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文档简介
1、山地灾害复习m山地灾害复习1一、工程概论31.1 基本I念31.2 山地灾害的分布区域、特性和危害31.3 山地灾害防治与可持续发展的关系4二、崩塌42.1 崩塌的分类及形成机理42.2 崩塌防治6三.滑坡7四、山洪84.1 概述84.2 山洪的形成条件84.3 洪水的形成机理94.4 防治技术9五、泥石流95.1 泥石流白勺定义95.2 泥石流形成的基本条件95.3 泥石流特征和危害105.4 泥石流分类和特征105.5 山洪、泥石流的动力学特征115.6 泥石流防治工程115.7 泥石流白向流态145.8 泥石流的彳受蚀特征15六、各种监测和方法156.1 崩塌滑坡变型宏观前兆监测的内容1
2、56.2 试简述滑坡灾害监测的内容、方法156.3 试简述泥石流灾害监测的内容、方法166.4 山地灾害监测系统的特点166.5 山地灾害预测、预报的分类176.6 试简述影响山地灾害发生的因素176.7 山洪预测的表示方法18问:19七、山地灾害风险评估197.1 山地灾害分级的表达方法197.2 防灾价值的概念197.3 灾情要素组成197.4 山地灾害风险评估体系的任务207.5 山地灾害的成灾过程207.6 山地灾害风险评估类型207.7 山地灾害危险性评价指标及评价方法207.8 以区域洪水灾害为例进行洪水易损性评价217.9 山地灾害破坏损失评价方法21八、山地灾害防治规划228.
3、1 论述山洪灾害防治规划中的任务和目标228.2 危险区、警戒区和安全区228.3 滑坡灾害防治规划238.4 典型区域山洪灾害防治规划内容248.5 典型区域泥石流防治规划25九、山地灾害管理269.1 美国、日本山地灾害管理特点269.2 我国山地灾害应急体系26问:试评价我国山地灾害管理与减灾体系内容26、工程概论1.1 基本概念致灾因子:为能引起人民生命伤害及财产损失和资源破坏的各种自然与人文因素。灾害:致灾因子所造成得人员伤亡,财产损失和资源破坏情况。减灾:就是减少灾害的全部过程。灾害分为人为灾害与自然灾害自然灾害有:天文、地质、气象、土壤生物灾害山地灾害特指只在山区发生的自然灾害,
4、是山区自然环境发展演化与人类经济活动共同作用的产物。山地灾害种类:有崩塌、滑坡、山洪、泥石流、冰崩、雪崩、水土流失等7种,前6种为突发性山地灾害,水土流失为渐进性山地灾害崩塌(林学、土壤:collapse;地质:rockfall,avalanche,fall)是斜坡上的岩土块体在长期重力作用下向坡下弯曲,最终发生断裂倾倒的块体运动现象。滑坡(landslide,landslip;slopeslide;hillcreep)是斜坡上的部分岩、土质,在重力作用下,沿着斜坡内的一个或多个软弱面产生整体向下滑移的现象。山洪(flood,torrent)是发生在山区历时较短,暴涨暴落的洪水。泥石流(deb
5、risflow,mudandrockflow;earthflow)是山区由泥沙、石块等松散固体物质和水混合组成的一种特殊流体。1.2 山地灾害的分布区域、特性和危害山地灾害的分布:广泛分布在高原、山地和丘陵地区,主要分布在川滇山地、秦岭、云贵高原、黄土高原、燕山、太行山、长白山、天山和青藏高原等地区。山洪分布更为广泛,除上海市以外都可能发生山洪灾害。山地灾害的特性山地灾害形成的同一性和互动性。山地灾害既是一种自然现象,又是一种社会经济现象。山地灾害的必然性和可防御性;山地灾害的随机性和不规则的周期性;山地灾害的群发性和区域性;山地灾害突发性和渐变性;山地灾害与社会的同步性;山地灾害的破坏性与“
6、建设性”;山地灾害经济的“负经济学”特性;山地灾害防治的社会性;(11)山地灾害防治工程的时效性、风险性;山地灾害的危害1)威胁生态安全;2)泥沙淤积,加剧洪涝灾害,影响防洪安全;3)滑坡、泥石流严重,影响公共安全;4)毁坏耕地,影响粮食安全;5)影响水资源开发利用,威胁饮水安全;6)加剧人口、资源和环境的矛盾,制约可持续发展。1.3山地灾害防治与可持续发展的关系山地灾害防治研究的内容和方法内容:1)山地灾害的形成机理;2)山地灾害的防治技术体系;3)山地灾害的监测、预警体系;4)山地灾害风险评估5)山地灾害减灾管理方法:1)灾害动力学方法2)数理分析方法3)社会经济评价方法。山地灾害防治体系
7、与其他学科之间的关系?水土保持课程体系;?生产实践的需求?前景展望二、崩塌2.1崩塌的分类及形成机理崩塌包括了危岩体、错落体、崩塌堆积体一个典型的崩塌,必须具有母体(岩)、破裂壁、锥形堆积体等基本要素。崩塌的类型:(1)崩塌按块体的地貌部位和崩塌形式可分三种类型:山崩、塌岸和散落。(2)基于组成坡地物质结构基岩崩塌、表层风化物崩塌、沉积物崩塌、崩积物崩塌:(3)是否产生崩塌主要取决于这五种初始变形的形成和发展。由此,可将崩塌分为倾倒式崩塌、滑移式崩塌、鼓胀式崩塌、拉裂式崩塌、错断式崩塌。(4)根据边坡失稳破坏的具体部位,可将崩塌划分为三种类型:坡体崩塌边坡崩塌坡面崩塌崩塌形成过程(1)微裂初期
8、变形阶段此阶段高陡边坡地表仅出现微小裂缝(2)张裂倾倒变形阶段此阶段地表裂缝不断加宽,成上大下小的锥形整体岩体向临空方倾斜。(3)断裂剧变阶段此阶段地表裂缝不仅继续加大,而且裂缝下部临空侧岩体开始出现断裂,当断裂的速率出现剧烈增加时,预示崩塌即将发生(4)崩塌堆积阶段崩塌堆积的时间非常快,几乎同时进行,崩塌完成,堆积也就完成。形成崩塌的内在条件(1)岩土类型.岩土是产生崩塌的物质条件。(2)地质构造.各种构造面,如节理、裂隙、层面、断层等(3)地形地貌.江、河、湖(岸卜沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡,工程建筑物的边坡及各类人工边坡都是有利于崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡边坡,孤立
9、山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。诱发崩塌的外界因素(1)地震(2)融雪、降雨特别是大暴雨(3)地表冲刷、浸泡河流等地表水体不断地冲刷边脚(4)不合理的人类活动还有一些其他因素,如冻胀、昼夜温度变化等也会诱发崩塌。外表特征:崩塌体的形态分为上下两部分:上部分岩土体脱离母体留下圈椅状崩塌后壁,下部堆积的乱石堆成锥型(扇形),上下组成纺锤形。崩塌体后壁“凹”“凸”不平,坡度一般为60。90。崩塌堆积体是上小下大的扇型,结构大小混杂,杂乱无章,但仍能看出,扇缘一带堆积的块体较大,中上部块体较小。崩塌块体的运动十分复杂,以滚动、跳跃,碰擦为主,次为滑动,速度很快。据调查观察,崩塌块体在小于25
10、176;的斜坡上作减速运动,在2530°的坡面上做匀速运动,在大于35的坡面上作加速运动。崩塌机理稳定系数K为K=抗滑阻力/下滑力=Ntg。+CA/T当K=1时,岩体或土体处于极限平衡状态;当K<1时,岩体或土体处于不稳定状态;当K>1时,岩体或土体是稳定的。工程上一般采用K=23为安全稳定系数。2.2崩塌防治崩塌防治措施可分为防止崩塌发生的主动防护和避免造成危害的被动防护两种类型。崩塌防治原则1 .优先考虑防灾躲避的原则2 .工程防治原则及时把握防治时机系统分析原则和针对性原则综合防治原则和整体最优的原则技术上可行性原则经济上合理性原则力求根治的原则6主要,程措施1 .
11、改移线路2 .用隧道避开滑坡3 .用桥跨越滑坡4 .清除滑坡1 .地表排水系统(1)滑体外截水沟(2)滑体内排水沟(3)自然沟防渗2 .地下排水工程(1)截水盲沟盲(隧)洞(3)水平钻孔群排水(4)垂直孔群排水(5)井群抽水(6)虹吸排水(7)支撑盲沟(8)边坡渗沟(9)洞一孔联合排水(10)电渗排水1 .减重工程2 .反压工程3 .支挡工程(1)抗滑挡墙(2)挖孔抗滑桩(3)钻孔抗滑桩(4)锚索抗滑桩(5)锚索(6)支撑旨沟(7)抗滑键(8)排架桩(9)钢架桩(10)钢架锚索桩(11)微型桩群1 .滑带注浆2 .滑带爆破3 .旋喷桩4 .石灰桩5 .石灰砂桩6 .焙烧滑坡的主要组成要素:滑坡
12、体:指滑坡的整个滑动部分,简称滑体;滑坡壁:指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后,暴露在外面的形似壁状的分界面;滑动面:指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面,简称滑面;滑动带:指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带,简称滑带;滑坡床:指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体,简称滑床;滑坡舌:指滑坡前缘形如舌状的凸出部分,简称滑舌;滑坡台阶:指滑坡体滑动时,由于各种岩、土体滑动速度差异,在滑坡体表面形成台阶状的错台;滑坡周界:指滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上的分界线;滑坡洼地:指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开,形成的沟槽或中间低四周高的封闭洼地;滑坡鼓丘:指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘;滑坡裂缝
13、:指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。拉张裂缝、剪切裂缝、鼓张裂缝、扇状裂缝。产生滑坡的主要条件1、地质条件与地貌条件:(1)岩土类型:岩土体是产生滑坡的物质基础。(2)地质构造条件:组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。(3)地形地貌条件:只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。(4)水文地质条件:地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。2、内外营力(动力)和人为作用的影响地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动降水对滑坡
14、的作用力有:(1)水平推力侧向水压力;(2)浮托力(3)动水压力;(4)软化效应-降低岩土体的抗剪强度四、山洪4.1概述特点:流速快、冲刷力和破坏力强往往挟带大量泥沙陡涨陡落过程短暂。类型:1、暴雨山洪2、冰雪山洪3、溃坝山洪山区洪水与平原洪水的区别?山区河流位于地壳抬升部位,侵蚀下切;?河床变形幅度小,变形速度慢;?河漫滩发育缓慢,两岸有明显的阶地,入汇出口有一至多级冲积扇;?走向顺直,弯曲系数小4.2 山洪的形成条件1、水源条件2、地质地形地貌条件3、土壤与植被4、人类活动4.3 洪水的形成机理山洪的运动特征涨水历时短于退水历时山洪的挟沙能力悬移质和推移质不均匀性;受沟道比降搬运和沉积;4
15、.4 防治技术1、农业措施2、林草措施3、工程措施(1)山洪排导工程(2)山洪拦挡工程(3)护岸与治河工程4、河流生态修复及整治河流生态修复的任务和目的河流生态修复的任务:一是水文条件的改善;二是河流地貌学特征的改善。其目的是改善河流生态系统的结构与功能,使得生物群落多样性提高。五、泥石流5.1 泥石流的定义又称山洪泥流,是发生在山区中一种含大量泥沙、石块的介于洪水和土石滑体之间的暂时性流体。5.2 泥石流形成的基本条件(1) .地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。(2) .松散物质来源
16、条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源另外、岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。(3) .水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。5.3 泥石流特征和
17、危害泥石流运动特征沿途搬运重约几十吨的巨石,并剧烈侵蚀沟岸如“滚雪球”一般龙头增高、容重增大、流量急增,最后在宽浅的山前平坦堆积扇上速度缓减、流动、堆积。泥石流危害直接危害:冲毁淤埋城镇、村庄、工厂、矿山冲毁淤埋农田、公路、铁路、电站,冲毁淤埋桥梁、涵洞间接危害:堵塞江河,淹没沿河农田、公路等压迫江河主流线,河水冲毁对岸各种设施5.4 泥石流分类和特征1、泥石流按其物质成分可分为3类:(1)由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流;(2)以粘性土为主,含少量砂粒、石块、粘度大、呈稠泥状的叫泥流;(3)由水和大小不等的砂粒、石块组成的称之水石流。2、泥石流按其物质状态可分为二类:(1)粘
18、性泥石流:含大量粘性土的泥石流或泥流。粘性大,固体物质占40-60%,最高达80%。其中的水不是搬运介质,而是组成物质,稠度大,石块呈悬浮状态,暴发突然,持续时间亦短,破坏力大。(2)稀性泥石流,以水为主要成分,粘性土含量少,固体物质占10-40%,有很大分散性。水为搬运介质,石块以滚动或跃移方式前进,具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流,停积后似“石海”。除此之外还有多种分类方法。如按泥石流的成因分类有:冰川型泥石流,降雨型泥石流;按泥石流流域大小分类有:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;按泥石流发展阶段分类有:发展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。105.5山洪、泥石流
19、的动力学特征泥石流:泥石流的动力学特征主要包括泥石流的流速、流量、流态、流动与沟床关系,以及泥石流的冲击力、拖泄力、浮托力和搬运力等。山洪:(1)、动压力6【I式?"&作川在叮流速方向班一的单位面积L的流体动巾自:«,ihiJI;的子均流速力i1米/秒;0山洪的密度,苑(2)、爬高和冲起(3)、弯道超高V2BgRH凹岸水位高于凸岸水位之数值(m),可作为超高计算;V水流流速(m/s);B沟道宽度(m);R弯道曲率半径(m);g重力加速度(m/s2)5.6泥石流防治工程排导工程(排导槽、渡槽、导流堤)拦挡工程(拦沙坝、格栅坝、梳齿坝)停淤工程(沉沙池、停淤场)沟道整治
20、工程(固床坝、护岸)防护工程(防冲墩、防冲墙)5.6.1 泥石流工程防治方案综合治理模式在泥石流沟内,采用蓄水、拦挡、固土、排导和造林等多种措施,全面地进行山、水、林、田综合治理,以制止泥石流的形成,控制泥石流危害。11该模式适用于全流域泥石流活动频繁、形成条件复杂、居民点多、耕地分布广,又有重要建筑物(铁路、工厂、矿山等)的地区。治水为主的治理模式采取引水、蓄水、截水等工程措施,用以减小地表径流,引排洪水,调节水量,削减洪峰控制形成泥石流的水动力,制止或减轻泥石流灾害该模式适用于水动力起主导作用的稀性泥石流沟。治土为主的治理模式以谷坊、拦砂坝、挡土墙等拦挡固床和固沟工程为主,辅以排导工程,引
21、、蓄水工程和植树造林,控制泥石流或减轻泥石流灾害。适用于土力类粘性泥石流沟,某些无条件引水、蓄水工程的水力类稀性泥石流沟排导为主的治理模式以排导沟、导流堤、急流槽、渡槽等排导工程为主,控制泥石流对流通区或堆积区农田和各种建筑物的危害。适用于中上游修建工程难度大或效果不明显,而下游受害对象较集中的流域,通过排导消除泥石流的主要危害。生态工程措施为主的治理模式采用恢复草被和植树造林等生态措施,以恢复生态系统功能,调节地表径流,减小水土流失逐渐控制泥石流的发生或削减泥石流规模。方案适用于坡度较为平缓,崩塌、滑坡相对较少,以片蚀为主,局部沟蚀提供泥石流土源的水力类泥石流以及一般的坡面泥石流。5.6.2
22、 防治原则1)根据泥石流的发生条件、活动特点及危害状况,全流域统一规划。针对重点,因害设防;2)以防为主,防治结合,分阶段实施,近期防灾,远期逐步根治;3)因地制宜,讲求实效,以技术成熟、经济节省的中小型工程为主;4)以社会和环境效益为主,坚持走开发性治理的路子,发挥最大经济效益。5.6.3重力式拦砂坝设计的力学要素1)坝体自重;2)水平水压力;3)淤积物垂直压力;4)泥石流体水平压力;5)扬压力6)地震力;7)泥石流冲击力;8)被动土压力5.6.4泥石流排导槽的种类1)东川式软基消能排导槽为分离式结构,排导槽两侧建2道平行的边墙形成槽身,在槽内顺流向每12隔一定距离设横过沟床的防冲肋板。肋板
23、与墙基砌成整体,肋板宽度一般为1.0m,深度一般以1.502.50m为宜,并按潜没式布设,肋板顶一般与沟床底平。2)V型槽V型槽底部呈V型,通常以浆砌石、混凝土、钢筋混凝土进行全断面护砌,构成整体式结构。V型槽底部由含纵、横坡度的两个斜面组成重力束流坡,纵坡值通常用3%30%,横坡通常用20%25%,在纵坡不足时加大横坡输沙效果显著。5.6.5泥石流的防治措施体系措施工程工程项目防治作用治水丁蓄水工程调蓄洪水,避免或减缓洪峰;引水工程弓1、排洪水,减缓、控制、泄洪量;截水工程拦截上方滑坡或水土流失地段径流;_L程控制冰雪融化工程人为促使冰雪提前融化,控制避免大量冰雪提前融化,冰磺堤加固或预先铲
24、除治拦坝、谷坊工程拦蓄泥沙、稳固滑坡、节节拦蓄、减缓沟底坡度;挡墙工程稳固滑坡、崩塌体,拦蓄泥沙;泥护坡、护岸工程加固边坡、岸坡,增强坡体抗滑抗流能力;工削坡工程降低坡角,削弱泥石流侵蚀力;程潜坝工程稳固沟床,防止泥石流卜切导流堤工程排导泥石流,防止泥石流冲淤;工排顺水坝工程调整导流向,排泄泥石流;程导排导沟工程排泄泥石流,防止泥石流漫溢;措工导槽工程在道路上方或下方筑槽排泄泥石流;施程明胴工程以明胴形式排泄泥石流;改沟工程将泥石流沟口改至相邻沟道拦蓄-L蓄淤场工程利用开阔低洼地,蓄积泥石流;程拦泥库工程利用平坦谷地,蓄积泥石流减少水渗透量,防止山体滑坡;水田改旱地工程防止渠水渗漏,稳定边坡;
25、农田工手口渠道防渗工程防止坡面侵蚀和水土流失;坡地改梯田工程排导坡面径流,防止侵蚀;田间排水、截水工程夯实地面裂缝、田边筑展工程防止水下渗,拦截泥沙,稳定边坡13措施工程工程项目防治作用生物措施林业工程水源涵养林水土保持林护床防冲林护堤固滩林改良土壤,削减径流;保水保土,减少水土流失;保护沟床,防止冲刷、下切;加固河堤,保护滩地,防风固沙农业工程梯田耕作立体种植免耕种植选择作物水土保持,减少水土流失;扩大植被覆盖率,截持降雨,减少地表径流;促使雨水快速渗透,减少土壤侵蚀;选择保水保土作物,减少水土流失牧业工程适度放牧圈养分区轮牧保持牧草覆盖率,减少水土流失;护养草场,减轻水土流失;防止草场退化
26、和水土保持能力降低;改良牧草选择保水保土牧草提图产草率,增加植被覆盍面积,减轻水土流失;提高保水保土能力,削减土壤侵蚀5.7 泥石流的流态受泥石流性质、沟床条件、形成源地及供给量的影响,泥石流形态多样,主要有五种:蠕动流:泥石流发生在粗糙沟床或上游供给不足时,匍匐缓慢前进,流速0.3-0.5m/s。层流态:在沟道平直、坡度不大情况下,泥石流整体运动,体内无物质上下交换。紊流态:泥浆较稀或沟道比降较大导致流动湍急,石块撞击、摩擦,发出轰鸣。滑动流:近似层流的整体运动,是在高粘度泥石流“铺床”后,依靠惯性力向下滑动。波动流:沟道泥石流残留层较厚时,在坡面重力作用下,浆体向下形成波状流动体。145.
27、8 泥石流的侵蚀特征侵蚀强度:泥石流具有极强侵蚀力,侵蚀量巨大,是一般水土流失无法比拟的侵蚀类型:1、坡面侵蚀型:主要发生在沟床坡度较大,地质条件差,坡积物丰富的泥石流沟谷的山坡上。2、沟谷侵蚀型:沟床堆积物在暴雨洪水作用下或因表层被掀揭或因强烈震动而液化形成泥石流后,大量沟床堆积物被泥石流铲刮、搅拌、翻卷、裹挟而下,使沟谷强烈下切。3、复合侵蚀型:主要发生在沟床狭窄,沟道多而急,以及沟床虽然宽缓,但曲流十分发育的沟谷内。六、各种监测和方法6.1 崩塌滑坡变型宏观前兆监测的内容a)宏观形变。包括滑坡、崩塌变形破坏前常常出现的地表裂缝和前缘岩土体局部坍塌、鼓胀、剪出,以及建筑物或地面的破坏等。测
28、量其产出部位、变形量及其变形速率。b)宏观地声。监听在滑坡、崩塌变形破坏前常常发出的宏观地声,及其发声地段。c)动物异常观察。观察滑坡、崩塌变形破坏前其上动物(鸡、狗、牛、羊等)常常出现的异常活动现象。d)地表水和地下水宏观异常。监测滑坡、崩塌地段地表水、地下水水位突变(上升或下降)或水量突变(增大或减小),泉水突然消失、增大、变混或突然出现新泉等。6.2 试简述滑坡灾害监测的内容、方法1 .地表变形(1)大地测量法,包括三角交汇法、几何水准法、小角法、测距法、视准线法;(2)近景摄影法;(3)GPS法;(4)侧缝法(人工侧缝法、自动侧缝法、遥测法)2 .地下变形:(1)测斜法(钻孔测斜法、竖
29、井测斜法);(2)重锤法;(3)沉降法;(4)侧缝法。3 .地声:地音量测法。4 .应变:应变测量法。5 .水文:(1)观测地下水位;(2)观测孔隙水压。6 ,环境因素:(1)测降雨量;(2)测地温:(3)地震监测1.1 类相关活动监测:由于人类活动如洞掘、削坡、爆破、加载及水利设施的运营等,往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害,在出现上述情况时,应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测,应监测对崩滑体有影响的项目,监测其范围、强度、速度等。156.3 试简述泥石流灾害监测的内容、方法固体物质来源监测泥石流监测内容 形成条件监测气象水文条件监测流动动态监测 运动特征监测J动力要素监测输移冲
30、淤监测 流体特征监测f*物质组织监测物理化学性质监测固体物质来源:泥石流固体物质来源是泥石流形成的物质基础,应在研究其地质环境和固体物质、性质、类型、规模的基础上,进行稳定状态监测。固体物质来源于滑坡、崩塌的,其监测内容按滑坡、崩塌的规定;固体物质来源于松散物质(含构造破碎、风化松散体和人工弃石、弃土、弃渣等堆积物)的,应监测其在受暴雨、洪流冲蚀等作用下的稳定状态。气象水文条件:气象水文条件极为重要,应重点监测降雨量和降雨历时等;水源来自冰雪和冻土消融的,监测其消融水量和消融历时等;当上游有高山湖、水库、渠道时,应了解其有无渗漏等安全性。在固体物质集中分布地段,应进行降雨入渗和地下水动态监测。
31、流体特征监测监测内容:包括固体物质组成(岩性或矿物成分)、块度、颗粒组成和流体稠度、重度(重力密度)、可溶盐等物理化学特性,研究其结构、构造和物理化学特性的内在联系与流变模式等。检测方法:泥石流固体物质来源于滑坡、崩塌的,其变形破坏监测方法应滑坡、崩塌的规定。固体物质来源于松散物质的,宜在不同地质条件地段设立标准片蚀监测点,监测不同降雨条件下的冲刷侵蚀量,分析形成泥石流临界雨量的固体物质供给量。暴雨型泥石流应设立以监测降雨为主的气象站,监测气温、风向、风速、降雨量(时段降水量和连续变化降水量)等。在有条件时,宜利用遥测雨量监测系统、测雨雷达超短时监测系统、气象卫星短时监测系统等自动化监测仪器,
32、进行降雨量的监测。对冰雪消融型泥石流,还应对冰雪消融量进行监测。泥石流动态要素、动力要素监测,应在选定的若干个断面上进行。a)小型泥石流沟或爆发频率低的泥石流沟,一般采用水文观测方法进行监测。b)较大的或爆发频率较高的泥石流沟,宜利用专门仪器进行监测。常用的有雷达测速仪、各种传感器与冲击力仪、超声波泥位计(带报警器)、无线遥测地声仪(带报警器)、地震式泥石流报警器,以及重复水准测量、动态立体摄影测量等。6.4 山地灾害监测系统的特点1.1 象监测系统,属于各级气象预报职能机构,其制作基础是降水预报(通过成灾雨强分析,发布灾害气象预报),同时考虑山洪地域性和地形地貌特征,其特点是预见期相对较长,
33、覆盖面广,但目前存在精度上的不足;161.2 文监测系统属于各级水文部门,其基础是实测雨情资料和流域水文地质条件,其特点是精度高,位置确定,但目前存在有效预见期短的问题,主要是覆盖流域面积较大的江河;1.3 质监测系统属于各级地质灾害监测机构,其基础是地质资料的结果,针对性强,但目前存在时效性上的不足。1.4 加强山地灾害监测,减少山地灾害损失,三类监测系统相辅相承,尤其是应加强相互配合,协调发布预报警报。1.5 山地灾害预测、预报的分类类别时间提前量信息获取方式服务对象山洪、泥石流滑坡预测可能性活跃性危险性1年以上至数百年1年以上至数百年1年以上至数十年1年以上至数百年1年以上至数百年1年以
34、上至数十年调查和灾害统计资料为区域的发展规划、经济区划、工程选址提供防灾数据预报长期中期短期3月以上至百余年3天以上至3月6小时以上至3天1年以上至100年1月以上至1年3天以上至1月调查和统计分析观测等监测试验等为减灾防灾规划和措施,为避灾提供依据临报0.5小时至6小时1天至3天监测居民疏散,转移贵重物资,减轻损失警报1小时以内1天以内监视居民避难,消除人员伤亡1.6 试简述影响山地灾害发生的因素1)地形地形因素提供高位势能,低阻力的水体(径流)和土体(包括从粘粒到巨大石块的整个松散17固体颗粒),极不稳定,可以快速起动,高速运动,迅速成灾;如果山体低而缓,则起动、运动、成灾均很慢,或者不成
35、灾。2)地质主要是为山地灾害的形成提供不稳定的固体物质,是滑坡、泥石流发生的基础条件。决定不稳定固体物质数量和可动性的主要因子有地层岩性、构造活动、地震、风化层厚度和地下水状况等。3)气象气象因素主要是为山地灾害的发生提供水量,故它是山洪和稀性泥石流形成最主要的影响因素;也是粘性和塑性泥石流、部分滑坡(尤其是小滑坡)发生的激发因素。气象因素中影响灾害发生最主要的因子有雨强、暴雨频率、连日降水量和气温(对洪水、泥石流、滑坡起作用)等4因子。4)生态环境生态环境因素具有加剧和减轻地质、气象因素的作用,如山区植被茂密,没有陡坡垦殖,没有不稳定的岩、土废硝,则相当在地表面铺上了绿色保护膜,修了一个绿色
36、的水库,防止了雨滴和地表径流直接与土层或松散堆积物作用,相对地稳定了土层和松散堆积物层,减轻了地表侵蚀;同时降落的雨水,经过树冠、树枝和树干截留.枯枝落叶层蓄水和滞水,具有团粒结构的森林土壤层渗入和储水,很难形成地表径流,即使遇到大暴雨,经过层层的蓄水和滞流,地表径流量明显减小,汇流十分缓慢,洪峰流量很小,大大地抑制气象和地质因素的作用。(山洪主要受气象因素的影响;滑坡主要受地质因素的作用;而泥石流发生的基础因素主要是地质,但激发因素是气象(主要是降水),发生的周期长短受前者控制,但发生的具体时间取决于后者。)1.7 山洪预测的表示方法山洪的预测主要是对某一区域或某条山沟发生山洪的可能性、活跃
37、性和危险性作出趋势判断,并用可能度、活跃度和危险度来表示,度的高低一般分为高,中、低三级,或极高、较高、中、较低、极低五级。分级名称三级五级高度中度低度极高度较局度中度较低度极低度指标0.70.0.85>0.0.6>0.0.40.1>0.73<0.3>0.85645<0.15值18可:如何能够相对较准确的作出山地灾害的预测预报?影响因素有哪些?七、山地灾害风险评估7.1 山地灾害分级的表达方法山地灾害分级是根据灾害体和受灾体的主要特征指标,划分级次,以此反映灾害程度其分级,主要包括灾变分级和灾度分级。灾变分级主要根据灾害活动程度来划分,灾害活动程度主要指灾害
38、活动强度(或规模卜活动频次。灾害活动是自然环境变异的结果,自然环境变异程度越高,灾害活动越强烈,破坏能力越大。在灾害风险评价中,我们把灾害活动程度称为灾变强度,把对灾害活动程度的分级称为灾变分级。灾度分级主要是根据灾害活动造成的破坏损失程度来划分。一般以灾害事件所造成的死亡人数和经济损失额为灾度指标,马宗晋先生等提出将自然灾害分为巨灾、大灾、中灾、小灾、微灾等5个灾度等级。7.2 防灾价值的概念防灾成本投入实现的防灾价值,主要通过防灾功能来实现。根据价值工程理论。价值是功能与成本的综合反映、也是功能与成本的比值。防灾工程的价值=防灾功能/防灾成本.即防灾价值是单位成本所获得的防灾功能。可以看出
39、关键是要研究清楚防灾的功能。防灾功能定义为通过防灾工程所实现的防灾系统所具有的灾害防御效能。7.3 灾情要素组成成灾背景要素:反映山地灾害形成的自然条件和社会经济条件。致灾体活动要素:反映山地灾害活动程度亦称为灾变要素。主要包括:灾害种类、灾害活动规模、强度、频次、密度、成灾范围、灾变等级等。受灾体特征要素:主要包括受灾体类型、范围、数量、价值、密度、对不同灾害的承受能力和灾后的可恢复性等。破坏损失要素:主要包括山地灾害的破坏效应和损失构成,受灾体种类、损毁数量、损毁程度、价值、灾度等级等。防治工程要素:主要包括山地灾害防治工程措施、工程量、资金投入、防治效果与预期减灾效益等对不同灾害的承彻能
40、力和灾后的可持续发展。197.4 山地灾害风险评估体系的任务从一般意义上说.灾害风险评估的范围应该包括灾害全部过程和各个方面的情况。即灾前风险评估和灾后损失评估。灾害风险评估分为以下四个方面:危险性评价,其基本任务是分析山地灾害的活动条件,确定灾害活动强度(规模)、频度、密度、危害范围;易损性评价,其基本任务是划分受灾体类型,统计分析可能受灾损毁数量、损毁程度、并核算价值;破坏损失评价,其基本任务是核算人员伤亡和经济损失程度,评定灾度等级和风险等级;防灾工程效益评价,其基本任务是分析山地灾害的可防治性,评价防治工程的经济效益和社会效益、环境效益。以上4个方面的评价工作中,危险性评价和易损性评价
41、是灾害风险评价的基础,破坏损失评价是灾害风险评估的核心,防治工程效益评价是灾害风险评价的应用。7.5 山地灾害的成灾过程灾害的全部过程概括为:灾前孕育阶段一灾害活动阶段一灾后恢复阶段。对于突发性的山地灾害,其灾害活动阶段往往非常短暂,这类灾害的评估主要是灾前的风险评估和灾后损失评估,从防灾减灾工作角度,为了争取主动.防范于未然.灾前风险评估尤为重要,是我们工作和研究的重点。对于缓发性山地灾害,灾前孕育阶段和灾害活动阶段往往是渐变的,与灾后恢复工作也难以界定.这类灾害是渐进性或积累性的,不进行有效的治理,灾情一般会愈来愈大,因此.灾害评估工作主要是灾害过程中的风险评估,其目的是为实施减灾工程提供
42、决策依据。7.6 山地灾害风险评估类型山地灾害风险评估有多种类型。根据山地灾害风险评估时间,分为灾前(即灾害风险评估)评估灾中的跟踪评估灾后总结评估根据山地灾害风险评估范围或面积,将山地灾害风险评倍分为点评估、面评估、区域评估。7.7 山地灾害危险性评价指标及评价方法1 .山地灾害发生概率确定方法可以采用灾害活动的重现期,用灾害频率代替活动概率,并分为高频、中频、低频、微频等4个等级。202 .滑坡活动概率分析在各种山地灾害中,滑坡动力机制研究最为深入。它应用岩土力学的理论与方法,通过力学平衡计算,得出稳定系数(K),用来指示斜坡失稳的可能性。3 .泥石流活动概率分两步确定:第一步根据泥石流形
43、成的基础条件一一地貌条件、山地条件中主要要素的临界值,界定评价对象是否是泥石流沟。第二步是在此基础上,根据泥石流激发条件,评定泥石流活动的可能性,并根据这些激发条件出现的概率,确定泥石流的发生概率。3.8 以区域洪水灾害为例进行洪水易损性评价区域洪水灾害易损性评估的目的,是反映各类承灾体易于遭受致灾洪水损害的程度。洪水灾害易损性分析的主要任务是识别洪水的潜在性大小、可能受威胁和损害的对象以及在特定社会救助能力下承灾体可能遭受的损失程度。评价方法:区域洪水灾害易损性分析就是研究建立各类承灾体易损性与主要影响因子的关系,揭示各类承灾体的抗洪能力。通过前面的分析,区域洪水灾害易损性模型可表达为:区域
44、洪灾易损性(V)=f(致灾因子(S1),孕灾环境(S2),承灾体属性(S3),社会承灾能力(S4)区域洪灾易损性(V)是洪水致灾因子、孕灾环境、承灾体属性和社会承灾能力的综合函数。但由于洪灾的复杂性和多变性,不可能通过单一的函数关系来确定洪灾易损性与洪水致灾因子、孕灾环境、承灾体属性和社会承灾能力之间的关系。区域洪水易损性指标由不同层次的多类指标所构成,因此适于以层次分析法进行分析计算。3.9 山地灾害破坏损失评价方法(i)受灾体价值损失核算山地灾害经济损失主要是由受灾体价值损失形成的灾害破坏损失的基础。由于不同受灾体道受灾害破坏后的价值损失形式不同、所以价值损失核算的途径不同,大致可分为三种
45、方法。(1)成本价值或修复成本价值损失核算以受灾体成本价值为基数,根据其灾损程度或者修复成本、防灾成本投入核算受灾体的价值损失。房屋、铁路、公路、桥梁、生命线工程、水利工程、构筑物、设备及室内财产等绝大多数受灾体均适宜采用该方法核算价值损失。核算的基本模型为:受灾体价值损失=受灾体成本价值x受灾体价值损失率(1)受灾体价值损失=受灾体修复成本(2)受灾体价值损失=实施有效防御措施情况下的受灾体成本价-无灾害防御情况下同一受灾体的成本价值(3)公式(1)适用于已经建成的而没采取专门性防灾措施的工程和已经制造的设备的价值损失核算,式中的受灾体成本价值为受灾前的现实价值。公式(2)适用于那些灾损程度
46、较低,且易于修复的受灾体的价值损失核算。公式(3)适用于两种情况:一是已经建成的并采取了专门防灾措施而且保障能达到防灾效果的工程设施、设备、物品等的价值损失核算,二是没有建设或制造的工程设施、设备、物品。运用该式核算出的受灾体价值损失实质上是为有效防灾而增加的建设生产成本或防灾的专21门投入。(2)收益损失核算以受灾体的可能收益为基数,根据其灾损程度核算受灾体价值损失。该方法主要适用于农作物等价值损失核算。如农作物受灾后的直接表现是受到挫折或者死亡、毁灭.其最终后果是农作物减产或绝收。由于农作物生长严格受时令季节的影响,所以农作物受灾后不仅使农民已经投入的成本受到损失,而且更重要的是耽误农时,
47、使农作物收益受到损失。因此在灾害评估中.以农作物收益损失代替灾害所造成的经济损失。一般核算模型为:农作物价值损失=无灾情况下农作物收益价值x农作物减产比率(3)成本一收益价值损失核算以受灾体的成本和收益价值为基数,根据其灾损程度核算受灾体价值损失。该方法主要适用于土地资源和地下水资源价值损失核算。如前所述.这两种受灾体都属于自然资源。目前在我国还没有形成产业市场,所以目前还没有完善的科学方法核算它们的价值和价值损失。在这种情况下,如同在易损性评价中核算土地资源和地下水资源价值一样,采取某些变通的方法核算其价值损失。八、山地灾害防治规划8.1 论述山洪灾害防治规划中的任务和目标总体任务:在广泛收
48、集资料的基础上,结合对我国已发生的山洪灾害的调查,分析研究我国山洪灾害发生的特点、规律;根据山洪灾害发生的特点和严重程度,划分重点防治区和一般防治区,编制全国山洪灾害风险图;通过对不同类型的山洪灾害成因分析及典型区域规划,提出相应的非工程措施与工程措施相结合的综合防治对策。总体目标:通过制定山洪灾害防治规划,因地制宜,提出防治山洪灾害的对策措施,坚持人与自然的和谐,减少致灾因素或减缓致灾因素向不利方向演变的趋势,建立和完善防灾减灾体系,提高防御山洪灾害的能力,减少山洪灾害导致的人员伤亡,促进和保障我国山丘区人口、资源、环境和经济的协调发展。8.2 危险区、警戒区和安全区危险区是指山洪灾害发生频
49、率较高,将直接造成区内房屋、设施的严重破坏以及人员伤亡的区域。此区域应严格管理,严禁在此区域搞开发建设。警戒区是指介于常遇山洪和稀遇山洪影响范围之间的区域。该区域山洪灾害发生频率相对较低,在此居住和修建房屋必须要有防护措施,以减轻灾害危险。若降雨将达临界雨量或雨强,区域内人们需能及时接收到预警信号,紧急有序地撤离,往预先划定好的安全地带转移,避免人员伤亡和财产损失。安全区是指不受稀遇洪水影响,地质结构比较稳定,可安全居住和从事生产活动的区域。安全区也是危险区、警戒区内人员避灾场所。228.3 滑坡灾害防治规划基本要求:典型区域的选取根据特有的地质环境以及滑坡的分布特点,按滑坡易滑地层的组成,划
50、分典型滑坡类型,在此基础上,兼顾考虑滑坡成因、规模、稳定性、危害以及山洪对滑坡作用形式的多样性等因素,合理选取典型区域,力求广泛的代表性和示范性。(1)现状调查查明典型区域滑坡数量、类型、危害、成因及稳定性、时空分布规律。收集、整理滑坡防治现状资料,分析已采取的防治措施的作用,总结防治经验,分析存在的问题。(2)滑坡灾害风险区划按照山洪灾害风险图“三区”划分规定,根据灾害可能发生的程度和范围,划分危险区、警戒区和安全区。(3)滑坡成因及其危害分析地质环境、主要滑坡类别、滑动破坏模式及规模;收集历史灾害及损失资料,研究今后对当地社会的危害等。(4)防治对策滑坡的防治,应遵循“以防为主、防治结合”
51、的原则。根据滑坡灾害的特点,其防治方法划分为搬迁避让、监测预警、工程治理三种类型。搬迁避让:受影响不稳定或潜在不稳定、对人民生命财产安全构成威胁、但工程治理难度或投资很大,即其效益小于搬迁避让,而且搬迁避让可行的滑坡。监测预警:受影响,虽有向不稳方向发展的趋势,但尚未出现明显的不稳定迹象,对人民生命财产安全有威胁但威胁相对较小的滑坡。工程治理:受影响不稳定或潜在不稳定、对人民生命财产安全构成重大威胁、工程治理可行且其效益大于搬迁避让的滑坡。防治措施包括非工程措施与工程措施,其中非工程措施主要有搬迁、避让、监测预警、生态保护、退耕还草还林、改水田为旱地、不乱挖乱填等。工程措施主要有截排地表水地下
52、水、改变滑坡几何形态(卸荷减载反压)、支挡加固(挡墙、抗滑桩、格构锚固、护坡防冲、导流等)、改变滑体滑带物理力学性质(如注浆等)。根据上述防治对策,对典型区域内的滑坡选择适宜的防治措施。(5)环境影响分析在对典型区域生态环境现状调查与分析的基础上,结合滑坡防治规划中的各项具体措施,分析其对区域环境的影响。从区域生态环境可持续发展的需要出发,对规划方案的优化提出建议。(6)投资与效益分析估算投资,评价规划防治措施实施后的社会效益、经济效益、生态效益。(7)主要附表、附图对需采取工程措施治理的滑坡,应绘制滑坡平面地质图、地质纵剖面图。填写典型区域滑坡灾害防治规划工程量及投资表附图:典型区域滑坡灾害
53、风险图、典型区域滑坡灾害防治措施规划图,比例尺均为1:1万。238.4 典型区域山洪灾害防治规划内容(1)现状调查调查、收集、整理区域气象水文、地形地质、生态环境、经济社会等规划相关资料,分析区域山洪特点、危害及时空分布规律,研究已采取的非工程措施和工程措施在防治山洪灾害中的作用,总结防治经验,分析存在的问题。(2)山洪灾害风险区划按照前述山洪灾害风险图“三区”划分规定,根据灾害可能发生的程度和范围,划分危险区、警戒区和安全区。(3)经济社会发展对洪灾防治的要求析现状山洪防治形势,根据近期、远期经济社会发展规划,提出经济社会发展对山洪防治的要求。(4)总体规划根据区域山洪的特点、防治现状和防灾
54、形势,因地制宜地制定非工程措施与工程措施相结合的综合防治规划方案。1)非工程措施健全和完善有关法律法规,特别是山洪灾害重点防治区内退耕还林和移民搬迁生态环境保护等方面的政策;法律、法规得到严格执行。根据山洪特点,编制山洪灾害防治预案,建立山洪灾害预防领导、指挥及组织机构,进行山洪灾害普查,明确山洪灾害范围与影响程度,确定避灾预警程序和临时转移人口的路线和地点。加强山洪灾害风险宣传教育,通过报纸、广播、电台、电视等多种媒体进行宣传,增强群众防灾、避灾意识。建设监测、通信、预警系统。根据山洪灾害风险图,调整山洪灾害易发区土地利用结构。加强河道管理力度,控制水土流失,严格禁止侵占行洪河道行为,疏通洪水宣泄渠道。建立由各级政府部门负责的群测群防组织体系,编制组织结构图。2)工程措施治工程措施主要有:疏浚河道、开辟泄洪道、上游建库拦蓄、修建堤防及拦挡措施等。要因地制宜选择工程措施,根据选定工程措施,确定工
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