城市生态学_第八章_城市灾害及防治

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1、,第八章 城市灾害及防治,本章主要内容,城市地质灾害 地震灾害 崩滑流灾害 地面变形灾害 开挖工程灾害 水土流失灾害 风沙尘暴灾害 海平面上升灾害 城市火灾 洪涝灾害 其它灾害（自学）,城市灾害（urban disater)是发生在城市范围内的自然灾害和人为的各种灾害。 随着城市化的快速发展，城市灾害频繁发生，损失越来越重，涉及范围越来越大。,城市灾害分类： 自然灾害：因自然界变化所引起的灾害。 联合国界定的自然灾害有30余种，其中与城市相关的主要有地震、洪水、风灾和地质灾害(如滑坡、泥石流)等， 人为灾害：由人类的各种活动引起的事故灾害。 城市火灾与爆炸、交通事故矿难、火灾、海(江)难、空难

2、、恐怖袭击和人质危机事件等。,全球主要自然灾害造成人员死亡情况及受害总人数 （19651992） （死亡总人数3610000人，受害总人数30.08亿人次）,8.1 城市地质灾害 8.1.1城市地质灾害的主要类型及危害 地质灾害（geological disaster)是地壳动力地质作用及岩石圈表层在大气圈、水圈、生物圈相互作用和影响之下，使城市的生态环境和人类生命及财富遭受损失的现象。 常见地质灾害共有12类、48种（国土资源部地质环境管理司等，1998） 城市地质灾害包括：地震灾害、崩滑流灾害、地面变形灾害、开挖工程灾害、水土流失灾害、风沙尘暴灾害和海平面上升灾害等。,一、地震灾害 地震灾

3、害是地壳任何一部分快速运动的一种形式，是地球内部经常发生的一种自然现象。 地震分自然地震与人工地震（例如：核爆）。 自然地震， 构造性地震 火山地震 撞击性地震(例如：隕石撞击) 其中又以块运动所造成的地壳变动（构造性地震）为主。,1990-2002 全世界8级以上地震的统计数据,我国地震分布以西南、西北、华北、东南沿海和台湾省区破坏性地震最多其中台湾尤甚，大震多，频度高；新疆和西藏次之。 1900年以来，中国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，中国大陆遭受到200多次6级以上地震袭击，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%，地震成灾面积达30多

4、万平方公里，房屋倒塌达数百万间。,全球板块示意图,世界主要的地震带,地震的危害 地震所造成的直接灾害有： 建筑物与构筑物的破坏，如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等等。 地面破坏，如地面裂缝、塌陷，喷水冒砂等。 山体等自然物的破坏，如山崩、滑坡等。 海啸、海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，造成沿海地区的破坏。 此外，在有些大地震中，还有地光烧伤人畜的现象。,地震引起的次生灾害主要有: 有时，次生灾害所造成的伤亡和损失，比直接灾害还大。1932年日本关东大地震，直接因地震倒塌的房屋仅1万幢，而地震时失火却烧毁了70万幢。 火灾，由震后火源失控引起； 水灾，由水坝决口或山崩壅塞河道等引起； 毒

5、气泄漏，由建筑物或装置破坏等引起； 瘟疫，由震后生存环境的严重破坏所引起。,地震引发的海啸波及东南亚沿海诸国,海啸产生示意图,城市防震主要对策和措施： 1.避免在强震区建设城市 2.按照用地的设计裂度及地质、地形情况，安排相宜的城市措施。 3.对易于产生次生灾害的城市措施，应先期措置合适地位。 4.按照震时的安全需要，安排各种疏散避难的通道和场所。 5.保护好城市重点工程措施,二、崩滑流灾害 滑坡:斜坡上的岩体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象叫滑坡，俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。,产生滑坡的主要条件： （一）、地质条件和地貌条件； （二）、

6、是内外营力和人为作用的影响。 1）岩土类型 地质构造 地形地貌 水文地质条件,2）、与产生滑坡有关的人类活动 (1）开挖坡脚、修建公路、铁路、依山建房建厂等工程，常因坡体下部失去支撑而发生下滑。 (2）蓄水排水，水渠和水库的浸溢漏水，工业生产用水和废水排放，农业溉等，均使水流渗入坡体，加大孔隙水压力，软化土石，增大坡体容量，诱发滑坡；水库水位上下急剧变动，加大坡体动水压力，也可诱发滑坡。 (3）堆填加载，斜坡上兴建楼房，修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等使斜坡失去平衡而顺软弱面下滑。 (4）乱砍滥伐，劈山采矿的爆破作用，使斜坡岩土体振动破碎，产生滑坡。 (5）山坡上乱采滥伐，坡体失去保护，有利

7、于雨水等流水渗入而诱发滑坡。,滑坡的危害 世界上有资料记载的最大滑坡是1920年我国甘肃（现宁夏海原）8.5级地震诱发滑坡，使20万人死亡。 其次是1970年秘鲁瓦斯卡郎地区滑坡掩埋了两个小镇，使21000人死亡,我国防治滑坡的工程措施主要有三类： 一是消除或减轻水的危害； 二是改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物； 三是改善滑动带土石性质。,崩塌（崩落、垮塌或塌方）是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。 按崩塌体的物质组成分为两大类： 一是产生在土体中的，称为土崩。 二是产生在岩体中的，称为岩崩。当其岩崩的规模巨大，涉及到山体者，又俗称山崩。当其崩

8、塌产生在河流、湖泊或海岸上时，称为岸崩 大小不等、零乱无序的岩块（土块）呈锥状堆积在坡脚的堆积物，称崩积物，也可称为岩堆或倒石堆。,照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。 剥落的块度较小，块度大于0.5米者占25%以下，产生剥落的岩石山坡一般在3040度； 坠石的块度较大，块度大于0.5米者占5070%，山坡角在3040度范围内； 崩落的块度更大，块度大于0.5米者占75%以上，山坡角多大于40度,泥石流是山区沟谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流 泥石流按其物质成分可分成3类： 由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流； 以粘性土为主，含

9、少量砂粒、石块，粘度大，呈稠泥状的叫泥流； 由水和大小不等的砂粒、石块组成的谓之水石流。,泥石流按其物质状态可分为2类： 一是粘性泥石流， 二是稀性泥石流，以水为主要成分 泥石流的形成必须同时具备以下3个条件：陡峻的便于集水、集物的地形地貌；丰富的松散物质；短时间内有大量的水源 地形地貌条件 松散物质来源条件： 水源条件,三、地面变形灾害 (一）地面沉降 在人类工程活动影响下，由于地下松散土层固结压缩，导致地壳表面标高降的一种局部下降运动，称为地面沉降。 我国出现的地面沉降的城市较多。按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式： 1、现代冲积平原模式， 2、三角洲平原模式， 3、断陷盆地模式，它又

10、可分为近海式和内陆式两类。,西安地面沉降图,根据地面沉降发生的原因还可分为： 抽汲地下水引起的地面沉降； 采掘固体矿产引起的地面沉降； 开采石油、天然气引起的地面沉降； 抽汲卤水引起的地面沉降。,中国六大沉降带 沈阳营口 天津沧州德州滨州东营潍坊 徐州商丘开封郑州上海 上海无锡常州镇江 太原侯马运城西安 宜兰台北云林嘉义,地面沉降较严重的城市 上海市 从1921年发现地面下沉开始，到1965年止，最大的累计沉降量已达2.63米，影响范围达400平方公里。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已基本上得到控制。从19661987年22年间。累计沉降量36.7毫米，年平均沉降量为1.7毫米。

11、天津市 从19591982年间最大累计沉降量为2.15米。1982年测得市区的平均沉降速率为94毫米。目前，最大累计沉降量已达2.5米，沉降量100毫米以上的范围已达900平方公里。 北京市 自从70年代以来，北京的地下水位平均每年下降12米，最严重的地区水位下降可达35米。地下水位的持续下降导致了地面沉降。有的地区（如东北部）沉降量590毫米。沉降总面积超过600平方公里。而北京城区面积仅440平方公里，所以，沉降范围已波及到郊区。 西安市 地面沉降发现于1959年、1971年后随着过量开采地下水而逐渐加剧。19721983年，最大累计沉降量777毫米，年平均沉降量3070毫米的沉降中心有5

12、处。1983年后，西安市地面沉降趋于稳定发展，部分地区还有减缓的趋势。到1988年最大累计沉降量已达1.34米，沉降量100毫米的范围达200平方公里。 太原市 经1979年、1980年、1982年三次在市区600平方公里范围的测量，发现沉降量大于200毫米的面积有254平方公里，大于1000毫米的沉降区面积达7.1平方公里。最严重的是吴家堡，其次是小店。吴家堡水准点的累计沉降量：1980年是819毫米，1982年是1232毫米，到1987年累计沉降量达1380毫米,造成地面沉降的原因： 大量开采地下水、地下水溶性气体或石油等活动，已被公认为人类活动中造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因； 开

13、采地下固体矿藏特别是沉积矿床，如煤矿、铁矿，将形成大面积的地下采空区，导致地面变形（下沉）； 重大的工程建筑物对地基施加的静荷载，使地基土体发生变形； 即使是在低荷载的持续作用下，土体的蠕变也可引起地基土的缓慢变形。地面上的动荷载（振动作用）在一定条件下也将引起土体的压密变形。,（二）地面塌陷 指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时，便可能成为一种地质灾害。,根据形成塌陷的主要原因分为： 自然塌陷 人为塌陷 前者是地表岩、土体由于自然因素作用、如地震、降雨、自重等，向下陷落而成； 后者是由于人为作用导致的地面塌

14、落。在这两大类中，又可根据具体因素分为许多类型，如地震塌陷、矿山采空塌陷等,根据塌陷区是否有岩溶发育，分为： 岩溶地面塌陷 非岩溶地面塌陷 岩溶地面塌陷主要发育在陷伏岩溶地区，是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下，产生陷落而形成的地面塌陷。 非岩溶地面塌陷又根据塌陷区岩、土体的性质可分为黄土塌陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。,不合理的或强度过大的人类活动都有可能诱发或导致地面塌陷： 矿山地下采空 地下工程中的排水疏干与突水（突泥）作用 过量抽采地下水 人工蓄水 人工加载： 人工振动。 地表渗水,（三）地裂缝 是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下，产生开裂，并在地面形成一

15、定长度和宽度的裂缝的一种地质现象。,地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因，常将其分为如下几类： 地震裂缝 各种地震引起地面的强烈震动，均可产生这类裂缝。 基底断裂活动裂缝 由于基底断裂的长期蠕动，使岩体或土层逐渐开裂，并显露于地表而成。,隐伏裂隙开启裂缝 发育隐伏裂隙的土体，在地表水或地下水的冲刷、潜蚀作用下，裂隙中的物质被水带走，裂隙向上开启、贯通而成。 松散土体潜蚀裂缝 由于地表水或地下水的冲刷、潜蚀、软化和液化作用等，使松散土体中部分颗粒随水流失，土体开裂而成。,黄土湿陷裂缝 因黄土地层受地表水或地下水的浸湿，产生沉陷而成。

16、胀缩裂缝 由于气候的干、湿变化，使膨胀土或淤泥质软土产生胀缩变形发展而成。 地面沉陷裂缝 因各类地面塌陷或过量开采地下水、矿山地下采空引起地面沉降过程中的岩土体开裂而成,滑坡裂缝 由于斜坡滑动造成地表开裂而成。,所有违背客观规律的不合理的人类活动都有可能加剧或引发地裂缝的活动和发育。我国产生的多数地裂缝都在不同程度上与人类活动有关。通常，对地裂缝产生影响的人类活动主要有： 过量开采地下水 地下采矿活动 不良土体地区的农田灌溉、地表渗水 人工蓄（泄）水 加强或引发地裂缝的人类活动有多种，上述仅是几种较为常见和主要的人类活动。,四、开挖工程灾害 工矿企业的发展与建设，促进了国民经济的发展，在工矿企业工程建设过程中产生了一大批城市。在这些城市周围矿产资源咖啡和隧道等工程建设中经常发生突水、突泥、冲击地压、冒顶、煤瓦斯突出、煤层自燃、井巷热害、矿震等灾害，并由此造成人员伤亡、设备和工程毁坏、资源冻结。,五、水土流失灾害 水土流失是指在水流作用