第四章 地貌灾害地理.ppt

1、1. 地貌灾害由外营力导致的地表固体物质运动所产生的有害过程和现象。 2. 按运动物质的形态划分： 块体运动灾害：崩塌、滑坡、喀斯特陷落、雪崩、冰胀、热溶沉陷、地裂缝等 颗粒运动灾害：沙漠化、沙尘暴等 固液两相运动灾害：泥石流、水土流失、土地盐渍化、海岸侵蚀等,第四章 地貌灾害地理,第四章 地貌灾害地理,3. 按外营力性质划分： 重力地貌灾害：崩塌、滑坡、土屑蠕动等 流水地貌灾害：泥石流、水土流失、冲刷与淤积等 喀斯特地貌灾害：陷落等 冰川冻土地貌灾害：雪崩、冰胀、热融沉陷等 风沙地貌灾害：沙漠化、沙尘暴等 海岸地貌灾害：海水入侵、海岸侵蚀等,第四章 地貌灾害地理,4. 地貌灾害的一般特征：

2、渐变性 广泛性 季节性 高危害性,第四章 地貌灾害地理,5.影响地貌灾害的主要因素 1 自然因素 (1)地形起伏 由于地貌灾害是外力作用而成，因此地表起伏更增强了重力作用，从而产生滑坡、雪崩、崩塌、泥石流等，即大部分与山地有关。 (2)气候条件 降水的季节性，冻结消融的季节性，风速变化的季节性，都与地貌灾害有直接关系，使地貌灾害也具有季节变化特点，而且一次大的气象灾害，往往可诱发一些大的地貌灾害。 (3)生物因素 植被多少，决定着地貌灾害的多少与强度，水土流失、沙漠化，均与地表植被破坏有关。,第四章 地貌灾害地理,2人为因素 (1)人口因素 由于人口压力，导致过度开垦、破坏了地表结构，导致固体

3、物质的流动。 (2)耕作因素 由于耕作单一，农田地表覆盖物年季变化大，缺乏对地表的保护作用，使表土流失成为可能。 (3)人为因素 人为开沟挖渠，使山坡块体失去平衡或增加地表湿度，从而导致滑坡等灾害。 3自然诱发因素 地震、火山、洪水经常是诱发地貌灾害的直接因素,第一节 滑坡灾害,一、滑坡的发生基础 二、滑坡的诱发因素 三、滑坡的空间分布规律 四、滑坡预报 1. 滑坡空间预报危险性分析与区划 2. 滑坡时间预报 3. 滑坡速度和滑动距离预报 五、滑坡防治措施,第一节 滑坡灾害,一、滑坡的发生基础 一）地层岩性 二）地质构造 三）地貌条件,第一节 滑坡灾害,一）地层岩性 1. 粘土滑坡：干缩湿胀特

4、性、不透水、含易溶盐、裂隙特别发育 2. 黄土滑坡：夹有粘性较高的古土壤层及钙质结核层和粉细砂层，造成相对隔水和含水的夹层和过湿带，或黄土覆盖与基岩之上 3. 堆积层滑坡：约占滑坡总数的一半，因堆积层本身松散，易渗水，而基岩顶面往往表现为凹槽，隔水且易积水 4. 岩层滑坡： 上部岩层沿泥质岩层顶面滑动形成的顺层滑坡 结构面发育且其交线倾向于临空面形成的切层滑坡 破碎岩层先是错落然后转化成切层滑坡,第一节 滑坡灾害,二）地质构造 导致滑坡体与其周围岩土分离的不连续界面，包括层面、断层面、节理面、片理面、不整合面等。其作用有三： 提供物质来源：如断层破碎带 控制滑坡滑动面的空间位置及滑坡的范围，是

5、斜坡稳定研究的主要对象之一 决定滑坡区地下水的类型、分布和运动规律：如堆积层滑坡和黄土滑坡中的孔隙水和上层滞水，岩层滑坡中的裂隙水和断层水,第一节 滑坡灾害,三）地貌条件 1. 滑动面坡度：导致斜坡稳定接近或达到临界状态。如堆积层滑坡倾角多在525之间，岩层滑坡倾角10就能滑动，15以上滑坡就很多。 2. 临空面：前缘存在允许滑坡体滑动的有效临空面 临空面与滑动面倾斜方向一致或接近一致 临空面坡度大于滑动控制面的陡度 临空面高度大于或接近滑坡体前缘滑动面的埋藏深度,第一节 滑坡灾害,二、滑坡的诱发因素 1. 水的作用降低潜在滑带土的强度 2. 改变斜坡应力状态 3. 破坏滑动带土的结构,第一节

6、 滑坡灾害,1. 水的作用降低潜在滑带土的强度 增加土体重量 浸湿和润滑作用：形成粘泥薄层，大幅度降低抗剪强度。尤其对已排水变干稳定的老滑坡 静、动水压力作用：水位上升时，增加水对土的浮力和下滑力，降低抗滑力；水位下降时，造成岸边动水压力，此时滑坡最易发生 地下水的潜蚀和化学作用：如碳酸钙的淋溶、海绿石的分解,第一节 滑坡灾害,2. 改变斜坡应力状态 河流冲刷 湖、海、水库的浪蚀 人工开挖边坡 坡体上部加载 地下采空 现代人工滑坡比重越来越大，如铁路沿线的滑坡，绝大多数是工程活动之后产生或复活的。,第一节 滑坡灾害,3. 破坏滑动带土的结构 包括地震、爆破、机械震动等 增加土体下滑力 破坏岩土

7、结构：如引起饱水粉细砂层的液化,第一节 滑坡灾害,三、滑坡的空间分布规律 主要与地质因素和气候等因素有关。通常下列地带是滑坡的易发和多发地区：(1)江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡地带，地形高差大的峡谷地区，山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地段等。这些地带为滑坡形成提供了有利的地形地貌条件；(2)地质构造带之中，如断裂带、地震带等。通常、地震烈度大于7度的地区，坡度大于25度的坡体，在地震中极易发生滑坡；断裂带中的岩体破碎、裂隙发育，则非常有利于滑坡的形成；,第一节 滑坡灾害,(3)易滑(坡)的岩、土分布区。如松散覆盖层、黄土、泥岩、页岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等岩、土的存在，

8、为滑坡的形成提供了良好的物质基础；(4)暴雨多发区或异常的强降雨地区。在这些地区，异常的降雨为滑坡发生提供了有利的诱发因素。上述地带的叠加区域，就形成了滑坡的密集发育区。如中国从太行山到秦岭、经鄂西、四川、云南到藏东一带就是这种典型地区，滑坡发生密度极大，危害非常严重。,第一节 滑坡灾害,四、滑坡预报 一）滑坡的空间预报危险性分析与区划 二）滑坡的时间预报,第一节 滑坡灾害,一）滑坡的空间预报危险性分析与区划 1. 滑坡调查 2. 滑坡勘探 3. 滑坡水文地质分析 4. 滑坡动态监测,第一节 滑坡灾害,1. 滑坡调查 遥感影象的解译 野外滑坡的识别 滑坡规模和滑动方向的预判 滑坡工程地质平断面

9、图的测绘 滑坡影响因素和稳定状况的分析,第一节 滑坡灾害,2. 滑坡勘探 物探：包括电测深、电测剖面、电磁法、地震反射波法、声波探测法等，目的是了解滑坡下伏基岩面的形状和埋藏深度，确定滑坡范围内过湿带的分布，测定地下水的流向和流速，探测隐伏裂隙和滑动面的分布等 挖探：坑、槽挖探，可与防治措施结合 钻探：对钻孔布置、施钻方法、岩心采样和鉴定有特定的工程和技术要求,第一节 滑坡灾害,3. 滑坡水文地质分析 水泉、湿地的性质和分布 地下水与滑坡的关系 地下水的类型和分布 地下水的补给来源 地下水的排泄条件 水文地质钻探观测：如地下水流向、流速的测定，提水试验以确定含水层的渗透系数，计算涌水量等,第一

10、节 滑坡灾害,4. 滑坡动态监测 位移监测 裂缝形变监测 岩土破坏和变形监测 地应力监测 地下水动态监测 地面倾斜监测 建筑物变形监测,第一节 滑坡灾害,二）滑坡时间预报 1. 趋势预报 滑坡稳定性分析 诱发因子变化分析 2. 临滑预报 宏观前兆分析,第一节 滑坡灾害,宏观前兆分析： 降雨异常：日雨量和累积雨量猛增 地下水气声异常：泉点数、水位、水压、水量、水质、水温、地下热气、地下岩石摩擦声 地形变异常：后缘拉张裂缝和前缘剪切裂缝的加速位移、渗水、坍塌不断、地倾斜 地物变形异常：建筑物开裂、错位、倾斜、倒塌、沉陷 动物异常：牛、猪、狗、黄鼠狼、鸡等行为异常 宏观前兆异常分析有经验型、经验数值

11、型和数值型三种，后者尚处于探索阶段,第一节 滑坡灾害,五、滑坡防治措施 1. 工程措施 绕避 处理滑坡体：清除或导滑工程（对小型滑坡） 处理地表水：截水沟（滑坡周围）、排水沟（滑坡内）、夯实裂缝、筑隔渗层 处理地下水：边坡渗沟、盲沟、盲洞、垂直和平面钻孔 改变滑坡体体积：后端减载和前端加载 增加支撑：抗滑挡墙、抗滑桩、锚杆挡墙 改变滑带土性质：灌浆、电渗,第二节 泥石流灾害,一、泥石流的基本特征 二、泥石流的发生基础 三、泥石流的诱发因素 四、泥石流的成灾机制 五、泥石流的监测和预报 六、泥石流危险区划 七、泥石流的防治对策,第二节 泥石流灾害,一、泥石流的基本特征 1. 泥石流大量泥、沙或石

12、块和水（气）的混合体，沿坡面和沟谷快速向下的流动现象。泥石流介于挟沙水流和滑坡之间，是物质和能量逐渐累积和快速释放的过程。 2. 国际上倾向将泥石流划分为两大体系： “露空泥石流”（狭义泥石流）：陆地水面之上形成、运动、堆积形成的泥石流 “水下泥石流”（又称浊流）：海底或湖底水下形成、运动、堆积形成的泥石流,第二节 泥石流灾害,3. 泥石流的分区 形成区：包括汇水动力区和固体物质补给区，通常呈树冠状或羽毛状。 流通区：地形较为顺直、稳定，沟槽坡度较大，多峡谷地形。 堆积区：流域下游或出山口处，有些流域沟谷的缓坡宽槽段也可能构成堆积区。这里坡度平缓，通常呈扇形、堆形或带状,第二节 泥石流灾害,4

13、. 泥石流的流体特征： 流态性质：受固体物质的岩性和流体稠度控制 流量过程线：多峰型，与降雨过程线对应 流速：受地形控制和流体内外阻力的影响 直进性：爬坡或弯道截弯取直 漫流改道,第二节 泥石流灾害,5. 泥石流的冲淤特征 水流：涨水冲，退水淤；枯水期冲，洪水期淤 地形：沟槽深窄冲，宽浅淤；峡谷入口处冲，出口淤；凹岸冲，凸岸淤 侵蚀基准面：主河水位上升时淤，下降时冲 发育阶段：发展期以淤为主，衰退期亦冲亦淤，停歇期以冲为主,第二节 泥石流灾害,二、泥石流的发生基础 1. 固体碎屑物质储供条件：“超载”，物质条件 岩性：极软弱岩层（松散堆积物）、软弱岩层（页岩、泥岩、泥灰岩、中度变质岩、凝灰岩）

14、、硬岩层（花岗岩、石灰岩、白云岩、闪长岩、辉长岩、流纹岩、玄武岩、石英砂岩、砾岩）、坚硬岩层（大理岩、石英岩、伟晶花岗岩） 结构面：基岩结构面（层面、断层面、节理面），土体结构面（耕作层犁底面、土壤淀积层面、草根底层面、树根密集层地面、滑坡滑动床面、基岩床面） 山体自重应力,第二节 泥石流灾害,2. 地形条件：使能量接近极限点的必要条件。泥石流通常发生于地势高亢，地形陡峭，河流深切，沟谷比降大的地区。 全球泥石流活动带主要分布于两大山系区 我国泥石流集中分布于三大地貌阶梯边缘地带 西部干燥区阵雨可诱发泥石流，东部湿润区需特大暴雨 泥石流坡地一般包括崖坡（45，崩塌、滚石）、陡坡（15-45，滑

15、坡与冲刷）、斜坡(5-15，坡面水流冲刷和土层潜移)、缓坡(5，搬运沟道和堆积扇）,第二节 泥石流灾害,水分条件：是泥石流爆发的主要条件，也是泥石流的组成部分和搬运介质 暴雨型泥石流：特大暴雨或连续降雨后的暴雨 冰雪消融型泥石流 溃决型泥石流 地震型泥石流 火山型泥石流 崩滑型泥石流 地下水型泥石流 人为型泥石流,第二节 泥石流灾害,固体物源、地形条件和水分条件是泥石流发生的三个基本条件，缺一不可。泥石流的影响因素（地质构造、岩性、水文、植被、人为活动等）都是通过这三个基本条件而起作用。 问：我国江南多雨的山地丘陵地区泥石流爆发的概率如何？其泥石流的发生和其他地区的泥石流有何区别？,第二节 泥

16、石流灾害,人为因素对泥石流的影响 1. 消极影响 毁林 开荒和陡坡耕作 过度放牧 水库溃决、渠水渗漏 切坡、弃渣不当 2. 积极影响 单项治理 综合治理,第二节 泥石流灾害,泥石流的分布规律 1. 世界：六大洲的50多个国家，以俄罗斯、日本、中国、美国、奥地利、瑞士、印度尼西亚、意大利、新西兰、印度、法国、英国、秘鲁、智利、前南地区、罗马尼亚、捷克等地分布广且活动多。 主要集中在阿尔卑斯喜马拉雅带、环太平洋山带、欧亚大陆内部一些褶皱断裂山地、斯堪的纳维亚高原西部山地 正负地形相接地带分布密集 与断裂构造和新构造运动关系密切 通常情况下，由高纬到低纬，由内陆至沿海，泥石流复杂程度和活跃度增强,第

17、二节 泥石流灾害,2. 中国：分布于20多个省、市、自治区的山区，泥石流流域分布面积占国土面积的18.6%。已查明有1万多条泥石流沟，200多座城镇受到威胁和破坏 主要分布于辽西山地、冀北山地、太行山、华山、龙门山、乌蒙山一线以西 集中分布于青藏高原东南部山地、川西云贵山地、陕甘黄土高原、巫山、大巴山、秦岭、太行山、燕山、辽西山地的带状区域内 青藏高原东南部冰雪型泥石流 川滇山地暴雨型泥石流 黄土高原和云南盆地暴雨型泥流 华北及东北暴雨型水石流1,第二节 泥石流灾害,四、泥石流的成灾机制 1. 成灾原因 冲击：冲刷、撞击磨蚀 爬高：弯道泥位超高、直进性爬起壅高 侵蚀：侵蚀河岸、剥蚀山体 淤埋：

18、漫流淤积、堵河阻水,第二节 泥石流灾害,2. 灾害类型 对城镇的危害：如四川西昌市（建于东、西河泥石流堆积扇上）、喜德、汉源、宁南、普格、黑水、金川、南坪、得荣、宝兴、德格、泸定、乡城等20余座县城受泥石流威胁 对交通运输的危害：包括铁路、公路、内河航道 对矿山的危害 对农田的危害：冲刷和淤埋 对工厂和工程的危害 次生灾害 堵断河道、回水淹没成灾 主河床上涨加速、缩短航道、扩大两岸农田洪涝灾区范围 破坏森林植被、降低保水保土能力、增强洪涝灾害,第二节 泥石流灾害,五、泥石流的监测和预报 1. 泥石流的监测 遥感影象解译：判译泥石流沟及其地貌形态、发育阶段和动态变化 野外调查：地貌调查、松散固体

19、物质的调查、水源条件和水文调查、人为活动的调查 观测：利用各种常规和传感技术观测降雨量和泥石流的流量、流速、流态,泥石流沟与清水沟的遥感影象对比,第二节 泥石流灾害,2. 泥石流的预报 应综合考虑流域坡度（山坡坡度和沟床比降）、固体物质储备量、沟床堵塞状况、降水量及其强度等因素 爆发泥石流的雨量预测 泥石流性质预测：根据固体物质性质及雨量预测 泥石流爆发的机率预测：在第一步的基础上结合气象资料得出 泥石流流量和流速预测,第二节 泥石流灾害,云南东川蒋家沟泥石流临界雨量判别式： R10 AR10-B(Pb+Pr) CR10 R1010分钟暴雨量 AR10补给区物质含水量接近于0时泥石流爆发所需降

20、雨量 CR10补给区物质含水量饱和时泥石流爆发所需降雨量 Pb泥石流发生的前期间接雨量（指前推15天 Pr泥石流发生当天的日降雨量,第二节 泥石流灾害,泥石流流量、流速预测 1. 流量预测 Qc=QB(1+k)q Qc-泥石流流量；QB-清水设计流量； K-修正系数，取决于固体物质含水量；q-堵塞系数（1-3） 2. 流速预测 Vc=Hk1Ik2/nc H-水层厚度；I-水面纵比降；nc-泥石流糙率系数 k1-多取0.75或0.5，k2-多取0.5,第二节 泥石流灾害,六、泥石流危险区划 1. 指标的选择 确定侯选指标 收集资料 关联度分析 选择最具代表意义的指标：如R1、R9、R2、R10、

21、R4、R12、R17、R7 2. 指标权重的确定 3. 计算各个区域的泥石流危险度 4. 危险区划：一般分无危险、轻度危险、中度危险、显著危险、高度危险、极端危险,泥石流定量区划指标侯选表,第二节 泥石流灾害,七、泥石流的防治对策 1. 泥石流综合治理的依据和原则 根据泥石流形成条件和危害状况，全面规划，重点突出 根据泥石流发生规律，发展趋势，远近兼顾，工程措施和生物措施相结合 根据泥石流形成机理和人为作用，综合治理，主次分明 根据泥石流危害情况和治理目的，因害设防，讲求实效 根据泥石流的基本性质、运动规律，因地制宜,第二节 泥石流灾害,2. 生物措施：是泥石流治本的关键措施 林业措施：水源涵

22、养林、水土保持林、护床防冲林、护堤固滩林 农业措施：等高耕作，立体种植，免耕种植，合理布局农田、道路、水渠、居民点 牧业措施：适度放牧，改良牧草，改放牧为圈养，分区轮牧,第二节 泥石流灾害,3. 工程措施：立竿见影 治水：修建水库或蓄水池，排水水渠或隧道 治泥：平整坡地，梯田，谷坊（包括封埂和消力池），护坡、护堤、挡土墙等 水土隔离：水渠 拦挡坝：沟内修建梯级低坝，取得拦沙滞流，护床固坡的效果 停淤场：在堆积扇上修建促淤工程，如拦泥坝、导流坝、改沟、拦泥库,第二节 泥石流灾害,排导工程：导流堤、顺水坝、渡槽、急流槽、明硐，防止漫流改道危害 穿越工程：标高明显低于沟底深埋隧道；标高略低于沟底浅埋

23、明峒；标高高于沟底低于扇面渡槽 跨越工程：桥梁，涵洞 防护工程：护坡、挡墙、顺坝、丁坝,第三节 土地退化,一、土地退化 二、沙漠化与沙尘暴 三、水土流失 四、其他,世界荒漠的分布,沙漠（沙质荒漠）,黄河水,耕地土壤侵蚀（水土流失）,黄土高原的水土流失,丘陵的水土流失,滥垦草原,过度垦耕，青海湖,过度放牧，青海湖,黄沙湮没了绿洲,敦煌的沙漠绿洲,被沙丘包围的村庄,沙漠公路被流沙阻断,澳洲沙尘暴,甘肃酒泉的沙尘暴,阳关的沙尘暴,北京遭沙尘暴袭击,第三节 土地退化,一、土地退化 1. 土地退化包括土地数量的减少（表土的丧失、土体的毁坏、耕地的非农业占用）和土地质量的下降（土地在物理、化学和生物学方面

24、的降低） 2. 土地退化的主要表现形式 沙漠化和沙尘暴 水土流失 土壤盐渍化 气候干旱与水资源短缺 森林、草原退化 土壤污染 土地肥力下降,第三节 土地退化,二、沙漠化与沙尘暴 一）沙漠化和沙尘暴的概念 二）沙漠化和沙尘暴的形成原因 三）沙漠化和沙尘暴的危害 四）我国沙漠化分区 五）沙漠化灾害的分类分级和危险度评价 六）沙漠化的控制与治理,第三节 土地退化,沙漠化，国际上又叫荒漠化(desertification)：在干旱、半干旱、半湿润地区，土地的生物潜能衰减或遭到破坏，最终导致出现类似荒漠的景观。 狭义沙漠化即沙质荒漠化(Desertization)：沙漠扩展及与之相关的各种灾害现象。或者

25、说：在干旱、半干旱（包括部分半湿润地区），脆弱的生态条件下，人为过度的经济活动，破坏生态平衡，使原非沙漠地区出现了以风沙活动为主要特征的类似沙质荒漠景观的环境变化过程，包括沙质草原荒漠化、固定沙丘活化和沙丘迁移入侵 沙尘暴：强风包地面大量沙尘吹杨起来，十空气变得混浊，能见度大为减少的一种灾害现象,第三节 土地退化,沙漠化的形成原因 1. 物质基础：产生于特定的地质、地貌和土壤条件 2. 动力原因：干旱、少雨、多风 年平均温度：与沙漠化程度和沙漠化过程负相关（？） 年降水量：与沙漠化程度和沙漠化过程负相关 干燥度：正相关 3. 植物稀疏低矮 4. 人为因素：过度开垦、过度放牧、过度樵采 人口密度与沙漠化呈负相关（？） 耕地指数和载畜量与沙漠化呈正相关,第三节 土地退化,沙尘暴的形成原因 干燥少雨，降水变率大 风大而频繁 有利的地貌条件 地表物质松散，来源丰富 沙漠化土地扩大，环境恶化,第三节 土地退化,三）沙漠化和沙尘暴的危害 1. 沙漠化的直接危害 土地退化，农牧业减产 生态环境恶化，生存条件恶化 毁坏生产生活设施，导致贫困化 破坏建设工程，阻碍经济腾飞 2. 沙漠化的间接危害 滥垦 滥牧 滥樵 滥采,第三节 土地退化,3. 沙尘暴的危害 吹拔：翻车、拔树、毁屋 填淤：车道、渠道、河床 掩埋：耕地、房屋 水