海洋地质灾害

1、海洋地质灾害研究小组海洋地质灾害小组汇报人：张天然第一小组组长：文梅第一小组组长：文梅成员：张超莹、杨慧敬、刘花、刘茹、张琳研究内容：海洋地质灾害基本概念和分类成员：张丽萍、申宇、朱磊、王丽艳、卫宝立研究内容：国内外发生的海洋地质灾害成员：胡秀芳、于雅琼、韩雪、马景刚、黄敏研究内容：海洋地质灾害探测方法成员：吴召富、张明全、张天然、张亚楠研究内容：海洋地质灾害研究发展趋势地球科学海洋学海洋地质学海洋地质灾害 海洋地质灾害概念海洋地质灾害概念 国内外发生的海洋地质灾害国内外发生的海洋地质灾害 海洋地质灾害探测方法海洋地质灾害探测方法 海洋地质灾害研究发展趋势海洋地质灾害研究发展趋势提纲提纲 1.

2、1什么是海洋地质灾害什么是海洋地质灾害? “灾害”(Hazard) “地质灾害”(Geo logical Hazards) 1.1什么是海洋地质灾害什么是海洋地质灾害? 海洋地质灾害海洋地质灾害定义：定义：在在海洋海洋中发生的地质灾害中发生的地质灾害由于地质作用由于地质作用使自然环境恶化，造成人类生命财产毁损及人类使自然环境恶化，造成人类生命财产毁损及人类赖以生存的资源、环境严重破坏的事件。赖以生存的资源、环境严重破坏的事件。 研究范围研究范围：海岸带地质灾害、中国管辖海域的地：海岸带地质灾害、中国管辖海域的地质灾害及部分深海和大洋。质灾害及部分深海和大洋。 海洋地质灾害研究小组发生、发展发生

3、、发展和分布的规和分布的规律和特点。律和特点。 内动力地质条件内动力地质条件: 地震地震 火山火山 新构造运动新构造运动 外动力地质条件外动力地质条件 海平面上升、海水海平面上升、海水入侵、滑塌、软土入侵、滑塌、软土层层 其他海底不稳定性其他海底不稳定性海底陡坎、侵蚀沟、海底陡坎、侵蚀沟、海底浅层气。海底浅层气。 人为地质条件人为地质条件 沿海的不合理开发沿海的不合理开发造成的污染和破坏造成的污染和破坏; 过度开采地下水造过度开采地下水造成地面下沉等成地面下沉等分类原则：主要考虑致灾的动力条件分类原则：主要考虑致灾的动力条件 1.2 海洋地质灾害分类海洋地质灾害分类 1.2 海洋地质灾害分类海

4、洋地质灾害分类结合地理环境因素考虑，可进一步分类结合地理环境因素考虑，可进一步分类 1.3 海洋地质灾害性质（1）成因的复杂性：）成因的复杂性： 地质地质内动力内动力成因成因地震、火山地震、火山 地质地质外动力外动力成因成因滑塌、塌陷滑塌、塌陷 人为因素人为因素造成造成挖沙、筑堤、围海引起的冲挖沙、筑堤、围海引起的冲刷、淤积、海侵刷、淤积、海侵 多种因素促成多种因素促成海平面上升海平面上升海洋地质灾害研究小组（2 2）发生的阶段性：）发生的阶段性： 活动有阶段性孕育、能量储存时期即为应变聚集、释放 季节性、年际性受台风、寒潮季节性影响；大洋环流、大气环流年际性影响。（3 3）重现与复发性：）重

5、现与复发性：地震带中地震多发，火山带内火山常复发。（4 4）继发与并发性：）继发与并发性：多种灾害先后或同时发生，如太平洋两侧的火山、地震、海啸等。（5 5）灾害的必发性和减灾的可能性）灾害的必发性和减灾的可能性 必发性：自然规律使然，必然发生、迟早会发生。 可减性：监测、预报、防灾、救助、恢复。海洋地质灾害研究小组 地质灾害的发生概况地质灾害的发生概况危害较大的地质灾害事件危害较大的地质灾害事件著名的海洋地质发生区域著名的海洋地质发生区域1.海洋地震海洋地震3.海底滑坡海底滑坡2.海底火山海底火山4.海岸侵蚀海岸侵蚀5.海水入侵海水入侵频发的海洋地质频发的海洋地质灾害灾害 2.1 海洋地震

6、环太平洋地震带环太平洋地震带浅源大地震最多，深海海沟的分布也最广浅源大地震最多，深海海沟的分布也最广泛，据统计，世界上约泛，据统计，世界上约85的地震海啸发生在这里。的地震海啸发生在这里。 我国沿海地带地震我国沿海地带地震 发生频度分布特点发生频度分布特点:北部沿海高于南部沿海。北部沿海高于南部沿海。 渤海盆地是华北著名地震带，地震发生频率玻其他地区高，渤海盆地是华北著名地震带，地震发生频率玻其他地区高，而且烈度强，危害大。而且烈度强，危害大。海洋地质灾害研究小组1969年渤海湾发生年渤海湾发生74级大地震，造成级大地震，造成10人死人死亡，亡，353人受伤，倒塌房人受伤，倒塌房屋屋4万多间，

7、总经济损失万多间，总经济损失约约5000万元以上。广东、万元以上。广东、福建、台湾、江苏、山东福建、台湾、江苏、山东和河北沿海，虽然地震频和河北沿海，虽然地震频度不高，但曾多次发生破度不高，但曾多次发生破坏性地震。坏性地震。 历史上曾发生的重大地震海啸海洋地质灾害研究小组 2.2 海底火山海底火山 海底活火山主要分布在大洋中脊和太平洋海底活火山主要分布在大洋中脊和太平洋周边区域。周边区域。 我国近海暂时未发现有海底火山存在。我国近海暂时未发现有海底火山存在。海洋地质灾害研究小组 2.3 海底滑坡海底滑坡 19291929年年1111月，加拿大东部纽芬兰岛附近海月，加拿大东部纽芬兰岛附近海域发生

8、里氏域发生里氏7.27.2级地震，海底液态沉积物受级地震，海底液态沉积物受到震动影响发生倾泻，引发海啸，造成到震动影响发生倾泻，引发海啸，造成2727人丧生。人丧生。 我国浙闽沿海，如杭州湾、长江口沿岸，我国浙闽沿海，如杭州湾、长江口沿岸，也有许多近岸海底滑坡发生，它主要是由也有许多近岸海底滑坡发生，它主要是由于于工程设计和施工不当工程设计和施工不当以及以及大潮波浪作用大潮波浪作用引起的。引起的。 海洋地质灾害研究小组 2.4 海岸侵蚀海岸侵蚀世界上有世界上有7070淤泥质海岸遭受侵蚀。淤泥质海岸遭受侵蚀。我国目前几乎所有的开敞的淤泥质海岸和我国目前几乎所有的开敞的淤泥质海岸和70%70%左右

9、的砂质海岸都遭受侵蚀。左右的砂质海岸都遭受侵蚀。20062009年龙年龙口口烟台海域海岸烟台海域海岸侵蚀示意图侵蚀示意图-单道地震、多道地震、浅地层剖面测量、旁侧声纳扫描、单波束单道地震、多道地震、浅地层剖面测量、旁侧声纳扫描、单波束水深测量、多波束水深测量和海底地震勘探技术水深测量、多波束水深测量和海底地震勘探技术电导仪法回声测深仪、旁侧扫描声呐、地层剖面仪回声测深仪、旁侧扫描声呐、地层剖面仪1、海洋地震及次生灾害的调查方法、海洋地震及次生灾害的调查方法2、海水入侵的监测、海水入侵的监测3、近岸工程的海洋地质灾害现象及其探测方法、近岸工程的海洋地质灾害现象及其探测方法 2.5 海水入侵海水入

10、侵 我国东部沿海，从南方的北海市到东北的我国东部沿海，从南方的北海市到东北的大连市，特别是北方沿海经济区，如环渤大连市，特别是北方沿海经济区，如环渤海经济区的山东、河北和辽宁沿海都有不海经济区的山东、河北和辽宁沿海都有不同程度的海水入侵现象。同程度的海水入侵现象。 海洋地质灾害研究小组 3.1海洋地震及次生灾害的调查方法 地震调查技术方法地震调查技术方法 定义：通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性, 以实现地质勘探目标的一种物探方法。海洋地质灾害研究小组 原理：是利用人工震源( 如高压气枪、电火花、声学换能器等) 快速地以一定的时间间隔向海水释放能量, 获取并记录不同岩性的岩层反射波或折

11、射波, 经过室内处理后,气象水文海洋仪器Mar. 2009可以得到时间剖面、深度剖面、构造图、等厚图等,通过分析解释, 可以得到海底的地层结构、深层断裂分布以及各种潜在的地质灾害因素资料, 从而达到海洋油气远景评价等多种地质目的。 3.1海洋地震及次生灾害的调查方法 （1）单道地震）单道地震 浅水单道地震：浅水单道在工程地质调查中有着重要作用。 深水单道地震：目前我国主要深水单道地震调查设备为Delph Seismic数字记录系统, 以GI枪或大容量电火花作为震源。 （2）浅层剖面测量）浅层剖面测量 地层结构：海底下地层的分布、厚度和沉积相等; 构造情况：断层分布、规模、断层性质, 洼陷与隆起

12、等; 地质灾害因素：断层、埋藏古河道、浅层气、底劈等; 基岩埋藏深度 （3）单道地震）单道地震 海底地貌和海底障碍物调查海洋地质灾害研究小组 3.1海洋地震及次生灾害的调查方法 （4）单波束水深测量）单波束水深测量 根据调查海域测量深水的变化, 控制换能器发射不同频率的单波束波场, 接收海底传递回来的单波束反射波, 通过仪器计算水深的方法 （5）多波束水深测量）多波束水深测量 是一种条幅式的水深测量技术, 即系统每发射一次可同时计算。对水下地形地貌进行大范围全覆盖地测量及实时声纳图像显示, 结合实时GPS 定位, 可以迅速获得各种比例尺的地形图和DTM 数字高程图, 其测量结果可以精确地反映细

13、微的地形变化和目标物情况。 （6）海底地震勘探技术）海底地震勘探技术 将检波器直接放置在海底的地震观测系统 其探测和观测结果可以用于研究海洋地壳和地幔的速度结构及板块俯冲带、海沟、海槽演化的动力学特征, 也可以用于研究天然地震的地震层析成像以及地震活动性和地震预报等。 海洋地质灾害研究小组 3.2 海水入侵的监测 原理原理：水样电导率的变化与其所含化学成分及其矿化度有密切关系,当它们的浓度较低时,电导率随浓度的增大而增加,因此,该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。海洋地质灾害研究小组 利用电阻率法监测咸淡利用电阻率法监测咸淡水界面的运移是研究海水入水界面的运移是研究海水入侵的一种重要技术

14、方法。因侵的一种重要技术方法。因此此, ,依据电导率与电阻率之依据电导率与电阻率之间的关系间的关系, ,有效测定水中的有效测定水中的电导率便可确定海、咸水入电导率便可确定海、咸水入侵的变化规律。侵的变化规律。 3.3 近岸工程的海洋地质灾害现象及其探测方法海洋地质灾害研究小组 1、高新技术的应用 2、深海地质灾害的研究 3、海洋地质灾害的非线性科学研究 4、海洋地质灾害的定量研究海洋地质灾害研究小组 1、高新技术的应用 深潜技术海洋地质灾害研究小组可直接观察、拍摄可直接观察、拍摄海洋地质活动海洋地质活动 1、高新技术的应用 广域差分广域差分GPS定位系统（定位系统（WADGPS ） 多次偏移和

15、滤波的图像信息处理技术多次偏移和滤波的图像信息处理技术 水下无人遥感摄影技术水下无人遥感摄影技术海洋地质灾害研究小组 2、深海地质灾害的研究 大洋中存在丰富的多金属结核矿产资源。人类对大洋矿产资源开发时，大洋中存在丰富的多金属结核矿产资源。人类对大洋矿产资源开发时，需要作有关矿区工程地质评价和地质灾害区划，以及深海采矿所造成需要作有关矿区工程地质评价和地质灾害区划，以及深海采矿所造成的人类地质作用引起的灾难预测等。的人类地质作用引起的灾难预测等。海洋地质灾害研究小组世界上最大的海底有线局域网世界上最大的海底有线局域网加拿大海王星加拿大海王星”提供生态系统、水柱变化、地质变提供生态系统、水柱变化

16、、地质变化等信息。化等信息。主要是用于监测地震动力学现象。主要是用于监测地震动力学现象。 “恐怖的海底坑洞” 卡内基海脊几千个大大小小的坑洞，整体面积竟然达到了50万平方千米。 这些坑洞的掏挖者是由浮游植物和海水共同组建的联合阵容。 在海水中释放出6 0万亿吨的碳酸盐，这其中就有 7.2万亿吨的碳元素 ， 这个数字占到了海洋中碳元素总储量的 2 0 。海洋地质灾害研究小组Where？Who？How？ 3、海洋地质灾害的非线性科学研究 引入混沌动力学、分型理论、突变理论等非线性引入混沌动力学、分型理论、突变理论等非线性科学理论，研究海洋地质灾害的非线性机制，为科学理论，研究海洋地质灾害的非线性机

17、制，为定量研究打下基础。定量研究打下基础。 4、海洋地质灾害的定量研究 在长期定量观测的基础上，采用模糊数学等数学在长期定量观测的基础上，采用模糊数学等数学方法，建立海洋地质灾害的数学模型，对海洋地方法，建立海洋地质灾害的数学模型，对海洋地质灾害进行定量评定和预测。质灾害进行定量评定和预测。海洋地质灾害研究小组 1 洪海粟洪海粟,周建钰周建钰.海洋地质灾害的类型、特征与研究趋势海洋地质灾害的类型、特征与研究趋势J.海洋地质动态海洋地质动态,1998:07. 2 高亚峰高亚峰,中国与加拿大海洋地质灾害类型之比较研究中国与加拿大海洋地质灾害类型之比较研究J.海洋信息海洋信息,2007:03. 3 董月娥董月娥,左书华左书华. 1989年以来我国海洋灾害类型、危害及年以来我国海洋灾害类型、危害及特征分析特征分析J.海洋地质态海洋