地质灾害特征及发展规律研究
第一,地面变形灾害
地面变形灾害是指发生在地表附近,以变形为主的地质灾害,包括地面沉降、地裂缝和地面塌陷。
1.地面沉降
工作区地面沉降主要发生在鲁北平原,即东营市,主要由深层地下水开采和油气开采引起。
1985年,国家地震局地球物理研究所和山东省地震局进行现代形变测量时,发现东营市地面沉降,东营-垦利最大地面沉降80 mm,2000年地震部门对该地区部分高程点进行高程测量,高程点地面沉降248 ~ 397 mm。
2002年至2003年,有关部门对东营地区43个地面沉降观测点的监测结果进行分析,发现沉降30mm及以上的有7个点,沉降20 mm ~ 29 mm的有14个点,沉降10mm及以下的有5个点,其余为165438个点。
上述地面沉降监测数据表明,鲁北平原处于整体沉降状态,部分深层地下水开采区和油田集中区地面沉降已达到一定规模,应尽快建立工作区地面沉降监测系统。
2.地裂缝
地裂缝主要分布在渤海平原、矿区、烟台、青岛、威海市和地震区。有些地裂缝是由抽水排水引起的,有些是伴随着地面沉降,有些是地震等内部动力作用的结果。2005年6月65438+10月65438+8月发生在山东乳山的4.3级地震,在宏观震中梅家镇形成了三条长达20m以上的地裂缝。地裂缝是衍生的地质灾害,发育明显时具有潜在的危害性,具有突发性、群体性和不可控性。
日照五莲市于里镇-关帅镇-王虎镇一带有一条地裂缝,呈东北走向,全长25km,宽约2km,总面积约100km2。目前,3个乡镇28个村不同程度受灾,约2万人受灾,房屋开裂13875间,其中不宜居住危房10间,倒塌房屋500间。206国道多处出现横向裂缝;两座大坝和一些运河出现了变形和裂缝。其经济损失巨大,隐患严重。初步勘探结果表明,主要原因是构造活动地震和附近采矿等人为因素。
3.地面塌陷
山东半岛地面塌陷有两种类型。一是采空塌陷。在开采过程中,由于采空区未充填或永久支护,上部岩层在自重作用下下沉,导致地面大面积塌陷。另一种是岩溶塌陷。在碳酸盐岩地层分布的地区,由于岩溶地下水无节制的超采或矿井排水不当,地下水的动力条件发生变化,地面塌陷。山东半岛城市群地区岩溶塌陷主要分布在淄博新店水源地附近(尹建中,1996)。
二是边坡环境变异灾害
边坡环境变异灾害是指重力失衡引起的岩石、土壤、泥沙的整体崩塌,包括滑坡、崩塌和泥(岩)流,具有复杂性、衍生性、潜在危害性、分布广泛性、突发性和集体性,且大部分是可控的。
崩塌、滑坡、泥石流多发生在由变质岩、侵入岩和寒武系灰岩组成的中低山丘陵地带,具有突发性强和一定隐蔽性的特点,一旦发生往往造成重大经济损失和人员伤亡。在工区内,济南、淄博、烟台、青岛等地发生了滑坡、塌方、塌方等地质灾害。
重力地质灾害的主要表现是泥石流和崩塌。近年来,此类事故时有发生。由于招远金矿玲珑选矿厂连续暴雨,尾矿库山洪暴发,尾矿砂顺流而下,冲毁果园10多亩,农田25亩,淤塞小型水库1座。事故还淤塞了一条3公里长的河流,造成35万元的经济损失。
崩塌、滑坡和泥石流的形成与地形和气候密切相关。在鲁中南部丘陵地区和鲁东丘陵地区发展,在工区济南、淄博、烟台、青岛等地发展。各城市崩塌、滑坡、泥石流发生情况汇总见表32。
从总结部分的表32可以看出,工作区内已发生崩塌138,滑坡67,泥石流74。据调查,该地区泥石流灾害多为矿产开采废石堆形成的泥石流。
三。流体灾害
流体灾害是指山区各种流体引发的各种地质灾害,包括海岸侵蚀、海水入侵、风暴潮、海啸、黄河尾荡、隧道突水、港湾淤积等。这些地质灾害的形成既有内因也有外因,成因复杂。上述地质灾害大多具有潜在危害性、不可控性和群体性(个别灾害也可单独发生),其中风暴潮、海啸和隧道突水也具有突发性。
1.海(咸)水入侵
(1)海水入侵演化历史及重点入侵区现状分布。
1976期间,工区内寿光、寒亭、莱州等地地下水动态长期监测井首次发现水质变咸、Cl-浓度升高等海水(咸)水入侵现象。当时仅有少数孤立的点状入侵,70年代末至80年代初发展缓慢,入侵面积较小,为发生阶段。80年代中后期入侵面积迅速扩大,入侵速度达到最大。整个莱州湾东、南岸相连,是一个快速发展阶段。90年代以来,海水入侵减缓,局部地区有减弱趋势,为缓慢发展阶段。
根据调查统计,现阶段山东半岛海水入侵总面积为1351.7km2(表8-1)。
表8-1山东半岛海(盐)水入侵统计表
(2)海水入侵的演变趋势
山东省环渤海海(咸)水入侵的发展经历了三个阶段:①20世纪70年代初期;②80年代快速发展阶段;(3)20世纪90年代以来,由于降水量增加,各地已充分认识到海水(咸)入侵的危害,并采取一定措施限制开采,海水入侵总体处于缓慢阶段。
莱州湾东岸海水入侵主要以第四纪地层为入侵通道。由于下伏基岩为变质岩和花岗岩,透水性极弱,故海平面与基岩顶面的交线为该区最大侵入线。根据这一原理,可以确定海水入侵的最大线位置。如果莱州湾东岸的龙口平原不采取有效措施限制地下水开采,地下水位将继续下降,海水入侵最终将危及整个龙口平原,最大入侵距离达到14.2km,其他地区的入侵线接近最大入侵线,不会有明显的扩大。虽然莱州湾南岸第四系厚度较大,但盐水入侵不会无限期侵入内陆,而是与地下水位负漏斗的规模和漏斗中轴线的位置有关。最大侵入线位于负漏斗南侧水力梯度正好是原始水力梯度的位置。根据目前莱州湾南岸地下水开采的布局和程度分析,地下水负漏斗的位置和规模不会发生大的变化,因此可以根据漏斗的现状确定最大侵入线。未来盐卤入侵发育主要集中在广饶、寿光西部和昌邑市,未来将向内陆入侵3 ~ 15 km。其他地区接近入侵终止线,面积不会有大的扩大。
在环渤海山东地区,除莱州湾沿岸外,主要河流的河口平原都发生了海水入侵。侵入区附近第四系分布较小,第四系基底岩性致密,裂隙不发育,在一定程度上限制了海水入侵。此外,当地政府采取了一系列措施限制入侵区地下水的开采,海水入侵得到遏制,部分地区入侵范围趋于缩小。因此,在不久的将来,上述地区的海水入侵一般会维持现状,不会有太大的变化。
2.风暴潮
山东沿海风暴潮的空间分布具有一定的规律性,在莱州湾南岸,以潮泉风暴为主。黄海沿岸以台风风暴为主,主要发生在夏季。6月初渤海南岸发生了一场剧烈的风暴1993 11,将黄河海港两岸的护岸堤坝大部分掏空,将部分油田勘探堤坝冲成几段。
风暴潮对内陆的入侵范围为5 ~ 10km ~ 20 ~ 30k m。7月1938,17日渤海南岸风暴潮入侵陆地30km。1964年4月5日风暴潮达到4.77m,影响25个村5305户2.33万人,造成3万亩农田荒芜。风暴潮过后,瘟疫往往蔓延,海水入侵使大面积农田盐碱化,淡水资源受到污染,生态环境恶化。其副作用往往几年都难以消除,尤其是对农业生产的影响往往是长期的。
3.海岸侵蚀
山东半岛陆地海岸线长31,21km,主要由基岩海岸(占2/3,主要分布在山东半岛东部、东南部和东北部沿海)、泥质海岸和砂质海岸(主要分布在鲁北海岸、莱州湾和胶州湾)组成。海岸侵蚀是一种形式多样、程度不同的灾害性海岸地质现象。山东半岛海岸侵蚀给沿海居民带来了严重的经济损失,对沿海经济发展构成了严重威胁。
工作区海岸侵蚀严重的地区是蓬莱-齐木岛和黄河三角洲海岸。
4.港口、水库和海湾的淤积
港口、水库和海湾的淤积通常是由两个方面引起的。一个是相邻陆域的水土流失给海域带来大量泥沙;其次,不合理的海岸工程布局改变了海水流场,发生淤积。前者是胶州湾。与1980和1935的面积相比,胶州湾总面积减少了112km2(高振华,1985;王文海,1985),年均减少2.8km2,滩涂年均减少2.5km2。烟台和威海的九大河流每年排海的泥沙达到577.7×104m2。威海姚远码头建于1963,投资80万元。只用了10年就淤塞报废了。不合理的海岸工程布局引起海域冲淤变化的例子较多。比如青岛第一、第二海水浴场前不合理的海岸工程改变了流场,导致两个海水浴场的沙子被不同程度的带走。
5.其他流体灾害
黄河尾荡主要分布在黄河三角洲。自1855以来,黄河山东段已发生45次决口,该河段含沙量高,容易淤积、测定和迁移。黄河作为一条地面悬河,疏浚和加固河堤对预防和减轻其危害至关重要。
隧道突水主要分布在赵晔金矿。隧道突水是近年来山东省频发的严重地质灾害,主要来源于越界开采、乱采滥挖和排水不当。
四、水土环境变异灾害
所有水质和土壤质量的恶化现象都属于水质的变异,包括地下水污染、水土流失、砂土液化和土地盐碱化。这些地质灾害大多是由外部动力引起的,而且都是潜在的危害。除地下水污染外,其余均为衍生地质灾害;除砂土液化外,均可控制;砂土液化是突然的。
动词 (verb的缩写)其他地质灾害
1.潜在的地质灾害
潜在地质灾害主要是指本可以避免,但由于规划不合理而造成的灾害。最重要的是把工程建在断层带上,这就像在楼底下埋了一颗炸弹。这种情况在很多城市都可以看到。
2.古代河流和潮汐冲沟
古代河流主要分布在渤海沿岸、莱州湾和黄海近海。岩相的多变性和古河道(海底)的构造不稳定性是阻碍海岸和海底工程的限制性地质灾害因素。
古潮沟主要分布在莱州湾和黄海西部的浅海区。由于古潮汐沟内部和外围岩性的差异,决定了其工程地质环境的亚稳定性。
3.海底隆起和底辟
海底隆起主要分布在莱州湾和黄海。无论是构造成因、重力作用还是侵蚀作用,海底隆起都构成了一个横向不稳定的地貌单元,是工程建设的障碍。
该底辟主要分布在莱州湾和黄海。隔膜是由于构造活动或密度的差异而形成的海底隆起的影像,以不稳定性为特征,是海底工程应回避和重点防御的限制性地质灾害因素。
4.气相灾难
气相灾害是指地下天然气和其他气体,主要是浅层海底气体引发的各种地质灾害。原因复杂,潜在危害,突发性,单发性,不可控性。
浅层海底天然气主要分布在渤海湾、莱州湾和黄海近海海底。海底松散沉积物中的天然气在构造、钻井等外力作用下形成喷砂和泥山,可颠覆海上钻井平台,是海底工程的潜在危险源。