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地质安全:为人民美好生活奠基

山西省煤炭地质局   www.sxmtdz.com    发布日期: 2017年12月20日 17:56
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(《中国国土资源报 2017年12月12日 第05版)

【阅读提示】

人民美好生活,安全是基础的基础。而地质工作的目标就是为了更加了解我们脚下的大地,探寻一切潜伏在地下或时间深处、隐匿于自然规律之中、来自自然环境的危险。12月2日,记者从中国地质调查局地质力学研究所、国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室共同主办的全国活动构造与区域地壳稳定性研讨会上获悉,活动构造是严重影响我国一些人口集中区安全的重要地质因素,我国正在加速推进相关的调查研究和科技创新。

活动构造与地震等地质灾害密切相关

“大陆内部的大型活动断裂带是破坏性极强的大陆强震之母。”“活动断裂等活动构造严重影响着城市和重大工程的安全,我国应大力推进重要活动构造的调查、研究和监测预警。”12月2日,在京召开的全国活动构造与区域地壳稳定性研讨会上,多位专家如是说。

这是一个由中国地质调查局地质力学研究所与国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室共同主办、以“科技创新引领地质工作,鼎力支持美丽中国建设”为主题的专业性会议。会议集结了中国科学院院士李廷栋、邓起东,中国工程院院士康玉柱,以及来自中国地震局、北京大学、中国地质调查局水环部及多个直属单位、地方地勘单位和相关大专院校的100多名专家学者。而所有的成果交流、技术研讨、趋势研判,都聚焦于一点:在新时代为地质工作提出新要求、赋予新机遇、带来新挑战的背景下,活动构造调查研究将如何更好地服务防灾减灾,特别是为解决城市及重大工程建设面临的地壳稳定性问题及灾害风险防控与管理提供有力支撑。

来自中国地震局地质研究所的徐锡伟研究员通过一系列国内外的城市活断层探测实例强调,活动构造尤其是大的活动断裂,是高震级地震的潜在震源,是引发地震的决定性因素;活动断裂沿线是震后灾害最严重的区段——活动断裂同震错动产生的地表破裂,宽度可达30米,可谓无坚不摧。

中国地质环境监测院的张永双研究员则讲述了活动断裂对于工程的更广泛的危害:“不仅限于地震,还诱发次生地质灾害和加剧地裂缝形成,并引发工程错断、隧道破坏及地基不均匀沉降等重大工程问题,危及施工和运营安全。”

显然,摸清活动断裂的空间分布、几何学与运动学特征、断裂分段性、活动速率等情况,不仅能为科学评判活动断裂带上未来强震或大地震活动的潜在位置与强度,科学评估活断层作用可能带来的潜在地质灾害风险及危害性提供地质信息,而且可以为城市规划和工程建设有效规避隐藏的地壳形变带和防控潜在的地质灾害风险提供重要参考和决策依据。

你家住在活动构造上吗?

那么,我国有哪些地方是活动构造强烈的地区?我们生活的城市乡镇又是否存在着来自活动构造的潜在威胁?

专家告诉我们,活动构造是指晚更新世即距今12万年以来一直在活动、现在正在活动、未来一定时期内仍会发生活动的各种构造,包括活动断裂、活动褶皱、活动火山及被它们围限岩石圈块体的变形和运动。而会场上悬挂的《中国区域稳定性评价图》《中国主要活动断裂与十三五重大工程分布图》等图件,则清晰地显示出中国是一个活动构造极为发育的国家。

对此,国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室主任,地质力学研究所吴中海研究员这样解释:中国大陆及其邻区新生代期间被夹持于全球最活跃的印度板块与太平洋板块之间,加之中国大陆在地质历史上由多个微板块拼合而成,经历过多旋回造山过程,地质构造极为复杂。因此,中国大陆的岩石圈完成性差,相对破碎,发育了全球最复杂的活动构造体系。中国是世界上遭受地震地质灾害影响最为严重的国家。

“认识这一区域的活动构造体系是理解东亚现今地壳变形特征与机制的关键,相关的地壳稳定性问题也是制约或影响我国新型城镇化建设的重要因素。”吴中海说。

新编活动断裂分布图表明,中国及毗邻海区活动断裂达2700余条,是目前全球已知活动断裂数量最多的国家,其中,极强—中等强度活动断裂约780条,比例达29%。而其分布及活动方式,则主要受板块边界动力、大地构造演化导致的岩石圈结构与性质差异、深部动力学背景等因素控制。

据吴中海介绍,由一系列活动断裂组成的活动断裂带往往是人类密集活动区,尤其在中国中西部地区,活动断裂可引发的地质灾害类型复杂,许多城镇面临严重的活动断裂灾害潜在风险。统计发现,我国确立的19个国家级城市群中,有6个处于强活动构造区、3个处于中等活动构造区、10个处于弱活动构造区。

由于极强—中等强度活动断裂15公里范围内的城镇会受活动断裂显著影响。据保守统计,我国受活动断裂显著影响的直辖市和省会城市为7个,占总数的23%;地级城市规划建设区48个,占15%;县市491各,占21%。因此,在我国的快速城镇化过程中,活动构造是严重影响一些人口集中区安全的重要地质因素。

防患于未然,保障城市及重大工程安全

不过,即便我们所在的城市坐落在活动断裂上,也不必心生恐惧。因为,活动断裂是自然环境中客观存在的,只要人们能够探查到它们,并掌握这些活动断裂的特征秉性,就能防患于未然,最大限度地降低这些因地壳活动形变而带来的灾害风险。

“不同类型的活动断层会产生不同的后果,如果我们能把某处的活动断层及其活动情况搞清楚,工程师们自然有办法解决。”随后,徐锡伟讲述了多个国际上在活动断裂上建造工程的成功案例。

“因此,在建设美丽中国和实施乡村振兴战略过程中,面临的一个极具挑战的重大地质科技问题是,如何有效防控与活动断裂相关的灾害风险,打造安全城市和弹性城市。”吴中海表示。

人类社会就是在了解、认识、掌握各种自然规律的过程中逐渐进步的,这也是人类抵御或化解各类自然灾害危险性、破坏力的基础。

以往的实例不胜枚举。

据地质力学研究所所长邢树文介绍,自20世纪中期始,地质力学研究所就结合国家经济发展和重大工程建设,应用地质力学的“安全岛”学术思想和“地壳稳定性评价”理论方法组织开展了我国西南大三线建设、大亚湾核电站、三峡工程、青藏铁路等重大工程选址及地质安全性评价工作;邢台、唐山地震之后,参与了北京市地震地质会战和京津地区地震地质研究,对北京地区的地形变与地质构造及其地震活动的关系等开展了调查研究。改革开放后,力学所开展了深圳、北京、宁波、西安等城市的区域地壳稳定性评价,全面支撑服务了城市规划建设和发展。2000年以后,力学所又结合青藏铁路、滇藏铁路、大瑞铁路、西气东输和南水北调等重大工程建设需求,开展了一系列活动断裂调查与地壳稳定性评价、第四纪环境地质调查与灾害效应研究等工作,有力支撑了重大工程建设和灾区恢复重建工作。

从2016年至今,由地质力学研究所牵头组织实施“重要活动构造与区域工程地质调查工程”,正在积极探索将传统的活动断裂调查、地壳稳定性研究与地质工作的转型发展紧密融合,使其在新时代的国家发展过程中发挥更大的支撑服务作用。

比如:科技人员探明了张家口—渤海活动构造带关键构造部位主要隐伏活动断裂深部结构特征,为京张高铁规划建设提供了地质基础数据,为崇礼冬奥会场地作了区域地壳稳定性评价;在西秦岭北缘断裂带和岷山断裂带进行了1∶5万综合工程地质调查,支撑了成兰铁路的规划建设和防灾减灾;在江西九江—瑞昌地区开展活动构造与地壳稳定性调查,为城市发展和灾害风险防控提供了重要地质支撑;在海南进行了琼北全新世活动断裂调查研究,为在建的铺前大桥提供了必要的地质信息。

此外,工程还进行了郯庐断裂带苏皖段活动断裂调查,编制了郯庐断裂带苏皖段区域活动断裂分布图;初步编制了长三角地区1∶50万主要活动断裂分布图,厘定主要活动断裂121条,确定多数断裂以弱活动为主;初步揭示了首都圈地区现今地应力环境,为活动断裂运动学和动力学研究提供了量化数据;特别是完成《主要活动断裂对重大工程影响分析报告》和相关图件编制,为我国重大工程规划服务提供了地质科技支撑。

地质工作需及早融入城市规划与管理

“当前,我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。人民美好生活不仅来自日益富足的精神物质生活,更来自生活环境给予的安全、舒适和美好。为此,活动断裂与地壳稳定性研究要准确把握党的十九大对地质调查工作提出的新要求,更多地着力于人与自然的和谐共生、经济社会的绿色发展,服务于区域协调发展战略和乡村振兴战略。”邢树文表示。

中国地质调查局水文地质环境地质部主任郝爱兵告诉大家,国土资源部中国地质调查局高度重视城市地质工作,并将活动断裂调查研究列为城市地质工作的重要内容。今年9月1日,国土资源部印发《关于加强城市地质工作的指导意见》,明确提出统筹城市地上地下建设,补齐城市绿色发展的地质工作短板;11月15日,地调局在全国城市地质工作会议上发布《城市地质调查总体方案(2017-2025年)》,强调了构建以城市群为主体、大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局,要充分考虑水土资源开发利用程度和地质环境安全条件,特别是提高城市安全保障、防灾减灾水平及灾害风险管理能力。

加强活动断裂领域的地质调查和研究工作,以定量化与精细化为特征的理论创新、技术进步和标准制定至关重要。

会上,专家们从各自专业出发,介绍了城市复杂环境下活动断裂的探测与评价方法、技术流程和技术系统,活动构造带灾害地质调查及潜在地震滑坡风险评估技术方法,概率地震滑坡危险性评估技术及地震滑坡危险性评估软件等。

与会的院士专家指出,活动构造与区域地壳稳定性调查评价是构建“安全城市”和“弹性城市”重要地质基石,活动构造区带的城市地质调查需要进一步加强这方面的调查与研究,并以地壳稳定性评价为目标,利用大数据和地质云平台,重视中国活动构造体系图的编制,加强区域地壳稳定性评价科技创新,尽快建立地应力测量与实时监测台网科学装置,揭示内外动力地质耦合作用下活动构造、构造应力场、地质灾害、工程地质、地壳稳定性等成生联系的科学规律,评价活动构造可能诱发的工程灾害效应,发展重大地质灾害的监测预警体系和风险防控技术,探索四维区域地壳稳定性评价的方法技术体系,更好服务城市地质调查与经济区和重大工程规划建设。

他们同时认为,当前要重点解决国家重要发展战略、重大工程和能源基地等面临的活动断裂、地裂缝、差异地面沉降、地质灾害、区域地壳稳定性等重大工程地质问题,就必须创新发展工程地质学理论,提出重大内动力灾害灾变效应及工程危险性评估区划技术方法及理论体系,提出重大线性工程地质调查技术方法与评估理论,尽快形成全国内动力地质灾害调查评估技术规范等。

郝爱兵表示,活动断裂和地壳稳定性研究作为新时代地质工作的重要组成部分,不仅要发展技术方法,完善标准体系,更要积极转变观念——要跳出项目做好事业、立足需求提供引领,实现由问题推动型向理念发展型的转变。“新时代地质工作不能马后炮,更多的要体现地质工作的超前性,要从规划和决策的阶段介入,深度融入城市的规划、建设、运行等管理主流程中。”

地质构造应力与应变在哪里发生变化,脚下大地的风险就在哪里。在美丽中国建设征程中,做好新时代的地质调查工作,全力保障城市、工程和人民群众的生命财产安全,是地质科学工作者心中沉甸甸的责任。“今后,我们的工作方式也将逐渐由调查评价型向监测预警型转变,为建设‘高智能’地质资源环境承载能力监测预警平台、构建城市发展的地质资源环境承载能力监测预警机制,夯实城市地质灾害风险防控管理与综合防灾减灾的基石,作出我们应有的贡献。”这是这次会议的共识,更是专家们心中的方向。


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