人为地质灾害和地质环境
第5卷 第4期
1997年 12月工 程 地 质 学 报JournalofEngineeringGeology.5 No.4Vol
Dec.,1997
人为地质灾害和地质环境
王存玉Ξ
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摘 要 互关系。指出,。人为地质灾害可,;,使灾害频度1 人为地质灾害的概念
1.1 人类活动对地质环境的作用和影响
人为地质灾害是由于人类的工程经济活动引发的地质灾害。人类工程经济活动对地质环境的作用和影响分好坏两方面,也可以说分正负两方面,好的方面可称正的益化作用,坏的方面可称为负的恶化作用。益化作用可以改善环境质量造福人类,而恶化作用则可以恶化环境(主要是地质环境)破坏环境,导致地质灾害,从而危害人类。如植树造林防治水土流失和土地沙漠化,兴建水利工程防治洪涝灾害以及各种地质灾害防治工程等均属于前者,是改善环境防治灾害造福人类的益化作用;而乱砍滥伐、滥采(矿)、滥牧和无处理排污等,造成土壤侵蚀、土地沙化、草原退化、森林枯竭和环境的严重污染,则是后者,是恶化、破坏环境,导致灾害,危害人类的恶化作用。目前的重要任务是保护和改善地质环境,减轻和防治人为地质灾害。
1.2 人类工程经济活动的巨大作用
随着人类社会的进步和发展,人类活动尤其是人类工程活动迅速增强,人类工程活动作为一种地质营力,其作用强度已经超过了自然地质营力的作用强度。据世界范围不完全统计,人类每年消耗约500亿吨的矿产资源,超过大洋中脊每年新生成的岩石圈物质约300Ξ收稿日期:1997208230。
作者简介:王存玉,男,1942年生,硕士,副研究员,从事工程地质、地质灾害研究工作。
4期王存玉:人为地质灾害和地质环境363亿吨的数量,更大大超过河流每年搬运物质约165亿吨的数量[1]。尤其是人工开挖和堆填的速度更是超过了自然地质作用的速度。如我国大同市目前人工开挖模数已高于自然侵蚀模数的10～15倍。我国目前已建成八万余座水电站,近六万公里的铁路和百万公里的公路,200余座金属矿山,500多座大型煤矿。大型工程数量之多、规模之大,皆令世人瞩目。据统计,约有50%的地质灾害的发生与人类活动有关[2]。有人估计,全球滑坡的70%是人类活动引起的。美国尼尔森等指出,加利福尼亚州康错考斯塔郡将近80%的滑坡与人类活动有关;布立格兹等认为,宾夕法尼亚州阿利亨郡的滑坡90%由人类活动引起[3]川渡口市所统计的45例滑坡中有43例是工程活动触发的,占96.5%。一种地质营力是相当巨大的。
1.3 人为地质灾害类型
地质灾害灾种中,,。它们,,是人类工程活动诱发:;滑坡,与人类的开挖、堆积和用水有极大关系;煤与瓦斯突出、、顶板冒落、矿震、矿区地面沉降和地面塌陷等都是由人类的矿业活动所致;水土流失、沙漠化则与人类乱砍滥伐滥牧有直接关系;水库诱发地震、库岸再造,土地盐渍化、沼泽化等和人类修建水利工程有关,等等。可以说人为地质灾害就是人类工程经济活动对地质环境作用、影响的结果。
2 典型人为地质灾害举例
2.1 矿业活动中人为地质灾害
人类在开采矿产资源(固体矿产资源和液体矿产资源)的过程中,在矿区及其邻近地区往往导致崩塌、地面沉降、地面塌陷、矿震、矿坑突水,煤与瓦斯突出等人为地质灾害。
①崩塌灾害:最典型的例子是湖北安远县盐池河磷矿山崩。盐池河磷矿区位于黄陵背斜东北翼,自1969年以来,在三面(东、西、北)临空的陡崖下开采磷矿石约60万吨,采空面积达6.6万m2。由于采空了山脚地区,改变了山体的应力状态,引起山体开裂。终于在1980年6月3日凌晨发生大规模山崩。高100m的半壁山头倾刻崩塌,激起巨大气浪,将矿务局建筑物席卷而起,直撞到对岸陡壁,撞得粉碎,近100万方的碎石堆积在500×478m左右的范围内,将盐池河河谷堵埋,形成一座高20～42m的堆石坝,掩埋(死亡)了284人及矿务局的所有建筑,机械设备。
②地面沉降灾害:由于开采矿产资源造成的地面沉降地质灾害是一种缓进的人为地质灾害,它波及的范围相当广大,持续时间长,难以恢复,造成的损失相当大。比较典型的是开滦煤矿区和徐淮煤矿区。开滦煤矿区已造成地面沉降面积4.39万亩,积水面积达8432.9亩,最大水深达12m;淮北和徐州煤矿区也有数万亩的地面沉降区,大面积积水,浅者变成沼泽,深者达10m,看上去一片汪洋,许多村庄无地耕种。
364工 程 地 质 学 报第5卷③震矿:辽宁北票煤田1977年4月28日发生Ms3.8级地震(矿震);70年代湖南涟源地区的恩口—斗笠山—桥头河煤矿区发生的一系列地震,最大是杉山的4.4级;1975年山西大同煤矿采空区塌陷产生的一系列地震,最大震级3.4级。
④矿坑突水灾害:在我国非常普遍,如1935年5月13日山东淄博煤矿突水,每分钟流量达到578吨,淹没了矿坑,死亡工人536人;1958年4月20日淄博双山煤矿突水,矿井全被淹没,直到1961年7月3日才恢复生产,停产达3年之久;1984年6月2日开滦范各庄矿2171回采工作面发生了采矿史上罕见的突水灾害,高峰时流量15m3