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当前,全球崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害日益增加,地质灾害已经成为一个全球性问题。特别是随着全球气候变暖,地壳活动进入一个相对活跃期,再加上重大工程的开工建设等人类活动的影响,世界各国正在遭受前所未有的地质灾害威胁。
因此,为了更好地预防和治理地质灾害,我们必须特别关注当前全球地质灾害呈现出的发展态势,借鉴国外好的做法和经验教训,了解世界各国对地质灾害的防治趋势,做到为我所用。
国外防治地质灾害的做法和经验
英国:新方法监测地面沉降
在英国,建筑物下沉为一种季节性灾害,每年有数以亿计英镑的经费用于修缮下沉的建筑物。引起下沉的原因有:黏土的不均匀膨胀和压缩、采矿、地下物质溶解和变形。英国地质调查局的科学家正在研究和黏土含水量有关的压缩/膨胀规律,并启动了利用干涉孔径雷达技术来监测沉降的新方法。
1993~1997年,英国发生了白垩系岩层塌陷的事件。地下水使得白垩系碳酸盐岩溶解形成空洞,容易形成不规则的地面下沉或者锥形的塌陷。如今,利用地震探测手段,可以很好的看到地下的碳酸盐岩空洞,从而采取措施,避免下沉灾害的损失。
韩国:关注交通沿线滑坡
韩国70%的国土由山地和丘陵组成,且全年70%的平均降雨集中在夏季,滑坡灾害相当严重。但韩国的滑坡灾害还有人为的因素:20世纪七八十年代,大量的道路在施工时未充分考虑安全系数的问题,道路边坡稳定性差。
1995年,韩国政府开始引入滑坡预防系统;1998年滑坡管理系统正式贯彻实施,并建立了滑坡数据库;从2002年起,滑坡实时监测系统正式运行,主要运用光纤传感器、压力传感器、测斜仪和雨量计等对各类危险边坡进行时时监控,对滑坡灾害及时采取应急措施,保证道路顺通。
法国:排水阻止土体位移
法国境内地形复杂,各种不同的地层加上约700毫米的年平均降水量,容易引起各类土体位移。在阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉、中央高原等山区,岩石位移主要表现为崩塌、滑坡和泥石流:在巴黎盆地,以及法国东部侏罗纪黏土层因受到欧洲后冰川作用的影响,形成不稳定斜坡;在南部阿让地区,沿加龙河的磨砾层因发生强烈变化,亦常有滑坡现象。因此,保证交通线路的畅通,必须研究和采取措施来加固不稳定的斜坡。
现在,防治这些斜坡的办法主要是排除地下水。永久性的排水系统由深至坡脚的集水井组成,它集聚了地下水。这套系统在重力作用下起到了排除深层地下水的作用,并不需要进行强迫抽水。
意大利:查清古滑坡体的身世
滑坡灾害给意大利带来很大的经济损失。意大利国家地质调查局明确贯彻了“知道才可以预防”的概念,建立起全国和区域的土地信息数据库,形成并更新用于保护土壤的疆土专题地图。
在滑坡严重的亚平宁Emilia-Ro-magna地区,地质工作者早在1976年便测绘了1:25000的滑坡分布图:1980~1985年,在此部署了1:10000的滑坡调查,查出多于35000处滑坡;从20世纪90年代开始,又对该地区进行了比例尺为1:10000的地质内容更新的调查,并进行了风险性评估。据勘查,该地区的滑坡体大多形成于几千年前,为构造活动和极端气候的共同产物,因此,搞清楚古滑坡体的分布情况,是降低甚至避免滑坡损失的关键。
各国地质灾害的防治趋势
目前,世界各国已经普遍开展了针对地质灾害的监测预警,地质灾害早期预警系统就是监测的技术设备之一。该系统包括人类因素、社会元素和信息通信等内容。
挪威是崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害频发的国家,他们在地质灾害预警方面起步早,拥有最先进的技术设备。该国早在2005年就提出用一定时间,对今后50年内的地质灾害情况进行评估。评估计划包括4个研究模块:模块A主要目标是进行气象参数与滑坡和崩塌之间的耦合性研究。为了使该研究顺利展开,挪威已建立包含滑坡和崩塌事件的数据库。模块B主要进行区域气候前景预测,重点是进行降水和飓风等极端气候事件研究。模块C将利用模块A和B的研究成果,生成关于该国将来可能发生地质灾害的分布图。模块D研究过去和预测将来由地质灾害引起的经济损失情况,包括由自然灾害引起的破坏和减灾措施所需要的费用、经验能力培训、预案方面的变化以及对政策制定者的影响等。
世界其他国家的地质灾害调查监测也在不断应用新技术和新方法。其中,干涉雷达测量和差分干涉雷达测量技术作为快速、精确地获取地形数据的技术日益受到重视。滑坡的监测和制图都利用了这2种技术。另外,随着GIS制图和数据分析处理能力的日益增强,有限元理论的2D或3D模型被应用于滑坡、崩塌等的稳定性计算和评价已经很普遍。英国地质调查局已将3D地质建模纳入战略科学计划。随着地理信息系统的发展,目前已出现了4D理论。
在地质灾害预防理论上,各国普遍认为对地震、海啸等破坏力强的地质灾害,可通过先进的预警系统,提前发出警报,将人员和车辆在灾害到达之前转移到安全地带,这是避免重大破坏的最有效方法之一。目前,世界上许多国家都在建立重大地质灾害应急系统,该系统的建设主要是根据各地区地质灾害发育特征,开展地质灾害信息系统建设、防灾减灾演习和制定应急救灾预案等。新技术和新方法为预防地质灾害带来了意想不到的效果。挪威科学家曾对该国西部地区一个斜坡体进行研究,发现该斜坡体有一块不稳定块体,科学家通过数字建模、波浪数字建模和2D、3D数字建模,对斜坡体的稳定性、海啸的产生和传播过程进行了模拟分析,最终预测了海啸。
世界各国已经将地质灾害风险性评估纳入了各地的城市规划和管理。例如,英国根据本国实际情况,对可能遭受地面沉降、滑坡和洪水的地区进行土地利用和开发时,会对该地区地质灾害发育情况,做深入了解。俄罗斯莫斯科市针对滑坡、喀斯特地貌、岩溶侵蚀和地下水洪流等地质灾害,在进行可能发生评估的基础上,绘制了莫斯科1:5万的地质环境现状图,并根据市政规划和职能分区的不同,把莫斯科市划分为非常不适宜区、不适宜区、较适宜区和适宜地区4类。我国地质学界在这方面也做了不少积极的探索。例如,地质工作者曾以河南省郑州市为研究对象,结合该市的地质灾害发育特征、危害特征及社会经济条件,利用模糊数学方法建立了该市的地质灾害风险评估模型,对该市的地质灾害进行风险评估。通过分析计算,工作人员得出:郑州市发生崩塌这类地质灾害的几率最大,滑坡发生的几率次之,泥石流发生的几率第3,地面塌陷发生的几率第4,地裂缝发生的几率最小。2009年11月,在兰州举行的全国首届城市建设与地质灾害防治学术论坛上, 专家们详细讨论了城市建设与地质灾害防治问题,以期更好地为城市建设和社会经济发展服务。
预防警示:要有备无患避灾害
当地面变形速度加快、滑坡征兆越来越明显时,就应该及时躲避灾害。
临时避灾不是灾难临头才想起避灾,而是从发现灾害征兆之时起,就要有所准备,“有备”才能“无患”。
滑坡
预先选定临时避灾场地:在滑坡隐患区附近事先选择一处或几处安全场地,作为避灾的临时用地。应选在滑坡两侧边界之外,不宜选在滑坡的上坡或下坡地段。在确保安全的前提下,避灾场地距原居住地越近越好,地势越开阔越好,交通和用电、用水越方便越好。
预先选定撤离路线、规定预警信号,同时还要规定信号管制办法,以免误发信号造成混乱。
预先做好必要的物资储备。有条件时,应在避灾场地预先搭建临时住所,以保证人们的基本生活。
经验表明,滑坡灾害大多发生在雨季,而夜晚发生滑坡损失更大。因此,雨季特别是雨季的夜晚最好不要在滑坡危险区逗留。
地震
唐山市地震、汶川地震留下的伤疤成为中国人永远的痛。大震来临时,家庭成员该如何避震,专家建议掌握三条原则:
原则一:因地制宜,正确抉择。震时每个人所处的环境、状况千差万别,避震方式也不可能千篇一律,要具体情况具体分析。这些情况包括:是住平房还是住楼房,地震发生在白天还是晚上,房子是不是坚固,室内有没有避震空间,你所处的位置离房门远近,室外是否开阔、安全。
原则二:行动果断、切忌犹豫。避震能否成功,就在千钧一发之际,决不能瞻前顾后,犹豫不决。如住平房避震时,更要行动果断,或就近躲避,或紧急外出,切勿往返。
原则三:伏而待定,不可疾出。古人在《地震录》里曾记载:“卒然闻变,不可疾出,伏而待定,纵有覆巢,可冀完卵”,意思就是说,发生地震时,不要急着跑出室外,而应抓紧求生时间在室内找合适的避震场所,采取蹲下或坐下的方式,静待地震过去,这样即使房屋倒塌,人亦可能会安然无恙。
泥石流
泥石流,是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质的特殊洪流。泥石流发生前,沟内有似火车轰鸣声或闷雷式的声音,主河流水上涨并夹有较多的柴草、树木,或正常流水突然中断。动植物异常,如猪、狗、牛、羊、鸡惊恐不安,不入睡,老鼠乱窜,植物形态发生变化,树木出现枯萎或歪斜等现象。尤其是发现山体出现裂缝,则可能存在发生崩塌、滑坡的隐患,长期降雨或暴雨则可能诱发泥石流。
遭遇泥石流应采取正确的逃逸方法。泥石流不同于滑坡、山崩和地震,它是流动的,冲击和搬运能力很大,所以,当处于泥石流区时,不能沿沟向下或向上跑,而应向两侧山坡上跑,离开沟道、河谷地带,但注意不要在土质松软、土体不稳定的斜坡停留,以免斜坡失稳下滑,应在基底稳固又较为平缓的地方。另外,不应上树躲避,因泥石流不同于一般洪水,其流动中可沿途切除一切障碍,所以上树逃生不可取。应避开河(沟)道弯曲的凹岸或地方狭小高度又低的凸岸,因泥石流有很强的掏刷能力及直进性,这些地方很危险。 (编辑/胡珺)
因此,为了更好地预防和治理地质灾害,我们必须特别关注当前全球地质灾害呈现出的发展态势,借鉴国外好的做法和经验教训,了解世界各国对地质灾害的防治趋势,做到为我所用。
国外防治地质灾害的做法和经验
英国:新方法监测地面沉降
在英国,建筑物下沉为一种季节性灾害,每年有数以亿计英镑的经费用于修缮下沉的建筑物。引起下沉的原因有:黏土的不均匀膨胀和压缩、采矿、地下物质溶解和变形。英国地质调查局的科学家正在研究和黏土含水量有关的压缩/膨胀规律,并启动了利用干涉孔径雷达技术来监测沉降的新方法。
1993~1997年,英国发生了白垩系岩层塌陷的事件。地下水使得白垩系碳酸盐岩溶解形成空洞,容易形成不规则的地面下沉或者锥形的塌陷。如今,利用地震探测手段,可以很好的看到地下的碳酸盐岩空洞,从而采取措施,避免下沉灾害的损失。
韩国:关注交通沿线滑坡
韩国70%的国土由山地和丘陵组成,且全年70%的平均降雨集中在夏季,滑坡灾害相当严重。但韩国的滑坡灾害还有人为的因素:20世纪七八十年代,大量的道路在施工时未充分考虑安全系数的问题,道路边坡稳定性差。
1995年,韩国政府开始引入滑坡预防系统;1998年滑坡管理系统正式贯彻实施,并建立了滑坡数据库;从2002年起,滑坡实时监测系统正式运行,主要运用光纤传感器、压力传感器、测斜仪和雨量计等对各类危险边坡进行时时监控,对滑坡灾害及时采取应急措施,保证道路顺通。
法国:排水阻止土体位移
法国境内地形复杂,各种不同的地层加上约700毫米的年平均降水量,容易引起各类土体位移。在阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉、中央高原等山区,岩石位移主要表现为崩塌、滑坡和泥石流:在巴黎盆地,以及法国东部侏罗纪黏土层因受到欧洲后冰川作用的影响,形成不稳定斜坡;在南部阿让地区,沿加龙河的磨砾层因发生强烈变化,亦常有滑坡现象。因此,保证交通线路的畅通,必须研究和采取措施来加固不稳定的斜坡。
现在,防治这些斜坡的办法主要是排除地下水。永久性的排水系统由深至坡脚的集水井组成,它集聚了地下水。这套系统在重力作用下起到了排除深层地下水的作用,并不需要进行强迫抽水。
意大利:查清古滑坡体的身世
滑坡灾害给意大利带来很大的经济损失。意大利国家地质调查局明确贯彻了“知道才可以预防”的概念,建立起全国和区域的土地信息数据库,形成并更新用于保护土壤的疆土专题地图。
在滑坡严重的亚平宁Emilia-Ro-magna地区,地质工作者早在1976年便测绘了1:25000的滑坡分布图:1980~1985年,在此部署了1:10000的滑坡调查,查出多于35000处滑坡;从20世纪90年代开始,又对该地区进行了比例尺为1:10000的地质内容更新的调查,并进行了风险性评估。据勘查,该地区的滑坡体大多形成于几千年前,为构造活动和极端气候的共同产物,因此,搞清楚古滑坡体的分布情况,是降低甚至避免滑坡损失的关键。
各国地质灾害的防治趋势
目前,世界各国已经普遍开展了针对地质灾害的监测预警,地质灾害早期预警系统就是监测的技术设备之一。该系统包括人类因素、社会元素和信息通信等内容。
挪威是崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害频发的国家,他们在地质灾害预警方面起步早,拥有最先进的技术设备。该国早在2005年就提出用一定时间,对今后50年内的地质灾害情况进行评估。评估计划包括4个研究模块:模块A主要目标是进行气象参数与滑坡和崩塌之间的耦合性研究。为了使该研究顺利展开,挪威已建立包含滑坡和崩塌事件的数据库。模块B主要进行区域气候前景预测,重点是进行降水和飓风等极端气候事件研究。模块C将利用模块A和B的研究成果,生成关于该国将来可能发生地质灾害的分布图。模块D研究过去和预测将来由地质灾害引起的经济损失情况,包括由自然灾害引起的破坏和减灾措施所需要的费用、经验能力培训、预案方面的变化以及对政策制定者的影响等。
世界其他国家的地质灾害调查监测也在不断应用新技术和新方法。其中,干涉雷达测量和差分干涉雷达测量技术作为快速、精确地获取地形数据的技术日益受到重视。滑坡的监测和制图都利用了这2种技术。另外,随着GIS制图和数据分析处理能力的日益增强,有限元理论的2D或3D模型被应用于滑坡、崩塌等的稳定性计算和评价已经很普遍。英国地质调查局已将3D地质建模纳入战略科学计划。随着地理信息系统的发展,目前已出现了4D理论。
在地质灾害预防理论上,各国普遍认为对地震、海啸等破坏力强的地质灾害,可通过先进的预警系统,提前发出警报,将人员和车辆在灾害到达之前转移到安全地带,这是避免重大破坏的最有效方法之一。目前,世界上许多国家都在建立重大地质灾害应急系统,该系统的建设主要是根据各地区地质灾害发育特征,开展地质灾害信息系统建设、防灾减灾演习和制定应急救灾预案等。新技术和新方法为预防地质灾害带来了意想不到的效果。挪威科学家曾对该国西部地区一个斜坡体进行研究,发现该斜坡体有一块不稳定块体,科学家通过数字建模、波浪数字建模和2D、3D数字建模,对斜坡体的稳定性、海啸的产生和传播过程进行了模拟分析,最终预测了海啸。
世界各国已经将地质灾害风险性评估纳入了各地的城市规划和管理。例如,英国根据本国实际情况,对可能遭受地面沉降、滑坡和洪水的地区进行土地利用和开发时,会对该地区地质灾害发育情况,做深入了解。俄罗斯莫斯科市针对滑坡、喀斯特地貌、岩溶侵蚀和地下水洪流等地质灾害,在进行可能发生评估的基础上,绘制了莫斯科1:5万的地质环境现状图,并根据市政规划和职能分区的不同,把莫斯科市划分为非常不适宜区、不适宜区、较适宜区和适宜地区4类。我国地质学界在这方面也做了不少积极的探索。例如,地质工作者曾以河南省郑州市为研究对象,结合该市的地质灾害发育特征、危害特征及社会经济条件,利用模糊数学方法建立了该市的地质灾害风险评估模型,对该市的地质灾害进行风险评估。通过分析计算,工作人员得出:郑州市发生崩塌这类地质灾害的几率最大,滑坡发生的几率次之,泥石流发生的几率第3,地面塌陷发生的几率第4,地裂缝发生的几率最小。2009年11月,在兰州举行的全国首届城市建设与地质灾害防治学术论坛上, 专家们详细讨论了城市建设与地质灾害防治问题,以期更好地为城市建设和社会经济发展服务。
预防警示:要有备无患避灾害
当地面变形速度加快、滑坡征兆越来越明显时,就应该及时躲避灾害。
临时避灾不是灾难临头才想起避灾,而是从发现灾害征兆之时起,就要有所准备,“有备”才能“无患”。
滑坡
预先选定临时避灾场地:在滑坡隐患区附近事先选择一处或几处安全场地,作为避灾的临时用地。应选在滑坡两侧边界之外,不宜选在滑坡的上坡或下坡地段。在确保安全的前提下,避灾场地距原居住地越近越好,地势越开阔越好,交通和用电、用水越方便越好。
预先选定撤离路线、规定预警信号,同时还要规定信号管制办法,以免误发信号造成混乱。
预先做好必要的物资储备。有条件时,应在避灾场地预先搭建临时住所,以保证人们的基本生活。
经验表明,滑坡灾害大多发生在雨季,而夜晚发生滑坡损失更大。因此,雨季特别是雨季的夜晚最好不要在滑坡危险区逗留。
地震
唐山市地震、汶川地震留下的伤疤成为中国人永远的痛。大震来临时,家庭成员该如何避震,专家建议掌握三条原则:
原则一:因地制宜,正确抉择。震时每个人所处的环境、状况千差万别,避震方式也不可能千篇一律,要具体情况具体分析。这些情况包括:是住平房还是住楼房,地震发生在白天还是晚上,房子是不是坚固,室内有没有避震空间,你所处的位置离房门远近,室外是否开阔、安全。
原则二:行动果断、切忌犹豫。避震能否成功,就在千钧一发之际,决不能瞻前顾后,犹豫不决。如住平房避震时,更要行动果断,或就近躲避,或紧急外出,切勿往返。
原则三:伏而待定,不可疾出。古人在《地震录》里曾记载:“卒然闻变,不可疾出,伏而待定,纵有覆巢,可冀完卵”,意思就是说,发生地震时,不要急着跑出室外,而应抓紧求生时间在室内找合适的避震场所,采取蹲下或坐下的方式,静待地震过去,这样即使房屋倒塌,人亦可能会安然无恙。
泥石流
泥石流,是山区特有的一种自然现象。它是由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质的特殊洪流。泥石流发生前,沟内有似火车轰鸣声或闷雷式的声音,主河流水上涨并夹有较多的柴草、树木,或正常流水突然中断。动植物异常,如猪、狗、牛、羊、鸡惊恐不安,不入睡,老鼠乱窜,植物形态发生变化,树木出现枯萎或歪斜等现象。尤其是发现山体出现裂缝,则可能存在发生崩塌、滑坡的隐患,长期降雨或暴雨则可能诱发泥石流。
遭遇泥石流应采取正确的逃逸方法。泥石流不同于滑坡、山崩和地震,它是流动的,冲击和搬运能力很大,所以,当处于泥石流区时,不能沿沟向下或向上跑,而应向两侧山坡上跑,离开沟道、河谷地带,但注意不要在土质松软、土体不稳定的斜坡停留,以免斜坡失稳下滑,应在基底稳固又较为平缓的地方。另外,不应上树躲避,因泥石流不同于一般洪水,其流动中可沿途切除一切障碍,所以上树逃生不可取。应避开河(沟)道弯曲的凹岸或地方狭小高度又低的凸岸,因泥石流有很强的掏刷能力及直进性,这些地方很危险。 (编辑/胡珺)