【安全】地质灾害(2)ppt课件

1、城市灾祸学 主讲人 :范 涛第5篇 地质灾祸第12章 地质灾祸概述第13章 滑坡灾祸及其防治第14章 崩塌灾祸及其防治第15章 泥石流灾祸及其防治第16章 地面沉降及其防治第17章 岩土工程灾祸第15章 泥石流灾祸及其防治 泥石流是产生于山区的一种严重的地质灾难，它是由暴雨、冰雪融冰等水源激发的，含有大量泥沙石块的特殊洪流。其特征往往忽然迸发，在很短的时间内大量泥沙石块如流体普通沿着陡峻的山沟前推后拥，奔腾咆哮而下，地面为之震动，山谷犹如雷鸣，经常给人类生命财富呵斥很大灾祸。第15章 泥石流灾祸及其防治 泥石流的发生开展，与山地环境的构成演化过程息息相关，是环境退化，生态失衡、地表构造破坏、水

2、土流失，地质环境恶化的产物。人口的增长及在山区进展的不合理的消费活动，在很大程度上加剧了泥石流的构成和开展。 泥石流在全球山地广为分布，据现有报道，除南极洲外，其他各大洲几乎都有泥石流活动，泥石流灾祸涉及世界60多个国家和地域。15.1 泥石流的灾祸一、泥石流的破坏与危害1.对居民点的危害 泥石流最常见的危害之一是冲进乡村、城镇。摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所、设备。淹没人畜，毁坏土地，甚至呵斥村毁人亡的灾难。1969年8月，云南大盈江流域弄璋区南拱泥石流使新章金、老章金两村被毁，97人丧生，经济损失近百万元。一、泥石流的破坏与危害2. 泥石流对铁路、公路和航道的危害 (1)据铁路部门资

3、料，铁路是受泥石流危害最严重的部门之一。全国有铁路营业里程为52000km，其中有32000 km在山区，铁路沿线约有泥石流沟6条，要挟着3000km长度的铁道路的平安。泥石流冲毁路基，淤埋车场，切断桥梁，堵塞隧道，乃至呵斥火车颠覆和人员伤亡。成昆铁路、宝成铁路、陇海铁路、兰青铁路、昆明至东川铁路以及辽东半岛的风上线和新修的大秦铁路，都是泥石流灾祸较集中的路段一、泥石流的破坏与危害2. 泥石流对铁路、公路和航道的危害 (2)泥石流对公路的危害更为严重川藏公路、滇藏公路、川滇公路、甘川公路、川陕公路以及中尼公路和中巴公路等，均穿越泥石流发生的山区，常因泥石流灾祸而断道停车。川藏公路是内地通往西藏

4、的交通干道，沿线有泥石流沟近千条，全线长2400km，几乎13以上路段以泥石流灾祸为主，尤以凶猛而宏大的冰川型泥石流为特征。一、泥石流的破坏与危害2. 泥石流对铁路、公路和航道的危害 (3)泥石流对航道开发和江河整治的影响，在我国西南山区也很严重。金沙江航道，有500多条泥石流沟，泥石流将大量砂石运砾倾泄于金沙江之中，构成大小不等的急流险滩，而且常会填江断流。一、泥石流的破坏与危害3泥石流对农田村寨的危害 泥石流或直接吞噬农田村寨，或者因断江河而壅水，淹没沿江两岸的农田村寨和城镇。填塞溃坝后，又以溃决洪水侵袭农田村寨，进而淹没两岸土地和村寨，或冲蚀沟谷，吞食坡地，导致沟谷扩展，耕地锐减，水土流

5、失。 4对矿山的危害 主要是摧毁矿山及其设备，淤埋矿山坑道、损伤矿山人员、呵斥停工停产，甚至使矿山报废。二、泥石流灾祸实例1. 国外泥石流灾难事例 (1)1921年7月8日，原苏联小阿尔马京卡河发生泥石流，呵斥阿拉木图市死亡500多人。 (2)1970年5月31日，秘鲁瓦斯卡兰雪崩堵河溃决型泥石流，呵斥荣盖城死亡18 000人，毁埋荣盖城。 (3)1963年10月9日，意大利滑坡引起水库溃坝型泥石流，死亡2 125人。(4)1985年11月14日，哥伦比亚一火山喷发引起了鲁伊斯水山冰源(波哥大以西150km，海拔5 399m)灾难性融化，导致宏大的泥石流。二、泥石流灾祸实例2. 我国泥石流灾难

6、事例1891年，四川西昌，近千人死亡1954年，西藏桑旺冰湖溃决导致泥石流，死亡407人云南小江流域蒋家沟19191968年，7次堵断小江，淹没农田万亩1984年，死亡117人，伤37人，冲毁建筑4.5万m2，大小家畜360头，农田500多亩，经济损失11000多万元。1985年，冲毁和淤埋铁路桥6座，隧洞4座，毁坏路基12处，中断铁路行车6个月，小江水位上升10米，切断公路运输3个月。北京地域2004年9月10日四川凉山州德昌县乐跃沟泥石流灾祸 2004年7月5日和7月19日德宏、盈江、腾冲泥石流灾祸。 灾情回放2004年7月4日22：30至5日20：30，德宏州盈江县、陇川县和瑞丽市普降暴

7、雨，迸发多处泥石流、滑坡和山洪，死亡17人，死亡家畜4200多头，死亡家禽2万多只，损毁房屋2万间，受灾人口17.4万人，直接经济损失5.3亿元。1 中国大陆初次出现台风泥石流2004年8月中旬“云娜台风登陆东部海岸，导致浙江温州高强度降雨，过程雨量达916mm，激发了大范围泥石流和山洪，在浙江省温州市乐清市北部山区3个乡镇呵斥了重现期百年以上的艰苦灾祸。台风暴雨引发的泥石流在台湾地域非常普遍，但在大陆地域呵斥严重灾祸的还是第一次。 三、中国2004泥石流成灾特点2 年内多次成灾云南德宏州于2004年7月5日暴雨激发泥石流构成严重灾祸；仅2周后，于7月19日又由于暴雨再次产生特大泥石流灾祸。一

8、个月内在一样或相邻地域接连发生特大灾祸，特别是大范围特大灾祸的情形，在中国乃至世界泥石流减灾史上都是鲜见的，这对今后的减灾任务是一个很大的启示。三、中国2004泥石流成灾特点3 在植被好的地域大范围迸发泥石流普通以为植被可以有效控制泥石流的构成条件。2004年7月接连发生在云南盈江、腾冲的泥石流，其流域内植被覆盖度在7080%之间，被覆良好，但是这些地域依然出现大面积泥石流。三、中国2004泥石流成灾特点4 选址不当是呵斥人员死亡的主要缘由在山区，由于选址不当而导致大量人员死亡的实例很多，普通位于泥石流危险区的房屋被冲毁，呵斥群发性的死亡。此外，由于没有充分认识到泥石流的危险区，一些暂时性的活

9、动场所选址不当也会呵斥大量人员伤亡。 三、中国2004泥石流成灾特点5 低频性泥石流常呵斥严重灾祸 由于这些沟谷长期未发生泥石流，人们对泥石流灾祸的防备认识冷淡。低频性的泥石流沟平常不发生泥石流，物质积累多，一旦迸发泥石流那么为大规模泥石流。因此，低频性泥石流沟一旦发生泥石流，就会产生严重损失。 三、中国2004泥石流成灾特点15.2 泥石流的分类及构成条件一、泥石流的分类按物质组成分类由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流以粘性土为主，含少量砂粒、石块，粘度大的叫泥流由水和大小不等的砂粒、石块组成的叫水石流一、泥石流的分类按物质形状分类粘性泥石流粘性大稠度大，石块处于悬浮形状稀性泥

10、石流分散性大石块以滚动或跃移方式运动一、泥石流的分类按物质形状分类粘性泥石流粘性大稠度大，石块处于悬浮形状稀性泥石流分散性大石块以滚动或跃移方式运动一、泥石流的分类其他分类：冰川泥石流，降雨泥石流沟谷型泥石流，山坡型泥石流大型、中型、小型泥石流开展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流二、泥石流构成的条件1.客观条件泥石流的构成必需同时具备以下三个条件：陡峻的便于集水、堆积物的地形地貌；丰富的松散物质；短时间内有大量的水源。(1)地形地貌条件在地形上具备山高沟深、地势陡峻、沟床纵坡降大、流域外形便于水流聚集。在地貌上，泥石流的地貌普通可分为构成区、流通区和堆积区三部分。上游构成区的地形多为三面环

11、山、一面出口的瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流可以迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使碎屑物有堆积场所。(2) 松散物质来源条件 泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育、新构造活动剧烈、地震烈度较高的地域。地表岩层破碎，滑坡、崩塌、参差等不良地质景象发育，为泥石流的构成提供了丰富的固体物质来源；岩层构造疏松脆弱、易于风化、节理发育，或软硬相间成层地域，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程经济活动，如滥伐森林呵斥水土流失，

12、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，又是泥石流的重要激发条件和搬运介质(动力来源)。泥石流的水源有：暴雨冰雪融水水库(池)溃决水2. 诱发泥石流的人为要素 (1)毁林 (2)开荒与陡坡耕作 (3)过度放牧 (4)水库溃决、渠水渗漏 (5)不合理开挖 (6)不合理的弃土、弃渣、采石2. 诱发泥石流的人为要素 (1)毁林毁林的缘由很多，包括取用木材、薪材、药材，扩展耕地、牧地以及军事活动等。 (2)开荒与陡坡耕作由于我国人口剧增，工矿、道路、城镇、农田水利建立不断占用耕地，人均耕地面积不断减少。由于山区耕作地向山坡不断扩展，先缓坡后陡坡

13、。而这些耕地，既无地埂，又年年翻耕，表土松动，因此一遇暴雨，沙石俱下，聚集而成泥石流。2. 诱发泥石流的人为要素 (3)过度放牧我国草原加上农区草山草被的面积约占全国总面积的36.8，约为耕地面积的2.6倍。其中山区草坡普通分布山坡等地的林间、林下地段，有些位居山地陡坡土层较薄地带，这些地方一旦过度放牧，尤其是泥石流源地，便可迅速出现草场退化，草场退化可开展为裸露地或裸岩地，在一定条件下，山坡裸露地往往变成泥石流源地。 (4)水库溃决、渠水渗漏随着山区资源开发，越来越多地建筑山区水库和渠系。在储存和流动中，这些水体均有不同程度的渗漏。当渗漏超越泥石流始发临界值时，便可迸发人为泥石流。15.3

14、泥石流的防治 (5)不合理开挖主要指建筑铁路、公里、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在进展不合理开挖时破坏了山坡表层而构成的。(6)不合理的弃土、弃渣、采石不合理的弃土、弃渣及采石等构成的泥石流事例很多。四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟，因不合理堆放弃土矿渣，在1972年一场大雨时迸发了矿山泥石流，冲出松散固体物质约10万m3，淤埋成昆铁路300m和喜(德)一西(昌)公路250m，中断行车，给交通运输带来严重损失。小江流域泥石流云南东川正益处于一个叫做小江深大断裂带的地质断层上，所以这里地震频繁发生，岩层遭到程度方向和垂直方向两种地质运动的反复挤压，岩石的强度大大降低，山体外表堆满了破

15、碎和风化的岩石，这些都是产生泥石流的原资料。象世界上许多其他的地质断层一样，从这里地面上随处可见的地裂痕也可以想象得到小江地域地质断层的活动非常活泼。在群峦叠嶂的小江流域，宏大的山峰挺拔入云，与深深下切的河谷构成了几千米的落差。这里山势峻峭，山坡上不时地有石块滚落山谷。假设遇到暴雨，山石很容易在雨水的冲刷下冲下陡坡，构成泥石流。云南小江流域泥石流小江深大断裂分成两支。东川刚好是两支的交汇口，地质构造也比较活泼一些，呵斥这个地域岩层异常破碎，几乎没有一块完好的岩石，这样的话就为泥石流构成提供了丰富的物质条件。可以说蒋家沟里面的固体物质是无限丰富，所以只需有暴雨的话，就有泥石流产生。蒋家沟泥石流迸

16、发的频率相当高，平均每年15次左右，最高的一年是28场。云南小江流域泥石流降雨是发生泥石流的另一个关键要素。 小江地域的气候非常独特。这里地处亚热带季风气候区，所以有十清楚显的干湿两个季节。每年的6月到9月是这里的雨季，降雨量占到了年降水总量的80以上。由于山势险峻，空气对流非常剧烈，丰富的水汽使得降雨的强度也很大。 由于地形关系，小江地域的暴雨大都集中在海拔2000米到3000米之间，正好落在山势峻峭的泥石流构成区。更为特殊的是，这里经常出现范围很小而强度很高的点暴雨。这样的高强度降雨落在岩石松散的陡坡上，就很容易引起泥石流。云南小江流域泥石流泥石流的发生要具备三个根本条件第一是要有大量破碎

17、的岩石第二这些破碎的岩石要堆积在峻峭的山地上第三还要有频繁的暴雨一切这些条件东川全部具备，所以自然条件决议了小江这个地方，泥石流是必然要发生的。现实上，远在几十万年前，这里就发生过无数次自然泥石流。如今的东川就建立在古泥石流的冲积扇上。云南小江流域泥石流 东川自古以来，就以产铜而著称全国。到了清朝中叶，东川铜就曾经成为朝廷铸造货币的主要原料，东川的人口也随之逐渐添加。虽然如今炼铜方法完全不同，但是东川依然是我国重要的铜都。 古老的炼铜方法对木炭的需求量极大，每炼铜100斤，要用木炭1000斤，而烧出1000斤木炭，又要砍伐10000斤林木。据专家推算，在清朝乾隆年间，每年要砍伐约10平方公里的

18、森林，才干满足当时炼铜的需求。这样的砍伐速度，远远超越了森林的再生才干。云南小江流域泥石流 东川从小江源头到金沙江之间，分布着泥石流沟渠条，几乎每一公里就有一条泥石流。水土流失曾经成为东川严重的问题，从山上冲刷下来的泥石流给东川呵斥宏大的经济损失。为了改善生态环境，防止水土流失的进一步恶化，云南政府曾经名文规定“退耕还林，退耕后，将制止在某些区域继续种庄稼，而恢复在山坡上种植松树。15.3 泥石流的防治1. 泥石流与滑坡、崩塌的关系 (1)滑坡与崩塌的关系。1)滑波和崩塌好像孪生姐妹，甚至有着无法分割的关系2)崩塌可转化为滑坡3)崩塌、滑坡在一定条件下可相互诱发、相互转化15.3 泥石流的防治

19、(2)滑坡、崩塌与泥石流的关系。1)滑坡、崩塌与泥石流的关系也非常亲密，易发生滑坡、崩塌的区域也易发生泥石流，只不过泥石流的迸发多了一项必不可少的水源条件。2)崩塌和滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源 3)泥石流与滑坡、崩塌有着许多一样的促发要素15.3 泥石流的防治2泥石流的防治措施 (1)防治泥石流的生物措施。生物措施包括恢复或培育植被，合理耕牧，维持较优化的生态平衡这些措施可使流域坡面得到维护、免遭冲刷，以控制泥石流发生。 植被包括草被和森林两种，它们是生物措施中不可分割的两个方面。植被可调理径流，延滞洪水，减弱山洪的动力：可维护山坡，抑制剥蚀、侵蚀和风蚀，减缓岩石的风化速度，控制

20、固体物质的供应。因此在流域内(特别是中、上游地段)要加强封山育林，严禁毁林开荒。15.3 泥石流的防治(2)防治泥石流的工程措施。 1)蓄水、引水工程调洪水库、截水沟和引水渠 2)支挡工程支挡工程有挡土墙、护坡等。 3)拦挡工程这类工程多布置在流通区内，建筑拦挡泥石流的坝体，也称谷坊坝。4)排导工程这类工程包括排导沟、渡槽、急流槽、导流堤等，多数建在流通区和堆积区。第16章 地面沉降及其防治16.1 地面沉降及其类型 1.地面沉降 又称地面下沉、地面塌陷或地陷，它主要是受开采石油、煤、地下水等资源以及工程施工、灌溉等人工经济活动的影响，或呵斥人工地下空洞，或使地下松散土紧缩固结，导致地面标高下

21、降的景象。16.1 地面沉降及其类型2地面沉降的类型 (1)现代冲积平原方式，如我国的几大平原地域。(2)三角洲平原方式，尤其是在现代冲积三角洲平原地域。如长江三角洲就属于这种类型。(3)断陷盆地方式，它又可分为近海式和内陆式两类。不同地质环境方式的地面沉降具有不同的规律和特点，在研讨方法和预测模型方面也应有所不同。16.2 地面沉降的缘由1.地面沉降的地质缘由 从地质要素看，自然界发生的地面沉降大致有以下三种缘由： 1地表松散地层或半松散地层等在重力作用下，在松散层变成致密的、巩固或半巩固岩层时，地面会因地层厚度的变小而发生沉降。 2因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降。 3地震导致地面沉降

22、。16.2 地面沉降的缘由2.地面沉降的人为缘由 地面沉降景象与人类活动亲密相关。尤其是近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。在我国，由于各大中城市都处于宏大的人口压力之下，地下水的过度抽采更为严重，导致大部分城市出现地面沉降，在沿海地域还呵斥了海水入侵。16.3 地面沉降呵斥的危害使得地面标高降低、并带来次生灾祸西安每年因地裂痕损失上亿元天津地面下陷，防潮堤提高，土壤盐碱化，泄洪才干下降，水管破损北京破坏建筑物和道路，损坏井管，土壤盐碱化本溪大量采空区下限我国部分城市地面沉降情况1.上海市 从1921年发现地面下沉开场，到1965年止，最

23、大的累计沉降量已达2.63m，影响范围达400km2。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已根本上得到控制。 从1966-1987年的22年间，累计沉降量36.7mm，年平均沉降量为1.7mm。90年代开场，又以每年下沉1cm的速度下沉，下沉的缘由主要是高楼密度过大。我国部分城市地面沉降情况2.天津市从19591982年间最大累计沉降量为2.15m。1982年测得市区的平均沉降速率为94mm。目前，最大累计沉降量已达2.5m，沉降量100mm以上的范围已达900km2。我国部分城市地面沉降情况的记录3.北京市自从20世纪70年代以来，北京的地下水位平均每年下降1-2m，最严重的地域水位下

24、降可达3-5m。地下水位的继续下降导致了地面沉降。有的地域(如东北部)沉降量590mm。沉降总面积超越600km2。而北京城区面积仅440km2，阐明沉降范围已涉及到郊区。我国部分城市地面沉降情况4西安市地面沉降发现于1959年。1971年后随着过量开采地下水而逐渐加剧。19721983年，最大累计沉降量777mm，年平均沉降量3070mm的沉降中心有5处。1983年后，西安市地面沉降趋于稳定开展，部分地域还有减缓的趋势。到1988年最大累计沉降量已达1.34m，沉降量100mm的范围达200km2。我国部分城市地面沉降情况5太原市经1979年、1980年、1982年三次在市区600km2范围

25、的丈量，发现沉降量大于200mm的面积有254km2，大于1000mm的沉降区面积达7.1km2。 最严重的是吴家堡，其次是小店。吴家堡水准点的累计沉降量：1980年 819mm1982年1232mm1987年累计沉降量达380mm。 我国部分城市地面沉降情况6武汉市 常见的是岩溶地面塌陷，主要分布在长江两岸的白沙洲和鹦鹉洲。1997年9-10月，中南轧钢厂构成5个塌陷坑，约1500t煤和600t钢坯堕入坑内，切断公用铁道路、工厂、停产月余。构成塌陷主要是附近桥梁机械厂的抽水井长期抽取岩溶地下水所致。据专家分析，这个“两洲地域还有再次发生地陷的能够，应作为岩溶地下水禁采区。16.4 地面沉降的

26、控制和治理1外表治理措施 (1)在沿海低平面地带修筑或加高挡潮提、防洪提，防止海水倒灌、淹没低洼地域。 (2)改造低洼地形，人工填土加高地面。 (3)改建城市给、排水系统和输油、气管线，整修因沉降而被破坏的交通道路等线性工程，使之顺应地面沉降后的情况。对地面能够沉陷地域预估对管线的危害，制定预防措施。(4)修正城市建立规划，调整城市功能分区及总体规划。规划中的重要建筑物要避开沉降地域。16.4 地面沉降的控制和治理2根本治理措施 (1)人工补给地下水(人工回灌)选择适宜的地点和部位向被开采的含水层、含油层采取人工注水或压水，使含水(油、气)层中孔隙液压恢复或坚持在初始平衡形状。把地表水的蓄积储

27、存与地下水回灌结合起来，建立地面及地下结合调理水库，是合理利用水资源的一个有效途径。一方面利用地面蓄水体有效补给地下含水层，扩展人工补给来源；另一方面利用地层孔隙空间储存地表余水，构成地下水库以添加地下水储存资源。16.4 地面沉降的控制和治理2根本治理措施 (2)限制地下水开采，调整开采层次，以地面水源替代地下水源。 1 )以地面水源的工业自来水厂替代地下供水源。2)停顿开采引起沉降量较大的含水层而改为利用深部可紧缩性较小的含水或基岩裂隙水。3)根据预测方案限制地下水的开采量或停顿开采地下水。 (3)限制或停顿开采固体矿物。对于地面塌陷区，应将塌陷洞穴用反滤层填上，并加松散覆盖层，封锁一些开采量大的厂矿，使地下水形状得到恢复。3. 地面塌陷治理实例 (1)工程事故概要。 江苏省西北部徐州市，位于微山湖以南。徐州市区东部新生街，为居民住宅密集