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所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-08-31 09:54 熱度:
摘要:時間:2008年5月12日14時28分04.0秒;緯度:31.0°N;經度:103.4°E;深度:14km;震級:里氏震級8.0級,矩震級7.9級;最大烈度:11度;震中位置:四川省汶川縣映秀鎮。汶川地震是我國自建國以來影響最大的一次地震,5.12大地震,造成空前的災難,給全中國人民莫大的創傷與震撼。雖說天災在所難免,但我們對所處的大地環境多一些了解,多一些防災、救災的認識與準備,將可減少生命財產的損失。我們對賴以生存的土地,不要再任意踐踏,要好好保護它,讓我們有一個美好的環境。
關鍵詞:5.12大地震;地質災害;環境破壞
1坡地災害
地震在各種天然災害中,所造成的震撼最大,一次唐山大地震,死亡人數達數十萬人,墨西哥地震中傷亡人數也高達數萬人,2003年月日2月26日發生在伊朗東南部城市巴姆的大地震造成的死亡和傷亡人數可能高達7萬人。5.12大地震死亡近十萬人。但是,這種規模的地震,數十年甚至數百年才有一次,而且常常被歸之于不可抗力的事件。坡地災害的損失,從長期及全球觀點而言,高居各種天然災害的首位,而且遠遠超過任何一種天然災害。
1.1泥石流
泥石流是泛指土、石和水混合之后,進而產生集體運動的流動體。其中土指的是砂、泥、粘土等土壤,石指的是巖石、礫石等獨立巖塊,水則是指雨水、地表水、地下水等所有水流。若粒徑小于2mm的地質材料則可稱為泥流;反之,則為泥石流的通稱。因此泥石流的顆粒組成相當混雜,小至粘土,大至巨礫或巖塊,粒徑大小不一。發生泥石流的地質條件有四:其一為有來源提供土、石等地質材料。原本于溝谷或河床上游之源頭就堆積了一些崩積土石,溝谷河床上也會堆積松散土層。下雨時,因為雨水滲入,使原本已堆積的土石材料達到飽和,進而產生流動體的運動,形成泥石流。泥石流從上游往下游,會順著地形坡度流動,并以直線運動的方式往前推進,一面侵蝕河床基盤。另一方向,由于溝谷兩側具有發達不連續面的巖石邊坡,坡內的巖石已成高度破碎狀。當溝谷內兩側巖石受到豪雨侵蝕、浸潤,山坡內的巖石便會因水壓力的作用而崩坍。遇上泥石流沖刷、淘蝕溝谷兩側谷壁時,崩塌下來的破碎巖石便會間接增加泥石流土石方量。其二為地形有適當的坡度。地形具有坡度,便可提供泥石流往下沖刷的動力,坡度越大,當然整個沖蝕的動力便越大,一般泥石流流動中溪床的坡度多在15度以上。其三為有充分的水量。泥石流為流動體,流動體中最主要的動力來源就是水流,也就是降雨。當雨水落在地面,雨水便會沖刷、侵蝕地表覆蓋的地質材料,使表面覆蓋土層因沖蝕而順著坡度往下流入低凹之處。當雨水較大時,也會滲入地表弱化山坡巖層的力學強度,并會順著山坡內的不連續面產生側向水壓力以及上舉水壓力,使山坡在承受雙重水壓力之下產生崩移、破壞。而山坡容易產生破壞的地質環境包括順向坡、楔形坡、落石坡、翻覆坡以及崩積土坡等,都是溝谷兩側谷壁最易形成山崩的山坡。綜合前述兩種現象,雨水不僅同時飽和了堆積溝谷內的土石地質材料,過量的地下水或滲流水也會順著溝谷中基盤底下的不連續面往上浮出,當整個浮出的水量大到足以抬升整個堆積的土石時,所有堆積體便會開始順著地形坡度向下流動、滑移。就是這樣經過雨水的催化、泥石流也就這么一即發了,其四為各種地質材料的穩定性。包括溝谷兩側谷壁的穩定性,以及溝谷中堆積地質材料的穩定性。
1.2山崩
一般而言,只要山坡的巖塊或土壤其下滑力大于阻抗力,便可引發山崩。其實山崩和地滑是同樣的地質災害,只是因為運動形態不同,而有狹義上的區別。山崩的移動速度較急速,大多在一次大量移動之后,便趨于穩定;而地滑的移動速度則較慢,屬于潛變的形式,而且移動破壞的次數不止一次。山崩是發生在山坡地的災害,是一種塊狀運動或崩落現象。山坡地的地層,經過風化、崩解及人為破壞等作用,形成巖塊或土壞等地質材料之后,由于受到重力作用,地質材料便順著地形的坡度,向下產生位移。
2地層下陷
過量抽取地下水所導致的地層下陷現象發生于世界各地,其中最嚴重的墨西哥市,近百年來下陷量已超過10m,美國加州圣瓦金谷從1925年至1977年下陷了近9m,日本已有超過40處地區出現地層下陷,我國的天津市及上海市則是地層下陷的新興要角。地層下陷最主要的原因是人們過度抽取地下水。由于地層的重量是由土壤中顆粒之間的有效應力和孔隙中的地下水壓共同支撐的。抽取地下水會降低地下水壓,同時部份原本由水壓承載的地層重量,轉由土壤顆粒來支撐,使得顆粒間的有效應力增加,因此,土壤體積會被壓縮,使孔隙率逐漸減少,此過程稱之為壓密現象。由于泥層較容易被壓密,所以地層壓密多發生于含水層中間夾的泥巖,和上、下方鄰接的泥層。除此以外,其它人為活動,包括開發石油、天然氣、地熱,有機土壤的排水或高樓大廈的興建也可能引發地層下陷;而地下施工或采礦則可能造成突發性的地面塌陷,數小時內即可下陷數十公分,甚至數米之多。地層下陷也可能肇因于自然的因素,包括板塊運動、火山活動、地震、巖熔作用、地層解凍等,其中火山、地震活動可能造成突發性的下陷,而板塊運動所導致的下陷則相當緩慢。
3土壤液化
地震時引致之土壤—結構問題,常起因于砂性土壤液化、剪力強度降低、及沉陷。土壤液化現象為飽和疏松砂性土壤受到地震之反復荷載時,其超額孔隙水壓快速增加,導至有效應力降低至零時其剪力強度完全喪失,而使砂性土_壤呈現有如粘滯性液體。土壤液化時,由于超額孔隙水壓而將水砂混合液常經由覆土壓力較低之垂直向上路徑噴出地表面。故土壤液化時其超額孔隙水壓導致地表砂涌現象,可經由觀察圓形噴砂孔或裂縫周圍噴出之沉積砂土、粘性土塊、及沉積砂土表面之水波紋路而確定。土壤液化后之砂涌現象會導至超額孔隙水壓之消散作用及地表沉陷,隨超額孔隙水壓之消散作用,其土壤剪力強度逐漸增加而使土層趨于穩定狀態。地震引致之地表沉陷,于砂性土壤為立即沉陷,其需時約1天完成,而粘性土壤含立即沉陷、壓密沉陷、及二次壓密,其需較長之期間完成壓密。地震常使土層之超額孔隙水壓及剪應力增加,而導致砂性土壤之抗剪角及粘性土壤之不排水剪力強度降低。故地震力作用會使淺基礎之承載力及深基礎之表皮摩擦降低,因而常造成基礎承載力不足而破壞。然而值得注意之處,為砂性土壤受地震力作用而導致之超額孔隙水壓,其會快速地消散使有效應力及剪力強度增加,雖然基礎可能已有沉陷及傾斜現象,但是其應能迅速地趨于穩定狀態。
4結語
汶川位于印度板塊與向亞洲板塊俯沖的地帶上,地殼活動非常頻繁,快速的地殼隆升,也使得山區的山崩不斷。在這種特有的地質環境之下,汶川飽受地質災害的噬虐。汶川的地質環境原本就非常脆弱,再加上人稠地少,過度開發使用土地,使得我們的環境更加惡化。可是我們國人往住非常健忘,昨天剛發生事情,今天就忘了一半。但是地質災害一再重演,而且愈演愈劇。再這樣惡化下去,我們這一代就快沒有生存空間了,那有后代子孫滿足其本身需要的發展空間。
文章標題:地質災害對環境破壞探討
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