对于房地产业主和其他人来说,有一些简单而且低技术含量的方法可以用来有效地减轻滑坡灾害带来的影响。首先,找岩土工程专家或土木工程专家进行咨询总是最好的办法,因为他们受过专门的训练,有解决边坡稳定性问题的经验。而且最好是本地的公司或专家,因为他们最熟悉本地的地质情况、土质类型、地貌以及其他有关问题。虽然这些并不总是问题的症结所在,但却是发现问题的基础。如果有地方行政管理处,则可能有能够回答这些问题的地质学家、计划师、建筑专家等专业人员。找到这类机构的途径在世界各地会各有不同,而且处理地方事务的方式也会各有千秋。如果找不到专业人员进行咨询,则可以采取一些相应的措施减灾。详细手段可参考附录C和附录D。
附录A 关于滑坡的基础知识
滑坡专业词汇
这里只列出主要的滑坡专业词汇,其后列有较完整的解释,供参考。
alluvial fan冲积扇由河流、溪流沉积的具有平缓坡度且广泛延伸的,由冲积物形成的扇状地貌,多见于干旱和半干旱地区的峡谷性溪流、河流向平原或宽谷的转换地带。从上空向下俯瞰时,呈开放型的扇状,其顶点位于相当于转折点的谷口(文献3)。
bedding surface/plane接触面发育于沉积岩或层状岩石中,将连续的上下层分开。可以容易地通过岩性或颜色辨别(文献3)。
bedrock基岩位于砾石、砂、粘土下面的坚固岩石;出露于地表的岩石,或被松散的未固结地表面物质所覆盖(文献3)。
borehole钻孔钻入到地下一定深度的圆形孔,以寻找预期的石油、天然气或地下水;或以探查为目的(文献3)。
check dam谷坝也称砂防坝。建于较陡的山区溪谷中,通过拦截溪流的堆积物,以起到保护谷床的目的。经常用来控制沟谷型泥石流的发生频度和体积。拦砂坝的造价较高,主要建于重要设施和自然居民点(如野营地或独特的集散地)的上游(文献2)。
colluvium崩积物用来描述松散且无粘聚力的堆积物的一般性词汇。多见于边坡或陡崖脚部,主要被重力作用带下来(文献2)。
debris basin泥石流堆积盆地(有时称catch basin)大型的开挖盆地,让泥石流自然流入或人为导入。泥石流进入该盆地后,能量迅速消散,并马上沉积。废弃的采石场或矿坑多被利用作此用途(文献3)。
delta front landsliding三角洲前缘滑坡三角洲前缘是三角洲沉积活动最为活跃的部分。在海洋线和三角洲地区,由于那些具有低抗剪强度和高孔隙水压力的低固结度粘土的快速沉积,极容易发生水下滑坡。
Digital Elevation Model数字高程模型(DEM)
数字标高模型是指由平面上一定间隔的位置(点)上的地形标高所组成的数字文件(新技术的商业术语)。
Digital Terrain Model数字地形模型(DTM)
美国国防部和其他机构用来描述数字标高数据(digitale levation data)的术语(文献3)。
drawdown水位下降由于抽水引起的河流、湖泊、井,或地下含水层水位的下降过程。水位下降可能引起那些没有良好支护的岸坡或没有很好击实的土坡产生滑坡(文献3)。
electronic distance meter电子测距仪(EDM)
利用超声波反射进行测距的装置。
epicenter震中地震震源在地球表面的投影(文献3)。
expansive soils膨胀土由于含水量的变化而产生收缩或膨胀的一种特殊土。建在膨胀土上的房屋等结构物可能发生倾斜,破裂,或倒塌。也称作swelling soils(文献5)。
extensomete伸缩计用来测量较小变形的仪器(文献3)。
factor of safety安全系数安全系数的英文有factor of safety和Safety Factor两种表达方式,它基于理论计算,通过考虑各种不确定性因素,为工程设计提供安全标准的临界值。这里所说的不确定性因素可能来自于计算过程中,也可能来自物性指标的确定。通常,对于工程边坡而言,如果安全系数小于1,表明潜在破坏的可能性;而大于1,则表示边坡是稳定的(文献6)。
geodesic/geodetic observations测地学围绕有关地球形状和大小的科学问题所进行的调查研究(文献3)。
fracture断裂由于强度丧失而产生的脆性变形。节理和断层都属于断裂(文献3)。
Geographic Lnformation System地理信息系统(GIS)
计算机程序和有关数据库的统称。在数据库中可以通过地理坐标系统查询制图信息(包括地质信息)。一般来说,通过层状结构来组织数据。这些层包括如水文地质特征,地形以及其他地理信息单元。一个地理信息系统,容许不同层的信息能够简单地被整合和分析(文献3)。
geological hazard地质灾害指对人和财产构成潜在威胁的自然或人为地质条件。如地震、滑坡、洪水、断层活动、海滩侵蚀、地面沉降、污染、废物处理以及地基基础破坏等都属于地质灾害(文献3)。
geological map地质图记录岩石单元的分布、性质和年代关系,以及地质构造事件发生历史的图件(文献3)。
geomorphology地貌关于地球表面一般构成的科学,尤其注重研究地貌的分类、描述、性质、起源和演化,地貌与下伏地质构造间的关系,以及由地貌的表面特征所记录的地质变化史(文献3)。
geophysics studies地球物理研究通过定量的物理学方法,研究地球的结构、构成和演化的科学。它包括动力地质学和物理地貌学,并利用测地学、地质学、地震学、气象学、海洋学、磁学和其他地球科学以收集和解析与地球有关的数据(文献3)。
hydraulic流体动力学关于或涉及流体运动的科学;通过水传送或作用;利用水进行操作或搬运,如水力采矿(hydraulic mining)(文献3)。
hydrology水文学研究地球上水的科学(文献3)。
inclinometer倾斜仪观测倾斜的仪器,一般以水平面为参考(文献3)。
landslide dam滑坡坝由于滑坡堵塞溪流或河流而形成的天然坝(文献3)。
lahar火山泥流火山侧缘的火山碎屑物质中发生的滑坡,泥石流或土石流;这些滑坡,泥石流或土石流所产生的堆积物。湿性火山泥流中混入的水分可来自暴雨,火山口湖,或融雪。干性火山泥流可能由于岩浆上升时引起的震动,或物质的积累引起的陡坡失稳而产生。如果这些物质在下滑时仍然保持高温,则被称为热性火山泥流(文献3)。
liquefaction液化指饱和的松散粗粒土从固态变为液态的相变过程。土颗粒之间一时失去接触,土粒子重量由孔隙水承担(文献4)。
landslide inventory map滑坡编录图滑坡历史记录图一种确定那些曾经发生过滑坡过程,包括泥石流和切土-填土破坏的滑坡图件(文献4)。
landslide susceptibility map滑坡易发性评价图基于滑坡历史记录图,并预测某地区的滑坡发生潜在可能性的图件。这种图件主要将影响滑坡发生的主要因素,如高陡边坡、遇水饱和后强度大幅降低的脆弱地质单元,以及不良排水条件下的岩石或土体等,与以往的滑坡分布相对比,得到滑坡易发性的判断结论(文献5)。
lands Iide map滑坡灾害图一种显示滑坡危害影响范围的灾害图件。包括过去的滑坡在哪里发生,现在在哪里发生,以及将来在哪些地方可能发生(文献5)。
landslide risk map滑坡危险分区性图根据统计规律,以滑坡再发生率表示的滑坡灾害及其发生的可能性的图件。这种危险性图件可以显示投资与盈利间的关系,损失的潜在可能性及其他对地区和(或)社区可能产生的社会经济影响。
lithology岩性主要指岩石的物理性质,一般取决于其显微结构,或借助于低倍放大镜;也指关于岩石的显微研究和描述(文献3)。
loess黄土一种分布广泛的、均质的、无层理、多孔性、易碎的、具轻微粘聚力、常具有高碳酸钙含量、细粒毛毯状的堆积物(一般厚度不大于30米),主要由粉粒土组成,其粒级分布由粘粒到细粒(文献3)。
mitigation减轻减少或消除灾害发生可能性的活动;以及(或者)当灾害发生后,消除或减少灾害或紧急预案产生的负面影响的活动(文献5)。
mudslide泥滑在美国加利福尼亚州出现的一个不很精确但很流行的词汇,常被一般民众或新闻媒体用来描述广大的灾害事件,其范围可包括富含泥沙的洪水到滑坡。它并不是一个正确的技术词汇。请参见下一条“泥流 mudflow”(文献5)。
mudflow泥流描述一种块体流动的地形和过程的一般术语,流体物质主要为细粒土,在运动过程中呈现很高的流态。其中的含水量(water content)可高达60%(文献3)。
perched ground water上层滞水被非饱和土带与下伏主要地下水层隔离的非承压水(文献3)。
piezometer地下水位计用来测量水层,水罐,或土中的压力水头的仪器。在含水层中,它是一个用来测量水头的小直径水井(文献3)。
pore water pressure孔隙水压力在饱和土中,通过孔隙水传递到某点底部的压力水头。它是一个定量指标,可以通过在现场观测土体中的自由水面,或通过孔隙水压力计直接进行观测。孔隙水压力是造成边坡破坏的关键因素,它通过减少边坡体的有效重量,从而降低土的剪切强度(文献2)。
pore water,or interstitial water孔隙水存在于孔隙或裂隙中的地下水(文献3)。
quick clay灵敏性粘土受扰动后几乎完全丧失其剪切强度的一种粘土;也指在重塑后无明显剪切强度的粘土(文献3)。
reconnaissance geology/mapping初勘地质调查/填图为掌握某区域主要地质特征所进行的普通地质调查,其后往往有更详细的调查工作。根据既存资料的多少,可以在野外或室内进行(文献2)。
re Iief高差地表高低点间的高程差(文献3)。
risk危险性风险在遭遇某种灾害时,已经发生的或估计发生的损失程度的可能性(文献4)。
rock mechanics岩石力学关于岩石的力学行为的理论和应用的科学,代表“岩石在其物理环境中对应力场变化而产生反应的一个力学分支”(文献3)。
sag pond凹陷坑在由于滑坡运动,或断层活动所造成的凹陷中充满的少量水体(文献3)。
seepage渗流由泉水、凹陷坑,或开放边坡处的湿润地段,路基开挖处的渗流点等显示的集中性地表排水。作为潜在的活动地段或不稳定地段,这些渗流点必须在有关的平面图和剖面图上标出(文献2)。
sea cliff retreat海岸崖后退由波浪作用形成的海岸崖,在其前缘遭受波浪侵蚀后,不断向陆地方向后退的过程(文献3)。
shear剪切在应力作用下,物体的相邻两部分产生的相对滑动变形,滑动的方向与这两部分的接触面平行(文献3)。
slurry泥浆状水与细粒物质混合后形成的高度液体混合物;如通过管道运送的煤粉与水的混合物,或注浆时使用的水泥浆(文献3)。
soil mechanics土力学应用力学和水力学原理解决工程问题时,涉及的有关土、沉积物和其他非固结堆积物的行为和性质的应用科学;研究土的物理性质和应用,特别是涉及高速公路和建筑物基础的工程问题时的应用科学(文献3)。
strainmeter应变式地震计一种通过观测两点间相对位移来监测变形的地震仪(文献3)。
stress应力在固体内部任何面上的、单位面积上的内力。可以是压应力,也可以是张应力。单位:单位面积上的力(文献3)。
sturzstroms岩屑流(源于德语,意为“fall stream”,飞流直下的溪流)高速运动的岩石与碎屑的巨大集合体,由陡崖或山体破坏所产生,从陡峭的山坡冲下,穿过低地,以时速100千米以上的速度运动数千米;是所有块体运动中最具灾害性的一种(文献3)。
subaqueous(submarine)landslide水下滑坡海底滑坡存在或发生在水下的滑坡过程或堆积体。一般用来区分滑坡是发生在陆地上(滑动后进入水中),还是发生在水中。例如,区分陆地或海底滑塌时(文献3)使用。
subsidence地面沉降以不同速度或沉降量,发生在不同地区的地表面的沉陷或下降。可能由于自然地质过程所引起,如溶解、固结、坚固地表下的液状岩浆的运移;也可由于人类工程活动所引起,如地下采矿或人工抽取石油或地下水(文献3)。
surficia I geology地表地质包括土在内的地表堆积物的地质学;有时也用来指有关处于或接近地表的岩石的研究(文献3)。
sweling soils膨胀土指那些遇水膨胀,失水收缩的土或软岩。常见的有火山灰风化的胶状粘土,蒙脱石风化土(文献1)。
tensile stress张应力欲使物体分开的正应力。作用面两侧的应力方向正好相反(文献3)。
weathering风化暴露在大气圈中的岩石和土体,在物理解体和化学分解作用下发生破坏的过程,其结果将导致颜色、结构、物质成分或形态的变化。风化过程可分为物理风化、化学风化和生物风化(文献4)。
diferential weathering差异风化岩石表面因物质组成或抵抗力的差异而导致风化过程出现不同的速度差异。抵抗力高的部分常会突出于岩石表面(文献4)。
mechanical weathering力学风化物理风化由于气候的变化导致的岩石经过破碎等过程后,风化成为土壤的过程。风化过程中包括温度变化(热胀冷缩),冻融循环和动物的掘洞活动(文献4)。
zonation分带分区虽然意义有些模糊,但一般用来描述不同纬度带的有别于附近地区的某些特征的性质。如地球的一个热带,两个温带和两个寒带。在地质灾害的意义上,常可根据不同准则对地貌单元进行分带或分区,如居民区、低危险区、高危险区等(文献3)。
滑坡的组成部分——对特征的描述/词汇集
滑坡的组成部分如图A1所示。
accumulation堆积体堆积覆盖于原始地形之上的那部分滑坡体(文献7,8)。
crown滑坡圈椅与主滑坡后壁的最高点相邻的、没有产生位移的稳定山体(或土体)(文献7,8)。
depletion沉陷区由主滑坡后壁下滑后沉陷的滑坡体表面,以及原始地表所包围的部分(文献7,8)。
depleted mass沉陷体包围在原始地表以下,滑动面以上的那部分滑坡体(文献7,8)。
displaced material滑坡体移动体滑坡过程中由于产生运动而离开了原始位置的那部分物质。滑坡体由沉陷体和堆积体两部分组成(文献7,8)。
flank滑坡侧壁滑动面侧缘的、没有发生位移的那部分岩土体。描述时最好使用方位,如东侧壁、南侧壁等。如果使用左侧壁、右侧壁,则是以从冠部向滑坡下滑方向看时为准(文献7,8)。
foot滑舌滑坡滑动后超出滑动面前缘,并覆盖于原始地表上的那部分滑坡体(文献7,8)。
head上部滑坡体的上部与主滑坡后壁相接触的那部分滑坡体(文献7,8)。
main body主滑坡体位于滑动面上,且夹于主滑坡后壁和滑动面前缘之间的那部分滑体(文献7,8)。
main scrap主滑坡后壁位于滑坡体最上部边界之上的、未发生位移地段的陡峭滑动面部分。由于滑坡体离开稳定的岩土体而形成,是可以观察到的一部分滑动面(文献7,8)。
minor scrap次级滑坡后壁在滑坡体内由于块体的差异运动而形成的陡崖(文献7,8)。
original ground surface原始地面滑坡发生之前就已经存在的边坡地形(文献7,8)。
surface of separation分离地面位于滑坡脚部,被滑坡体覆盖的那部分原始地面(文献7,8)。
surface of rupture滑动面位于原始地面以下,构成滑坡体下部边界的面(文献7,8)。
tip远点位于滑坡体前缘的距离滑坡顶点最远的点(文献7,8)。
toe滑坡前缘滑坡趾部位于滑坡下部,呈现弯曲状的滑坡体边界,是距离主滑落崖最远的滑坡体部分(文献7,8)。
top滑坡顶点滑坡体与主滑落崖的接触线上的最高点(文献7,8)。
toe of surface of rupture滑动面前缘滑动面趾部下部滑动面与原始地面的交线(常被滑坡体所覆盖)(文献7,8)。
zone of accumulation堆积区滑坡体物质覆盖于原始地表面的那部分区域(文献7,8)。
zone of depletion沉陷区滑坡体物质低于原始地表面的那部分区域(文献7,8)。
滑坡发生的原因和诱发机制
自然原因(内因)
地质条件
软弱物质,如火山质边坡或未固结的海相沉积物
易于滑动的物质
被风化的物质
被剪切过的物质
节理化或裂隙化的物质
岩体不连续面的不利的组合(层理,片理等)
构造不连续面的不利的组合(断层面,不整合面,接触面等)
透水性的突然变化材料刚性的突然变化(刚性的致密物质覆盖于塑性物质之上)
地貌条件
构造运动或火山活动引起的隆起
冰川消失后引起的地形反弹
冰川融水的突然喷出
边坡前缘被河流,溪流侵蚀
边坡前缘被波浪侵蚀
边坡前缘被冰川侵蚀
边坡侧缘遭受侵蚀
地下侵蚀(溶解,管涌)
在边坡上或其头部的沉积加载植被被毁(由森林野火,干燥等原因引起)
物理条件——诱发因素
集中降雨
快速融雪
长时期降雨
洪水或潮汐引起的快速水位下降或抬升
地震
火山喷发
融化
冻融风化
胀缩风化
洪水
人为因素
边坡开挖,尤其是边坡前缘的开挖
在不稳定的回填土边坡上,进行建筑活动
在边坡上,尤其是在顶部加载,如在边坡顶部堆放回填土
水库的库水位调节(蓄水,放水)
森林采伐—砍伐树木,清除山坡地表进行种植,不稳定的伐木路
灌溉和给草坪浇水
采矿,矿渣堆填
人工振动,如打桩,爆破,或其他强烈地面振动
自来水设施或下水道的水渗漏
建筑桥墩,防护栏,堤坝等引起的河流或沿岸的分流(故意的或非故意的)
词汇来源 W 'guide to geologic hazards:An AIPG issues and answers publication:Department of Natural Resources,Colorado Geological Survey,Miscellaneous Publication(MI) S C,Howes D E,Schwab J W,Swanston D guide for management of landslide prone terrain in the Pacific Northwest,2d edition:Research Branch,Ministry of Forests,Province of British Columbia,Victoria,British Columbia,Crown Julia A of geology,fourth edition:Prepared by the American Geological Institute,Alexandria,Virginia,USA, Candice L,Rogers William P,Truby John O,Wold Robert L,Jr,Weber,George,and Brown,Sally landslide hazard mitigation plan:Department of Natural Resources,Colorado Geological Survey,Bulletin David C,Prouty 's building codes,geology and construction in Colorado:Department of Natural Resources,Colorado Geological Survey Special Publication A Keith,Schuster Robert Investigation and mitigation:National Research Council,Transportation Research Board,Special Report 247,National Academy Press,Washington, D multilingual landslide glossary:Richmond,British Columbia,Bitech Publishers,for the IUGS Working Party on World Landslide Inventory in D movement types and processes,in Schuster, Krizek, and control:Transportation Research Board Special Report 176,National Research Council,Washington,.
水土保持工程措施及其作用研究
水土保持是防治水土流失,保护、改良与合理利用水土资源,维护和提高土地的生产力,以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益,建立良好生态环境的事业。水土保持的对象不只是土地资源,还包括水资源。水土保持的内涵不只是保护,而且包括改良与合理利用。
对于水土保持工作,有关法律法规明确地定义:水土保持是指对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施。主要涉及预防、治理以及成果管护3个层面。预防主要是针对一些尚未造成水土流失或水土流失状况较轻的地区,在这一地区除了要采取植物"工程等技术措施外,还要加大水土保持宣传,激发地区人民的积极性以及保护意识。而治理则是针对已经发生水土流失现象的地区,这一地区会采取植物、工程以及耕作措施等进行治理。成果管护是水土保持工作的最后一个步骤也是非常关键的环节,它可以有效巩固水土保持工作的效果。
一、水土保持的目标和任务
我国是世界上水土流失较严重的国家之一,其水土流失的基本特点是:分布广、类型多、强度高、危害深、治理难度大。黄土高原水土流失、土地沙漠化、绿洲生态环境恶化、天然草场退化、山区生态屏障破坏导致的水资源涵养功能下降等问题严重制约着我国生态环境改善、经济发展和社会进步。在新的形势下,水利部确立了以水土资源的可持续利用,维系良好的生态环境,支撑经济社会可持续发展,为全面建设小康社会提供保障的水土保持生态建设基本思路,明确了水土保持生态建设的“三大目标”、“四项任务”。
1、水土保持生态建设三大目标
(1)在有效减轻水土流失、减少进入江河泥沙的同时,加强对化肥、农药等面源污染的控制和对重点江河湖库周边的水源保护及生态改善。
(2)在大力改善农业生产条件的同时,突出促进农村产业结构调整和产业开发,集约、高效、可持续利用水土资源,有效增加农民收入。
(3)在改善生态环境,减轻干旱、洪涝灾害的同时,重视城乡人居环境质量的改善,促进人与自然的和谐,建设美好家园,提高人民生活质量。
2、水土保持生态建设四项任务
(1)预防监督
重点加强对主要供水水源地、库区、生态环境脆弱区和能源富集、开发集中区域等水土流失的预防保护和监督管理,把项目开发建设过程小造成的人为水土流失减低到最低程度。
(2)综合治理
继续加强长江、黄河上中游、东北熙土区等水上流失严重地区的治理和防沙治沙工程建设,坚持以小流域为单元进行综合整治。有条件的地方,大力推进淤地坝建设。
(3)生态修复
在地广人稀、降雨条件适宜的地区实施水土保持生态修复工程,通过封育保护、封山禁牧,利用生态的自我修复能力促进大范围的水上保持生态建设。
(4)监测预报
加强水土流失收测和管理信息系统建设,提高水土流失的监测预报水平,最大限度地减少水土流失所造成的灾害。
二、水土保持措施的分类
水土保持措施是指在水土流失区,为防治水土流失,保护、改良和合理利用水土资源而采用的农业技术措施、林草措施、工程措施的总称。水土保持农业技术措施、林草措施、工程措施是水土流失综合防治措施体系的主要组成都分,三种措施相互结合形成完整的综合防治措施体系。
(1)水土保持农业技术措施
在水蚀和风烛的农田中,采用改变小地形、增加植物被覆、地面覆盖和增强土壤抗蚀力等方法,达到保水、保土、保肥、改良土壤、提高产员的农业技术方法,即为水土保持农业技术措施,又称水土保持农业耕作措施。
(2)水土保持林草措施
为保护、改良与合理利用水土资源,在水土流失地区采用的人工或飞播造林种草、封山育林育草等措施,统称水土保持林草措施。
(3)水土保持工程措施
工程措施是指为防治水土流失危害,保护和合理利用水土资源而修筑的各项工程设施,包括治坡工程(各类梯田、台地、水平沟、鱼鳞坑等)、治沟工程(如淤地坝、拦沙坝、谷坊、沟头防护等)和小型水利工程(如水池、水窖、排水系统和灌溉系统等)。
三、水土保持工程措施的分类及其作用
水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分,它与水土保持生物措施及其他措施同等重要,不能互相代替。水土保持工程研究的对象是斜坡及沟道中的水土流失机理,即在水力,风力,重力等外营力作用下,水土资源损失和破坏过程及工程防治措施。
1、水土保持工程的分类
我国根据兴修目的及其应用条件,水土保持工程可以分为以下4种类型:①山坡防护工程;②山沟治理工程;③山洪排导工程;④小型蓄水用水工程。
2、不同水土保持工程措施的作用
(1)山坡防护工程及其作用
属于山坡防护工程的措施有:梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、水簸箕、鱼鳞坑、山坡截流沟、水窖(旱井)、以及稳定斜坡下部的挡土墙等。
山坡防护工程的作用在于用改变小地形的方法防止坡地水土流失,将雨水及融雪水就地拦蓄,使其渗入农地、草地或林地,减少或防止形成地面径流,增加农作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同时,将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程。在有发生重力侵蚀危险的坡地上,可以修筑排水工程或支撑建筑物防止滑坡作用。
(2)山沟治理工程及其作用
属于山沟治理工程的措施有:沟头防护工程、谷坊工程,以拦蓄和调节泥沙为主要目的的各种拦沙坝,以拦泥淤地,建设基本农田为目的的淤地坝及沟道防护工程等。
山沟治理工程的目的在于防止沟头前进、沟床下切、沟岸扩张,减缓沟床纵坡、调节山洪洪峰流量,减少山洪或泥石流的固体物质含量,使山洪安全排泄,对沟口冲积锥不造成灾害。
(3)山洪排导工程及其作用
属于山洪排导工程的措施有排洪沟、导流堤等。
山洪排导工程的作用在于防止山洪或泥石流危害沟口冲积锥上的房屋、工矿企业、道路及农田等,具有重大的经济意义。
(4)小型蓄水用水工程及其作用
属于小型蓄水用水工程的措施包括小水库、蓄水塘坝、淤滩造田、引洪浇地、引水上山等。
小型蓄水用水工程的作用在于将坡地径流及地下潜流拦蓄起来,减少水土流失危害,灌溉农田,提高作物产量。
四、坡面治理工程
坡面在山区农业生产中占有重要地位,斜坡又是径流的策源地,水土保持要坡沟兼治,而坡面治理是基础。坡面治理工程包括斜坡固定工程、山坡截流沟和沟头防护工程等。
1、斜坡固定工程
斜坡固定工程是指为防止斜坡岩土体的运动,保证斜坡稳定而布设的工程措施,包括挡墙、抗滑桩、削坡、反压填土、排水工程、护坡工程、滑动带加固工程和植物固坡措施等。
2、山坡截流沟
山坡截流沟是在斜坡上每隔一定距离修筑的具有一定坡度的沟道。
(1)截流沟
山坡截流沟能截短坡长,阻截径流,减免径流冲刷,将分散的坡面径流集中起来,输送到蓄水工程里或直接输送到农田、草地或林地。山坡截流沟与等高耕作、梯田、涝池,沟头防护以及引洪浇地等措施相配合,对保护其下部的农田,防止沟头前进,防治滑坡,维护村庄和公路、铁路的安全有重要的作用。
(2)梯田
梯田是基本的水土保持工程措施,对于改变地形,减沙、改良土壤,增加活性,改善生产条件和生态环境等都有很大作用。
3、沟床固定工程
沟床固定工程为固定沟床,拦蓄泥沙,防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施,谷坊、拦沙坝、淤地坝、小型水库、护岸工程等,称为沟道治理工程。沟床固定工程主要防止沟道底部下切,固定并抬高侵蚀基准面,减缓沟道纵坡,减小山洪流速。沟床的固定对于沟坡及山坡的稳定也具有重意义。沟床固定工程包括谷坊、防冲槛、沟床铺砌、种草皮、沟底防冲林带等措施。欧洲荒溪治理中的沟床固定工程称为固床坝、潜堰;日本防沙工程中的沟床固定工程有固底坝、防冲坝等。
(1)谷坊工程
谷坊是山区沟道内为防止沟床冲刷及泥沙灾害而修筑的横向挡拦建筑物,又名冲坝、沙土坝、闸山沟等。谷坊高度一般<3 m,是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施。谷坊的作用:①固定与抬高侵蚀基准面,防止沟床下切;②抬高沟床,稳定山坡脚,防止沟岸扩张及滑坡;③减缓沟道纵坡,减小山洪流速,减轻山洪或泥石流灾害;④沟道逐渐淤平,形成阶地,为发展农林业生产创造条件。
谷坊的主要作用是防止沟床下切冲刷。因此,在考虑沟段是否应该修建谷坊时首先应当研究该段沟道是否会发生下切冲刷作用。
(2)拦沙坝工程
拦沙坝是以拦截山洪及泥石流(荒溪)中固体物质为主要目的,防治泥沙灾害的挡拦建筑物。它是荒溪治理主要的沟道工程措施,坝高一般为3~15 m,在黄土区亦称泥坝。
在水土流失地区沟道内修筑的拦沙坝,有以下几个方面的功能:①拦蓄(包括块石)泥沙对下游的危害,便于下游对河道的整治;②提高坝址处的侵蚀基准,减缓了坝上游淤积段河床比降,加宽了河床,并使流速和径流深减小,从而大大减小了水流的侵蚀能力;③淤积物淤埋上游两岸坡脚,由于坡面比降降低,坡长减小,使坡面冲刷作用和岸坡崩塌减弱,最终趋于稳定,因沟道流水侵蚀作用而引起的沟岸滑坡,其剪出口往往位于坡脚附近。拦沙坝的淤积物掩埋了滑坡体剪出口,对滑坡运动产生阻力,促使滑坡稳定;④沙坝在减少泥沙来源和拦蓄泥沙方面能起重要作用。拦沙坝将泥石流中的固体物质堆积库内,可以使下游免遭泥石流危害。如前苏联阿拉木图市麦杰奥地区采用定向大爆破修建了一座高达115 m的拦坝,1973年7月15日在小阿拉木图河发生了一场特大泥石流,该坝拦蓄了400×104m3的固体物质,使阿拉木图市避免了一场泥石流灾害。
(3)淤地坝工程
淤地坝系指在沟道里为了拦泥、淤地所建的坝,坝内所淤成的土地称为坝地。淤地坝主要目的在于拦泥淤地,一般不长期蓄水,其下游也无灌溉要求。随着坝内淤积面的逐年提高,坝体与坝地能较快地连成一个整体,实际上可看作是一个重力式挡泥(土)墙。一般淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物3个部分组成,溢洪道是排泄洪水建筑物,当淤地坝洪水位超过设计高程时,就由溢洪道排出,以保证坝体的安全和坝地的正常生产。放水建筑物多采用竖井式和卧管式,沟道常流水,库内清水等通过排水设备排泄到下游。反滤排水设备是为排除坝内地下水,防止坝地盐碱化,增加坝坡稳定性而设置的。淤地坝设计、施工、管理技术与水库有相同的方面,也有不同的方面。淤地坝在构成上也要求大坝、溢洪道和放水涵管“三大件”齐全,但由于它主要用于拦泥而非长期蓄水,因此,淤地坝比水库大坝设计洪水标准低,坝坡比较陡,对地质条件要求低,坝基、岸坡处理和背水坡脚排水设施简单。淤地坝在设计和运用上一般可不考虑坝基渗漏和放水骤降等问题。
五、结语
水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分,它与水土保持生物措施及其他措施同等重要,不能互相代替。另外水土保持工程措施与生物措施之间是相辅相成、互相促进的。水土保持的工程措施的主要作用是通过修建各类工程改变小地形,拦蓄地表径流,增加土壤入渗,从而达到减轻或制止水土流失,开发利用水土资源的目的。根据所在位置和作用,可分坡面治理工程、沟道治理工程和护岸工程三大类。
各类措施特别是工程措施与林草措施之间、始终存在着互相依赖,相辅相成的关系。水土保持工作对发展山区、丘陵区和风沙区的生产和建设,整治国土、治理江河、减少干旱和风沙灾害等都具有重要的意义。
滑坡和泥石流灾害 研究动机、目的 泥石流作为山区城镇常见的 地质灾害,是一种含有大量固体 物质的特殊洪流 (高浓度的液相、 固相混合流),其中的固体物质特 指泥、砂、石。泥石流具有突 发 性、破坏性极大、运动快速、历 时短暂等特点,且具有强大的侵 蚀、搬运能力 等自然属性,其是 以冲撞(击)、淤埋和堵塞等方式对 其流经路途上的各种城镇设 施进 行破坏,危害程度往往比单一的 滑坡、崩塌和洪水的危害更为广 泛和严重, 对人类生产生活场 所、交通运输、水利水电工程、 矿山等造成严重损失。当前, 我 国山区城镇泥石流问题十分突 出,且灾情相当严重。因此,分 析山区城镇泥石 流灾害及其成 因,对于加强城镇泥石流的防治 有着重要意义。 关键词:山区城镇;泥石流;灾 害;成因 研究方法 采用调查研究,通过资料整 理出数据 研究内容 一、泥石流的相关概述 (一)泥石流的概念 泥石流是暴雨、 洪水将含有 沙石且松软的土质山体经饱和稀 释后形成的洪流, 由悬浮着粗大 固体碎屑物并富含粉砂及粘土的 粘稠泥浆组成。 在适当的地形条 件 下,大量的水体浸透山坡或沟 床中的固体堆积物质,使其稳定 性降低,饱含水分 的固体堆积物 质在自身重力作用下发生运动, 就形成了泥石流。 泥石流是一种广泛分布于世 界各国一些具有特殊地形、地貌 状况地区的自然 灾害,是山区沟 谷或山地坡面上由暴雨、冰雪融 化等水源激发的,含有大量泥沙 石块的介于挟沙水流和滑坡之间 的土、水、气混合流。泥石流大 多伴随山区洪水 而发生。 它与一 般洪水的区别是洪流中含有足够 数量的泥沙石等固体碎屑物, 其 体积含量最少为15﹪,最高可过 80﹪左右,因此比洪水更具破坏 力。 (二)泥石流的类型 即:(1)按水源补给分为:冰 川型、降雨型;(2)按沟谷形态分 为:沟谷型、坡 面型;(3)按物质 组成分为:泥石流、泥流、水石 流;(4)按结构流变分为:黏性(容 量为~)、稀性(容量为 ~)、过渡性(容量为 ~);(5) 按规模大小分 为: 小型(一次泥石流总堆积量 <10万m3)、 中型(10万~50万 m3)、 大型(50万~100万m3)、 特大型(>100万m3)。 二、泥石流对城镇的危害 泥石流是松散固体物质在降 雨、冰雪融水、库坝溃决等水动 力作用下沿较陡 坡度的沟道或斜 坡高速流动的现象,流动过程中 夹带的大量泥沙、 石块等具有强 大的冲击力和破坏力,往往对其 流经路途上的各种城镇设施造成 毁灭性的破坏。滑坡和泥石流灾害 论文百度文库客户端 免财富值下载文档1/3(1)由于泥石流具有强烈的破 坏力,其可冲毁城镇“坚固”的设 施,如楼房、工 厂、桥梁、供水 供电设施、公路、铁路、高压线 路、车辆、堤坝、电线杆等与之 遭遇的固定设施和活动目标, 从 而严重危害到人们的生命财产安 全。 如甘肃舟曲 2010-08-07暴发 泥石流,水毁农田1417亩,水毁 房屋307户、5508间,进水房 屋 4189户、20945间,机关单位办 公楼水毁21栋,损坏车辆18辆。 (2)由于泥 石流中挟带着大石块及 树干等杂物, 其会使桥涵堵塞导 致泥石流体超越排洪堤外 溢等引 发次生灾害,致使泥流大范围淤 埋、淹没和推毁城镇设施和居 民,造成重 大的人身伤亡事故。 如2011-05-11,广西全州咸水乡 洛江村广坑槽屯一采石场爆 发泥 石流,工棚的工人来不及躲避, 被泥石流掩埋,致使12人死亡, 10人失踪。 (3)如泥石流规模较大 时,泥石流体可穿越主河形成拦 河坝,受阻河水在坝上游 形成堰 塞湖,导致沿河城镇被淹没;而当 坝体发生溃决时,强大的特殊洪 流,会 对下游城镇及各种设施形 成水毁灾害,如冲毁下游房屋、 道路及农田等。(4)由 于泥石流中 有固体物质, 当泥石流中的固体 物质堵塞了其流通道路,则会造 成漫 流改道,冲毁或淹没下游各 种设施。(5)挤压主河道。泥石流 冲出的大量泥沙使 堆积扇不断扩 大,形成通航河道的险滩,有碍 通航,并将主河逼向对岸,使对 岸 遭受严重冲刷,造成山坡失 稳,危害各种目标。 研究结论 三、山区城镇泥石流灾害形 成的原因 泥石流的形成,必须同时具 备丰富的松散固体物质、短时间 内有大量水的来 源和有一定坡度 的利于集水集物的沟状地形三个 基本条件, 人类工程活动也是诱 发泥石流的因素之一。 (一)泥石流灾害形成的客观条 件 即:(1)地形地貌条件:地形 地貌可为泥石流灾害的发生提供 势能条件,并可 为其提供充足的 固体物质来源条件。(2)松散物质 来源条件,如易于破碎的岩层 表 面、断层皱褶发育、断层密布 等,还有滥伐森林造成水土流 失,开山采矿、采 石弃渣、老泥 石流堆积等,这些则为泥石流的 形成提供了丰富的固体物质来 源。 (3)水源条件,如强度较大的 暴雨、积雪的强烈消融、水库的 突然溃决等,致使 沟床、沟侧的 大量堆积物运动,都有可能导致 泥石流灾害的发生。 (二)城镇发展缺乏合理规划与 防灾意识淡薄 当前,随着城镇人口的不断 增加和城镇规模的不断扩大,特 别是随着山区经 济与建设的蓬勃 发展,人口增长迅速,城区的建 设范围也在日益扩大,但由于部 分山区城镇建设缺乏统一规划指 导,如把房屋等建筑物修建在低 洼处、沟道边、 沟道内等泥石流 严重危险区, 或是把房屋建在泥 石流通道。 再加上部分城镇缺乏 一定的防灾意识,在城镇建设上 缺乏配套的防灾意识,致使泥石 流发生时,给城 镇居民造成了重 大的灾害。 (三)诱发泥石流的人为因素 随着山区城镇人口增长,城 镇经济发展与城镇规模扩大,人 类在泥石流沟下 游与泥石流争地 的同时,也不断向沟上游争地和 破坏。一方面,不适当的削坡、 毁林开荒、 开山采石、 随意排放 采矿弃土和弃渣、 陡坡开荒种 地、 大量砍伐森林、2/3开山修路、 过度放牧以及不 合理的城镇建设等活动日益增 多,极大的改变了地表 原有结 构,导致生态环境恶化,水土流 失加剧,促进泥石流活动性增 强,加剧了 滑坡、泥石流灾害的 发生。另一方面,环山而建的引 水渠因渗漏而诱发滑坡,甚 至直 接诱发泥石流。与此同时,随着 城镇人口的不断增长,由于管理 不善和人们 对乱挖乱开和乱砍伐 等造成的危害认识不足, 导致人 为泥石流灾害的发生或加剧 了泥 石流的危害。 研究心得 四、结束语 总之,当前我国山区城镇泥 石流问题十分严重,对城镇设施 的破坏巨大,且 威胁着城镇居民 的生命安全,严重影响了山区城 镇的经济发展,因此,应重视对 泥石流的防治。在本文中,论述 了泥石流的灾害及其成因,希望 能对泥石流的防 灾工程有一定的 启示作用。 自己整理去吧!嘻嘻
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