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地矿科技|海洋地质灾害是西沙群岛开发过程中必须要考虑的因素

作者:大理石

  随着我国海南省三沙市的成立,西沙群岛地区相关基础设施和海洋工程设施建设的步伐将会进一步加快。西沙群岛以13平方公里的海岛陆地面积管辖着约 260万平方公里的海洋国土,海洋地质灾害对海岛开发的影响显著。

  要开发西沙群岛,必然离不开海上工程项目,包括平台、港口、跨海大桥建设等,这些都是是高投入行业。导致海上工程活动产生严重危害的原因除了恶劣的天气、飓风、海啸等海洋水文气象因素之外,还有潜在的地质灾害因素,即能够致灾的地质条件,既包括已经发生过灾害的,也包括尚未发生灾害但存在潜在危险性的因素,极易引起巨大的生命财产损失。随着西沙海岛资源的不断开发,交通(港口)运输、通信电缆以及光纤等海洋经济活动的迅速开展,海洋地质灾害带来的安全隐患越来越需要引起重视。

地矿科技|海洋地质灾害是西沙群岛开发过程中必须要考虑的因素

  根据历史资料显示,国内外海洋地质灾害造成的重大伤亡及损失的事例比比皆是,如1928年11月18日,纽芬兰的Grand Banks地震出发了20平方公里的海底滑坡,27人在该事件中死亡,形成的沉积物把200万方的碎屑带入深水中,切断了跨大西洋的海底电报电缆,造成了巨大的经济损失。2004年12月26日苏门答腊沿海巨大的海啸,夺取了20多万人的生命,研究认为诱发这场海啸的大规模海底运动是地震断裂位移和海底滑坡共同作用的结果。因此,海洋地质灾害对海洋工程设施和海洋工程环境等可能造成的风险,在开发过程中需要重点考虑。

  西沙群岛面临的主要海洋地质灾害类型包括海岸侵蚀和海底滑坡:

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  海岸侵蚀

  海岸侵蚀是指在自然力(包括风、浪、流潮)和人力的作用下,沉积物支出大 于输入的净损失的过程,它包括海岸线的后退和海滩的下蚀。海岸侵蚀是一个 长期的海陆变迁过程,海岸侵蚀会造成沿岸沉积物大量流失,海滩生态环境恶化,严重破坏沿海的建筑物及工程设施,使海岸防护压力增大,从而演变为一种严重的环境地质灾害,不利于沿海工程建设,更直接影响岸线经济发展。

  西沙海域位于东亚季风区,东北、西南季风周期性交替。每年10月到次年3月以东北风为主,频率高、风力强,且盛行期长;5-8月以西南季风为主,季风弱,周期短。但短期强风和灾害性暴风—台风,常以西南风出现,西南季风比东北季风弱,并且常有间断。波浪和海流均受季风控制,其变化周期和强度基本上与季风同步。所以在总体上,东北风、浪和海流强于西南风、浪和海流。东北季风的风期和强度更高,因此岛坡的东北边缘和西南边缘海岸侵蚀情况比较严重,东北海烛平台的宽度比西南部更宽。

  海岸侵蚀的前提是海岸沉积物补给不足,石岛海岸主要由破碎的海底珊瑚礁生物碎屑以及沙丘岩(又称风成生物砂屑灰岩)构成。该地区主要受风暴潮、灾害性海浪及晚冰期海平面上升的影响,侵蚀变化速率的大小不等。南海海域自然灾害发生频繁,我国平均每年遭受28个热带风暴和台风的影响,其中有2\3袭击南海。热带气旋和强风浪造成的风暴潮经常袭击西沙群岛海域,往往对海岸造成非常严重的冲刷作用,进而造成岸段侵蚀,如1985年10月20日的台风将中建岛西南局部区域削低了0.8米。

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  海底滑坡

  海底滑坡是广泛分布于海底的一种沉积物重力搬运过程。海水环境与陆地相比,由于沉积物的孔隙水压力及沉积物固结程度较低的原因,海床上会发生各种形式的沉积物失稳。水下硬质岩石构成的斜坡失稳后,发育成坠落和滚动运动形式的海底滑坡,多发生在珊瑚或海底火山形成的水下高地上,可称为崩塌。

  西沙群岛岛坡发育的滑塌堆积物主要是风暴潮摧毁礁体或珊瑚群后向海搬运的堆积物,调查发现很多小型的滑塌沉积相位于珊瑚生长带的向海侧陡壁下,从地形转折处开始,水深16-20米,其底界为30-50米左右。滑塌堆积以类似于山麓滑坡的形态,穿插于珊瑚生长带之间,上不陡峭、向下变缓,前缘参差不齐,呈朵叶状展布。

  当顺坡方向的剪切应力超过形成滑坡物质的抗剪切强度即可产生海底滑坡,斜坡失稳本质上也是斜坡沉积物在重力作用下沿软弱层发生滑动。当斜坡中的沉积物抗剪强度变弱,或是外界施加的负荷过大时,斜坡不能保持静止,沉积物便发生滑动,引起海底沉积物的搬运。较大的海底坡度和较高的沉积物供给速率是西沙海域海底滑坡发育的主要原因,海平面的多次旋回也间接促发了海底滑坡的发生。

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  建议与对策

  海洋地质灾害防治工作的开展首先要进行全面的海洋地质灾害调查,在此基础上划定灾害分布范围,查明灾害发育机制,根据不同灾害类型及灾害等级的选取合适的防治方法。西沙群岛海洋地质灾害防治工作应该在三沙开发的大框架下,将海岸保护、海岸侵蚀灾害防治与经济发展有机地结合起来, 进行科学规划 、有效防治。海洋地质灾害的防治关键是要建立西沙海域海洋地质灾害风险评价体系,科学合理地进行海洋地质灾害风险评价和风险区划,最终给出正确的灾害评价指标与量化方法 。图文转至网络,若内容涉嫌侵权,请告知我们删除!

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