第六章-泥石流治理

三、泥石流防治及监测,1）防治原则对河流不同地段全面规划、突出重点、有所侧重。上游以植树造林、水土保持为主。我国已经制定了斜坡以上的山坡要退耕还林、退耕还草的国策。中游以修建拦砂坝、护坡、挡土墙、桩林、排导槽、渡槽为主，稳定边坡，拦挡松散沉积物，减少物源。下游以修建导流堤、护岸堤、急流槽、防冲墩、停淤场等排导工程，将泥石流导向远离建筑物或道路的地方。简言之“固源、拦挡、疏通、堆积场地”。,2）防治措施工程措施包括：治水（蓄水引水）工程、治土工程、排导工程、停（储）淤工程、农田工程等。生物措施包括：林业措施、农业措施、牧业措施。（即恢复地表植被、避免地表侵蚀。）,在泥石流沟谷中营造树林，可以减轻泥石流冲击力和稳固泥石流物源(河北张家口，2004),改善生态环境,排水、拦挡防护工程,泥石流排导槽,泥石流谷坊坝,泥石流拦挡坝,（2）工程措施与生物措施相结合工程措施具有工期短、见效快、效益明显等特点，但使用过久或流量过大时则被破坏。生物措施见效慢，稳定土层薄，但时间越长效果越好，可以恢复生态平衡。两者各有长处，可以结合使用。前期以工程措施为主，稳定边坡，促进林木生长；后期以生物措施为主，减少水土流失。（3）分清类别、因害设防不同类型泥石流形成机理不同，应采取不同的工程措施。水石流应以治水为主，采用引水工程、蓄水工程、植被种植等手段，调节地表径流，减小洪峰流量。泥石流应以治土、治山为主，采用拦挡工程、水土保持措施，稳定边坡，调节河床坡度，减少沉积物来源。,应该注意的几个问题,避免在冲沟内排放固体废物,随意倾倒弃土垃圾于冲沟中，挤占行洪通道，形成新的泥石流物源(河北张家口，2004),泥石流排导槽被建筑垃圾堆填，排洪能力减弱(云南德钦，2006),避免随意挤占冲沟,人为改变河道可能引发山洪与泥石流地质灾害,泥石流沟流通区被人为改道和缩小断面，埋下灾害隐患(青海西宁北山临家崖，2006),轻视基础设施建设将诱发地质灾害,边坡未加支护，垃圾随意堆放沟中，存在滑坡泥石流隐患,随意选择绿化植物也可能诱发灾害,植被茂密区也必须严防滑坡泥石流灾害,控制房屋建设规模，禁止挤占行洪通道,村庄建于冲沟沟口,泥石流爆发时冲毁房屋,控制房屋建设规模，禁止挤占行洪通道,村庄挤占沟口，泥石流爆发时冲毁房屋，11人死亡（四川盐源，2006）,控制房屋建设规模，禁止挤占行洪通道,村庄建于冲沟沟口，泥石流爆发时冲毁房屋，11人死亡(四川盐源，2006),4.监测与预报,1.目的是开展地质灾害调查、研究和防治工作的重要组成。1）可以预测预报崩滑流的边界条件、规模、滑动方向、发生时间、危害性等，以利于采取必要的防灾措施，减轻或避免灾害损失。2）可以了解崩滑流形成和发展过程的变形特征、演变过程和变化规律，为科学研究和工程防治提供可靠的资料和依据。3）可以分析评价防治工程的治理效果，探索与研究有效治理地质灾害的防治方法，积累经验。,2.监测内容1）地表与地下岩土体的变形、变位情况。2）了解岩土体的应力、应变和地声等特征。3）地下水流量、流速、成分、温度、压力等方面的异常变化，以及地震、大气降雨等内容。3.监测方法1）宏观地质监测方法运用传统地质调查方法，了解调查区的地质情况，如地层、岩性、构造、地质结构、降雨、地面沉降、隆起、坍塌、裂缝、地下水异常变化，以及工程设施、建筑物破裂程度等内容。具有内容丰富、资料可信、经济可行等优点，是第一手资料。,滑坡简易观测内容（1）斜坡上出现成片分布的马刀树、醉汉林，显示斜坡表层土体在长期向下缓慢滑动，已滑动解体。（2）斜坡前缘台阶整体下沉，显示稳定性差，易发生滑坡。,（3）滑坡呈“大肚子”状，显示稳定性差，易发生滑动。（4）在老滑坡体后缘形成弧形张裂缝，在老滑坡体前沿挡墙出现大量裂缝，显示滑坡有整体下滑的可能,滑坡后缘形成横张裂缝,滑坡体形成大量横张裂缝，稻田水迅速渗入滑坡体，使顺层斜坡稳定性降低,滑坡出现裂缝导致池塘水位明显下降(四川宣汉,2004),前缘隆起,滑坡挤压致使前缘地面上隆鼓胀(甘肃永靖黄茨，2006),滑坡挤压导致前缘建筑物错裂(四川丹巴，2005),前缘出现有规则的纵张裂缝，显示滑坡非常危险(陕西延安，2006),动物出现异常现象,猪、牛、鸡、狗等惊恐不宁，不入睡，老鼠乱窜不进洞，可能是滑坡、崩塌即将来临。,2）简易观测法在斜坡变形体或建筑物裂缝处设置简易观测标志，如滑坡采用埋桩法、上漆法、贴片法等，定期观测变形与时间的关系；泥石流采用泥痕法等。具有方法简单、直观性强等优点，适宜于山区工作。（1）埋桩法测量滑坡体后缘位移量。,（2）埋钉法监测裂缝拉裂量,（3）上漆法和贴片法监测裂缝拉裂量,泥石流简易观测内容：通过正常洪水水位线来观测泥石流。暴雨期间要对上游泥石流物源区进行巡查和看守。,测定泥石流堆积和泥痕高度,西藏易贡滑坡坝溃决后形成泥石流残留的泥位迹线,雨季是泥石流多发季节，须有人巡查看守,3）设站观测法在宏观地质观测的前提下，选定可能发生地质灾害的危岩体和危险区域，利用仪器定期观测地形位移情况、定时观测流域降雨量和水量变化情况。4）GPS法运用全球定位系统监测。具有速度快、精度高、不受天气影响、不受地形、地物制约，尤其是在建筑物密集、通视条件差的区域，大大优于设站观测。5）仪器仪表法运用普通测量法、电法、重力法、声波法等仪器仪表监测。,6）自动遥测法运用仪器仪表，通过无线电远距离传输观测数据。具有自动化程度高、可全天候观测、省时省力安全等优点。7）经验公式法根据岩土体蠕动变形监测数据，以应变速率为参数，用经验公式计算。或以时间位移曲线的变化趋势，结合经验进行预测、预报。8）统计模型法运用数理统计方法，将时间位移关系建立数学模型，描绘崩滑流的变形规律，进行预测、预报。,三、地质灾害与可持续发展,1地质灾害与可持续发展概述可持续发展是指以控制人口、节约资源、保护环境为条件，使经济发展同人口增长、资源利用及环境保护相适应，实现资源、环境的承受能力与经济社会发展相协调。可持续发展战略是21世纪经济发展的主题，人口与资源是一个国家最基本的国情，协调好坏，直接关系着国家的命运。在发展国民经济的同时，要保护自然资源和改善生态环境，以实现长期、稳定、健康的发展。地质灾害是可持续发展战略体系中不可缺少的研究内容，它在对可持续发展评价指标体系中占有重要地位。地质灾害防治工作要努力实现从过去分散的、被动应急的状况，向有组织、专门化、主动性的状况转变。到2005年，使人为诱发的地质灾害日益突出的趋势得到有效控制；到2015年，基本改变我国地质灾害日趋严重局面，使我国地质灾害发生率和损失量有明显降低。,2地质灾害对区域可持续发展影响的评价地质灾害在对可持续发展评价指标体系中占有重要的地位。地质灾害对区域可持续影响评价的基本方法，是在地质灾害危险性分析、评价区域社会经济易灾性分析与减灾能力分析的基础上，针对区域可持续发展的条件和能力，通过地质灾害现实破坏程度与长远危害程度的综合评价完成的。山西地质灾害主要是采煤诱发。根据评价结果，属于中度影响省区。3防治对策与建议地质灾害在成因上具备自然演化和人为诱发的双重性，防治地质灾害不仅是预防、躲避和工程治理，在高层次的社会意识上，更表现为努力提高人类自身素质，普及防灾、避灾和报灾的知识，提高公众意识，通过制定公共政策或政府立法约束公众的行为，自觉地保护地质环境，从而达到避免或减少地质灾害的目的。采矿诱发的地质灾害对自然环境和社会环境均造成了极大的危害。地质灾害的防治成为当前的主要任务。我们应在因地制宜的基础上，探索积极可行的防治对策。,3.1政策措施3.1.1法律政策加强煤炭开采的管理，禁止小煤矿滥挖乱采。近年来，村办、联办、个体办的小煤窑大量涌现，有些地区对小煤窑管理不当，出现大量无证开采矿井。这些小煤矿均分布在煤层埋深小的地段，越层、越界乱采、滥挖，给国营大矿的生产布局和井巷安全造成严重威胁，浪费了宝贵的煤炭资源。小煤矿开采的无规律性，导致地质灾害发生的无规律性，给预防和治理增加了困难。应坚决执行中华人民共和国煤炭法，统一规划，减轻地质灾害的危害。根据当地实际情况，本着“预防为主，治理与避让相结合”的方针，限制人类工程经济活动、合理规划城镇建设的政策措施及工程治理、生物治理、避让和预报等措施。,3.1.2科技政策地质灾害防治工程的技术规范、要求或指南要服从于科技政策，而不是追求纯科技意义上的“高、精、尖”。防治灾害并不直接产生效益，只能减轻损失，因此，要追求最低的投入，最好的工程效果，从而实现减灾即是增产。因此，科技研究成就最终体现为全社会思想观念的转变，即走向自觉保护和合理开发地质生态环境，从而最大限度的实现减灾目标，取得巨大的减灾效益。3.1.3公众政策政策法规的制订必须考虑到损失者和受益者双方的责任和权益，要把普及防灾、避灾和报灾知识，提高公众意识置于等同于甚至高于直接实施工程治理的地位。其中政府的职能除了承担减灾管理任务外，只能集中有限的财力、物力，对一些城镇、重要工程设施等重点地质灾害进行治理。,3.2工程措施目前地质灾害防治和治理的工程措施很多，例如拱基结构法、物探法、GIS法、改进生产工艺、土地复垦法等，下面简单介绍几种方法。3.2.1改进生产工艺，增强矿井抗灾能力目前，我国约80%的矿井仍采用炮采法生产。这种方法易破坏工作面围岩结构，导致岩石破裂，改变矿井地质环境，从而造成重大灾难事故频繁发生。因此，要防止或减轻煤矿井下灾害，必须要改进矿井采掘方法，采用新技术、新工艺、新设备，减少对矿井地质环境的影响，防止煤矿地质灾害的发生。,3.2.2物探法物探是当前地质工作中的一项现代化勘察技术，也是地质灾害防治系统工程的一部分，在地质灾害调查领域可以发挥其重要作用。它的特点是快速、全面、准确、省时、经济，尤其是在较敏感的地区，可以做到无损检测，为地质灾害防治施工工程提供科学依据。例如，因为采空区与其周边环境的氡含量，所以我们用测氡法来确定采空区的位置，从而防治地面塌陷的发生。3.2.3GIS法GIS是以地理空间数据库为基础，用计算机对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的软件系统。地质灾害的灾情模拟评价、预测预报和防治问题涉及地理空间数据库的建立和空间定位及空间分析工作。在地质灾害灾情模拟预报和水资源评价管理中，GIS具有得天独厚的优势。利用GIS研究地裂缝、煤矿井底板岩溶水突水问题和水资源问题有了一定的成果。利用此方法我们可以解决我省的水资源问题。,3.3生物治理措施煤矸石山的绿化已成为我国目前矸石山治理的有效途径之一。我省大部分矿区都位于半干旱地区，因此应优先选择那些耐干旱、耐贫瘠、萌发力强、成活率高、生长快的优良品种，并尽可能采用乡土植物，如侧柏、国槐、木槿、小叶黄杨等。经实验研究证明，此类植物的成活率较高。此外，还可以利用煤矸石作低热值燃料、生产建筑材料、制取聚合氯化铝与硅酸钠等，充分利用其价值。3.4加强地质灾害的分析研究工作煤矿地质环境灾害的防治应按自然规律，根据不同地质条件和地质环境，因地制宜，综合治理。为此，应加强对地质环境灾害系统调查与监测，分析研究其发生的机理、发展规律和趋势，做好地质灾害的预测和预报工作，加强煤矿地质灾害的信息管理和工程技术管理。全面开展矿区地质灾害效应研究，确立各种灾害之间的关联度与灾害度。结合灾害链的构成，系统分析矿区的各种致灾因素，严格控制灾害链的发生，制定适合矿区特点的对策与措施，把灾害损失降低到最低点。,3.5加强地质环境保护的政策法规建设，积极开展灾害治理在矿山建设时必须要做到煤炭开发与环境保护同步规划，同步论证，同步设计，同步施工，同步验收，同步投产等“六同步”。加强有关政策法规建