地质灾害学的研究现状及防治意义.doc

河北工程大学研究生课程论文报告地质灾害学的研究现状及防治意义焦 旭摘要：本文从地质灾害的评价方法、治理方法、分类等级及国内外研究状况四个方面简要论述了地质灾害学的研究现状。并从地质灾害对经济和人民生活影响方面简要论述了地质灾害的防治意义。关键词：地质灾害，评价方法，治理方法，分类等级，防治意义1地质灾害学研究现状地质灾害（geological hazard）是指由于自然的、人为的或综合的地质作用，使地质环境产生突发的或渐进的破坏，并对人类生命财产造成危害的地质作用或事件。1.1地质灾害的评价方法1.1.1地质灾害危险性评估地质灾害危险性评估是对地质灾害的活动程度进行调查、监测、分析、评估的工作，主要评估地质灾害的破坏能力。地质灾害危险性通过各种危险性要素体现，分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。历史灾害危险性要素有：灾害活动强度或规模、灾害活动频次、灾害分布密度、灾害危害强度。其中危害强度指灾害将活动所具有的破坏能力，是灾害活动的集中反映，是一种综合性的特征指标，只能用灾害等级进行相对量度。 地质灾害潜在危险性评估是指未来时期将在什么地方可能发生什么类型的地质灾害，其灾害活动的强度、规模以及危害的范围、危害强度的一种分析、预测。地质灾害潜在危险性受多种条件控制，具有不确定性。地质灾害活动条件的充分程度是控制点，地质灾害潜在危险性的最重要因素，包括地质条件、地形地貌条件、气候条件、水文条件、植被条件、人为活动条件等。 地质灾害危险性评估的方法主要有：发生概率及发展速率的确定方法，危害范围及危害强度分区，区域危险性区划等。 国土资源部地质灾害防治管理办法第15条规定，城市建设、有可能导致地质灾害发生的工程项目建设和在地质灾害易发区内进行的工程建设，在申请建设用地之前必须进行地质灾害危险性评估。 评估结果由省级以上国土资源行政主管部门认定。不符合条件的，国土资源行政主管部门不予办理建设用地审批手续。地质灾害危险性评估包括下列内容： （1）阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征 （2）分析论证工程建设区和规划区各种地质灾害的危险性，进行现状评估、预测评估和综合评估 （3）提出防治地质灾害措施与建议，并作出建设场地适宜性评价结论。1.1.2地质灾害易损性评价 易损性是指受灾体遭受地质灾害破坏机会的多少与发生损毁的难易程度。这一概念暗含了人类社会和经济枝术发展水平应对正在发生的灾害性事件的能力。社会经济易损性由受灾体自身条件和社会经济条件所决定，前者主要包括受灾体类型、数里和分布情况等；后者包括人口分布、城镇布局、工矿企业分布、交通通讯没施等。易损性评价主要评价内容包括：划分受灾体类型，调查统计各类受灾体数量及其分布情况，核算受灾体价值，分析各种受灾体遭受不同类型、不同强度地质灾害危害时的破坏程度及其价值损失率。 社会经济易损性评价的基本方法：（1）受灾体价值损失率：是指受灾体遭受破坏损失的价值与受灾前受灾体价值的比率，它是易损性评价的重要内容。 （2）灾害敏感度：是指在一定社会经济条件下，评价区内人类及其财产和所处的环境对地质灾害的敏感水平和可能遭受危害的程度。 （3）承灾能力：是指人类社会对地质灾害的预防、治理程度及灾后的恢复能力。 1.1.3地质灾害破坏损失评价 主要内容：包括计算评价区域地质灾害经济损失额、损失模数、相对损失率；评价经济损失水平和构成条件；分析破坏损失的区域分布特点。 基本途径：是在地质灾害发生概率、破坏范围、危害程度和受灾体损毁程度分析的基础下，研究地质灾害的经济损失构成，进而确定经济损失程度和分布情况。主要包括成本价值损失核算、收益损失核算、成本收益价值损失核算等方法。 1.1.4地质灾害防治工程评价 基本内容：分析地质灾害防治工程的科学性，评估地质灾害防治工程的经济效益，评价地质灾害防治工程的可行性和合理性。 基本途径：是结合地质灾害防治规划或防治方案，评价防治措施的技术可行性和经济合理性。 防治工程经济效益评价方法：EOI 其中，E为防灾效益，O为防灾收益（或地质灾害期望损失费用），I为防灾工程投人费用。1.2地质灾害的治理方法1.2.1地质灾害防治行政管理工作 地质灾害防治主要工作：（1）地灾防治有关法律法规、知识的宣传教育，当务之急是做好地质灾害防治条例的宣传培训工作。（2）编制并组织实施地质灾害防治规划、计划（包括1：1万乡镇地灾易发区图）。（3）拟订年度地质灾害防治方案和突发性地质灾害应急预案。（4）汛期地灾巡查、调查。 （5）汛期地灾气象预警预报。（6）组织开展地质灾害监测、预报工作。 （7）划定地质灾害危险区、易发区并对其监督管理。 （8）地质灾害防治项目及承担单位资质等的管理。 （9）制定有关标准、规范。（10）地质灾害责任鉴定和纠纷调处。地质灾害防治主要工作制度：（1）区域地质灾害调查制度。（2）年度地质灾害防治方案编报制度。 （3）地质灾害预报制度。（4）汛期值班制度。（5）险情巡视（查）制度。（6）灾情速报制度。（7）工程建设地质灾害危险性评估制度。（8）地质灾害危险性评估和地质灾害防治工程资质管理制度。 （9）与建设工程配套实施的地质灾害治理工程的“三同时”制度。1.2.2地质灾害防治技术方法 （一）地质灾害调查：（1）区域调查 如县（市）地质灾害调查与区划，是编制各级地质灾害防治规划的基础。委托专业地勘队伍进行，技术要求按县（市）地质灾害调查与区划基本要求实施细则。工作程序分4个阶段：资料搜集、设计编写与审查、野外调查及检查验收、成果编制与评审；县（市）国土资源部门要对此有所了解，以便于组织管理及配合。（2）灾害（隐患）点调查是勘察、治理及应急的基础。灾情严重的应当由专业人员、最好有专家参加。对基层国土资源管理人员来说，有两点特别值得关注：一是灾害的规模的确定，二是威胁范围和程度的确定。（二）地质灾害监测：针对我省灾害的特征（灾点多、规模小）以及目前和今后几年以群测群防为主的现状，重点介绍适宜群测群防的简易监测方法。（1）滑坡、崩塌监测方法包括位移动态观测和水动态观测两个方面。位移监测：地表位移监测：掌握滑坡表面各部分的动态变化；既观测平面位移量，又观测垂直方向（即高程）的位移量。方法很多，可根据具体情况，因地制宜地使用简易的观测方法和精密观测方法。后者即借用观测网（方格网）用经纬仪测量各观测桩的平面位移和用水平仪测量其高程变化。深部位移监测：为全面掌握滑坡体各个部位的位移动态情况而进行，方法主要有：测斜仪法、放射性同位素法、电阻丝片法、金属球法。水动态监测：水文地质监测：即每隔一定时间测钻孔或井中的水位、水温，并取水样进行化验，查看异常变化。地表水文监测：对于处在河流、湖泊（水库）附近的斜坡，需要进行水位、波浪、冲刷作用等观测。（2）泥石流监测方法物源监测：形成区松散堆积物的面积、体积的变化；形成区和流通区内滑坡、崩塌的体积和变形情况，是否有裂缝产生、裂缝的变化；形成区内森林和耕地面积的变化，水土保持的状况。水源监测：降雨量及其变化；水库、堰塘等地表水体流量、水位及堤坝渗漏水量；坝体稳定性和病害情况。（3）地面塌陷监测方法地表监测：地面、建筑物的变形：通常设置一定的点位，用水准仪、百分表及地震仪等进行测量。水点变化：井孔、泉点、矿井突水点、水库渗漏点等水量、水位及水质的变化。地下监测：地下洞穴分布及其发展状况：借助物探或钻探方法查明。地下岩、土体特征的变化：可采用伸缩性钻孔桩（分层桩）、钻孔深部应变仪等进行监测。塌陷前兆现象监测：抽、排地下水引起泉水的干枯，地面积水，人工蓄水（渗漏）引起的地面冒气泡或水泡，植物变态，建筑物作响或倾斜，地面环形开裂，地下土层垮落声，水点的水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常现象等（4）地面沉降监测方法研究区的水准测量点定期测量；含水层地下水开采量（含回灌量）及地下水位长期观测；室内试验和野外试验；沉降标、孔隙水压力标和基岩标监测，用以深入了解各土层和含水层的变形规律及地下水位动态变化规律。（三）地质灾害治理（1）滑坡我国防治滑坡的工程措施很多，归纳起来分为消除或减轻水的危害、改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物。消除或减轻水的危害：排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施，而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡外的地表水，避免地表水流入滑坡区；或将滑坡范围内的雨水及泉水尽快排除，阻止雨水、泉水进入滑坡体内。主要工程措施有：滑坡体外截水沟；滑坡体上地表水排水沟；引泉工程；做好滑坡区的绿化工作等。排除地下水对于地下水，可疏而不可堵。主要工程措施有：截水盲沟用于拦截和旁引滑坡外围的地下水；支撑盲沟兼具排水和支撑作用；仰斜孔群用近于水平的钻孔把地下水引出；此外还有盲洞、渗管、渗井、垂直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施。防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷主要工程措施有：在滑坡上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“J”坝；在滑坡前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管，以使坡脚的土体免受河水冲刷。改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物：削坡减重常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体，使滑体外形改善、重心降低，从而提高滑体稳定性。修筑支挡工程因失去支撑而引起的滑坡，或滑坡床陡、滑动可能较快的滑坡，采用修筑支挡工程的办法，可增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有：抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。改善滑动带土石性质一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。由于滑坡成因复杂、影响因素多，因此常常需要上述几种方法同时使用、综合治理，方能达到目的。（2）崩塌遮挡即遮挡斜坡上部的崩塌落石。这种措施常用于中、小型崩塌或人工边坡崩塌的防治中，通常采用修建明硐、棚硐等工程进行，在铁路工程中较为常用。拦截对于仅在雨季才有坠石、剥落和小型崩塌的地段，可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物，如设置落石平台和落石槽以停积崩塌物质；修建挡石墙以拦坠石；利用废钢轨、钢钎及钢丝等编制纲轨或钢钎栅栏来挡截落石。这些措施也常用于铁路工程中。支挡 在岩石突出或不稳定的大孤石下面，修建支柱，支档墙或用废钢轨支撑。护墙（坡）在易风化剥落的边坡地段，修建护墙，对缓坡进行水泥护坡等。一般边坡均可采用。镶补沟缝对坡体中的裂隙、缝、空洞，可用片石填补空洞，水泥砂浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。刷坡（削坡）在危石、孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段，采用刷坡来放缓边坡。排水在有水活动的地段，布置排水构筑物，以进行拦截疏导。（3）泥石流跨越工程是指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。这是铁道部门和公路交通部门为了保障交通安全常用的措施。穿过工程指修隧道、明硐和渡槽，从泥石流沟下方通过，而让泥石流从其上方排泄，这是铁路和公路通过泥石流地区的又一主要工程形式。防护工程指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其他重要工程设施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。排导工程其作用是改善泥石流流势、增大桥梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程包括导流堤、急流槽、束流堤等。拦挡工程用以控制泥石流的固体物质和雨洪径流，削弱泥石流的流量、下泄总量和能量，以减少泥石流对下游经济建设工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程设施。拦挡措施有：拦碴坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。对于防治泥石流，常采取多种措施相结合，比用单一措施更为有效。生物措施主要有：植树造林、封山育草，改良耕作技术以及改善对生态环境有重要影响的农、牧业管理方式等。其主要作用是：保护坡面、减少坡面物质的流失量、固结土层、调节坡面水流、削减坡面迳流量、增大坡体的抗冲蚀能力等。生物措施同样适合崩塌和滑坡的防治，是一项既经济又有效的治本措施，具有投资少，收益快、易被群众接受等优点。（4）地面沉降 减缓或控制因大量开采地下水产生的地面沉降的主要方法：减少地下水的开采量；调整地下水的开采层次；人工回灌地下水含水层；利用地下水的采、灌数学模型，合理地开发利用的下水。1.3地质灾害的分类等级1.3.1地质灾害的类型 常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾害。我国疆域辽阔，影响地质灾害发育的自然地质条件复杂多样，人为工程活动的性质及强度差异大。广义上的地质灾害有数十种，常见的地质灾害可以罗列如下：地震、火山喷发、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、沙漠化、水土流失、水土污染、土地盐渍化、沼泽化、煤与瓦斯突出、矿坑突水、岩（煤）爆、顶板冒落、地下热害、煤层燃烧、边岸再造、泥沙淤积、库区侵没、洪涝、海岸侵蚀、黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融等等。地质灾害的分类，有不同的角度与标准，十分复杂。就其成因而论，主要由自然变异导致的地质灾害称自然地质灾害；主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为地质灾害。按地质作用，分为内生地质灾害、外生地质灾害和人类活动诱发的地质灾害。根据灾害发生区的地理或地貌特征，可分山地地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等；平原地质灾害，如地面沉降。按灾害发生及持续时间，分为突发性地质灾害和缓变性地质灾害。前者如地震、火山喷发、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等，即习惯上的狭义地质灾害；后者如地面沉降、水土污染、水土流失、土地沙漠化等，又称环境地质灾害。1.3.2地质灾害分级 （一）灾情分级地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小，分为四个等级：（1）特大型：因灾死亡30人以上或者直接经济损失1000万元以上的；（2）大型：因灾死亡10人以上30人以下或者直接经济损失500万元以上1000万元以下的；（3）中型：因灾死亡3人以上10人以下或者直接经济损失100万元以上500万元以下的；（4）小型：因灾死亡3人以下或者直接经济损失100万元以下的。（二）险情分级地质灾害按危害程度，既受威胁人数或受威胁财产的大小，分为四个等级：（1）特大级（特重）：受威胁人数1000人以上或者受威胁财产1000万元以上的；（2）重大级（重）：受威胁人数100人以上、1000人以下或者受威胁财产500万元以上、1000万元以下的；（3）较大级（中）：受威胁人数10人以上、100人以下或者受威胁财产100万元以上、500万元以下的；（4）一般级（轻）：受威胁人数10人以下或者受威胁财产100万元以下的。（三）规模分级地质灾害按其规模分为巨（特大）型、大型、中型和小型四个等级。地质灾害规模级别划分标准如表1：表1级别特大大型中型小型滑坡（10m）100010010001010010崩塌（10m）100101001101泥石流（10m）5020502202地裂缝（宽m）2010203103地面塌陷（km）101100.110.11.4国内外地质灾害学的研究地质灾害是1976 年，前国际工程地质协会主席Arnould 教授在发表的题为“地质灾害-保险和立法及技术对策”一文中提出了“地质灾害(geological hazard)”一词，他把滑坡、崩塌、泥石流、地震灾害看成是一种地质灾害。1987 年第42 届联合国大会通过的第169 号决议把20 世纪的最后十年确定为“国际减轻自然灾害十年”(International Decade for Natural Disaster Reduction，IDNDR)行动计划之后，地质灾害一词频繁出现于专业文献及新闻媒体。地质灾害一词共有三种表达方式:geological disaster，geological hazard，geo-hazard。 1.4.1国内地质灾害研究“地质灾害防治与地质环境保护实验室”是1989年由原国家教委、国家计委利用世行贷款和国内配套经费，在成都理工大学“地质工程”国家级重点学科基础上批准建立的“国家重点学科专业实验室”。 实验室依托“地质工程”国家级重点学科、地质资源与地质工程博士后流动站、3个博士点（地质工程、岩土工程、环境地质）和6个硕士点，形成了4个稳定而有特色的研究方向：即地质灾害评价与防治、重大工程岩土体稳定性及灾害控制、区域地质环境评价与保护和地质灾害探测与信息技术。国内地质灾害研究取得的成绩: 通过大规模的调查研究，基本查明了我国地质灾害的总体发育分布规律； 开始进行全国性的“县市地质灾害调查”，并建立相应的管理信息系统和以“群测群防”为主的监测预警系统，其中三峡库区地质灾害监测预警信息系统最为完善； 在地质灾害评估和地质灾害防治监测技术方面取得了长足的进步； 新技术新方法在地质灾害研究，特别是在监测预警和防治技术中的应用取得了一定的进展。1.4.2国外地质灾害研究1965 年，WI.Garrison 提出了“地理信息系统”：(Geographic information system)简称(GIS)。20 世纪80年代后期到90 年代，GIS 大量地应用于地质灾害，国外尤其发达国家将GIS 应用于地质灾害研究方面做了较多工作。 随着高精度遥感技术的出现，遥感“眼”在地质灾害的评价与预测方面显示出广泛的应用前景。 国外关于地质灾害研究多集中在模型的建立和计算机实现上，如“3S”在地质灾害的监控与可视化、数字减灾系统DDRS(Digital Disaster Reduction System)等方面的应用。国外对地质灾害的研究主要体现在以下几个方面： 从更深更广的角度，借助现代先进的科学技术手段和方法深入系统研究地质灾害的致灾机理，加强对地质灾害的特征、分类、成因机理、预测预报以及防治处理等方面的深入研究； 重视灾害制图技术方法和“3S”技术的应用，采用现代技术(如3S 技术)对中小流域地质灾害进行区域性评价，查明地质灾害时空分布规律，划分地质灾害危险性等级，同时将此危险性等级与土地资源的可利用性和土地售价联系起来，使地质灾害研究成果直接为公众服务；典型地区区域地质灾害预警系统和灾害管理信息系统建设取得显著进展； 地质灾害研究成果的经济效益可观，能够实现成果社会共享，为社会经济服务。1.4.3国内外地质灾害学研究比较总结我国地质灾害研究存在的问题：（1）地质灾害调查识别技术尚需完善；（