工程地质学中常见地质灾害类型及其教学思路探究
——以黄河流域沿线为例
2020-01-10顾展飞赵学文
顾展飞 赵学文
([1]郑州航空工业管理学院土木建筑学院 河南·郑州 450046;[2]广州华磊建筑基础工程有限公司 广东·广州 510000)
工程地质学是地质工程、土木工程、水利工程、采矿工程等专业的一门学科基础科。近年来随着工程建设向“高、大、深”的方向发展,工程地质学得到了越来越多的重视,其中地质灾害部分的内容是工程地质学非常重要的一个章节,弄清地质灾害的主要类型及其危害对于学好工程地质学具有重要的意义。黄河是我国的母亲河,几千年来孕育了我们灿烂的文明。而近年来黄河流域沿线面临着诸多地质灾害方面的问题,例如在上游地区主要发生的有地震、滑坡、泥石流、土地荒漠化等地质灾害,在中下游则有地面沉降、泥沙堆积、水资源衰减等地质灾害问题。黄河流域的地质灾害对沿线人民群众的生命及财产安全造成了巨大威胁。因此,以黄河流域沿线地质灾害为例,讲述地质灾害的类型及其危害,不仅具有理论意义,也具有重要的实践意义。
1 黄河上游及沿线地质灾害类型概况
从黄河源头到内蒙古自治区托克依托县这一区域为黄河的上游。该地区地形地貌较为复杂,植被稀薄,构造活动比较强烈,自古以来就是地质灾害较为频发的地区。地质灾害一直限制该地区的发展,对人们的生命及财产安全也造成了严重威胁。根据地质灾害发生的情况和造成的影响不同,可以将该段的地质灾害分为突发性和长期性两类。
1.1 黄河上游突发性地质灾害
现阶段黄河上游面临的突发性地质灾害类型主要有:地震、滑坡、泥石流、崩塌等。
地震:黄河上游在中国东西区和南北区的交界处,连续跨越了三个不同的山代,这使得该地区地震活动较为频繁,涉及的范围也较广。当前研究发现,地震活动主要分布在平罗到银川和中宁一带、中卫到固原和平凉一带,以及兰州到天水一带。同时这三个地震带和其他的中国地震带共同构成了南北地震带。除了这三个地震带以外,黄河上游区域的西北边和西南边缘由于和其他地震带略微相连,也常常发生较低等级的地震。
滑坡:黄河上游滑坡数量较多、分布的位置也较为复杂。根据2003年的统计黄河上游地区拥有不同种类,不同规模的滑坡总计3万余处。该地区主要的滑坡类型为土质滑坡,滑坡发生的直接原因大多是暴雨或者地震,滑坡的发生对黄河流域沿线的经济活动和人民安全造成了很大的威胁。
泥石流:黄河上游流域的泥石流也是当前我国泥石流主要的灾区之一。根据2003年的不完全统计,泥石流沟在该区域就有超过1000条。遍布了区域内各个县市,其中最为严重的就是西宁到兰州到天水地区,而红河沿岸和石嘴山到小口子地区也比较严重。泥石流灾害主要发生在我国的夏季,其主要的原因包含暴雨和融雪两类。
崩塌:崩塌虽然是该地区发生的突发性地质灾害种类之一,但相对于泥石流和滑坡两种地质灾害而言,发生的次数较少,一般常发生在干流或者主要支流的沿岸,大多人烟稀少,造成的危害相对而言较为有限。
1.2 长期性灾害
长期性灾害具有发生过程持续时间长且缓慢的特点,大多不会直接造成经济损失和人员伤亡,但是会严重破坏地区的自然环境,进而诱发其他相应的地质灾害。因此长期性的灾害对于社会的发展和稳定都是十分不利的。当前在黄河上游常见的长期性地质灾害主要有:水土流失、土地荒漠化、土地盐碱化、黄土湿陷等。
水土流失:黄河上游的水土流失问题是较为突出的,大量的水土流失导致泥沙混入到水中,以至于水流速度变慢,在下游发生沉积抬高河床,从而引发洪涝灾害,而下游需要不断对堤岸进行抬高来防洪,最终造成了黄河成为了地上河。当前黄河上游面临的水土流失侵蚀类型主要有风力、水力、融冻三类。同时水土流失还使得当前黄河上游土地的耕种质量降低。
土地荒漠化:土地荒漠化主要发生在黄河上游区域的北部鄂尔多斯高原地区,土地荒漠化主要是因为过度放牧,开矿等人类行为所导致的,而这些地区气候大多又较为干旱,荒漠化以后生态通常难以恢复。
土地盐碱化:土地盐碱化主要发生在河套平原,银川平原和卫宁平原这三大平原。其中一部分除了是自然原因形成的以外,还有一部分是由一些不科学耕种所导致的。土地盐碱化使得当地的农业生产和发展受到了阻碍。
黄土湿陷:黄土湿陷灾害会严重破坏房屋、公路等大量基础设施。在黄河上游区域中其主要分布在西宁以及兰州、白银到天水一线。
2 黄河下游及沿线地质灾害类型概况
从邙山桃花峪到入海口处为黄河的下游部分。邙山桃花峪位于河南省境内,黄河的悬差日益增大在平原区域尤为明显,下游的很多地方甚至高于地面五米以上。除此以外,由于黄河上游的水土流失,泥沙沉积现象的加重,黄河的下游,如在河南,山东等地区都发生了不同程度的断流现象。总的来说黄河下流所面临的地质灾害的问题相对于上游来说复杂性比较低,但其带来的危害性依然较大。当前黄河下流面临的主要问题有:悬河悬差的增大、断流情况的加剧、地面沉降的频发。除此以外,黄河下游还面临着一些潜在的威胁,如基底活动和活动断裂等。
2.1 主要地质灾害问题
悬河悬差的扩大和断流情况的加剧:悬河悬差的扩大和断流情况加剧都严重危害到该区域的正常发展。悬河悬差的扩大使得一旦发生洪涝灾害将对该区域的经济活动和人民的生命健康安全造成严重的影响。而断流情况的加剧则导致该区域人民的用水出现了一定的不便,尤其是在农业生产方面。黄河下游流经的省份大多处于平原地区,是我国重要的粮食生产省份,这些区域的用水无法得到充分的保障,将会严重影响到我国粮食的产量。
地面沉降和地裂缝:黄河下游区域面临的地面沉降是人为原因造成的地质灾害。一般是由于黄河的水无法满足人们的用水需求,人们从地下抽取过量的地下水,导致了沉降的发生。除此以外,在黄河下游的河南境内还分布着三条地裂缝,这些地裂缝的形成原因大多是由于地下水位被过分使用以及干旱所造成的,其对该区域的地质环境也造成了一定的危害。
2.2 潜在威胁
潜在威胁指的是没有直接对当前黄河下流造成一定危害,未来可能对黄河下流造成危害的地质问题或是灾害发生的诱因的现象。当前黄河下流面临的潜在威胁有:河道淤积、活动断裂、基底活动。
河道淤积:由于黄河上游发生水土流失,每年都会有大量的泥土从上游被带下来,最终沉积在下游河道,使得河床不断被抬高,诱发洪涝灾害导致河流变道等。这种现象长期以来一直对下游区域造成巨大的威胁。
活动断裂和基底活动:黄河下游经过大断裂新生代,而大断裂新生代有着较为活跃的特性,其活动往往会导致小型地震和地基沉降的发生,进而诱发灾害。除此以外,黄河下流所经过的区域构造的活动强烈程度大多较低,但其河道在一些卡口常常会突然变窄变宽较为不稳定,很容易受到基底活动的影响。
3 结论与建议
综上所述,黄河的上游地区面临着诸如地震、滑坡、泥石流、土地荒漠化等地质灾害,对沿线的城市的发展和人民的生命财产安全都造成了很大的威胁,更破坏了上游地区的生态环境,严重阻碍了上游地区的高质量发展。而黄河下游悬差日益提升,使得下游地区面临的洪水风险越来越大,同时还面临着用水量提升和水资源减少的矛盾,除此以外黄河三角洲的潜在地质问题也急需得到解决。所以说在工程地质教学中,要让学生重视地质灾害方面的知识的学习,重点培养学生野外识别地质灾害的能力以及分清地质灾害类型的能力。有了这方面的知识储备在以后的工作中才有可能有防范和治理意识,进而达到学以致用的目的。