大学化学大气污染现状及措施学 院:指导老师:专业班级:学生姓名:学 号:大气污染现状及措施摘要:我们人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。它的状态和变化,时时处处影响到人类的活动与生存。随着经济的发展和人们对大气保护意识不足,大气污染越来越严重。提高全民的环保意识,防治大气污染越来越重要。 关键字:大气污染 健康 环境 可持续发展 防治Atmospheric Pollution Situation and MeasuresSummary:We humans live in the bottom of the Earth's atmosphere, and the moment withoutthe atmosphere is the proliferation of life on Earth, human development, provides an ideal environment. Its status and changes, and always affect human activity and survival. Witheconomic development and people's lack of awareness on the protection of the atmosphere, air pollution isgetting worse. Raise people's awarenessof environmental protection, prevention of airpollutionis increasingly : Air pollution preventionand control healthy environment forsustainable developme1大气污染的概念按照国际标准化组织(ISO)的定义,“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象”。大气污染物主要分为有害气体(二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾卤族元素等)及颗粒物(粉尘和酸雾、气溶胶等)。它们的主要来源是工厂排放,汽车尾气,农垦烧荒,森林失火,炊烟(包括路边烧烤),尘土(包括建筑工地)等。 2 大气污染的现状.大气污染物排放总量现状当前,我国大气污染状况十分严重,主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标;二氧化硫污染保持在较高水平;机动车尾气污染物排放总量迅速增加;氮氧化物污染呈加重趋势;全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区,以华中酸雨区为重。 环境意识薄弱.对可持续发展战略认识不足人们只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制汀一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,。因此说缺乏对环境保护考虑的地方政策的出台,本身就是造成加重大气污染的诱因,所造成环境危害和损失是难以挽回的。 能源、利用不合理,能源浪费严重能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成我国大气污染严重的原因之一,主要表现如下: (1)在我国 一次能源消费结构中,煤炭占75%,而用于发电的煤量仅占总煤量的35%,其它煤炭则用于工业及民用燃烧,有84%的煤炭直接燃烧,这种煤炭消费构成是恨不合理的。 (2)我国煤炭生产过分注重产量的增加,对控制高硫煤问题重视不够,主要表现在煤炭的洗选率低和高硫煤地区的煤炭产量增长过快。。 (3)各类燃烧设备技术及制造水平较低,能源利用率不高,使用能耗高排污量大和超期服役的燃烧设备的现象相当普遍。 (4)乡镇工业发展迅速,大多数企业采用的生产技术、工艺比较落后,生产设备简陋,资源能源利用率极低,所造成的大气污染是惊人的。 .大气污染防治的资金投入不足 (1)我国工业发展的起点低,基础工业整体水平提高较慢,技术改造难度大,污染欠帐多。 (2)国家在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等方面的投资力度太弱,远远不能满足需要。 (3)城市集中供热、燃气等基础建设工程是解决城市大气环境污染的主要措施。但不少地区仍然发展缓慢,关键还是资金投入不到位的问题。 (4)排污收费标准太低,使得污染企业宁可交排污费,而不愿意花钱治理。 执法不严,监督管理力度不够 尽管我国大气污染防治法规标准建设取得很大进展,但有法不依,执法不严,违法不究的现象仍然十分严重。 (1)一些地方政府干预环保部门执法,批准建设短期经济效益好但能源资源消耗量大、对大气污染严重的工业项目;不执行国家“先评价,后建设”的规定,出现了一些新的不合理布局和污染超标的建设项目 (2)地方电厂、地方水泥厂和乡镇企业执法不严,超标现象比较普遍。 (3)由于各地监测机构受到经费的限制,不能普遍开展对污染源的经常性监督监测,从而削弱了环保部门对污染源的日常监督管理。环保设施操作管理比较差,实际运行率低。许多项目尽管开工验收时可达标,但实际运行中却超标排放。据估算,全国目前工业锅炉烟尘排放超标率平均为30%,工业窑炉平均为50%,地方水泥行业的粉尘排放超标率为40%。 (4)机动车污染防治起步晚,排气监督管理机制还未真正建立,各监督执法部门职责不清、监督不力,尤其对汽车制造、销售、使用、报废全过程污染监督管理还很薄弱 缺乏实用的治理技术我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面,虽然做了不少工作,但与大气污染控制的需求差距还较大,资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术;冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术;机动车机内净化技术等。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。 3 大气污染的危害对人体健康的危害急性中毒 大气中的污染物浓度较低时,通常不会造成人体急性中毒,但在某些特殊条件下,如工厂在生产过程中出现特殊事故,大量有害气体泄露外排,外界气象条件突变等,便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露,直接危害人体,发生了2500人丧生,十多万人受害。 慢性中毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用,主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后,出现的患病率升高等现象。,近年来我国城市居民肺癌发病率很高,其中最高的是上海市,城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。 致癌作用 这是长期影响的结果,是由于污染物长时间作用于肌体,损害体内遗传物质,引起突变,如果生殖细胞发生突变,使后代机体出现各种异常,称致畸作用;如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用,又称致突变作用;如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物,物理性致癌物,生物性致癌物等。致癌作用过程相当复杂,一般有引发阶段,促长阶段。能诱发肿瘤的因素,统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤,称环境瘤。 对工农业生产的危害大气污染对工农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害,从经济角度来看就是增加了生产的费用,提高了成本,缩短了产品的使用寿命。 大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。 对大气和气候的影响大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低,减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中,在烟雾不散的情况下,日光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解,引发的“臭氧洞”问题,成为了全球关注的焦点。 从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物,大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶,从而改变了该地区原有降水(雨、雪)的情况。人们发现在离大工业城市不远的下风向地区,降水量比四周其它地区要多,这就是所谓“拉波特效应”。如果,微粒中央夹带着酸性污染物,那么,在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。 大气污染除对天气产生不良影响外,对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应,是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响,人类必须充分认识到这一点。 4大气污染的防护措施. 合理安排工业布局和城镇功能分区应结合城镇规划,全面考虑工业的合理布局。工业区一般应配置在城市的边缘或郊区,位置应当在当地最大频率风向的下风侧,使得废气吹响居住区的次数最少。居住区不得修建有害工业企业。 . 加强绿化植物除美化环境外,还具有调节气候、阻挡、滤除和吸附灰尘,吸收大气中的有害气体等功能。 . 控制燃煤污染①采用原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。②改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石,与二氧化硫发生反应,生成硫酸钙随灰渣排出。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。③开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成熟,如果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.. 加强工艺措施①加强工艺过程。采取以无毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取闭路循环以减少污染物的排除等。②加强生产管理。防止一切可能排放废气污染大气的情况发生。③综合利用变废为宝。 .交通运输工具废气的治理减少汽车废气排放。主要是改时发动机的燃烧设计和提高油的燃烧质量,加强交通管理。解决汽车尾气问题一般常采用安装汽车催化转化器,使燃料充分燃烧,减少有害物质的排放。转化器中催化剂用高温多孔陶瓷载体,上涂微细分散的钯和铂,可将NOX、HC、CO等转化为氮气、水和二氧化碳等无害物质。另外,也可以开发新型燃料,如甲醇、乙醇等含氧有机物、植物油和气体燃料,降低尾气污染排放量。采用有效控制私人轿车的发展、扩大地铁的运输范围和能力、使用绿色公共汽车(采用液化石油气和压缩燃气)等环保车辆,也是解决环境污染的有效途径。 .烟囱除尘烟气中二氧化硫控制技术分干法(以固体粉末或颗粒为吸收剂)和湿法(以液体为吸收剂)两大类。高烟囱排烟烟囱越高越有利于烟气的扩散和稀释,一般烟囱高度超过100m效果就已十分明显,过高造价急剧上升是不经济的。应当指出这是一种以扩大污染范围为代价减少局部地面污染的办法。5 大气污染与可持续发展 1地方政府对环境质量负责,走可持续发展的道路。各级政府要对本辖区的大气环境质量负责,充分认识走可持续发展道路的重要性。在研究经济社会发展的重大战略和重大项目时,应充分考虑环境保护的要求。城市大气环境质量应普遍达到国家二级标准。采取措施落实跨世纪绿色工程规划和主要污染物排放总量控制计划,根据本辖区大气环境质量控制目标分解总量指标,并从资金、监督管理等方面予以保证。尤其是大、中、小型新建、扩建、改建和技术改造排放二氧化硫和烟尘的项目,必须采取有效措施控制污染物排放总量,或者由项目建设单位或当地人民政府负责削减区域内其它污染源的排放量,确保大气污染物排放量控制在区域总量控制指标内。2.发展清洁能源,改善能源消费结构。逐步减少直接消费煤炭,提高使用燃气、电力等清洁能源的消费比例。逐步提高车用燃油质量和标号,加速淘汰含铅汽油,使我国的汽油尽快向无铅化、高标号方向发展。2000年已完成禁止生产、销售和使用含铅汽油。积极开发各种低污染汽车,如天燃气汽车、液化气汽车、甲醇汽车、电动汽车等。3.推行煤炭洗选加工,控制高硫份、高灰份煤炭污染。严格控制高硫高灰份煤炭的开采和推行煤炭洗选是减排二氧化硫的重要措施,规定:(1)不得再批准开采硫份大于3%的煤矿,对现在硫份大于3%的煤矿实行限产、配采或予以关停;(2)大力提高原煤入洗率。对新建硫份大于的煤矿要求配套建设煤炭洗选设施。对现有硫份大于2%、无机硫含量占总硫分大于50%的煤矿,在2005年内配套建设煤炭洗选设施;(3)对于煤炭洗选后没有回收硫铁矿的煤研石,不能作为燃料用于发电; 4.淘汰落后生产工艺,防治工业废气污染淘汰严重污染环境的落后工艺和设备,采用技术起点高的清洁工艺,最大限度地减少能源和资源的浪费,从根本上减少污染物的产生和排放,减少末端污染治理所需的资金投入。5.加强大气污染防治实用技术的椎广从国情出发,尽快开发推广技术可靠、经济合理、配套设备过关的大气污染防治实用技术,重点领域包括煤炭洗选脱除有机硫、工业型煤、循环流化床锅炉、煤的气化和液化、烟气脱硫、转炉炼钢收尘、焦炉烟气治理、陶瓷砖瓦窑黑烟治理等。6.完善环境监督管理制度:主要包括:(1)所有超标排放大气污染物的单位到2000年达标排放,制定实施计划,落实治理资金,分阶段完成限期治理任务。(2)各地将排污总量指标分配到排污单位,实施排污许可证制度,使排污单位明确各自的污染物排放总量控制目标,对污染源排放总量实施有效控制。排污单位必须按照环境保护部门根据环境质量要求核定的允许排放量组织生产。(3)建立了对工业部门环保工作的监督机制,要求各部门切实采取措施落实本行业“九五”环保计划。(4)二氧化硫排污收费试点地区由“两省',、“九市"扩大到两控区。提高二氧化硫排污收费标准,使其逐步达到高于治理成本,促使排污企业积极增加投入,主动治理污染。6 最先进的十大空气污染控制技术1、清洁的HEPA过滤器极细玻纤丝绝对过滤器比纤维过滤器更为有效。连续清洁技术使它可用于污染控制。新的空气毒性法将使毒性最大的物质排放量每年仅为几磅。这只能靠清洁的HEPA过滤器才能实现,而传统的纤维过滤器每年的毒物排放量达几百磅之多。2、冷凝式热交换器欧洲和美国的试验结果表明,冷凝式热交换器可大大减少有毒物质的排放并降低用电成本。它能从废气中获取更多热量,使煤或油转变为电能的效率提高4%,减少温室的耗气量。其更大的优点是使重金属冷凝,除去多种空气毒素。3、污染小、利用完全的焚化系统目前欧洲正在采用这一新技术。第一级除尘器生产工业用盐酸,第二级除尘器生产墙板用石膏。重金属被密封在一种山烟灰(惰性材质)制成的玻璃化产品中。这种所谓的防毒面具技术还包括最后级的激化炭过滤器,可消除所有的污物。4、质量测量连续排放监测技术欧洲的几项新技术可连续测量出排放粒子污物的重量。它比不透明监测器要精确得多,完全符合新的空气污染条例。5、电站锅炉用的脉冲式喷气发动机的改良用脉冲式喷气过滤器替代内部除尘器或用小型高速尾部脉冲式喷气过滤器代替相关除尘器,为减少粒子开辟了新路。6、硫、硫酸生产S02分离系统用较小成本把炉气S02转变为有用硫及硫酸的技术正在不断进步。催化剂转化、分离及现场硫酸胺生产技术将很快步入商业化。7、坚固及半坚固的过滤介质从低温塑料到高温陶瓷的许多新材料正逐渐被用于制造坚固及半坚固的过滤介质,提供多种先进性能,包括高效率、长寿命及耐高温。8、湿式电力除尘器这种旧技术已有了新用途,可用于尾端装置以除去大量的重金属及湿气。新材料的开发,尤其是塑料使得这一技术发挥得淋漓尽效。9、利用晶粒介质去除S02技术美国已允许在电站锅炉及工业锅炉干燥系统中应用液体或固态石灰或石灰石床除去S02。这种技术可在钙量相对少的情况下除去90%以上的S02。10、沸石技术沸石正被证明在吸附及催化方面有着许多新用途,在捕捉N02和VOCS方面性能卓著,其应用前景十分广阔。参考文献:杨齐民;激光遥测大气污染[J];激光杂志;1980年03期高源;中国大气污染的现状及对策[J];科学对社会的影响;1994年01期毛志平;浅谈大气污染[A];中国文物保护技术协会第二届学术年会 [C];2002年黄振中.中国大气污染防治技术综述[J].世界科技研究与发展,2004,26(2):30-35.黄成.我国城市大气污染现状及防治对策[J].科技信息,2008(21):136,13邵红,何月林.生态调控方法对大气污染的防治[C]∥2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集.呼和浩特:2003年内蒙古自治区自然科学学术年会,2003. 7.张红婴,刘伟.浅谈我国城市大气污染[J].硅谷,2008(19):18.
毒杀芬1.物质的理化常数:国标编号 61877CAS号 8001-35-2中文名称 毒杀芬英文名称 Toxaphene ;Chlorinated camphene别 名 氯化莰、氯化茨烯、八氯茨烯、氯代莰烯、3956、多氯莰烯分子式 C10H10Cl8 外观与性状 乳白色或琥珀色蜡样固体(纯品为无色结晶)具有萜类气味分子量 蒸汽压 ~×10-2kPa/25℃熔 点 65~90℃ 沸点:155℃/分解 溶解性 不溶于水,易溶于有机溶剂密 度 (25℃) 稳定性 温度高于155℃逐渐分解,不易挥发,不可燃。受日光或受热后缓缓放出氯化氢,在碱性或铁化合物存在下分解快危险标记 14(剧毒品) 主要用途 用作杀虫剂2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。健康危害:本品有樟脑样的兴奋作用,是全身抽搐性毒物。对皮肤有刺激作用,有因采隔天喷过本品的植物引起中毒的报告,另有儿童误服致死的报道。毒杀芬本身在常温下不挥发,多因食物污染或经皮肤侵入引起中毒,于数小时后突然出现间歇性强直性痉挛或休克,常以恶心、呕吐为先兆。严重者痉挛间歇逐渐缩短,终因窒息而死亡。恢复者常遗留神经衰弱及健忘证。皮肤接触时,可出现皮炎、局部红肿或生成脓疮。二、毒理学资料及环境行为毒性:中等毒类,急性毒性较DDT强二倍,为全身性抽搐毒物,具樟脑样兴奋作用,蓄积作用不明显。急性毒性:毒杀芬可通过无损伤皮肤被吸入体内,侵害神经系统和实质性器官。如皮肤接触,可引起皮炎、红肿、水泡。40mg/kg,1次,人经口,发现的最低致死剂量;50mg/kg,1次,狗经口,最低致死量;175mg/kg,1次,豚鼠经口,最低致死量;938mg/kg,1次,小鼠经皮,最低致死量;2000mg/m3,2小时,小鼠吸入,最低致死浓度。LD5045mg/kg,1次,小鼠灌胃;LD5060mg/kg,1次,大鼠经口;LD501025mg/kg,1次,兔经皮。人口服5g,多数于8小时内死亡。亚急性、慢性毒性:、,大鼠灌胃,12个月,白血球含量发生变化,末稍血液中的嗜伊红血球减少40~50%,盖克塞纳(一种麻醉剂)睡态延长,苯酰胺基醋酸的合成增加。、,大鼠灌胃,7个月,发现半乳糖试验中血糖曲线的特征发生变化,血液中碱性磷酸酯酶活性增加,盖克塞纳睡态缩短。以12mg/kg的剂量给大鼠灌胃4个月,诱发各种(器官)叶部和部分腺体体质的极度浸润,间质组织增加和甲状腺中滤胞的增长。肾上腺出现皮质和髓质的浸润,实质的复合作用受阻,皮质层变薄。大鼠的肾、肝、心肌也表现出脂肪变性和伴随坏死性变化的粒状营养不良。致畸:毒杀芬有致畸作用。35mg/kg,妊娠7至16天,小鼠经口,胎儿致畸;12mg/kg,妊娠大鼠灌胃,对胎儿的神经和形态有抑制效应。水生生物毒性:,鲑鱼(王大麻哈鱼),96小时致死;,鲤鱼,致死;,鲫鱼,96小时致死; ,鲈鱼,96小时50%致死。其它毒性:,1次,山鸡;LD50 71mg/kg,1次,鸟经口; ,1次,鸭 ; LD50 ,小鸡(1个月)。近2至3年内有接触史的妇女,出现高发性眼粘膜肥大,视网膜血管直径改变。对长期(3年)工作在多次施用毒杀芬农田的人体调查来看,由于人体对土壤、空气和植物中残留毒杀芬的慢性接触,出现由交感神经肾上腺系统功能紊乱引起的心脏肾上腺激导效应增强的病征。对长期(10年)接触毒杀芬而引起中毒妇女普查表明,那些受到毒杀芬轻微中毒者中有中枢神经系统官能性动态变化,呆滞植物性综合症和植物性血官紧张异常。那些受到中度和深度中毒的人有明显的病理学症状,如脑神经炎、间脑综合症和脑血循环暂时性干扰。代谢和降解:通常将毒杀芬归入高持久性农药之列,其生物代谢和环境降解速率较缓。有文献报导,毒杀芬的光化学性不太稳定,在紫外线,碱介质及金属化合物作用下,毒杀芬可分解转化,生成脱氯产物。残留与积蓄:毒杀芬在土壤和水环境中能够保持较长时间,并进入人和动物的食物链。在实验条件下,土壤中毒杀芬含量,(按引起量的百分数计),处理后第1天是84%,第5天是55%,第10天是44%,第20天是37%,第30天是30%,第40天是29%。在农田条件下,当每季施用8kg/ha毒杀芬时,经过3至4个月后,发现毒杀芬的含量是±,1年后,土壤中毒杀芬仍有初始水平的51%,且大部分残留于耕作层土壤中。在实验条件下,水体中的毒杀芬经103天后,尚存95%。水中的毒杀芬易被鱼和底泥吸收和吸附。鱼对毒杀芬的富集系数为300。水生植物中的毒杀芬含量可超过水中毒杀芬含量的220倍,超过淤泥中毒杀芬含量的37倍。在根和块茎作物(胡萝卜、甜菜、土豆等)中,毒杀芬主要富集于皮部。如胡萝卜皮含毒杀芬26mg/kg时,其浆中只含1~;土豆皮含毒杀芬时,浆中没有发现。迁移转化:毒杀芬在农业中用作接触杀虫剂时进入环境,可随农田的地表污水及大气降水进入水体和地下水中。毒杀芬从土壤的迁移,当它在土壤中的含量水平是10mg/kg,在空气中为,在水中为,在植物中为7mg/kg。危险特性:遇明火、高热可燃。燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳、氯化氢。3.现场应急监测方法:4.实验室监测方法:气相色谱法《水和废水标准检验法》第15版气相色谱法《常见有毒化学品环境事故应急处置技术与监测方法》胡望钧主编气相色谱法《固体废弃物试验分析评价手册》中国环境监测总站等译5.环境标准:前西德(1982) 职业环境空气中最高容许浓度 (皮)美国(1981) 饮用水中最高容许浓度 前苏联(1978) 渔业用水最高容许浓度 0mg/L联合国规划署(1974) 保护水生生物淡水中农药的最大允许浓度 μg/L美国(1977) 工业废水排放标准 前苏联(1978) 土壤标准 .应急处理处置方法:一、泄漏应急处理隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火源。应急处理人员戴好防毒面具,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,用清洁的铲子收集于干燥洁净有盖的容器中,运至废物处理场所。。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。二、防护措施呼吸系统防护:生产操作或农业使用时,建议佩戴防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴自给式呼吸器。眼睛防护:必要时戴安全防护眼镜。防护服:穿聚乙烯薄膜防毒服。手防护:戴防护手套。其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,彻底清洗。工作服不要带到非作业场所,单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。三、急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水及清水冲洗。就医。眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医。吸入:脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。食入:误服者,给饮足量温水,催吐。就医。灭火方法:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。有人研究了用亲核试剂将毒杀芬转化成毒性小的产物的过程,例如,用2-甲氧基乙醇钾转化成甲基溶纤剂(即乙二醇单甲醚),已经确定,在30至60分钟内即可产生解毒作用。眼睛受侵时,宜用温水、生量盐水或2%碳酸氢钠溶液冲洗,疼痛者可滴1%狄卡因溶液。废水处理方法有活性炭吸附法、偻状活性炭净化法、絮凝法、过滤法、氯氧化法等。防止沾污扩散:为防止沾污扩散,须加强保管工作,不得与食物或饲料一起存放。生产和使用时,须穿工作服,戴口罩及防护眼镜,避免接触皮肤。用毒杀芬处理过的土壤翻松应在处理后再过两星期才能进行耕作。大田作物收获期前21至25天内禁止施用。施药浓度要适量。土豆和甜菜在种植期的施药不允许多于3次。
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共10篇,寻找不易,如有疑问请追问,满意还望采纳 [1] 李保俊, 袁艺, 邹铭, 等. 中国自然灾害应急管理研究进展与对策[J]. 自然灾害学报, 2004, 13(3): 18-23.[2] 王学栋, 张玉平. 自然灾害与政府应急管理: 国外的经验及其借鉴[J]. 科技管理研究, 2006, 25(11): 149-151.[3] 王振耀, 田小红. 中国自然灾害应急救助管理的基本体系[J]. 经济社会体制比较, 2006 (5): 28-34.[4] 冯凯, 徐志胜, 冯春莹, 等. 城市公共安全规划与灾害应急管理的集成研究[J]. 自然灾害学报, 2005, 14(4): 85-89.[5] 付林, 周晶晶. 浅议我国地方政府自然灾害应急管理[J]. 商业经济, 2010 (2): 24-25.[6] 薛澜, 钟开斌. 突发公共事件分类, 分级与分期: 应急体制的管理基础[J]. 中国行政管理, 2005, 2: 102-107.[7] 王强, 田涛, 李军, 等. 自然灾害风险与中国应急管理制度[J]. 中国农业大学学报: 社会科学版, 2009 (3): 161-170.[8] 邓云峰, 郑双忠, 刘铁民. 突发灾害应急能力评估及应急特点[J]. 中国安全生产科学技术, 2006, 1(5): 56-58.[9] 曹丽. 关于自然灾害应急管理的思考[J]. 商场现代化, 2007 (08S): 246-247.[10] 莫靖龙, 夏卫生, 李景保, 等. 湖南长株潭城市群灾害应急管理能力评价[J]. 灾害学, 2009, 24(3): 137-140.
自然灾害的社会学分析3郭跃(重庆师范大学研究生处, 重庆400047)摘要: 自然灾害是自然与社会相互作用的产物, 它具有自然和社会的双重属性。从社会属性上看, 灾害是一个社会性事件, 是人的生存能力所不能承受的自然或社会变故, 是一种建立在自然现象基础之上的社会历史现象。按社会学的功能主义视角看, 自然灾害的出现可以是社会系统内部功能紊乱失衡的结果, 也可以是一种外部力量破坏原有社会结构的结果。按社会学的冲突论视角看, 灾害是社会各阶层为争夺利益的冲突外延。灾害的结果、过程、成因以及与社会的关系都显现出明显的社会学特征。因此, 运用社会学的理论和方法应该是我们认识自然灾害的本质属性, 搞好防灾减灾工作的一种重要的科学思想和方法。关键词: 自然灾害; 社会属性; 社会学性质; 功能主义; 冲突论中图分类号: X4文献标识码: A文章编号: 1000 - 811X (2008) 02 - 0087 - 05你好,我检索到了相关的论文资料,需要的话请加我QQ,497267666.谢谢
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共10篇,寻找不易,如有疑问请追问,满意还望采纳 [1] 李保俊, 袁艺, 邹铭, 等. 中国自然灾害应急管理研究进展与对策[J]. 自然灾害学报, 2004, 13(3): 18-23.[2] 王学栋, 张玉平. 自然灾害与政府应急管理: 国外的经验及其借鉴[J]. 科技管理研究, 2006, 25(11): 149-151.[3] 王振耀, 田小红. 中国自然灾害应急救助管理的基本体系[J]. 经济社会体制比较, 2006 (5): 28-34.[4] 冯凯, 徐志胜, 冯春莹, 等. 城市公共安全规划与灾害应急管理的集成研究[J]. 自然灾害学报, 2005, 14(4): 85-89.[5] 付林, 周晶晶. 浅议我国地方政府自然灾害应急管理[J]. 商业经济, 2010 (2): 24-25.[6] 薛澜, 钟开斌. 突发公共事件分类, 分级与分期: 应急体制的管理基础[J]. 中国行政管理, 2005, 2: 102-107.[7] 王强, 田涛, 李军, 等. 自然灾害风险与中国应急管理制度[J]. 中国农业大学学报: 社会科学版, 2009 (3): 161-170.[8] 邓云峰, 郑双忠, 刘铁民. 突发灾害应急能力评估及应急特点[J]. 中国安全生产科学技术, 2006, 1(5): 56-58.[9] 曹丽. 关于自然灾害应急管理的思考[J]. 商场现代化, 2007 (08S): 246-247.[10] 莫靖龙, 夏卫生, 李景保, 等. 湖南长株潭城市群灾害应急管理能力评价[J]. 灾害学, 2009, 24(3): 137-140.
季伟峰
(中国地质科学院探矿工艺研究所,四川成都,610081)
【摘要】地质灾害防治工程中对地质灾害体的监测十分必要。本文简要介绍了我国当前地质灾害监测的主要方法及新技术在工程实践中的应用,指出了地质灾害监测工程实践中存在的主要问题,展望了我国在本领域技术发展的趋势。
【关键词】地质灾害监测技术应用展望
自然地质环境和人为活动是引发地质灾害的两大主要原因。在最近的20多年时间里,随着我国人口的增加,经济建设的快速发展,特别是基础设施建设规模的扩大,建设与用地的矛盾十分突出。植被的破坏严重,使山体滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害在全国许多地区频繁发生,严重阻碍了灾害发生地的经济建设和社会发展。
1我国主要的地质灾害形式及危害
地质灾害及常见形式
地质灾害是指由自然地质作用和人为活动作用形成的,对人类生存和工程建设可能构成危害的各种特有的自然环境灾害的总称。
常见的地质灾害形式主要有6种,它们是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降,简称为崩、滑、流、塌、裂、沉。
三峡库区的主要地质灾害
三峡水利工程建成后将产生巨大的经济效益和社会效益。但它的建设对库区的自然环境也带来一定的直接或潜在影响。三峡工程的一期蓄水、二期蓄水和新城镇的建设已经给库区带来了不少地质灾害问题。在淹没区的新城镇建设中,由于在选址时考虑地质环境因素不够,使有些新城镇从建设一开始就与地质灾害结下了“不解之缘”。主要表现形式为人为高切坡和深基坑诱发的滑坡和崩塌。湖北的巴东、秭归,重庆的巫山、奉节、云阳、万县等地在新城镇的建设中都引发了大量的地质灾害,如何趋利避害是摆在我们面前的重大课题。
地质灾害的主要危害
地质灾害的危害是显而易见的。我国幅员辽阔,地质构造复杂,地貌千姿百态,山地和丘陵面积占国土总面积的2/3以上。全国34个省、直辖市、自治区以及特别行政区均存在着不同形式和不同程度的地质灾害,每年都要造成惨重的人员伤亡和财产损失。其中滑坡、泥石流和山洪等突发性地质灾害被定为国际减灾10年的主要灾种,由于这些灾害具有潜在性和突发性,一旦发生,来势凶猛,常造成断道、断航、构筑物损毁、人员伤亡和财产损失。在我国,每年丧生地质灾害的总人数达800~1000人,经济损失超过100亿元人民币。
地质灾害监测的特点
(1)滑坡等变形体分布通常较为分散,成因机制复杂。开展监测工作前,需有一定前期地质环境勘察、研究工作基础;
(2)地质灾害体大多位于交通、通讯十分不便地区,电源接入也很困难;
(3)目前大多数监测以手动为主,数据汇交速度相对较慢,人工劳务成本较高;
(4)与大坝、桥梁、隧道等固定建筑物、构筑物的安全监测相比,地质灾害监测具有开放的监测边界,条件复杂,自动化监测和遥测等监测手段、监测仪器的选择、固定安装、运行等须注意仪器设备的环境适应性和抗干扰性能,保证正常使用和安全运行。
2地质灾害防治工程中监测的必要性
地质灾害防治工程的监测根据工程所处的不同阶段,可分为施工安全监测、防治效果监测和长期稳定性监测,目前一般简单地统称为监测。在以往的工作实践中经常发现,除经济原因外,在地质灾害的治理过程中存在一定的盲目性。有些地质灾害进行了治理,理由是认为它不稳定。有些没有进行治理,理由是认为它是稳定的。除一些简单粗糙的勘察资料外,几乎没有充分的证据证明一个变形体稳定与否,是否需要进行工程治理。如果对滑坡等变形体进行必要的监测,将会减少这种盲目性,收到事半功倍的效果。
对于已采取工程措施的地质灾害体
对于已采取工程措施的地质灾害防治工程,在治理过程中,根据监测结果进行效果评价,指导施工,及时对设计进行修改;防治工程竣工后,随着周围环境条件的变化,约束条件也会发生变化。如锚索的腐蚀和松弛、地下水位变化、临空面加大、工程质量不高、巨大外力(如地震和大爆破)等,都有可能使一些已经治理过、暂时处于相对稳定的滑坡变形体重新失稳,如不进行持久的监测,它们具有更大的欺性和危险性,并非就可以高枕无忧,仍需通过必要的监测来评判它的治理效果和长期稳定性。
对于未采取工程措施的地质灾害体
对于一些未经治理、而又具有潜在危害的地质灾害体,监测也是十分必要的。一些暂时没有资金进行工程整治但又对人民生命财产构成较大潜在威胁的大型滑坡变形体,以投资较小的监测工作来弥补是有效的方法和途径。通过有效的监测既可对其稳定性进行评价,监测结果又可为是否治理和如何治理提供设计依据。用监测的手段对滑坡等变形体进行有效的监控,是一项投资少、见效快的方法,目前已逐步被一些政府官员和业主所接受并推崇。他们也意识到用工程手段进行整治后应该用监测数据来验证,否则是盲目的。但目前仍有相当多的管理和设计部门只注重被动的治理和亡羊补牢,而不注重防患于未然。
3当前地质灾害监测的主要方法
以往作为监测工作的对象,主要是对一些重要的构筑物和大型建设工程的变形、位移、沉降等进行监测,如水利水电大坝、大型桥梁、重要厂房、大型地下隐蔽工程、矿山边坡和尾矿坝等。对复杂的地质灾害体进行监测,则是近些年才逐渐开始应用的,当前采用的主要监测方法有以下几种。
地面绝对位移监测
绝对位移监测是最基本的常规监测方法,测量崩滑体测点的三维坐标,从而得出测点的三维变形位移量、位移方位与变形位移速率。主要使用经纬仪、水准仪、红外测距仪、激光准直仪、全站仪和GPS等,应用大地测量法来测得变形体上某点的三维坐标。
地面相对位移监测
地面相对位移监测是量测崩滑体重点变形部位点与点之间相对位移变化(张开、闭合、下沉、抬升、错动等)的一种常用的变形监测方法。主要用于对裂缝、崩滑带、采空区顶底板等部位的监测、沉降观测等,是位移监测的重要内容之一。目前常用的监测仪器有振弦位移计、电阻式位移计、裂缝计、变位计、收敛计等。
钻孔深部位移监测
对于滑坡等变形地质体来讲,不仅要监测其地表位移,也要监测其深部位移,这样才能对整体的位移进行判断监测。方法是先在滑坡等变形体上钻孔并穿过滑带以下至稳定段,定向下入专用测斜管,管孔间环状间隙用水泥砂浆(适于岩体钻孔)或砂、土石(适于松散堆积体钻孔)回填固结测斜管;下入钻孔倾斜仪,以孔底为零位移点,向上按一定间隔(一般为或1m)测量钻孔内各深度点相对于孔底的位移量。常用的监测仪器有钻孔倾斜仪、钻孔多点位移计等。
应力监测
对于滑坡等变形体不仅要监测其位移的变化,还需要监测其内部应力的变化。因为在地质体变形(或称运动)的过程中必定伴随着变形体内部应力变化和调整,所以监测应力的变化是十分必要的。常用的仪器有锚杆应力计、锚索应力计、振弦式土压力计等。
水环境监测
对于崩滑体来讲,除了自然地质条件和人为扰动外,水是对滑坡的稳定状态起直接作用的最主要因素,所以对水环境(含过程降雨及降雨强度、地表水的流量、地下水位、渗流量、渗流压、孔隙水压力、地下水温度等)进行监测十分重要。常用的监测仪器有量水堰、遥测雨量计、测钟、电测水位计、遥测水位计、渗压计、渗流计、电测温度计等。
地震监测
地震监测适用于所有的崩滑监测。地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一,因此对崩滑体的稳定性起着重要作用。当地质灾害位于地震高发区时,应经常及时收集附近地震台站资料;必要且条件许可时,可采用地震仪等监测区内及外围发生的地震强度、发震时间等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、评价地震作用对区内的崩滑体稳定性的影响。
人类相关活动监测
人类活动如掘洞采矿、削坡取土、爆破采石、加载及水利设施的运营等,往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害,在出现上述情况时,应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测,应监测对崩滑体有影响的项目,监测其范围、强度、速度等。
宏观地质调查监测
采用常规地质调查法,定期对崩滑体出现的宏观变形痕迹(如裂缝发生及发展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨胀、隆起、建筑物变形等)和与变形有关的异常现象(如地声、地下水异常等)进行调查记录。该法具有直观性强、适应性强、可信程度高的特点,为崩滑监测的主要手段,也是群测群防的主要内容。适用于所有崩滑体,具有准确的预报功能。
4监测新技术的研究与工程实践
国外监测新技术的研究与应用
发达国家在岩土工程及地质灾害监测领域不但有传统的监测方法和仪器,近年来已将高新技术应用于地质灾害预测、预警工程。美国的PDI公司、Geokon公司、意大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德国Zeiss公司、日本尼康公司等在监测方法的创新和新技术的应用方面都处于领先地位。红外技术、激光技术、微波技术、光纤技术、格区式光栅技术、机电一体化、自动化技术、卫星通讯技术、计算机及人工智能等高新技术在监测技术方法和仪器的开发研究中得到了广泛的应用。可以这样讲,作为岩土工程监测一个分支的地质灾害监测及监测仪器,已经不是传统意义上的大地测量仪器,而是实现了传统方法和仪器与现代高新技术的完美结合,把监测仪器的技术水平推到了一个崭新的阶段,并正在向更高层次发展。国外具有代表性的产品有 Leica公司的TCR1800全站仪、TCR2003测量机器人、Geomos系统、DNA电子水准仪、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列电子水准仪、North America公司的钻孔多点位移计、Sicon公司的岩土工程监测系列仪器等。
国内监测新技术的研究与应用
国内水电系统和国土资源部都开展了这方面的研究,如水利科学院、中科院有关院所、国土资源部技术方法研究所等。我所伴随着三峡工程的建设,在国土资源部的大力资助下,也开发了多种岩土工程及地质灾害防治监测仪器,如钻孔倾斜仪系列、应力测量系列、地面位移测量系列等监测仪器、多参数遥测系统等,还承担了科技部“崩滑地质灾害自动化监测系统”项目的研究,为测量仪器国产化做了大量的工作,产品在三峡库区和国家的重大工程中得到了较好的应用。我所近几年研究的成果并形成的产品主要有以下8项:
(1)DMY型激光隧道断面张敛测量系统;
(2)BYT型光纤崩滑体推力监测系统;
(3)DZQX新型多功能钻孔倾斜仪;
(4)崩塌无线自动化监测预报系统;
(5)PSD型微位移变形测量系统;
(6)MS型锚索(锚杆)测力系统;
(7)DHS型地层含水率仪;
(8)岩心定向与取心技术研究。
工程监测实践
在研究开发的同时,我所用自己研究的成果积极参与国家重大基本建设工程的监测工作和三峡库区地质灾害防治的工程监测,取得了较好的经济效益和社会效益。最近几年承担的重大监测工程有:
(1)宝成复线清江大断面双线长隧道变形量测;
(2)成昆铁路电气化改造西昌南马鞍堡隧道变形量测;
(3)北京地铁复八线变形量测;
(4)上海地铁一号线人民广场站变形量测;
(5)青岛地铁试验段变形量测;
(6)成(都)—南(充)高速公路高陡边坡变形及量测;
(7)内(江)—宜(宾)高速公路高边坡变形量测;
(8)丹(东)—沈(阳)高速公路丹本(溪)段全线隧道验收工程;
(9)318国道二郎山—康定段 K2794+860~980滑坡的地面位移、深部位移及应力监测;
(10)奉节县、云阳县地质灾害监测工程。
5监测技术发展展望
(1)地质灾害的发生将更加频繁,危害程度更大,监测工作将受到更多的重视,监测成果应用将产生更大的社会效益。
(2)在我们的上级主管部门——中国地质调查局的支持下,我们的监测仪器研究及运行系统软件开发将会得到更多资助,并使我们的监测手段更加完备,登上一个新的台阶,具有更强的市场竞争能力。
(3)自动化监测和遥测是地质灾害监测的发展方向,但目前实施还有很多困难。
(4)地质灾害具有一定区域性,是一项公益性的事业,更需要政府的引导和支持。
6结语
通过几年的监测工程实践,目睹了不少由于忽视地质灾害的工程安全监测和失效工程而导致生命和财产的损失,也看到不少通过监测成功预报灾害而避免灾害发生的实例。在实行工程质量终生追究制的今天,对地质灾害及相关岩土工程的安全进行长期监测显得尤为重要和迫切。
监测工程是地质灾害防治工程体系的重要组成部分,不能重治轻防,应做到治理、防范、监测并重,有时甚至重于工程治理手段。
在一定时期内对滑坡变形体实施监测工程,可以节省大量的投资。
地质灾害防治工程应建立在科学监测的基础上,以监测指导设计、施工、工程效果评价,以科学的态度面对它,应从过去的凭经验和粗糙的勘察上升到定量阶段,只有这样,才能对滑坡变形体进行深入的认识和科学评价。
监测工作不是可有可无的,它是工程诊断的需要,是从事地质灾害研究和预测必不可少的一项工作。
防范重于救灾,监测胜于治理。
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岩土工程的地质灾害防治措施论文
在平时的学习、工作中,大家对论文都再熟悉不过了吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样才能写的好吗?下面是我为大家整理的岩土工程的地质灾害防治措施论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要:
经济发展使得各种资源开发及工程不断开展,不同地区地表都受到不同程度的破坏,导致地质灾害不断发生。因此,工程在实际建设中,需考虑到多方面因素要求,注重减少对的周围地质的破坏。地质灾害自身情况复杂,且容易出现突发情况,分布分散,威胁人们生命安全。岩土工程中,地质灾害对周围环境及人员影响最大,为避免地质灾害发生,以下对其防治方法措施详细分析,旨在为合理应对地质灾害奠定理论基础。
关键词 :
岩土工程;地质灾害;防治方法;实践;
我国国土辽阔、地势复杂,地质灾害发生严重,且地质灾害自身种类较多,容易对周围人们财产及生命安全造成严重影响[1]。为解决这一问题,需采取先进的防御措施,对地质灾害进行提前防治,针对岩土工程的真实情况,有针对性的采取防治措施,降低地质灾害发生几率。
1、地质灾害及其造成的影响
地质灾害
我国地质灾害种类较多,但是经常发生的为泥石流、岩石滚落、地面塌陷等等,文章主要针对泥石流地质灾害、崩塌及滑坡等进行分析介绍。
地质灾害特点及影响
滑坡
滑坡主要是斜坡的岩土受到雨水冲刷,加之原本重力影响,导致岩石向下移动,形成灾害。若斜坡岩土没受到外界力的影响,则一般不会出现滑坡。发生滑坡危害的原因来说,如雨水冲刷、斜坡水土流失、斜坡植被过度开采等,都会导致滑坡发生。
崩塌
岩土工程施工本身是对岩土进行施工操作,施工的过程中可能会导致部分岩土产生裂缝,导致岩土分为较多部分[2]。分裂后的岩土其自身较为空虚,崩塌会往往滚落堆积到底部。发生崩塌的原因主要是对矿产过度开采,或土木工程不合理开发、水库发生渗漏等,导致原本岩土受到破坏。
泥石流
泥石流在我国属多发性地质灾害,对交通及附近经济发展造成严重影响,威胁附近居民生命安全。分析泥石流产生的原因,发现其主要是山区降水过多,导致泥沙和石块等固体伴随雨水形成含有大量泥沙的洪流。导致泥石流的原因较多,其中,对土体不合理开发,容易导致泥石流发生,岩土开发随意,导致岩土完整性及稳定性都受到较大影响,土体自身受到较大冲击,就会导致泥石流发生。最后山林滥砍滥伐,导致岩土失去固定依赖,更容易被雨水冲刷,容易引发泥石流。
2、岩土工程地质灾害防治技术分析
滑坡防治
滑坡对周围交通安全、居民生命安全、财产安全的影响较大。对滑坡进行治理,可以在容易滑坡的位置的上方,采取清方减载、填土反压等方式,做好外部支持,同时以抗滑挡墙技术,避免滑坡发生后,对下方公路造成严重的阻塞影响[3]。采用抗滑挡墙,其施工布置灵活,不同山体、土坡都可迅速建设,施工简单。在早期我国铁路建设中,为避免滑坡对铁路造成严重影响,还采用抗滑桩技术,发现其滑坡治理效果一般,后采取地表排水及减方减载相结合的措施,采用多技术结合互补,建立滑坡治理体系,在治理中对地面、地下、立体排水等综合治理,发现治理效果突出,有效控制滑坡地质灾难出现。
崩塌防治
崩塌本身灾难来临迅速,威胁较大。对崩塌防治,需对对应岩土仔细检查,看岩土是否不稳,若发现确实不稳定,应对岩土加固处理,避免岩土发生滑落,减少土体产生裂缝几率。相较于滑坡防治,对崩塌防治难度较低,治理简单。但是,就陡峻边坡崩塌治理而言,其裂缝和沿途结构组合及地质情况具有不确定性,无法以人为方式很好的预控制,受卸荷裂隙区扩张、扩展影响较大,裂缝分布较为集中的.区域,需对危险性岩土进行清理,之后采取锚杆加挂网喷护锚固方式实现对土体的加固保护,避免崩塌发生。
生物措施
通过生物对地质灾害进行防治,防治环保,有利于促进生态和谐。例如,可采用植树造林、退耕还林方式进行防治,保持水土。通过植物种植的方式,确保水土稳定,若岩土受到外界强烈冲击,岩土仍然受到植物根系天然保护,不会发生滑坡、坍塌等地质灾害。此外,采取生物措施对一些地质灾害进行防治,其社会价值及经济价值突出,在保护环境的同时,可改善地区生态平衡。
但是,当下生物措施仍然存在一些不足,其生物措施发挥作用时间较长,植物需经过较长时间的种植,才能发挥自身真正作用。因此,在部分经常发生泥石流、坍塌、滑坡等地区,要结合当地情况,选择最合理的措施对地质灾害进行控制。同时,一些地区可采用封山育林的方式,对地质灾害进行有效防治,同时建设良好生态环境,减少地质灾害发生几率。
泥石流防治
不同地质灾害中,泥石流造成的破坏范围最广、影响最大。在泥石流防治中,要重视周边的环境治理,还要全面治理当地岩土,管理部门结合生态工程,充分了解泥石流发生的现状,对区域化沟、坡全面检查治理,在经济迅速发展大环境下,对泥石流的治理按照上坡治理为主,对堆积区、沟谷区等依次治理。在实际遇到泥石流问题,不能按照理论死搬硬套,要具体问题具体分析,针对实际情况变化综合考量,发现某地区灾情严重,要预先建立防护林,对裸露的地表加固处理,稳固斜坡,提高岩土结构,避免侵蚀现象不断加剧。
要针对容易发生地质灾害区域的自然条件以多种措施配合,提高防治效果。在严重的地质灾害区域,可采取适当避让措施,减少地质灾害发生对人员造成不可挽回的影响。例如,在雨雪天气应适当避让山区公路,可能出现灾害的变形斜坡、工程隐患,在恶劣天气下远离那些区域,位于山脚位置的山村、城镇要制定好紧急转移措施,下雨天安排好居民转移。
3、结束语
综上所述,岩土工程地质灾害防治工作并不是一时可以完成的,要将眼光放长远,以新型材料、新型技术融入到地质灾害防治中去,完善地质灾害的防治措施。岩土工程施工中,需对现场环境仔细检查,了解施工中可能出现的地质灾害,了解不同地质灾害造成的安全风险,重视对不同的地质灾害的防护处理,有效避免灾害产生。
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2008年5月12日14时28分,在青藏高原东缘龙门山地区发生了汶川8级强烈地震,成为继2001年11月14日昆仑山口西级地震之后在中国大陆发生的又一次强烈地震,造成了惨重的人员伤亡和巨大的财产损失。
面对“5·12”汶川8级地震突发灾害,中国地质科学院组织专家,最先对发震动力学背景进行了科学分析,第一时间奔赴震中地区开展地表破裂变形与地震地质灾害调查。随后组织来自院本部、地质研究所、水文地质环境地质研究所和地球物理地球化学勘查研究所的80余位科学家,系统开展地震科学钻探选址、活动断裂与地震变形观测、地应力测量、地质灾害地面调查、堰塞湖与水工环综合评价。6位专家参加国家汶川地震专家委员会,编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》,组织召开汶川地震动力学分析研讨会,2位专家参加国土资源部抗震救灾前方指挥部工作。在第33届国际地质大会期间,组织汶川地震大型展览,应邀作汶川地震、地震科学钻、地表破裂等学术报告,受到国际同行的高度关注。组织申报汶川地震断裂带科学钻探工程,2008年11月第一口地震科学钻开工;组织落实国家专项、“973”课题、地质调查项目等科研任务,有效地调整了面向地质灾害的学科结构和人才布局。
在2008年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会,许志琴院士作汶川大地震发震背景与科学钻探报告,董树文、吴珍汉研究员作汶川大地震中国地质科学院的快速反应报告,评委会将“5·12汶川地震后中国地质科学院的快速反应与调查研究”评选为中国地质科学院2008年度科技特别进展。
中国地质科学院领导为首批赴震区调查组送行
第一时间组织开展发震动力学背景分析和地震地质灾害考察
“5·12”汶川地震发生后,中国地质科学院专家以高度的责任心,最先对发震动力学背景进行了科学分析;5月14日董树文、张岳桥研究员等科学分析了汶川地震发生动力学背景,彭华研究员等报道了汶川地震前地应力异常资料,并通过中国地质调查局《汶川地震简报》(2,3)上报国土资源部。2008年5月15日许志琴、董树文等参加中国地质调查局汶川地震机制会商会,讨论了地震背景和机理。2008年5月18日通过新华社面向国内外发布发震构造背景、地震破裂性质和余震长期活动的科学报告,全国各媒体纷纷转载。
2008年5月16~24日,院组织以董树文副院长为领队,由吴珍汉研究员、张岳桥研究员、张永双研究员、陈正乐研究员、杨农研究员、雷伟志副研究员、石菊松博士、施伟博士共9位专家组成的中国地质科学院地震地质灾害考察队,爬跋山涉水、风餐露宿,冒着生命危险,克服重重困难,深入地震重灾区北川县城、映秀镇、陈家坝、青川县城、关庄镇与红光镇东部,实地考察活动断裂、地震破裂与地震地质灾害,获得汶川8级强烈地震地表变形、地震灾害和地震触发地质灾害第一手宝贵观测资料。6月6日完成第一篇汶川地震地表破裂论文,7月份发表在《地质学报》(英文版)。
中国地质科学院考察队向国土资源部抗震救灾指挥部提交了多份有价值的考察报告,向当地政府和群众提供了及时有效的地震科学知识及抗震救灾建议,积极协助县市抗震救灾指挥部开展地震地质灾害调查和应急排查工作。5月21日,董树文研究员、张岳桥研究员、吴珍汉研究员在广元市接受四川人民广播电台、广元市电视台、广播电台联合采访,科学地解读地震原因,解惑群众惊恐和不安。
中国地质科学院专家第一时间赶赴震中区开展地震地质灾害野外考察
a—在北川县城南郊任家坪测量地表破裂变形;b—在关庄西北观测东河口堰塞湖;c—接受地方电视台和广播电台联合采访,普及地震科学知识
参加国家汶川地震专家委员会和国土资源部抗震救灾工作
5月21日中国地质科学院6位专家被选为国家汶川地震专家委员会委员,许志琴院士任专家委员会副主任,赵文津院士、董树文研究员、廖椿庭研究员、张岳桥研究员、吴树仁研究员为专家委员会成员;5月28日组织召开首次汶川地震动力学分析研讨会,对地震机理、地震预报及相关科学问题进行了深入讨论;6月20日许志琴与董树文等编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》,为抗震救灾和震后重建提供了重要参考资料;赵文津院士分析了我国大震地质、地球物理数据,对地震工作和地震预报工作提出建设性的意见。9月4日董树文委员作为国土资源部代表出席了国务院新闻办主持的“汶川地震专家委员会汶川地震新闻发布会”,介绍了地震—地质灾害损失与防治工作。5月24日~6月24日,中国地质科学院韩子夜所长和吴珍汉研究员进入国土资源部抗震救灾前方指挥部,在总指挥汪民副部长直接领导下开展工作,协调地震地质灾害应急调查,深入汶川地震重灾区实地考察地质灾害,为抗震救灾工作做出了积极贡献。
6月1~25日,在国土资源部科技与国际合作司支持下,中国地质科学院组织开展了汶川地震综合调查,许志琴院士任组长,龙长兴所长和胡平副所长任副组长,分应急选址、地应力监测、活动断裂与场址稳定性调查、科学钻选址、物化探测量与监测5个小组,分别开展野外调查与观测工作,获得宝贵的多学科综合观测资料。5月23日~6月5日,中国地质科学院水文地质环境地质研究所受国土资源部委派,组织以张发旺副所长为领队专家队伍10余人,奔赴汶川地震灾区,圆满完成了10个堰塞湖的调查评价任务,提交了6份技术报告,受到水利部抗震救灾指挥部和武警水电官兵的充分肯定,为堰塞湖监测和治理工程设计施工提供了重要依据。6月下旬,地质力学研究所组织专家赴汶川地震震中地区,布设天然地震观测台站,为余震精确定位和深部地震构造分析提供了重要的地球物理观测资料;水文地质环境地质研究所根据国土资源部和中国地质调查局相关部署,组织专家赴甘肃陇南市和文县,开展灾后重建规划地质安全与水土资源保障程度综合评估,为灾后重建的宏观决策提供科学依据。
中国地质科学院组织专家积极投入汶川地震地质灾害调查
a—国家汶川地震专家委员会董树文委员出席9月4日汶川地震新闻发布会,介绍地质灾害损失与防治工作;b—地质力学研究所龙长兴所长带领活动断裂与场址稳定性调查骨干成员抵达地震灾区;c—地球物理地球化学勘查研究所技术人员在地震灾区开展物华探野外测量;d—水文地质环境地质研究所张发旺副所长与武警水利专家讨论堰塞湖灾害隐患及治理方案;e—地质研究所地震科学钻选址组专家在野外测量地震变形和同震位移;f—地质力学研究所何长虹副书记带领专家在震中地区了解地震灾情并选择天然地震观测地点
组织实施汶川地震断裂带科学钻探工程
在汶川地震专家委员会和国土资源部指导下,在中国地质调查局直接领导下,中国地质科学院许志琴院士带领有关专家策划并组织申报“汶川地震断裂带科学钻探工程”,得到温家宝总理等领导及时重要批示。2008年11月第一口地震科学钻开工,成为世界上响应地震最快的地震科学钻探工程。汶川地震科学钻探工程将采用先进钻探工艺,对汶川地震和复发微震的源区进行直接取样,开展地质构造、地震地质、岩石力学、化学物理、地震物理、流变学等多学科观测、测试分析和综合研究,揭示控制断裂作用和地震发生的物理过程和化学作用,为地震监测、预报或预警提供基础数据和重要信息,促进地震科学发展。
汶川地震科学钻探工程一号孔开钻仪式
徐绍史部长向汶川地震断裂带科学钻探工程中心主任王学龙副局长和首席科学家许志琴院士授牌
组织第33届国际地质大会汶川地震大型展览与专题报告
2008年8月中国地质代表团参加在挪威奥斯陆举行的第33届国际地质大会上应组委会特邀作汶川地震学术报告,举办了汶川地震大型展览,展版面积18m×3m(图3);董树文研究员在“地质灾害”每日主题会上作了题为“汶川地震灾情与中国地质科学家反应”的报告,许志琴院士在专题会议上作汶川地震科学钻探学术报告,张岳桥研究员在国际岩石圈研究专题会上作有关汶川地震破裂与变形学术问题的报告,受到各国代表的高度关注。
副院长董树文研究员在地质灾害“每日专题”作汶川地震学术报告
第33届国际地质大会汶川地震大型展览
地质力学研究所全力以赴抗震救灾
“5·12”汶川大地震,震撼了中国,震撼了世界。在祖国面临大灾大难的关键时刻,地质力学研究所没有观望,没有等待,更没有退缩,立即组织有关专家,无条件投入抗震救灾行动,连夜展开震源机制分析,震情迁移分析,灾情分析。在老所长董树文副院长的组织领导下,紧急组成了调查组,第一时间奔赴灾区,冒着生命危险,开展活动断裂、地质灾害调查,收集掌握宝贵的第一手科学资料,发挥专业优势,为抗震救灾提供科技支撑。随后又多次派出专家组,前往灾区开展相关工作;同时组织多名专家、研究生组成专家组,在局的统一部署下,紧急展开地质灾害遥感解译以及环境承载力评估等方面工作,他们不分昼夜地坚守在自己的岗位上。
地质力学研究所先后直接参加抗震救灾一线工作的人员有62人,其中赴震区前线的人员有35人,坚守在后方的人员有27人;有3位专家进入国务院汶川地震专家委员会,有7位专家进入科技部专家组,为全国抗震救灾工作提供科技支撑。在整个抗震救灾行动中,地质力学研究所干部职工无私无畏的精神,坚强有力的行动,卓有成效的工作,得到了各级领导和同行们的肯定和认可,得到了各种方式的表彰。地质力学专业委员会荣获中国科协“抗震救灾先进集体”称号,张岳桥、杨农、雷伟志、施玮分别获得有组织评选的抗震救灾先进个人光荣称号。
地质力学研究所专家在地震灾区开展地震变形与地质灾害现场调查
地应力观测站5月12日观测到的地壳应力应变变化曲线
地壳应力应变变化曲线
地质力学研究所天然地震台网观测的余震震中分布图
水文地质环境地质研究所专家赴四川灾区调查堰塞湖险情
2008水文地质环境地质研究所专家赴四川灾区调查堰塞湖险情年5月23日~6月2日,受中国地质调查局委派,水文地质环境地质研究所党委、所领导抽调精干力量张发旺、张兆吉、王贵玲、王建中、韩双平、韩占涛、聂振龙、侯宏冰、蔺文静、钱永等10位同志,与水环地调中心的孙建平等5位同志、天津地调中心肖国强等3位同志一起到四川灾区的绵阳、德阳两个重灾区调查堰塞湖险情。
震后的灾区一片疮痍,加之堰塞湖出现的地方均处于位于发震断裂附近的深山中,是震灾最严重的地方,道路山体滑坡、坍塌等非常严重,有些地段,山体松动,地势险峻,随时都有继续垮塌的危险。
面对如此艰难险境,调查组成员不畏艰险,不顾劳累,连续作战,只要天气情况允许就出发。山里道路往往已经被巨石堵塞,调查组只能徒步前进,沿途河谷狭窄,两侧山体陡峭,许多地段岩体松动,摇摇欲坠,随时有滚落的可能。如遇到余震发生,后果不堪设想。5月25日下午,在四川青川县又发生了震后的最大一次余震,震级高达级,此时,调查队员刚刚从山中出来不到2个小时。
就是在这样的条件下,调查组通过一星期的辛苦工作,配合水利部出色地完成了调查任务,提交了7个堰塞湖的调查报告,受到水利部抗震救灾指挥部绵阳堰塞湖前沿指挥部的充分肯定,提出的建议已经被采纳,用于堰塞湖的治理工程设计和施工中。
中国地质科学院年报.2008
水文地质环境地质研究所专家在地震灾区调查评价堰塞湖险情
地球物理地球化学勘查研究所积极投入抗震救灾及调查研究工作
“5·12”汶川8级地震突发之后,在国土资源部和中国地质调查局统一部署下,地球物理地球化学勘查研究所以高度的责任心和使命感,积极投入到抗震救灾工作中去。
五月下旬,国土资源部选派人员组建部抗震救灾前线指挥部,韩子夜所长受汪民副部长指派,担任前线指挥部办公室主任,除了办公室的日常工作外,还负责指挥部的后勤工作。在韩子夜所长的带领下,前线指挥部办公室高效运转,为部领导决策、统领所属各单位在灾区井然有序地工作提供了有力的支撑。
汪民副部长、韩子夜所长及科研人员在至四川前线指挥部研讨抗灾工作
选址物探测量组在现场工作
物探测量组在布设测线
六月初经国土资源部再次统一调遣,地球物理地球化学勘查研究所先后派出两批专家前往灾区第一线参加抗震救灾工作。由胡平副所长亲自带队,统一指挥,两批专家一行12人,携带7台套物化探设备,四辆越野车以及其它有关装备,分成两组积极投入到“汶川强震活动断裂调查与灾区重建场址稳定性评价”工作当中去。第一组即物化探监测组,主要进行了天然电磁场、地磁场和地气监测工作,为余震活动趋势分析和活动断裂调查提供了重要的数据。第二组即应急选址地球物理测量组,主要开展了EH4电磁测深和高密度电阻率法测量工作,为探明擂鼓盆地基岩埋深及构造发育情况和灾后重建选址提供了重要依据。
另外,在此期间,地球物理地球化学勘查研究所分别派遣两名同志前往灾区参加了抗震救灾捐赠仪器的验收工作和国土资源作家协会的撰稿工作;还有三名同志被派驻京参加了部局机关抗震救灾的保障和宣传工作。
国家地质测试中心参加汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)—地下流体异常及地震前兆关系研究
目前已建设WFSD现场流体实验室,利用在线脱气装置、质谱仪等,进行了实时流体监测,主要测定组分包括He,CH4,CO2,Ar,H2,O2,N2和氡。正随钻建立流体地球化学剖面,开展流体变化与地震前兆的相关性研究。
WFSD现场流体实验室
WFSD现场在线脱气装置
高幼龙1张俊义1薛星桥1谢晓阳2
(1中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所,河北保定,071051;2西北化工研究院,陕西临潼,710600)
【摘要】本文在地调项目工作实践的基础上,系统地总结了地质灾害实时监测的含义、特点和系统构成。详细介绍了巫山县地质灾害实时监测预警示范站的构建,针对实际运行状况,评价了实时监测技术的可行性和可靠性。
【关键词】地质灾害实时监测远程传输示范站
1 引言
随着现代科学技术的发展和边缘学科的相互渗透,自动控制、网络传输等越来越多的技术被不断应用于地质灾害的监测当中,极大地提高了监测的自动化水平,在一定程度上缓解了生产力匮乏和地质灾害急剧增加之间的矛盾。国际上,美国、日本、意大利等发达国家在一定的区域范围内建立了基于降水量、渗透压、斜坡变形等参数的地质灾害实时监测系统,借助国际互联网实现了监测数据的集中处理与实时发布。与之相比,我国地质灾害监测的实时化、网络化水平依然较低,监测信息为公众服务的功能未能得到明显体现,预警的信息渠道不畅,对重大临灾的地质灾害缺乏快速反应能力。因此,在我国进行地质灾害实时监测预警研究,对重大灾害体实施实时化监测预警,具有十分现实的意义。
笔者在参加地质调查计划项目《地质灾害预警关键技术方法研究与示范》的过程中,对实时监测技术进行了较为深入的研究,并在我国重庆市巫山县新城区建立了地质灾害实时监测预警示范站,经过个水文年的示范运行,验证了实时监测的可行性和可靠性。在对示范成果初步总结的基础上形成此文,以期实时监测技术得以快速成熟及推广应用,为我国地质灾害防治事业作出贡献。
2实时监测的含义和特点
实时监测(Real-Time Monitor,RTM)指通过各种监测、采集、传输、发布技术,让目标层人员在第一时间内了解、掌握有关灾害体的变形动态和发展趋势,进而作出决策的多种技术的集合。其最主要的特点为实时性,即远程的目标层人员可在第一时间获取灾害体的全部变形信息,而获取的过程是自动的,无需技术人员值守干预。显而易见,实时的特性可以最大限度地解放劳动力,降低监测人员风险和运营成本。
同传统监测技术相比,实时监测的数据采集方式是连续的、跟踪式的,数据的采集周期很短,通常在数小时之内,甚至更短。这对于跟踪灾害体变形过程,进行反演分析具有十分重要的意义。其庞大的数据量通常也会对配套的软硬件系统提出更高的要求。
不难理解,实时监测也是自动化监测。所使用的监测仪器均需自动化作业方可实现无人值守。监测仪器自动化分为两种,一种是监测仪器本身具备定时采样和存储功能,另一种是通过第三方的自动采集仪控制采样。不管使用何种方式或基于何种原理,其数据采集是能够自动或触发实现的。
监测数据远程传输是实时监测的另一主要特点。通常情况下,监测控制中心设立在远离灾体、经济相对发达的城镇区,需要借助公众通信网络或其他介质将各种类型的监测数据“搬运”过来,进行相应的转换计算,生成目标层人员所需要的成果。这个“搬运”过程即监测数据的远程传输。传输分为两种方式,一种是有线传输方式,如架设通信线缆或光缆,在电话线两端加载 Modem等;另一种是无线传输方式,如借助 GSM/GPRS或 CDMA网络、UHF数传电台或通信卫星等。
由于实时监测是数据自动采集、传输、发布等多个技术的集合,其中的任何一个环节失败均可导致系统无法正常工作,因此,实时监测是存在风险性的。其风险构成除电力(如断电停电)等保障体系统风险和监测仪器(如传感器、采集仪故障)、传输系统(如占线、网络资源不足、数据安全)、发布系统(如网路阻塞、病毒入侵、系统崩溃)等技术风险外,还包括人为抗力风险,如监测仪器设施的人为破坏、网络系统的恶意攻击等。对于风险的营救除最大程度地降低保障体系风险和技术风险外,需要通过立法、宣传等有效措施降低人为抗力风险,并设技术人员对监测系统进行即时维护,保障系统正常运行。
3实时监测系统构成
实时监测系统由监测仪器设施、数据采集系统、数据传输系统和网络发布系统四个子系统构成。各子系统均可独立运行,以单链的方式协同工作。其工作原理如图1所示。
图1实时监测系统工作原理示意图
监测仪器设施
监测仪器及设施是获取灾害体变形参数最前端、最主要的组成部分,固定安装于灾害体表层或深部,并能够表征灾害体对应部位的变形、变化。监测仪器的类型取决于所采用的监测方法。在地质灾害监测中,常用的监测方法包括灾害体地表及深部位移、应力、地下水动态、地温、降水量等(表1)。监测仪器的精度、数量及布设位置是在地质灾害勘查及综合分析的基础上,从控制灾害体主体变形的需要设计确定的。监测仪器通常和相应的监测设施,如监测标(墩)、保护装置等相互配合,完成灾害体相关参数的获取。
数据采集系统
顾名思义,数据采集系统用于收集、储存各类监测数据,是通过单片机或工业控制技术实现的。目前,多数监测仪器均有配套的数据采集及存储装置,可按设定的数据采集间隔定时自动化工作,并对原始数据进行转换计算。数据采集装置通常具有 RS-232或其他标准通信接口,可以方便地将数据下载至 PC中作进一步分析处理。对于不具备配套数据采集装置或仅具备便携式读数装置的监测仪器,则可以通过第三方的数据采集仪实现自动采集工作,通用型的数据采集仪可方便地将频率、电压等模拟信号转换为数字信号加以存储和处理,并具备标准通信接口和PC交换数据。由于数据采集仪多置于监测仪器附近,二者间通常使用线缆相连接。
表1常用监测技术方法简表
数据传输系统
数据传输系统用于完成数据采集仪—控制中心—用户间的数据传递。实际上,控制中心—用户间通常是利用国际互联网、通过发布系统实现的,所以狭义上的数据传输指数据采集仪—控制中心之间(即灾害体现场至控制中心)的数据传递。
按照灾害体和控制中心空间距离的长短,可将数据传输分为近距离数据传输(一般低于2km)和远程数据传输两种类型。前者由于传输距离较短,一般采用线缆连接,后者则采用远程数据传输装置。
按传输介质,远程数据传输分为有线传输和无线传输两种方式。目前常用的有线传输方式有电话线连接(即在电话线两端加载 Modem对数据进行调制、解调)、光缆连接等,无线传输方式有数传电台(用于中远距离)、GSM/GPRS或 CDMA移动通信网络、通信卫星等(图2)。
图2常用的数据传输方法
信息发布系统
信息发布系统通过国际互联网,以 Web主页的方式向目标层人员(即用户)提供各类监测信息。监测信息包括灾害体地质条件、发育特征、监测网布置方式、多元监测数据、监测数据随时间推移曲线变化情况、监测信息公告及图片、视频等。
信息发布系统由底层数据库和发布主页两部分构成。前者用于管理各类基础信息及监测数据,为后者提供数据源,后者为用户提供信息访问平台。二者之间通常采用B/S等架构交换数据。
信息发布系统一旦建立完成后,一些信息内容,如灾害体地质条件、发育特征、监测网布置方式等说明性的文字便相对固定下来,在短时间内不会做大的改动,这些信息通常称为静态信息。而随着时间推移,监测数据及其曲线等信息不断产生,且呈现动态变化并需在主页上自动更新、显示,这些信息称为动态信息。要实现监测数据的实时发布,需建立动态主页来显示动态数据。
由于监测数据是由底层数据库管理的,故只要即时将监测数据自动写入数据库中,为动态主页提供随时更新的数据源,便可实现自动显示,即实时发布。而这一点是易于做到的。
4巫山县地质灾害实时监测示范站简介
重庆市巫山县新城区是我国地质灾害危害最为严重的地区之一,全县约1/3的可用建设用地受到不同程度地质灾害的威胁。通过论证对比,在城区27个较大滑坡(崩塌)中,选择了近期变形相对较为明显、危害较为严重的向家沟滑坡和玉皇阁崩滑体建立实时监测预警系统进行应用示范。选用GPS监测地表位移、固定式钻孔倾斜仪和TDR技术监测深部位移、孔隙水压力监测仪监测滑体孔隙水压力及饱水时的水位、水温,同时通过安装仪器的附加功能或定期搜集的方法兼顾了地温、降水量及库水位等监测。截至目前,共建立GPS监测标22处(含基准标)、固定式钻孔倾斜仪和TDR监测点(孔)各3处、孔隙水压力监测3孔7测点。多种监测仪器在同一地理位置同组安装,这样不仅便于不同监测方法之间资料的相互印证对比,还可以仅使用一台采集仪及传输装置采集、传输多种监测数据,降低监测系统建设成本;另外,同组安装便于修建监测机房(现场站)保护监测仪器设施。以上监测方法除GPS因建设成本、人为抗力风险等原因采用定期观测外,其余监测方法均采用实时化监测。
示范站数据采集系统
固定式钻孔倾斜仪、TDR、孔隙水压力监测仪三种监测仪器均具备配套的数据采集装置,其中TDR监测技术使用工业控制机作为数据采集装置,恰好可以作为另两种监测仪器的上位机,通过多串口扩展,将固定式钻孔倾斜仪和孔隙水压力监测仪连接至工控机,定时下载、存储数据,并在预定时间统一传输至控制中心,同时在工控机上存放数据备份,防止数据丢失。示范站数据采集系统结构图如图3所示。
图3示范站数据采集系统结构图
远程无线传输系统
示范站控制中心设在巫山县国土资源局,距向家沟滑坡直线距离,距玉皇阁崩滑体约,其间采用GPRS网络进行数据的远程无线传输。
GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线业务)是中国移动通信在GSM网络上发展起来的数据承载业务,具有传输速度快、永远在线、按量计费等优点。GPRS使用TCP/IP协议,因此可方便地将数据写入指定(具固定IP地址)的服务器中。
GPRS数据传输硬件为商用型GPRS-MODEM,控制软件自主编写,用于控制数据传输时间、目标地址及传输过程的错误处理,由服务器端和客户端两部分构成。服务器端用于设置网络配置、数据库连接方式及数据文件、日志文件和配置文件的存放路径。客户端安装于现场站数据采集仪(工控机)上,控制网络连接、上传时间、数据编码、数据备份及传输错误处理。客户端软件和所有的数据采集软件设置为不间断工作状态,在按控制参数工作的同时,接受控制中心的配置指令即时对控制参数进行调整。
示范站信息发布系统
示范站信息发布系统硬件由1台小型服务器和2台 PC终端的100M局域网构成。通过2M带宽的ADSL接入Internet。底层数据库和WEB主页同时安装于服务器上。服务器操作系统为Mi-croSoft Windows Server 2000,数据库系统采用 MicroSoft SQL Server 2000。WEB主页用 和Visual C﹟编写,和数据库之间采用B/S架构。在病毒防护和网络安全方面,采用商业软件瑞星RAV 2004和天网防火墙系统。
(1)数据库系统
数据库系统是信息发布系统的基础,按管理内容分为基础信息管理、数据管理、辅助信息管理三部分。基础信息管理的内容包括监测站(包括中心站和现场站)、监测钻孔、监测点、发布信息、发布图片等;数据管理内容包括固定式钻孔倾斜仪、GPS、TDR监测系统、BOTDR监测系统、孔隙水压力监测仪、环境温度、降水量、库水位等;辅助信息管理内容包括分级用户、下载信息、访问统计次数等,数据库系统构成如图4所示。
(2)数据伺服处理程序
数据伺服处理程序用于转换、计算现场站传来的数据,并即时将处理后的结果写入数据库中。处理程序采用Visual BASIC语言编写,通过计时器控制的定时功能触发写库过程,并在完成写库过程后删除原数据以防止重写。不难看出,数据伺服程序是传输系统和发布系统之间的连接,它使两个彼此独立的系统有机地结合起来。
(3)示范站信息发布主页
信息发布主页为远程用户提供所需的全部信息,包括示范站的概况、实时的监测曲线、最新的监测数据等。从发布信息内容、访问方式及管理维护的角度出发,主页设计成导航区、发布区、管理区和下载区,为远程用户、管理员提供交互。
图4示范站数据库系统构成框图
导航区为远程用户提供必要的导航信息,包括公告信息、图片及相关的专业网站链接,展示示范站建设工作的进展、取得的阶段性成果及有关的预警内容。
发布区用于提供示范站概况、实时监测曲线及数据查询。
示范站概况包括示范区自然地理条件、地质条件、示范站工作的整体部署,监测仪器设施(GPS、固定式钻孔倾斜仪、TDR、BOTDR、孔隙水压力监测仪等)的性能指标,监测现场站(含中心站)、监测钻孔、监测点的基础信息等内容。
实时监测用于显示各种监测曲线,是发布主页最核心的内容。从访问方便的角度出发,实时监测采取了“选择灾体—选择监测剖面—选择监测点—选择监测时段—显示监测曲线”逐级打开、层层剥落的展示方式,并全部做成图形方式链接,以增强访问的直观性。监测曲线的坐标设计成自适应型,图形的大小在系统的配置文件中设置,并标明数据的最新更新时间。曲线是以图片的形式显示的,用户可以方便地将其下载到自己的PC中保存。
从安全考虑,数据查询进行了加密,用户需用授权的用户名和密码登录后方可查看。查询采取了“选择监测方法—选择监测点—选择监测起始时间—显示数据表”组合式筛选的方式。输入界定参数并提交后系统从底层数据库中找到所有符合条件的记录,按日期排序后列表显示。用户可以全部或部分选取查询结果,粘贴至个人PC作为WORD文档保存。
管理区专为系统管理员设计,用于管理员远程管理文本、图片、数据等信息,进行信息的添加、修改、删除、上传下载等操作。分为信息管理、图片管理、数据管理、下载管理4个相互独立的模块,具有模糊查找等高级功能。
下载区为授权用户提供工作图片、视频、监测报告、软件等较大文件的下载功能,补充主页在文件交换方面的不足。
主页面布局如图5所示。欲了解发布系统的更多内容,请登录Http://。
5示范站实时监测系统运行评价
由于本文着重论述实时监测技术的可行性和可靠性,因此不对监测成果和滑坡稳定性动态做更多分析。从以上论述明显可以看出,在地质灾害监测中,构建实时监测系统从技术上是可行性的。本节主要针对巫山县实时监测预警示范站运行过程中出现的各种问题,从故障统计、故障原因分析等方面,对示范站采集系统、传输系统、发布系统的可靠性进行简单评价,并提出意向性的改善建议。
图5示范站信息发布主页面
根据巫山县地质灾害监测预警示范站建设工作日志,监测系统故障主要发生在传输子系统,故障表现形式为数据不传输或不正确传输,主要原因为GPRS网络信号不稳定造成传输随机中断所致;其次,拨号连接失败后的重复尝试连接导致服务器80端口长期无效重复占用,当超过服务器最大连接数后导致网络无法正确访问;再次,监测地区不规律的停电常常使保障体系失效,从而丢失数据。此外,示范站服务器系统遭受过病毒破坏和恶意攻击,两次造成网络系统崩溃。可见,实时监测系统在基础通信条件和保障体系完备的条件下,是能够稳定可靠运行的。在建设过程中通过安装长时后备电源系统、功能完善的病毒防火墙和网络防火墙,可有效降低保障体系风险,进一步提高系统运行的稳定性。
6结语
巫山县地质灾害实时监测预警示范站自2003年陆续建设运行以来,在技术人员的维护下,系统运行正常,取得了数十万个监测数据,发布公告信息及图片近百条(幅),编写监测分析简报数期,实现了监测信息远程实时访问,取得了良好的示范效果。实践证明,将实时监测技术应用于地质灾害防治中是完全可行的,也是比较可靠的。可以预见,实时监测技术将是地质灾害监测的必然发展趋势。
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深埋隧道工程的灾害地质问题论文
摘要 :在进行深埋隧道工程施工过程中,由于洞程较长,洞深埋设较大,地质条件较复杂,在施工时,如果处理措施不当会出现高地温、岩爆、高压涌水等问题。鉴于此,以实际工程为例,对深埋隧道工程主要存在的灾害地质问题进行了分析和探讨,保证了施工的顺利进行,以期为类似工程提供参考与借鉴。
关键词 :深埋隧道工程;灾害地质;高压涌水
1工程概况
太行山高速公路邯郸东坡隧道位于武安市岭底村南、七水岭村东、涉县东坡村东北处。隧道为分离式特长隧道,隧道工程总施工长度为3134m。左幅为ZK38+624~ZK41+740,长3116;右幅为K38+642~K41+776。最大埋深为176m。本文以此工程为例,对深埋隧道工程主要灾害地质问题进行分析和探讨。
2深埋隧道中的高地温难题
深埋地下隧道的工程中,地质问题是需要进行探索和研究的关键领域,最先要通过预测天然地温,一旦地温超过30℃一般将其称之为高地温。高地温不仅会恶化深埋隧道作业的环境,还会严重降低工人的劳动生产率,甚至会对现场施工人员的生命造成极大危害。此外,对深埋隧道施工材料选取的难度也相应增加[1]。然而,地温值是随着地下工程埋深在不断变化的,但地下工程的最大埋深和地温值的增加关系不是呈线性的,因为造成这种深埋隧道中的高地温问题的原因主要是地下水活动以及近期岩浆活动中放射性生热元素含量较高等。
3深埋隧道与岩爆的高地应力问题
在深埋地下隧道的工程中,其中一个突出的地质难题就是岩爆问题。地下隧道工程埋得越深,其地应力就会越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之处除了具有较高的水平构造应力外,最主要取决于围岩出现的高地应力。它不仅在硐侧壁引起高压应力,还导致硐顶部出现高拉应力,这样会导致硐室围岩不稳定,埋下隐患。由于高地应力的存在,一些黏性土含量较高,而硬岩含量较低的围岩就会产生被塑性挤出的可能。高地应力不断释放,地下隧洞就会发生变形,往往会出现隧洞短时间内突然变小的异常现象。就好比从掌子面距离正洞30m开始,洞身变形的长度有40m,起初的支架保护结构破坏就会非常严重,通过测量计算,隧洞拱顶的下沉在10~20cm之间,隧洞的拱脚和边墙也出现不同程度的挤压和移位,甚至还有混凝土开裂的情况[2]。这时就需设计一套科学有效、刚柔结合、综合治理的施工方案。为克制高地应力,考虑使用约1万根超长锚杆,要求总长超过11×104m,把地下隧洞中的断面改成环形成拱,做到先柔后刚、先放后抗的设计要求。岩爆受影响的原因有地震爆破,也有相邻岩爆或机械等外因动力的振动,但其中影响岩爆的最基本原因是岩石的结构特征。经过大量的数据分析发现,岩石颗粒排列呈定向排列还是随机排列,岩石是胶结连接还是结晶连接,是钙质胶结还是硅质胶结,这最终关系着岩爆烈度的强弱。例如:(1)随机排列的花岗岩、闪长岩等岩石的岩爆烈度,会比片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩等具有定向排列的围岩颗粒更强一些;(2)结晶连接的深层岩浆岩石中的岩爆烈度比胶结连接的沉积岩强;(3)具有硅质胶结岩石的天生桥二级水电站引水隧洞比关村坝的隧道中钙质胶结岩石的爆烈度强。
4深埋隧道中的高压涌水难题
深埋地下隧道的施工过程中,除了高地温以外,涌水问题也成为隧道运营中亟待解决的又一难题。由于地质条件复杂,隧道通过的地段会挖掘出很多水流量大的地质单元,一般就会出现涌水量大或水头压力高的情况。地下水水压在深部岩体中极高时,就会导致岩体水力劈裂。这就说明在高水头压力的作用下,在岩体的突水点附近,岩体断续裂隙、裂缝是朝着某个方向的,受网状交织的构造裂隙影响,经过融合后发生扩展的裂隙、空隙最终张裂开来。随着隧道深部岩体涌水量越来越大,地下水水压越来越高,会导致深埋隧道工程围岩水力劈裂。一旦出现水力劈裂的情况,就会迅速连通裂隙,空隙的张裂程度就会越来越大,涌水的渗透力会越来越强。再加上动水压力的影响,裂隙会再扩展,而使在裂隙面上的充填物发生剪切变形和位移。不论是在深埋隧道工程中还是在浅埋隧道中,容易发生的地质灾害主要表现为断层破碎带,岩体不整合接触面和结构不利组合段造成的塌方、地震,还有瓦斯爆炸、有害气体以及溶岩塌陷、泥屑流等[3]。其中,瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相对封闭的煤系构造地层中,由冲击波的产生、剧烈的氧化作用而导致的爆破,其灾害性极强。
5基岩裂隙水
基岩裂隙水的含义
只有储存在坚硬岩石裂隙中的非可溶性地下水,才被统一归纳在基岩裂隙水的`传统范畴中,根据含水介质的基础特征,可以将地下水分为空隙、裂隙、岩溶3种,但并非在地下水、岩石以及岩石中的空隙这3者之中产生对应关系。贮水空隙系统具有双重空隙介质,在地下水勘探中,关于贮水空隙类型还探索到了新的领域。基岩裂隙水主要存在于受符合地质构造条件的属坚硬或半坚硬的岩石所控制的以裂隙为主的贮水空间,是具有运动、富集规律的地下水。不管是溶蚀裂隙地下水在可溶性岩石中的部分,还是孔隙裂隙水中的半坚硬岩石,都属于基岩裂隙水,而它与其他类型地下水的基本区别,关键在于是不是受地质构造因素的严格控制。岩石含水的裂隙有成岩裂、构造裂和风化裂,主要是依照它的成因来划分的。如果非要与风化裂隙水和成岩裂隙水作比较,那么水源集中、水量较大的必定是构造裂隙。
基岩裂隙水的特点
由于主控因素作用,不同的蓄水构造中分布、富集基岩裂隙水的基本规律和决定主控的因素也基本相同,具有独特的分布和运动规律。我国基岩裂隙水富集的基本特色理论就是蓄水构造系统,其主要特点如下。(1)基岩裂隙水具有复杂多样的埋藏和分布形态。将储存、运移基岩裂隙水的空间和通道,叫做岩石裂隙。基岩裂隙的大小和基岩裂隙的形状,以及控制埋藏和分布裂隙发育带的产状,都是受地质构造、地层岩性、地貌条件等影响的。埋藏、分布不均匀的基岩裂隙水,大多具有不规则的含水层、多种多样形态、分布呈带状的特点[4]。比如用脆性和塑性这两种地层做比较,会产生较强的赋水性。若裂隙发育在褶皱构造中,像褶皱轴、转折、背斜倾伏等处,富水段的形成就会比较容易,而压性断裂破碎带中的赋水性是比较差的。(2)复杂的基岩裂隙水中,由于储存空间中不均匀的介质,埋深程度不同的同一含水层,其地下水的运动状态也各有不同。对于岩石中所要形成和分布的空隙,最基础的因素是地质构造,主要表现在:岩石裂隙的发育和裂隙水的储存都是受地质构造和地层岩性所影响,其中,基岩裂隙水的运动规律也被地质构造所牵制。由于地下水面的不同,即便是在基岩相同的裂缝水中,也是有时而出现无压水,时而出现承压水的情况[5]。层流、管道流、紊流、明渠流水是在岩石裂隙、溶洞的特殊形态作用下形成水运动的不同状态,因此,基岩裂隙水的不均一性以及强烈的方向感,是导致裂隙岩体的透水复杂多样、不具有规律性的根本原因。
6结论
在深埋地下隧道的工程中,比较突出的几大地质难题包括高地应力及岩爆问题、高压涌水突水问题、高地温问题等。此外,还有像地震震害、瓦斯有害气体爆炸以及涌水突泥、围岩塌方、岩溶塌陷、泥屑流等。于是,在这个复杂的、系统的深埋隧道工程中,关于灾害地质的研究,对隧道工程能否顺利开展是关键的一步,在隧道工程施工前应按照隧道工程的各方面具体情况,采取有效、有针对性的防御措施。
参考文献:
[1]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范:JTGD70—2004[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2]上海市隧道工程轨道交通设计研究院,清华大学.隧道工程防水技术规范:CECS370—2014[S].北京:中国计划出版社,2014
[3]孙赤.锦屏二级深埋隧道大理岩段突水破坏机理研究[D].成都:成都理工大学,2014.
[4]王洪新.土压平衡盾构刀盘开口率选型及其对地层适应性研究[J].土木工程学报,2010(3):88-92.
[5]武力,屈福政,孙伟,等.基于离散元的土压平衡盾构密封舱压力分析[J].岩土工程学报,2010,32(1):18-23.
范文一:甘肃省城市建设地质灾害防治研究甘肃省境内泥石流、滑坡发育的基础主要是其特殊的自然条件。陡峭的地形、充足的松散土石和突发性水源是泥石流、滑坡形成的三大条件,另外地震作用也是造成滑坡的因素。甘肃地处黄土高原区,境内主要以黄土为主,而黄土由于结构疏松,孔隙大,渗透性强,具强压缩性和自重湿陷性,垂直节理发育,特别是极为发育的顺坡向卸荷节理,使边坡稳定性降低,易发生滑坡和造成严重的水土流失,大量滑坡、崩塌等重力堆积物受暴雨形成的坡面流及洪水的冲刷,源源不断地为泥石流提供固体物质。 通过计算泥石流、滑坡作用强度和危险度,将城市分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级四个危险等级。经过对甘肃省灾害防治历史和治理现状的研究,提出存在问题,得到泥石流、滑坡灾害的发展趋势,强调防治的可能性和必要性。 根据对城市的分级,危险度高的Ⅰ级和Ⅱ级的城市应采取治理体系为主,预防体系和管理体系为辅的综合控制对策;危险度不高或较低的Ⅲ级和Ⅳ级的城市应采取预防体系与管理体系为主,治理体系为辅的控制对策;对于威胁城市安全的巨型滑坡和规模巨大的泥石流沟则采用躲避对策。 城市泥石流、滑坡防治规划的最基本原则是预防为主,重点治理。对于不同类型的泥石流、滑坡建立不同的治理模...范文二:分析地理信息系统的开发工具及其在地质灾难探究中的应用进展地理信息系统在地质灾难探究中的应用进展 目前,国内外利用地理信息系统,主要用于探究国土和城市规划、地籍测量、农作物估产、森林动态监测、水土流失、地下水资源管理〔4〕和矿产资源勘查〔10〕、潜力评价及开发〔11〕等众多领域。GIS在地质灾难探究中的应用大致有以下几个方面摘要:(1) 地质灾难评价和管理利用地理信息系统的各种功能,建立地质灾难空间信息管理系统[12,13,14,管理地质灾难调查资料,显示并查询地质灾难的空间分布特征信息,评价地质灾难的危害程度,分析地质灾难和影响因素之间的关系,提出减轻和防治地质灾难的办法,对将来可能发生的地质灾难进行猜测〔15,16〕。戴福初等利用GIS对香港地区的滑坡灾难进行历史滑坡编录,分析滑坡的时空分布特征和动态和静态环境因素之间的相关关系,对滑坡灾难风险进行评价和危险区域划分〔17〕。(2) 地质灾难的危险度区划评价由于各种地质因素本身的不确定性,以及地质因素之间相互功能的复杂性,在收集大量的基础地质环境资料前提下,利用GIS对这些基础资料进行有效地处理来提高数据的可靠性,通过选取合适的评价猜测指标〔18〕,运用恰当的数学分析模型〔19,20,21〕,对探究区进行地质灾难危险性等级的划分,从而为地质灾难的管理及防治和预警决策提供依据。(3) GIS和专家系统的集成应用GIS和专家系统的集成应用中,GIS所起的功能主要是管理时空数据,进行空间分析;专家系统所起的主要功能是利用专家知识和空间目标的事实推理判定灾难的危险度〔22〕。二者的结合将使专家经验得到推广,减少野外和室内手工作业工作量,使区域地质灾难的动态管理成为可能。4 结语(1)地理信息系统技术已经广泛渗透到了多种学科领域,从比较简单的、单一功能的、分散的系统发展到多功能的、共享的综合性信息系统,并向多媒体GIS、智能化、三维、虚拟现实及网络方向发展,新兴的地理信息系统将运用专家系统知识,进行分析、预告和辅助决策。(2)地理信息系统的开发工具,从专业开发工具的组成结构上,可以归纳为集成式GIS、模块化GIS、组件式GIS和网络GIS等几个主要类别。其中组件式GIS在系统的无缝集成和灵活方面具有优势,代表了GIS系统的发展方向。(3)地理信息系统在地质灾难探究中的应用方兴未艾,尤其在地质灾难评价和管理、地质灾难的危险度区划评价和GIS和专家系统的集成应用方面进展很快。以上希望对您有帮助!另外这有个地质灾害论文的网址,可参阅: