氣象與城市地質(zhì)災(zāi)害

破壞性地震是最強(qiáng)烈的一種地質(zhì)災(zāi)害，由地質(zhì)板塊相互擠壓和碰撞所釋放的能量遠(yuǎn)大于一般的氣象災(zāi)害。但地震發(fā)生之前往往存在一些氣象異?，F(xiàn)象，特別是持續(xù)的嚴(yán)重干旱。有些地震在發(fā)生之后還會出現(xiàn)強(qiáng)降雨或強(qiáng)降溫天氣。發(fā)生在山區(qū)城鎮(zhèn)的強(qiáng)烈地震會引發(fā)大量的滑坡、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害，從山坡崩落或滑塌的土石填淤山間河谷往往形成堰塞湖，將河流的水位抬高后，一旦潰決，洪水沿峽谷直瀉可造成毀滅性的破壞。1933年8月5日四川茂縣發(fā)生7.5級地震，使疊溪古城毀于一旦。地震中的山體崩落土石頓時形成了三大埝壩，導(dǎo)致岷江的主流斷流，回水倒流使水位上升300余米，淹沒大片農(nóng)田和房屋，并形成大小海子11處。震后一個多月，岷江上游陰雨連綿，江水驟漲，各海子湖水與日俱增。10月9日下午7時，疊溪海子瀑潰，積水傾瀉涌出，浪頭高達(dá)20丈，壁立而下，濁浪排空。急流以30 km/h的速度急涌茂縣、汶川，下游的岷江各縣也接連遭災(zāi)，據(jù)不完全統(tǒng)計死亡人數(shù)壑在2500余人。2008年5月12日汶川8級地震之后同樣出現(xiàn)多次降雨，形成了34個堰塞湖，其中規(guī)模最大的唐家山堰塞湖到6月10日最高水位時已積聚數(shù)億立方米水量。為確保人民生命財產(chǎn)安全，下游綿陽市緊急疏散了15萬人，經(jīng)武警部隊頑強(qiáng)奮戰(zhàn)，到6月18日已基本排除險情水土流失主要包括水蝕和風(fēng)蝕。我國的黃土高原是從西北沙漠、戈壁的沙塵沉降形成的。冬春的干旱使表上干燥而疏松，進(jìn)入雨季突降暴雨，可以引發(fā)嚴(yán)重的水上流失。以初夏為最嚴(yán)重，因為這時的植被還不能充分覆蓋，而表土仍然十分疏松。降雨的強(qiáng)度越大，沖刷和流失就越嚴(yán)重。

滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展受多種因素的影響，如地震、火山、河流沖刷、融雪、降雨以及修建水庫、灌溉等人類活動。其中降雨是主要誘發(fā)因素，據(jù)統(tǒng)計，由局部地區(qū)暴雨引發(fā)的滑坡、泥石流等災(zāi)害要占這類災(zāi)害總數(shù)的90%基至95%以上。我國多數(shù)地區(qū)的滑坡、泥石流災(zāi)害有夜發(fā)性的特點，這一方面是山于山區(qū)的暴雨以發(fā)生在夜間的居多另一方面是由于夜間人們熟睡之際，對突發(fā)的災(zāi)害往往措手不及而加重危害。

由暴雨引起的泥石流、滑坡一般還具有群發(fā)性和鏈生性特點。一次暴雨過程往往可以同時引發(fā)多處滑坡和泥石流，不僅導(dǎo)致水上流失、人員傷亡、淹沒農(nóng)田、毀壞房屋、中斷交通、使水庫淤積失效，還污染飲用水源而導(dǎo)致傳染病流行。

地質(zhì)災(zāi)害指由于自然和人為的原因造成地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)體的變化，給人類生命財產(chǎn)和生存環(huán)境造成重大損失的事件，包括地震、火山噴發(fā)、滑坡、崩塌、泥石流等山地災(zāi)害，地裂縫、地面下陷與沉降、礦并垮塌、水土流失和土地退化等。

地震是對城市破壞力最大的自然災(zāi)害。由于城市建筑本身的重壓和城市中大量地下建筑物和設(shè)施的存在，加上城市中的人口密集和生命線系統(tǒng)的分布無處不在，發(fā)生在城市里的地震所造成的損害要比鄉(xiāng)村大得多，而且有相當(dāng)一部分地震的震中，如神地震和唐山地震就發(fā)生在城市里，日本稱之為直下型地震。處于地質(zhì)斷裂帶附近的建筑一旦發(fā)生地震，最容易倒塌。即使不發(fā)生地震，地基也要比非斷裂帶更為脆弱。

火山噴發(fā)可以毀滅整座城市，公元前古羅馬的龐貝城就是在維蘇威火山的一次大規(guī)模噴發(fā)中被火山灰突然掩埋，使數(shù)萬人瞬間變成了化石。我國活火山不多且活動較弱，尚無城市受火山威脅的報道。

滑坡、崩塌和泥石流對山區(qū)城市的破壞力極大。如2007年7月17日重慶的特大暴雨引發(fā)了山洪和泥石流，把歌樂山渣滓洞的建筑都沖垮了。香港歷史上也多次發(fā)生過滑坡和泥石流災(zāi)害。北京的山區(qū)縣區(qū)在1949年以來的50多年里，由于泥石流災(zāi)害死亡500多人，經(jīng)濟(jì)損失數(shù)億元，還沖毀了大段的公路和橋梁、房屋和耕地。我國近百年死于崩塌、滑坡和泥石流的已達(dá)萬人，僅1949年以后就在5500人以上，平均每年造成的直接經(jīng)濟(jì)損失至少可達(dá)40億～50億元。西部山區(qū)廢舊礦井的塌陷地震也多次發(fā)生。

大量抽取地下水可導(dǎo)致地面下沉，我國因超量抽水而引起地面沉降的有上海、天津、常州、無錫等36個城市，上海、天津最大沉降幅度已超過2 m。我國有多個省區(qū)的200多個縣市發(fā)現(xiàn)746處地裂縫，其中大型地裂縫有1000多條，以西安、大同、榆次、運城等地的規(guī)模與危害最大。如西安市地裂縫總長達(dá)35 km，使40座廠房、70處住宅、200余間平房和百余處道路遭到破壞。

風(fēng)蝕則取決于風(fēng)速、近地氣層的穩(wěn)定度和土壤的結(jié)構(gòu)。土壤的結(jié)構(gòu)性越差，風(fēng)速就越容易超過土粒的起動風(fēng)速。在有植被覆蓋時，盡管大氣中的風(fēng)力很大，但草被下的近地面風(fēng)速引不高，不會引起風(fēng)蝕。在空氣層結(jié)不穩(wěn)定時，上升氣流可以把大量土粒卷到空中。每年早春，凍土融化后地表溫度迅速升高。冷空氣南下時，其前鋒為低氣壓，存在上升氣流，可以把塵土卷起。后而的冷空氣越強(qiáng)，風(fēng)速越大，風(fēng)蝕就越嚴(yán)重。

工礦業(yè)生產(chǎn)同樣要考慮氣象條件，其中以下行業(yè)與氣象的關(guān)系更加密切。第一類是在露天條件下作業(yè)的建筑業(yè)和石油鉆并勘探業(yè)，第二類是與并下氣象條件密切相關(guān)的采礦業(yè)，第三類是生產(chǎn)過程與工藝對氣象條件要求嚴(yán)格的紡織業(yè)、建材業(yè)、精密儀器制造業(yè)等，第四類是與危險品生產(chǎn)有關(guān)的行業(yè)，如化工企業(yè)和易產(chǎn)生粉塵的產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)國際勞工組織的報告，世界工礦企業(yè)每年發(fā)生各種工業(yè)本故5000萬起，死亡200多萬人，上千萬人受傷致殘。根據(jù)聯(lián)合國資料，世界平均事故經(jīng)濟(jì)損失占國民生產(chǎn)總值的2.5%，預(yù)防事故和應(yīng)急救援投人占3.5%，合計占國民生產(chǎn)總值的6%左右。我國2006年全年共發(fā)生各類安全生產(chǎn)事故627258起，比2005年下降12.6%死亡112822人，下降11.2%。億元GDP生產(chǎn)事故死亡率0.558，下降20.3%。一次死亡30人以上的特別重大事故同比下降78%，初步估計2005年全國事故災(zāi)難共造成直接經(jīng)濟(jì)損失約890億元。

生產(chǎn)事故的原因有四個人的不安全行為和動作、技術(shù)隱患和欠缺、不良生產(chǎn)環(huán)境、管理不善。氣象是生產(chǎn)環(huán)境中極為重要的一個方面，雖然在大多數(shù)情況下不是事故的主要原因，但卻是重要的誘發(fā)條件。

工礦業(yè)生產(chǎn)中的事故類型主要有機(jī)械傷害、電擊、火災(zāi)、爆炸、粉塵、中毒、高墜、污染、中暑、凍傷、水、窒息、職業(yè)病等多種。絕大多數(shù)都與氣象條件有一定的關(guān)系。以下我們按行業(yè)分別介紹。

建筑業(yè)與氣象條件的關(guān)系表現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計、施工過程與室內(nèi)裝修等幾方面。

從規(guī)劃設(shè)計看，不同氣候區(qū)對建筑設(shè)計的要求不同。寒冷地區(qū)保暖是主要矛盾，要求建筑物隔熱性能好，有比較完善的供熱設(shè)施，開窗較小且朝北窗戶較少，建筑物外表多使用紅、黃等暖色。為防止冬季結(jié)冰和早春融凍損害地基，自來水管和基樁都要打到最大凍土層深度以下。炎熱地區(qū)的建筑物則要求通風(fēng)和遮陽，開窗要大，表面多使用藍(lán)、綠等冷色調(diào)。多雨地區(qū)的屋頂要有較大坡度和屋檐以利雨水流出，干燥地區(qū)則屋頂平坦，常用來晾曬物品?？紤]采光，對建筑物的間距也有一定的要求，緯度越高，由于太陽高度角的降低，要求間距也越大。俄羅斯東西伯利亞的雅庫次克整個城市建于62°N的永凍土上，1月平均氣溫低達(dá)-42.7℃，極端最低氣溫達(dá)-73℃，夏季有1.2 m凍土層融化。為了防止建筑物倒塌，所有房屋都建在很深的木樁上與地面有0.9 m的1司隔，門窗有3～4層。炎熱地區(qū)的建筑更是別具匠心，新疆吐魯番有不少半地下土房，深人地下1～1.5 m，土墻很厚，窗戶很小，房前搭架種葡萄、絲瓜等以遮陽。據(jù)測定夏天午后墻厚二磚半的地上磚房內(nèi)的溫度常達(dá)32～33℃，土墻厚80 cm的地上土房內(nèi)則為30℃，而這種半地下土房內(nèi)只有26～27℃，是吐魯番居民午休的好去處。

建筑施工對氣象條件的要求更為嚴(yán)格，嚴(yán)寒、酷熱、大風(fēng)、暴雨、下雪、風(fēng)沙、冰雹等惡劣天氣都不適宜野外作業(yè)。北方封凍時期，建筑施工要停止幾個月。外場施工的最適溫度是10～25℃，低于5℃或高于32℃,工作效率都會迅速降低，0℃時工作效率降至原來的50%，12℃將降到只有25%。氣溫15.5℃下工作幾小時，會降低手的柔軟性與靈活性。7℃下手的工作效率為最適溫度的80%。