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关键词:义县 泥石流 防治
一、自然概况和地质环境条件
1.自然概况
1.1位置与交通
泥石流沟位于义县大榆树堡乡石匣子村的黄砬子和黄金贝两个自然村,中心点地理坐标为东经121°34′40″,北纬41°28′26.0″,距离义县中心直距35km,有公路相通,交通方便。
1.2气象条件
勘查区地处中温带,属于大陆性季风型气候。年内大多数时间受西伯利亚和蒙古的干冷气团的影响,盛行西北风,气候干寒,只在夏季受海洋气候影响,多偏南风,气候较湿润,故属于半干旱向半湿润的过渡地带。境内四季分明,雨热同季,日照充足,太阳辐射强,水分不足,温差较大。
年平均气温为8.2℃,无霜期年平均157天,年平均降水量为533.7mm,最多为946.6 mm(1994年),最少为301.7mm(1999年),日最大降水量318.5mm,时最大降水量74.8mm,10分钟最大降水量29.2mm。降水量季节变化明显,冬季最少仅7.7mm,春秋季在70mm~84mm。
1.3水文条件
大凌河为区内主要河流,泥石流沟谷冲出区为大凌河的二级支流,属季节性河流,只有雨季有水。沟域内没有水库、湖泊等地表水体,因此,泥石流暴发的水源主要为降雨。
2.地质环境条件
2.1地形地貌
泥石流沟沟域地形属构造侵蚀低山地形,沟域内总体上地形较陡峻,崩塌、滑坡、不稳定斜坡等不良地质现象较发育。
泥石流沟谷总体上为V型谷地貌,沟域平均纵向长度3.0km,平均宽度1.34km,沟域面积3.96km2,泥石流主沟位于沟域中间。沟域最高点位于南端,高程625.4m,最低点位于北端沟口,高程200m,相对高差425.4m。
2.2地层岩性
区内主要出露太古代晚期混合岩(M1)和第四纪地层(Q)。
太古代晚期混合岩分布于沟域内,为浅灰色。全风化层厚1.0~1.5m。
第四纪地层主要为泥石流堆积物(Q4sef)和冲洪积物(Q4pl+al),主要分布于泥石流沟下沟段沟中和沟口扇形地区、各支沟扇形地区等。
2.3地质构造
勘查区所处大地构造单元为阴山东西复杂构造带中段东端与大兴安岭―太行山新华夏系构造隆起带的交接部位。区内以新华夏系构造体系为主,属于医巫闾山背斜西翼,轴向大致呈“NE向”20~25°。区内无断裂带。
2.4水文地质条件
勘查区地下水按赋存状态分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水二类。松散岩类孔隙水含水岩组主要由第四系各种堆积物组成,含水层岩性为中粗砂含砾、砂砾石、砾卵石及砂砾石含粉土。含水层不稳定,为薄层及透镜体,导水性、富水性差异较大,水质较好。
基岩裂隙水富水性较差,涌水量一般小于200m3/d,地下水化学类型多为SH-C型水,矿化度小于0.5g/l,PH值7左右。地下水主要补给来源为大气降水和冰雪融水。据水质检测,区内地下水无侵蚀性。
2.5生态环境条件
沟域生态环境类型可分为农业生态区、林地生态区和居民点等三种生态环境类型。
整个沟域总体上以林业生态区为主,且沟域上游林地覆盖率高于下游,总体上林地植被发育,生态环境良好,植被覆盖率达80%以上;居民点主要分布于沟谷中下游两侧及沟口泥石流堆积扇区,为主沟和支沟泥石流的主要威胁对象;农业生态区主要围绕居民点周围分布,主要集中于泥石流沟中下游沟谷两侧坡地上,主要农作物为玉米和蔬菜。
3.人类工程活动
沟域内人类工程活动强度较低,区内居民主要为黄金贝和黄砬子村村民,居住于沟谷中下游及沟口泥石流堆积扇区,村民活动以农耕为主,主要种植玉米、蔬菜等作物,耕地主要沿沟两岸坡地分布,对周边植被未造成大的破坏,基本未发现不合理人类工程活动引发地质灾害的现象。
二、泥石流形成条件分析
1.地形地貌及沟道条件
泥石流沟沟域内山高坡陡,平均坡度在25°以上,沟谷纵坡18°,有利于雨水的汇集,为泥石流水源的汇流集中提供了基础。同时,由于地形较陡峻,为崩塌、滑坡等不良地质现象的发育提供了有利条件,为泥石流增加了松散固体物源,且沟谷纵坡较大,也为松散固体物质的搬运和参与泥石流活动提供了有利的地形条件。根据地形地貌及沟道条件,将泥石流沟沟域划分为泥石流形成区(清水区)、形成流通区和堆积区。
2.物源条件
泥石流松散固体物源较丰富,主要分布于泥石流主沟至沟口两岸及各支沟中下游地段。物源类型主要包括崩滑堆积物源、沟道堆积物源和坡面侵蚀物源等三类。经计算共计有松散固体物源量350.05×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为19.46×104m3。
3.水源条件
泥石流的水源主要来源于大气降水。由于泥石流均发生在雨季,春季冰雪融水一般不会成为引发泥石流的水源,此外,沟域内地下水不丰富,不构成引发泥石流的主要水源,沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体,因此连续降雨或暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源,连续降雨或暴雨是泥石流的主要激发因素。
三、泥石流基本特征
1.泥石流灾害史及灾情、危害性分析
1.1泥石流灾害史及灾情
勘查区泥石流沟为老泥石流沟,但有文字记载的只有一次,即1994年发生的泥石流灾害。
1994年8月9日早7时,沟域内多条支沟爆发泥石流,此次暴发的泥石流共造成2人死亡,冲走牲畜12头,摧毁房屋17间,农田全毁113亩,半毁70亩,冲毁果树3300株,村路6km,高压电线杆5根600延长米,低压线20根1000延长米,广播线5km,累计直接经济损失约139.45万元。
1.2泥石流危险区范围及险情
泥石流危险区范围主要为沿沟两岸预测最高泥位线以下区域,泥石流危险区面积为0.39km2。泥石流威胁对象主要为黄金贝和黄砬子村的居民点、果树及农田等,据调查访问,泥石流现威胁居民住户共90余户400余人、房屋300多间。因此,该泥石流目前险情属中型,进行勘查和治理显得必要而紧迫。
2.泥石流基本特征值的计算
由于缺乏泥石流监测资料,因此,泥石流基本特征值的计算主要参照和利用野外调查和访问获取的泥位、沟道断面特征等进行,计算指标的确定主要根据拟设泥石流治理工程的需要,除对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量等常规指标计算外,还结合拟建工程部位特点,对拟设拦挡工程部位泥石流整体冲压力、爬高和最大冲起高度等进行计算和校核。计算结果见表表1。
四、泥石流发展趋势分析
1.泥石流易发程度评价
根据泥石流沟域基本特征和参数,按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DT/T0220―2006),对泥石流易发程度数量化进行评分,泥石流主沟评分值为72,各支沟评分值为73~80分,均为轻度易发泥石流沟。
2.泥石流的发生频率
根据前述对泥石流灾害史的调查,勘查区以往泥石流的灾害记载仅1994年一次。该沟发生较大洪水的周期约为5年,但多次洪水均未诱发泥石流,这说明泥石流的发生并非与洪水的周期直接相关。从近期泥石流灾害史看,由于沟内植被较发育,纵坡降较缓,沟内崩塌、滑坡等不良地质现象较发育,坡面侵蚀物源较少,因此,诱发大规模泥石流的可能性很小,但引发泥石流灾害的可能性仍然存在,据此估算,50年内可能发生2次泥石流灾害,泥石流的类型为低频泥石流。通过野外调查和基本特征值的计算,泥石流容重为1.50t/m3,泥石流固体物质重度γH=2.69t/m3,最大的一次泥石流冲出量为Q=0.92×104m3,固体物质冲出总量约为QH=0.78×104m3,泥石流规模为小型。
3.泥石流发展阶段及发展趋势预测
根据访问和调查,勘查区泥石流的形成主要和其流域的地形地貌以及气候有关。较为丰富的松散固体物质,局域的集中降雨是泥石流形成的关键因素。按照泥石流发展的阶段划分,泥石流目前正处于发展期。
泥石流沟流域内的人类活动,主要是物源区居住的居民对物源区植被的破坏,如砍伐树木和陡坡垦荒等,导致生态环境恶化。随着人们对地质环境认识的提高,破坏地质环境、陡坡耕种、砍伐林木等现象将大大减少,植被覆盖率将与日俱增,沟谷、岸坡稳定性将增强,泥石流发生的频率与规模也将会呈现递减趋势。
目前,该泥石流沟危险性为中型,在上述环境保护措施下,泥石流危险性将向小型发展。
五、泥石流防治方案建议
根据泥石流的勘察成果,在深入分析该泥石流沟的沟谷特征、活动性状、危险性、发展趋势、影响因素、危害特征等的基础上,提出泥石流的治理工程方案。
1.防治工程设计参数建议
1.1降雨量参数
按50年一遇暴雨强度进行设计,根据计算,按P=2%计算求得的1小时设计雨强为69.77mm。
1.2泥石流固体物源参数
该沟泥石流松散固体物源量350.05×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为19.46×104m3,按泥石流发生频率将呈现由高至低的过渡变化过程,预计其50年内可能发生泥石流2次左右,则固体物质冲出总量约为1.56×104m3左右。
1.3泥石流运动特征参数
按50年一遇暴雨强度的设计标准,泥石流主要运动特征参数统计见表1。
1.4工程部位岩土特征参数
泥石流治理工程部位地基土以冲洪积物或泥石流堆积的碎块石土为主,基岩埋深为0.6~8.4m,治理工程地基置于碎块石土或基岩上,根据取样试验结果及类比相似地区工程地质参数及查表,确定其主要工程地质特征参数为:松散碎块石土地基承载力120Kpa,稍密碎块石土地基承载力280Kpa,中密碎块石土地基承载力450Kpa,密实碎块石土地基承载力750Kpa;强风化混合岩地基承载力500Kpa,中等风化混合岩地基承载力1500Kpa。
1.5抗震设计参数
根据辽宁省地震动力参数区划、反应谱特征周期(Tg)区划图(比例尺1:4000000),区域地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度按Ⅵ度设防。
2.防治工程方案建议
在综合分析该泥石流沟的形成条件、沟谷特征、活动性状、危险性、发展趋势、影响因素、危害特征以及对泥石流基本特征值的计算等的基础上,提出泥石流的治理工程方案(见图1)。
分别在泥石流主沟上、中、下游及各支沟处布置8座格栅坝,格栅坝是用于稀性泥石流和水石流的一种工程结构,它能拦蓄泥石流中粗大颗粒,排走泥沙、细砾和流体中的自由水,使进入沟谷的泥石流很快被疏干,达到水石分离的作用。因此修建格栅坝可以稳拦物源和削峰减流,减少到达主沟下段的固体物质量,降低泥石流容重,并调节下游泥石流洪峰流量,保护流通堆积区居民的生命财产安全。
六、地质灾害防治效益评估
1.经济效益评估
据前述泥石流险情的统计,泥石流危险区内现有居民共90余户400余人,房屋300多间,果树万余株及农田等,险情级别为中型。
泥石流防治工程可保护上述危险区内人民的生命财产安全,为地方带来良好的经济效益。
2.社会效益评估
通过对泥石流采用工程措施结合生物工程措施进行防治,可有效保护危险区内人民的生命财产安全,将促进区内经济和社会的稳定与发展,提高区内居民的生活质量,由此带来的社会效益将是非常显著的。
3.环境效益评估
泥石流防治工程是一项综合性措施,不仅通过工程治理,减轻灾害对危险区内人民生命财产安全的威胁,并结合采用生物工程等措施,使治理工程与环境相协调,结合地方政府实施植被恢复和水土保持工程,可有效改善当地地质环境条件,减少水土流失的危害,从而消除区内已恶化的生态环境,人为的为区内居民创造一个安居乐业的生活环境。
4.减灾效益评估
泥石流防治工程本身是针对地质灾害采取的工程防治措施,工程治理将结合泥石流的危害现状、发展趋势等进行,通过泥石流防治工程的实施,可有效地保护当地人民的生命财产安全,其减灾效益也将是非常显著的。
(一)重点防范时段和灾害类型。根据我区地质环境条件、人类工程建设活动的强度,结合汛期气象趋势预测,2009年地质灾害多发时段仍主要集中在3—9月,区内大部分地区春、梅汛期地质灾害的发生机率略高于去年,台汛期地质灾害的发生机率与去年持平。春、梅汛期地质灾害重点防范期为日降雨量50毫米以上,或连续大雨3天以上、过程降雨量大于100毫米的时段,需重点防范的地质灾害为高陡边坡崩塌及滑坡。台汛期地质灾害重点防范期为台风降雨开始时至台风过后降雨停止后48小时时段,需重点防范的地质灾害为山区滑坡、崩塌、小流域泥石流。
(二)重点防治对象。双桥、太真、上方、黄坛口、湖南、大洲等乡镇汛期降雨强度大,地质环境复杂,现状地质灾害隐患众多,属地质灾害重点防治乡镇。重点防治对象是:大中型水库岸坡、新建新修简易公路沿线、山区中小学、闭坑矿山的采空区及弃渣堆放点、旅游风景点内险要地貌处、开挖强度较大的民房及稳定性较差的泥石流隐患沟等。
全区需重点做好防范的地质灾害隐患点共7处:
1、列入市级以上重点地质灾害(隐患)黄坛口乡下呈村泥石流和上方镇界头村后山滑坡隐患防治点,由所在乡镇设立防灾明白墙,并根据《*市*区地质灾害防治规划》及防治现状确定年度防治任务、目标,编制防灾预案,交区国土局备案。
2、列入区级重点地质灾害(隐患)防治点5处,即黄坛口乡黄泥岭村桃源滑坡隐患、上方镇姐妹山滑坡隐患、上方镇大坪地村石灰石矿弃渣堆泥石流隐患、杜泽镇庙前枧头坞村泥石流隐患、双桥乡黄蒙村泥石流隐患。上述地质灾害(隐患)所在乡镇要逐点编制具体的防灾方案,并认真做好监测预警工作。
二、地质灾害现状
我区是*省地质灾害易发县(市、区)之一。根据《*市*区地质灾害防治规划》,全区地质灾害易发区的面积约1196平方公里,占全区总面积的68%。截止20*年底,我区共分布地质灾害隐患点47处。其中滑坡13处,占28%;崩塌13处,占28%;泥石流19处,占40%;地面塌陷2处,占4%。地质灾害隐患威胁人员419户1736人,财产5599万元。滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害隐患主要分布在低山、丘陵区,由于残坡积物相对较厚,修路、建房削坡、矿山开采、开垦种植等人类工程活动较多,破坏了山坡的平衡状态,易诱发滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害。岩溶地面塌陷隐患主要分布在覆盖型岩溶比较发育的上方镇,冒顶地面塌陷隐患主要分布于石煤、方解石等坑采矿山较多的上方、峡川等乡镇。
三、地质灾害防治的主要任务
(一)拟订和实施年度地质灾害防治方案。地质灾害重点防治乡镇要结合地质灾害防治工作实际,针对重点防治对象,拟订年度地质灾害防治方案,并报区国土局备案。要认真分析本地区地质灾害的发生发展趋势,特别注意自然因素和各类工程建设活动引发地质灾害的种类、分布范围、发生时间等规律,制定有针对性的防范措施。要进一步明确并落实汛期地质灾害防治责任制,特别要根据农村基层干部调整变动情况,及时明确责任人、监测员,并加强对新增人员的培训。汛前要组织一次地质灾害隐患点的排查,重点检查人口密集的城镇地区、交通干线、旅游风景区、及山地斜坡地带、河流两侧边坡、库岸、矿山采空区及等地质灾害易发区域,及时排除隐患。
(二)完善突发性地质灾害应急体系。各乡镇(街道)要进一步完善突发地质灾害应急预案,补充抗台风及暴雪低温气象条件下地质灾害防御的应急管理内容,并注意避灾地点安全性的评估,确保预案启动实施中的有效性。要适时组织应急预案的实施演练,增强快速反应和应急处置能力。地质灾害重点防治乡镇要结合汛期防洪,建立、健全地质灾害应急处置和救援队伍,设立安置区,并配置必要的应急装备,增强应急处置能力。
(三)抓好小流域泥石流地质灾害防御工作。小流域泥石流地质灾害防治,对保障我区人民群众生命财产安全,建设社会主义新农村具有重要意义。各乡镇(街道)对于已查明的泥石流隐患,要充分结合当地山区小流域的整治,制定切实可行的防灾措施。威胁人员众多、危害严重的,要在汛期前编制完成防灾预案,确定监测人员,落实防灾责任人及防灾措施。在安排年度地质灾害搬迁避险及工程治理工作时,也要充分考虑小流域泥石流地质灾害的防灾要求,优先安排项目和资金,切实保证受威胁区人民群众生命财产安全。
(四)开展地质灾害隐患点的勘查与治理、搬迁避让。各乡镇(街道)要加强地质灾害隐患的勘查与治理、搬迁避让。规模较大、危险性大,危害严重的地质灾害隐患点,在勘查的基础上实施工程治理;对经勘查比选后认定,防治必要性迫切,但治理技术难度大、经济不合理、自然环境条件差、不适宜人居的灾害点,则实施搬迁避让;对规模较小、危害较轻的地质灾害隐患点,主要用简易监测措施来监测灾体的地表位移,通过预警预报、临时避险等方式摆脱地质灾害威胁。通过勘查治理、搬迁避险和预警预报项目的开展,最大限度地降低地质灾害隐患的威胁,保证当地人民群众生命财产安全。
(五)加强矿山地质灾害防治。我区上方、灰坪、太真区域是*市三大石灰石集中开采区之一,有关部门及所在乡镇要加强管理,落实责任,加大矿山地质灾害防治力度。对废弃矿山,应进行削坡、复垦还绿,消除隐患;对生产矿山,应结合矿山生态环境恢复要求,边开采、边治理、边复绿;对待采、待批矿山,要按照开采利用方案、地质灾害危险性评估要求,严格管理、规范采矿行为。
(六)强化工程建设与运行的地质灾害防治。凡在地质灾害易发地区进行工程建设、新建矿山、移民迁建、旅游开发等,以及在地质灾害易发区内编制城市总体规划、村庄和集镇规划,必须进行地质灾害危险性评估。加强对评估成果的监督检查。要定期或不定期地对地质灾害危险性评估成果和评估报告中提出的地质灾害防治措施落实情况进行抽查或监督检查。对防治措施落实不到位,“三同时”制度执行不彻底的建设工程,要及时下发整改通知书,迟迟不整改的,要按照《地质灾害防治条例》加以处罚。
(七)做好新农村建设中的地质灾害防治工作。各乡镇(街道)、各有关部门在旧村改造、新村选址、移民迁建及基础设施建设中,要尽量避开地质灾害易发区,需在地质灾害易发区进行集中居民点、重要工程设施建设的,须按相关规定进行地质灾害危险性评估。为保证农民建房能选择一个安全的地质环境,预防人为引发地质灾害,对在地质灾害易发区内拟建房的农民宅基地,国土部门委托有资质的单位进行逐户调查,填写评估表,按用地批次合成一个评估报告,统一报批。我区农村“康庄工程”沿线存在较多的滑坡、崩塌隐患,在汛期,各乡镇(街道)要加强道路沿线边坡的巡查,发现问题及时采取防范措施。
(八)抓好交通及水利工程沿线、山区中小学、风景名胜区地质灾害防治。我区部分交通及水利工程沿线、山区中小学、风景名胜区,存在一些地质灾害隐患。在进行详细调查的基础上,相关部门要根据实际情况,编制防灾预案,对存在较大地质灾害隐患的地段,要提出治理方案,进行工程治理。
四、职责分工
(一)区国土部门。
1、根据地质灾害防治规划,编制年度地质灾害防治方案,指导乡镇(街道)建立和完善防灾网络,落实防灾责任人和灾害隐患点监测责任人。
2、加强年度防治方案落实情况的监督、检查,严格汛期值班制度,坚持灾情巡查制度和落实灾情速报制度。
3、对发生的地质灾害进行调查,查明灾害发生的原因、规模和造成的危害及今后发展趋势,提出地质灾害防治意见。认真配合当地乡镇(街道)核查因地质灾害冲毁、淤积的耕地情况,帮助房屋倒塌灾民落实重新建房用地。
5、加强地质灾害易发区内建设工程地质灾害危险性评估工作的管理,对防治措施的落实情况进行监督。
(二)区水利部门。加大水利建设工程项目的地质灾害防治工作力度。对易发区内进行水利建设工程的,督促业主单位进行地质灾害危险性评估。对有人员居住的大中型水库岸坡,要进行地质灾害详细调查,划分易发地段,落实监测、巡查责任。汛期之前,对病险山塘水库、盘山水渠渗漏引起的滑坡、抽取地下水引起的塌陷等进行认真检查,制定切实可行的防灾措施。灾情发生后,迅速查明水利工程损毁情况,制定损毁工程修复方案,及时抢修被毁水利工程。
(三)区交通部门。加大交通建设项目的地质灾害防治工作力度。对易发区内进行交通建设工程的,督促业主单位进行地质灾害危险性评估。对边坡未治理的交通沿线,要进行详细调查,划分地质灾害易发地段,落实监测、巡查责任。对因公路建设而引发的地质灾害,督促业主单位,及时治理,消除隐患。汛期加强地质灾害隐患较多公路沿线巡查。
(四)区教育部门。位于地质灾害易发区,受地质灾害隐患威胁的山区中小学,须编制防灾预案,落实防治措施。对在地质灾害易发区进行中小学新建、改建、扩建的,督促业主单位进行必要的地质灾害危险性评估。汛期加强山区中小学地质灾害防治工作检查。
(五)区旅游部门。加大风景名胜区的地质灾害防治工作力度。位于地质灾害易发区内重要风景名胜区,编制防灾预案,落实防治措施。对在地质灾害易发区进行旅游工程建设的,须督促业主单位按要求进行地质灾害危险性评估。汛期加强风景名胜区地质灾害防治工作检查。
(六)区规划、建设部门。地质灾害易发区内未进行地质灾害危险性评估的建设项目,不予审批。对农村集镇建房,必须严格按规划建设,远离地质灾害危险区。
(七)区农业、林业部门。认真落实防灾责任制,对不宜耕种的山地,要督促乡镇、村坚决退耕还林、封山育林,地质灾害隐患点上的水田应改为旱地,滑坡体上严禁全垦造林。
(八)区财政部门。落实必要的防灾网络建设和地质灾害动态巡查、监测的工作经费。在灾害发生时,落实受灾人员救助资金和灾害治理资金。
五、地质灾害防灾对策和措施
(一)加强领导,落实防治责任。地质灾害防治是事关人民生命财产安全的大事,也是政府维护社会公共安全的重要职责。各乡镇(街道)、各有关部门要将地质灾害防治作为重要日常工作,主要负责人负总责。要强化责任落实,并把地质灾害防治列入年度工作责任制考核目标。凡有地质灾害隐患的乡镇(街道)都要成立地质灾害防治工作领导小组,由乡镇(街道)行政主要负责人任组长,对辖区内的地质灾害防治工作负总责,同时监督指导地质灾害点所在村成立地质灾害监测小组。区地质灾害防治领导小组办公室要加强对各有关乡镇(街道)、部门防灾工作责任制等制度和措施落实情况的检查和督促,对发现的问题要及时抓好整改落实。有关部门要做好地质灾害防治资金的落实。
关键词:矿山开采;地质环境问题;环境保护和治理恢复
中图分类号:F407文献标识码: A 文章编号:
随着我国经济规模的不断扩大,国力的不断增强,上世纪末期各类矿山无序开采引发的矿山地质环境问题越来越突出,因矿山开采引发的地表塌陷、崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害,给国家造成严重的经济损失并威胁到人民的生命财产安全。各类风景名胜区、自然保护区内及国道、省道及高速公路两侧各种建材厂及矿山的开采形成大量高陡掌子面,基岩直接,无植被覆盖,而其周边植被发育正常,从而导致掌子面基岩与周边环境不协调,宛如一个个伤疤分布在青山绿水中,整体形象极不和谐,严重影响视觉效果。
1、矿山地质环境问题
⑴、矿山地质灾害问题
由于传统矿山开采很少进行矿坑回填,造成地质塌陷等情况极易发生。按照地质灾害发生的时间快慢,可将其分为两大类,一类为突变地质灾害,如地震、泥石流、崩塌、滑坡、水土流失等。另一类为缓变性地质灾害,如沙漠化、荒漠化、地面沉降等。由于矿山开采对周边水资源的污染和水位的下降影响了植被的生长,造成矿山岩层出现松动,为滑坡、崩塌、泥石流的发生创造了条件。在矿山开采过程中,岩石的应力发生改变,以前的岩石应力均衡被破坏,以及矿石废渣的乱堆乱放,已造成边坡的不稳定,在外力的诱发下,极易产生滑坡、崩塌及泥石流灾害。
⑵、矿山废弃物问题
矿山废弃物的治理是地质环境治理的基础,矿山废渣、废石、弃土对于矿山地质环境有着重要的影响。废弃物的堆积造成矿山周边压占土地、破坏植被,影响了原有地貌景观及周围水环境。另外有的矿山废弃物长期受阳光照射、雨水淋滤、空气的风化,废弃物中存有的重金属对矿山周边环境会造成污染。因此,要加强对废弃物的治理。
2、矿山地质环境的治理方法
⑴、矿坑回填
合理利用废弃矿渣进行矿坑回填,可以极大地降低矿坑回填资金的使用。通过废弃矿石与沙石的合理配比进行回填,一方面减少了回填使用材料带来的资金与物质浪费,另一方面也对废弃矿渣有了很好的处理。
⑵、水资源治理
矿山环境治理中水的治理非常重要。应加快矿山选矿过程中水处理设备的投入,选矿水重复利用,将污水进行处理后再进行排放。同时,加快矿山植被的恢复,通过树木种植、草皮移植等方法恢复矿山植被,防治滑坡、泥石流的发生。由于矿山生产过程中地下水资源的疏排,造成水资源的减少,甚至会造成地表河流及泉水的干涸、植被的消失。另外矿山由于排水,疏干了附近的地表水,浅层地下水得不到补充恢复,影响植物生长,破坏了周围的生态环境,最终使矿区土地石化和沙化。这种情况的治理是一项长期的工作,通过水资源治理、植被治理,逐渐恢复矿山周边土壤水分以及植被,恢复土地含水量是治理矿山土地荒漠化的唯一方式。
3、矿山地质环境恢复与保护的意义
矿业的开采虽然对我国经济发展起到了巨大的促进作用,但是,也对矿山环境造成了严重的破坏。针对我国矿山环境现状,加强我国矿山环境保护与治理,通过复合治理方式,拦、排、护、整、植等多种方式相结合的方法,加快我国矿山环境与保护,这对我国生态环境保护有着重要的意义。
⑴、加强矿业地质环境保护制度建设,推进我国矿山环境保护。为了更好的推进我国矿山环境保护工作的进行,国土资源部下达了《矿山地质环境保护规定》第44号国土资源部令; 《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与治理恢复方案编制审查及有关工作的通知》等有关规定、规范,并在全国范围内组织了数期学习班,对此进行了认真的讲解与学习。
⑵、加快我国矿业开发与环境保护人才培养,促进我国矿山地质环境保护工作的推进。矿山环境必须应用先进的科学技术来实施。加强科学技术在矿山环境保护中的应用,特别是要加强对矿山的综合利用和尾矿、煤矸石、矿渣等开发利用的科研投入和生产开发研究工作。这样既可减少环境地质问题,起到保护环境的作用,又可以避免资源浪费。另外,还要通过高等教育专业人才培养以及对在职人员的再培训等方式,加快我国矿山地质环境保护人才培养,促进我国矿山地质环境保护的实施。
⑶、加快矿业“三废”回收利用技术的应用,促进矿山地质环境保护实施。在矿山开采过程中,“三废”的回收、利用,对于矿山地质环境保护有着重要意义。通过采用先进的采选技术和加工技术,提高矿山资源利用率,对于加快我国矿山环境保护有着重要的推动作用。
⑷、关于矿山地质环境综合治理与防护的分析。在进行矿山地质环境治理与防护过程中,要系统开展地质环境调查与研究,加强区内地质环境监测。建立政府引导,市场运作机制,治理区内环境。保护环境的成功经验说明,加强科学技术研究和应用,推进矿山“清洁生产”,发展“绿色矿业”。加强对矿山开采导致的滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的防御和治理的研究。
4、矿山地质环境保护与恢复治理项目的体会
⑴、亟待建立灾害治理项目预算标准体系
地质灾害治理工程施工项目工艺复杂,采取治理措施形式较多,本人在进行矿山地质环境保护与恢复治理方案编制过程中发现现地质灾害治理工程只能借鉴参考《土地开发整理项目预算定额标准》(财政部、国土资源部)、《工程勘察设计收费标准》(发改委、建设部)等相关标准。不同单位、不同项目采用标准不一,亟待有关单位出台统一的地质灾害防治工程勘查、设计及施工、监理等相关收费标准,对地质灾害治理行业收费进行规范。
⑵、要深入研究矿山地质环境问题形成的机理
矿山地质环境问题的形成机理要通过采取地质调查、工程钻探、地球物理勘探及地球化学勘探等多种手段,查明形成的机理、根源及影响和控制要素。
⑶、重视地质灾害防治工程的勘查设计
所有环境地质问题的产生根源要依靠勘查工作去查明,作为设计工作的基础,勘查工作要根据不同的灾害类型及其所处地质环境等条件采取不同的勘查手段。要充分研究地质灾害的成灾机理,针对问题的根源进行治理设计,在设计过程中要充分考虑设计的适用性和实用性,既要经济合理,又要科学可行。
⑷、矿山地质环境保护与恢复治理相结合
在灾害治理施工中要充分考虑施工措施对周边环境的影响,同样也要考虑到施工措施可能引发新的地质灾害,要做到矿山地质环境保护与恢复治理的和谐统一。
参考文献
【关键词】地质灾害;形成条件;防治;易发区;重点防治区;淳安县
1 前言
淳安县位于浙江省西部,其地理坐标为:东经118°20′24″~119°20′33″,北纬29°11′20″~30°02′08″。县域北接临安市,南连常山县、衢州市,西南与开化县相邻,东与建德市、桐庐县接壤,西与安徽省黄山市、歙县毗连。全县辖23个乡镇,总面积约4427km2,人口45.27万人,为浙江省面积最大的一个县。淳安县交通较为便利,以公路、水路为主,全县公路总里程达2200多公里,沟通千岛湖镇至全县各乡镇,特别是环湖公路和杭千高速公路的建成后,淳安内、外往来更加便捷。
2 地质灾害类型及其特征
2.1 地质灾害类型
淳安县是浙江省地质灾害点最多的县,全县共调查地质灾害及其隐患点609处,其类型主要有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等四种。以滑坡最多,达369处,占灾害点总数的60.6%;其次是崩塌156处,占灾害点总数的25.6%;泥石流80处,占灾害点总数的13.1%;地面塌陷4处,占灾害点总数的0.7%。灾害规模以小型为主,达590处,中型16处,大型3处。
2.2 地质灾害主要特征
2.2.1 滑坡
淳安县境内共有369处滑坡,是淳安县主要的地质灾害类型,占地质灾害总数的60.6%。滑坡分布于全县各乡镇,分布较为广泛。
淳安县滑坡按斜坡滑动与否,可分为现状滑坡与潜在滑坡两类,其中现状滑坡210处、潜在滑坡159处;按力学性质划分,以牵引式滑坡为主,推移式滑坡次之;按物质成分划分以土质滑坡为主、碎块石滑坡次之,少量岩质滑坡;按滑体厚度划分,以厚度小于10m的中浅层滑坡为主,深层滑坡较少;按稳定性划分,目前基本稳定的滑坡居多,不稳定的滑坡较少。
2.2.2 崩塌
淳安县共有156处崩塌,占灾害点总数的25.6%。其规模多为小型崩塌,按陡峻斜坡崩塌与否,可分为现状崩塌与潜在崩塌两类。
现状崩塌分布较少,主要集中在富文乡、千岛湖镇等地,常发育于人工开挖形成的陡峭斜坡上,基岩节理裂隙发育,岩石较破碎,个别岩块处于临空、半临空状态,坡面防护差,崩塌物以基岩碎块为主。潜在崩塌主要分布于新开环湖公路两侧,多发育于人工开挖的陡峭斜坡上,特别是新建公路两侧边坡,坡度大多在50°~80°,局部近直立,岩体节理裂隙发育,较破碎,局部岩块临空面大,顶部有张裂隙发育。县域内潜在崩塌较发育,个别点规模较大,潜在危害较大。
2.2.3 泥石流
淳安县共有80处泥石流,占灾害点总数的13.1%,零星分布于全县各地,其规模以中型、小型为主,其中,中型泥石流17处、小型泥石流63处。泥石流流域面积大多在0.15~3.0km2、个别可达10km2以上,相对高差120~500m,山坡坡度20°~45°,冲淤变幅0.3~3.0m,泥石流类型均为水石流,容重1.47~1.75,易发程度为轻微易发~中等易发。
2.2.4 地面塌陷
淳安县仅有4处地面塌陷,分布于碳酸盐岩岩溶地貌区。形状为圆形、方形、长条形,深0.4~20m,为溶洞型地面塌陷,目前仍有发展趋势。
3 地质灾害形成条件
3.1 地形地貌条件
地形条件控制着地质灾害产生的临空条件和势能,斜坡愈陡其稳定性愈差。经实地调查,县域内地质灾害的原始斜坡坡度普遍大雨30°。此外,在低山丘陵区,往往为风化剥蚀强烈地区,风化坡积层厚,人类工程活动频繁,各种工程建设项目多,自然平衡遭受破坏,常成为地质灾害多发区。
3.2 地层岩性条件
淳安县地层发育比较完整,岩性变化大,岩体工程地质特性空间变化较复杂,以第四系松散地层及全、强风化岩层为代表的软弱岩土体分布广泛。软弱岩土体,由于工程地质条件差,岩石易风化、破碎,抗剪能力弱,易发生地质灾害。如下寒武统荷塘组、大陈岭组发育地质灾害点达90处,占地质灾害点总数的14.8%;中下志留统康山组及上奥陶统长坞组,发育地质灾害点为102处,占地质灾害点总数的16.8%;上侏罗统劳村组发育地质灾害点58处,占地质灾害点总数的9.6%等;地质灾害类型以现状滑坡、潜在滑坡为主。以火山熔岩、熔结凝灰岩、块状碳酸盐岩为主的地层,岩石较坚硬、完整性好,抗风化、抗剪性能强,较大规模的地质灾害不易发生,其地质灾害类型往往以中小型现状崩塌-潜在崩塌为主。
3.3 构造地质条件
断裂构造及褶皱构造的发育,直接影响岩体的完整程度,降低了岩石的抗压、抗剪强度,如汾口镇汪家桥-商界村一带的地质灾害点发育直接与北东向断裂构造有关;石林镇NE-SW一带,地质灾害点的发育主要与以文昌组(O3w)为核部的背斜构造有关。
3.4 人为因素
区内地质灾害多与人工切坡、植被破坏、坡顶加载等有关。
人工切坡:淳安县为一山区县,道路、建房等工程建设均不可避免的需开挖山体,改变了斜坡的自然坡脚,破坏斜坡的原始平衡状态,形成地下水位降落,软弱结构面在边坡上出露,使斜坡应力集中于斜坡前缘,从而使斜坡失去平衡而产生滑动等变形。
植被破坏:农业耕种、采伐森林、开荒造地等,破坏植被,改变斜坡结构,常诱发斜坡变形。
坡顶加载:在可能引发地质灾害的斜坡体上建房,增加了斜坡的负荷,使斜坡势能增大,从而导致斜坡失稳滑动。
4 地质灾害易发区和重点防治区
4.1 地质灾害易发区
地质灾害易发区是指具备发生地质灾害的地质环境条件,容易或可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发区是相对而又岁时间变化的概念。考虑地质灾害的形成有其自身的形成条件和外部的诱发因素,因此,根据地层岩性、地质构造、地形地貌、气象水文、人工工程活动等,结合县域内地质灾害调查与区划等成果资料,将全县划分为地质灾害高易发区、中易发区、低易发区和不易发区。
全县共划分出11个高易发区,面积583.4km2,占全县总面积的13.2%,区内有地质灾害点330处,占全县灾害点总数的54.3%;7个中易发区,面积为2104.6km2,占全县总面积的47.5%,区内有地质灾害点228处,占全县灾害点总数的37.5%;7个低易发区,面积为1568.5km2,占全县总面积的35.4%,区内有地质灾害点50处,占全县灾害点总数的8.2%;2个不易发区,面积为170.5km2,占全县总面积的3.9%。
4.2 地质灾害重点防治区
按照以人为本的原则,根据地质灾害易发区划分结果,综合考虑淳安县经济社会发展、城镇及重要工程建设布局、旅游开发、人类工程活动等,划分地质灾害重点、次重点和一般防治区。
全县共划定地质灾害重点防治区三片,总面积958.19km2,占全县陆域面积的24.09%。该区共有主要地质灾害点32处,占全县现有主要地质灾害点的26.45%,受主要地质灾害点威胁的人数615人,威胁资产532.8万元。
全县共划定7片地质灾害次重点防治区,共计面积约671.79km2,占全县陆域面积的16.89%。该区基本包括了重点防治区外的其它地质灾害高易发区、主要集镇和交通干线、人口较为集中、工业相对发达的地区。区内共有主要地质灾害点43处,占全县主要地质灾害点35.54%,其中滑坡32处、崩塌7处、泥石流4处。区内总计受主要地质灾害点威胁的人数1407人,财产1347.15万元。
除地质灾害重点、次重点防治区外的区域均为一般防治区,总面积约2347.38km2,占全县陆域面积的59.02%。区内现有主要地质灾害点46处,其中滑坡23处、崩塌8处、泥石流13处、地面塌陷2处。总计受主要地质灾害点威胁的人数2425人,财产2690.1万元。
5 防治措施建议
鉴于淳安县地质灾害点众多的实际情况,在淳安县地质灾害调查与区划工作基础上,应加强其地质灾害防治工作。淳安县地质灾害防治工作应本着尊重科学的原则,从淳安县地质灾害的分布特征和发育情况出发,结合淳安县国民经济和社会发展的总体规划及生态建设、水土保持等相关专题规划,本着“以人为本”和“以防为主、防治结合”的基本思想,在建立健全群测群防的地质灾害监测系统和预警预报系统基础上,采用工程治理、生物防治、搬迁避让等多种手段,对县域内发育的地质灾害按轻重缓急分期分批进行防治。淳安县地质灾害防治工作中应注意以下几个方面的问题:
(1)群测群防、监测和预警预报是做好地质灾害防治工作,最大限度减少人员伤亡和财产损失的最有效手段。因此,在国土行政主管部门进一步落实地质灾害防治的工作中应特别加强这方面的工作,层层落实责任,签订责任书,加强宣传教育和培训,落实地质灾害的防治预案,加强地质灾害的预警预报工作,做到县、乡(镇)、村三级联防。
(2)淳安县属浙江西部中低山丘陵区,山地丘陵的面积约占全县总面积的80%,山高坡陡,地形地质条件复杂,沉积岩发育,地质灾害易发面积大,自然形成和山区公路建设与建房等人类工程活动形成的各类不稳定斜坡、边坡分布普遍,地质灾害隐患点多。因此,要加强不稳定斜坡的调查评价、监测、勘查及综合治理等方面的工作。
(3)加强对地质灾害危险性评估工作的管理。严格实行地质灾害危险性评估制度和资质管理,规范评估工作程序、内容和方法,提高评估工作质量,加强对评估成果审查的监督和备案,以及对“三同时”制度落实情况进行跟踪管理和监督检查。
(4)地质灾害防治工作是一个庞大而复杂的系统工程,因此,进行地质灾害防治过程中,应注意完善响应的组织机构和规章制度,建立地质灾害专项防治资金并纳入政府财政预算,多层次多渠道筹集资金,加强资金的管理,确保地质灾害防治工作顺利进行。
参考文献:
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[关键词]岩土工程;地质灾害;防治措施
中图分类号:P642.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)29-0168-01
一、广西区岩土类型概况
岩土体是产生地质灾害的物质载体,不同的岩土体类型,产生地质灾害的类型和密度不尽相同。广西境内展布的岩土体类型主要有:岩浆岩类、变质岩类、碳酸盐岩类、海相碎屑岩类、陆相碎屑岩类和第四系土体(系指1比50万地质图中所表述的第四纪沉积物,不包括山体表层所覆盖的第四系残坡积土层,下同。)等六大类型。岩浆岩类主要展布于桂东南和桂东北;变质岩类主要展布于桂东北,桂东南局部展布;碳酸盐岩类大面积展布于桂中、桂西、桂北、桂东等地;海相碎屑岩类主要展布于桂西和桂东;陆相碎屑岩类主要展布于桂南;第四系土体零星展布于区内各地
二、地质灾害的分类
我国地质灾害大致可分为两大类:一,由自然因素引发的地质环境问题,属于自然地质灾害;二,由人为活动引发的地质灾害,属于人为灾害。
三、我国几种常见的地质灾害
由于我国地质结构复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,承灾能力弱,所以形成灾害种类多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重等。这些灾害还在显逐年增长的趋势。所以必须积极有效的做好地质灾害预防工作,采取有效的防治措施,避免和减轻地质灾害给人民生命财产带来损失,保护自然生态环境,促进社会主义经济建设的可持续发展。
1、滑坡
滑坡是指斜坡受各种自然或人为因素影响,导致坡体滑落的地质现象[1]。是岩土工程最为常见的地质现象。造成滑坡的原因较多,自然原因主要有:降雨;地震;地表水对坡脚或坡体的冲刷;融雪等。人为原因主要有:乱砍乱伐,破坏坡体植被;开挖坡脚;堆填加载;蓄水排水等。滑坡主要发生在以下地区:地震带、断裂带等地质不稳定地带;强降雨区以及暴雨多发区;山区各种工程的边坡;峡谷地区以及水域岸坡地带。
2、泥石流
泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流,它的面积、体积和流量都较大,而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域,典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。 泥石流是一种灾害性的地质现象。通常泥石流爆发突然、来势凶猛,可携带巨大的石块。因其高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。泥石流形成的主要原因有:①乱垦滥伐,破坏坡体植被。②对坡体的开挖不合理。③渣、石、土的不合理弃置或堆放。
3、地面塌陷
由于受到地震活动、降雨、地下采矿及大量抽排地下水等因素,土体和表岩在人为或者自然因素的作用下向下方塌陷,并会在地面形成塌陷坑的一种地质现象被称为地面塌陷。地面塌陷按形成原因大致可分为:一,自然塌陷,如暴雨塌陷、洪水塌陷、地震塌陷、重力塌陷等;二,人为塌陷,如坑道排水突水塌陷、采空区塌陷、抽汲岩溶地下水塌陷、水库蓄水或引水塌陷、振动或加载塌陷、地表水或污水下渗塌陷、多种成因复合塌陷等。
4、崩塌
崩塌(崩落、垮塌或塌方)是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。产生在土体中者称土崩,产生在岩体中者称岩崩。规模巨大、涉及到山体者称山崩。主要成因有以下几点:①渠道或水库蓄水出现渗漏;②强烈震动。③矿产资源的开采。④渣填土的弃置或堆放。⑤各种建设工程的边坡开挖。
5、地裂缝
“地裂缝” 地面裂缝的简称。是地表岩层、土体在自然因素(地壳活动、水的作用等)或人为因素(抽水、灌溉、开挖等)作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破坏现象。
6、地面沉降
地面沉降有自然的地面沉降和人为的地面沉降。自然的地面沉降一种是在地表松散或半松散的沉积层在重力的作用;人为的地表沉降主要是大量抽取地下水,地基软弱夹层没有查清,软基处理不当或设计不合理所致。
四、地质灾害防治措施
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。根据致灾的成因确定主要防治途径;根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
1、工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,对于常见的地质灾害的工程防治措施大致有:地下排水、刷方减重、支挡工程、滑带土质改良、遮挡、拦截、护墙护坡、削坡、畜引水工程、储淤工程、排导工程、清除填堵法、跨越法、强夯法、灌注法等。
2、避让措施
(1)雨天避让措施。在暴雨天气采取临时避让措施。对于那些变形山坡比较多,容易引发泥石流等地质灾害的地区,要提前做好预防工作,下雨前做好搬迁准备,以便及时躲避,减少损失。
(2)搬迁避让措施。对一些地区地质灾害危险性大、危害性严重且相对治理防治费用超过搬迁费用或已经做出过防治措施仍多次受到损害或者再建房仍然受地质灾害威胁的,应采用搬迁避让措施,避开地质灾害多发地,尽量减少灾害的损失。
3、生物防治
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
4、国家相关部门应加强监督管理,规范人类各种生产开采活动。据统计,人类活动造成地质灾害的发生的影响远大于正常自然灾害的影响。人为原因导致的地质灾害具有速度快、危害大且危害面积广的特征。
五、结束语
综上所述,岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着我国综合国力不断提高,科学技术不断创新,在地质灾害防治工程中新技术、新方法、新材料的应用也愈来愈广,地质灾害的防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献
[1]翟文辉 杨永军 岩土工程地质灾害预防和防治措施《大科技》2013年 第8期
[2]赵关雄 浅议岩土工程地质灾害防治问题及防治措施 《大科技》2012年 第24期
[3]李扬 浅述岩土工程地质灾害的成因及防治措施 《建筑知识:学术刊》2012年 第8期
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