20th 八月 2010 | 1 Comment
地震、地陷、山崩、泥石流、洪水、干旱等自然现象,因对人类造成生命财产的很大损失,而被我们称之为自然灾害。其中有些自然灾害如干旱、洪水、荒漠化、物种灭绝、病虫害等与人类造成的生态失衡有很大关系。我们今天正面临着这类自然灾害频率加快、程度加重和经济、社会、生态损失加大的沉重压力,科学认识和应对自然灾害,已成了实施可持续发展战略的重要内容。
“避”灾为上
人类对无力抗拒、难以准确预测、必然会发生和破坏性极大的自然灾害要“避”。过去不清楚地壳的板块结构、断裂带、强震频发区,现在清楚了,就应避免再在这些地方建城市,已建的应尽可能转移到地质安全的地方。泥石结构松散和多雨的山体下不宜再建村落,已建的也应转移到安全的地方。一个地方的强烈地震、泥石流虽不是年年有,但即使是百年不遇,也应避为上策,因为这种灾害难以预测和抗拒。水资源趋于枯竭的地方、海平面上升即将淹没的地方都应避免大规模人口聚集和城市扩张,因为水资源枯竭除与气候有关外,在很大程度上是人类过度消耗和环境破坏的结果,只要人口不超出资源环境的承载力,就可以满足持续发展的需求,超载的加剧只会加速水资源枯竭和荒漠化的到来,从而会断送可持续发展的一线生机。海平面上升淹没或威胁沿海低地城市虽然不是眼下就会发生的事,但全球气温上升很可能在百年间就使格陵兰冰原融化,仅此就将使海平面上升 7米,升温还会使海洋因热膨胀而升高,并带来更大的风暴和海浪,在可持续发展的时间尺度中,百年只是短暂的一瞬。我国长江、黄河、珠江的入海冲积平原上的低地城市不能不对此未雨绸缪,百年大计、世代安全要以科学的预测为基础,并留有充分的余地,才能取得历史的主动性,才能避免美国新奥尔良市灾难在将来大规模的重演。 “避”看似消极无为,实为积极有为。人类已有能力占据地表的一切空间和所有动植物的生态位,并正力图凭借日趋强大、复杂的人工系统去逃避自然选择和适应性进化规律,充当自然选择的替代者去决定万物和自然生态系统的命运。从现象看,人类在很大程度上似乎做到了这一点,但从实质看,人类既无法改变其生物学本质,也无法改变与万物协同共生的生态学机制,因而也就无法逃脱最终被自然选择的命运。人类活动的全球扩张和人工系统与自然的分隔,已付出了严重削弱自然生态系统功能和自身适应性进化能力的双重代价,并因此而遭受自然灾害不断加剧的惩罚。人类只有同所有生物一样有所“避”,有所不为,给万物留有必需的生存空间,与万物协同共生,恢复自然生态系统自创生、自调节、自平衡的功能,才能有有所作为的基础,才能获得最终的安全。
“防”先防己
自然生态系统具有自我维持生存和进化的功能,但人类具有打破甚至毁灭自然生态系统自我维持的能力,这种平衡一旦被破坏,自然的安全体系就会变得危机四伏。人口太多、恶性竞争、贪欲无度、资源短缺,使人类入侵到许多不安全的地方,做着许多破坏生态安全的事,从而打开了自然灾害的“潘多拉盒子”,陷入“避”之不及,或避无可避的境地,那就不得不“防”。 但是,“防”不是人类为了征服自然而与自然进行“攻防”博弈的一环,这种博弈只会导致人与自然的两败俱伤。印度河古文明的发达和与自然博弈不屈不挠的意志都令人惊叹,其城市建设水平甚至使今天印度的许多城市都自愧不如,他们在抗击因砍伐印度河上游森林而导致严重水土流失的博弈中,历时千年,城市屡埋屡建,但最终无力回天而葬身于沙海之中。美索不达米亚平原古文明同样也因使两河流域的沃土变成沙漠而失落,玛雅文明也因砍伐森林、水土流失、干旱化而衰亡。历史上的所有古文明衰落几乎都与生态破坏、干旱化、荒漠化有关,他们缺的不是与自然博弈的顽强意志,而是科学精神。 “防”首先要防的是人类自己做违背自然规律的事,如果人类到处都为了一己私利而去掠夺自然,那就必然要造成灾害频发,陷入正反馈恶性循环的绝对被动之中。自然灾害如洪水、干旱、泥石流、地陷、病虫害、荒漠化等在很大程度上是人类滥伐森林、改变河道、破坏生态平衡、过度抽取地下水、破坏性采矿等的自然报应。不走出正反馈恶性循环的绝对被动,人类所创造的财富将不足以抵偿它所造成的破坏,如果自然生态陷入不可逆转的衰退之中,我们就不可避免地要重复古文明没落的故事。 自然的山地森林和山下蜿蜒的河道是天然合理、相互补益的调节水资源分配的统一体。山地森林降水比平原多,森林既能保护土壤不被流失,又能将降水储存于土壤和地下,从而能在雨季时削减平原河道洪水,旱季时又源源渗出地下水补充河道径流。弯曲的河道起着阻沙滞水、冲潭堆滩的作用,上游山地的降水即使是暴雨,经茂密森林拦蓄和弯曲河道阻滞,使降水减少径流、延缓流速从而使下游的洪水灾害降至最低,在枯水季节仍能保持深潭水满、浅滩水流的健康生态。同时,河道愈弯曲,河流对陆地面积的覆盖就愈大,对土地和生物的润泽也愈大,而且河流的生态位也愈多,鱼类资源也愈丰富。 但是,人类没有深刻理解大自然的这一生态杰作,而是完全 为自己的眼前利益或方便去改变它,他们因为木材有经济价值而砍伐山地森林,河流有运输价值或为了加快流速而将其裁弯取直,这样一来,山不藏水,河不存水,在雨季时,上游山地的降水就会变成径流洪水,夹带着泥沙倾泻而下,不仅使下游农田瞬间变成泽国,而且滚滚泥沙还会淤高河床,从而抬升水位、淹没村庄和城镇;雨季一结束,失去森林的山地土枯泉竭,直线平底河道无潭无滩,河水一泻无余,干涸见底、鱼虾无存,致使防洪喘息未定,抗旱接蹱又至。我国南方很多地方看起来森林覆盖率不低,但多为结构单一的人工林和残次林,水土涵养功能退化,同样也跳不出洪旱灾害频发的恶性循环。 只要防住了人类自已干违背自然规律的蠢事,因生态失衡而引起的自然灾害就会因生态平衡恢复而消失或减少减轻,防灾的成本和代价就可以大大降低,只有生态有盈余,同时经济收益在扣除了经济、社会、生态的全部成本后有盈余,可持续发展才有可靠的基础。
“减”亦有方
在特定时空中,人的认识和行为能力皆有限,对自然灾害的“避”、“防”亦有限,有些防不胜防,那就难免要受灾。一旦灾害造成,如何“减”灾就具有突出的重要性。减灾首先是减少生命的损失,其次是减少经济损失。减少经济损失的文章应充分做活,而不可千篇一律。 以水灾为例。河湖沿岸的城市和农村为防洪而圈起堤坝,遇大洪水发生溃口被淹,如是城市,首要的自是救人、堵口、排涝,以尽快恢复城市居民的正常生产和生活。如是农村,首要的是救人和转移人口,但堵口是否同步进行则应具体情况具体对待。由于洪水在上涨时溃口,堤内堤外水位有很大的落差压力,堵口不易,如堵口需要几天以上时间才能完成,则灾害已经造成,人口转移、庄稼绝收、洪水浸泡的财产损失都不可避免。在此种情况下,应力求“失之东隅,收之桑榆”,既要从水中求财以弥补灾害的损失,又要减少排涝的成本。洪水一般来得猛走得也快,鱼类会随涨水而至,退水而逝,涨水时可以暂不堵口,让鱼随水进入,围堤内被淹的庄稼、昆虫、粪便等为鱼类提供了丰富的食物,能吸引鱼类进入、逗留并迅速催肥,当水有退的迹像时,即在溃口处布网栏截,既可防止鱼类外逃,同时又可让水自行流出,省去人工排涝成本,同时,水退后堵口固堤的工程可以有条不紊地进行,其费用要远比夜黑、风高、雨大、水急、人挤、料缺紧张状态下的堵口“大会战”低,质量也更好。 这样做无非是顺应自然,利用自然,因地制宜、因势利导。千百年来,江南河湖边的小围子都是用这种方法应对洪灾的,受灾后虽蒙受损失,但通过鱼和秋季作物的增收可把损失降至最低。埃及尼罗河边的土地主要是靠一年一度的洪水来施肥的,尼罗河人怕旱不怕水,一旦没有洪水,粮食就会减产,干旱在埃及历史上的后果极为严重,常引起社会动荡甚至王朝衰落。在几千年的人类文明史上,干旱的威胁远大于洪水,干旱的频率更高、涉面更广、历时更长,所造成的损失和消耗的资源更大。人类早先所修建的水利工程,主要是用于防旱的蓄水、引水工程。后来人口增多,洪患区也成了聚居地,同时水土流失淤高河床又使安全区也变成了洪患区,防洪工程才出现,但就总体而言,干旱的危害仍远大于洪水。由于森林被破坏,山不储水,河不留水,人工蓄水、引水工程就变得非常重要,雨季正是蓄水的时机,但失去山林湾河的自然截水机制后,降水即成径流,暴雨即成洪水,洪患区就危如累卵,成了社会注目的焦点,而许多蓄水、引水工程却长期被人们所遗忘,被风雨岁月侵蚀成“病险”工程,一旦连续降水,这些蓄水工程就得弃蓄求安,雨季一过,欲蓄无水,蓄水不足再加上引水工程陈旧简陋,一路渗漏蒸发,致使缺水雪上加霜。 [...]
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12th 八月 2010 | 0 Comments
这是泥石流漫过村庄城镇后的场景(8月11日摄)。新华社记者王鹏摄
这是泥石流流经的受灾地区(8月11日摄)。新华社记者王鹏摄
新华网兰州8月11日电 甘肃省政府新闻办11日通报,舟曲特大山洪地质灾害遇难人数上升至1117人。经过抢险救援人员连日来的奋战,11日灾区救援顺利进行。同时,舟曲城区一些超市陆续开门营业,部分派出所也设立帐篷开始工作,社会功能正在逐步恢复。
记者从甘肃省民政厅了解到,截至11日17时20分,舟曲县特大山洪地质灾害共造成1117人遇难,已解救1243人,有627人失踪。
灾害造成国道212线宕昌至武都段,省道313线两河口至舟曲至迭部,以及省道210线巴仁口至代古寺段等3条通往舟曲县城的国省干线公路共360多公里路段发生了严重的泥石流水毁灾害,造成泥石流水毁59处。
8日4时开始,交通部门对国道212线、省道313线、省道210线等集中进行抢通工作。截至11日11时,313省道两河口方向通往舟曲县城道路已抢通,但由于县城道路为单车道,且堰塞湖爆破工作仍在进行,为确保救灾车辆安全,采取了限制车辆分时段通行的交通管制措施。313省道迭部代古寺方向进入舟曲县城内道路畅通,现日均交通流量500余辆。兰海高速公路甘肃段、210省道全线畅通,未发生重大道路交通事故和交通拥堵,多个临时执勤点和休息点工作情况正常。截至目前,进入舟曲县城的干线公路保持通畅。同时,11日开始,在城外开阔地带设立的2个物资转运站和4个集结地已经开始运行,有效降低了车辆交通压力。
民政部救灾司副司长张卫星11日在国务院新闻办举行的发布会上表示,舟曲泥石流灾害发生后,民政部与铁道部启动救灾应急联动机制,优先安排运力,从中央救灾物资西安储备库迅速向灾区调运了大量救灾物资,目前灾区救灾物资充沛。与此同时,民政部、财政部等部门指导地方政府研究制定了四项受灾群众救助政策。
截至11日,76名重伤住院伤员已全部转运到兰州军区总医院、甘肃省中医院、甘肃中医学院附属医院、兰州大学第一、二医院以及天水市第一医院、天水市第二医院接受治疗治疗,使灾区医疗卫生从医疗救治为主转为预防疾病为主的。
卫生部卫生应急办公室副主任张国新11日在国务院新闻办举行的发布会上介绍,目前,舟曲灾区紧急医疗救援任务已基本完成,所有伤员均得到有效和有针对性的治疗,灾区卫生工作重点转向大灾之后的卫生防疫工作,灾区无重大传染病疫情和突发公共卫生事件报告。
卫生防疫工作也在继续推进。目前,卫生防疫工作制订6个技术方案,实行卫生防疫“分片包干、责任到人”的包保责任制,将城区划分为15个片区,全面开展消杀灭工作。
同时,监督、疾控和妇幼机构完全损毁的情况下,用两天时间恢复了传染病监测平台、卫生监督平台、计划免疫平台和信息报送平台。紧急启用陇南市疾控中心和岷县疾控中心水质监测平台,帮助舟曲开展水质检测。加强了灾区生活饮用水、医疗废物处置、传染病报告、食品安全、环境消毒监督等工作,重点开展了生活饮用水和传染病防治的督导检查。
甘肃省卫生厅厅长刘维忠说,根据每日对灾区传染病疫情的分析结果显示,灾区传染病发生率与往年同期相比无明显上升趋势,暂无重大传染病疫情和重大突发公共卫生事件。
同时,从11日开始,恢复营业的商铺逐步增加,帐篷派出所、帐篷邮局等已经在城区开始工作,服务灾区群众,同时,还专门设立了高考通知书领取点,为灾区学生第一时间传递高考录取通知书。
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9th 八月 2010 | 0 Comments
·时间:2010年8月7日夜22点左右
·地点:甘肃甘南藏族自治州舟曲县
·事件:泥石流冲进县城,并形成堰塞湖
·伤亡:至少127人遇难1294人失踪
·救援:民政部向灾区调拨5000个睡袋
·高层:温家宝赶赴舟曲灾区
8月7日晚10时许,甘肃省舟曲县城区强降雨,县城北面的罗家峪、三眼峪泥石流下泄,由北向南冲向县城,造成沿河房屋被冲毁,泥石流阻断白龙江,形成堰塞湖。
截至8日21时25分,泥石流已造成1294人失踪,127人死亡,受伤群众117人,重伤住院29人。经过救灾人员的全力搜救,目前已有1242名被困群众被成功救出。
灾情
127人死亡,117人受伤
1294人失踪
7日晚10时许,甘肃省甘南藏族自治州舟曲县城区强降雨,在8日凌晨1时许形成堰塞湖,造成重大人员伤亡,电力、交通、通信中断。
根据甘肃省委部署安排,为防止出现进一步的灾害,白龙江下游陇南市宕昌县的沙湾、两河口两个下游乡镇19000多人现已疏散。目前,舟曲县特大泥石流灾害已经导致127人死亡,117人受伤,1294人失踪,紧急转移安置4.5万人,倒塌房屋120余户300余间。具体灾情还在进一步统计核实中。根据灾情发展,国家减灾委、民政部8日16时决定,将国家救灾应急响应等级提升至二级。
截至目前,舟曲县白龙江上游来水64立方米/秒,下泄流量约150立方米/秒,堰塞湖水位回落了22厘米。经过相关人员的抢险救援,甘肃舟曲县外围公路已全面抢通。泥石流灾区损毁的两条供电线路和13台变压器已经恢复供电,舟曲县城抢险指挥部两个救灾安置点和医院以及移动联通的两个机站都已经通上了稳定电源,舟曲灾区主要电力照明已经基本恢复。但舟曲电信固定电话网仍旧中断,固定电话通信短期内恢复比较困难。
现场
主要街道泥石流堆积两米高
甘肃舟曲县特大泥石流灾害,造成舟曲县城三分之二被淹,泥石流宽500米,长5公里。泥石流涌入县城截断河流形成堰塞湖,部分地区水淹至3楼。
甘肃省公路局总工程师赵清河介绍说,由于舟曲县城被淹,城内大面积积水,街道上水深两米多,积水最深的路段水深有三四米,大型抢修设备难以进入,只能靠人力作业,县城内公路抢通工作进展缓慢。
据初步统计,此次灾害共造成该县的城关镇、江盘乡300多人被困,房屋倒塌120多户。三眼沟至九二三林场沟道(约4公里)两旁70~80米范围内房屋全部被淹;城关镇月圆村整村被掩埋;城关一小、县公安局、城关镇政府、九二三林场厂部房屋受损非常严重;县城主街道春江广场至东街口泥石流堆积有两米多高;县城内大部分住宅楼居民滞留在楼顶等待救援。
甘肃舟曲公安消防大队大队长接受电话采访,称泥石流发生时曾发出巨大轰鸣声。
救援
胡锦涛对抢险作出指示,温家宝赶赴灾区指挥救援
甘肃省舟曲县泥石流灾害发生以后,胡锦涛总书记、温家宝总理对抢险作出重要指示。中国从中央到地方紧急行动,迅速启动应急机制。8日中午12时,温家宝率国务院有关部门负责人赶赴受灾地区。
温家宝在赶赴甘肃舟曲灾区的专机上,召集随行的国务院有关部门负责人开会,决定成立国务院舟曲抗洪救灾临时指挥部并作出部署。会议有国家发展改革委、财政部、水利部、国土资源部、卫生部、民政部、交通运输部、国务院研究室和解放军总参谋部等部门负责人参加,对灾情进行了初步分析。
记者从武警总部作战勤务指挥中心了解到,甘肃省舟曲县发生特大泥石流灾害后,武警部队紧急调集2100余名官兵赴灾区抢险救灾。
灾情发生后,武警部队紧急启动应急响应机制,迅速调集武警甘肃总队和驻甘肃、四川森林、水电、交通部队共2100余名官兵,携109台(套)工程机械、13艘冲锋舟赶赴灾区。截至8日17时,已有740余名官兵、6台(套)工程机械赶至现场实施救援,共营救转移群众192人,挖出被压埋群众93人。
天气
未来五天,舟曲县均有降水
据兰州中心气象台最新的天气预报显示,未来五天,甘肃白龙江流域上游有持续降雨,局部地区有大到暴雨。
兰州中心气象台预报,8日夜间到9日白天,白龙江流域上游多云间阴,有雷阵雨,局部地方雨量可达中到大雨,并伴有雷电和短时阵性大风;9日夜间到10日白天,白龙江流域上游多云间阴有阵雨;10日夜间到12日,白龙江流域上游阴有中到大雨,局部暴雨,累计雨量将在40~80毫米;13日,白龙江流域上游阴有中雨,局地大到暴雨,累计雨量30~50毫米。8日夜间至13日20时,舟曲县均有降水,最大雨量可达中雨。
兰州中心气象台提醒,未来五天的连续降水将使灾情变得更加复杂,救灾工作也更加艰难,应采取措施,及早应对。
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26th 七月 2010 | 0 Comments
2010年07月26日04:14 中国青年报
本报福州7月25日电 前往福建上杭县采访紫金矿业污染事故的多家媒体记者今天告诉中国青年报记者,他们在采访期间均遭遇了紫金矿业的公关。
一家财经类杂志驻福建记者站的站长称,站里的一家投资公司本月七八日收到一笔
6万元汇款,经查是紫金矿业汇来的。他打电话到紫金矿业宣传部问是怎么回事,对方说,“是给我们记者站几个人的,也不要我们做什么,反正开一张发票给他们就行”。这位站长说,由于接下来是周六周日,到了周一(7月12日),“我们一分钱不少原路把款退回给紫金矿业”。
正是在7月12日这一天,新华社独家报道了9天前发生的紫金矿业污水渗漏事故。
据这位站长介绍,事故发生后不久,该站记者正好在龙岩市采访,于是第一时间赶到了现场。但“由于杂志出版周期较长,所以被新华社抢先报道了”。
但是,从网上搜索看,这家杂志至今并未对这起重大污染事故进行过任何的报道。
这家杂志的站长起初以为其他媒体的记者站也可能收到了6万元巨款。他在向一些同行求证时,无意中透露了上述经过。
而至少6家媒体的记者对本报记者证实,他们受到了面对面的“信封”公关。
一家中央大报的记者说,15日晚上10点多钟,他正在下榻的上杭大酒店等待新闻发布会的消息,这时紫金矿业宣传部的负责人来到他的房间,一番寒暄后,这位负责人拿出一个“信封”,说是“辛苦费”。“我说这不能要,但他还是把‘信封’留下了。”
后来这家大报的记者向报社有关领导做了汇报。次日下午离开上杭前,该记者在本单位司机的见证下,将未拆封的“信封”交给了龙岩市有关部门的一位中层干部,请他还给紫金矿业。
这位记者说,根据“信封”的厚度,估计里头有五六千元。
中国青年报记者今天致电这位经办人,他表示,“信封”已经还给紫金矿业宣传部的负责人。
无独有偶,某证券类媒体记者在午休时也收到了“信封”。
这位记者回忆说,16日中午,他正在宾馆房间午休,突然有人敲门,他从床上爬起来直接去开门。来人拿出一个“信封”放在床上就走了,“当时我没穿外衣,也不好追出去”。于是,他打电话问住在隔壁房间的另一个都市类媒体记者,当证实对方也收到“信封”后,他们便结伴到紫金矿业宣传部把“信封”退给了那个送“信封”的人。这两位记者都声称,“信封”内装有2000元人民币。
还有一位住在同一宾馆的财经类报纸记者,当时正在写稿。“由于之前我就听说‘信封’的事,所以当他进来拿出‘信封’时,我就警告说,‘你别拿,否则我就交给纪检委’。所以他就没敢给我了。”
另一位财经类媒体记者则表示,自己拒绝了来自紫金矿业和其他方面的3次“公关”。
据悉,先后到上杭县采访紫金矿业污染事故的媒体有20多家,但并非所有记者都有被“公关”的经历。目前尚无证据证实,是否有记者收了“信封”未退回。
紫金矿业宣传部负责人今天下午致电中国青年报记者,先是坚称“绝对没有给记者‘封口费’”,并认为外界这么传“是对我人格的侮辱”。当本报记者告诉他“有多个记者的录音为证”时,他表示希望能获得这些录音资料,“如果真的有人给记者送钱,我们坚决开除”。
20日下午,在紫金矿业宣传部,这位负责人对包括本报记者在内的6家媒体记者抱怨说,在企业危机时刻,有的媒体趁机要挟要广告。他翻出一条短信给记者看,一家海外杂志驻闽记者声称,要让紫金矿业在世界最顶级的企业家杂志上“亮亮相”。
据某中央大报记者透露,这位负责人在和他聊天时提到,有一些网站曾主动打电话给紫金矿业,表示可以花钱删帖。
那天下午,记者看到,在紫金矿业宣传部的办公桌上,放着一张某报社开出的15万元的广告发票。本报记者 陈强 第一财经日报记者 邵芳卿
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6th 七月 2010 | 0 Comments
一、岩溶塌陷的形成条件
岩溶塌陷发育的基本条件是:岩溶洞隙的存在,一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的岩溶地下水。
(一)岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础。
岩溶(国际通用术语Karst,译名喀斯特)是指水对可溶性岩石(在我国以碳酸盐岩为主,局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等,这里主要对前者进行论述)进行以化学溶蚀作用与特征(并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用,以及由此而产生的现象统称。岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象,在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等;在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。由于岩溶 作用受着地下水水流系统的控制,因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统,称为岩溶系统,受各种因素的影响,岩溶的发育有强弱之分,一般可溶岩岩性较纯,连续厚度较大,出露分布较广,断层较发育、岩层较破碎的,岩溶较易发育;可溶岩岩性不纯,含泥质及其它不溶杂质成分较多,连续厚度不大或多类有非可溶性夹 层,出露分布较局限,断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。其分级标志参见下表。
岩溶发育愈强烈,岩溶洞隙数量愈多,其规模也愈大,愈有利于岩溶塌陷的形成。岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水排浊基准面的控制,多发育于浅部,向深部逐渐减弱。浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁,交替强烈,一般连通性较好,成为塌陷物质的储集空间和运移通道。岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因 素,岩溶地下水的活动,塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的,因此,塌陷坑与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系。实践表明,洞隙规模愈大,塌陷也愈大;洞隙开口愈大,塌陷速度愈快。洞隙的平面展布形态对塌陷平面形态有着决定性影响,裂隙状洞隙往往形成长条状塌陷坑,沿地下河管道往往产生链状或串珠状 分布的塌陷坑群。
(二)一定厚度的松散盖层
目前已知塌陷中土层塌陷占96.7%,可见土层是塌陷的主要组成部分。土层可由粘土、砂、砾等各种组分组成,形成单层双层或多层结构。岩性结构对塌陷的形成有着明显的影响:均一的砂土由于其颗粒间无粘结力,在一定水头的水流渗透作用下,其细小颗粒易于被潜蚀搬运进而淘空破坏,抗塌陷能力最差,塌陷数量相对 较多;双层或多层结构的土层,由于有粘性土的缓冲作用,其抗塌能力要稍好一些;均一粘性土或底部为粘性土的多层结构土层,由于粘性土具有一定的凝聚力,抗塌能力较强,塌陷数量相对较少,塌陷的速度也要缓慢一些。 土层的厚度对塌陷的产生也有明显的影响,据统计,土层厚度小于10m的塌陷占绝大多数;厚度10—30m的塌陷数量要少得多,而>30m的仅零星出现。目前所知土层厚度最厚的见于安徽铜陵新桥矿塌陷,土层厚度达到60m。 除盖层为土层的塌陷外,如盖层为风化破碎的基岩也可产生塌陷,如湖南水口山铅锌矿阳公堂因矿坑排水产生塌陷,直径59X54m,塌坑可见深25m,塌陷层 表层残积土厚38.7m,其下碎屑岩厚124.67m,下伏为岩溶发育的灰岩,盖层总厚达163.37m。山东莱芜铁矿顾家台矿区因矿坑排水在厚156m 受断层破碎的第三系红色砂岩、粉砂岩中产生塌陷。此外,在湖南的煤炭坝煤矿、江西城门山和东乡铜矿,均发现有隐伏的古基岩塌陷堆积体,其直径可达 500m,其深度可达300m。
(三)易于改变的岩溶地下水动力条件
岩溶地下水一般具有赋存状态复杂(集中管道状或分散网络状)、动态变化迅猛、迳流通畅、流态多变的特点,这些特征在不同地段由于其补给、迳流、排泄条件的不同而又有明显的差异。影响补、迳、排条件的因素除了地质构造外,主要受地形地貌、即碳酸盐岩的出露条件、地形切割程度及水文网配置格局所控制,不同地貌 类型具有不同的岩溶地下水特征。据此可在宏观上将岩溶地下水概括三种类型:岩溶山地(裸露型岩溶)的岩溶地下水,岩溶平原、盆地、谷地(复盖型岩溶)的岩 溶地下水和河湖近岸地带的岩溶地下水。
需要指出的是,在华南复盖岩溶区的上复粘性土层常与残坡积或坡洪积成因,多含有砂砾质且垂直裂隙发育,具有不均一的含水性,往往组成弱含水层,居民多取之供生活用水。其特征是含水不均,水位随地形而变化,水量较小,干旱年份甚至干涸。这一类土层水的水位一般高于下伏的岩溶地下水位,尤其在雨季,其水位差达 到最大,在其作用下,沿土层中的垂向裂隙和粗大孔隙产生垂向渗透补给岩溶地下水,其水力坡度较大,可在土层中产生潜蚀作用,将土的细小颗粒随水带走,形成土洞,进而扩展形成塌陷。
地下水的动力条件是指地下水的赋存(含水介质类型)和水力条件(承压、非承压)及其以水位(水头)、流速、水力坡降等要素表征的条件。在岩溶地下水埋藏较浅、循环交替强烈的地段,岩溶地下水动力条件易于改变,地下水活动变化强烈,有利于塌陷的形成。这些地段有:水位埋藏较浅,多具承压性,变化幅度较大,或 在基岩面附近波动的地段;迳流较通畅的集中迳流带或主迳流带;地下水的排泄带;具有潜水(包括土层水)和岩溶水双层含水层结构分布地段;与潜水或地表水体 联系密切、交替强烈地段;降落漏斗影响范围内。
二、岩溶塌陷形成的动力因素
岩溶塌陷是在具备上述三个基本条件的基础上,受到各种自然或人为的动力因素的作用而产生。
(一)岩溶地下水的作用:
岩溶地下水的活动在岩溶塌陷的形成中具有多种作用,是一种十分重要的动力因素,可以在自然条件下由于气候季节的干、湿变化引起,也可以由于人工抽水、矿坑排水、水库蓄水、引水、灌溉和给排水工程的渗漏引起。
1.溶蚀作用
水对可溶岩的溶蚀过程极为缓慢。据观测计算,我国岩溶区其溶蚀量每千年为数十至百余毫米。作为岩溶塌陷基础的岩溶洞隙都是在漫长的地质历史时期中形成。但在石膏、岩盐类岩石分布地区,因采矿、水库兴建或其它人类活动的影响可使其产生强烈的溶蚀作用,使新岩溶快速发育,为塌陷提供必要 的条件。
2.改变土体的状态
岩土体中含水量随地下水位的升降而变化,含水量的增加一方面使岩土体的重度增大,如达到饱和,重度可增加约15~25%;另一方面对于粘性土因塑性状态发生变化而使其变软,强度降低。这些变化将使洞隙顶板的力学平衡状态恶化。
3.地下水的浮托作用
处于地下水位以下的岩土体都受到地下水浮托力的作用。当水位上升,浮托力按其增加的水头值增大,产生正压效压,如上复盖层较薄、上升水头较高时,就可能顶破盖层产生塌陷;当水位下降时浮托力消减,对于不透水的粘性土或砂土,其消减值为全部的下降水头或(0.6—0.7)倍下降水头,其作用相当于使盖层增加 一个同值的附加荷载,对于粘性土一般可达到其自重的40%左右。这样可使盖层的稳定性降低甚至直接导致失稳塌陷。
4.地下水的渗透潜蚀作用
潜蚀作用是指地下水流在其流径上对土、岩颗粒产生的动水压力使其移动带走的作用,动力水的大小取决于地下水的坡降,产生潜蚀作用的起始水力坡降称为临界水力坡降,它的大小取决于土的组成成分与结构,一般粘性土因其具有凝聚力,比砂性土要大。
沿着岩溶地下水流方向上的水平渗透潜蚀,在自然条件下因其水力坡降较小一般不易产生,主要出现于人工抽排水岩水位急剧下降的过程中,这时地下水的坡降流速增大,从而对岩溶洞隙通道中的松散充填物和复盖会产生潜蚀、冲刷和淘空作用。其结果,岩溶洞隙充填物被带走,在复盖层底部的洞隙开口处形成空洞,成为土洞 的雏形。并在岩溶水位下降到基岩顶板之前继续受到潜蚀、冲刷而逐渐扩展。
在双层含水层结构分布地区。潜水或土层水向岩溶地下水的垂向渗透,以及降雨和地表水的垂向入渗,可产生垂向渗透潜蚀作用,这时入渗水流向着洞隙开口处汇聚和集中渗透。这种作用在抽排岩溶地下水水位急速下降的情况下最为显著,因上复土层的渗透性比岩溶含水层要小得多,其水位的下降速度也就要慢得多。这样水位 差将随着岩溶水位的下降而增大,当水位降至复盖层底板时,其水力坡度达到最大(可接近1),浸蚀作用也最强。在上述作用下土洞不断向上扩展而导致失稳塌 陷。
5.岩溶地下水位变化引起岩溶洞隙空间的正负压力作用
岩溶地下水位上升时,封闭较好的岩溶洞隙空间的气体受压形成高压气团,对其周围的岩土体产生正压作用,当盖层较薄时,可冲破盖层岩土体,形成气爆,造成塌陷。这类塌陷称之与冲爆塌陷,主要见于岩溶山地地下河的通道上。
岩溶地下水位大幅度下降可在封闭的岩溶洞隙空间产生负压,对复盖层土体产生附加吸力而使其遭到吸蚀剥落并向下迁移。对于上复土体中所含的水,负压使其增加了向下渗透的附加水头,从而加剧了对土体的潜蚀作用,加速土体的破坏和土洞的形成和扩展。负压的大小取决于复盖层的封闭程度和水位的下降速度,在安全封闭 条件下,其理论最大值为一个大气压,实际上复盖层的封闭性只是相对的,地下水位下降速度除矿坑突水骤降外一般也是较缓慢的。因此其作用有限,完全由负压吸蚀产生的塌陷只有在极特殊的条件下才有可能出现。
6.岩溶地下水位波动的散解作用
岩溶地下水位波动使岩溶洞隙上复盖岩土体处于频繁的干湿交替状态,使其发生崩解和剥落,促进土洞的发育和扩展。形成于地下水位波动带中的土洞除了入渗水流的潜蚀作用外主要与此种作用有关。
7.岩溶地下水的水击作用
岩溶管道中的地下水流经常处于不稳定状态,管道中因塌陷物的堵塞或充填物的冲决,使水流速度突然变化,水流的动能将转化为压力,形成一种向来水方向传播的弹性波即水击波,从而产生水击作用,冲击岩溶洞隙管道系统,引起与之相通的上方复盖岩土体的击穿与塌陷。据计算,岩溶管道中水流速度突然降低1m/s时, 产生的水击压力可达到120m水头以上,可见其力之大。
8.地下水的侵蚀和搬运作用
在洞隙管道中流动的地下水,一般具有和地表水一样的侵蚀作用,而且由于管道系统形态的曲折多变,多有涡流形成而具有很强的冲蚀、掏蚀能力。在洞隙的开口处,对上复土层的侵蚀常可形成土洞雏形,并参与土洞的扩展过程。
浅部岩溶洞隙常有松散沉积物充填,由于水动力条件的改变,地下水水力坡降加大,流速加快,这些充填物被迁移搬运,并在塌陷发育过程中不断将塌落物质带走,这样塌陷才能不断发展,直至达到新的平衡。
(二)降雨及表水(库水、灌溉水、渠运管道渗漏水、建筑物地面排水等)的入渗作用
入渗水流对塌陷的形成有以下几方面的作用:
1.洞隙盖层岩土体充水增重和软化作用;
2.垂直渗透潜蚀作用
3.地下水位上升使岩溶洞隙空间气团受压产生正压力
4.水库蓄水库水对库盘的静水压力形成附加荷载。
(三)河、湖近岸地带的侧向倒灌作用
河、湖近岸地带多有阶地发育,普遍分布着孔隙潜水与岩溶水组成的双层含水介质。一般情况下地下水向河、湖排泄。其水位随河、湖水位的起落而波动。但在汛期洪水位急剧上升的情况下,河、湖水将向地下水产生侧向倒灌,地下水位随之上升。这时岩溶地下水对洞隙上复盖层土体产生正压力或使浮托力增大。在洪水位迅速 回落时,岩溶地下水位由于其迳流较通畅亦随之很快下降,对洞隙上复盖层的浮托力很快消减,而潜水位因渗透性相对较弱下降较缓慢,使潜水位与岩溶水位之间的双层水位差增大,从而通过洞隙开口处从潜水含水层向岩溶洞隙产生垂向的渗透潜蚀作用,在盖层中形成土洞进而扩展塌陷。这种现象称之为洪水倒灌潜蚀塌陷,简 称为洪水塌陷,一般在自然条件下即可形成,如有人为因素的叠加,可加快塌陷的发展速度。
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