大地看似沉静,但其实我们脚下巨大的岩石圈层正蠢蠢欲动,消无声息的发生着变化,并且时刻影响着我们的生活与安全,甚至某些时候会给我们带来灾害。海洋地质灾害是指海岸和海底在内外动力作用下发生地质体的移动或变形造成的灾害,其对沿海地区的破坏力极大。地质体的变动包含突变和蠕变(渐变),各种地质体的突变必然造成灾害,而蠕动则有部分会演变成灾害。海底地质灾害的规模极大,远非陆地可以比拟。D J Varnes(1975)曾警戒说:“最好记清,地球上所有最大的斜坡运动看来都发生在海底……”
沿海地区不仅受地球动力和海洋动力的作用强烈,而且由于经济发达,人口集中,人类工程动力的作用也相当强烈,因而无论是自然型地质灾害或人为型地质灾害以及自然—人为复合型地质灾害都发生频繁,对沿海地区的建设和发展带来严重威胁。
我国是世界海洋大国之一,海岸线长达18000km,涉及13个省、市、区,全国70%以上的大中城市和55%的国民生产值集中在沿海地区,受特殊自然地质环境和现代经济发展的强烈影响,因此,有必要正确认识和评价其灾害类型、发育规律和作用强度,做好沿海城市地质灾害的防治,以促进沿海城市经济、环境建设安全的进行。沿海地区发生的地质灾害,从发生时间分类,可分为突发型与渐变性。突发型地质灾害有地震、潮灾、滑坡泥石流灾害和地面塌陷;渐变型灾害有滨岸侵蚀、海岸带及海口淤积、地面沉降、海水入侵及海平面上升。
在太平洋、菲律宾、印度洋和欧亚板块相互作用下,以断层活动、地震为标志的我国沿海现代地壳构造活动异常活跃,并对这一地区城市构成了广泛影响。据不完全统计,有16座沿海大中城市(约占全国沿海城市18% )直接或间接受其显著影响。这主要是针对那些对地震孕育和发震起控制作用的区域性活断层而言,如:
①郯庐断裂:控制和影响着大连、营口、潍坊等城市;
②鸭绿江断裂:控制和影响着丹东、东港2城市;
③长东—南澳断裂:控制和影响着福州、泉州、厦门和汕头等城市;
④邵武—河源断裂(含伍华—深圳断裂):控制和影响着广州、深圳等城市;
⑤沧东断裂、唐山断裂:控制和影响着天津、沧州、唐山等城市;
⑥台湾纵谷断裂:控制和影响着台北、基隆、台中、高雄等城市。
70年代以来我国沿海城市强震震中位置为海城(1975年, Ms达7.3)、唐山(1976年, Ms为7.8)、滦县(1976年, Ms为7.1)、宁河(1976年, Ms为6.5)、溧阳(1979年, Ms为6.0)、南黄海(1984年, Ms为6.2)。地震灾害不仅直接造成人身伤亡,财产损失,毁坏建筑物,而且会诱发次生灾害,如崩塌、滑坡、地震缝、地面塌陷、沙土液化、滨岸坍塌等。
包括风景潮、地震海啸和天文大潮等,是危害我国沿海城市主要自然灾害之一。潮灾伴随台风、地震、洪水等自然灾害,破城毁房、淹没人畜、碱化土地,给沿海城市带来巨大损失。2016年,我国各类海洋灾害共造成直接经济损失50亿元,死亡(含失踪)60人。其中,风暴潮灾害造成的经济损失最大,海浪灾害造成的伤亡人数最多。在2017年8月登陆广东珠海的强台风“天鸽”,风暴潮刚好与天文大潮和高潮“碰头”,台风经过的广东中东部海面和南海北部海域出现了6-10米的狂浪到狂涛。风暴潮和巨浪严重威胁沿海低洼地区人员和设施安全。
我国海啸不多见,其原因主要是由于我国海域地震与大陆地震相似,其断层位移以走滑为主,海底垂直变形不大,但也可能是因为近代我国海域地震较少所致。因为历史上曾多次记录地震引起海啸的情况。例如公元前47年9月11日(西汉)“一年中地再动,北海水溢,流杀人民”(汉书);公元171年4月4日(东汉)“地震,海水溢”(后汉书);公元173年6月27日“北海地震,东菜北海水溢”;公元1324年9月23日(元朝)“永嘉(温州)咫风大作,地震,海溢入城”;公元1344年8月17日“温州咫风大作,地震海水溢,民居漂荡,溺死者众”。以上历史记录虽然不详,但还是表明在渤海及江浙海岸带可能发生过地震海啸,很值得注意。特别是近几年我国海域地震有活动趋势,历史的经验是需要认真对待的。
东部沿海城市,华北地区、华南和东南相对隆起的地带,在地貌上为丘陵山地,受物理、化学风化作用,往往发育很深的风化岩带,常造成滑坡、泥石流灾害,多发区主要为京津唐地区、浙北及武夷山地区。其中70%灾害与人类活动有关,如山地丘陵地区的道路开挖及乡镇傍山的削坡、人为采伐、破坏植被等等,是其重要诱发因素。
沿海城市地面塌陷有矿坑塌陷和岩溶塌陷。矿坑塌陷主要是由煤矿开采引起,如抚顺、唐山、徐州等地的地面塌陷。在南岭地区稀有金属矿山也常见大规模的塌陷,如赣南钨矿区、唐山开滦煤矿等。岩溶塌陷的危害性很大,如抚宁县柳江盆地、广东、广西沿海岩溶分布区皆因过量抽汲地下水导致岩溶塌陷的发生与发展。
由于涨退潮水动力之差或河流携带的大量固体物质,在海岸带或入海口处,往往发生海岸带及海口淤积,如黄河河口淤积速度达27 km2/a。沿海港湾地区的淤积,使航道变窄变浅,航运能力降低,甚至最终导致港湾废弃。如广东省惠来县神泉港,就曾经由于航道淤积,由一个天然良港变成一个“死港”。沿海港湾地区的泥沙淤积,还会影响这些地区纳潮排水能力,使农田易受涝灾。
是一种缓慢发展的地质灾害。沿海城市由于高强度超采地下水,破坏了地层的原始应力状态而造成的。如上海市1921年到1965年沉降中心的最大沉降量达2.63 m, 1966~1986年又累计沉降36.7 mm,目前的沉降速度约为每年7厘米,而自1921年以来该地区已累计下降2.7米。最糟糕的是,如果地面沉降与气候变化导致的海平面上升相结合,长期看可能带来毁灭性后果。苏、锡、常及南通、嘉兴、杭州、宁波、台北、湛江、盐城等也发生了地面沉降。地面沉降区极易遭受洪水、风景潮灾害的袭击。
是滨海地带主要因过量开采地下水使地下咸淡水分界面向内陆方向移动,特别是开采井群下呈维体急剧上升,使井水含盐量升高到饮用水、灌溉用水和工业用水标准以上,以致不能被利用的一种环境水文地质现象。沿海地区从南方的北海市到东北的大连市,特别是环渤海经济区的山东、河北和辽宁沿海都有不同程度的海水入侵现象。据国家海洋局监测结果显示,辽东湾和莱州湾滨海地区海水入侵面积大、盐渍化程度高。辽东湾北部及两侧的滨海地区,海水入侵的面积已超过4000平方公里,其中严重入侵区的面积为1500平方公里。属于辽东湾的盘锦地区海水入侵最远距离达68公里。莱州湾海水入侵面积已达2500平方公里,其中莱州湾 东南岸入侵面积约260平方公里,莱州湾南侧(小清河至胶莱河范围)海水入侵面积已超过2000平方公里,其中严重入侵面积为1000平方公里。莱州湾南侧海水入侵最远距离达45公里。海水入侵正在成为沿海地区的“公害”,其直接危害是造成农业水土生态环境的恶化,造成经济损失。另外还对人们生活用水造成很大困难,严重危害人体健康,严重破坏生态环境,对社会发展造成诸多负面影响。
近百年来,由于大气CO2等气体浓度的增高,造成“温室效应”,并导致地球暖化,气温明显上升,同时发生全球性海平面上升。《2016年中国海平面公报》显示,1980年~2016年,中国沿海海平面上升速率为每年3.2毫米,高于同期全球平均水平。中国沿海海平面较常年高82毫米,较2015年高38毫米,为1980年以来的最高位。中国沿海近五年的海平面均处于30多年来的高位。中国沿海各海区海平面变化明显,与常年相比,渤海、黄海、东海和南海沿海海平面分别高74毫米、66毫米、115毫米和72毫米。海平面上升是一种缓发性灾害,其长期累积效应会加剧风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵和咸潮等灾害,降低沿海防潮排涝基础设施功能,加大高海平面期间发生强降雨和洪涝致灾程度。
主要参考文献
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(撰稿:何韵,杨木壮)