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泥石流灾害防治工程赏析八篇

时间:2023-09-28 09:20:12

泥石流灾害防治工程

泥石流灾害防治工程第1篇

关键词:泥石流;危害;防治

中图分类号:P642 文献标识码:A

泥石流是常见地质灾害,对人民生命财产有巨大危害,为加强对泥石流的控制和防治,从上个世纪五十年代开始,我国就开始对泥石流的防治措施进行研究,目前对于泥石流的防治形成了以预防为主、防治为辅的局面,加强泥石流的防治措施的研究,对我国泥石流的防治工作具有重要指导意义。目前我国泥石流的防治主要有预防、预警预报及治理三大类措施。预防指在对泥石流进行预测的基础上采取相应的措施对泥石流进行绕避和预防的措施,预警预报指的是通过各种通信手段,对泥石流危害进行预报,对人群进行疏散,最大限度减少伤亡的措施。对泥石流的治理则是针对泥石流灾害进行直接治理过程。

一、泥石流的监测和预警

泥石流的监测以及预警,是泥石流防治的一个重要措施,随着科学技术的不断发展,各种先进技术在泥石流防治工作中的应用逐渐加深,大大提高了泥石流的监测以及预警水平,对泥石流危害有很好的控制。在泥石流的监测和预警过程中,一般会对线状交通的干线以及点状的重要工程、基础设施等位置进行监测以及预警预报,这些地方是泥石流灾害影响最为严重的地区,加强对这些地区的预警防护,有助于该地区的泥石流危害的控制,将损失降到最低。采用监测以及预警的方式进行控制,比较典型的是长江上游水土流失重点防治区滑坡泥石流预警系统。长江沿岸尤其是上游地区,泥石流灾害分布比较集中,危害也十分严重。长江上游水土流失重点防治区滑坡泥石流预警系统的建立,对于泥石流灾害的预测以及预防具有十分重要的意义。这个系统从上世纪九十年代建立并且投入使用开始,涉及的范围越来越广,监控规模越来越大,加上各种先进技术的逐渐应用,对该地区的泥石流的防护工作带来了促进作用。

二、工程防治

泥石流的工程防治措施可以分为很多种,比如跨越工程、穿过工程、排导工程等。其中,跨越工程指的是在泥石流常发地区修建桥梁、涵洞等基础设施,从泥石流沟的上方跨越通过,让泥石流的排泄工作在各种基础上设施的底部进行,实现避开泥石流的目的。防护工程指的是在泥石流常发地区,对一些基础设施,如桥梁、隧道、路基等工程设施进行一定的防护,建设防护建筑物,用来抵御泥石流的冲击和侵害。常见的防护工程类型有护坡、挡墙、顺坝等。排导工程指的是通过对泥石流的流势进行引导,通过增大排泄能力的一种泥石流的防治方式。通过相应的设计,使得泥石流能够按照设计的意图进行顺利排泄,最终降低泥石流的危害。泥石流的排导工程种类包括很多,比如导流堤、急流槽、束流堤等。拦挡工程指的是利用一些固体物质对泥石流进行阻挡的方式, 以削弱泥石流的流量、下泄的总量以及能量,从而降低泥石流的危害程度。常见的拦挡工程有拦渣坝、储淤场、截洪工程等。

工程治理是泥石流防治过程中的一种常见的治理方式,是种综合治理的措施,这种方法有工期短、效益明显的优点,同时具备一定缺点,如工程一旦超过使用年限,会导致工程失效,甚至出现工程受损的现象,反而会加重泥石流的影响以及危害程度。同时,工程防治措施的投资比较大、费用也较高,不是经济性的措施。

三、生物防治

形成泥石流的一个重要原因是水土流失,而水土流失的一个重要原因是缺少植被或者植被被严重破坏,从而形成了恶性循环的现象。因此在泥石流的防治过程中,加强生物防治措施的应用,对于泥石流的防治具有十分重要的意义。生物治理指的是对于泥石流常发地区进行植树造林、封山育林,根据当地的实际情况进行森林的涵养,加强水土保持林、工程防护林、经济林等植被的种植与建设。以提高泥石流常发地区的森林覆盖率,并且使得当地的生态环境得到恢复,达到“土蓄水、水养树、树固土”的目的,降低泥石流的发生频率。生物防治措施与工程防治措施相比较而言,具有其特征,比如投资较少、效益比较高、风险比较小、防治的作用具有可持续性、对自然环境有一定的改善作用。这种防治方式成为当前泥石流防治过程中的一种常见方式,但同时生物防治措施也具有一定的缺点,比如森林的生长周期比较长、管护工作比较复杂等。但是生物防治措施可以说是泥石流防治的一种根本方法。在具体的防治过程中,可以加强生物防治和工程防治相结合的方式,在泥石流治理的前期采用工程防治措施,在治理的后期采用生物措施进行防治,可以有效地延长工程防治措施的年限,促进两种防治措施的作用有效地发挥。

四、综合治理

第一,对泥石流地区进行全面治理。这种治理措施对于泥石流地区而言是一种有效的方式,加强全面治理,有助于对各种泥石流诱发问题进行控制,运用这种方式进行泥石流治理的地区有很多,比如四川黑沙河、甘肃南小河等地区的治理就是采用这种方式进行治理的。这种治理方式是在泥石流沟内,采用工程以及生物防治措施,对各种生态资源进行综合治理的措施,适用于全流域的泥石流活动比较频繁、居民较多、条件较复杂、耕地范围较广地区。第二,以治水为主的管理模式。这种管理模式主要是采取引水、蓄水、截水等工程措施,对泥石流灾害进行综合防治,这种防治措施适用于水动力起主导作用的稀性泥石流沟。第三,以治土为主。这种治理措施主要适用于土力类黏性泥石流沟,也可以用于一些蓄水工程引起的稀性泥石流沟。第四,以排导为主的治理方式,这种治理方式能暂时消除或者减轻泥石流的灾害,并不能对泥石流进行有效控制。第五,以生态工程为主的治理方式。这种治理方式适用于坡度比较平缓、滑坡较少等地区。

结语

泥石流是对人们生命财产安全带来严重威胁的自然灾害,对泥石流的防治工作,从上世纪开始我国就已经开始研究,目前形成了以防治为主、治理为辅的防治模式,在泥石流的治理过程中,要加强生物治理措施的应用,对泥石流灾害进行根治。

参考文献

泥石流灾害防治工程第2篇

关键词:泥石流;形成机理;防治方法

针对泥石流防治的来讲,除了要考虑泥石流的条件、性质、发生趋势和管理等方面的要求,更为重要的是要需要从全球的角度,以实用,相互关联的工程措施、生物措施、预警措施和有效的行政管理措施,泥石流流域或区域统一规划。因此,泥石流的防治不是单个的具体的预报或防治措施,而是若干个措施的结合,是泥石流预警预报、应急求助、灾前防治、灾后治理和重建等一系列工作的系统结合。目前,针对泥石流防治的研究已经进取得了一定进展,各种软硬防治方法层出不穷,但由于泥石流防治是一个复杂的系统工程,其中涉及宣传预防、紧急抢救和治理重建等众多环节,因此,如何以系统的理论来统领整个泥石流的防治,把各种方法有效结合起来,将有限的资源合理安排到泥石流防治的各个阶段,以到达安全最大化,效益最大化,仍然是一个值得研究的问题。

1防治方法

1.1防治概述

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快、流量大、物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。

泥石流的形成需要3个基本条件:有陡峭便于集水集物的适当地形,上游堆积有丰富的松散固体物质,短期内有突然性的大量流水来源。

我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。

诱发因素:由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。

1.2防治方法

经过上面分析讨论,泥石流防治工作主要包括两个方面,即硬性措施和软性措施,基本手段为在构筑强制性硬性措施的和行政管理方法为主,尽量有效避开泥石流灾害的软性措施。

一方面对于硬性措施来说,主要形成包括生物措施和工程措施的综合预防体系,能有效强制性的对泥石流形成进行限制,也就说更为有效的控制泥石流发生源地,从而避免泥石流灾害的发生,或者利用此方法降低灾害的暴发频率,能够减小规模或者消减灾害危害作用。但是同时,这种方面由于需要采用大量的人力和物力,只有对于重点地段才采用硬性措施,因而难以普遍采用。

另外一方面,对于软性措施来说,就是从过相关监测工作,来研究泥石流的气象、水文等主要因素的动态变化,来分析泥石流的发展变化,从而更为有效的对于泥石流灾害进行预测、预警处理,同时更为有效对于人畜进行疏散,从而安全能撤出灾区。利用这种方法可以有效进行科学决策,对于划分泥石流危险区并指导建设项目的规划选址和避灾具有重要意义。

下面针对实际工作情况,对于我国泥石流灾害现状及治理方法探讨,重点从3个方面探讨泥石流防治工作的开展。

1)重点在于预防,软性措施为先

预防为主的策略主要对于对潜在威胁和可能发生的灾害显得十分必要,同时利用软性措施为先的方针,可以有效减少灾害的影响,节省资金进行重点地段的整治工作,能够从全局的角度说明如何将灾害损失降低到最低。根据流域危险区划制订防避方案;铁路、公路、航道、水渠、电力及通讯等线路工程,在勘测选线和运营阶段,做好通过具有严重危险泥石流沟的绕避方案和线路通过泥石流活跃地区的选线绕避方案是防避泥石流灾害的有效方式。

2)应该把单项治理普遍化

对于我国铁路、公路部门来说,包括排导工程程、分洪工程、拦蓄工程和停淤工程等是普遍采用并运用多年、行之有效的泥石流治理方法。所谓的单项治理,主要是指,将泥石流与保护对象实行隔离,或将泥石流拦蓄停淤,或将泥石流疏导排泄,具有工程简单,功能可靠,造价节省,容易维护等优点,而不是直接在发源地对于泥石流进行治理。但是需要注意这种方式的局限性,其防灾减灾的效益较为有限,也就说它不具有、减少水土流失、抑制泥石流发生、改善生态环境的功能。

3)重点地段应综合治理

针对不同泥石流地段,包括上至流域水源区、形成区,下至流通段、堆积区,可以选取不同方法,采取多种措施对于泥石流形成与活动的全过程实施控制,这样才能保证尽可能减少灾害损失,目前,这也是我国城镇、工业矿区泥石流的防治处理主要方法。综合治理主要包括生物的、工程的、预报报警的、行政与法制管理的等方面的内容,也就是采用方法多种,措施多样,功能互补,覆盖范围较宽的多种措施。这样的处理方法能有效避免人为主观判断,同时也避免了由于设备故障,设施缺陷,管理维护不当引起的错误判断,从而能保证把灾害损失降低到最低。但是也需要注意,周期长(3年-5年或更久),需用人力和经费较多是这种方面的局限性所在,还难以普遍展开英勇,而仅限于重点实施。

2结论

本文介绍了泥石流的防治原理和方法,对台风暴雨和植被对泥石流形成的影响进行了定性分析,但是其具体的作用机制及微观机理还不太明确,尤其是在台风暴雨的反复作用下,植被的防水固沙作用到底有多大等问题,仍需要深入研究。

参考文献:

泥石流灾害防治工程第3篇

文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12022604

1引言

中国南阳伏牛山世界地质公园位于中国中央造山系秦岭造山带东部的核心地段。在宝天曼国家地质公园(国土资源部,2001)、南阳恐龙蛋化石群部级自然保护区(国务院,2002)、宝天曼国家森林公园(林业部,1998)、世界人与自然生物圈保护区(联合国教科文组织,2002)、伏牛山国家地质公园(国土资源部,2002)和南阳独山玉国家矿山公园(国土资源部,2005)的基础上整合而成[1],属河南省南阳市管辖,主要包括西峡、内乡中北部、南召西部等县市。园区面积为1340.9 km2,地理坐标为:东经110°59′48″~112°36′51″、北纬33°01′44″~33°49′16″。其中,地质旅游及生态旅游区面积683.95 m2,地球科学考察区面积656.98 km2,地质考察线路208.348 km。

该园是一座以有“世界第九大奇迹”之称的恐龙蛋化石群、中央造山系秦岭造山带东部、宝天曼世界生物圈保护区,以秋林飞瀑、龙潭沟、七星潭等为典型代表的潭瀑水体景观,以化石群、峰林、峰丛花岗岩地貌等踪迹景观为核心,以南阳独山玉、内乡县衙、南阳府衙、南阳“四圣”等著名人文旅游景点为补充的综合型世界地质公园[1]。

该地质公园主要分布于南阳市域的西部及北部的伏牛山。本次评价范围(以下简称评价区)包括内乡中北部、西峡县、南召县西部。受地形地貌、地层岩性、地质构造、工程地质及人类工程活动等因素的影响,评价区共发现地质灾害隐患点472处,其中崩塌123处、滑坡188处、泥石流沟50条[2~4]。尤其是旅游公路两侧的崩塌、滑坡,严重威胁旅游人员及管理人员的生命安全和财产。为此,在调查评价区地质灾害特征基础上,开展地质灾害易发性评价,并对地质灾害提出防治对策,有利于地质公园旅游资源开发利用和保护,保障当地旅游经济可持续发展。

2自然地理与地质环境概况

2.1气象水文

南阳地处北亚热带向暖温带的过渡地区,属于典型的大陆性季风型湿润、半湿润气候。全年平均气温在14.4~15.7 ℃,年平均降雨量为800~1000 m。伏牛山区年平均总云量在5.0~6.0,日照百分率为45 %~50 %,日照时数全年约2000 h,平均风速2 m/s。

评价区发育的主要河流有白河、黄鸭河、鹳河、湍河、淇河等。其中,老灌河境内流程长109.4 km,流域面积2523 km2,径流量2.47×108 m3;淇河流域面积575 km2,境内干流长42.2 km,最大流量1300 m3/s;白河年平均流量11.7~19.8 m3/s。

2.2地形地貌

公园属豫西山地,主峰犄角尖海拔2212.5 m,最低处马山口镇海拔235.3 m,相对高差1977.2 m。伏牛山高峰突兀,山体完整,主脉山脊狭窄高耸,为河南省的屋脊,黄河、淮河和长江三大水系的分水岭。

地貌类型的划分以成因为主,形态与成因相结合的原则。园区内地貌类型划分为3个类型和6个亚类型(表1)。

2.3地层岩性

评价区地处秦岭造山带和华北陆块南缘[5],地层出露齐全,从太古界至新生界均有分布。太古界为一套变质较深并受不同程度混合岩化的片岩、片麻岩、石英岩、大理岩;下元古界出露的主要岩性为片岩、大理岩、石英岩、磁铁石英岩;中元古界出露的主要岩性为石英片岩、安山岩、砂岩;中―上元古出露的主要岩性为片岩、大理岩;上元古界出露的主要岩性为石英砂岩、页岩、白云岩、片岩、大理岩、凝灰岩、石英角斑岩;震旦系主要岩性为砾岩、白云岩、硅质岩、片岩、千枚岩;古生界寒武系的泥岩、砂岩、白云岩、灰岩、页岩、硅质岩;奥陶系的灰岩、大理岩、砂岩、泥岩;志留系的泥岩、砂岩;泥盆系的砂岩、片岩、灰岩、角闪岩、砾岩、页岩、粘土岩;石炭系的灰岩、白云岩、页岩、泥岩;中生界三叠系的砂岩、泥岩;侏罗系的石英砂岩、泥灰岩;白垩系的泥岩、粉砂岩、泥灰岩、砂砾岩;新生界下第三系的泥灰岩、泥岩、砾砂岩、白云岩、粉砂岩、页岩;下第三系的砂砾岩、泥岩;第四系的粘土、粉质粘土、砂砾石。此外分布大面积花岗岩。

2.4构造

南阳市地处华北地台南缘与秦岭构造带接壤部位,公园地区属于秦岭造山带。园区经历了长期复杂发展演化及多期不同层次变质变性改造,地质构造极其复杂。

园区内主要地质构造有瓦穴子―鸭河口―邢集断裂带、朱阳关―夏馆断裂带、商丹断裂、木家垭断裂。这些断裂带总体走向北西西向,波及宽数公里,均为长期多次活动、性质多变,以韧性剪切为主,叠加有脆性破裂的复合断裂带。断裂通过的地方多形成深切河谷、断裂崖。它们的形成和发展,塑造了园区内地貌,造成断裂带波及地层破碎,为地质灾害的发生提供基础。

2.5地下水类型及补、径、排条件

地下水主要类型有基岩裂隙水、碳酸盐类裂隙岩溶水、碎屑岩类孔隙裂隙水和松散岩类孔隙水。其中基岩裂隙水占园区面积的85 %左右,碳酸盐类裂隙岩溶水分布在西峡西北及东北部,而碎屑岩类孔隙裂隙水主要分布在西峡境内,松散岩类孔隙水分布于内乡北侧,面积很小。地下水位埋藏深度除分布于内乡河流两侧约5 m外,其余均埋藏较大,大于10 m。地下水补给主要来自大气降水,径流强烈,山区多以泉的形式出露,盆地以开采为主。

2.6工程地质岩组

根据岩土体特性,园区内岩土体类型划分为8个工程地质岩组:坚硬块状侵入岩岩组、坚硬块状混合岩、片麻岩变质岩组、较坚硬薄层状石英片岩变质岩组、较坚硬块状细碧岩变质岩组、坚硬厚层状中等岩化大理岩白云岩碳酸盐岩组、半坚硬厚层状砂岩碎屑岩组、层状结构土体。其中力学强度较高的岩组,易形成陡削的山坡临空面,存在崩塌隐患;而山体表面风化物质及沟床堆积物为滑坡、泥石流提供物源。

2.7主要工程经济活动

2.7.1矿业开发

园区内矿产资源较为丰富[6]。经过地质普查勘探有较高储量的有:石墨、红柱石、金红石、黄金、大理石、矽线石、橄榄石、铁、锰、铜、铅、锌、云母、水泥灰岩、花岗岩、黑绿玉、白绿玉、宝玉石等。矿产开采严重破坏周围的地质环境,水土流失、植被破坏,出现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等灾害,对园区内旅游业有较大影响。

2.7.2交通工程

近年来,评价区内交通工程建设取得快速发展。国道209线、国道311线、国道312线、豫48线、豫51线等构成园区内交通框架。这些交通工程一方面为园区内交通提供了方便,但另一方面,在修建过程中,破坏了岩体原有相对平衡稳定状态,出现边坡失稳,形成了滑坡、崩塌隐患,部分地段还相当严重,威胁公路、车辆、行人及附近居民生命财产安全。

2.7.3旅游业建设

伏牛山世界地质公园主要景观有老界岭、五道幢、龙潭沟、老君洞、蝙蝠洞、荷花洞、恐龙蛋博物馆等。开发旅游的过程中,修建道路、宾馆、索道、滑道等设施,周围地质环境会遭受不同程度的破坏,特别是崩塌、滑坡隐患尤为严重。汛期(6~9月)旅游,危害很大。

2.7.4城乡居民建设

在中、低山丘陵区,因受地形条件制约,建设用地短缺,常靠开挖山体坡脚获取更多建设用地,易导致坡体失稳,产生崩塌、滑坡灾害。

3主要地质灾害类型及发育特征

评价区主要地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流,这三类灾害占灾害总数的75 %。崩塌主要分布于中山区、公路两侧、居民区附近、矿山采场等人类工程活动相对强烈地段,以土质崩塌为主。土质崩塌体岩性构成主要为亚粘土、砂砾石层及残坡积碎石土等,坡体结构松散,孔隙、裂隙发育。岩质崩塌构成岩性包括碳酸岩类、变质岩类及碎屑岩类,岩体裂隙、节理发育,风化强烈。主要诱因为大气降雨及人类工程活动。

滑坡主要分布于中低山丘陵区,规模相差悬殊,大者可达70×104 m3,小者仅为0.018×104 m3,平面形态以圈椅形、舌形、矩形为主,剖面形态多为直线及台阶形。滑坡后缘一般形成高陡的下跌坎及弧形裂缝。滑坡体上房屋开裂变形、树木歪斜和滑动前缘有泉水溢出等现象。土休滑体中碎石含量不等,以粉质及砂质粘土为主。岩质滑坡岩性多为碎裂状风化基岩,滑坡体上以张裂缝发育为主,常出现于滑体顶部接近基岩出露部位。滑床多由强弱基岩风化层接触面构成。主要致灾因素为每年6~9月降雨及人类工程活动。

泥石流主要分布于评价区北部中山区,平面形态呈喇叭形、长条形,剖面形态呈阶梯形等。以冲为主,淤积次之,沟口扇形地多数完整性较差。泥石流规模0.5~50×104 m3之间,碎石成分复杂。中低山区山高坡陡,高差悬殊,切割强烈,沟谷两侧坡度多在30°以上,山坡上多为几米厚的坡积物、沟内崩积物及矿渣堆放等,受山区降雨集中影响,沟谷内易形成泥石流。具群发特点。

4地质灾害易发性评价

采用定性划分方法和信息系统空间分析方法相结合,划分评价区地质灾害易发性。

4.1地质灾害易发区主要特征

根据评价区内主要地质灾害类型,结合地质环境条件,给出评价区地质灾害易发区主要特征[7](表2)。

4.2信息系统空间分析

4.2.1单元风格剖分

单元划分采用1∶100000比例尺地形图作为基础图件。取边长2.0 cm,面积2 km×2 km的正方形网格,将地质公园园区运用栅格数据处理方法,进行网格剖分。共剖分335个单元,总面积1340.9 km2。

4.2.2单元信息提取及数字化

依据地质灾害易发区主要特征(表2),对每个网格单元分别提取滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害易发程度信息,并进行数值化。

在计算机上,将剖分的网格与已数字化的地质灾害图件进行要素叠加,并将灾害划分为:A级――地质灾害高易发区,取值4;B级――地质灾害中易发区,取值3;C级――地质灾害低易发区,取值2;D级――地质灾害不易发区,取值1。

然后,将多种地质灾害进行叠加,当有两种以上地质灾害高易发区重叠时,则取值为5。根据上述标准,对调查所属单元进行地质灾害信息的提取和数字化:①滑坡崩塌灾害信息提取:滑坡崩塌灾害划分为滑坡崩塌高易发区、滑坡崩塌中易发区、滑坡崩塌低易发区、滑坡崩塌非易发区四类。②泥石流灾害信息提取:泥石流灾害划分为泥石流高易发区、泥石流中易发区、泥石流低易发区、泥石流非易发区四类。

4.2.3单元地质灾害评价

单元信息叠加结果(G)满足如下公式:

G=G滑∪G崩∪G泥。

式中,G为单元叠加结果,G滑为滑坡灾害数值,G崩为崩塌灾害数值,G泥为泥石流灾害数值。其中G=“A”,即单元属于地质灾害高易发区。再将A分为以下5种情况:A=A1,滑坡崩塌灾害高易发区;A=A2,泥石流灾害高易发区;A=A3,滑坡、崩塌、泥石流灾害高易发区。

G=“B”,即单元属于地质灾害中易发区。再将B分为以下5种情况:B=B1,滑坡崩塌灾害中易发区;B=B2,泥石流灾害中易发区;B=B3,滑坡、崩塌、泥石流灾害中易发区;G=“C”,即单元属于地质灾害低易发区。

根据上述公式按1、2、3、4数值表示,进行单元各类地质灾害信息迭加,采用MAPGIS分析,评价区属地质灾害高易发区。

4.3易发区划分结果评价

根据西峡、内乡、南召等县地质灾害调查,采用MAPGIS分析方法,评价区处于地质灾害高易发区。主要地质灾害为崩塌、滑坡、泥石流。地貌以中山、低山丘陵为主,海拔在600~2000 m,相对高差在1000 m以上。

在中山区,山体多由燕山期花岗岩组成,两侧为古老的变质岩层,局部地方有灰岩出露。大部分山坡上部为直线形,下部为凸形。北部山坡陡峭,坡度多在40°以上,有的超过80°,多是花岗岩风化后侵蚀形成的陡坡,也有断层崖。南部山坡较和缓,坡度25~40°,岭脊形态多呈锯齿状,山峰峻峭尖耸,多呈“V”字形峡谷和深谷。低山丘陵区,山体坡度较大,冲沟发育,很多沟谷狭窄。组成岩性除部分古老变质岩外,花岗岩大面积出露,山体主要由花岗岩构成,山间盆地多为第三纪红色砂砾岩层。在60°以上的山坡、谷坡和道路边坡,汛期和大雪融化后易形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。

5地质灾害防治对策

5.1加强地质灾害科普宣传、提高全民防灾减灾意识

防灾减灾是一项减少自然灾害损失与促进经济发展的基本措施,公园管理部门及公园所在县级人民政府应组织有关部门开展地质灾害防治知识的宣传教育,增强公众的地质灾害防治意识和自救互救能力,特别是旅游区要加强这方面工作。充分依靠和发挥专业人员的作用,走群测群防、群专结合的道路是防治地质灾害最有效的措施。[8]

5.2加强领导,把地质灾害防治纳入国民经济和社会发展计划

各级政府的高度重视是实现地质灾害防治目标的关键。公园管理部门及公园所在县级人民政府应加强对地质灾害防治工作的领导,组织有关部门采取措施做好地质灾害防治工作。确立地质灾害在保障社会稳定和经济可持续发展中的基础地位,将地质灾害防治列入当地国民经济和社会发展规划。做到在工程建设、科学研究、宣传教育工作中有规划,各项工程经济活动、社会活动应有防治和减轻地质灾害的内容和指标。

5.3建立健全地质灾害监测预警体系,依法从严保护地质环境

地质灾害防治是一项系统工程,关系全局整体利益的大事,要建立从公园管理部门内容及公园所在县级人民政府到乡、村组人的监测监督管理体系,及时签订“防灾明白卡” 和“防灾避险明白卡”,明确监测监督人员的目的任务,提高业务水平。县国土资源主管部门应会同建设、水利、交通、旅游等部门加强对地质灾害险情的动态监测,汛期应加强地质灾害险情的巡回检查,发现险情及时处理和报告。建立地质灾害气象预警预报系统,使地质灾害监测工作成为监督管理职能的“眼睛”,将所有工程经济活动纳入监督管理体系之中,切实保证地质环境不受人为的破坏,否则依法进行处罚。

5.4增加勘查和治理资金投入,保障防灾减灾工作的实施

受地质灾害防治资金投入影响,地质灾害防治工作较为被动。因此,增加地质灾害勘查和治理资金投入是实施地质灾害防治工程及防灾减灾的关键。公园管理部门及公园所在县级人民政府在制定年度财政计划中,要有重点、有计划地安排地质灾害防治工程项目资金。积极拓宽融资渠道,加大防灾减灾的资金投入,使这项功在当今、泽被后世的工程有序发展。

5.5坚持综合防治措施,提高防治效果

在地质灾害防治中坚持“预防为主,避让与治理相结合”和“全面规划,突出重点”的原则。采取综合防治措施,才能提高防治效果。对出现地质灾害前兆,可能造成人员伤亡或重大财产损失的区域和地段,公园管理部门及公园所在县级人民政府应及时划定为危险区,设立警示标志,并采取有效的防治措施。在地质灾害易发区内进行的工程建设应在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估。对于威胁较大的地质灾害,要由专业队伍进行综合研究勘查,科学治理。对于分散的地质灾害要“群测群防”、“及时通报”,保证信息畅通,确保监测、防治工作取得积极主动。

5.6加强队伍建设,提高管理水平

健全的机构和高素质的管理队伍是搞好地质灾害工作的重要保证,也是提高地质灾害防治工作效率的关键。要加强公园管理部门及公园所在县级国土资源行政管理部门职能,有计划地开展人才培养和干部培训、尤其要提高基层干部和管理人员的防灾意识和业务素质,使之适应新时期发展的需要。

泥石流灾害防治工程第4篇

关键词:公路 地质灾害 防治 技术

中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(c)-0000-00

1 引言

在公路建设和运营过程中,公路沿线地质灾害经常发生。 根据调查统计显示, 近几年来, 由于地质灾害(泥石流、 崩塌、 滑坡和地面塌陷等)引起的公路损坏路段的长度已经超过400km,造成直接经济损失已达几十亿元。 由此可见, 加强公路地质灾害的防治是公路安全保障工程的主要内容之一, 公路地质灾害的治理是减少公路交通安全事故发生率, 为社会经济的快速发展和人民群众的生命财产安全提供保障的迫切需要, 保持公路的安全畅通是交通管理部门的首要任务。在公路地质灾害防治方面,广大岩土工程技术人员积累了大量经验, 建立了以加固、 护面、拦挡等为主, 以排水、 土石体改良、 植被绿化等为辅的各种工程防治措施, 并尤以浆砌片石和喷射混凝土护坡、 锚固、 浆砌片石、 拦石墙和简易钢结构栅栏等最为常见。

2公路地质灾害防治措施中的缺陷

目前在公路地质灾害防治措施中一般存在以下缺陷:

a) 公路沿线发生崩塌的地段, 路堑边坡均不稳定, 且未设置山坡挡土墙或设置方式不合理;b)处理崩塌灾害主要采用的是以削坡为主的防治方式, 应该结合支顶和锚固等措施共同对崩塌体进行防治, 且要结合具体的工程条件进行施工;c)对汇水面积和降雨强度较大的边坡上方未设置截水沟, 以及未进行植被防护;d) 对可能发生泥石流的地段, 或有过泥石流发生历史的地段, 未采取拦挡、 导流等措施;e)治理公路沿线地质灾害应该遵循“及时、 快速、 准确”的方针, 预防就是在线路必须经过地质不良地段时, 事先修建防治工程, 以提高边坡的稳定性。

3 公路沿线地质灾害防治措施

地质灾害类型很多, 主要包括崩塌灾害、 滑坡灾害、 泥石流、 公路坍陷。 下面就针对这四种病害的治理措施作一探讨。

3.1 崩塌灾害防治措施

3.1.1 削坡

在较稳定的岩体斜坡上, 将危险斜坡岩体按照一定的设计坡度进行爆破开挖, 目的是减小斜坡体的重量, 同时也是为了清除表面较松散的岩体, 露出新鲜岩体表面, 使斜坡坡度达到理想的稳定坡度。 但削坡不宜在岩体破碎强烈、 开挖影响较大的岩体上进行。

3.1.2 锚固

对可确定的危石进行加固是一种较好的选择, 其结构简单,对环境改变不明显。 但是, 要完全查清坡面危石事实上是很难的, 在采用锚固措施来加固危石时, 必须在危石上进行大量的钻孔锚固作业, 其振动作用将可能导致危石滚落, 施工的风险大。

3.1.3 喷射混凝土

该方法技术成熟, 机械化程度高, 施工速度快, 对地形适应能力强, 也比较经济。 同时该方法本身能通过添加纤维来提高强度和韧性, 并常与锚杆、 钢筋网或钢丝格栅结合使用, 从力学性能上人们通常把它当作钢筋混凝土结构, 具有很高的承载能力。此外, 基于水是边坡地质灾害的一个非常重要的诱发因素这一认识, 喷射混凝土对坡面的封闭作用, 非常好地隔绝了地表水下渗, 提高了边坡的稳定性。 但喷射混凝土对环境和自然景观具有破坏性, 由于喷射混凝土的封闭作用, 将毁灭坡面既有植被及其生长发育条件。

3.2滑坡灾害防治措施

根据公路沿线滑坡地质灾害的类型及特点, 防治措施的选用一定要结合滑坡的类型、 规模、地形地貌等具体工程条件, 有针对性地实施。 根据防治目的的不同, 采用的主要方法有直接阻止滑坡的发育和改变滑带土的性质两种。

3.2.1 直接阻止滑坡的发育

设置各种抗滑工程, 如抗滑片石垛、 抗滑挡墙、 抗滑墩、 预应力锚固、 预应力锚固抗滑挡墙、抗滑桩、 预应力锚固抗滑桩、 钢架抗滑桩、 拦砂坝工程等。

近年来抗滑桩在公路滑坡治理中被广泛采用, 多是人工挖孔灌注桩, 一般在滑坡上布设2~3排, 适用于浅层处于蠕动挤压阶段的滑坡。

3.2.2 改变滑带土的性质

可采用灌浆处理(灌注石灰浆、 石灰砂浆、 水泥浆、 粘土浆等)、 焙烧处理(在滑坡前部利用导洞焙烧滑带土)、 电渗排水( 利用电极作用排除滑带土的水)、 化学处理(利用化学反应增加滑带土的强度)等方法来改变滑带土的性质。

3.3泥石流防治措施

通常对公路泥石流防治的基本思路是: 首先做好公路选择方案, 如在堆积区或谷口流通区通过时, 应采取控制泥石流堆积和流通的措施, 将泥石流按设计意图排出, 不让其堆积、 冲刷、 冲击、 爬高成灾。 当上述措施不能保证公路安全或不经济时, 则应采取控制泥石流形成的措施, 以减少灾害或从根本上消除泥石流危害。在公路遭受泥石流危害时,采取补救措施一般难度都很大,耗资也大。 但公路运营主管部门在治理泥石流方面仍然做了大量工作, 积累了宝贵的经验。

图1 泥石流防治措施

3.3.1 引水措施

当泥石流沟谷上游或支沟汇水区的汇水能通过截流坝和引水渠道引出主沟, 导向其他地方进入主河时, 可将沟谷上游或支沟的水流引走, 从而减少主沟形成泥石流的水动力条件和水体数量, 以削减泥石流的规模, 控制泥石流的危害。 这种方法适用于地形开阔、 地势高差小、 易于向主河疏导的泥石流沟。

3.3.2 排导措施

排导是通过一定的工程让泥石流顺畅通过公路, 进入主河和预定地点, 而又不给公路造成危害的一种措施。 一般采用的排导工程主要有两种类型: 急流槽和明洞渡槽。

3.3.3 林业措施

林业措施是泥石流生物防治措施的主体部分, 也是山区建设立足和发展的基础, 可以说, 林业措施是山区建设的生命线。 一般泥石流沟谷流域的不同地貌单元在泥石流形成中的作用是不同的, 根据生态条件配置不同的林种将有较好的治理效果。 泥石流沟谷流域的集流区(包括分水岭区及沟源区), 是泥石流动力条件的水源地, 应营造水源涵养林, 适宜种植如油松、 刺槐、 华北落叶松、 刺楸等树种。

3.3.4 管理措施

生物措施不仅是一项技术措施, 而且是一项对社会经济管理依赖性很强的措施。 离开当地政府强有力的组织领导和群众的积极支持, 生物措施要获得成功是不可能的。 这不仅因为生物措施直接涉及千家万户的生产生活问题, 还要切实解决在实际实施过程中遇到的具体困难, 如生活能源、 粮食问题等, 而且这项工程不是一劳永逸的, 需要长期管护, 必须建立长期有效的组织和法规, 使森林和生态环境不受破坏。

3.4公路塌陷防治措施

公路塌陷防治主要是对公路下伏采空区的治理, 因此应首先考虑公路沿线矿区及采空区的特征、 公路不同地段构筑物的特点及其施工条件等, 以便确定合理的治理方法。 目前, 对公路下伏采空区的治理方法具体如下。

3.4.1 开挖回填法

开挖回填法是先将塌陷区全部或部分开挖, 然后进行人工回填的方法。 它主要适用于煤层开采规模较小、 开采深度较浅、 对采空区的影响范围和采空体积均不易探明的采空区。 此法取材方便、 施工简单, 且在回填处理过程中还可采用反复强夯的办法,利用重锤自高处落下产生的冲击能夯实地基土, 提高土体强度,增加抗塌能力, 还可以减少地表水入渗。 同时在塌陷区回填稳定后, 在路基两侧一定范围内要做好防排水处理, 一般可采用修建浆砌片石槽引流地表水, 以防雨水下渗, 引发二次塌陷。

3.4.2 桥跨法

以架桥的型式跨越采空区不稳定的路段, 桥的墩台应设在稳定的岩体中, 以保证路基稳定安全。

3.4.3 注浆法

注浆法实质上是利用液压、气压或电化学原理, 通过注浆管把一些能固化地基土的浆液均匀地注入地基土裂隙或孔隙中, 浆液以充填、 渗透和挤密等方式,将土颗粒或岩石裂隙中的水分和空气排除后占据其位置, 经一定时间后, 浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体, 形成一个结构新、 强度大、 防水性能强和化学稳定性良好的“结石体”,阻止上覆岩土层进一步塌陷冒落, 以保证公路路基的稳定。

4 公路地质灾害防治技术建议

任何一种方法都有其优缺点, 如何充分发挥优点, 克服缺点, 是工程技术人员需要考虑的问题。 特别是在目前国家强调“建设绿色通道”、 “美化环境”、“以人为本”等建设理念的今天,在建设和改造地质环境的过程中要尽量保护环境。 过去一般都是采用大量喷射混凝土、 浆砌片石等施工工艺, 这会对公路两旁坡面植被的生长条件造成永久性的封闭式毁灭, 是与环保和美化极不相称的。 因此, 建议今后对公路地质灾害进行防治时, 应全面考虑以下方面。

4.1可靠性与整体性相统一

所采用的防护材料要具有现时易得性, 在产品结构上, 实现“局部受载, 整体作用” 的目标,收到事半功倍的效果。

4.2追求环保与美观的效果

与传统的防护措施比较而言, 新的防护技术要在“人性化”和“环保性”方面多加考虑, 使得具备植物生长条件的边坡能够实现植被的自然生长发育, 并保持进行后期人工绿化的既有条件,对既有地貌进行良好的保护。

4.3施工速度快且干扰小

地质灾害防护工程多为山区高陡边坡上的野外空中作业, 作业环境一般都非常恶劣。 防护措施要具备良好的地形适应性, 如工程建设中尽量减少大量的开挖和彻底的清坡, 这样可大大地节省施工时间。 同时在进行施工治理过程中, 要确保公路畅通, 以保证车辆和行人的安全。

参考文献

[1] 刘传正; 刘艳辉, 论地质灾害防治与地质环境利用 ,吉林大学学报(地球科学版),2012,9

泥石流灾害防治工程第5篇

关键词:泥石流;危险评价;防治措施;体系建立研究

云南在我国是一个多山区的省份,在整个云南省大约有95%的面积为山地,并且在山地中由于地势比较险峻,造成了地层的岩石构成及岩石性质的复杂性,在经过了多次的地壳运动后,大理由于地震活动的比较频繁,同时由于处于低纬度的高原地带,具有多种气候类型,同时由于较多、较强的降雨,使云南省的气候环境比较复杂,也使云南省成为泥石流灾害比较严重的省份。根据相关的资料及研究结果表明,在云南全省大约有5000多个具有灾害性的泥石流点。通过对泥石流的危险度评价,制定出相应的防控措施来进行预防和研究,来降低泥石流在还对人们生产和生活的影响是相关研究人员的主要研究目的,特别是在最近这十几年中,类似的泥石流滑坡灾害更是频繁的发生,面对这些问题,更需要对泥石流危险度评价体系进行分析研究,制定出有效的评价方法,降低泥石流灾害带来的损失。

1、危险度评价

泥石流的危险度主要是指在泥石流的范围内遭受泥石流的人或物的损失程度及可能性的大小。在我国主要的危险度评价是针对单沟泥石流进行的,并且在国内外都受到了非常高的重视程度。目前应用的最新的泥石流危险度评价方法是由德国学者在上世纪末提出的。通过这次的危险度评价方法的更新研究,将主要采用7个危险度评价因子,主要有流域面积(S1)、主沟长度(S2)、流域相对高差(S3)、泥石流规模(M)、发生频率(F)、流域切割密度(S6)及不稳定沟床比例(S9)。通过我们对云南大理的泥石流危险度进行评价后,我们得到的泥石流规模及发生的频率与各种危险度评价因子之间的关系数据见表1。

表1 泥石流规模及发生频率与危险度评价因子的关系分析

评价因子

规模系数

频率系数

流域面积

0.354

0.003

主沟长度

0.423

0.031

流域相对高差

0.289

-0.036

流域切割密度

0.816

0.719

不稳定沟床比例

0.342

0.295

2、泥石流形成的条件

泥石流的形成主要需要的条件有三个,分别是有适合集水集物的陡峭地形、具有丰富的松散的固体物质堆积、在短时间内可以有大量的突发性的水流聚集。

3、防治措施

根据相关的资料及研究结果表明,在云南全省大约有5000多个具有灾害性的泥石流点,而在大理地区大约也存在着几百个泥石流点,如果不对这些泥石流点进行危险度评价分析,那么将会造成非常严重的后果,同时,在进行了危险度评价分析后,制定相应的防治措施,可以有效的预防和治理泥石流,降低泥石流灾害对人们的生产和生活带来的严重后果,保证人们的生命安全。

对于泥石流的防治措施目前主要可以从预防和治理两方面着手。由于云南大理处于低纬度的高原地带,具有多种气候类型,同时由于较多较强的降雨,使云南省的气候环境比较复杂,也使得云南省成为发生泥石流灾害严重的省份。所以对于泥石流少发的地区主要以预防为主,而对于多发地区则要以治理为主。另外有些地区是已经发生过泥石流灾害的,那么对这样的地区就要采取预防与防治相结合的方法进行防治。

针对泥石流采取的主要预防措施就是要禁止在泥石流的流域内进行乱砍滥伐,保护植被不被破坏,并在泥石流区域内的坡上进行工程修建,要保持山坡的稳定型,在施工过程中出现的废料要制定有效的处理方法,不要造成人为性的滑坡灾害,为泥石流的发生留下隐患。

对于需要治理的地区采取的主要方法是将生物与工程施工相结合。在进行泥石流的治理工作中,一定要充分考虑泥石流的形成因素及条件,如果在主要的区域内具有易形成泥石流发生的条件,那么一定要进行重点治理,采取有效的综合方案进行治理工作。在泥石流的水源区,主要采取植树造林,同时修筑水利工程进行蓄水,这样就会控制了泥石流的主要水源,同时将散落的固体物质整理堆积、固定,这样不但可以稳固土壤,保持水土,也可以改善环境;在泥石流形成区,主要采取工程措施进行治理,如修建拦渣坝、谷坊坝等,这样可以拦截泥石流固体物质进入下游沟段,减少泥石流的物源;在泥石流流通区,主要以改善泥石流流通为主要的目的,采取的手段主要以改善河道为防治方向;另外,在泥石流的堆积区,采取的主要防治手段是建立急流槽等工程措施来改变泥石流的流向,从而达到对已修筑的建筑或者是在建建筑进行保护的目的。

结语:大理位于云南省的中西部,占地辽阔,具有非常丰富的自然资源,同时也是我国著名的旅游胜地。我国对于泥石流的危险度评价开始与上个世纪的80年代,评价方法主要从比较简单的评价方法发展到现在的新的评价方法,通过对泥石流的危险度的评价,制定出相应的防控措施来进行预防和研究,从而达到降低财产损失和减少人员伤亡的目的。由于云南大理的地形比较陡峭,沟床的纵度跨度比较大,同时大理的地形构造也是比较复杂的,以上这些地形特征都为泥石流的形成创造了条件,非常容易发生大面积的泥石流灾害,所以在大理发生泥石流灾害的危险性也是比较大的,这些都是我们今后研究的主要问题,在本文的研究中,通过讨论云南大理泥石流危险度的评价方法,分析泥石流发生的危险因子,并且针对泥石流发生制定有效的防治措施,希望可以为今后进行泥石流危险性的研究和防治提供一些研究依据,制定出更合理的评价方法及防治体系,保障人们的生命安全。

参考文献

[1]万石云,李华宏,胡娟,云南省滑坡泥石流灾害危险区划[J].灾害学.2013.28(2),60--64

泥石流灾害防治工程第6篇

【关键词】泥石流,北京密云水库上游,形成,防治对策

【中图分类号】P642.63

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158(2012)10-0099-03

研究区概况

密云水库位于京郊密云县城北山区,横跨潮河、白河主河道上。水库上游流域面积14871.7km2。地处北纬40°19'~41°31'和东经115°25'~117°33'。流域东南侧靠燕山西端,南侧为军都山,西屏大马群山,北接坝上高原。流域由潮河、白河两大水系组成。在全流域中,北京市境内流域面积为3463.9km2,包括密云、怀柔和延庆3个县,占水库上游流域面积的23.3%,占北京市山区面积的33.3%。

密云水库上游流域处在内蒙古地轴东段和燕山台摺带上,经过漫长的各个地史阶段的构造变动,形成了复杂的构造格局。水库上游流域位于燕山沉陷带中部偏南,主要为太古代变质岩系及震旦纪中下部地层分布。流域内土壤为褐土、棕壤、草甸土和粟钙土四大类,以褐土分布最广。水库流域属温带大陆季风气候,无霜期150天左右,全年平均气温10.9℃,年平均降雨量659.7mm,蒸发量1783.2mm。水库上游流域多年平均径流量14.5亿m3。植被分布以森林为主。

1 泥石流灾害及其特征

1.1 泥石流灾情

水库上游流域内几乎每场泥石流都有毁坏耕地的事件发生。据不完全统计,仅1949年以来泥石流毁坏的耕地就达到5000hm2以上,其中1976年7月23日在密云县暴发的泥石流毁坏耕地1300hm2;在密云县,1991年6月10日暴发的泥石流造成耕地损失达到1250hm2,仅柯太沟泥石流冲毁冲毁中心社村耕地20hm2,占该村耕地的87%,冲毁大北沟门村耕地23hm2,占该村耕地的96%,而且许多耕地被毁坏后无法复耕,造成了严重的损失。伴随着区内泥石流的发生,许多房屋和村庄被冲毁,据不完全统计,1950~1991年密云水库上游泥石流冲毁房屋6000问以上。

泥石流不仅给区内人类造成重大的财产损失和破坏生存环境条件,而且直接威胁和危害人类的生命安全。仅在密云县冯家峪地区,1976年7月23日由于泥石流发生造成的死亡人数就达到31人。

频繁的泥石流活动给人民生命财产造成了巨大损失。其中损失最严重的是1989年和1991年,1989年泥石流总计损失达4700万元,1991年泥石流直接经济损失达2.6亿元。

1.2 泥石流灾害特征

泥石流危害的特点是规模大、数量多、爆发突然、来势凶猛、危及面广,且活动频繁重复成灾。根据研究区内的泥石流的活动特点和分布位置,流域内泥石流灾害特征表现在以下几个方面:

(1)群发性和夜发性

水库上游地区泥石流灾害活动频繁,是北京泥石流灾害最严重的地区之一。区内一场泥石流活动,往往有数条、数十条,乃至近百条沟谷同时暴发泥石流。从1867年至1991年124年间共发生严重泥石流灾害14次,平均9年一次。其中9次为较大范围的群发性泥石流,周期约15年一次。而且泥石流发生时间一般集中在夜间,在有详细记载的泥石流发生时间中,有6次灾害性严重的泥石流均在夜晚暴发。泥石流的群发性和夜发性扩大了灾害的规模和范围。

(2)发生频率增高,灾害加重

从水库上游泥石流活动的时间分布来看,1949年以前,平均15年一次,群发性约30年一次,单位面积的泥石流暴发率为0.18场/100km2;从50年末以后,平均约4.5年一次,群发性5年一次,单位面积的泥石流暴发率为0.29场/100km2。显然,1959年以后泥石流活动的频率增高,周期相对缩短。

(3)危害水源地

密云水库是北京市区的饮用水、生活用水、工业用水和环境改造用水水源。对北京市经济和提高人民生活质量都具有十分重要的作用。而水库上游地区降水较少又十分集中,往往以暴雨形式降落。在雨季,当暴雨降临时,往往造成严重的泥石流等灾害,直接影响到密云水库。

泥沙输入水库减小可调控水源:水库上游众多的泥石流沟谷,一旦暴发泥石流,便将大量泥沙直接输入水库或通过主河输入水库,减小水库库容,使可调控水源减少。据估算,1973年仅白河输入密云水库的泥沙量就在100万m3以上。

污物输入水库降低水源水质:泥石流不仅把大量泥沙输入水库,而且还把大量有机质、污染物质和动植物残体残骸等输入水库,污染水源,造成水源地水质下降。如1989年7月21日密云县番字牌、冯家峪、石城等镇(乡)发生的泥石流和1991年6月10日密云县上述三镇(乡)和怀柔区汤河口、长哨营等镇(乡)发生的泥石流致死46人,冲走(死)上万头牲畜,致使大量有机物和污染物通过主河进入密云水库。据密云县水利(资源)局资料,灾后密云水库水质发生恶化,浑浊度由2度左右上升到27度,悬浮物含量由1.0mg/L上升到29mg/L,氨氮含量由0.04mg/L上升到0.36mg/L,化学耗养量由1.5mg/L上升到2.2mg/L,生物耗养量由2.0mg/L上升到3.0mg/L。

2 泥石流成因分析

2.1 地貌条件

密云水库上游流域处在内蒙古地轴东段和燕山台摺带上。由于地壳运动加之长期风雨侵蚀等外力作用,使水库流域内地表形成了山峦起伏、断裂纵横、岭谷相同的地貌景观,河流发育成树枝状格局。发育在该地区的沟谷具有流域面积小、沟道短、沟床陡、相对坡度大、切割强烈等特征。流域一般高程约在1500m以上。流域内83.6%的面积为中、低山地和丘陵,丘陵山地坡度大都在20°~35°,而潮河、白河河岸的坡度为70°~90°,河床平均坡降为4.3%o。流域内以山地为主,充分满足泥石流发育对能量和能量转化的要求。由于切割较深,相对高度较大,沟谷的纵坡大,导致坡陡流急,有利于泥石流的发育。

流域地势西北高、东南低,河流走向与山脉的走向相基本一致,西北部以海拔1000~2290m的中山为主,东南部多分布低山、丘陵和部分平原。水库上游山脉中间镶嵌着山间盆地和谷地。地形比较开阔,具有三面环山,一面有出口的“扇”形、“瓢”形或“斗”形的围谷。这种地形既便于固体物质的集中,又有利于水流的汇集,对泥石流的形成极为有利。

2.2 地质条件

水库上游流域位于燕山沉陷带中部偏南,主要为太古代及震旦纪中下部地层分布。太古界地层主要分布在密云县东北部和怀柔县北部,由老至新分为密云群和四合堂群。岩浆岩在流域内十分发育。在地质历史上,由于燕山期岩浆活动最强烈,形成的侵入岩体规模最大。侵入岩体岩性坚硬,由其形成的山体往往陡峻,如云蒙山、黑坨山等。但这些山体在构造作用下次生结构面发育,沿结构面易产生崩塌。如云蒙山花岗岩体受近南北向的青石岭断裂和山神庙断裂破坏,沿断裂带岩石破碎,崩塌发育,供给泥石流的松散固体物质丰富,成为泥石流强烈活动区。

流域内地质构造非常复杂,褶皱构造、断裂构造广为分布,构造破碎带、裂隙和节理极为发育,从而造成基岩强烈破碎。受新旧构造运动的影响,各种不良的地质现象,如滑坡、崩塌、山崩等常有发生。除此之外,流域内还残留有很多第四纪冰川遗迹及很厚的冰川堆积物。以上地质构造都给泥石流的产生提供了丰厚的固体物质来源。

2.3 气候条件

(1)降水条件

陡峭的地形和固体松散物质的补给是泥石流产生的内在因素;集中的降水产生洪水是激发泥石流的外界诱发因素。水库上游泥石流多发地区的地质背景条件(地形、地貌、构造、植被覆盖度等)相对较稳定,当沟谷松散堆积物也比较稳定时,降水就成为触发泥石流的主要动力。

泥石流与降雨的空间分布一致:水库上游地区为半干旱气候区,易出现短历时局地强降水,而降水笼罩面积一般不大,在几百到几千平方公里,超过200mm的面积多数只有几百平方公里。据调查,近四十年来水库上游几次激发泥石流的日雨量在l00mm以上(见表1),属大暴雨甚至特大暴雨型泥石流。一次强降水出现,不但具有一定的笼罩面积,而且存在一强降水中心。历次泥石流表明,其不仅随暴雨中心移动,而且有在暴雨中心区集中暴发,随暴雨等值线的递减即暴雨强度的降低而减弱的规律。例如,1972年7月27日泥石流基本处于300mm以上等值线内,1976年7月23日泥石流则处于150mm降雨等值线以上,1989年7月21日泥石流处于200mm降雨等值线内缘,仅有较少数泥石流沟或坡面泥石流位于上述降雨等值线外缘,可见大暴雨笼罩空间往往是泥石流集中暴发的地方。

泥石流与降雨的时间分布一致:水库上游地区地处华北,季风雨要比江南一带晚半到一个月,一般在7~8月到来。暴雨及大暴雨多数出现在7月下旬至8月上旬,俗称“七下八上”,泥石流也多在这一时段内暴发。另外,本区暴雨有明显的日变化,一般在下午(16时至20时)和夜间(20时至次日3时)较多,为午后和夜雨型,泥石流也多在这段时间内暴发。在一场连续暴雨过程中,一旦出现明显的短历时高雨强时,常预示着已临近泥石流暴发时间。表明泥石流的发生略滞后于一小时雨量高峰值,一般不超过3小时。有时很短,如图1和图2所示,1989年7月21~22日密云番字牌、冯家峪一带泥石流发生时间都滞后一小时雨强高峰值不久。所以当降雨过程中出现雨强峰值时应警惕泥石流的发生。

2.4 植被条件

水库上游流域植被分布以森林为主,可分为人工林和天然次生林。人工林主要分布在浅山丘陵和低山地带,在中山人为活动多的地方也有分布。

由表2可知:植被相对较好的3个区,泥石流分布密度排序的平均值为5.67位;植被中等的4个区,泥石流分布密度排序的平均值为4.75位;植被相对差的2个区,泥石流分布密度平均值为4.5位。从总体上来看,泥石流分布密度与植被的好坏成负相关关系,植被条件越好,泥石流分布密度越低,反之越高。

2.5土壤条件

水库上游流域内土壤为四大类:褐土、棕壤、草甸土和粟钙土。以褐土分布最广,在150~600m的低山、丘陵地带,面积为8957.3km2,占60.23%;棕壤分布在600~700m低山阴坡、直到2293m的中低山均有分布,面积5114km2,占34.4%;草甸土在河谷地带,占1.9%;粟钙土主要分布在北部坝根一带,占2.2%。另外还有一部分黄土层分布。山地草甸土土壤肥力高,土层较厚,但所处位置海拔高,所占面积小;山地棕土分布海拔较高,受人类破坏较轻,土壤肥力较好,但面积也很小;山地棕褐土和褐土为暖温带半湿润、半干旱地区的地带性土壤,是疏林灌丛草原植被下形成的土壤。从泥石流的分布密度统计来看,山区泥石流主要分布在山地棕褐土和山地褐土区,原因是这两类土壤其所在区域日照强,土温较高,蒸发旺盛,土壤水分不易保持,植被生长条件差,土壤的抗蚀性和抗冲性差,而且分布面积广,其分布区是泥石流物源的重要的供给场地。

2.6 人类不合理活动

在自然状态下,泥石流是山区各种自然因素相互作用,演化到一定阶段的产物,有其自身的发育规律。但在强烈的人类活动影响下,其发育规律也会受到一定影响。对水库上游而言,由于对各种资源开发与利用较早,强度大,增加了泥石流灾害发生的机会,加重了泥石流灾害的程度。如研究区内的闸沟垫地和采矿采石等人为活动增加了松散碎屑物质,提供了泥石流形成所需的物质来源。

3 防治对策

水库上游泥石流分布广泛,数量众多,成灾率高,危害严重。随着山区经济的发展,人类活动日趋频繁,泥石流危害会不断加剧。有效防治泥石流灾害,是发展山区经济,保障山区人民生命财产安全的一项重要任务;也是恢复北京山区绿色天然屏障和水源保护工程的一项重要内容。

3.1 生物措施

泥石流的生物措施是通过种植植被以防止或减少泥石流危害的一种方法。具有适用范围广、防治效果长、削减泥石流水体及固体物质补给量、经济投资少、社会生态效益好、减少水土流失、改善生态环境等明显特点。生物措施包括林业措施、农业措施和牧业措施三种类型。根据水库上游流域内泥石流动态区段进行生物措施布局:在泥石流形成区(水源区),宜营造水源涵养林,兼种植用材林或经济林;在流通区营造护水土保持林,兼种植薪炭林和经济林;在堆积区(堆积扇)营造护堤固滩林,兼种果木林等。生物措施分区规划见表3。

3.2 工程措施

泥石流防治的工程措施是在泥石流的形成、流通、堆积区内采用相应的土建工程,以消除、控制、减轻泥石流灾害。由于水库上游泥石流防治工程的对象主要是居民点和公路,常采用的措施有:拦砂坝、排导槽、谷坊和护村坝。根据流域内泥石流动态区段进行工程措施布局如表4。

3.3 小流域综合防治措施

泥石流灾害是山区小流域生态系统失去平衡的结果。尽管地质因素是形成泥石流的重要条件,但与地形、降雨、植被、径流等因子均关系密切。我国不少泥石流专家认为应当把泥石流的防治与小流域治理结合起来。小流域综合防治是为了充分发挥水土等自然资源的生态效益、经济效益和社会效益,以小流域为单元,在全面规划的基础上,合理安排农、林、牧等各业用地,因地制宜地布设综合治理措施,治理与开发相结合,对流域水土等自然资源进行保护、改良与合理利用。

根据研究区内泥石流面广、量大的特点,提出泥石流防治以小流域为单元,以土地利用规划为基础,在各个地块上配置水土保持林草措施、工程措施及农业技术措施,形成综合防治体系。在坡面分水岭两侧采取封山育林育草为主,在坡面通过垒树盘,扩树垵或兴修隔坡水平条田或鱼鳞坑等进行造林(即水土保持林);在沟道内兴修谷坊,同时必须做到一般工程与骨干工程相结合,建成四道防线,形成从上游到下游、从支沟到主沟、从坡面到沟道各个层次的拦、蓄、淤、排、灌,乔、灌(木)、草结合,四维空间相统一的综合防护体系。详见下图2。

3.4 管理措施

由于水库上游流域经济的快速发展,位于泥石流危险区内的社会财富和人口也急剧增加,一场小型泥石流灾害就可能造成大量的财产损失和人员伤亡。因此,流域内泥石流的灾害防治在采取有效的生物、工程措施的同时,必须采取强有力的管理措施,将泥石流的危害减轻到最小的程度,以保证流域内社会和经济的可持续发展。对流域内的泥石流防治采取的管理措施建议从行政管理、防灾减灾、抢险救灾、灾后重建、社会宣传五个方面着手。

4 结论

水库上游流域内泥石流不仅给区内人类造成重大的财产损失和破坏生存环境条件,而且直接威胁和危害人类的生命安全。随着水库上游流域经济及基础设施的迅速发展,泥石流的危害对象和规模不断增加,潜在危险性更加严重。水库上游的泥石流具有群发性和夜发性的特点;现代泥石流比近代泥石流活动强烈,灾害规模大;而且泥石流灾害直接危害北京地区水源地一密云水库。

从影响水库上游流域内泥石流发展趋势的因素来看,地貌、地质和气候等基本因素将长期存在,这为泥石流的形成和发展提供了必要的条件,因此流域内泥石流活动将长期存在,只要出现形成因素的有利配合,就能引起泥石流的暴发。

根据流域内泥石流的特点,提出了泥石流的防治对策:以小流域为单元,综合运用水土保持生物措施、水土保持工程措施对泥石流沟谷进行分区防治,并通过管理措施,实现对流域内泥石流灾害的全面防治。促进流域内经济、社会、生态环境的协调和可持续发展。

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泥石流灾害防治工程第7篇

关键词:公路工程施工;地质灾害;防治措施

公路工程施工由于极大的改变了原有的自然环境,破坏了生态平衡,极容易导致滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的产生,损害了经济效益、社会效益和环境效益。公路工程施工中地质灾害的产生不仅有地质等方面的自然因素影响,更是缘于人为因素对环境的巨大破坏。这要求我们在公路工程施工时,必须针对施工地段的具体自然生态状态采取相应的防护措施,避免过大破坏生态平衡导致地质灾害的产生。

一、公路工程施工中常见地质灾害的产因和危害

(一)公路工程施工中主要的地质灾害

1.滑坡

(1)滑坡的危害

滑坡容易导致公路被损坏,河道、农田和水库被堵塞、覆盖、淤积等危害。

(2)地质因素

滑坡是多是在斜坡下面岩石坚硬而上面覆着松散的堆积层等类似情况下产生的,常见于比较高、陡、岩石松散的山坡和被水侵蚀严重的陡坎。

(3)人为因素

公路工程施工中在斜坡顶部堆积各种材料和废物或挖开坡脚以及不当的排水方法和爆破施工方法都容易引发滑坡。

(4)形成时间

形成滑坡的时间多是大量降水或冰雪大量融化时,导致滑坡层吸收水分加大负载受重力影响而下滑。另外突发地震等自然灾害时也极容易导致滑坡的产生。

2.泥石流

(1)泥石流的危害

泥石流含有大量的石块和泥沙等物质,可以摧毁路基等公路设施并对村庄、城镇造成巨大的破坏。

(2)地质因素

泥石流的形成多在只有一面出口的瓢状地形,由于其他三面环山,地表多是风化岩石,比较容易汇集泥石流所需的固体物质杂屑和水源。

(3)人为因素

公路工程施工中没有合理的布置修路废弃的土石方等,都可能提供了泥石流产生所需要的条件。

(4)产生时间

泥石流产生的动力来源于大量水源,同滑坡类似。当有暴雨或大量冰雪融水时容易产生泥石流。

3.崩塌

(1)崩塌的危害

崩塌有山崩、落石以及塌陷等类型,容易对崩塌附近人们的生命财产形成巨大危害。

(2)地质因素

崩塌的形成多需要有相当的高差和坡度,根据不同土壤、岩层等地质情况的不同,具体形成崩塌所需的高差和坡度也有差异,地震等地层运动强烈的地区多容易产生崩塌。

(3)人为因素

公路工程施工中大量从坡脚取土、大爆破施工等能够加大坡度、高差的行为都会减弱山坡原有的支撑稳定性诱发崩塌。

(4)发生时间

崩塌也受雨水和冰雪融水的影响,大量水分渗入岩土层增加了负荷,极易导致崩塌。

(二)其他地质灾害

1.地面沉降

地面沉降的产生因素主要是基于粘性土的特点,由于地面不实容易出现地面沉降对公路设施造成破坏。

2.采空塌陷

采空塌陷多是由于煤矿开采导致的地面坍塌,由于煤层开采沉陷产生地表的变形导致公路工程施工中出现地表倾斜、排水不畅、路面和桩基变形破裂等情况。

3.地裂缝

地裂缝的产生受地质情况影响,多由地震和煤层塌陷等影响。

4.砂土液化

砂土因为受压力的影响而持续产生变形,一般产生于粉土含量高的地区,砂土液化会导致路面和路基受损等危害。

二、公路工程施工中常见地质灾害的防治措施

公路工程施工前需要对施工区域的地质情况进行认真的考察和监测,在确保施工不受已有地质灾害影响的前提下,避免施工工作对生态环境造成过大破坏,不人为的制造地质灾害。

1.滑坡的防治措施

防治滑坡主要有排水减载等方法,在已发生或可能发生滑坡的区域建立排水沟避免水源渗入坡体岩土,对坡面进行保护,通过取土来减小坡顶负载,消除坡体积水,用钻孔引出地下水等方式疏干地下水源,并通过支档抗滑、种植树木等方式稳定坡体岩土层。

2.泥石流的防治措施

泥石流的防治主要采用槽、坝和堤等排导工程,在泥石流形成区用V型固床槽稳固沟床和山体,减少产生泥石流的堆积物,在泥石流沉积区用导流堤和排洪道引导泥石流的流向;另外还可通过拦石坝在泥石流的中游流通区对泥石流中的泥沙进行拦蓄,提高河床来对泥石流进行削弱,并可用多级透水性拦渣坝减少石块的危害;最后对泥石流可能发生的区域通过种植各种树木等生态环保措施来涵养水源、保持水土、护滩护岸,从根本上消除泥石流的形成条件。

3.崩塌的防治措施

公路工程施工中需要定期监测崩塌易发的地区,避免由于开挖和爆破施工造成崩塌,在危险地带设立安全警告标志,清理可能崩塌滚落的石头等堆积物,对可能崩塌的区域设置浆砌片石挡墙等防护墙或钢丝网,并针对边坡的情况采用刷坡或建梯台分级刷坡的措施。

4.地面沉降的防治措施

地面沉降的治理一是要清除地表的浮土和腐殖土等松散土层,压实地基,保证路基下土层的压实度满足施工要求;二是控制碎石和砂砾等杂图的人工填筑,保证路基用合乎要求的填料;三是施工中拆迁的建筑基础也要挖除,不能挖除的也要保证其高度在路槽底1.5m以下。

5.采空塌陷的防治

采空塌陷的防治主要是在公路工程施工时采取对路基加宽加高,对桥墩加大,对采动裂缝进行灌浆处理等措施。

6.地裂缝的防治

公路工程施工最好避开地裂缝区域,不能避让的情况下一是要保证路段与断层平行分布;二是切断路段与地裂缝关联,挖堑壕与地裂缝相连来控制地裂缝发育;三是对于非构造地裂缝根据其具体成因采取相应防治措施,如煤矿开采引发的地裂缝需要及时回填来控制地裂缝的发育。

7.砂土液化的防治

在公路工程施工中要注意通过垫土筑堤并采取碎石桩等方式提高砂土抗液化能力。

三、防治地质灾害的建议

地质灾害不仅对公路工程施工造成了极大的影响,而且由于其成灾的缓变性还将对公路造成持续的影响,,需要公路工程施工中防治相结合,进行规划治理。对防治地质灾害的主要建议如下:

1.注重地质勘察,做好工程规划

公路工程施工前要进行细致、全面的地质勘察工作,根据施工区域的具体地质情况敲定工程规划,兼顾工程的经济效益和环境效益。

2.环保工作与工程施工同时进行

公路环保工作包括设立各种防护林带等针对地质灾害易发区域的绿化防护工程,确保在公路工程施工的过程中同时完成相关的环境保护工作,从根本上防治地质灾害。

3.建立公路地质灾害的预测和保障体系

通过高科技技术手段健立健全防治公路地质灾害的相关体系,提高公路系统预测、防护和控制地质灾害的能力。

4.提高公路工程施工人员对地质灾害防治工作的重视和工作能力

通过地质灾害相关知识的培训教育来提高相关人员对地质灾害的重视,提高其防范地质灾害工作的能力。建立责任制度并完善奖惩制度来保障公路工程施工中地质灾害防治工作的执行力度。

泥石流灾害防治工程第8篇

【关键词】岩土工程;地质灾害;防治技术

1 岩土工程地质灾害的成因分析

岩土工程地质灾害主要分为自然因素导致的地质灾害与人为造成的自然灾害,自然灾害也被称之为第一环境问题,它一般不会随着人类历史的发展和变迁而发生改变和转移,始终都是以自身固有的形态存在,具有自然性的特征;由人为活动造成的地质灾害,主要是因为人类社会在发展过程中,大量建设、开发、开采等活动破坏了原有的地质自然形态,进而引发的一系列灾害,它的发生与地质本身基本没有任何关系,完全是由于人为破坏导致的,这类地质灾害又被称为第二环境问题。岩土工程地质灾害的发生,大多数都是在自然地质演化以及气候变化的过程中,岩体由最初的稳定逐步向不稳定发展,这一过程往往是十分漫长的,由此引发的地质灾害一般都会长达数百乃至上千年。然而,在人为因素的诱发下,会使岩体自然演化的周期大幅度缩短,进一步加快了其从稳定到不稳定的变化过程,这样一来便会引起突发性的地质灾害。每次地质灾害的发生,都会给人们带来巨大损失,其中不仅包含经济损失,还包括生命损失。由此可见,岩土工程地质灾害是极具危害性的一种灾难事故。

2 常见的地质灾害类型

目前,较为常见的地质灾害主要包括以下几种类型:

(1)滑坡。这是一种最为常见的地质灾害,具体是指斜坡上的岩体或是土体在受到一些因素的影响下,沿坡体的软弱面大面积或部分向下滑移的现象。引发滑坡的因素主要包括地震、降雨、积雪融化、地表水系浸泡与冲刷、坡脚开挖、堆填加载以及开山放炮等等。最容易发生滑坡的地带有强降雨地区、地势高差较大的峡谷地区、地震带以及铁路公路的边坡等等。

(2)泥石流。其属于洪流的一种表现形态,主要是由于降水量过大而产生在山坡或沟谷上的混有大量泥砂、碎石、巨砾等固体物质的洪流。引起泥石流的主要原因有不合理开挖、弃土、弃石以及乱垦滥伐导致的水土流失等等。

(3)崩塌。这种地质灾害常发生在较陡的坡体上,由于坡上岩体或是土体的根部空虚或局部滑移,从而使得这些岩土体失稳,突然由母体上向下翻滚或倾倒,并堆积在坡脚。引起此类灾害的原因主要有矿产采掘、边坡开挖、强烈振动、堆渣填土以及水库渠道渗漏等等。

(4)地表变形。这类地质灾害常见的表现形式包括地表塌陷、沉降和裂缝等。据有关调查统计数据显示,截止到目前,我国约有70余个城镇发生不同程度的地表沉降活动,受灾情况较为严重的占四成左右,最大沉降量已经超过3m。在已经发生地表沉降的城市当中,有些是独立存在的,有些是密集成群的。其诱因主要包括地下矿产开采过量、地下水大量抽取以及表面岩溶的自然活动等等。

3 岩土工程主要地质灾害的防治技术

3.1 滑坡的防治技术

由于滑坡是岩土工程地质灾害中最为常见的一种,为此,本文重点对滑坡的防治措施进行介绍。在处理滑坡问题时,应当本身预防为主、防治结合的原则进行,对引起滑坡的原因进行认真分析,采取有针对性的措施进行防治。通过对大量的工程实践进行研究发现,治理滑坡最有效地措施有两种:

(1)对地表水或地下水进行控制,以此来达到减轻或消除水对坡体的威胁。通常情况下,在不计人为破坏的前提下,水是引发滑坡最主要的因素之一,其与滑坡的发生有着极其密切的关系。如果能够消除水对边坡的作用,便可以进一步防止滑坡的产生。具体做法如下:①应当对滑坡区的地表水进行控制,避免其流入到滑坡区内,可在边界处修筑截水沟来对地表水进行截留;②应在滑坡区内修筑排水沟,借此来排除区域内的地表水,减轻其对边坡的威胁;③可采用垂直孔排水、支撑盲沟以及水平钻孔疏干等方法来排除滑坡区域内的地下水,具体方法的选择可按照边坡的地质结构特征和水文条件而定。

(2)对边坡的岩土力学强度进行改善。可以采取相应的技术措施来改善边坡岩土体的力学强度,借此来增强岩土体的实际抗滑能力,进一步减小滑动力。较为有效且实用的技术措施有边坡加固、削坡减载等。这两种措施从经济性和有效性来看,前者要比后者的效果更好一些。目前,在工程中应用较多的边坡加固技术包括钢混抗滑桩、挡土墙、预应力锚固、固结灌浆、电化学加固法以及SNS边坡柔性防护技术等等。方法的选择可根据实际工程而定。

3.2 泥石流的防治技术

对于一些泥石流多发的地区,可以采取避绕的措施,如果实在无法避开,可采取以下技术措施加以防治:(1)排导。可在泥石流流经的下游位置处修筑排导沟,以此来阻止泥石流漫流改道。(2)拦挡。可在泥石流经常流经的沟道上修筑拦砂坝,这样能够将泥石流中的砂石等固体物质拦截下来,有助于减轻泥石流的危害程度。(3)储淤。可在泥石流的下游建立停淤场,借此来调节泥石流的流量,以减少其对下游建筑的冲击。

3.3 崩塌的防治技术

对于崩塌的防治可采取以下措施:拦截、支挡、排水以及护坡护墙等等。这些都属于传统的处理技术。具体措施的选择可按照崩塌的原因来进行确定。除了这些传统的技术之外,目前还有一种新型技术,即SNS柔性拦石网,该技术在落石能量较高并且斜坡坡度较陡的条件下防治效果较好,已被广泛应用于我国各大矿山和水电站等施工过程中,并且都取得了显著的成效,是一种值得推广应用的技术。

3.4 地表变形的防治技术

防治措施主要有以下几种:①填堵法。该方法适合应用在塌陷深度较浅的坑洞处理中,先将坑洞中的松软土体清除干净,然后向坑中填入碎石和块石,以此来形成防滤层,最后覆盖粘土并进行夯实处理即可;②强夯法。该方法是利用夯锤对土体的冲击力来不断提高土体自身的强度,属于防、治结合的技术措施,适用范围相对较广,效果也比较好。不仅可以用该方法对发生塌陷后的松软回填土进行夯实,而且还可以用来消除隐藏在坑洞中的软弱带,进而提高土体的强度;③灌浆法。将预先拌制好的灌注材料通过人工钻孔或是岩土体自身的孔洞进行注浆,以此来对岩土进行强化,进而达到加固的目的。

4 结束语

随着人类活动的日益频繁,全球地质灾害频发,使人类赖以生存与发展的资源环境发生严重破坏及损毁的过程或现象。因此,如何做好地质灾害的防治工作,使得防治工程水平得以提高,从而有效地抵御城市地质灾害,保持社会的可持续发展。

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