第12章 其它地質(zhì)災(zāi)害

災(zāi)害地質(zhì)學(xué)第12章其它地質(zhì)災(zāi)害

昆明理工大學(xué)了解地下水的特征、區(qū)域性地下水水位下降及地下水質(zhì)惡化了解洪澇災(zāi)害的分布與危害、洪澇災(zāi)害的成因、防洪減災(zāi)的主要措施了解海岸帶地質(zhì)災(zāi)害、海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的類型、海水入侵、海岸侵蝕、海平面上升本章學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求本章重點：地下水的特征、區(qū)域性地下水水位下降及地下水質(zhì)惡化洪澇災(zāi)害的分布與危害、洪澇災(zāi)害的成因、防洪減災(zāi)的主要措施海岸帶地質(zhì)災(zāi)害、海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的類型、海水入侵、海岸侵蝕、海平面上升本章難點：地下水的特征、區(qū)域性地下水水位下降及地下水質(zhì)惡化洪澇災(zāi)害的分布與危害、洪澇災(zāi)害的成因、防洪減災(zāi)的主要措施海岸帶地質(zhì)災(zāi)害、海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的類型、海水入侵、海岸侵蝕、海平面上升本章重點及難點第12章其它地質(zhì)災(zāi)害

地表化學(xué)元素的遷移與轉(zhuǎn)化，地球表面物質(zhì)的侵蝕、搬運和堆積，土壤的形成與演化，以及生物的生長和進(jìn)化，都與水循環(huán)密切相關(guān)。除前述各種地質(zhì)災(zāi)害外，水還以其水量、水位、水力坡度和水壓力等動力學(xué)特征的變異而誘發(fā)出一系列地質(zhì)災(zāi)害。由于水資源開發(fā)而出現(xiàn)的地下水資源枯竭、水體污染、海水入侵、地面沉降、巖溶塌陷、土地荒漠化等地質(zhì)災(zāi)害，都是地質(zhì)環(huán)境中以水為媒介而發(fā)生的物質(zhì)遷移和能量交換的結(jié)果。本章主要論述與水動力變化密切相關(guān)的地下水資源惡化和洪澇災(zāi)害以及海岸帶地質(zhì)災(zāi)害。第一節(jié)地下水資源惡化

1、地下水的特征流動性和可恢復(fù)性。特定的運動規(guī)律。通過水分的補(bǔ)給、徑流和排泄等運動形式對人類的生產(chǎn)和生活環(huán)境產(chǎn)生各種形式的影響第一節(jié)地下水資源惡化

2、區(qū)城性地下水水位下降區(qū)域性地下水水位下降是地下水變異的主要表現(xiàn)形式之一(一)區(qū)域性地下水水位下降的原因地下水超量開采的直接后果是地下水降落漏斗范圍不斷擴(kuò)大，區(qū)域地下水水位持續(xù)下降。第一節(jié)地下水資源惡化(二)地下水水位下降的危害1.城市地下水資源枯竭2.泉水流量減少3.生態(tài)系統(tǒng)改變4.地面沉降和巖溶地面塌陷災(zāi)害加劇第一節(jié)地下水資源惡化(三)防止區(qū)域性地下水位下降的措施1.合理開發(fā)水資源，科學(xué)利用城市水資源2.地下水優(yōu)先用于居民生活用水，逐步實現(xiàn)城市分質(zhì)供水3.積極開展水資源的地下人工調(diào)蓄4.提高水資源的利用效率5.凈化廢、污水，實現(xiàn)廢水資源化6.開展城市水資源管理模型的研究，建立健全地下水資源管理體系第一節(jié)地下水資源惡化3、地下水水質(zhì)惡化(一)地下水污染現(xiàn)狀隨著城市用水量和廢污水排放量的不斷增大，許多地區(qū)地下水污染程度日趨嚴(yán)重?！捕?地下水污染的機(jī)制過量開采地下水是地下水水質(zhì)惡化的主要原因，如廢污水沿開采井滲入地下污染含水層中的地下水;不同水質(zhì)的含水層發(fā)生水力聯(lián)系，導(dǎo)致深層水質(zhì)變差、淡水咸化等;水動力條件改變，誘發(fā)水文地球化學(xué)環(huán)境改變，還原環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸h(huán)境，一些金屬不溶物被氧化成游離的金屬離子，淋濾滲入到地下水中。第一節(jié)地下水資源惡化(三)地下水污染的監(jiān)測

研究地下水污染，首要任務(wù)是準(zhǔn)確掌握污染物在地下水系統(tǒng)中的運移和分布規(guī)律，以做好地下水污染監(jiān)測工作對于保護(hù)地下水意義非同尋常(王克三，1998)。地一下水污染監(jiān)測的對象不僅僅是含水層本身，還包括污染物排放源的監(jiān)測和潛水位以上包氣帶的監(jiān)測。第一節(jié)地下水資源惡化（四)地下水污染的防治1、地下水污染的預(yù)防適度開采或禁止開采回灌的水源應(yīng)嚴(yán)格控制水質(zhì)加強(qiáng)環(huán)境水文地質(zhì)工作，加強(qiáng)對各類污染源的監(jiān)督管理依靠技術(shù)進(jìn)步改革工藝，提高廢、污水的凈化率、達(dá)標(biāo)率及綜合利用率。定點、保質(zhì)、限量排放各種廢、污水。第一節(jié)地下水資源惡化（四)地下水污染的防治2.地下水污染的治理地下水污染治理的對象包括地下水中發(fā)生滲流遷移的污染物和固體顆粒表面所吸附的污染物。其基本原理就是人為地為地下水污染物創(chuàng)造遷移、轉(zhuǎn)化條件，使地下水水質(zhì)得到凈化(王克三，1998)。第一節(jié)地下水資源惡化（四)地下水污染的防治2.地下水污染的治理

(1)水力梯度法水力梯度法就是通過人為加大地下水水力梯度，提高地下水的流動速度并使水流方向發(fā)生改變，最終迫使被污染的地下水流出水源開采區(qū)。人為改變地下水水力梯度可視不同的地質(zhì)條件通過排水或注水兩種方式來實現(xiàn)。

(2)濃度梯度法濃度梯度法就是采用物理學(xué)、化學(xué)或生物學(xué)的方法，在被污染的地下水含水層中形成新的化學(xué)不平衡，使污染物由高濃度處快速向低濃度處擴(kuò)散遷移，從而達(dá)到治理地下水的目的。濃度梯度法主要用于治理含水層中固體顆粒表面吸附的污染物。第二節(jié)洪澇災(zāi)害

1、洪澇災(zāi)害的分布與危害地球上陸地的許多地區(qū)都存在著洪澇災(zāi)害，尤其是在低緯度地區(qū)更為嚴(yán)重。中國、印度、孟加拉國、日本等亞洲國家是遭受洪水襲擊最嚴(yán)重的國家。中國的洪澇災(zāi)害我國的洪澇災(zāi)害的空間分布洪澇災(zāi)害河堤崩潰淹沒農(nóng)田村莊與城鎮(zhèn)破壞交通等公共設(shè)施人畜傷亡第二節(jié)洪澇災(zāi)害2、洪澇災(zāi)害的成因洪澇災(zāi)害的形成必須具備兩個方面的條件，即自然條件和社會經(jīng)濟(jì)條件。在自然條件中，大面積持續(xù)性高強(qiáng)度的降雨是發(fā)生洪澇災(zāi)害的根本原因，而日趨嚴(yán)重的森林植被破壞、水土流失、河道淤積、湖泊萎縮以及崩塌、滑坡、泥石流活動等多種非氣候因素也加劇了洪澇災(zāi)害的形成和發(fā)展。

造成我國洪澇災(zāi)害日益嚴(yán)重的主要原因是:降雨分布不均，氣候異常加劇;主要江河中下游地勢平緩，河道曲折，洪水排泄不暢;水土流失和崩滑流活動劇;河湖淤積嚴(yán)重，行洪蓄洪能力下降;大江大河沿岸工程條件復(fù)雜，堤防隱患嚴(yán)重(張梁，1999)防洪減災(zāi)的主要措施(一)洪水預(yù)報(二)整治河道與修筑堤防(三)水庫建設(shè)與水壩加固(四)分滯洪區(qū)建設(shè)(五)防汛搶險(六)流域綜合治理第二節(jié)洪澇災(zāi)害

1998年長江、松花江流域特大洪水過后，我國提出了明確的防災(zāi)、救災(zāi)和恢復(fù)重建方針，制定了綜合治理洪澇災(zāi)害的對策和措施。主要包括:(1)加高加固堤防，消除隱患，全面提高大江大河的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

(2)加強(qiáng)水庫管理，消除病險水庫，保障水利工程安全有效運行，大力興建新的水庫，進(jìn)一步增加攔蓄洪水能力。

(3)加強(qiáng)湖泊洼淀和分蓄洪區(qū)管理，退田還湖，合理開發(fā)利用湖泊。

(4)疏通河道，清除行洪障礙，保障江河暢流。

(5)植樹造林，提高植被覆蓋率，控制水土流失，防治崩滑流和地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，減少河湖泥沙，改善河道環(huán)境。

(6)提高災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)測預(yù)報水平，建立健全防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)，加強(qiáng)宣傳教育，推進(jìn)災(zāi)害保險，實現(xiàn)社會化減災(zāi)(張業(yè)成，1999)。第三節(jié)海岸帶地質(zhì)災(zāi)害

海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的類型根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特點和形成機(jī)制，可將海岸帶地質(zhì)災(zāi)害分為地震災(zāi)害、火山災(zāi)害、岸坡失穩(wěn)、海水人侵、港灣淤積和海平面上升等。其中岸坡失穩(wěn)包括崩塌、滑坡、泥石流和水下的海底濁流等海岸帶邊坡物質(zhì)的運動。在沿海地區(qū)或大洋深處發(fā)生的地震和火山活動常常引起海嘯。1、海水人侵

海水入侵是由于濱海地區(qū)地下水動力條件變化，引起海水或高礦化咸水向陸地淡水含水層運移而發(fā)生的水體侵入的過程和現(xiàn)象。沿海城市是人口高度集中和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的地區(qū)，對淡水資源的過度需求導(dǎo)致超量開采，地下水水位持續(xù)大幅度下降，造成咸、淡水界面發(fā)生變化，海水向淡水含水層侵入，地下水礦化度增高.水質(zhì)惡化。26遼東灣渤海灣萊州灣環(huán)渤海灣地區(qū)萊州灣南岸、大連—旅順、天津等東南沿海地區(qū)廣西北海市、欽州市欽江三角洲、海南島儋州的新英灣等。我國海水入侵的分布1、海水人侵海水入侵可定義為:由于自然因素或人為活動的影響，濱海地區(qū)地下含水層水動力條件發(fā)生改變，使淡水與海水之間的平衡狀態(tài)遭受破壞，結(jié)果導(dǎo)致海水或與海水有直接動力聯(lián)系的高礦化度地下水沿含水層向陸地方向侵入、咸淡水界面不斷向陸地方向移動，從而使淡水資源遭到破壞的過程和現(xiàn)象。1、海水人侵海水入侵的分類

(1）根據(jù)入侵水體的來源分類國狹義的海水入侵:是指濱海地帶地下淡水水位下降后，海水向地下淡水含水層擴(kuò)侵，使地下淡水資源遭到破壞的現(xiàn)象。鹽水入侵:是指濱海地帶地下淡水水位下降后，淡水水體下部或旁側(cè)與海水有一定聯(lián)系的地下咸水體向上方或側(cè)方擴(kuò)展，使地下淡水資源遭到破壞的現(xiàn)象。1、海水人侵海水入侵的分類(2)根據(jù)含水層巖性特征分類孔隙水含水層海水入侵。巖溶水含水層海水入侵。裂隙水含水層海水入侵。1、海水人侵

(3)按入侵方式分類

直接入侵:指濱海地區(qū)水位下降后，地下水與海水之間的補(bǔ)排關(guān)系發(fā)生逆轉(zhuǎn)，海水或深部咸水體向陸地方向運移擴(kuò)侵，使地下淡水咸化。

潮流入侵:指在潮汐作用下海水沿濱海河谷上溯，并從河流兩側(cè)滲入補(bǔ)給地下水，使地下淡水咸化。

減壓頂托入侵:是指濱海地區(qū)地下淡水水位下降后，傾伏在下部的高礦化咸水向上發(fā)生頂托或越流擴(kuò)侵，使地下淡水咸化(張梁等，1998)1、海水人侵(二)海水人侵的機(jī)制與影響因素海水入浸的機(jī)制海水入侵地下水是咸淡水相互作用、相互制約的復(fù)雜的流體動力學(xué)過程。1、海水人侵海水人侵的影響因素

(1)水文地質(zhì)條件濱海地區(qū)地下淡水與海水之間存在的水力聯(lián)系是海水入侵的物質(zhì)基礎(chǔ)。如在濱海平原地區(qū)，顆粒較粗的第四系砂質(zhì)沉積物透水能力強(qiáng)，地下淡水與海水之間缺乏穩(wěn)定的隔水層，是海水入侵的主要通道。在基巖海岸地區(qū)，如果地層中發(fā)育構(gòu)造裂隙或溶孔、溶洞等導(dǎo)水通道，當(dāng)陸地地下水水位下降到海平面以下時，海水就通過這些通道迅速向內(nèi)陸入侵。

(2)氣候條件自然方面的原因主要是氣候變化。由于氣候持續(xù)干旱，河水徑流量不斷減少甚或斷流，從而導(dǎo)致河流入海水量和地下水補(bǔ)給量減少。全球氣候變暖引起的海平面上升可增大潮水沿河流的上溯距離，結(jié)果也可誘發(fā)海水入侵。

(3)人類活動人類活動對地下淡水資源的開發(fā)利用是濱海地帶咸、淡水平衡狀態(tài)遭受破壞的重要因素。沿海地區(qū)水資源供需矛盾日趨尖銳，許多地區(qū)長期超量開采地下水，使濱海地帶地下水水位大幅度下降，形成低于海平面的地下水位負(fù)值區(qū)，海水沿含水層侵入地下淡水含水層而發(fā)生海水1、海水人侵(三)海水人侵的危害1.供水井報廢2.水質(zhì)惡化，地方病蔓延3.影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)4.生態(tài)環(huán)境惡化35海南島西部儋州的新英灣是海水入侵典型地段，海水入侵面積達(dá)10km2。我國海水入侵的分布1、海水人侵(四)海水人侵的防治措施合理開采地下淡水資源開展人工回灌阻隔水流監(jiān)測預(yù)測37限制淡水開采量（削弱人工匯的強(qiáng)度）地下水位抬升防治海水入侵的示意圖38進(jìn)行人工回灌，提升陸地淡水水位（建立人工源）人工回灌防治海水入侵的示意圖39設(shè)置抽水槽，抽出咸水（重建咸淡水的區(qū)域匯）

抽水槽防治海水入侵示意圖40地下水系統(tǒng)硬結(jié)構(gòu)的調(diào)整

將采用工程措施切斷海水和地下水通道的方法稱為地下水系統(tǒng)硬結(jié)構(gòu)的調(diào)整。隔水槽，阻斷咸水的入侵途徑隔水墻防治海水入侵示意圖41地下水庫防治海水入侵示意圖2、海岸侵蝕

一)海岸侵蝕的原因在泥沙供給不足的岸段，由于海浪和海流的動力作用，海岸受到侵蝕而后退。由于河流改道而成為古三角洲的海岸地段，由于河水?dāng)y帶的泥砂來源不復(fù)存在，海岸帶水動力條件也發(fā)生改變，從而導(dǎo)致海岸侵蝕現(xiàn)象的發(fā)生。全球性氣候變化而引起的海平面上升、風(fēng)暴潮增加也是海岸遭受侵蝕的主要影響因素。海岸帶侵蝕作用示意圖1、海平面變化2、波浪、潮汐、海流作用3、地質(zhì)作用斷層海岸4、生物作用5、海岸地貌6、人為活動等。燕窩嶺東西向斷層崖海岸4、生物作用紅樹林海岸4、生物作用南海珊瑚礁海岸5、海岸地貌6、人類活動荷南鹿特丹港口海岸6、人類活動日本海岸防護(hù)工程美國紐約港碼頭

2、海岸侵蝕

(二)海岸侵蝕的危害由于海岸侵蝕后退，海水作用范圍向內(nèi)陸擴(kuò)展，常常使沿岸的工程建筑物遭受海水波浪的破壞或水中鹽分的腐蝕，使沿岸村鎮(zhèn)和工廠被迫搬遷，近海農(nóng)田被淹沒、土地鹽漬化現(xiàn)象加重。侵蝕還危及港口碼頭的穩(wěn)定與安全。2、海岸侵蝕

三)海岸侵蝕的防治對策防治海岸侵蝕的根本措施是保證充足的泥砂供給，維持海岸帶海水動力平衡。其防治對策可歸納為:(1)制定海岸侵蝕防治計劃，研究掌握風(fēng)暴潮、海岸侵蝕的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律。

(2)建立管理機(jī)構(gòu)、搞好海岸科學(xué)管理、合理開發(fā)利用海岸帶資源。

(3)加強(qiáng)宣傳教育，嚴(yán)禁海灘挖沙，限制養(yǎng)殖業(yè)和鹽業(yè)達(dá)規(guī)模開發(fā)。

(4)采取護(hù)灘、養(yǎng)灘措施，如營造防護(hù)林固沙防浪，加高加固岸堤，修建丁壩、順岸壩、土石壩和三角錐或回填砂礫石等護(hù)岸工程抗御海水對濱岸地帶的侵蝕。對于因大量開采地下水或石油天然氣而一導(dǎo)致地面下沉的海岸帶，應(yīng)采取措施開展地下水回灌，控制地面沉降。海堤護(hù)岸導(dǎo)流堤

導(dǎo)流堤是長而窄的堤狀建筑，用來防止：①航道進(jìn)口或港口變淺；②進(jìn)口遷移，③潮汐三角洲的形成。錢塘江海寧段護(hù)岸工程樁式丁壩丁壩丁壩(或稱丁形壩)一殷比導(dǎo)