Previsión de tendencias de desastres geológicos en la provincia de Shanxi

(Centro de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico Provincial de Shanxi, Taiyuan, 030024)

analizó los desastres geológicos causados ​​por factores naturales y actividades humanas en la provincia de Shanxi. En vista del hecho de que los cambios en las condiciones hidrodinámicas son un factor importante que afecta los cambios en los desastres geológicos naturales, la tendencia de desarrollo de los desastres geológicos naturales se predijo basándose en los cambios en las precipitaciones en los próximos 13 años. De acuerdo con el plan general de desarrollo de recursos minerales, el plan de desarrollo del transporte por carretera y el plan de desarrollo y utilización de recursos hídricos, se predicen las tendencias de desarrollo de deslizamientos de tierra, flujos de escombros, hundimientos del suelo, fisuras del suelo y hundimientos del suelo causados ​​por actividades de ingeniería.

Palabras clave Pronóstico de tendencias de desastres geológicos de Shanxi

Los desastres geológicos se refieren a diversos desastres relacionados con procesos geológicos que causan daños a las vidas y propiedades de las personas. Los desastres geológicos se pueden dividir en desastres geológicos naturales y desastres geológicos causados ​​por actividades humanas según sus condiciones dinámicas. Shanxi está ubicada en una meseta, con grandes diferencias de elevación del terreno, condiciones geológicas complejas y precipitaciones concentradas. Hay suficientes condiciones dinámicas para causar desastres geológicos como colapsos, deslizamientos de tierra, flujos de escombros y fisuras del suelo. Es una zona propensa a sufrir desastres geológicos naturales. Históricamente, los desastres geológicos naturales se han caracterizado por ser algo multifacéticos y de gran alcance. Shanxi es una provincia con un importante desarrollo minero. Con el aumento de la profundidad y amplitud de la minería, los desastres geológicos provocados por el hombre, como fisuras del suelo, hundimientos del suelo, colapsos, deslizamientos de tierra y flujos de escombros causados ​​por la minería, ocurren con frecuencia en la provincia, causando graves pérdidas económicas y víctimas. Además, la construcción de ferrocarriles y carreteras en Shanxi y la sobreexplotación concentrada de aguas subterráneas cerca de ciudades importantes también han provocado hasta cierto punto desastres geológicos provocados por el hombre, como derrumbes, deslizamientos de tierra, fisuras y hundimientos del suelo. Según estadísticas incompletas, desde la década de 1980, las pérdidas económicas directas causadas por diversos desastres geológicos en Shanxi han alcanzado los 654.380 millones de yuanes y más de 2.000 personas han muerto. El número de personas y propiedades amenazadas por posibles desastres geológicos es asombroso. En los últimos años, aunque los departamentos pertinentes de la provincia de Shanxi han trabajado mucho en la prevención y el control de desastres geológicos naturales y provocados por el hombre y han logrado ciertos resultados, debido a los muchos tipos y la amplia distribución de los desastres geológicos, los desastres geológicos aún afectar la seguridad de las vidas y propiedades de las personas en la provincia de Shanxi y obstaculizar el desarrollo general del país. Como factor importante en el desarrollo de la economía nacional provincial, el mecanismo de causa, los patrones que causan desastres y la distribución de varios desastres geológicos aún no se han definido. sido completamente comprendido. Prevenir, controlar y mitigar los desastres geológicos se ha convertido en una cuestión práctica importante a la que se enfrenta la provincia de Shanxi. Es urgente proteger eficazmente, desarrollar y utilizar racionalmente el entorno geológico y prevenir y controlar los desastres geológicos.

Según las condiciones dinámicas de formación de desastres, los desastres geológicos en la provincia de Shanxi se pueden dividir en dos categorías: desastres geológicos causados ​​por factores naturales y desastres geológicos causados ​​por actividades humanas. En las mismas condiciones ambientales geológicas, los cambios en las condiciones dinámicas que causan los desastres son el factor decisivo para determinar las tendencias cambiantes de los desastres geológicos naturales, mientras que las actividades de ingeniería humana y la acumulación de desechos que producen son los factores decisivos en el desarrollo y los cambios del hombre. -provocaron desastres geológicos. Sobre esta base se predijeron cualitativamente las tendencias de desarrollo de desastres geológicos naturales y provocados por el hombre en la provincia.

1 Predicción de desastres geológicos naturales en la provincia de Shanxi

Los desastres causados ​​por procesos geológicos naturales en Shanxi incluyen principalmente colapsos, deslizamientos de tierra, flujos de escombros, fisuras estructurales del suelo y fisuras del suelo colapsables de loess. A juzgar por las pérdidas económicas y las víctimas causadas por los desastres geológicos naturales, los derrumbes, los deslizamientos de tierra y los flujos de escombros son los principales peligros, seguidos de las fisuras estructurales. Las pérdidas económicas causadas por las fisuras del suelo colapsables son relativamente pequeñas y no hay registros de víctimas.

La formación de desastres geológicos naturales debe tener ciertas condiciones topográficas y geomorfológicas, condiciones litológicas estratigráficas, condiciones geológicas estructurales y condiciones hidrodinámicas. Entre las condiciones anteriores, la topografía, la litología estratigráfica y las condiciones estructurales geológicas son las condiciones básicas para la ocurrencia de desastres geológicos en cualquier área donde los desastres geológicos naturales estén relativamente desarrollados. Sus cambios son lentos, pero las condiciones hidrodinámicas varían con la intensidad de la precipitación. .Y cambiar. Por tanto, los cambios en las condiciones hidrodinámicas juegan un papel muy importante en la tendencia de desarrollo de los desastres geológicos naturales.

La investigación sobre los desastres geológicos naturales en la provincia de Shanxi muestra que los flujos de escombros, los deslizamientos de tierra y los derrumbes tienen una correlación positiva muy significativa con las precipitaciones. Estos desastres geológicos tienen más probabilidades de ocurrir en años con llovizna o lluvias intensas seguidas de. fuertes lluvias repentinas. Las fisuras del suelo colapsables en loess también tienen una correlación positiva evidente con las precipitaciones. Estos desastres geológicos ocurren con mayor probabilidad después de fuertes lluvias. Tomando la ciudad de Yuanping como ejemplo, en el estudio y zonificación de desastres geológicos de 2001, ocurrieron un total de 8 desastres geológicos por deslizamientos de tierra en esta área en la década de 1990. Los tiempos de formación de estos 8 desastres geológicos por deslizamientos de tierra se concentraron en 1995 (2 casos) y 1996. respectivamente (6 casos) en junio, julio y agosto. Al verificar los datos de precipitación de la ciudad de Yuanping a lo largo de los años, la precipitación promedio durante muchos años (1954 ~ 2000) fue de 436 mm, la precipitación en 1990 ~ 2000 fue de 250 ~ 700 mm, la precipitación en 1995 ~ 1996 fue de 600 ~ 700 mm, En los últimos dos años 6 y 7 , las precipitaciones en agosto alcanzaron alrededor de 65.438. Las precipitaciones masivas concentradas durante dos años consecutivos han provocado frecuentes deslizamientos de tierra en la zona. El enorme desastre geológico del flujo de escombros que ocurrió en la ciudad de Taiyuan el 4 de agosto de 1996 también fue causado cuando las áreas mineras de Taiyuan Xishan y Gujiao en los tramos superiores de Taiyuan sufrieron una fuerte lluvia que ocurre una vez cada siglo.

Shanxi se encuentra en el interior de la costa este de China continental. Rodeada de montañas, el borde exterior se ve afectado por la brisa marina, formando un fuerte clima continental. Al mismo tiempo, debido al ataque de masas de aire frío de Mongolia Interior en invierno, el norte es más frío, lo que resulta en un invierno largo en Shanxi, frío y seco, menos precipitaciones, veranos cortos, calurosos y lluviosos, gran diferencia de temperatura diaria en primavera. , fuertes vientos y arena, sequía severa, otoño corto y clima templado.

El tipo de clima de la provincia de Shanxi pertenece al clima continental templado, con cambios estacionales evidentes y grandes diferencias entre el norte y el sur. La precipitación media anual en la provincia oscila entre 400 y 650 mm. De la precipitación total anual, la primavera representa entre el 15% y el 20%, el verano entre el 50% y el 75%, el otoño entre el 15% y el 30% y el invierno. para 2% ~ 3%. Las precipitaciones están muy concentradas de julio a septiembre de cada año. La distribución anual de las precipitaciones de la provincia se caracteriza por disminuir de sureste a noroeste, y las zonas montañosas representan más del 20% de la cuenca. Las precipitaciones en la provincia de Shanxi varían mucho de un año a otro, y a menudo se producen lluvias continuas y sequías. Las precipitaciones tienen un ciclo de 10 a 13 años. Las precipitaciones en Shanxi desde la década de 1990 hasta la actualidad han sido un año de sequía, aproximadamente un 2,8% menos que las de la década de 1980. Después de entrar en el siglo XXI, con el fin del ciclo de precipitaciones secas de la última década, Shanxi entrará en un ciclo de precipitaciones húmedas en los próximos 13 años, en el que las precipitaciones aumentarán significativamente en comparación con la década anterior. Bajo la influencia del aumento de las precipitaciones y de las mejores condiciones hidrodinámicas, la frecuencia de los desastres geológicos naturales en Shanxi aumentará gradualmente con los cambios en las precipitaciones en los próximos 13 años. Sin embargo, en los últimos años, la provincia de Shanxi ha aumentado sus esfuerzos en publicidad y prevención de desastres geológicos, y la conciencia de la gente sobre la prevención y reducción de desastres en áreas afectadas por desastres y áreas de peligro oculto ha aumentado significativamente. Aunque la frecuencia de los desastres geológicos naturales aumentará gradualmente, las pérdidas económicas y las víctimas causadas por los desastres geológicos naturales se controlarán eficazmente.

2 Predicción de tendencias de desastres geológicos provocados por el hombre en Shanxi

Desastres como colapsos, deslizamientos de tierra, flujos de escombros, grietas en terraplenes y hundimientos del suelo causados ​​por actividades de ingeniería humana en la provincia de Shanxi Incluye principalmente minería, corte de carreteras y construcción. Corte de carreteras, etc. El bombeo excesivo de aguas subterráneas en zonas densamente pobladas por empresas industriales y mineras y residentes urbanos provocará desastres geológicos provocados por el hombre, como hundimientos y fisuras del suelo que provocarán una caída de los niveles de agua. Desde la perspectiva de las pérdidas económicas y las víctimas causadas por desastres geológicos provocados por el hombre, las grietas en los goafs, el hundimiento del suelo en los goafs, los deslizamientos de tierra en las minas y los colapsos de las minas son los principales peligros económicos. las pérdidas también son enormes. Sin embargo, las pérdidas económicas y las víctimas causadas por desastres geológicos como cortes de carreteras y cortes de construcción son relativamente pequeñas.

El tipo y la intensidad de los desastres geológicos provocados por el hombre inducidos por actividades de ingeniería humana están estrechamente relacionados con el nivel de desarrollo económico nacional y la política industrial nacional en ese momento. En las décadas de 1970 y 1980, cuando el nivel de desarrollo económico era bajo, había muchas minas pequeñas y medianas en Shanxi, y la construcción de carreteras distritales y municipales y carreteras nacionales de primera y segunda clase estaba en auge. Los desastres geológicos como colapsos, deslizamientos de tierra, fisuras del suelo, hundimientos de tierras y flujos de escombros inducidos por actividades de ingeniería humana se caracterizan por su amplio alcance, alta frecuencia y grandes pérdidas acumulativas. Después de entrar en la década de 1990, la construcción de carreteras entró en la era de las autopistas. Debido a los altos requisitos de selección del sitio, estudio, diseño, construcción y prevención de desastres geológicos en la construcción de carreteras, los desastres geológicos causados ​​por la construcción de carreteras y el corte de pendientes se han reducido significativamente. La provincia de Shanxi actualmente no tiene registros de deslizamientos de tierra o desastres geológicos provocados por el hombre causados ​​por la construcción de carreteras. Desde la década de 1990, la minería del carbón en la provincia de Shanxi ha entrado en un período de desarrollo estandarizado. El departamento administrativo cerró y destruyó un gran número de pequeñas minas de carbón ilegales, mejorando fundamentalmente el orden minero en Shanxi. Los desastres geológicos provocados por el hombre, como el hundimiento del suelo y los daños a las viviendas causados ​​por excavaciones privadas y minería transfronteriza, se han controlado significativamente. Los desastres geológicos mineros, principalmente la minería del carbón, han pasado de ser repentinos y aleatorios antes del tratamiento a aquellos que están dentro del rango de control y predicción. de personas. Sucede con frecuencia. Las pérdidas causadas por desastres geológicos provocados por el hombre inducidos por la minería se han reducido significativamente.

De acuerdo con el plan de desarrollo del transporte por carretera y el Plan Maestro de Recursos Minerales de la provincia de Shanxi, durante el decimotercer período de planificación, la construcción del transporte por carretera en la provincia de Shanxi seguirá estando dominada por la construcción de carreteras. Los desastres geológicos inducidos por la construcción de carreteras serán menores, mucho menos que los desastres geológicos inducidos por la construcción de carreteras de baja calidad.

Desde la planificación general de los recursos minerales, los objetivos de planificación a corto plazo de la provincia de Shanxi en 2005 son: controlar eficazmente la cantidad total de desarrollo y utilización de los recursos minerales y controlar el volumen total de extracción de carbón en aproximadamente 300 millones de toneladas para ajustar y optimizar la estructura y el diseño de la minería, la industria del carbón se transformará de cantidad a calidad y eficiencia, de la producción de productos primarios al desarrollo y utilización integrales, mejorará la calidad general y consolidará la posición de la industria del carbón. base, y formar tres importantes empresas del grupo del carbón; continuar cerrando la minería ilegal, baja tasa de recuperación, Las pequeñas minas de carbón que amenazan la seguridad de las grandes minas, no tienen condiciones de producción seguras, dañan el medio ambiente ecológico y causan una contaminación grave han reducido la el número de minas de carbón en la provincia a menos de 3.000; ajustar el tamaño y la estructura de las minas para formar un patrón de desarrollo coordinado con las minas grandes y medianas como columna vertebral. El modo de desarrollo y utilización de los recursos ha cambiado inicialmente de extensivo a intensiva, con una eficiencia de utilización mejorada significativamente y básicamente eliminada la minería indiscriminada y destructiva, la escala de extracción de las nuevas minas se adapta básicamente a la escala de las reservas de depósitos minerales y la tasa de recuperación de las minas de recursos de carbón mejora significativamente; Se han realizado mejoras iniciales y se ha fortalecido la supervisión y gestión ambiental de la mina. Los proyectos mineros que causen daños irreparables al medio ambiente ecológico ya no se construirán y el desarrollo de recursos minerales implementará un sistema de depósito de control y prevención de desastres. La incidencia de desastres geológicos secundarios en las minas se ha reducido significativamente, la tasa de tratamiento de los "tres desechos" en las minas ha aumentado significativamente, la tasa de restauración y gestión del medio ambiente ecológico en las minas ha alcanzado el 20% y el área de recuperación de tierras en las minas ha aumentado en un 6,5438+0,5 millones de hectáreas. El objetivo a largo plazo de la provincia en 2010 es intensificar aún más la reforma y la apertura en el campo de la exploración y el desarrollo de recursos minerales, realizar inicialmente cambios fundamentales en la utilización y gestión de los recursos minerales y, básicamente, formar una industria eficaz que se adapte a los requisitos de la economía de mercado socialista y se centra en operaciones a escala. Un nuevo sistema económico minero competitivo.

Se ajustará y mejorará aún más la estructura y el diseño del desarrollo y utilización de los recursos minerales, se mejorará aún más la eficiencia de la utilización de los recursos, se desarrollará de manera coordinada el desarrollo de los recursos minerales y la protección del medio ambiente ecológico y se mejorará aún más el entorno ecológico minero. A juzgar por los objetivos de planificación a corto y largo plazo mencionados anteriormente, bajo el principio de mantener la cantidad total básicamente sin cambios, el desarrollo minero de Shanxi logrará gradualmente el reemplazo de los pequeños por los grandes, formando un nuevo sistema económico minero con grandes -Escalar operaciones como cuerpo principal y mantener el desarrollo de la industria minera con el desarrollo coordinado de la protección ambiental. Al mismo tiempo, en la planificación general de los recursos minerales de la provincia de Shanxi, de acuerdo con los principios de las leyes y reglamentos correspondientes, los planes pertinentes, la salvaguardia de los intereses estratégicos nacionales y el cumplimiento de las leyes naturales y económicas, los recursos minerales de la provincia de Shanxi se dividen en áreas mineras fomentadas, áreas mineras restringidas y áreas mineras prohibidas y cuatro categorías de áreas mineras protegidas. Desde la perspectiva del diseño minero, con el agotamiento gradual de los recursos de carbón en las principales áreas mineras como Datong, Yangquan, Fenxi y Taiyuan Xishan, Shouyang en el ala norte de Qinshui Coalfield, Liulin, Baode, Hequ y Pianguan en el Hedong Coalfield se ha convertido en Shanxi El segundo campo de batalla abierto por el ejército del carbón; en estas áreas se están construyendo varias minas grandes y medianas con una producción anual de 600.000 a 3 millones de toneladas. Se prevé que algunas de ellas tengan una producción anual de 9 millones de toneladas (Shanxi puede prever que a medida que estas minas grandes y medianas se pongan en funcionamiento una tras otra, las condiciones geológicas y medioambientales en las zonas antes mencionadas se deteriorarán drásticamente. y se producirán problemas provocados por el hombre como fisuras del suelo, hundimientos del suelo, hundimientos de minas, deslizamientos de tierra mineros y daños a los recursos hídricos, además de los desastres geológicos causados ​​por la minería del carbón en Datong, Shuozhou, Xuangang y Taiyuan durante el período de planificación. Xishan, Yangquan, Fenxi, Xiaoyi, Huozhou, Lu'an, Changzhi y Jincheng. Las nuevas áreas mineras mencionadas anteriormente también provocarán muchos desastres geológicos en el futuro. Los desastres geológicos provocados por el hombre inducidos por la minería en la provincia de Shanxi. Sin embargo, debido a que estas grandes minas tienen una planificación de producción estricta y una planificación de protección ambiental, los desastres geológicos provocados por ellas son causados ​​​​por el proceso de producción minera. Los desastres geológicos inevitables se pueden predecir y planificar, y las pérdidas causadas son relativamente. pequeño

Con el continuo y rápido desarrollo de la industria minera, la descarga de desechos mineros en la provincia de Shanxi aumenta año tras año y el número de vertederos aumenta según el "Informe de investigación y remediación". sobre relaves mineros, desechos sólidos, recuperación de tierras y protección ambiental geológica en algunas áreas de la provincia de Shanxi", las emisiones de relaves mineros y desechos sólidos en algunas áreas de la provincia de Shanxi son las siguientes (Tabla 1) y (Tabla 2):

Tabla 1 Estadísticas de emisiones de relaves de algunas minas en la provincia de Shanxi

Tabla 2 Emisiones de desechos sólidos de las principales áreas mineras en la provincia de Shanxi

Además, en el país Impulsada por la política de la industria del carbón y la Política de Desarrollo Occidental, la provincia de Shanxi ha construido una gran cantidad de grandes centrales eléctricas alimentadas con carbón en los últimos años. La escala de la primera fase del proyecto es de 600 a 1200 mw y el volumen anual de descarga de cenizas. de cada central eléctrica de carbón es de 350.000 a 700.000 m3. Según estimaciones del número de centrales eléctricas de carbón existentes y en construcción en la provincia, la descarga total anual de cenizas de las centrales eléctricas de carbón en la provincia es mayor. Estos relaves de minas, residuos sólidos y cenizas y escorias de centrales eléctricas son enormes, están ampliamente distribuidos y, en su mayoría, distribuidos en los valles, constituyen una fuente importante de desastres geológicos en la provincia de Shanxi. son arrastrados fácilmente de los valles, provocando desastres geológicos causados ​​por actividades de ingeniería humana en Shanxi. El riesgo de daños por desastre está aumentando.

Según el estudio, la mina de hierro Jianshan en el condado de Loufan, ciudad de Taiyuan, Pingshuo. Mina a cielo abierto en la ciudad de Shuozhou, Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Company en la ciudad de Yuncheng, área minera de Taiyuan Xishan y cantera de Taiyuan Dongshan, etc. Es probable que se produzcan desastres geológicos causados ​​por factores humanos durante el período de planificación. Si se produce, las pérdidas económicas y las víctimas causadas serán muy graves.

La sobreexplotación de las aguas subterráneas de Shanxi. Los desastres geológicos provocados por el hombre, como el hundimiento del suelo y las fisuras del suelo, se distribuyen principalmente en ciudades grandes y medianas con densas poblaciones y. empresas industriales y mineras concentradas, como Taiyuan, Datong, Linfen, Yuci, etc. Entre ellas, la ciudad de Taiyuan tiene el hundimiento del suelo más temprano y el mayor área afectada y volumen de asentamientos. Las pérdidas económicas causadas son las mayores hundimientos del suelo en la ciudad de Taiyuan. es causado por la extracción excesiva de agua subterránea. El alcance del hundimiento del suelo es consistente con la gama de embudos de caída de agua subterránea poco profundos. Una vez que ocurre el desastre del hundimiento del suelo, es muy difícil de recuperar en las condiciones económicas y técnicas existentes. , y el principal objetivo de prevención y control sólo puede ser controlar el alcance y la cantidad de asentamientos. Según el plan del Departamento Provincial de Recursos Hídricos de Shanxi, la capacidad de suministro de agua de diseño de la línea troncal sur del Proyecto de Desvío del Río Amarillo de Taiyuan. y el Proyecto de Abastecimiento de Agua de Desvío del Río Amarillo se basa en la escasez de agua y el exceso de agua subterránea en el área de suministro de agua de Taiyuan. Está determinado por la suma del volumen de producción y el aumento de la demanda de agua debido al desarrollo urbano. Por lo tanto, mientras fluyen nuevas fuentes de agua del Proyecto de Desvío del Río Amarillo, Taiyuan cerrará algunos pozos de extracción de agua subterránea de acuerdo con la situación de sobreexplotación de diferentes unidades de agua subterránea para revertir la sobreexplotación de agua subterránea en el área de suministro de agua, lograr un círculo virtuoso y cumplir con los sostenibilidad del entorno ecológico y el desarrollo de los recursos de aguas subterráneas para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del Proyecto de Desvío del Río Amarillo. El plan de regulación actual que se implementará es: después de que se desvíe el suministro de agua del río Amarillo en 2003, el volumen de extracción anual de los usuarios clave de agua se reducirá de 273,35 millones de m3 a 184,07 millones de m3, y el volumen de extracción de agua subterránea comprimida se reducirá. 88,03 millones de m3/a, lo que representa el 82% del volumen de sobreexplotación. Entre ellos, el agua de poro en la cuenca es de 49,52 millones de m3 y el agua kárstica es de 37,43 millones de m3. Junto con la regulación de los usuarios dispersos del agua, se controlará eficazmente la sobreexplotación de las aguas subterráneas de la ciudad de Taiyuan y se logrará básicamente el equilibrio entre la extracción y la reposición de las aguas subterráneas. Para 2005, cuando el suministro de agua del Proyecto de Desvío del Río Amarillo aumente a 800.000 m3/d y el volumen de extracción disminuya a 43,09 millones de m3/a, el agua subterránea en el área de control se restaurará y entrará en un círculo virtuoso. Después de que comenzó a suministrarse agua del río Amarillo en la ciudad de Shuozhou, ciudad de Datong, la línea troncal norte del Proyecto de Desvío del Río Amarillo, el plan de protección de las aguas subterráneas fue similar al de Taiyuan.

En Yuncheng, otra zona con grave sobreexplotación, combinada con la finalización, el apoyo y el suministro de agua del Yumenkou, el Proyecto del Río Amarillo Zuncun y el Proyecto de Fuente de Agua Langdian, el volumen de extracción de agua subterránea industrial y agrícola en el área se ha reducido a 80 millones de m3/a, lo que representa más del 100% de la sobreexplotación del área. El 56% del volumen minero se convierte en agua del río Amarillo. Por lo tanto, durante el período de planificación, los desastres por hundimiento del terreno en las grandes ciudades de Shanxi, principalmente Taiyuan y Datong, serán controlados con la mejora del nivel de urbanización, el rápido desarrollo de la industria y la agricultura y el fuerte aumento del consumo de agua en las pequeñas. y ciudades medianas, el terreno original Los desastres por hundimiento pueden intensificarse o pueden ocurrir nuevos desastres geológicos de hundimiento del suelo y fisuras del suelo a pequeña escala.