湖南省城市地质调查监测所
摘要:近年来,随着经济的发展,各种能源的开采,给城市地质造成了影响。地质方面的干预力度不断增加,工业开发、建筑施工、区域资源挖掘等都会对其造成较大的变化,随之而来的地质灾害也日趋严重。地质灾害的种类比较多,同时造成的破坏范围比较广,有些区域甚至是出现了连续性、大规模的地质灾害。城市地质灾害防治应根据客观情况做出深入的分析,加强地质灾害前后变化的评估,切实掌握好地质灾害带来的影响,坚持在未来的防治机制上得到更好的创新。
关键词:城市;地质灾害;防治对策
引言
近年来,在国家倡导的新型城镇化战略的背景下,地市地质工作得到进一步加强和深化,城市地质在服务国土空间规划编制,促进地下空间利用,支撑重大工程选址和建设,推动城市地质资源合理开发利用,在生态环境修复与地质灾害防治方面也发挥了重要作用。地质灾害是影响城镇经济开发的主要因素,对其进行研究分析,有助于帮助明确经济开发期间可能遭遇的风险,进而及早采取应对方案,保证开发过程顺利进行。
1城市地质灾害发育特征
城市是特殊的社会地理区域,一般具有人口高度集中、经济总量规模大、地质环境改造强烈、对地质资源依托程度深的特点,地质环境作为城市建设的载体,在城市规划建设中起着至关重要的作用。在复杂的地质环境背景和强烈的人类工程活动的影响下,当城市化进程超过了地质环境容量和资源承载力,便会产生各种各样的城市环境地质问题,危害城市安全和可持续发展。
根据近年来工作情况,湘西北主要存在的城市地质灾害表现为崩塌、滑坡、地面塌陷、管涌等。
2常见的城市地质灾害类型分析
2.1崩塌、滑坡
这类灾害诱发原因可分为自然和人为,其中自然原因指的是,断续面岩体边坡下降导致滑坡时;边坡在风化作用下,逐渐改变边坡形状,降低边坡稳定性,引起崩塌、滑坡。特别是在雨季,风化作用最为突出,这时软岩和硬岩之间的较大差异将在硬岩中产生,由于结构表面切割,其自身重力蠕动,导致岩体崩落;人为因素指的是,在城市建设过程中,边坡脚不合理开挖导致边坡应力场发生变化,导致岩体断裂。随着边坡的逐渐破坏,旧裂纹不断扩大,在这种情况下,岩石切口失去稳定性,导致崩塌、滑坡。崩塌、滑坡一般易造成直接的人员伤亡和经济损失。
2.2地面塌陷
城市塌陷主要为采空塌陷与岩溶塌陷。岩溶塌陷一般指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体,在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。岩溶地面塌陷多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布区。
采空塌陷一般指由于采矿活动形成采空区而诱发的地面突然出现塌陷坑。采空塌陷在煤矿中普遍发生,在一些大中型有色金属矿山亦较发育。激发塌陷的直接诱因是降雨、洪水、地震以及抽水、排水、蓄水、采矿、机械震动等其它人类工程活动。
2.3泥石流
泥石流是指原本岩土体结构十分稳定的山坡受到外界因素的干扰,出现岩土体松动的情况,在遇到强降水天气时,松动的岩土体会在雨水冲刷作用下随洪水一起滚落,形成泥石流。泥石流产生的原因是外界因素导致的地质结构不稳定,一般在附近存在岩土工程、挖掘施工时,会扰动山体地质结构,进而影响山坡上岩土体的稳定性,从而在暴雨的影响下产生泥石流。泥石流产生的自然因素是暴雨、暴雪等天气,导致山坡地质结构受到影响,从而造成土体滑落,引发泥石流。。
2.4管涌
管涌是洞庭湖区堤防险性发生多而危害最重的险种这一,分布广,面积大,具有突发性,成群成段。它所造成的主要地质灾害是淹没田地并使江河大堤安全、稳定性受到严重的威胁。所谓“千里之堤,溃于蚁穴”,管涌是堤基溃决的一大隐患。当它进一步发展即可造成大堤的塌溃,而形成轻则导致附近房屋开裂、倒塌,重则导致溃皖,给人民的生命财产造成严重损害。
2.5地下水灾害
地层中水环境在一段时期内会保持结构的稳定,基本不会发生变化,但遇到特殊情况时,也会使地下水位发生巨大变化。通常来说,地下水有补给源,如果补给区域中的水量过大,地下水就会上涨。地下水位抬升,容易造成盐渍化、沼泽化、破坏部分土体结构、降低强度、软化土地。地下水的减少往往是人的原因(例如开采过程中的矿床排空、上游建设大坝、大量的人工灌溉、水库建设过程中从下游取水等),地下水位下降会减小孔隙水压力,导致土壤中的有效应力增大,软土的附加固结压缩,造成大面积地面沉降,引起建筑物变形,海水入侵或地下洞室突水等。同时,地下水升降变化频繁,也会使岩土发生膨胀和收缩,并产生裂缝,对建筑物产生一定的破坏。此外,由于地下水的变化,岩土层中的铝、铁、胶结物等有机物质损失,使岩土体的水分孔隙增大,土质疏松,岩土承载力降低,使城市建设中出现许多问题。
3城市地质灾害防治策略
3.1宣传培训
积极开展对干部、受威胁群众、教师学生、抢险救灾人员等的地质灾害常识普及工作,同时进行地质灾害防治知识宣传培训工作。宣传培训主要采取深入灾点现场宣传、专题讲座、防灾减灾宣传活动日等方式进行,讲解地质灾害判别方法、预防措施、避险方法等,增强群众防灾意识和能力。实现受地质灾害隐患威胁群众宣传培训全覆盖,提高群众识灾、防灾、避灾的意识和能力,调动基层广大干部群众识灾、辨灾、报灾、避灾的主动性和积极性。
3.2野外监测及相关设备平台
监测预警是城市地质灾害防治中非常关键的工作,总体分为野外监测设备和室内监测平台。①野外监测设备。滑坡监测主要包括地表变形、降水量、地声、岩土体含水率等,泥石流除需进行与滑坡类似的监测外,一般还要进行泥位监测和视频监测。如可以安装使用Geophone地声监测仪、雨量计、ForsafeH885双摄像头红外线摄相机等来组合配套监测泥石流灾害。②监测预警系统平台。地质灾害监测预警系统平台,通过结合专业的地质灾害监测设备和数据分析技术,实现地质灾害的监测及预警功能。系统具有稳定可靠的采集、显示、存储、数据通信、管理、系统自检和报警功能;系统具有远程控制功能,可实时查看监测地点的孔隙水压变化、水位变化、降雨量、位移变化等信息,若监测值超过设定阈值,则会触发报警,提醒相关人员及时到达现场进行处理。
3.3建立完善的应急处置方案
在进行地质灾害防治的工作中,工作人员还要结合具体情况建立完善的应急处置方案,这就需要工作人员首先明确地质灾害的特征,如隐蔽性、突发性等,在此基础上建立一个完善的数据信息收集平台,将此系统平台与搬迁治理系统进行连接,通过实现信息共享,搬迁治理系统能够及时得到信息收集平台所反馈的地质灾害相关的信息,然后拟定合理的躲避、搬迁、避让方案,将地质灾害对居民的人身以及财产造成的威胁降到最低。
制订应急处置方案的同时,还要明确地质灾害应急处置原则。在具体的工作中要统一指挥,落实规范管理、优先救人,妥善处理善后,明确划分相关机构的职责,保证各项措施的有序落实,将地质灾害对人民群众的生活与社会发展造成的影响控制在最小的范围内。一些学校和企业有较为宽阔的场地,地质灾害防治部门应该加强与学校及企业的沟通,使其能够承担起集中灾民的责任和义务。防灾减灾部门还要对一些地质灾害应急设备进行定期维护,保证其随时能够投入使用。政府部门还要适当地加大在灾后人员安抚工作的力度,避免受灾群众出现灾后后遗症。当地群众如果发现存在地质灾害的隐患,要及时向地质灾害防治部门进行汇报,这就要求地质灾害防治部门要通过应用互联网技术与信息技术建立信息反馈平台,为人民群众及时进行信息反馈提供通道。地质灾害防治部门接到群众的汇报后要及时进行现场勘查,根据具体情况做好应急预案,落实分级管理,不断强化地质灾害的防治效果。
根据我单位技术支持的临澧县刻木山乡黄鳌村建兴石膏矿地面塌陷应急调查相关资料,该区地面塌陷地质灾害形成了2处地面塌陷坑。
根据现场调查,地面塌陷位于矿界内,该矿已停产。石膏矿采用房柱法开采,长期开采石膏矿往往形成一定规模采空区,再加上开采不规范等原因,保安矿柱等无法承受上覆岩土体自重而破裂,采空区上伏岩土体逐渐向下陷落,最终在地表形成塌陷坑,判定地面塌陷类型为采空塌陷。地面塌陷共损毁房屋4栋,造成直接经济损失约450万元,由于响应及时,紧急疏散群众几百人,未造成人员伤亡。该项目被评为十大避险成功案例。
在工程治理方面,相关部门还要加强对建设工程的立项管理,加强对工程建设环境、建设技术、建设材料等因素的控制,尤其要加强对施工建设过程的全面管理,保证各项施工操作的规范性,避免操作不当引发地质灾害。另外,在人员搬迁方面,相关工作人员还要及时向人民群众讲解搬迁的原因和搬迁的具体方案,使人民群众能够得到妥善的安置。地质灾害防治部门还要加强对天气情况的预测,采用专业的天气预测工具对未来几天甚至十几天内的天气状况进行监测分析,进一步掌握当地地质环境的变化动态,如果发现出现暴雨天气要及时转移,加大巡查力度,积极做好地质灾害预防工作。
3.4制定完善的环境评价体系
地质灾害防治部门工作人员还要制定完善的环境评价体系,在利用区域地质环境时,要明确地质环境的自身特点,因为大部分地质环境本身就具备公益性、基础性以及服务性等多项特征,在进行地质勘查和环境调查中要根据具体的工作内容以及形式选择具体的地质环境评价方式,对本区域内地质环境的安全情况进行准确的判断。通过实施分类建设,进一步提高地质环境的利用率,在促进社会经济技术水平提升的同时,为社会发展提供优质的服务,缩小地质灾害波及的范围,降低地质灾害造成的危害程度。在对区域环境进行评价的过程中,要注意所采用的方式的可行性与实用性,完成地质灾害危险性控制监控任务后,还要促进当地生态环境的可持续发展,地质灾害防治人员要具备缜密的思维和开阔的视野,结合具体情况探索出一些新的思路。在制定区域地质环境评价体系时可以从以下几个方面进行。首先,要保证工程地质环境的质量,合理地划分工程各功能的区域,对地质环境的工程容量进行准确的评估,对地质灾害防治策略进行有效的调控,总之就是要根据不同的区域特征、服务对象对地质灾害防治工作的任务进行划分,选择合理的防治对策。其次,还要加强对工程地质安全环境的建设,这就会涉及地质环境相关信息及区域内外相关因素,对可能出现地质灾害的风险性和可能性进行预测,通过对地质环境的安全性评价,也能够在很大程度上避免建设工程建设过程中一些不规范行为造成的地质灾害风险。所以为了能够有效降低地质灾害的发生概率,地质灾害防治人员要不断树立可持续发展理念,加强对地质环境的建设,提高地质环境的利用率,促进人与自然的和谐相处,实现人类发展与自然环境发展的有效结合。地质灾害防治人员还要站在可持续发展的角度上来实现地质环境的建设,从而建立完善的工程地质安全环境体系,保障各工程建设的规范化进行,进一步提高地质环境的利用率。
3.5排危除险
由于受地质灾害威胁户数人数较多,避险搬迁费用较高、农民搬迁意愿不强、选址困难导致进展缓慢,一些地质灾害隐患点无法通过避险搬迁方式进行消除,针对这类隐患点,城市主要采取的方法是排危除险。依托地勘单位专业技术力量,在详细探明隐患类型、成因机制、规模大小、威胁范围、危险程度等的基础上,提出最经济合理、科学有效的排危除险方法,分期分批进行治理,有效遏制地质灾害隐患扩大。
3.6加强对地质灾害的动态监测
自然环境和人类活动是造成地质灾害的两个原因,在城市建设时,施工人员需要在作业之前对当地地质环境进行详细的勘察,合理设计施工方案,确保施工对地质环境的扰动较小。同时,施工人员还需对容易出现地质灾害的部位进行监测,如地质松软的山坡位置、下面空虚的山体、存在空洞的岩土工程等,需要重点监测这些位置,关注岩体的变动情况。与此同时,相关部门还要对当地的自然环境进行监测,实时监测地质水文情况和降水量的变化,当监测指标超过一定范围时,应立刻发出预警,提醒施工人员做好准备,加强防护。
3.7构建专业的救援体系
我国地理环境较为特殊,不同地区由于自然环境的不同,产生的地质灾害也有很大差异,这为制定统一的救援和应急措施带来了巨大阻碍。构建专业的救援体系时,要结合实际的地质灾害情况进行全面分析,针对不同的灾害采取不同的救援措施。若区域内任何地区发生了地质灾害,都可以及时派出救援团队。救援团队中,不仅需要配置救援人员,还要配备医疗人员。同时,救援管理部门也要经常组织演练,提高救援团队的专业性。救援管理部门还要针对不同的地质灾害制定有针对性的救援方法,在遇到问题时候能够快速地做出反应。目前,我国的救援体系主要依靠政府部门的力量,公益及社会资本构建的专业救援体系还不够完善,整体的救援能力较差。因此,政府要做好引导,鼓励社会资本参与到救援体系中,逐步完善公益救援体系。
结语
总之,做好地质灾害防治工作,对保护人民群众生命财产安全,维护全省经济社会大局稳定,具有特殊重要的意义。各地要以极端认真负责的精神,牢记总体安全“国之大者”,心系平稳发展“省之要者”,切实把地质灾害防治工作做细、做深、做实,坚决守牢不发生群死群伤的金标准,确保人民生命财产安全。
参考文献
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[3]李永健,唐德胜,马志刚.四川省地质灾害防治形势及对策研究[J].四川地质学报,2020,40(04):677-678.[A1]
作者简介;邢旭言,1992.02,男,籍贯河南省驻马店市,汉族,本科,水工环地质工程师,研究方向水工环地质。
[A1]是否换个其他的,什么中国啊,湖南啊,这类