地質災害發育區域
⑴ 地質災害的類型及其發育規律
一、地質災害類型
滇藏鐵路沿線及其周邊地區特殊的地質環境塑造了相應的地貌、地質結構和地應力特徵,並在一定程度上制約著淺表層卸荷、風化作用的發育程度,同時,研究區暴雨頻率高、強度大、地震活動較頻繁,在活躍的地殼內外動力因素耦合作用下,極易產生地質災害,使得本地區的地質災害類型復雜多樣。地質災害調查表明,滇藏鐵路沿線的地質災害以崩塌、滑坡和泥石流為主,其次是風化剝落、沙害和冰雪災害等。
二、地質災害發育規律
盡管研究區涉及的地域比較廣、不同地段地質災害的類型及其發育規律有所差異,但地質災害的發育分布依然具有比較明顯的時空規律,主要表現在以下方面:
(1)滑坡、崩塌、泥石流災害的分布與水系和溝谷地貌具有密切的關系,尤其在高山-極高山區的深切河谷兩岸,風化、卸荷作用顯著,成為崩塌、滑坡和泥石流的重災區域。崩塌、滑坡和泥石流沿金沙江、瀾滄江及其支流廣泛分布,雅魯藏布江支流帕隆藏布流域是人們最熟知的災害頻發地段(圖10-1),這些地區主要受構造影響,地貌形態表現為深切峽谷、山體陡峻,並且滑坡往往同崩塌、泥石流同時發生,並具有群發性特徵,在部分地區地質災害呈帶狀密集分布,對公路和居民設施有較大威脅。
(2)滑坡、崩塌、泥石流災害的發生具有明顯的季節性,常與雨季暴雨、洪水同步。降雨對地質災害的促進作用主要表現在:降雨飽和岩土體、增大容重;岩土濕度增大、強度降低;雨水下滲、地下水位升高和流動,產生靜水壓力和揚壓力,從而降低潛在滑面附近的抗滑阻力;降雨使河水暴漲、暴跌,特別是山洪暴發極易沖刷岸坡表層堆積物、淘蝕坡腳,造成岸坡變形破壞。根據滇西北地區氣象資料和地質災害統計(圖10-2),降水的季節性變化顯著,雨季的降水量約佔全年的80%,並主要集中在5~10月,降雨量豐沛且多暴雨,該區每年8月崩塌、滑坡和泥石流活動最頻繁,7月和9月次之,10月以後逐漸減少。
(3)地質災害發育程度與地層岩性關系密切,岩土體類型和性質是影響斜坡穩定性的根本因素,也是泥石流物質來源和發生的重要因素。野外調查發現,泥質岩類、軟硬相間的岩層組合、片狀-薄層狀變質岩(片岩、劈理化板岩、千枚岩等)、斷層破碎帶和殘坡積物、風化岩體等是極易發生地質災害的層位(圖10-3)。
圖10-1 帕隆藏布流域地貌形態與重大地質災害的關系
圖10-2 滇西北地區地質災害頻率與月份之間的關系曲線(1950~2001年)
圖10-3 喜馬拉雅山地區地質災害發育程度與岩性的關系圖(據童立強等,2007)
(4)滑坡、崩塌、泥石流災害的分布明顯受地質構造控制,地質災害的類型、規模和發生頻率與區域構造具有較好的一致性,表現出明顯的分區、分帶特徵。野外調查表明,區域性大斷裂、褶皺軸部、擠壓破碎帶、節理密集帶等通過的邊坡絕大部分穩定性較差,是滑坡、崩塌、泥石流的高易發部位。
(5)地震和人類工程活動是誘發地質災害的重要因素。強地震不僅可能形成規模很大的地表破裂帶,而且能夠顯著降低岩土體的強度,破壞自然斜坡的穩定性,形成大規模的山地地質災害。由地震引起的崩塌、滑坡和泥石流災害在某些地區遠遠超過地震本身直接造成的災害,1996年麗江7.0級地震就曾誘發至少420處中小型崩塌和30處大中型滑坡(圖10-4)。人類工程活動(包括開挖邊坡和采礦活動等)是誘發地質災害發生的重要因素,由於近年來人類對地表植被的破壞和部分工程建築的施工開挖邊坡,不僅破壞生態環境、引起水土流失,而且破壞了斜坡的自然穩定狀態,引起的崩塌、滑坡不斷;大量切坡剝離的土石棄入溝道中,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源。
圖10-4 麗江地震誘發地質災害分布圖
總體而言,地質災害的分布與水系和溝谷地貌具有密切的關系,常分布在大江、大河或深切河谷兩岸;崩塌、滑坡災害的分布明顯受地質構造控制,沿斷裂帶尤為發育;地質災害發育程度與地層岩性關系密切;崩塌、滑坡和泥石流災害的發生具有明顯的時間性,常與暴雨、洪水或融雪季節同步。還應當看到,盡管滇藏鐵路沿線地質災害類型多種多樣,但它們的形成和分布還嚴格受自然地理條件的控制。例如,在高山-極高山或海拔4500 m以上的高原,寒凍風化、凍融滑塌等比較發育;在高山峽谷區,崩塌、滑坡、泥石流最為發育;在現代冰川周邊的河谷是冰川泥石流的多發區;在乾燥的寬河谷區,沙化和風沙災害比較發育。因此,深入研究滇藏鐵路沿線不同地段地質災害的群發機制和典型突發性地質災害的成災機理,不僅可以豐富高山峽谷區地質災害預測理論,而且對滇藏鐵路沿線防災減災具有重要的實際意義。
三、地質災害對鐵路工程的影響
野外地質調查表明,滇藏鐵路沿線的地質災害類型以滑坡、崩塌和泥石流為主,復雜的區域工程地質環境決定了鐵路沿線地質災害具有頻率高、數量多、危害大等特點,它們在空間和時間上具有群發性和集中誘發的特徵。地質災害對鐵路工程的影響大致包括以下方面:
(1)制約局部線路走向方案的選擇,部分大型滑坡可能影響到山體的穩定性,對附近通過的鐵路線構成威脅;同時,鐵路附近的不穩定邊坡還可能受到工程震動的影響而產生進一步變形或破壞。
(2)根據前期規劃,滇藏鐵路工程涉及不少近地表工程,例如:隧道進出口、跨江大橋、車站場地和邊坡、路基等,這些場地的工程地質條件和施工條件及其適宜性直接受到地質災害的制約,在工程設計和施工階段應引起足夠的重視。
(3)影響施工條件和工程安全運營。上述地質災害如果處理不當,不僅可能影響施工進度,威脅施工人員的生命安全,而且可能增加工程維護費用,使工程不能充分發揮預期的經濟效益、社會效益和環境效益。
(4)工程棄渣可能加劇工程沿線環境工程地質問題,甚至會殃及工程本身的安全。
隨著滇藏鐵路不斷地向深切河谷區規劃設計,今後遇到的地質災害類型和成因將更加復雜,尤其是一些大型或超大型的復雜滑坡體和冰川冰雪融水型泥石流,不僅影響鐵路選線,而且制約著未來鐵路的運營安全。因此,很有必要在野外調查、監測和室內試驗測試、模擬計算等綜合研究的基礎上,開展鐵路沿線典型重大地質災害的成災機理和分布規律的研究,探索青藏高原東南緣地殼運動活躍地區內外動力耦合作用對各類地質災害的控製作用以及重大突發性地質災害的預測途徑,從而有針對性地指導減災防災,促進工程建設區經濟和環境的可持續發展。
⑵ 地質災害高易發區與地質災害發育強烈是不是一個意思
地質災害易發區是指容抄易產生地質災害的區域。高易發區的劃分是根據地質環境背景條件和現狀地質災害的分布並反映地質災害的歷史和未來發生的可能性。地質災害發育強烈一般是在評估地質災害易發區時的一個標准。高易發區和發育強烈有很大的聯系。可以看做一個意思,不過具體標准在細節上不同。
⑶ 地質災害氣象預警區劃
如前所述,在地質災害的控制與影響因素中,降雨和人類工程活動是最為活躍的觸發因素。在人類不合理工程活動地段,黃土的卸荷與風化裂隙、落水洞、陷穴等尤為發育,降水容易沿著這些通道快速滲入地下,引發地質災害,降雨成為觸發地質災害最積極的因素。所以,通過氣象預報,可有效開展滑坡崩塌泥石流等地質災害預警,實現防災減災的目標。
一、臨界降雨量確定
據本次調查資料,2000~2004年發生的13次新滑坡和16次崩塌,其發生頻次均與月平均降水量呈顯著的正相關,滑坡、崩塌發生時間全部落在6~10月份,在9月份最高,7月和8月次之,6月和10月份較低。地質災害的發生頻次與本區的降水特徵有關,9月份常出現淋雨,並伴有大雨,這種降水特徵有最利於浸潤黃土和入滲補給地下水,觸發地質災害發生;7月和8月份集中了全年75%以上的R1h≥10mm強降水和82%以上的R1h≥20mm強降水,這種強降水特徵不如9月份有利於降水入滲,所以,7月和8月份出現的災害頻次不如9月份高;6月和10月份強降水頻率低於7月,8月和9月,但高於其他月份;另外,10月份也常有淋雨,所以在6月和10月份也引發了地質災害。由此可見,無論是淋雨,還是強降雨,都是觸發地質災害的因素。
寶塔區歷史上僅有一個氣象站,不能反映降水特徵的空間展布,為了能夠揭示區域降水特徵,本次與陝西省氣象局合作,對1980年到2005年25年間,陝北黃土高原地區的27個氣象站的日、時降水量進行了分析,統計了各站日降水量中R1h≥10mm或20mm的局地暴雨過程,對其氣候特徵和時空間演變規律進行歸類分析、研究總結。研究結果表明:
(1)在25年中,陝北黃土高原共出現R1h≥10mm的強降水2638時次,R1h≥20mm強降水574時次,年平均R1h≥10mm的強降水有106時次,R1h≥20mm強降水有23時次。
(2)R1h≥10mm發生時次最多的年份是1994年,為173時次;最少的是1980年,僅有36時次。R1h≥20mm強降水發生次數最多的年份是1994年,為56時次;最少的是1982年僅有3時次。可見陝北強降水出現時次的年際差異較大,最多年份與最少年份相差十幾倍之多。
(3)R1h≥10mm強降水旬分布具有多峰值的特點。7月中旬,7月下旬和8月上旬為第一高峰值,在數值比較接近也是全年的最大峰值;8月下旬為全年的次峰值,6月上旬為全年的第三峰值。R1h≥20mm單峰特徵較明顯,8月上旬為其高峰值,8月上旬之前,強降水頻次緩升後,強降水的頻次突然降低、減少。
(4)淋雨主要出現在9月,10月份也有淋雨和大雨發生。
(5)寶塔區暴雨年頻次>0.8(圖7-5),大雨日年頻次為4左右(圖7-6)。
圖7-5 陝北暴雨年頻次分布圖
圖7-6 陝北大雨年頻次分布圖
對比分析本區降水特徵和地質災害發生的關系,可以確定地質災害氣象預警的臨界降雨量。預警的臨界降雨量特徵值分別是:
(1)日降雨量≥50mm(R24h≥50mm);
(2)6小時降雨量≥25mm(R6h≥25mm);
(3)1小時降雨量≥20mm或3小時降雨量≥25mm並且日降雨量≥30mm(R1h≥20mm或R3h≥25mm且R24h≥30mm);
(4)連續多日降雨,且日降雨量≥10mm。
符合以上條件之一就應該進行地質災害預警,作為地質災害氣象誘發日向外發布。
據此臨界降雨量可以進行模擬校驗,校驗結果表明,調查區內地質災害暴雨誘發日為2.5d/a,連陰雨誘發日為2.8d/a,即每年可預報的次數將在2~7次。說明選取上述4項指標是符合實際情況和可以操作的(圖7-7)。
圖7-7 陝北地質災害暴雨誘發日分布圖
二、地質災害氣象預警級別
參考陝西省地質災害氣象預報預警分級劃分,結合調查區實際情況,將預警級別劃分為三級:分別是Ⅰ級預警、Ⅱ級預警和Ⅲ級預警。
Ⅰ級預警是高級預警,地質災害發生概率最大,為地質災害發布警報級;
Ⅱ級預警是中級預警,地質災害發生概率中等,為地質災害發布預報級;
Ⅲ級預警是低級預警,地質災害發生概率最小,為地質災害不發布預報級。
三、地質災害氣象預警區劃
(一)日降雨量≥50mm預警區劃
本降雨量級別在預警氣象中相對降雨強度為最小(圖7-8)。
圖7-8日降雨量≥50mm預警區劃圖
(1)Ⅰ級預警區的范圍最小,僅限於北半部延河流域,分散於這一區域的北部、西部和中部少部分地區(圖中深灰色)。總面積927.71km2,占調查區總面積的26.1%。這些地區位居延河幹流,河谷深切;以及較長支流的上游,溝谷強烈下切地帶,人類工程活動極為強烈,為調查區的地質災害發育區。
(2)Ⅱ級預警區主要分布在調查區北部延河流域(圖中淺灰色),面積1303.96km2,占調查區總面積的36.7%。這一區域大多為延河次級支溝黃土梁、峁地區,主要溝谷多處於中游,人類工程活動較強烈,地質災害發育強度稍低。
(3)Ⅲ級預警區分布於調查區南部汾川河流域(圖中白色),面積1324.33km2,占調查區總面積的37.2%。這里植被茂盛,溝谷寬緩,人類工程活動不強烈,地質災害極不發育。
(二)6小時降雨量≥25mm預警區劃
本降雨量級別在預警氣象中相對降雨強度為中等(圖7-9)。
圖7-9 6小時降雨量≥25mm預警區劃圖
(1)Ⅰ級預警區的范圍較前有所擴大。除北部延河流域中部少量區域外,占據北部延河流域大部分地區(圖中深灰色)。總面積1627.70km2,占調查區總面積的45.8%。為調查區地質災害發育區及部分次發育區。
(2)Ⅱ級預警區的范圍較前有所減少。主要分布在調查區北部延河流域(圖中淺灰色),南部汾川河流域有少量分布。總面積676.38km2,占調查區總面積的19%。這一區域大多為延河次級支溝黃土梁、峁地區,主要溝谷多處於中游,人類工程活動較強烈,地質災害發育強度稍低。
(3)Ⅲ級預警區的范圍較前有所減少,全部分布於調查區南部汾川河流域(圖中白色),面積1251.92km2,占調查區總面積的35.2%。這里植被茂盛,溝谷寬緩,人類工程活動不強烈,地質災害極不發育。
(三)1小時降雨量≥20mm預警區劃
本降雨量級別還包括3小時降雨量≥25mm並且日降雨量≥30mm,在預警氣象中相對降雨強度為最大(圖7-10)。
圖7-10 1小時降雨量≥20mm預警區劃圖
(1)Ⅰ級預警區的范圍為擴展至最大。占據整個北部延河流域(圖中深灰色)。總面積2232.67km2,占調查區總面積的62.8%。為調查區地質災害發育區及全部次發育區。
(2)Ⅱ級預警區的范圍縮減至最少。從調查區北部延河流域全部退出,僅分布在南部汾川河流域主幹流(圖中淺灰色),分布面積194.91km2,占調查區總面積的5.5%。這一區域為汾川河主幹流上中游,溝谷切割較強烈,地質災害發育程度較其他地區稍強。
(3)Ⅲ級預警區的范圍縮減至最小,全部分布於調查區南部汾川河流域(圖中白色),面積1128.42km2,占調查區總面積的31.7%。這里植被茂盛,溝谷寬緩,人類工程活動較少,地質災害極不發育。
⑷ 地質災害易發區劃分與評價
一、易發程度區劃的原則
地質災害易發程度是指在一定的地質環境條件和人類工程活動影響條件下,地質災害發生的可能性的難易程度。
1)地質災害易發區劃分結合地質災害形成的地質環境條件、誘發因素(人類工程活動、降雨等)和災害發育現狀,以定性評價為基礎,通過信息系統空間分析定量計算來確定。
2)評價單元的劃分按照「區內相似和區際相異」的原則來確定,以地質災害發育的地質環境條件差異確定評價單元。採用人工方法計算時,以鄉鎮行政區或村級行政區為基本單元。採用計算機網格剖分時,單元面積採用500m×500m。
3)地質災害發育程度劃分為四級:高易發區(Ⅰ)、中易發區(Ⅱ)、低易發區(Ⅲ)和不易發區(Ⅳ)四級。在劃分過程中,根據實際調查情況,具體問題具體分析,盡可能便於鄉鎮政府開展防治工作。
二、工作思路和技術路線
地質災害易發程度區劃是地質災害詳細調查中的重要環節,地質災害易發性區劃圖是地質災害調查研究中最基礎、最重要的圖件之一。地質災害的易發性區劃研究主要是對地質災害形成的內因進行分析,綜合考慮工程地質條件、植被、長期的綜合降雨等影響因素在地質災害形成過程中的作用,基於GIS平台對其影響因素進行量化分析,同時考慮各個影響因素所佔的權重,遵循一定的原則設計開發程序,從而生成最終的地質災害易發性區劃圖。
在地質災害野外調查資料及整理生成的地質災害分布圖、地質災害調查測繪圖、地質災害詳細調查實際材料圖的基礎上,通過對靈台縣地質災害詳細調查數據綜合分析,對研究區進行了剖分,對每個剖分網格中地質災害的點密度、面密度和體密度進行了分級,確定其分級指數,調用開發軟體確定每個網格的災害性影響指數,採用襲擾系數法生成初步地質災害易發性區劃圖,並利用地理信息系統軟體ArcGIS和MapGIS6.7空間分析功能將地質災害的各個影響因素圖疊加到初步地質災害易發性區劃分級圖中,繪制出該縣的地質災害易發性分區圖。靈台縣地質災害易發性區劃研究系統流程圖如圖6-1所示。
具體步驟為:首先將靈台縣地質災害分布圖進行500m×500m網格剖分。其次對每個網格內地質災害的個數、體密度、面密度採取不同的原則將每個網格的災害易發性程度分為四級,生成初步的地質災害易發性等值線圖。然後對該縣的地形地貌圖、地層岩性圖、降雨量分布圖、地形坡度圖、植被覆蓋圖分別採取相應標准分為四級,採取專家打分的方法確定其權重。最後疊加各個圖層從而生成靈台縣地質災害易發性分區圖,為靈台縣地質災害詳細調查危險性區劃和靈台縣地質災害防治區劃等提供可靠的數據,同時為政府部門採取有效的措施進行統籌規劃減災防災以及災害治理提供了可靠的依據。
3)坷台—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊滑坡崩塌高易發區(Ⅰ3)
主要是達溪河北岸沿線的城關鎮的坷台、楊村、水泉、下河、東王溝、許家溝、安家莊村,災害點密度6.85處/km2,災害點密度很大,面積7.51km2,占高易發面積的20.61%,發育災害點49處,14個滑坡,23個不穩定斜坡,兩個泥石流。所處地貌單元主要為達溪谷地區及其支流的黃土梁峁區,岩性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥岩、砂岩、砂礫岩,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為「V」型谷,坡度變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。
4)南店子—下河—東王溝—康家溝—紅崖溝滑坡崩塌高易發區(Ⅰ4)
主要是達溪河南岸沿線和達溪河支流蒲河的城關鎮的坷南店子、下河、東王溝、康家溝、紅崖溝村,災害點密度4.2處/km2,災害點密度較大,面積4.19km2,占高易發面積的7.16%,發育災害點30處,12個滑坡,18個不穩定斜坡。所處地貌單元主要為達溪谷地區及其支流的黃土梁峁區,岩性主要為第四系馬蘭黃土、離石黃土及白堊系紫紅色泥岩、砂岩、砂礫岩,植被不發育,河流—沖溝發育,沖溝多為「V」型谷,坡度變化大,局部近直立,地形破碎,地質環境脆弱。人口密集、人類工程活動頻繁,滑坡等災害發育。
(2)地質災害中易發區(Ⅱ)
該區面積351.60km2,占總面積17.16%,發育災害點281處,災害點密度0.8處/km2,包括橫渠—馬家溝—付家溝—趙家咀—安馮村—杜家溝—景家莊子村、王家山—張家塬—溫家莊—東門—高崖—小寨—邊家老村—朱家堡村—前進—姜家莊—勾勾王—張坡村、寺咀—柴朝村—崖灣村—坷台—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊村和新廟—鄭家窪—康家溝—羅家灣村4個亞區。
1)包括橫渠—馬家溝—付家溝—趙家咀—安馮村—杜家溝—景家莊子村中易發亞區(Ⅱ1)
分布於黑河南岸極其支流的梁原鄉橫渠、馬家溝、付家溝、趙家咀、安馮村、杜家溝、景家莊子沿河一帶,是典型的黃土梁峁丘陵區,面積13.88km2,佔中易發區總面積的3.95%,發育災害點14處,災害點密度1.0處/km2。岩性為第四系中上更新統黃土。黃土層及白堊系砂礫岩、砂岩局部岩石及土層風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。
2)王家山—張家塬—溫家莊—東門—高崖—小寨—邊家老村—朱家堡村—前進—姜家莊—勾勾王—張坡村中易發亞區(Ⅱ2)
分布於黑河南岸極其支流的梁原鄉、朝那鎮、上良鄉、什字鎮、西屯鄉、獨店鎮沿河一帶,是典型的黃土梁峁丘陵區,面積144.12km2,佔中易發區總面積的7%,發育災害點94處,災害點密度0.82處/km2。岩性為第四系中上更新統黃土、白堊系砂礫岩、砂岩。區內人口相對較少,局部岩石及土層風化破碎,節理裂隙發育,為災害中易發區。
3)寺咀—柴朝村—崖灣村—坷台—楊村—水泉—下河—東王溝—許家溝—安家莊村中易發亞區(Ⅱ3)
該區面積95.72km2,佔中易發區總面積的27.22%,發育災害點70處,災害點密度0.73處/km2,地貌為黃土梁峁區、低中山區。岩性為新近系、白堊系碎屑岩及第四系中上更新統黃土。區內溝谷發育,溝坡多為階狀陡坡,植被較差,人類工程活動頻繁,災害點分布在村莊周圍、公路沿線和河谷邊坡地帶。
4)新廟—鄭家窪—康家溝—羅家灣村中易發亞區(Ⅱ4)
主要位於達溪河南部的中台鎮、新開鄉、蒲窩鄉、邵寨鎮,該區面積97.88km2,佔中易發區總面積的27.84%,發育災害點103處,災害點密度1.05處/km2,屬於黃土梁峁丘陵區,岩性以新近系、白堊系碎屑岩及第四系中上更新統黃土。區內溝谷發育,溝坡多為階狀陡坡,植被一般,人類工程活動相對較弱,災害點分布在村莊周圍、河谷邊坡地帶。
(3)地質災害低易發區(Ⅲ)
該區面積722.96km2,佔中易發區總面積的35.28%,發育災害點73處,災害點密度0.10處/km2。包括梁原鄉黑河北岸黃土梁峁丘陵區、什字塬北部-黑河南岸沿線黃土梁峁丘陵區、龍門鄉黃土梁峁丘陵區、什字塬南部-達溪河北岸黃土梁峁丘陵區、達溪河南岸-中台鎮-蒲窩鄉-新開鄉-邵寨鎮黃土梁峁丘陵區5個亞區。
1)梁原鄉黑河北岸黃土梁峁丘陵區低易發區(Ⅲ1)
位於梁原鄉黑河北岸一帶,面積32.2km2,占低易發區總面積的4.43%,無災害點發育,屬於黃土梁峁丘陵區,岩性以第四系黃土和白堊系泥質、砂岩為主。區內溝谷發育,地形切割強烈,黃土層及泥岩砂岩局部較破碎,表層風化嚴重。
2)什字塬北部-黑河南岸沿線黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ2)
位於什字塬北部-黑河南岸沿線的朝那、上良、什字、西屯、獨店5個鄉鎮,面積147km2,占低易發區總面積的20%,發育有災害點8處,災害點密度0.054處/km2,表層覆蓋第四系黃土,河溝切割強烈出有白堊系泥岩、砂岩。區內溝谷發育,地形切割強烈,岩石較破碎,表層風化嚴重,人類工程活動較少。
3)龍門鄉黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ3)
位於龍門鄉黃土梁峁丘陵區一帶,面積95.329km2,占低易發區總面積的13.19%。發育災害點10處,災害點密度0.10處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部岩性為第四系黃土,下部岩性為白堊系的泥岩、砂岩,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。
4)什字塬南部-達溪河北岸黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ4)
主要是什字塬南部-達溪河北岸的廣大梁峁丘陵區一帶,面積191.6km2,占低易發區總面積的26.5%。發育災害點28處,災害點密度0.146處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部岩性為第四系黃土,下部岩性為白堊系的泥岩、砂岩,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。
5)達溪河南岸-中台鎮-蒲窩鄉-新開鄉-邵寨鎮黃土梁峁丘陵區低易發亞區(Ⅲ5)
主要是龍門鄉黃土梁峁丘陵區一帶,面積256.824km2,占低易發區總面積的35.5%。發育災害點25處,災害點密度0.097處/km2。屬低黃土梁峁丘陵地貌,上部岩性為第四系黃土,下部岩性為白堊系的泥岩、砂岩,表層風化嚴重,局部地形切割強烈,人類工程活動較少。
(4)地質災害不易發區(Ⅳ)
靈台縣地質災害不易發區總面積938.01km2,佔全區面積的45.78%,基本無地質災害發生。由梁原鄉黃土塬區(Ⅳ1)、黑河寬闊河谷區(Ⅳ2)、什字塬不易發區(Ⅳ3)、達溪河河谷不易發區(Ⅳ4)、邵寨鎮黃土塬不易發區(Ⅳ5)、百里鄉林場不易發區(Ⅳ6)組成。
不易發區主要是黃土塬及黃土小台塬區和寬闊的河谷區以及植被茂密人煙稀少的林場區。黃土塬及黃土小台塬區和寬闊的河谷區工程地質條件很好,地形平坦,雖然人類工程活動較頻繁但很少發生地質災害,百里鄉林場區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,地質環境相對優越,為地質災害不易發區。
1)梁原鄉黃土塬區(Ⅳ1)
本區主要位於梁塬鄉王家溝村及黑河低緩階地,面積19.8km2,占不易發區總面積的2.11%,本區岩土以第四系黃土為主,工程地質條件較好,地質災害不發育。
2)黑河寬闊河谷區(Ⅳ2)
本區主要位於黑河寬闊河谷區。面積17.43km2,占不易發區總面積的1.86%,本區河谷較寬闊,地形較平坦,人類工程活動弱,地質災害不發育。
3)什字塬不易發區(Ⅳ3)
主要位於廣闊的什字塬區。本區面積306.55km2,占不易發區總面積的32.68%,本區地形平坦,工程地質條件較好,地質災害不發育。
4)達溪河河谷不易發區(Ⅳ4)
本區主要位於達溪河沿岸寬闊河谷區。面積38km2,占不易發區總面積的4.1%,本區河谷較寬闊,地形較平坦,人類工程活動弱,地質災害不發育。
5)邵寨鎮黃土塬不易發區(Ⅳ5)
本區主要位於邵寨鎮小黃土塬區,面積18.91km2,占不易發區總面積的2%,本區岩性以第四系黃土為主,工程地質條件較好,地質災害不發育。
6)百里鄉林場不易發區(Ⅳ6)
本區主要位於百里鄉林場區。面積537km2,占不易發區總面積的57.3%,本區植被茂密,人煙稀少,人類工程活動較少,地質環境相對優越,為地質災害不易發區。
⑸ 福建南部沿海地區地質災害發育特點及孕災環境分析
施文耀
(福建省地質工程勘察院,福州350002)
摘要:本文通過對福建南部沿海地區的地質災害的現狀調查與分析,闡述該地區地質災害的發育特點,分析各種地質災害的成災因素,並從自然地理氣候條件、地質環境條件、人類工程經濟活動三方面對區域孕災環境進行分析,提出地貌單元、地質單元的形態、結構、功能不同,區域氣候環境的特徵,對區域地質災害的形成產生明顯的影響。
關鍵詞:地質災害;特點;成災因素;孕災環境
地質災害是岩石圈表部在內力作用和外力作用相互影響下,或地殼內部動力地質作用下,使地質環境產生變化,出現的對人類生命財產和精神遭受損害的地質現象和事件,地質災害的孕育與發展受區域自然條件、區域地質環境條件、人類活動等的支配。
1 地質災害的現狀與區域特徵
區域的自然地理條件、地質環境條件和人類工程活動的程度的特徵,使得測區局部地區地質災害比較發育,目前已有資料表明測區主要的地質災害有4類,共206處,包括崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降。其中崩塌95處,佔地質災害總數的46.12%;滑坡76處,佔地質災害總數的36.89%;泥石流2處,佔地質災害總數的0.97%;地面沉降33處,佔地質災害總數的16.02%。測區地質災害詳見附表,從地質災害的統計資料看,測區地質災害具有福建省地質災害的普遍特徵,即點多、面廣、規模小、頻率高、危害較大,受人類活動和降雨影響大[1]。
2 地質災害的分布規模、特徵與成災因素
區內地質災害具有明顯的分布規律,崩塌、滑坡、泥石流分布於測區中西、西北部的低山、丘陵地帶,崩塌、滑坡多沿公路、房前屋後的人工開挖形成的高陡斜坡分布;地面沉降分布於沿海的沖海積平原中,也有少量分布於未壓實的鬆散素填土區;泥石流分布於丘陵溝尾斜坡地帶,各類地質災害又有其自身的特點與成災因素。
2.1 滑坡與崩塌
2.1.1 滑坡[2]
滑坡為斜坡變形破壞的一種形式,是指斜坡上岩土體在河流沖刷、降雨等因素影響下,沿著一定的軟弱結構面(帶),整體或分散地、順坡向下滑移的自然地質現象,滑坡體通常被分割成塊體,滑坡經滑移後處於相對穩定階段後,在降雨等其他因素的作用下有可能再次激活而滑動[3]。
根據滑坡物質組成、滑體厚度,形成原因,規模對測區滑坡進行劃分統計,並對滑坡前斜坡坡度進行統計,統計結果分別見圖1和表1。
松動、粘性差、易崩解的土體易產生崩塌,節理裂隙發育的斜坡也易產生崩塌。測區土質崩塌中,全為殘積土型崩塌,且多為侵入岩類地區,主要由於侵入岩風化的殘積土粘土粒含量低,粘聚力差,含礫高,土質結構鬆散,易濕化崩解,在遭雨降水作用下,也就易產生崩塌。而節理裂隙發育給地下水的入滲,徑流提供了良好通道,加之破碎岩體塊體間的結合力差,降雨入滲作用下也就易誘發崩塌。
2.1.3.3 地質構造
地質構造對斜坡產生滑坡的影響表現為強烈的改變岩土體的結構構造,使岩土體變形破碎,岩土體風化程度加大,在岩土體中形成良好的構造軟弱面,岩土體力學強度下降。構造運動也使斜坡坡度、坡形了產生變化,對斜坡變形破壞起間接作用。地質構造在斜坡岩土體中形成的軟弱結構面為滑坡產生提供了良好的基礎條件。一旦的外界因素觸發,斜坡極易沿構造的軟弱面產生滑移、崩落,形成滑坡、崩塌。測區76處滑坡中有8處與斷裂構造密切相關,占滑坡數的10.53%。
2.1.3.4 降雨
降雨是滑坡、崩塌的成災因素中最為敏感、最為積極的因素,幾乎所有的崩塌均與降雨密切相關。降雨通過改變斜坡岩土體的力學性質,降低抗變能力,改變斜坡岩土體的應力狀況的途經來誘發斜坡產生災害。在高強度降雨作用下,部分匯水條件較好的滑坡還有可能進一步轉化為滑坡—泥石流型的地質災害。
另外,滑坡的產生與降雨量密切相關,幾乎所有滑坡其產生均與降雨有關。大部分滑坡分布於多年均降雨量>1200mm的地區。資料顯示,過程降雨時大於100mm的地區可能誘發產生滑坡,但經過長期陰雨,土體基本飽和後,又經過程降雨量大於50mm,也可能產生滑坡,當過程降雨量超過200mm時,則會普遍產生滑坡災害現象。
2.1.3.5 人類工程活動
在區內滑坡中與人類工程活動有關的滑坡達64處佔85.53%。人類工程活動對斜坡的影響表現為切坡、填方等。切坡使斜坡的坡高和坡度產生改變,極大地改變了坡形,使原來處於應力相對平衡的斜坡失去支撐而臨空,斜坡應力平衡遭受破壞,坡高增大,斜坡內應力隨之呈線性增加,坡度變大,坡面附近張應力隨之增強。范圍隨之擴大,而坡腳應力集中帶的最大剪力也隨之增強,因此,隨著切坡坡度增大,坡高增大,斜坡變形產生滑坡的條件越充分,產生滑坡的機會也隨之增大。另一方面,人類工程活動又使斜坡岩土體結構遭受擾動破壞,降低局部岩土體的強度,又為產生滑坡提供了條件。人類工程活動中又有不合理的堆填方,形成高陡斜坡,原本填方岩土體結構已遭受破壞,加之堆填成高陡斜坡,極易誘發產生滑坡。
人類工程活動是崩塌成災因素中較為積極的因素。人類工程活動表現為改變斜坡的外形,實際上是改變了斜坡的臨空狀況及應力場,強烈的切坡活動,使處於應力平衡的斜坡失去臨空支撐,形成臨空面,相應地斜坡應力均隨之改變。切坡坡度越陡,坡頂拉張力越強,在重力作用下也越能促進崩塌的產生,統計表明,由孕災環境為人類工程活動引起的崩塌達71.58%
測區調查表明,區內由爆破震動引起的崩塌僅3處,分布於採石場區域,主要由於爆破使部分岩土體開裂松動,其斜坡已開挖成陡坡懸崖狀,爆破產生的彈性波使松動岩土體產生附加應力,松動斜坡岩土體的結構,造成破裂面,反復作用造成累積,促使岩土體變形破壞而崩落。
2.2 地面沉降
區內地面沉降表現為在軟土區的建築物不均勻沉降。軟土區地面沉降分布於泉州、廈門、漳州沖海積平原區,共有32處。
由於組成軟土的粘土礦物為高嶺石、伊利石、綠泥石,其化學成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3等。其物理力學性質指標主要有以下特徵,天然含水量大(W>36%),呈軟塑-流塑狀,僅局部為可塑狀;孔隙比大(e>1),高液限(W1>45.9%),低滲透性,高飽和度,高壓縮性(a1-2>0.7MPa-1),強度低(fk=100kPa),抗剪強度低(C=2~4kPa,φ=0~14.5°)。大部分呈欠固結狀態,具有流變性和觸變性的特點。當建築基坑排水抽取地下水後,隨著地下水位的下降,土層有效應力增加,促使軟土固結而產生沉降。而建築物置於軟土區,土層中的附加應力大增,引起高壓縮性的軟土由於壓縮固結而產生沉降,測區軟土沉降多分布於全新統的海積軟土中,建築物常由於軟土不均勻壓縮固結而出現不均勻沉降現象,致使建築物產生傾斜、開裂、破壞。
2.3 泥石流
區內目前僅發現有2處泥石流,其規模均很小,土方量<1.0萬m3,均為暴雨型、溝坡型泥石流。其實際模式為滑坡-泥石流。泥石流的物質組成以殘坡積粘性土為主,夾含少量的強風化岩體。物源區處於坡度30°~35°的凹形斜坡。泥石流的流通距離比較短促。物源區也沒有常年性溝谷水流,均為自然狀態下產生的泥石流。
區內泥石流物源區處於凹形斜坡,有利於地表水的匯積。地表匯水的沖蝕能力較強。物源區處於殘坡地層較厚,殘坡積土遇水易飽和,易崩解。而散體狀的強風化岩強度較低,這為泥石流的形成提供了良好的物質來源條件,兩處均由於長歷時高強度的降水引起。斜坡岩土體首先出現崩滑現象,而後崩滑體在地表水流的攜帶下向坡下方向流動而形成。兩處泥石流均處於人類活動微弱區域,對人類的影響不大。
3 區域孕災環境分析[4]
地質災害的分布、發生與發展與自然地理條件、地質環境條件和人類工程經濟活動密切相關,測區地處南亞熱帶海洋性季風濕潤氣候區,地處福建東南沿海地區地質環境條件較為復雜,人類工程經濟活動強烈。由於地貌單元、地質單元的形態、結構、功能不同,區域氣候環境的特徵,導致測區孕災環境對區域災害的形成產生明顯的影響。
3.1 自然地理氣候條件
區內雖然均處於南亞熱帶海洋性季風濕潤氣候區,但測區地貌形態卻多種多樣,從濱海的平原、台地到中西北部的丘陵、山地,使得測區的降雨量分布不均。濱海平原、台地的多年平均降雨量900~1100mm,而丘陵,山地的多年平均降雨量卻可達1500~1700mm,而沿海島嶼、半島處局部蒸發量與降雨量大致相當,並且測區地處太平洋沿岸,受熱帶暖濕氣流的影響,每年均會遭遇不同次數和強度的台風暴雨的影響,台風過程降雨量在200~350mm之間。充沛而分布不均的降雨量與短時間的台風暴雨的降雨量,強烈地促進測區地質災害的發育。溫暖濕潤的氣候條件使測區岩石的風化過程加快,給地質災害的產生與發展提供了良好的自然環境孕災條件。從測區前述地質災害的成因分析中,過程降雨量和暴雨對測區地質災害的發育影響異常明顯,幾乎所有的斜坡變形破壞均與降雨相關。這說明測區區域氣候環境條件是地質災害分布、產生與發展最為直接,最為敏感的影響因素。
3.2 地質環境條件
從地貌上看,區內沿海海岸附近,遭受海潮、風暴潮的影響,局部土質海岸蝕退明顯,如廈門島東海岸,而區內大部分地區為山地丘陵地帶,河谷沖溝發育,地形形態不一,地形坡度20°~40°不等,局部更陡,高程100~1000m,變化較大,有利的地形條件給地質災害的發育提供了良好的孕災環境。
從地質構造上看,區內處於閩東南濱海斷隆帶和閩東火山斷拗帶之間,整體處於間歇性上升地區,地質構造活躍,斷裂構造發育,深受長樂-南澳等活動斷裂構造影響,地質構造較為復雜,岩石較為破碎;地震設防烈度為Ⅶ、Ⅷ度地區。地質構造的復雜性為測區地質災害的發育又提供了良好的孕災環境。
從地質條件上看,濱海地區的平原區分布廣泛和厚度不同的高壓縮性、低強度的軟土和飽和液化砂土,從而使這些區域易產生軟土沉降、震陷和飽和砂土液化現象。而台地、丘陵、山地卻分布有厚薄不一的殘坡積土以及各種母岩,地層岩性復雜,強度不一,復雜的岩土體條件又為地質災害的發育提供了較好的孕災環境,特別是測區丘陵台地殘坡積土層較為深厚,卻又深受降雨影響,使得測區地質災害較發育。
3.3 人類工程經濟活動
測區為廈-漳-泉閩南金三角地區,區域經濟異常活躍,人口密度大,工程活動強烈,各級別的公路星羅密布,在測區范圍分布有泉廈高速公路、廈漳高速公路、漳詔高速公路、漳龍高速公路、鷹廈鐵路、漳泉鐵路、324國道以及九龍江引水、晉江引水工程、後石電廠、集杏海堤、高集海堤等。各重大工程、各種省道、縣道工程建設對地質環境的改變程度較大。測區經濟活動強烈,人均國民生產總值多在10000元以上。而且測區人口密度大,沿海地區人口密度800~1800人/km2,山區也有200~700人/km2。山區可利用土地少,造成人多地少的局面,進行房屋建設中迫使居民挖山切坡,從而形成大量的房屋高陡後邊坡。密集的人口分布,強烈的工程經濟活動,極大地改變了局部的地質環境,森林植被覆蓋率下降,局部水土流失加劇,地質災害頻繁發生,測區活躍而強烈的人類工程經濟活動對地質災害的發育又提供了一個很好的孕災環境。
4 結束語
區內地質災害類型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等幾種,具有點多、面廣、規模小、頻率高、危害較大、受人類活動和降雨影響大的普遍特徵。由於區內的區域地理位置,也就有測區地質災害的孕災環境。充沛的降水、台風影響強烈、不利的地形條件、地質構造的復雜性、復雜的岩土體條件、活躍而強烈的人類工程經濟活動都在加劇著地質災害的發育。
參考文獻
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The Development Characteristic and Formation Principle of Geologic Hazards in the Coast of Southern Fujian
Shi Wenyao
(Geological Engineering Exploration Faculty of Fujian Province, Fuzhou 350002)
Abstract: According to the investigation and analysis of geologic hazards, the paper expatiates the characters of geologic hazards and analyses formation factors of geologic hazards from three aspects, geographic and climatic condition, geologic environment condition. The conclusion is that geologic cell, the modality, structure and function of physiognomy cell and the characteristic of climate clearly influence the formation of geologic hazards.
Key words: Geologic hazards; Characteristic formation factors of geologic hazards; Environment of formation geologic hazards
⑹ 我國地質災害的發育及危害特徵
我國是世界上地質災害特別嚴重的國家之一,地質災害種類多、頻度高、強度大、連續性強、分布面積廣、危害程度大。已有資料表明,較嚴重的地質災害有7類近30種,全國共發育特大型崩塌51處、滑坡140處、泥石流149處;大型崩塌3000多處、滑坡2000多處、泥石流2000多處;中小型崩塌、滑坡、泥石流達40多萬處;岩溶塌陷近3000處,塌陷坑3萬多個,塌陷面積累計達3000km2以上。全國有350多個縣的上萬個村莊、100多個大型工廠、55座大型礦山、3000km以上的鐵路受崩塌、滑坡、泥石流的嚴重危害。全國1/2以上國土面積和2/3以上城市明顯受到不同地質災害的威脅,各種地質災害除破壞環境、資源,直接威脅人民生命財產安全外,還危害到城市、交通和工程建設,影響社會穩定,對國民經濟持續發展構成嚴重威脅。據統計,近年來平均每年死於常見地質災害的人數達千人以上,超過了洪澇災害的死亡人數;平均每年因常見地質災害造成的經濟損失高達270億元,佔全部自然災害損失的1/4。
我國地質災害發育具有明顯的區域性特徵,全國范圍內大致可劃分為4個地質災害大區:①東部平原以地面沉降、地面塌陷為主的地質災害大區;②中部丘陵山區以斜坡變形破壞為主的地質災害大區;③青藏高原及大小興安嶺北段地區以凍融為主的地質災害大區;④內陸高原、盆地以乾旱、半乾旱風沙為主的地質災害大區。
⑺ 中國地質災害的分布規律及影響因素(全面)
我國地質災害種類齊全,按致災地質作用的性質和發生處所進行劃分,常見地質災害共有12類、48種(國土資源部地質環境管理司等,1998)。它們是:1. 地殼活動災害,如地震、火山噴發、斷層錯動等;2. 斜坡岩土體運動災害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3.地面變形災害,如地面塌陷、地面沉降、地面開裂(地裂縫)等;4.礦山與地下工程災害,如煤層自燃、洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、岩爆、高溫、突水、瓦斯爆炸等;5.城市地質災害,如建築地基與基坑變形、垃圾堆積等;6.河、湖、水庫災害,如塌岸、淤積、滲漏、浸沒、潰決等;7.海岸帶災害,如海平面升降、海水入侵,海岸侵蝕、海港淤積、風暴潮等;8.海洋地質災害,如水下滑坡、潮流沙壩、淺層氣害等;9.特殊岩土災害,如黃土濕陷、膨脹土脹縮、凍土凍融、沙土液化、淤泥觸變等;10.土地退化災害,如水土流失、土地沙漠化、鹽鹼化、潛育化、沼澤化等;11.水土污染與地球化學異常災害,如地下水質污染、農田土地污染、地方病等;12.水源枯竭災害,如河水漏失、泉水乾涸、地下含水層疏干(地下水位超常下降)等。
地質災害的發育分布及其危害程度與地質環境背景條件(包括地形地貌、地質構造格局和新構造運動的強度與方式,岩土體工程地質類型、水文地質條件等)、氣象水文及植被條件,人類經濟工程活動及其強度等有著極為密切關系。 中國地處環太平洋構造帶和喜瑪拉雅構造帶聚匯部位,太平洋板塊的俯沖和印度板塊向北對亞洲板塊的碰撞使中國大陸承受著最主要的地球動力作用。在印度板塊與亞洲板塊的碰撞邊界上產生了世界上最高的喜瑪拉雅山脈,並使青藏高原受壓隆起,東部因太平洋板塊俯沖造成了華北、東北地殼向東拉張,形成華北和松遼沉降大平原。這兩種活動構造帶匯聚和西升東降的地勢反差,不僅形成了中國大地構造和地形的基本輪廓,同時也是形成我國地質災害種類繁多的根本原因。 東西向構造與北北東向構造的交叉,使中國在大地構造和地形(主要表現在山脈和盆地的走向上)上形成近東西向和近南北向的分區特點,從而使我國地質災害的區域空間分布同樣具有東西分區、南北分帶、亞帶成網的特點。 從西向東,大體可以以賀蘭山~六盤山~龍門山~哀牢山,大興安嶺~太行山~武陵山~雪峰山為界分為三大區。西區為高原山地,海拔高,切割深度大,地殼變動強烈,構造、地層復雜,氣候乾燥,風化強烈,岩石破碎,因而主要發育有地震、凍融、泥石流、沙漠化等地質災害。中區為高原、平原過渡地帶,地形陡峻,切割劇烈(相對切割深度為巨大),地層復雜,風化嚴重,活動斷裂發育,因而主要發育地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面變形、黃土濕陷、礦井災害等地質災害。東區為平原及海岸和大陸架,地形起伏不大,氣候潮濕且降雨量豐富,主要發育地震、地面變形、崩、滑、流、河湖災害、海岸災害、鹽鹼(漬)化、冷浸田等地質災害。 從北向南,陰山~天山、昆侖~秦嶺、南嶺等巨大山系橫貫中國大陸,沿這些山系,崩、滑、流、水土流失等地質災害嚴重。它們的相間地帶(大河流域),土地沙化、鹽鹼化、黃土濕陷及水土流失、地面變形及崩、滑、流、岩溶塌陷等地質災害嚴重。 在新構造運動相對活躍的東南、西南及青藏高原地區,地震以及與之相關的地質災害較為明顯。 中國位於亞洲大陸東部,瀕臨太平洋,季風氣候顯著,具有較明顯的緯度和經度分帶特徵,加上疆域遼闊。地形復雜,具有多種多樣的氣候類型,因此如暴雨、洪水、乾旱、冰雹、霜凍及溫差等許多不良氣候因素常常成為多種多樣的地質災害的誘發因素。在西北、華北和東北部分地區,氣候乾旱少雨,年內溫差懸殊,風蝕作用劇烈,土地沙漠、沙漠化、風沙化、土地凍融等災害發育嚴重。而在溫暖濕潤的東部、南部地區,尤其在西南山區,降雨多且集中,崩、滑、流災害頻繁發生。在東部平原地區,土地鹽漬化、沼澤化,冷浸田等地質災害廣泛分布。 中國是世界上人口最多的國家,幾千年來的人文活動,歷史上連綿不斷的戰亂,特別是近幾十年來經濟的高速發展和人口的過速增長,對自然的索取也不斷加重,對自然環境的干擾也愈來愈強烈。不合理的人類經濟工程活動也使得地質災害的發育日趨加劇。在東、中部地區,由於大量抽取地下水和大規模開采礦產資源(包括油氣資源),導致地下水資源平衡條件破壞和岩土構造應力狀態發生變化,誘發並加劇了地面沉降,地面塌陷,地裂縫,土地鹽漬、沼澤化、崩、滑、流、礦山災害等地質災害的發育和危害。在西部地區,由於超量開發土地、草原、森林和水資源,加速了水土流失、土地沙化等災害的發展,崩塌、滑坡、泥石流等災害也隨之增多。 在所有的地質災害中,除地震災害外,崩、滑、流災害是最為嚴重的,其以分布廣、災發性和破壞性強,具有隱蔽性及容易鏈狀成災為特點,每年都造成巨大的經濟損失和人員傷亡。另外,土地沙(漠)化、地面沉降和水土流失等緩變型地質災害發展迅速,危害愈來愈大,成為令人擔憂的地質災害。 從「成災」的角度看,中國地質災害的區域變化具有比較明顯的方向性,即從西向東、從北向南、從內陸到沿海地質災害趨於嚴重。這是因為雖然不同類型、不同規模的地質災害幾乎覆蓋了中國大陸的所有區域,但由於人類活動和社會經濟條件的差異,使不同地區地質災害的發育程度和破壞程度顯著不同。東部和南部地區,人類活動頻繁而又劇烈,區內人口稠密,城鎮及大型工礦企業、骨幹工程密布,因而,一方面,一旦發生地質災害則損失慘重,另一方面,人類經濟工程活動加劇了地質災害的發生與發展。而西部北部地區,雖然地質災害分布十分廣泛,但大部分地區人口密度和經濟發展程度低,所以危害和破壞程度相對較低。調查表明,凡是人口密集,工業發達地區在人類活動的影響下,地質災害正由自然動力型向人為動力型發展,由點狀向帶狀、樹枝狀、片狀發展。 近來,各種地質災害對我國危害程度日益加重,地質災害造成的損失逐年增加,據不完全統計(國土資源部政策法規司等,2000),近年來由於崩塌、滑坡、泥石流災害每年造成的損失上百億元,水土流失、土地沙漠化、鹽鹼化、潛育化造成的損失每年達200億元,岩溶塌陷和地下采空造成的損失超過5億元,抽水引起的地面沉降已在全國平原區的46個城市發生,造成巨大的經濟損失。 值得提出的是,我國的經濟建設活動正在由東向西、由南向北、由沿海向內地深入展開,西部大開發戰略已經起步。一旦大規模經濟開發,也必然會出現嚴重的地質災害威脅,必須引起高度重視,也就是要處理好「發展經濟與保護地質環境」的關系。
⑻ 中國地質災害的分布
中國地質災害種類繁多,分布廣泛,活動頻繁,危害嚴重。1949年以來,因地震死亡近30萬人,傷殘近百萬人,倒塌房屋1000多萬間;共發生大型崩塌3000多處,滑坡2000多個,中小型崩塌、滑坡、泥石流則達40多萬處。全國有350多個縣的上萬個村莊、100餘座大型工廠、55座大型礦山、3000多千米鐵路受崩塌、滑坡、泥石流的嚴重危害。除北京、天津、上海、河南、甘肅、寧夏、新疆以外的省、區、市都發現有岩溶塌陷災害,總數近3000處,塌陷坑3萬多個,塌陷面積300多平方千米。據不完全統計,在全國20多個省、區內,發生礦山采空塌陷180處以上,塌陷坑1595個,塌陷面積達1000多平方千米(段永侯等,1993)。各類地質災害每年造成上千人死亡,經濟損失高達300億元。
地質災害的發育分布與地形地貌、地質構造、新構造運動、岩土體類型、水文地質條件、氣象水文及植被條件、人類工程活動等關系密切。因此,我國地質災害的區域分布具有東西分區、南北分帶的特點,華北、東北、西北諸省,荒漠化作用強烈;西南山區降雨多而集中,崩塌、滑坡、泥石流災害頻繁發生;東部平原區地面沉降、地裂縫廣泛發育;沿海諸省,海水入侵、海岸侵蝕等強烈發育。
從中國大陸的地勢階梯來看,第一級階梯海拔4000m以上,氣候寒冷,凍脹、融沉、泥流、雪崩等災害發育;第二級階梯海拔高度在1000~2000m,在第一與第二級階梯過渡地帶,地形切割強烈,崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等分布廣泛,災度高;東部廣大平原、盆地區屬三級階梯,地形平緩,人口稠密,人類活動強烈,地面沉降、海水入侵、塌陷、淤積等災害發育。
2008年1月國土資源部發布的《全國地質災害防治「十一五」規劃》,科學地劃分了地質災害易發區和重點防治區。滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷地質災害高、中易發區,主要分布在川東渝南鄂西湘西山地、青藏高原東緣、雲貴高原、秦巴山地、黃土高原、汾渭盆地周緣、東南丘陵山地、天山、燕山等地區;地面沉降和地裂縫地質災害高、中易發區,主要分布在長江三角洲、華北平原、汾渭盆地、松遼平原。地質災害重點防治區有16個,即長江三峽庫區滑坡重點防治區、川滇南北構造帶泥石流滑坡崩塌重點防治區、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重點防治區、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重點防治區、雲貴高原滑坡崩塌地面塌陷重點防治區、滇西橫斷山高山峽谷泥石流滑坡重點防治區、桂北桂西岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重點防治區、浙閩贛丘陵山地群發性滑坡重點防治區、陝北晉西黃土滑坡崩塌重點防治區、黃土高原西南滑坡泥石流重點防治區、隴南陝南秦巴山地泥石流滑坡重點防治區、新疆伊犁滑坡泥石流重點防治區、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重點防治區、長江三角洲地面沉降重點防治區、華北平原地面沉降重點防治區、東北中俄界河河岸崩塌重點防治區。
小結
地質災害既具有自然屬性,又具有社會經濟屬性,是二者的對立統一體。這是我們了解地質災害,進行地質災害調查、評價、治理,應具有的基本概念。
復習思考題
1.地質災害的涵義是什麼?
2.地質災害的屬性特徵是什麼?
3.地質災害的分類分級方案有哪些、內容是什麼?
⑼ 地質災害易發區的劃分與評價
一、地質災害易發區劃分及分區特徵
將山東半島全區劃分為8種地質災害易發區,其他則為地質災害不易發區(圖8-1)。
圖8-1 山東半島城市群地區地質災害易發區劃分
1)采空塌陷為主易發區:主要分布於魯中南山前平原、山間盆地、谷地、膠東半島西北部。本區是山東省煤炭、黃金、滑石等固體礦產所在地,如淄博、龍口煤田,萊州、招遠等金礦。采空塌陷是由於地下礦體被采出,懸空的地表岩層在重力作用下發生彎曲變形,形成塌陷並伴生地裂縫。隨著經濟的快速發展,對資源的大規模開發勢在必然,由此引發的塌陷將呈進一步加劇之勢。
2)岩溶塌陷為主易發區:主要分布於魯中南山前平原的濟南岩溶水水源地和其他隱伏灰岩分布區。上部為鬆散堆積物,地下灰岩岩溶發育,水資源豐富。多為城市、工農業重要供水水源地或後備水源地。該分布區村鎮集中、人口稠密,也是當地最重要的經濟帶,因而塌陷對地表建築、人民生命財產安全構成極大威脅,同時對生態環境造成極大破壞,也影響社會安定。
3)崩塌、滑坡、泥石流為主易發區:主要分布於魯中南的淄博和濟南市南部、濰坊市西南部的中低山丘陵區。區內地勢較高,海拔多大於400m,其中魯山在1000m以上,周圍丘陵多在500~600m之間。
4)崩塌、泥石流為主易發區:主要分布於魯東的北部和南部的變質岩低山丘陵區。區內的大澤山、嶗山、艾山、牙山、昆嵛山等海拔超過800m,其他一般不超過700m。
以上兩區區內岩石風化強烈,溝谷深切,地形陡峻,岩石裸露,危岩多見;又是暴雨多發地,加之河流源短流急,遇有較強的降水過程時,易突發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,對社會經濟發展和人民生命財產安全構成嚴重威脅。
5)地面沉降為主易發區:主要分布於東營市及附近以及黃河三角洲平原。區內地勢平坦,岩性多為鬆散岩類亞砂土、亞黏土、黏土、砂等,厚200~400m。區內地層較松軟,隨著深層地下水資源和油氣資源的大量開發,上部土層負壓增加,在自重和地表荷載等共同作用下,土層空隙被壓縮變密,導致地面垂直下沉。它對城市建築、道路、橋梁、城市供排水系統及防洪等構成較大威脅。
6)海水入侵為主易發區:分布於膠東半島的萊州灣東岸沿海地帶,煙台夾河河口至牟平沿海、膠州灣沿岸、日照付疃河及其他入海河流河口等地帶的沖積成因濱海平原,第四系厚5~100m。
7)鹹水入侵為主易發區:分布於濰北沖海積平原的壽光、寒亭、昌邑等沿海地帶,岩性多為鬆散岩類黏土、亞黏土、砂等,地勢低平。第四系厚10~150m。由於地下淡水資源的大量開采,導致地下水位過度下降,引起海(咸)水反向補給淡水區———導致海水入侵,淡水咸化甚至枯竭;造成機井報廢、人畜飲水困難、地方病發病率增高等。
8)地裂縫為主易發區:主要分布於沂沭斷裂帶,屬郯廬斷裂帶的中段,主要由4條主幹斷裂組成,北寬南窄,寬20~60km。區內南北兩端被鬆散的第四系覆蓋,中間基岩斷續出露。新構造運動使地面拉裂變形,導致塘壩、橋梁、民房等地表建築物開裂,造成重大經濟損失,同時危及人民生命安全。
9)地質災害不易發區:主要分布於魯西南、魯北平原深層水開采程度低、礦產資源較貧乏區及膠萊盆地等地。
二、八大城市地質災害易發區評價
1.八大城市單一地質災害發育程度評價
根據上述山東半島城市群地區地質災害的類型與特徵分析,可以看出,地面變形災害、斜坡環境變異災害、海鹹水入侵災害是本地區的主要災種,為此,根據災害發生面積,以八大城市為統計單位,對地面變形災害、斜坡環境變異災害、海鹹水入侵災害分別進行統計分析。
地面變形災害發生面積占城市總面積的比例由大到小分別是東營市、淄博市、煙台市、日照市、青島市、威海市、濟南市、濰坊市,東營市是地面變形災害易發區,淄博市、煙台市、日照市是地面變形災害較易發區,青島市、威海市、濟南市、濰坊市是地面變形災害不易發區,見圖8-2。
圖8-2 山東半島地區地面變形災害發育程度評價
斜坡環境變異災害發生面積占城市總面積的比例由大到小分別是淄博市、日照市、煙台市、青島市、濟南市、威海市、濰坊市、東營市,淄博市、日照市是斜坡環境變異災害易發區,煙台市、青島市、濟南市、威海市是斜坡環境變異災害較易發區,濰坊市、東營市是斜坡環境變異災害不易發區,見圖8-3。
海鹹水入侵災害發生面積占城市總面積的比例由大到小分別是濰坊市、煙台市、青島市、威海市、日照市、淄博市、濟南市、東營市,濰坊市是海鹹水入侵災害易發區,煙台市、青島市是海鹹水入侵災害較易發區,日照市、淄博市、濟南市、東營市是海鹹水入侵變異災害不易發區,見圖8-4。
圖8-3 山東半島地區斜坡環境變異發育程度評價
圖8-4 山東半島地區海鹹水入侵災害發育程度評價
2.八大城市地質災害發育程度綜合評價
上述單一地質災害發育程度評價結果能夠較好地反映城市單一地質災害的發育狀況,但卻不能反映地質災害的總體狀況。為此,根據上述統計結果,以城市為單元,通過對各類災害所佔比例進行加權,對八大城市地質生態環境質量進行比較分析。
比較分析的模型如下:
山東半島城市群地區地質-生態環境與可持續發展研究
式中:j為城市編號:Pj為地質災害發育程度綜合指數;Wi為各類地質災害發育區所佔比例大小(權重);Pij為各類地質災害區賦值,對地質災害不易發生區、地質災害較易發生區、地質災害易發區分別以2、4、6賦值。據此,計算八大城市的地質災害發育程度的總體狀況。
威海市、濟南市不易發生地質災害,青島市、濰坊市相對不易發生地質災害,煙台市、日照市較易發生地質災害,淄博市、東營市易發生地質災害。
⑽ 地質災害類型及劃分
靈台縣地勢西北高、東南低,屬黃土高原溝壑區。溝壑縱橫,梁峁相間,川塬山丘交錯,地形切割強烈,表層覆蓋著厚度巨大的第四紀黃土層,黃土本身具有軟弱性及濕陷性,加上黃土特有的垂直節理裂隙發育的特性,為地質災害的發育創造了有利條件。獨特的地形地貌條件,復雜的地質環境條件,決定了該地區是地質災害比較嚴重的地區。黃土層下面為白堊系涇川組基岩,岩性主要為砂質泥岩、泥質砂岩或者兩者互層,風化十分嚴重,局部節理裂隙相當發育,岩石強度較低,穩定性較差。黃土與基岩的接觸面是軟弱易滑帶,控制了滑坡災害的形成。
靈台縣主要地質災害有滑坡、崩塌、泥石流、不穩定斜坡等,多發生在人口密集和人類社會、經濟、工程活動集中的鄉鎮,對居民區、公路、水庫、學校等構成了威脅,直接影響到人民生命安全和經濟發展。
本次地質災害詳細調查工作,遙感解譯340個點,野外核實306個點,占解譯總數的90%。全縣實地調查滑坡285處、崩塌29處、泥石流9處、不穩定斜坡73處,合計396處(圖3-1)。其中災害點和災害隱患點滑坡1兩處、崩塌20處、泥石流4處、不穩定斜坡73處,合計109處(表3-1)。
表3-1 靈台縣地質災害及不良地質現象調查點統計表
圖3-10 不穩定斜坡災害穩定性比例餅圖
圖3-11 不穩定斜坡災害誘發因素比例餅圖
(四)泥石流
縣域內泥石流不發育,僅在中台鎮坷台村坷台組澗子溝、城關村西溝、城關村東溝、獨店鄉白峪村多家莊組閑子溝發育共計4處泥石流災害點。其共同特徵是溝源上部有較厚的黃土覆蓋,黃土節理裂隙發育,表層風化嚴重,物源比較充足;泥石流溝侵蝕強烈,沖刷深度較大,侵蝕溝在各種外力作用下,產生嚴重的垮塌、坍方,以及水流片蝕、溶蝕作用等產生的鬆散物質堵於溝槽,遇到暴雨洪水便可能形成泥石流。這類小型溝谷的集水面積小,溝源近,流程短,可供給泥石流的物質和水量都有限,規模不大。
泥石流類型,按照物質組成劃分4條為泥流;按照流體性質劃分1條為粘性泥石流3條為稀性泥石流;按照發育階段劃分4條為旺盛期泥石流;按照規模劃分1條為小型泥石流3條為中型泥石流。