地质灾害的类型和成因

一,地质灾害的定义

(1)定义

地质灾害是指由于地质作用力或人类活动导致地质环境发生变化,引发各种危害或严重灾害,使生态环境遭到破坏,人类生命财产遭受损失的现象或事件(王信文主编,1999)。地质灾害按成因可分为两种类型。一类是自然地质灾害,如地震、火山爆发、滑坡、泥石流等。另一种是人类活动引起的地质灾害,如地面沉降。

(2)特点

地质灾害与气象灾害、生物灾害一样,是自然灾害的一大类型,具有突发性、多发性、群发性、持续渐进性等特点,容易造成重大人员伤亡和巨大经济损失(段等,1993)。在地质灾害中,突发性、大规模的小型土质滑坡和崩塌是主要的。直接诱发因素是集中暴雨;山区削坡建房修路等工程活动是造成崩塌、滑坡、泥石流的重要因素。群众防灾意识淡薄,缺乏避灾自救知识是造成人员伤亡的主要原因。地震、火山爆发等地质灾害发生的频率相对较小,但其破坏性极大。

二、地质灾害的类型和成因

(1)地震

地震是岩石圈在内力作用下突然断裂,地球内部能量以地震波的形式强烈释放,从而引起一定范围地面震动的现象。地震的原因很多,可分为构造地震、火山地震和冲击地震。由人类活动引起的地震也可称为诱发地震(宋、张振春,1996)。构造地震是由构造变化特别是断层活动引起的地震,约占世界地震总数的90%。大部分属于浅源地震,所以对建筑物的破坏非常大,范围非常广,往往造成生命财产的重大损失。汶川地震就属于这种类型。

根据地震活动区域,人们在地理上划分了几个主要的地震活动带。约80%的浅源地震发生在环太平洋地震带。在地中海-南亚地震带,破坏性地震和少数深源地震也会发生。此外,还有北极-大西洋海脊地震带、东太平洋海山地震带、西印度洋地震带、东非地堑地震带等次级地震带。

(2)火山爆发

火山喷发是地幔物质在地球内部动力的作用下不断运动。当岩浆中的气体成分释放出来使内部压力增加到一定限度时,岩浆就会沿着地壳的裂缝或薄弱区域从地表喷出,形成火山喷发。根据火山通道的形状,可分为裂隙喷发和中央喷发。断裂喷发是岩浆沿一条大断层或断层群单向上升,喷出地表;中心喷发是喷发物沿火山喉从地面喷出,在平面上呈点状喷发。

根据火山的活跃程度,人们将其分为三种类型:死火山、活火山和休眠火山。如今,地球上已发现的活火山有523座,其中455座在陆地上,68座在海底(李克,2005)。大约有两万座死火山。这些火山在地理分布上有一定的规律性,大多集中在几大火山带上。如环太平洋火山带、大洋中脊火山带、阿尔卑斯-喜马拉雅火山带、东非大裂谷火山带等。

火山喷发形成典型的火山景观,包括火山锥,如海南琼山的马鞍岭和山西大同。火山口;火山湖,又称火山口湖,如吉林延边长白山的天池;黑龙江的堰塞湖、五大连池、镜泊湖;火山洞穴;火山瀑布等。

(3)滑坡

滑坡是指边坡上的土体或岩体在重力等因素的影响下,沿着某一软弱面向下滑动。滑坡常发生在以粘土为主的土层或泥质岩、变质岩分布区。俗称“走山”、“崩山”、“地上滑”、“土上滑”。滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外力转化和人类工程活动密切相关。土质疏松和高陡边坡是滑坡的内因,河流冲刷和冲刷是外因,人类工程活动和降雨是滑坡的主要诱发因素。

此外,滑坡的基本条件是坡前有滑动空间,两侧有切割面。比如中国的西南地区,尤其是西南的丘陵山区,最基本的地貌特征就是山多,山陡。沟壑河流遍布山野,相互切割,从而形成许多有足够滑动空间的斜坡和切割面,滑坡的基础条件广泛,滑坡灾害相当频繁。

泥石流

泥石流是山区沟谷中含有大量泥沙和石块的特殊洪流,由充足的水源如暴雨和洪水激发而成。泥石流具有暴发突然、运动速度快、来势凶猛、破坏力强、成灾率高等特点。泥石流形成的必要条件有三个:①地形陡峭,山高谷深,流域面积大;(2)有大量松散物质;③短时间内水分充足。泥石流粘度大、容量大、冲击力大、破坏性大。在中国南方,这种地质灾害经常发生在暴雨和洪水之后。

泥石流的机理是陡峭河床上的堆积物因暴雨而饱和,然后水在其表面流动,堆积物失去力学稳定性,开始滑动形成泥石流。此外,在其移动过程中,坍塌的土块破坏结构,水的供给也可形成泥石流。泥石流的发展过程与气候和环境的变化有关,如冰川融化、冰体充填山谷、湖泊堵塞、山坡重力侵蚀加剧等;与一个地区季风占领的时间长短有关;还与一个地区植被的繁盛有关;泥石流还与区域地质构造运动的强度、地形地貌和岩石硬度有关。

(5)地面沉降

地面沉降又称地面沉降或下陷,是在人类工程和经济活动的影响下,由于地下松散地层的固结和压缩而使地壳表面标高降低的地质现象。

地面沉降主要发生在大型沉积盆地、沿海平原地区的工业化城市和油气田矿区。其特点是涉及面广,下沉速度慢,往往难以被察觉;城市超采地下水引起的地面沉降面积大;地面沉降是不可逆的,沉降地面即使通过人工回灌也很难恢复到原来的标高。近年来,在软土等工程土较差的地区,由人类工程活动引起的地基不均匀沉降已成为影响大型工程建设的主要原因之一。因此,地面沉降对建筑物、城市建设和农田水利设施的危害极大。

三。中国主要地质灾害

中国是一个幅员辽阔、资源丰富的国家,这就决定了中国地形地貌、地质结构和气候条件的复杂性。因此,我国地质灾害分布广、种类多、频率高。中国常见的地质灾害有地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、水土流失和土地荒漠化。

(一)中国地震灾害的分布特征

中国位于世界上最活跃的两个地震带上,东临环太平洋地震带,西与南穿过欧亚地震,所以中国地震灾害频繁,也是中国主要的地质灾害。

中国(1)地震分布呈现东少西多的特点,地质构造以东京105为界分为东、西两部分。中国西部是世界上大陆地震最活跃、最强烈、最密集的地区。环太平洋地震带对中国台湾省及其附近海域的影响最大。

(2)华北和台湾省地震频繁发生,是因为该地区地壳活动强烈,位于亚欧板块和太平洋板块的交界处。中国西南地区地震、滑坡和泥石流的频繁发生是由于印度洋板块和欧亚板块的挤压碰撞。

(二)崩塌、滑坡、泥石流的分布特征

中国泥石流的分布明显受地形、地质和降水条件的控制,集中在阶梯状地形的过渡带,特别是沿大断裂和深大断裂发育的河谷两侧(冯天琦,1998)。其中,云南、四川、甘肃、陕西、西藏等地区是我国泥石流发生最频繁的地区。同时,西南地区也是我国崩塌和滑坡发育的主要地区。

(3)地面沉降分布特征

地面沉降主要发生在中国东部,尤其是沿海城市和华北平原。在这一地区,一些发生地面沉降的城市或地区孤立存在,而另一些城市或地区则密集聚集或断续相连,形成大面积的地面沉降带。

(四)土壤侵蚀的分布特征

水土流失是指水土资源和土地生产力在水力、重力、风力等外力作用下的破坏和丧失,包括地表侵蚀和水土流失,也称水土流失。

90年代末,全国水土流失总面积356万平方公里,占国土面积的37%,其中水蚀1.65万平方公里,风蚀1.91.000平方公里。水蚀风蚀交错区水土流失面积26万平方公里。水土流失分布广,覆盖面积大。12西部省(区、市)(广西、蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新加坡、四川、贵州、云南、西藏、重庆)占全国国土面积的70.78%,水土流失(均指轻度侵蚀,下同)面积1.07万平方公里,占全国水土流失面积的70.78%。中部10省(河北、山西、辽宁、吉尔吉斯斯坦、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南)占全国土地面积的24.28%,水土流失面积49万平方公里,占全国水土流失面积的14.64%,水土流失严重。东部10省市(北京、天津、上海、江苏、山东、浙江、福建、台湾、广东、琼)占国土面积的8.13%,水土流失面积9万平方公里,占全国水土流失面积的2.74%,流失相对较轻。

(五)土地荒漠化的分布特征

中国现有沙化土地262万平方公里,占国土总面积的27%。它们广泛分布于我国西北、华北和东北地区,特别是新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西、山西和河北等省。中国沙漠化的面积和程度都在增加。荒漠化不仅使我国耕地面积减少,而且对我国环境造成严重破坏,使我国干旱、沙尘暴等灾害日益严重(国土资源部地质环境司、宣传教育中心,2003)。