地质环境与地质灾害

地质环境与地质灾害第一节地质环境（一）地质环境的概念地质环境指大气圈、水圈、生物圈和科学技术研究所能达到岩石圈之总称，它又称为自然环境。地质环境包含物质组成、地质结构和动力作用3种基本要素。（二）地质环境的基本特征1.地质环境的容量2.地质环境的质量3.地质环境的相容性4.地质环境的反馈作用一、地质环境的内涵（三）环境地质学的研究内容1.全球变化的研究2.区域环境地质问题的研究3.生态环境地质研究4.城市环境地质研究5.地质灾害的研究与防治6.资源开发环境地质问题的研究7.医学环境地质研究8.废物处置环境地质问题研究9.重大工程建设的环境地质研究10.现代科学技术在环境地质学中的应用研究环境地质学研究的主要内容：1）主要由自然地质作用引起的原生地质环境，或第一地质环境；2）主要由人类活动造成的次生地质环境，或叫第二地质环境问题。二、人为地质作用（一）人为地质作用人为地质作用的表现形式有：1.人为剥蚀地质作用2.人为搬运地质作用3.人为堆积地质作用4.人为塑造地形作用5.人类活动的其他地质作用人为地质作用（二）人地关系与可持续发展人类是环境的产物，也是环境的塑造者。随着生产力的提高，“人地关系”，即人类与环境的密切而对立的关系日渐加剧。1.人地关系“危机”2.人地关系的协调3.可持续发展的人地观三、地质环境与城市规划和城市建设地质环境是决定城市用地选择的主要因素，直接影响到城市规划。城市规划的地质因素主要包括：1.岩土体类型2.地质构造条件3.水文地质条件4.地形及地貌条件5.城市地质作用（一）地质环境与城市规划地质环境对城市建设的作用表现为：1.地基选择2.城市地下空间的开发利用3.城市地质灾害防治4.城市废物处置5.城市供水6.建筑材料供给（二）地质环境与城市建设四、地质环境与人体健康（一）人体的元素组成1.生命机体不可缺少的宏量元素O、C、H、K、Na、Ca、Mg、S、P和Cl，占人体重量99.95%；2.生命机体所必需，稍有过剩或不足将有损健康的元素（主要是微量元素，均小于人体重量的0.01%）3.生命机体不需要，但易被人体吸收的有害元素；如镉、汞、铅等。地方病的分布具有明显的区域性，与一定的地质环境（地形地貌、岩石、火山、水质等）密切相关，又称水土病。（二）地方病的环境地质致因地质药物包括古生物药物、矿物药物和岩石药物三类。（三）地质药物五、废弃物处置与地质环境（一）城市废物处置的环境地质问题（二）放射性废物处置的环境第二节地质灾害（一）地质灾害的内涵1.地质灾害的概念一般认为地质灾害是由于自然或人为作用，多数情况下是二者共同作用引起的，在地球表层比较强烈地危害人类生命财产和人类赖以生存与发展的资源、环境的事件或现象。2.地质灾害的基本特性（1）区域性（2）阶段性（3）继承性（4）周期性（5）群发性（6）链生性（7）自然属性和社会属性一、地质灾害的概念、类型及分布（二）地质灾害的分类与分级1.地质灾害的分类按不同的分类原则，地质灾害有多种分类方案：（1）按空间分布状况划分分为陆地地质灾害和海洋地质灾害（2）按灾害的成因分类分为自然动力型、人为动力型及复合动力型（3）按地质环境变化的速度划分分为突发性和渐进性地质灾害2.地质灾害分级根据地质灾害的规模划分。地质灾害的灾度是指灾害事件发生后所造成的破坏损失程度的级次。按照人员伤亡、经济损失的大小，分为特大型、大型、中型和小型四个等级。（三）地质灾害的分布我国从西向东分为3大区：西区为高原山地，海拔高，主要发育有地震、冻融、泥石流、沙漠化等地质灾害；中区为高原、平原过渡地带，主要发育地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面变形、黄土湿陷、矿井灾害等地质灾害；东区为平原及海岸和大陆架，地形起伏不大，主要发育地震、地面变形、崩塌、滑坡、泥石流、河湖灾害、海岸灾害、盐碱(渍)化、冷浸田等地质灾害。二、主要地质灾害的类型及防治（一）地震灾害1.地震的概念地震（earthquake）是大地的振动。它发源于地下某一点，该点称为震源。振动从震源传出，在地球中传播。地面上离震源最近的一点称为震中，它是接受振动最早的部位。2.地震的类型地震成因类型归纳起来有4种：构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。3.地震的强度地震的强度以震级和烈度衡量。震级是衡量地震绝对强度的级别。强度是地震对地面和建筑物的破坏程度。4.地震的分布全球地震动的分布很有规律，主要集中在3个带：（1）环太平洋地震带（2）地中海—印尼地震带（3）洋脊地震带5.地震灾害的预报与预防地震预报要求回答何时、何地、发生何种震级的地震。8月3日16时30分，云南省昭通市鲁甸县（北纬27.1度，东经103.3度）发生6.5级地震，震源深度12公里。截至8月7日，地震共造成615死亡114人失踪，3143人受伤。图为8月7日，甘家寨在地震中几乎被夷为平地，而后来发生的次生灾害，全村有近一半的人被埋和失踪，仅存的一栋砖混结构的房屋斜依在废墟当中。（二）火山灾害火山灾害有两大类，一类是由于火山喷发本身造成直接灾害，另一类是由于火山喷发而引起的间接灾害。•火山碎屑流灾害——大规模火山喷发比较常见的产物。公元79年意大利维苏威火山喷发就是火山碎屑流灾害的典型实例，也是有史以来规模最大的火山喷发事件之一。当时，六条炽热的火山碎屑流，很快埋没了繁华的庞贝城，使庞贝城瞬间就在历史上绝迹，直到1689年这座古城才被后人发现。其他几个著名的海滨城市也遭到了不同程度的破坏。印度尼西亚位于环太平洋带，是活火山分布比较多的国家之一，火山灾害十分严重。1815年4月坦博拉火山喷发，火山碎屑流如洪水猛兽夺去了一万余人的生命。后来，火山喷发带来的食物短缺和疫病蔓延，又造成八万多人随之死亡。•火山熔岩流灾害——火山喷发，特别是裂隙式喷发，熔岩流经过的地域多，覆盖面积大，造成危害也很严重。1783年冰岛拉基火山喷发，岩浆沿着16公里长的裂隙喷出，淹没了周围的村庄，覆盖面积达565平方公里。造成冰岛人口减少五分之一，家畜死亡一半。•火山碎屑和火山灰灾害——火山爆发会抛出大量的火山碎屑和火山灰，它们会掩埋房屋、破坏建筑，危及生命安全。1951年1月巴布亚新几内亚的拉明顿火山爆发，炽热的火山灰毁坏的土地面积大约90平方英里，造成房屋倒塌，2942人丧生，危害严重。1963年印度尼西亚阿贡火山爆发时，直接死于火山灰云的人数就达1670余人之多。•火山引发泥石流灾害——泥石流是火山爆发引发的一种破坏力极大的流体，可以给流经地区造成严重的破坏。1980年美国圣海伦斯火山爆发，炽热的火山碎屑和熔岩使山地冰雪大量溶化，形成了汹涌的泥石流，从山顶倾泻而下，并引起洪水泛滥，造成24人死亡，46人失踪。1985年哥伦比亚华多德尔.鲁伊斯火山爆发，火山碎屑流溶化了山顶冰盖，形成大规模的泥石流，造成2万多人丧生，7700余人无家可归，流离失所。•火山喷气灾害——火山爆发时常伴有大量气体喷出。有些火山喷发释放出的有毒气体足以致人于死地。1986年8月喀麦隆尼沃斯火山喷发，有1700余人死于火山喷出的二氧化碳等大量有害气体。（三）崩塌、滑坡、泥石流灾害崩塌、滑坡、泥石流是广泛发生在山地高原地区的地质灾害。它们的形成条件和活动规律相近，区域分布密切共生，所以常称为崩滑流灾害。（四）地面塌陷地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。由于其发育的地质条件和作用因素不同，地貌塌陷可分为岩溶塌陷和非岩溶塌陷两大类。是指在可溶发育区，溶洞上方的岩土体在自然或人为动力作用下发生形变破坏，快速向下陷落后，在地面或地表浅层形成塌陷坑洞的现象。我国岩溶塌陷分布广泛，除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省（区）中都有发生，其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省（区）最为发育。据统计，全国岩溶塌陷总数达2841处，塌陷坑33192个，塌陷面积约332平方公里，造成年经济损失达1.2亿元以上。岩溶塌陷由于非岩溶洞穴产生的塌陷，如采空塌陷，黄土地区黄土陷穴引起的塌陷，玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷，在我国分布较广泛，目前已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省)，其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重，据不完全统计，在全国21个省区内，共发生采空塌陷182处以上，塌坑超过1592个，塌陷面积大于1150平方公里，年经济损失达3.17亿元。在上述几类塌陷中，岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多，且具有较强的隐蔽性和突发性特点，严地威协到人民群众的生命财产安全。非岩溶性塌陷近期发生的地陷灾害•2010年11月29日，晚上7时许，长沙营盘路毛家饭店附近路面发生塌陷。这里是营盘路过江隧道的施工路段。塌陷路面成一个环形，直径约10米，现场无人员伤亡。距塌方深坑约20米远有一家超市，老板娘陈女士说，塌方是晚上7时左右发生的。“现在想来还有些腿软，我在店里都感到了地面在颤动，深怕店子也跟着一起塌陷下去。”•2010年10月19日上午11点半左右，福建龙岩市区新罗区适中镇洋东村下坂一家石粉厂•发生地陷，5分钟内形成一个深约30米、直径约50米的深坑，边上的富成石粉厂的食堂和厂房随之陷下去，6名工人被埋，工人们当时正在食堂吃饭。新罗区政府办的一位工作人员说，事发石粉厂边上有一家石灰石矿，矿区就在塌陷厂房下方处附近，今年7月到9月新采掘的3条线路，正是在塌陷处的偏下方。附近工人及村民称，去年在塌陷处旁边200米的地方，也发生过岩溶塌陷，后来填补上，因为这家石灰石矿不断采掘，而且采掘方向正是往塌陷处偏下方，破坏到了岩溶的原有结构，才导致事故。•2010年9月4日广东五华县岐岭镇三多齐村一幢三层小楼地下一房间水泥地板突然发生塌陷，一对独居的古稀夫妻在睡梦中连人带床陷入深坑中被流沙吞噬失踪。地陷区域，床和老两口都不见了•2010年7月15日，三峡坝区出现10米深地陷，一个巨大的漏斗形深坑深嵌在田地中间，周围是一圈用三角形彩旗围成的简易警戒线。2010年6月8日晚8时左右，湖南宁乡县大成桥镇村民杨大姐家厕所突然沉塌，出现不明“天坑”，直径达五米多，呈坛状，口小里边大，不时传来垮塌声，流水声。“我带着小孩玩电脑，听到轰的一声，老公说，坏了坏了，快下去看看。到外面水田看，没发现，回到房子前，又轰了一声，原来厕所沉塌，所幸当时全家都在楼上看电视，无人伤亡。”杨大姐说。杨大姐还介绍说，在厕所沉塌前，5月23日凌晨四点多，她家的水田也发生沉塌，两根电线杆不见踪影，事后连续几天停电，停网络。1.岩溶塌陷的类型见表15-5。2.岩溶弹性的形成条件岩溶塌陷是有覆盖层中的土洞发展而成。土洞形成的基本条件是：基岩的岩溶发育程度、土层的性质、地下水的活动特征。3.岩溶塌陷的危害岩溶塌陷的主要危害是破坏房屋、道路、水坝、电站等工程设施和城市、矿山、企业环境。4.岩溶塌陷的防治主要有两个措施：一是控水措施，包括防治地表水进入塌陷区，减少向地下的渗入量；控制地下水动态等；二是加固措施如挖填、强夯、灌注填充、采用锚固柱、栅栏、支撑建筑物、防止洞穴坍塌。非岩溶性塌陷主要为采空区塌陷，即人工开挖地下空间形成的采空区，主要是地下采矿和地下工程开挖。（五）地面沉降1.影响地面沉降的因素（1）自然因素（2）人为因素2.抽水作用下的地面沉降机理因抽水而引起地面沉降的地区，地层主要由各含水层（粉土和砂层）及其相对隔水的黏土层相叠加组成，各层间在一定的水压力有着水力联系。区域易发性国内：17个省（区市）95个城市多见面广国外：200多个城市或地区三角洲平原：上海、苏锡常、南通、嘉兴、桐乡、海宁、广州、珠海、中山、台山、东莞等城市。冲积－海积平原：唐山、沧州、衡水、任丘、河间、南宫、保定等12个沉降中心；天津、盐城、大丰、宁波、温州、台州、海口、北海等城市。冲积－洪积平原：北京、许昌、濮阳、开封、商丘、洛阳、安阳；济宁、阜阳等城市。河谷平原和山间盆地：西安、太原、大