地质灾害知识

地质灾害知识简述一 地质灾害概述地质灾害是自然灾害的一种。根据中华人民共和国 地质灾害防治工作条例（讨论稿）所下的定义，“地质灾害是指 自然作用和人类活动造成的恶化地质环境、降低环境质量，直接 或间接危害人类安全和生态的良性发展，结社会生产建设造成损 失的地质事件。”简而言之，地质灾害是在自然和（或）人为因素 的作用或影响下形成的、对人类生命、财产、资源、环境造成破 坏的不幸地质事件。因此，那些仅仅是使地质环境恶化，但并没 有直接破坏人类生命财产和生产、生活环境的地质事件，则称其 为某种地质现象或环境地质问题，而不能称其为地质灾害。例如 发生在荒无人烟地区的崩塌、滑坡、泥石流，没有直接造成人类 生命财产的损毁，所以不应称为灾害；而同样的崩塌、滑坡、泥 石流等发生在有人类社会经济活动的地区，造成了不同程度的人 员伤亡或财产损失，就构成了灾害。但是在目前，对地质灾害所包括的灾种范围有许多不同 的认识。主要意见之一是认为凡是与地质作用或地质条件有关的 自然灾害都划为地质灾害。包括：地震、火山、崩塌、滑坡、泥 石流、地面塌陷、地面沉降，地裂缝、水土流失、土地沙漠化、 土地盐渍化、海水入侵、海岸侵蚀、地下水水质污染、地下水水 位上升、水土环境异常与地方病、矿井突水、矿井热害、岩爆、 煤瓦斯突出、煤自燃、水库淤积、水库及河湖塌岸、水库渗漏、 特殊岩土、冷浸田等近 30 种灾害。也有不少人提出以岩石圈自 然地质作用为主导因素而形成的自然灾害，才称为地质灾害。主 要包括：地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉 降、地裂缝、海水入侵、特殊岩土等十几种灾害。地质灾害的形成必须具备两方面条件：一是具有灾害现象 的起源，即自然动力活动或自然环境的异常变化；二是具有受灾 害危害的对象。即人类生命财产以及赖以生存与发展的资源、环 境。在一个灾害事件中，前者可称为灾害体，后者可称为承灾体 或受灾体，二者相辅相成。地质灾害形成环境称之为孕灾环境。地质灾害受灾体，按照受灾体的性能、功能、破坏方式以 及价值属性和核算方法相类似的原则大致可以分为以下几类：（1） 人，包括城镇人口、农村人口；房屋建筑，包括城镇居民住宅、 农村住宅、宾馆、饭店、公寓、商厦、学校、医院、机关、部队 营房、工业厂房、仓库、车站、码头等各种房屋建筑；公路， 包括路面、陆基、涵洞及防护工程；铁路，包括轨道、路面、 陆基、涵洞、防护工程及通信设备；航道，如水道，航道人工 设施；桥梁，如公路桥、铁路桥、立交桥和高架桥等；生命 线工程，包括供水管线、排水管线、输变电线路、供气管道、供 暖管线、通信线路；水利工程，如水库、大坝、堤防、渠道等； 生活与生产建筑，如水塔、烟囱等；室内设备与物品，包括 机械仪表、工具、仓储物资、办公、生活用品；（11）农作物，小麦、 稻谷等；（12）林木，包括天然与人工播种的森林、树木；（13）土地资源，根据不同用地类型，又可以分为城市用地、耕地、林地等；（地下水资源；二 地质灾害的特点根据地质灾害定义分析，地质灾害既是一种自然现象， 又是一种社会经济现象。因此它既具有自然属性，又具有社会经 济属性。自然属性是指围绕地质灾害的动力过程表现出的各种自 然特征，如地质灾害的规模、强度、频次以及灾害活动的孕育条 件、变化规律等。社会经济属性主要是指与成灾过程密切相关的 人类社会经济特征，如人口、财产、工程建设活动、资源开发、 经济发展水平、防灾能力等。由于地质灾害是自然动力活动与人 类社会经济活动相互作用的结果，二者是一个统一的整体，所以 尽管将地质灾害的属性特征分为自然属性和社会经济属性，但实 际上地质灾害不少特征是二者的联合体现。综合起来可归纳为如 下几点： 地质灾害是个复杂的系统工程。从能量观点看，地质 灾害是岩石圈、水圈、生物圈和大气圈相互作用，能量交换、转 移的结果，是整个系统内的相互作用结果。再者，地球系统中各 圈及其相互作用的过程、作用方式是及其复杂的。地质灾害活动 是在多种条件作用下形成的。它既受地球动力活动控制，又受地 壳物质性质、结构和地壳表面形态等因素影响；既受自然条件控 制，又受人类活动影响。因此，地质灾害活动的时间、地点、强 度等具有很大的不确定性，往往具有突发性、偶然性和随机性。 即使是单一的地质灾害，其影响因素、成灾机理和发展模式也还 没有完全被认识。因而，地质灾害的研究必须从系统的角度分析。 地质灾害的关联性。从总体看，地质灾害的发生并不 是孤立的，而是受区域地质构造条件、暴雨、地震、地形等条件 的制约，同时也受人工活动的影响。这表现为地质灾害具有一定的时间、空间分布规律。我国 的地质构造轮廓最突出的特点是：南北分区、东西分带，交叉成 网，这一构造格局对区域性地质灾害的分布起着重要的制约作 用。中国的地形从西向东依次降低，形成三个显著的阶梯：第 阶梯青藏高原；第二阶梯中部山地，崩塌、滑坡、泥石流等山地 地质灾害 90%发育在这一带；第三阶梯东部平原，地面沉降、地 裂缝、胀缩土、海水入侵等地质灾害多发育在这一带。地质灾害的时间规律性与自身活动周期性和诱发动力 破坏因素时间性就有一定关联。尽管诸如崩塌滑坡的活动周期时 间长短并不严格，但在某种天然崩塌滑坡上确实存在。研究表明， 湖北新滩滑坡即有约 400 年左右的活动周期，其 1985 年发生的 毁镇堵江大滑动，就是 1542 年同样灾害的重演。地质灾害的活 动与诱发动力破坏因素时间的相关性，可以是同步的，然大多数 都呈一定的滞后性。如由降雨动力破坏因素，人类工程经济活动 动力破坏因素为主的崩塌滑坡，都有一定的滞后期。单项的地质灾害之间也不是孤立的，而是互相作用、 互相引发有着密切联系。如地震可能引发滑坡，泥石流，干旱， 洪水也可能导致地震的发生。灾害之间的这种关联性，有的是因 果关系，有的则是同源关系。 地质灾害的必然性和可防御性。从根本上看，地质灾 害是地球运动的产物。从能量观点看，地质灾害是由于岩石圈、 水圈和大气圈能量的不均衡，导致能量转移或地壳物质运动而引 起曲。从地球形成以来，这种运动一直持续进行。从灾害事件的 动力过程看，在灾害发生后，能量和物质得到调整，达到了局部 平衡，但是这种平衡是暂时的、相对的，在实现平衡过程中，新 的不平衡又在同时产生，一次新的灾害又开始孕育发展。因此不 但造成灾害此起彼伏，而且在同一个地区还常常出现断续发生或 周期性活动特点。地质灾害活动是伴随地球运动，与地球共存的 自然现象；这种活动自人类出现以后一直伴随着人类，影响着社 会经济发展，因此，地质灾害是与人类社会共存的自然现象，具 有其必然性。同时，地质灾害都是在一定条件下形成发展的，所以通 过研究灾害的属性特征，认识灾害的形成条件和活动规律，可以 通过监测，预报和防治措施，在一定程度上控制灾害活动，保护 受灾体，减少和避免灾害造成的破坏损失。因此地质灾害具有可 防御性。例如，我国成功地预报了海城地震、新滩滑坡，从而大 大地减轻了灾害破坏损失。在一些城镇和交通干线修建了防治滑 坡、崩塌、泥石流等工程设施，有效地防止了这些灾害的发生， 从而保护了工程设施的安全。随着社会经济发展和科学技术水平 的提高，灾害的可防御性相应不断提高。但是由于对地质灾害的形成、孕育和发展的认识不足， 目前对地质灾害的防御性具有明显的局限性。一般来讲，对地质 灾害的预测预报仍处于一个不断探索的阶段。 地质灾害的破坏性与“建设性”。自然灾害对人类的主 导作用是造成多种形式的破坏。但在它们产生破坏的同时，往往 也会抑制其它某些灾害对人类的威胁，或者给人类创造某些有益 的发展机会。例如，洪水泛滥在威胁人民生命财产，破坏耕地的 同时，又提供了新的耕地资源。地质灾害也同样具有一定的“建 设性”特点。如我国西北地区的黄土滑坡，常常堵塞沟谷，形成 被当地人称为“聚湫”的具有蓄水、拦泥功能的天然设施，对于 有效地利用天然水资源和水土保持具有积极作用。此外，黄土滑 坡活动虽然暂时性破坏耕地，但从长远看，它对黄土沟梁进行夷 平，形成耕作条件较好的沟塌地，从长远看对农业发展具有积极 作用。根据地质灾害破坏性与“建设性”共存特点，在灾害防 治中，应力求控制其破坏性、发挥其“建设性”，尽可能变害为 利，或变大害为小害，因势利导，取得最大的减灾效益。 地质灾害防治的社会性。地质灾害除了造成人员伤亡， 破坏房屋、铁路、公路、航道等工程设施，造成直接损失外，还 破坏资源和环境，给社会经济发展造成广泛而又深刻的影响。特 别是在我国严重的崩塌、滑坡、泥石流等灾害主要分布在山区， 那里自然条件差，交通闭塞、经济基础薄弱，至今许多地区仍用 于贫困地区。在这种情况下严重的地质灾害进一步阻碍了这些 地区的资源开发和工程建设活动，不但阻碍了这些地区脱贫开 发、经济发展的步伐，而且加重了国家和其它较发达地区的负担， 影响全国经济发展宏伟目标的实现。因此有效地防治地质灾害不 但对保护灾害区人民生命财产安全具有重要的现实意义，而且对 于促进地区经济和全国经济发展具有广泛而又深远的意义。防治地质灾害是一项全民性的社会公益事业和产业活 动，不仅需要政府的领导和政策支持，而且需要社会的广泛参与。 我国目前经济还比较落后，国家每年只能拿出有限的资金用于重 点防治；即使国家经济比较发达以后也不可能花费巨大资金实 施全面治理。无论是现在还是将来，除政府负责主导性的防治外， 需要企业、民众广泛参与抗灾、防灾事业，才能取得充分的减灾 效果。因此，从这个意义上说，地质灾害的减灾事业是关系地区、 国家乃至世界可持续发展的全民事业。三 地质灾害的类型由于对地质灾害应包括范围认识不一、不同研究人员根 据需要从不同角度对地质灾害提出多种分类方案。根据造成地质 灾害的动力来源，分为内动力地质灾害（主要包括构造地震、火 山、构造地裂缝、岩爆等），外动力地质灾害（主要包括泥石流、 水土流失、水库淤积、水库及河湖塌库等），人为动力地质灾害（主 要包括因抽水等人为活动引起的地面沉降、地面塌陷、水库地层、 水质污染等）；根据地质灾害分布区域自然地理条件和空间特征， 分为山地地质灾害（主要包括崩塌、滑坡、泥石流），平原地质 灾害（主要包括地面沉降等），海岸地质灾害（主要包括海水入 侵、海岸侵蚀等），海底地质灾害（主要包括海底滑坡等），矿井 及人类工程地质灾害（主要包活岩爆、突水突泥、煤瓦斯突出、 地下热害等）；根据地质灾害活动的时间持点，分为突发性地质 灾害（主要包括地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等）， 缓发性或累进性地质灾害（主要包括地裂缝、地面沉降、海水入 侵、水土流失、土地沙漠化、土地盐演化、水库渗漏等）；按地 质灾害破坏型式、动力作用、物质组成和破坏速率等可分为以下 12 类：地层灾害（天然地震、诱发地震），火山灾害（火山爆发、 火山喷溢），岩上位移灾害（崩塌、滑坡、泥石流），地面变形灾 害（地面沉降、岩溶地面塌陷、矿区地面塌陷等、地裂缝），陨 石撞击灾害（小行星、慧星等星子撞击构造、一般陨石撞击构造、 陨石雨），特殊岩上灾害（湿陷性黄土、膨胀土、淤泥质软土、 冻土、红土导致的灾害），地下工程、矿山灾害（坑道突水、瓦 斯突出和爆炸、岩爆、煤层自燃），土地退化灾害（水土流失、 沙漠化、盐碱（渍）化、冷浸田），海洋（岸）动力灾害（海面上 升、海水入侵、海岸侵蚀、港口淤积、赤潮），河湖（水库）灾 害（淤积、塌岸、渗漏），地下水变异灾害（地下水位升降、水质污染）和水土环境异常（地方病）。以上各类地质灾害，在我国都有分布，从对国民经济 和社会发展的危害程度，尤其是对人类社会财产相对集中的城镇 地区的影响来看，以地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地 裂缝、地面沉降、海水入侵、特殊岩土等地质灾害的威胁最大。四 常见的地质灾害 崩塌崩塌是指陡峭斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母 体，迅速崩落，而后堆积在坡脚的现象。根据崩塌活动强度，分 为剥落、坠石、崩落三种形式。其中剥落为最低程度的小规模崩 塌，是风化剥落的较小岩块在重力作用下沿山坡塌落，最后堆积 在坡脚的现象。坠石为中等程度的崩塌，是由于风化、构造作用 形成的较大块岩土体突然坠落的现象。崩落为最严重的崩塌，是 风化和构造作用形成的巨大体积的岩土体突然大规模塌落的现 象。根据崩塌岩土类型，分为岩崩、土崩两大类。岩崩发生 在坚硬岩体中，是崩塌中特别是大型崩塌的主要类型。土崩是指 发生在黄土或者黄土状土等松散土类中的崩塌，其规模和破坏程 度一般比较小。 滑坡滑坡指岩体或土体在重力作用下沿一定的软弱结构面整 体下滑的现象。一个比较典型的滑坡，一般都由滑坡体、滑动面、 滑动带、沿床、滑坡后续、滑坡周界、滑坡台坎、滑坡洼地、滑 坡鼓丘、滑坡舌、滑坡裂缝、滑坡主轴等部分组成。它和崩塌都 是斜坡失稳现象，属于斜坡变形灾害，而且形成条件和成灾待点 基本一致。二者的根本区别是崩塌体完全脱离母岩，可以是整体 崩落，亦可能是破碎后分散崩落，其垂直位移量远大于水平位移 量；滑坡体则很少脱离斜坡母体，常有一部分残留在滑床之上， 位移表现为整体位移，水平位移量一般大于垂直位移量。滑坡划分是一个相当复杂的问题，滑坡类型对于滑坡机 理的研究和防治具有重要的意义，历来为国内外学者所关注。许 多学者从不同的角度，采用不同的分类指标，提出了不同的分类 方案。前苏联、捷克和日本的学者从不同角度提出了划分标准。 1938 年美国学者 C.F. Sharpe 根据滑坡运动方式、运动速 度、物质组成和含水比例把滑坡分成：缓慢流动、快速流动、流 动和沉陷四大类。此后，美国学者 D.J. Varnes 在综合和继 承了 Sharpe 分类方法的基础上，提出了自己的分类方法，并得 到了世界上多数科学家的认同。此外，还可以按照滑坡物质组成分为黄土滑坡、粘性 土滑坡、堆填土（人工填筑土）滑坡、堆积土（所有第四纪堆积 物）滑坡、破碎岩石滑坡、岩石滑坡；按照滑坡体厚度（或滑床 深度）分为浅层滑坡（V6m=、中层滑坡（620m）、深层滑坡 （2050m）、极深层滑坡（50 m）；按滑动面与斜坡岩层 层面关系分为顺层滑坡、切层滑坡。 泥石流 泥石流是指在山区沟谷中，由大量而又急促地表径流激发 的含有大量泥沙、石块等固体物质，并具有很大冲击力的特殊洪 流。它和一股洪水急流的区别是水流中挟带有大量泥沙石块、其 体积含量最少为 15%，最高可达 80%左右，因此具有很强冲击力 和淤埋作用，对房屋、铁路、公路等工程设施及耕地造成严重破 坏。泥石流和崩塌、滑坡部属于山地地质灾害，它们的形成条件 有许多共同点，所以区域分布规律相近。从不同方面可以将泥石流分为多种类型。根据发育泥石流的 流域特征，可分为标准型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流； 根据泥石流的物质组成，分为泥石流、泥流、水石流；根据泥石 流性状和成分，分为粘性泥石流（结构型泥石流）、稀性泥石流 （紊流型泥石流）；根据泥石流的激发条件，分为暴雨型泥石流、 冰川型（融雪型）泥石流；根据泥石流发育阶段，分为发展期泥 石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流、停歇期泥石流。此外，还可以根据泥石流的规模、暴发频率等标准进行分类。 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。地面塌陷的形成原因复杂，种类很多。根据不同的分类依据， 可分为不同的类型。根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人 为塌陷两大类。前者是地表岩、土体由于自然因素作用、如地震、 降雨、干旱、自重等，向下陷落而成；后者是由于抽水、排水、 蓄水等人为作用导致的地面塌落。在这两大类中，又可根据具体 因素分为许多类型，如地震塌陷、矿山采空塌陷等。根据塌陷区 是否有岩溶发育，分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷。岩溶地 面塌陷主要发生在岩溶发育地区，是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、 土体在自然或人为因素作用下，产生陷落而形成的地面塌陷。非 岩溶地面塌陷又根据塌陷区岩、土体的性质可分为黄土塌陷、火 山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。在我国一般将塌陷分为岩溶塌陷、采空塌陷及黄土湿陷 三种。岩溶塌陷主要分布在广西、贵州和云南等地；采空塌陷主要 出现在黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省；而黄土湿陷主要 分布河北、青海、陕西、甘肃、宁夏、河南、山西、黑龙江等 8 个黄土分布省区。 地面沉降地面沉降是指在地壳沉降活动、松散沉积物自然固结压实、 人工开采地下水或油气资源等自然因素和人为因素下形成的地 表垂直下降现象。导致地面沉降的自然因素主要是构造升降运动 以及地震、火山活动等，人为因素主要是开采地下水、油气资源 以及局部性荷载改变等。自然因素所形成的地面沉降活动，范围 大，速宰相对较小，在目前生产力水平下，人类无法控制。人为 因索引起的地面沉降活动一般范围较小，但速率相幅度都比较 大，它的发生、发展与人类活动密切相关，可以通过一定途径和 措施加以控制和防治。基于上述特点，一般把自然因素引起的地 面沉降归属于地壳形变或构造运动的范畴，作为一种自然动力现 象加以研究，而将人为因素引起的地面沉降归属于地质灾害现象 进行研究和防治。 地裂缝地裂缝是地表岩土体在自然因素或人为因素作用下，产生开 裂并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的现象。根据地裂缝多方 面特征，可以将地裂缝划分为多种类型。根据地裂缝的成因，将 地裂缝分为构造地裂缝、非构造地裂缝以及混合成因的地裂缝； 根据地裂缝形成动力性质，分为压性地裂缝、扭性地裂缝、张性 地裂缝等。构造地裂缝主要是伴随着地壳构造运动产生的地裂 缝。非构造地裂缝形成的原因多样，主要包括：崩塌、滑坡、塌 陷引起的地裂缝；黄土湿陷、膨胀土胀缩、松散土渗蚀引起的地 裂缝；干旱、冻土引起的地裂缝。实践表明，许多地裂缝并不是单一成因的地裂缝、而是以一 种原因为主，同时又受其他条件影响的综合成因的地裂缝。