第四讲 地质环境问题与地质灾害.ppt

第四讲地质环境问题与地质灾害 提纲 一 地质环境问题及其地质属性的分类二 地质灾害的概念三 地质环境问题的环境地质学分类四 我国地质环境问题五 地质环境问题的防治途径 一 地质环境问题及其地质属性的分类 地质环境问题的定义由地质作用引发的 不利于人的生存 发展的现象和过程 通称地质环境问题 1 形成条件 2 现象与地质作用的因果关系 3 影响对象 地质环境问题的分类 1 按地质作用类型分类原生地质环境问题和次生地质环境问题 2 按地质作用的驱动力来源分类内动力地质和外动力地质作用引发的地质环境问题 2 按地质过程的动力学形式分类突发的和渐进的地质环境问题 一 地质环境问题及其地质属性的分类 二 地质灾害的概念 灾害的内涵 1984年联合国减灾组织 UNDRO 一次在时间和空间上较为集中的事故 事故发生期间当地的人类群体及其财产遭到严重的威胁并造成巨大损失 以致家庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响 1 灾害就其本意是指后果 而不是现象本身 2 灾害是指其后果对人是不可接受或不可忍受 危害性最高的等级 的 即造成人员伤亡的事物 3 灾害具有突发性和能量集中的特点 二 地质灾害的概念 地质灾害的概念 地质灾害防治条例 包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌 滑坡 泥石流 地面塌陷 地裂缝 地面沉降等与地质作用有关的灾害 地球科学大辞典 以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害 在地球内动力 外动力或人为地质动力作用下 地球发生异常能量释放 物质运动 岩土体变形位移以及环境异常变化等 危害人类生命财产 生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源 环境的现象或过程 地质灾害种类繁多 对其范围还没形成统一的认识 地质灾害的概念可对人的生命财产构成严重危害后果的突发性的地质现象及地质过程 与灾害的定义具有相同的内涵 强调结果 强调发生的过程 强调自身的属性 二 地质灾害的概念 二 地质灾害的概念 地质环境问题与地质灾害的区分的必要性地质环境问题内涵小 地质灾害内涵多 前者包含后者 渐变性地质环境问题和突发性地质灾害研究的理论体系不同 渐变性地质环境问题和突发性地质灾害社会管理及风险防范措施不同 三 地质环境问题的环境地质学分类 中国的地质环境问题类型中国是地质环境问题最为严重的国家之一 尤其是突发性地质环境问题 地质灾害 种类多 分布广 危害大 严重制约着灾害多发地区的国民经济发展 威胁着人民生命财产安全 据统计 近年来 除地震以外的各类地质灾害平均每年造成一千多人死亡 经济财产损失上百亿元 按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分 我国较为常见地质环境问题共有12类 48种 国土资源部地质环境司等 1998 四 我国的地质环境问题 四 我国的地质环境问题 四 我国的地质环境问题 中国地质环境问题的严重性全国每年由于崩 滑 流等突发性地质灾害造成的死亡人员达上千人 四 中国的地质环境问题 中国地质环境问题的严重性全国处京 津 沪 豫 甘 宁 新以外的各省都发现岩溶塌陷灾害 总数近3000处 塌坑3万多个 塌陷面积300多平方公里 黑龙江 山西 安徽 江苏 山东等省为矿山采空塌陷严重发育区 全国工发生矿山采空塌陷180处以上 塌陷坑1595个 塌陷面积达1000多平方公里 四 中国的地质环境问题 400多个城市缺水108个严重缺水有310个城市以地下水为供水水源有近50 的城市地下水受到污染 且在不断恶化影响工业产值200亿 四 中国的地质环境问题 中国地质环境问题的成因分析与地质环境背景有关 新构造运动活跃地形复杂在上述地质环境条件下 西部和中部主要有 地震 崩塌 滑坡 泥石流 冻融 沙漠化 水土流失 黄土湿陷等 东部主要有地震 地面变形 河湖灾害 海岸灾害及盐渍化 沼泽化等地质环境问题 四 中国的地质环境问题 中国地处环太平洋构造带和喜玛拉雅构造带聚汇部位 在印度板块与亚洲板块的碰撞边界上产生了喜玛拉雅山脉 并使青藏高原受压隆起 东部因太平洋板块俯冲造成了华北 东北地壳向东拉张 形成华北和松辽沉降大平原 这两种活动构造带汇聚和西升东降的地势反差 形成了中国大地构造和地形的基本轮廓 是地质环境问题突出和繁多的根本原因 东西向构造与北北东向构造的交叉 使中国在大地构造和地形 主要表现在山脉和盆地的走向上 上形成近东西向和近南北向的分区特点 从而使我国地质环境问题具有东西分区 南北分带的特点 四 中国的地质环境问题 从西向东 大体以贺兰山 六盘山 龙门山 哀牢山 大兴安岭 太行山 武陵山 雪峰山为界分为三大区 西区为高原山地 海拔高 切割深度大 地壳变动强烈 构造 地层复杂 气候干燥 风化强烈 岩石破碎 因而主要发育有地震 冻融 泥石流 沙漠化等地质环境问题 中区为高原 平原过渡地带 地形陡峻 切割剧烈 相对切割深度为巨大 地层复杂 风化严重 活动断裂发育 因而主要发育地震 崩塌 泥石流 滑坡 水土流失 土地沙化 地面变形 黄土湿陷 矿井灾害等地质环境问题 东区为平原及海岸和大陆架 地形起伏不大 气候潮湿且降雨量丰富 主要发育地震 地面变形 崩 滑 流 河湖 海岸地质环境问题 盐碱 渍 化 冷浸田等地质环境问题 四 中国的地质环境问题 从北向南 阴山 天山 昆仑 秦岭 南岭等巨大山系横贯中国大陆 沿这些山系 崩 滑 流 水土流失等地质环境问题严重 它们的相间地带 大河流域 土地沙化 盐碱化 黄土湿陷及水土流失 地面变形及崩 滑 流 岩溶塌陷等地质环境问题严重 在新构造运动相对活跃的东南 西南及青藏高原地区 地震以及与之相关的地质环境问题较为明显 四 中国的地质环境问题 中国地质环境问题的成因分析与气候因素有关 集中的暴雨 洪水以及霜冻 干旱等各种不良气候条件更为各种突发性地质灾害的形成制造了条件 四 中国的地质环境问题 中国季风气候显著 具有较明显的纬度和经度分带特征 加上疆域辽阔 地形复杂 具有多种多样的气候类型 许多不良气候因素常常成为多种多样的地质环境问题的诱发因素 在西北 华北和东北部分地区 气候干旱少雨 年内温差悬殊 风蚀作用剧烈 土地沙漠 沙漠化 风沙化 土地冻融等地质环境问题发育严重 在温暖湿润的东部 南部地区 尤其在西南山区 降雨多且集中 崩 滑 流灾害频繁发生 在东部平原地区 土地盐渍化 沼泽化 冷浸田等地质环境问题广泛分布 四 中国的地质环境问题 中国地质环境问题的成因分析与人类活动有关人口过多 资源不足 我国东部的人口比例接近一半 土地的长期耕作 经济的不断发展 对自然的索取也不断加重 地质环境的干扰也愈来愈强烈 在东 中部地区 大量抽取地下水和大规模开采固 气 液矿产资源 导致地下水过量消耗和岩土构造应力状态的变化 加剧了地面沉降 塌陷 地裂缝 土地盐渍化 沼泽化 崩 滑 流和矿山灾害的发育和危害 在西部地区原来地质环境就较为脆弱 地质过程较活跃 由于人口增加 无论是向西部扩展生存空间还是经济的高速增长 均加重了环境的负担能力 过度开发耕地 破坏草原和森林 加速了水土流失 大量兴建工程引发崩塌 滑坡 泥石流的频繁发生 一些地区原来人烟稀少 自然地质过程的发展不会构成对人的危害 由于新的城镇厂矿的兴建 这些自然过程便也成了灾害 四 中国的地质环境问题 五 地质环境问题的防治途径 地质环境问题防治包括预防和治理两方面 预防是指为避免或减轻生命财产损失 事发前采取措施的人为活动 包括避让和运用工程手段加以阻止 治理是为减轻损失并避免危害再次发生 事后采取措施的人为活动 科学合理的防治方案的制定是一个将成因机理 地质环境条件和技术方法三个方面有机组合的创造性思维过程 基本原则 了解地质环境问题 地质环境问题调查 1 坚持 以人为本 和 可持续发展 的原则2 突出重点 兼顾一般的原则3 充分利用新技术 新方法的原则4 采用点 线 面结合 以专业调查为主 地方政府部门参与的原则5 调查与研究相结合的原则 五 地质环境问题的防治途径 地质环境调查 评价与治理须具备的知识结构 五 地质环境问题的防治途径 地质环境监测 五 地质环境问题的防治途径 地质环境问题调查方法 地质环境遥感 RS 低分辨率卫星 100m 如 NOAA AVHRR数据中分辨率卫星 100 1m 如 LandsatMSS LandsatTM SPOT IRS1C D IRSP6 CBERS 航空像片高分辨率卫星 1m 如 IKONOS QuickBird OrbView 航空像片 五 地质环境问题的防治途径 遥感在城市环境监测中应用 五 地质环境问题的防治途径 城市绿地遥感城市水体遥感城市大气遥感城市热岛效应遥感监测垃圾堆放及固体废弃物监测城市土地利用变化监测 五 地质环境问题的防治途径 易 贡 湖 spot 遥感在斜坡地质灾害监测中应用 在遥感影像上 通过人机交互解译的方式 进行斜坡地质灾害影像光谱 纹理 地形 地貌 覆盖植被等的分析 确定灾害体的分布位置 面积 产出的地质背景等属性 千将坪滑坡 易贡滑坡 汶川地震灾区滑坡遥感解译等 五 地质环境问题的防治途径 遥感在斜坡地质灾害监测中应用 五 地质环境问题的防治途径 易 贡 湖 遥感在活动断裂监测中应用 1 差异性影像色调 影像结构单元的界线 色带异常 2 山脉 河谷 山间平原甚至海沟的错位 扭曲和变形 3 现代河流 护坡等水系直线状 格状展布 地下水的局部异常 泉水成串出现 河流的急转弯 同步拐点 河流改道 断流 河流陡缓 曲直剧变 4 现代沉积盆地线状排布延伸及其扭曲 近代沉积中心的线状展布 线状边界 5 新生代火山口成串展布 6 差异性地貌单元 水系类型的急剧变化异常带 线状延伸的陡崖 断层三角面造地貌 洪积扇 裙 的线状排布及其复合叠加 现代沉积物 层 的再破裂 位错及褶皱 五 地质环境问题的防治途径 遥感在活动断裂监测中应用 五 地质环境问题的防治途径 易 贡 湖 遥感在矿山地质环境监测中应用 五 地质环境问题的防治途径 遥感在矿山地质环境监测中应用 五 地质环境问题的防治途径 遥感在生态地质环境监测中应用 地质环境问题测绘 巴东黄土坡滑坡 巴东赵树岭滑坡 五 地质环境问题的防治途径 地质环境问题测绘与一般的地质测绘不同 强调地质环境问题的结构和功能表现 同位素示踪技术 迄今国际上测定50年以内浅层地下水年龄的方法有六种 3H法 3H 3He法 85Kr法 CFC法 4He法和SF6法 其中在我国曾经得到广泛使用的3H 氚 法 因上世纪70年代核试验受控制以来 大气降雨中的氚含量日益减少 天然氚来研究地下水的年龄已经非常困难 国际应用最广泛的要属CFCs法 SF6法和3H 3He法等三种 五 地质环境问题的防治途径 地理信息系统 GIS 成为不同类型 不同来源的数据管理的平台空间分析功能可以成为地质环境问题调查评价的工具GIS系统用途之三 空间信息共享的基础平台 五 地质环境问题的防治途径 中国地质环境保护和治理现状 潜在地质环境问题识别及详细调查 五 地质环境问题的防治途径 单一的地质环境问题 可以通过稳定性计算 趋势预测等进行评价 但如何进行地质环境综合评价 地质环境评价 对地质环境形成条件 结构 状态 功能的现状进行分折 在自然条件和人类活动影响作用下对可能发生的变化趋势进行预测 对其与社会经济发展活动的协调性进行定性或定量的评估 是了解地质环境变化趋势 制定地质环境保护规划和进行宏观决策的一种方法和手段 五 地质环境问题的防治途径 确定评价目的 评价范围 收集资料 地质环境调查 地质环境系统分析 确定评价指标 评价精度 单元划分 评价因子 权重 数学模型 分级标准 性状因子数据的提取 地质环境评价 地质环境分区 评价结果分析 否 是 五 地质环境问题的防治途径 评价单元 三角形 正方形 不规则多边形 各自的有点 地形精细描述 便于地理 区划管理 符合地质背景条件 五 地质环境问题的防治途径 评价指标 按照地质环境因子对人类活动的敏感程度可划分为 敏感因子 重要因子和一般因子 评价指标选择的原则 1 针对性 评价目标 2 简明性 便于应用 3 普适性 可以推广 4 数据易取得 与调查相结合 5 指标可量化 可操作性 6 动态与静态相结合 系统的时空结构体现 五 地质环境问题的防治途径 权重确定方法 1 专家打分法 主观性强 专家的合理选择很重要 2 序列综合法 主观性强 应结合区域特点 3 数理统计法 需要大量的统计样本 4 层次分析法 体现系统的特征 具有一定主观性 5 熵值法 开放系统的特征 需要统计样本 五 地质环境问题的防治途径 评价数学模型 1 指数法 2 数理统计法 信息量 二元回归 聚类分析 3 模糊数学法 模糊综合评价法 模糊贴近度法 模糊概率法 模糊聚类法 4 灰色系统模型 灰色关联 灰色统计模型 灰色聚类模型 五 地质环境问题的防治途径 五 地质环境问题的防治途径 五 地质环境