(huán)境產(chǎn)生重要影響,表現(xiàn)在對河床、自然生態(tài)環(huán)境、水資源和水質(zhì)等諸多方面。對河床的影響主要表現(xiàn)在河流改道、河流斷流、形成堰塞湖、水土流失加劇等。從電視或者遙感照片來觀察,災(zāi)區(qū)泥石流、滑坡等大量存在,不僅堵塞了道路、摧毀了村莊,而且形成了堰塞湖,改變了災(zāi)區(qū)景觀的格局,可能引發(fā)洪水災(zāi)害,對災(zāi)區(qū)再次造成傷害。
地震對自然生態(tài)影響巨大,對原有的生態(tài)系統(tǒng)造成巨大沖擊,甚至形成新的生態(tài)系統(tǒng),“山河改觀”、“滄海變?yōu)樯L铩笔堑卣饘ψ匀簧鷳B(tài)環(huán)境影響的真實(shí)寫照,對動植物生存環(huán)境也造成巨大的影響。地震導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變,引發(fā)地表水和地下水的關(guān)系出現(xiàn)新的變化,特別是水資源環(huán)境,由于在地震災(zāi)害發(fā)生和救災(zāi)的過程中,增加了新的污染源,再加上水文情勢的變化,對河流生態(tài)產(chǎn)生一定的影響,在一段時間內(nèi)會造成水質(zhì)的變化。
2. 保障地震災(zāi)區(qū)的飲用水安全
由于地震帶來了滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,從而對水質(zhì)造成了破壞。如有些地區(qū)的地表水不能更好地排泄,造成積水現(xiàn)象。再如隨著氣候炎熱,因為人員傷亡進(jìn)而形成了流行疾病等生物災(zāi)害。
地震可能引發(fā)一些危險品的泄漏。如受地震影響,一些危險品液體可能會流入附近水體,改變水質(zhì)情況,造成水污染。而由于水體的流動性,可能會擴(kuò)大污染影響。
此外,抗震措施也十分必要。如對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行防震處理,進(jìn)行邊坡處理、提高穩(wěn)定性等,都能夠起到保護(hù)周圍水體的效果。
日本目前已建立了一套電腦化的地震報警系統(tǒng),能在大地震發(fā)生幾秒鐘內(nèi)切斷煤氣、水、電等公共設(shè)施的供應(yīng)。日本是一個經(jīng)常發(fā)生地震的國家,他們在抗震防護(hù)方面有著很好的經(jīng)驗。
對于地震災(zāi)害重災(zāi)區(qū),工業(yè)污水處理設(shè)施及城鎮(zhèn)污水處理廠等設(shè)施受到了嚴(yán)重破壞,應(yīng)盡快修復(fù)。而對于已經(jīng)不具備生產(chǎn)能力的企業(yè)來說,要注意的問題就是工業(yè)原料、生產(chǎn)的產(chǎn)品可能存在的環(huán)境隱患。現(xiàn)在在發(fā)生地震災(zāi)害的四川地區(qū),出現(xiàn)了降雨的情況,一旦大量化工原料隨著雨水進(jìn)入水體,將引發(fā)水污染事件。各地要加強(qiáng)地表水水質(zhì)監(jiān)測,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)灌溉用水、飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測,避免污染大面積擴(kuò)散。加大地表水在線監(jiān)測設(shè)施的監(jiān)測頻次,加強(qiáng)飲用水源地的管理,確保飲水安全。
飲水安全問題是環(huán)保應(yīng)急防范工作重點(diǎn)。各地要加強(qiáng)巡查排查,突出抓好集中式飲用水源地和居民集中居住區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域的隱患排查,尤其要加強(qiáng)飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測工作,確保群眾飲水安全。
3. 防范自然災(zāi)害帶來的次生環(huán)境污染事件
要預(yù)防地震次生環(huán)境災(zāi)害,必須要有憂患意識,要防患于未然。如對重大建設(shè)工程和可能發(fā)生嚴(yán)重次生環(huán)境災(zāi)害的建設(shè)工程(指受地震破壞后可能引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)、爆炸、劇毒或者強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)大量泄漏和其他嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程,包括水庫大壩、堤防和貯油、貯氣、貯存易燃易爆、劇毒或者強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)的設(shè)施以及其他可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程),必須進(jìn)行地震安全性評價,并根據(jù)地震安全性評價的結(jié)果,確定抗震設(shè)防要求,進(jìn)行抗震設(shè)防。
要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害可能帶來環(huán)境災(zāi)害的知識普及工作,提高人們的防災(zāi)、減災(zāi)意識。地質(zhì)災(zāi)害是地球演化過程中的必然現(xiàn)象,人類目前尚不可能全部防治,但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識和掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與發(fā)展的基本知識,以及可能帶來的環(huán)境災(zāi)害,以便采取有效防治措施,或采取適時的避難減災(zāi)行動,以減少損失,這是可以做到的。
關(guān)鍵詞:水工環(huán)地質(zhì);地質(zhì)災(zāi)害;災(zāi)害治理;應(yīng)用策略
經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快,對部分企業(yè)發(fā)展而言,既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。為了從根本上實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)定增長,部分企業(yè)以犧牲環(huán)境為代價,長此以往,環(huán)境污染問題相對比較嚴(yán)重,由于受到地質(zhì)災(zāi)害的影響,經(jīng)濟(jì)損失也比較嚴(yán)重,甚至很有可能會造成嚴(yán)重的人員傷亡等問題。所以,要對符合現(xiàn)實(shí)要求的措施進(jìn)行合理利用,以此來實(shí)現(xiàn)水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的運(yùn)用,可實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和控制,具有良好的預(yù)防效果。
1水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展,水工環(huán)技術(shù)逐漸被研發(fā)并廣泛應(yīng)用。該技術(shù)的主要目的是實(shí)現(xiàn)對地表下層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入勘察,通過分析勘察結(jié)果,有利于提前做好一系列的預(yù)防,減少地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)對自然災(zāi)害事故的有效規(guī)避,避免對人們的經(jīng)濟(jì)、生命安全造成嚴(yán)重威脅。隨著技術(shù)的完善和優(yōu)化,水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)已經(jīng)逐漸成為地質(zhì)災(zāi)害治理中必不可少的重要組成部分之一。
2地質(zhì)災(zāi)害分類及特征
近年來,我國地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率普遍提升,究其原因是由于對自然環(huán)境的破壞,人們的環(huán)保意識不強(qiáng),同時沒有提前做好防范。因此,為了從根本上保證地質(zhì)災(zāi)害治理成效的有效提升,掌握和應(yīng)用各種不同類型地質(zhì)災(zāi)害治理對策,需要對目前比較常見的幾種地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分類分析,對不同災(zāi)害的特征進(jìn)行深入了解,提出有針對性的治理對策。
2.1地震
眾所周知,地震是人們?nèi)粘I钪斜容^常見的一種地質(zhì)[1]災(zāi)害,主要是由于受到地殼運(yùn)動的影響而引起。地震之所以受到人們的廣泛關(guān)注和重視,是因為地震災(zāi)害一旦發(fā)生,勢必會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,甚至?xí){到人們的生命財產(chǎn)安全,比如,唐山大地震、汶川大地震等,都給人們留下了不可磨滅的記憶。現(xiàn)如今,在地震災(zāi)害的預(yù)測方面仍然存在一些問題,難度比較大,由于地震災(zāi)害本身不可控,在預(yù)防方面也會存在明顯的偏差。目前,我國地質(zhì)勘察水平有所提升,現(xiàn)有的勘測技術(shù)手段也在不斷完善,但仍無法實(shí)現(xiàn)對地震災(zāi)害的有效監(jiān)測,所以現(xiàn)階段監(jiān)測手段的可靠性仍有待提升。
2.2地面塌陷
地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害一旦發(fā)生,造成的影響同樣非常嚴(yán)重。由于現(xiàn)有的各種不同類型的工程項目在規(guī)劃和建設(shè)時缺乏科學(xué)合理的規(guī)劃方案,在建設(shè)過程中偷工減料等問題時有發(fā)生,導(dǎo)致對應(yīng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)勢必受到破壞,這種情況下就容易引發(fā)地面塌陷等災(zāi)害事故。
2.3地面滑坡以及泥石流災(zāi)害
通過對目前比較常見的地質(zhì)災(zāi)害種類進(jìn)行分析,不難看出地面塌陷以及滑坡、泥石流也是比較常見的地質(zhì)災(zāi)害類型。這種地質(zhì)災(zāi)害會直接影響到地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,工程項目在規(guī)劃和建設(shè)時,由于缺少科學(xué)合理的社會資源,同時沒有對現(xiàn)有資源進(jìn)行合理調(diào)配和利用,最終引發(fā)災(zāi)害。
2.4地裂縫
地裂縫是目前比較常見的一種地質(zhì)災(zāi)害類型。部分區(qū)域性斷裂的情況也可以稱之為地裂縫。地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn),通常情況下都是與地下水的運(yùn)用具有一定的關(guān)聯(lián)[2]性。由于地下水在開采時,沒有提前做好針對性的規(guī)劃和方案,對地下水過度的抽取等,這些很容易導(dǎo)致部分地區(qū)的結(jié)構(gòu)可靠性受到嚴(yán)重威脅,最終引發(fā)嚴(yán)重的地裂縫等災(zāi)害事故。
3地質(zhì)災(zāi)害治理中水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的引進(jìn)和利用
3.1水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地震災(zāi)害治理中的應(yīng)用
眾所周知,地震地質(zhì)災(zāi)害帶來的影響具有毀滅性,由于受到地殼運(yùn)動的影響,導(dǎo)致地形地貌、建筑物甚至是人類都會不同程度地受到嚴(yán)重威脅和影響。地震災(zāi)害是由于自然環(huán)境受到嚴(yán)重的污染影響,自然環(huán)境出現(xiàn)失衡,地震發(fā)生時勢必會引起火災(zāi)、水災(zāi)等。在針對地震地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治時,對水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理地引進(jìn)和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對災(zāi)害類型的深入了解,有利于提出針對性的解決對[3]策。地震災(zāi)害治理工作在具體開展中,對水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用,需要對地震災(zāi)害的預(yù)兆提前掌握,對各微觀信號、宏觀信號中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確獲取,以此來提升整個治理水平。對宏觀信號的觀察和應(yīng)用,有利于人們直接發(fā)現(xiàn)一些潛在的異常問題。比如,動物會出現(xiàn)的一些異常反應(yīng)等,都可以作為重要的參考依據(jù)。而在微觀信號方面,通常無法直接獲取,所以通常會借助一些勘測儀器設(shè)備的應(yīng)用,來達(dá)到良好的效果。這也是水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的價值體現(xiàn),比如在針對地區(qū)磁場、重力變化等這些因素條件展開詳細(xì)分析時,可以根據(jù)分析結(jié)果,對該區(qū)域是否容易發(fā)生地震災(zāi)害等進(jìn)行客觀的判斷,并提前做好預(yù)防、警示等工作,避免地震災(zāi)害帶來更加嚴(yán)重的威脅和后果。
3.2水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在滑坡以及泥石流治理中的應(yīng)用
由于地面滑坡以及泥石流是比較常見的地質(zhì)災(zāi)害,危害性普遍比較大,特別是在地震災(zāi)害發(fā)生后,很容易引起滑坡以及泥石流。因此,針對滑坡以及泥石流進(jìn)行治理時,要提前做好一系列的預(yù)防工作,盡可能降低發(fā)生泥石流、滑坡災(zāi)害的概率。比如,在日常自然資源的開采以及挖掘中,應(yīng)當(dāng)提前做好相關(guān)的規(guī)劃,避免隨意開采造成對地質(zhì)[4]的惡劣影響。尤其在林木的砍伐等方面,結(jié)合實(shí)際提前做好計劃,避免出現(xiàn)亂砍濫伐,在砍伐之后要做好修復(fù)工作,防患于未然,避免滑坡以及泥石流災(zāi)害帶來威脅。
3.3水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地面塌陷治理中的應(yīng)用
地面塌陷治理工作在具體開展中,要將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)作為其中的核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)地面塌陷治理的高效性和合理性,同時還可以將水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的預(yù)見性特征充分發(fā)揮出來。由于地面塌陷主要是在巖溶地區(qū),所以要加強(qiáng)對巖溶地區(qū)周邊環(huán)境的地質(zhì)勘查,對各區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)變化情況進(jìn)行深入了解,對地面塌陷災(zāi)害發(fā)生率展開詳細(xì)統(tǒng)計和分析。以此為基礎(chǔ)總結(jié)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的整個變化狀態(tài),提前做好預(yù)防措施,保證地面塌陷防治效果。
3.4水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地裂縫治理中的應(yīng)用
水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中,在地裂縫災(zāi)害事故的處理中可以實(shí)現(xiàn)合理應(yīng)用。由于地裂縫災(zāi)害事故的發(fā)生,主要是指區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造出現(xiàn)嚴(yán)重的斷裂,針對這種現(xiàn)象,對其原因進(jìn)行分析,對癥下藥能夠起到良好的處理效果。比如,在地下水的具體應(yīng)用中,給予實(shí)時有效的規(guī)劃和控制,引導(dǎo)人們重視節(jié)約用水理念,改變思想認(rèn)知,這樣有利于帶動人們自身的行為,避免地下水開采過度等情況發(fā)生,為各區(qū)域的穩(wěn)定性提供保證。
4結(jié)語
在地質(zhì)災(zāi)害治理中科學(xué)合理地引進(jìn)和應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù),有利于實(shí)現(xiàn)地震、滑坡以及泥石流等各種不同類型地質(zhì)災(zāi)害合理的分析和處理,同時根據(jù)不同類型地質(zhì)災(zāi)害的特征,提出有針對性的預(yù)防、治理機(jī)制和對策,為各種災(zāi)害的治理效果提供保證。
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關(guān)鍵詞:地震;山嶺路基;防震原則;防震減災(zāi)
中圖分類號: TU973+.212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
我國是個多地震的國家,提高綜合防御地震災(zāi)害能力非常重要。預(yù)防和減輕震災(zāi)的工程性措施有地震安全性評價、重大工程與生命線工程的抗震設(shè)防等工作,非工程性措施有建立健全有關(guān)的法律法規(guī)、編制防震減災(zāi)規(guī)劃、制訂(破壞性)地震應(yīng)急預(yù)案等。
1地震對山區(qū)公路的影響
地震產(chǎn)生的地震波可直接造成建筑物的破壞甚至倒塌;破壞地面,產(chǎn)生地面裂縫,塌陷等;發(fā)生在山區(qū)還可能引起山體滑坡,雪崩等。地震引發(fā)的次生災(zāi)害主要有建筑物倒塌,山體滑坡以及管道破裂等引起的火災(zāi),水災(zāi)和毒氣泄漏等。此外當(dāng)傷亡人員尸體不能及時清理,或污穢物污染了飲用水時,有可能導(dǎo)致傳染病的爆發(fā)。
2地震對公路的危害分析
根據(jù)四川省交通廳《“5.12”汶川地震災(zāi)后公路調(diào)查、檢測報告》,以及對各種文獻(xiàn)分析總結(jié),得出地震對公路交通造成的災(zāi)害很多,主要的危害分析如下:
2.1 路基沉陷、扭曲變形
這是較為普遍的震區(qū)危害,表現(xiàn)為兩個方面:一是因地震造成的斷裂錯動或地下巖層受擠壓、扭曲、拉伸作用發(fā)生變形而表現(xiàn)出路基路面變形,二是破壞平原區(qū)橋頭路基沉陷變形破壞。路基沉陷、開裂或滑移破壞。由于填方與挖方路基的基底軟硬不一致,密實(shí)度不一致,易沿填挖交界面出現(xiàn)裂縫并與巖土分界面或填土與原狀土界面地震時形成貫通性軟弱面造成滑移破壞。
2.2滑移破壞、路基開裂
由于填方與挖方路基的密實(shí)度不一致,基底軟硬不一致,多表現(xiàn)在斜坡半填半挖路基,地震時易沿填挖交界面出現(xiàn)裂縫并與巖土分界面或填土與原狀土界面形成貫通性軟弱面造成滑移破壞,地震時,路基邊部出現(xiàn)松散滑落。
2.3 路基路面擠壓破壞、隆起
受地震面波的影響,路基路面相互擠壓、隆起變形,形成波浪狀、拱翹狀、錯臺開裂,地表波浪起伏,使路基隨之起伏變形,在鼓起地段,產(chǎn)生眾多橫向張裂縫,嚴(yán)重者將路面面層結(jié)構(gòu)擠走。
2.4防護(hù)工程破壞、路基支擋
地震時地基承載力降低、土壓力增大、地基不均勻沉降、墻體材質(zhì)、施工質(zhì)量等因素的影響,震區(qū)路基擋墻出現(xiàn)坍塌、外傾、側(cè)移、墻面鼓脹、基礎(chǔ)脫空等現(xiàn)象較多。
2.5 滑坡
在強(qiáng)大的地震力作用下引發(fā)的山體滑坡是由于大量土石方順巖層的結(jié)構(gòu)面滑動,導(dǎo)致公路被推移或掩埋。一般常見的是余震發(fā)生時山體斷裂面上各種規(guī)格的土石被震落,在滑坡體后緣順坡面滾落不斷地堆積。
2.6 泥石流
在雨水作用下,地震產(chǎn)生的大量松散堆積物加上陡峭的地形條件將會出現(xiàn)規(guī)模不一的泥石流。泥漿順坡四處流淌,導(dǎo)致公路通行中斷。在破碎體、堆積物充分的地段。
2.7 崩塌、落石
在地震力作用下,風(fēng)化嚴(yán)重的陡峭山體上、裂隙發(fā)育的、或巖體松散破碎的高路塹邊坡路段,各種重量規(guī)格不一的巖石會突然崩裂,并伴隨山坡堆積物的坍塌,再一起向山下滾落,最后幾十噸或數(shù)百噸的巨石將公路、橋梁、隧道洞口砸毀,而規(guī)格小的巖石和松散的坍塌體則將公路或隧道洞口掩埋。在風(fēng)吹、草動、降雨、余震的影響下,往往會突然下落,直接危及到過往行人和車輛的安危,令人防不勝防。
3地震災(zāi)害公路的恢復(fù)重建
3.1 公路路基的養(yǎng)護(hù)和預(yù)防
牢固樹立“預(yù)防為主”、“防重于搶”、“防治結(jié)合”的思想,把隱患消除在日常養(yǎng)護(hù)中,因此,公路養(yǎng)護(hù)部門要把防治當(dāng)作一件大事來抓。
(1)時刻關(guān)注地質(zhì)信息,做好監(jiān)測工作。調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測所轄公路路基、路面、橋梁、橋涵等設(shè)施。同當(dāng)?shù)貧庀蟛块T聯(lián)系,隨時掌握氣象動態(tài),做好局部地震、山洪、泥石流的監(jiān)控和防范工作。
(2)制定救災(zāi)預(yù)案,常備救災(zāi)物資。備好足夠的水毀搶修物質(zhì)和材料,資金有限時可采取與沿線料廠或物質(zhì)供應(yīng)商簽定汛期即時供貨保證協(xié)議的方式儲備物質(zhì)。
(3)全面抓好預(yù)防,落實(shí)好日常性養(yǎng)護(hù)。根據(jù)不同公路、不同季節(jié)、不同氣候制定預(yù)防}生養(yǎng)護(hù)措施。每年震期前應(yīng)對所轄公路進(jìn)行拉網(wǎng)式隱患調(diào)查,查出的隱患應(yīng)在震期之前處治完畢,盡可能把公路隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
(4)加大保護(hù)公路的宣傳力度,提高沿線居民護(hù)路愛路意識。調(diào)動沿線居民積極陛,參與到維護(hù)路產(chǎn)路權(quán)的行動中,保持公路及公路防護(hù)構(gòu)造物的完整性。增加植被,改善自然環(huán)境,達(dá)到減少水土流失,穩(wěn)固邊坡的作用。
3.2 山嶺地區(qū)公路路基的防震原則
(1)沿河路線應(yīng)盡量避開地震時可能發(fā)生大規(guī)模崩塌、滑坡的地段。
(2)盡量減少對山體自然平衡條件的破壞和自然植被的破壞,嚴(yán)格控制挖方邊坡高度,并根據(jù)地震烈度適當(dāng)放緩邊坡坡度。
(3)在山坡上盡可能避免或減少半填半挖路基,如不可能,則應(yīng)采取適當(dāng)加固措施。
(4)在>Ⅵ度的烈度區(qū)內(nèi),擋土墻應(yīng)根據(jù)設(shè)計烈度進(jìn)行抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性的驗算。干砌擋土墻應(yīng)根據(jù)地震烈度限制墻的高度。漿砌擋土墻的砂漿標(biāo)號,較一般地區(qū)適當(dāng)提高。
3.3 地震災(zāi)害公路的防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案
當(dāng)災(zāi)難發(fā)生后,交通是抗震救災(zāi)的生命線、生存線。時間就是生命,必須按時間要求來制定公路交通防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案。
(1)第一時間段的公路搶通預(yù)案
地震發(fā)生后的1周內(nèi),特別是72h黃金時間內(nèi)為第一時間段的公路交通搶通的關(guān)鍵期。這一時間段救災(zāi)工作主要以生命救援為主 ,第一時間段的公路搶通工作主要就是保障救援,不惜一切代價搶通公路,不間斷晝夜搶通公路。
(2)第二時間段的公路搶通預(yù)案
搶通公路就是搶救生命,保障通行則是延續(xù)生命。地震發(fā)生一周后至一月內(nèi)為第二時間段的公路交通保通階段。在生命搜救繼續(xù)進(jìn)行的同時,危及廣大群眾生命和財產(chǎn)安全的險情主要有堰塞湖和疫病,既要保證大災(zāi)之后無大疫,也要及時開展堰塞湖的排險工作。
(3)第三時間段的公路搶通預(yù)案
地震發(fā)生一月后至三年內(nèi)為第三時間段的公路交通重建階段。第三時間段主要是恢復(fù)重建,為地震災(zāi)區(qū)的長遠(yuǎn)發(fā)展打下基礎(chǔ)。這一時段的公路重建的指導(dǎo)思想是與全面恢復(fù)路網(wǎng)功能相結(jié)合,為重建家園創(chuàng)造條件。
結(jié)語
目前國內(nèi)外對于預(yù)測地震何時發(fā)生的技術(shù)還尚不夠成熟,因此抗震救災(zāi)也己經(jīng)轉(zhuǎn)入災(zāi)后重建階段。但是,如何從每次地震災(zāi)害中汲取教訓(xùn),如何提高我國公路抗震能力,是我們需要認(rèn)真總結(jié)和反思的的重大問題。我們系統(tǒng)分析了地震對公路的影響及破壞程度,以期認(rèn)識了解地震對公路交通影響,探討防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案。
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關(guān)鍵詞:汶川地震;水土流失;防治
“5.12”汶川大地震災(zāi)后重建過程中關(guān)于植被的恢復(fù)問題至關(guān)重要。其意義在于能夠使新形成的地表面減少水土流失、滑坡、崩塌、泥石流等次生災(zāi)害的發(fā)生。在這其中植被的恢復(fù)和水土流失的防治有著至關(guān)重要的作用。這兩者不但相輔相成,而且水土保持是以恢復(fù)災(zāi)區(qū)植被為前提。要防治水土流失,我們就必須了解第一手資料。
1 震區(qū)的現(xiàn)狀
四川位于我國西南地區(qū),西被青藏高原扼控,東有長江三峽之險,南為云貴高原所拱衛(wèi),北是秦嶺巴山屏障,地形西高東低。西部為海拔在4000米以上的高原、山地,東部為海拔在1000~3000米之間的盆地、丘陵。這樣的地理位置,使人們不禁產(chǎn)生“蜀道難”的感慨。國內(nèi)外無一例外,只要發(fā)生在山區(qū)的地震都會導(dǎo)致一系列的次生災(zāi)害,此次堰塞湖的形成就是由地震引起山崩滑坡體堵截河谷,而這些堵塞物一旦被破壞,湖水便漫溢而出,可能會將四川整個省都淹沒。
(一)滑動規(guī)模巨大,成群連片
汶川大地震誘發(fā)的大規(guī)模滑坡受地震烈度、地形結(jié)構(gòu)、黃土土質(zhì)及構(gòu)造運(yùn)動等多方面因素的影響,使得四川、甘肅山區(qū)發(fā)生大面積山體滑坡。據(jù)統(tǒng)計,發(fā)生面積為0.6平方千米以下的滑坡,占流域滑坡發(fā)生總數(shù)的77%,占滑坡總面積的47.84%;而面積大于0.88平方千米以上的滑坡單體或群體僅占滑坡總數(shù)的13.51%,但這些規(guī)模巨大的滑坡單體或群體累計面積占到流域滑坡總面積的37.49%,反映了滑坡災(zāi)害強(qiáng)度大和區(qū)域滑坡地形的嚴(yán)重性。
(二)滑動面角度低緩
首先,因為黃土質(zhì)地疏松,多孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育及透水性強(qiáng),很容易造成沉降和崩滑,為土體滑動提供了條件。另外,黃土層內(nèi)所夾的粉砂隔水層或下部基底的第三系層面,均有滯水作用,常破壞黃土結(jié)構(gòu),成為的滑動面,促使滑坡災(zāi)害產(chǎn)生。尤其是在地震力和水的共同作用下,可引起大規(guī)模黃土斜坡失穩(wěn),形成高速、遠(yuǎn)程、低角度的滑坡,表現(xiàn)出低抗震性和高流動性的特點(diǎn)。
(三)地震堰塞湖發(fā)育
地震堰塞湖的形成需要三個基本條件:地震區(qū)內(nèi)有河流經(jīng)過;河道兩側(cè)有山體,河床海拔明顯低于周邊山體;由于地震產(chǎn)生了山體滑坡,并堵塞了河道。
汶川地震發(fā)生時就具備地震堰塞湖形成的基本條件。強(qiáng)烈地震動誘發(fā)大規(guī)模的山體滑坡與崩塌,大小不等的滑坡體,將河流分段堵截,形成了一系列堰塞湖。截至2008年5月28日,四川地震災(zāi)區(qū)發(fā)現(xiàn)了34處堰塞湖,并且其中8處的水量在300萬立方米以上。一旦壩體垮塌,位于下游的鄉(xiāng)鎮(zhèn)將面臨著被水淹沒的災(zāi)害。
2 震區(qū)新生水土流失的種類
震區(qū)新生水土流失主要是指由于地震誘發(fā)產(chǎn)生的地質(zhì)次生災(zāi)害。比如:滑坡、泥石流、崩塌、以及坡面侵蝕等。
(一)滑坡
地震引發(fā)大量的滑坡,重災(zāi)區(qū)密度可以到達(dá)50%左右,最高可以到達(dá)70%。由于河谷山坡陡峭、切割深,因此在斜坡巖石破碎后,形成了大量沿主河和分支流域河谷發(fā)育并分布的滑坡。
(二)崩塌
受地震影響,山體平衡被破壞,在地震災(zāi)區(qū)尤其是陡坡、邊坡上的巖體和土受重力影響下脫離山體堆積在坡腳和溝谷,形成崩塌。崩塌時的大型巖體墜落山腳,砸毀房屋,堵塞道路,掩埋車輛等;崩塌的松散物質(zhì)大量堆積之后,在大雨或者暴雨天氣容易形成泥石流和滑坡等自然災(zāi)害,形成巨大的危害。
(三)坡面侵蝕
受地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)烈度的影響,地表土層及植被遭到大量的破壞,形成荒山、荒坡、凸嶺,致使暴雨對外層的破壞作用不斷加強(qiáng)。同時地表徑流對層破壞加劇,坡面侵蝕嚴(yán)重,形成新的沖溝,破表地表水洗,使河道淤積。
3 震區(qū)水土流失特征
(一)水土流失范圍廣
汶川地震區(qū)域位置處中國大西南深處,多河流,多山區(qū),分布面積廣。受災(zāi)的139個縣市中,水土流失面積達(dá)149200平方千米,占災(zāi)區(qū)的50.77%,較震前新增加14800平方千米,增幅達(dá)到11%,其中87個受災(zāi)較重的縣市震后水土流失面積為89300平方千米,占87個縣市面積的55.4%,水土流失面積較前增加了17.97%。
(二)水土流失破壞危害大
地震造成了大量的山體松動,大面積的植被破壞,使得本來就十分破碎的下墊面更加不穩(wěn)定,滑坡、泥石流等新生水土流失活躍,各種次生災(zāi)害頻發(fā),嚴(yán)重威脅著災(zāi)區(qū)人民的生命安全,破壞災(zāi)區(qū)的重建工作,給災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建工作帶來難度。
(三)災(zāi)區(qū)震后新生水土擾動強(qiáng)度大
據(jù)對災(zāi)區(qū)新生水土流失進(jìn)行的調(diào)查顯示,災(zāi)區(qū)震后新生水土流失強(qiáng)度大,平均瞬發(fā)蝕由震前的每平方千米3703噸,增加到4604噸。新生水土流失范圍內(nèi)的土壤侵蝕模數(shù)高等。
4 水土保持措施
(一)種植草皮
在發(fā)生新生水土流失的地方,進(jìn)行草皮的種植,也是重點(diǎn)防護(hù)處理措施。草皮的種植由于成本比較高,其養(yǎng)護(hù)要求也比較高,所以草皮適應(yīng)在人口聚集地處,或者對發(fā)生水土流失地方急需處理的位置予以實(shí)施。草皮種植地區(qū)要求也相對比較高,并且需要有一定的土壤,因此不適宜在陡坡,大山等地區(qū)開展。
(二)植被恢復(fù)
震區(qū)應(yīng)該大力進(jìn)行植被恢復(fù),在植被的恢復(fù)過程中,我們應(yīng)該大力進(jìn)行植被種植,特別是人力物力的組織及投入是非常重要。我們應(yīng)該選取優(yōu)良的樹苗、草皮本植物灌木喬木等,按照山頂?shù)缴侥_的方式進(jìn)行體系分布,而非雜亂無章的進(jìn)行。
(三)封山育林
封山育林是一種利用森林更新能力的防治措施。它是在自然條件適宜的山區(qū),實(shí)行定期封山,禁止墾荒、放牧、砍柴等人為的破壞活動,以恢復(fù)森林植被的一種育林方式。根據(jù)實(shí)際情況可分為“全封”(較長時間內(nèi)禁止一切人為活動)“半封”(季節(jié)性的開山)和“輪封”(定期分片輪封輪開)。封育起來的林分,植被種類豐富,使其涵養(yǎng)水源、改良土壤、水土保持的功能大大增強(qiáng),為改善工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件起到了重要的作用,使糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值得到穩(wěn)步提高。許多山區(qū)縣封山育林后水源條件得到了有效改善,許多過去只能種一季的農(nóng)田,如今兩季都能高產(chǎn)。
(四)提高監(jiān)測
建立水土流失監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),給震區(qū)水土流失防治工作提供有利的科學(xué)依據(jù)。首先在地震山區(qū)縣建立坡地徑流場和溝道控制站。在小流域開展水質(zhì)水量調(diào)查監(jiān)測,覆蓋大流域和整個山區(qū),在坡地徑流場部分重點(diǎn)徑流和條溝道控制站安裝自計雨量計、自動采樣器等自動監(jiān)測設(shè)備,建設(shè)自動監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水土流失的動態(tài)監(jiān)測。通過對水質(zhì)水量、水土流失、水土保持設(shè)施運(yùn)行狀況等進(jìn)行監(jiān)測,及時評估水土保持效益,為生態(tài)清潔小流域建設(shè)和政府部門決策提供了依據(jù)。
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