地质灾害发育区域
⑴ 地质灾害的类型及其发育规律
一、地质灾害类型
滇藏铁路沿线及其周边地区特殊的地质环境塑造了相应的地貌、地质结构和地应力特征,并在一定程度上制约着浅表层卸荷、风化作用的发育程度,同时,研究区暴雨频率高、强度大、地震活动较频繁,在活跃的地壳内外动力因素耦合作用下,极易产生地质灾害,使得本地区的地质灾害类型复杂多样。地质灾害调查表明,滇藏铁路沿线的地质灾害以崩塌、滑坡和泥石流为主,其次是风化剥落、沙害和冰雪灾害等。
二、地质灾害发育规律
尽管研究区涉及的地域比较广、不同地段地质灾害的类型及其发育规律有所差异,但地质灾害的发育分布依然具有比较明显的时空规律,主要表现在以下方面:
(1)滑坡、崩塌、泥石流灾害的分布与水系和沟谷地貌具有密切的关系,尤其在高山-极高山区的深切河谷两岸,风化、卸荷作用显著,成为崩塌、滑坡和泥石流的重灾区域。崩塌、滑坡和泥石流沿金沙江、澜沧江及其支流广泛分布,雅鲁藏布江支流帕隆藏布流域是人们最熟知的灾害频发地段(图10-1),这些地区主要受构造影响,地貌形态表现为深切峡谷、山体陡峻,并且滑坡往往同崩塌、泥石流同时发生,并具有群发性特征,在部分地区地质灾害呈带状密集分布,对公路和居民设施有较大威胁。
(2)滑坡、崩塌、泥石流灾害的发生具有明显的季节性,常与雨季暴雨、洪水同步。降雨对地质灾害的促进作用主要表现在:降雨饱和岩土体、增大容重;岩土湿度增大、强度降低;雨水下渗、地下水位升高和流动,产生静水压力和扬压力,从而降低潜在滑面附近的抗滑阻力;降雨使河水暴涨、暴跌,特别是山洪暴发极易冲刷岸坡表层堆积物、淘蚀坡脚,造成岸坡变形破坏。根据滇西北地区气象资料和地质灾害统计(图10-2),降水的季节性变化显著,雨季的降水量约占全年的80%,并主要集中在5~10月,降雨量丰沛且多暴雨,该区每年8月崩塌、滑坡和泥石流活动最频繁,7月和9月次之,10月以后逐渐减少。
(3)地质灾害发育程度与地层岩性关系密切,岩土体类型和性质是影响斜坡稳定性的根本因素,也是泥石流物质来源和发生的重要因素。野外调查发现,泥质岩类、软硬相间的岩层组合、片状-薄层状变质岩(片岩、劈理化板岩、千枚岩等)、断层破碎带和残坡积物、风化岩体等是极易发生地质灾害的层位(图10-3)。
图10-1 帕隆藏布流域地貌形态与重大地质灾害的关系
图10-2 滇西北地区地质灾害频率与月份之间的关系曲线(1950~2001年)
图10-3 喜马拉雅山地区地质灾害发育程度与岩性的关系图(据童立强等,2007)
(4)滑坡、崩塌、泥石流灾害的分布明显受地质构造控制,地质灾害的类型、规模和发生频率与区域构造具有较好的一致性,表现出明显的分区、分带特征。野外调查表明,区域性大断裂、褶皱轴部、挤压破碎带、节理密集带等通过的边坡绝大部分稳定性较差,是滑坡、崩塌、泥石流的高易发部位。
(5)地震和人类工程活动是诱发地质灾害的重要因素。强地震不仅可能形成规模很大的地表破裂带,而且能够显著降低岩土体的强度,破坏自然斜坡的稳定性,形成大规模的山地地质灾害。由地震引起的崩塌、滑坡和泥石流灾害在某些地区远远超过地震本身直接造成的灾害,1996年丽江7.0级地震就曾诱发至少420处中小型崩塌和30处大中型滑坡(图10-4)。人类工程活动(包括开挖边坡和采矿活动等)是诱发地质灾害发生的重要因素,由于近年来人类对地表植被的破坏和部分工程建筑的施工开挖边坡,不仅破坏生态环境、引起水土流失,而且破坏了斜坡的自然稳定状态,引起的崩塌、滑坡不断;大量切坡剥离的土石弃入沟道中,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。
图10-4 丽江地震诱发地质灾害分布图
总体而言,地质灾害的分布与水系和沟谷地貌具有密切的关系,常分布在大江、大河或深切河谷两岸;崩塌、滑坡灾害的分布明显受地质构造控制,沿断裂带尤为发育;地质灾害发育程度与地层岩性关系密切;崩塌、滑坡和泥石流灾害的发生具有明显的时间性,常与暴雨、洪水或融雪季节同步。还应当看到,尽管滇藏铁路沿线地质灾害类型多种多样,但它们的形成和分布还严格受自然地理条件的控制。例如,在高山-极高山或海拔4500 m以上的高原,寒冻风化、冻融滑塌等比较发育;在高山峡谷区,崩塌、滑坡、泥石流最为发育;在现代冰川周边的河谷是冰川泥石流的多发区;在干燥的宽河谷区,沙化和风沙灾害比较发育。因此,深入研究滇藏铁路沿线不同地段地质灾害的群发机制和典型突发性地质灾害的成灾机理,不仅可以丰富高山峡谷区地质灾害预测理论,而且对滇藏铁路沿线防灾减灾具有重要的实际意义。
三、地质灾害对铁路工程的影响
野外地质调查表明,滇藏铁路沿线的地质灾害类型以滑坡、崩塌和泥石流为主,复杂的区域工程地质环境决定了铁路沿线地质灾害具有频率高、数量多、危害大等特点,它们在空间和时间上具有群发性和集中诱发的特征。地质灾害对铁路工程的影响大致包括以下方面:
(1)制约局部线路走向方案的选择,部分大型滑坡可能影响到山体的稳定性,对附近通过的铁路线构成威胁;同时,铁路附近的不稳定边坡还可能受到工程震动的影响而产生进一步变形或破坏。
(2)根据前期规划,滇藏铁路工程涉及不少近地表工程,例如:隧道进出口、跨江大桥、车站场地和边坡、路基等,这些场地的工程地质条件和施工条件及其适宜性直接受到地质灾害的制约,在工程设计和施工阶段应引起足够的重视。
(3)影响施工条件和工程安全运营。上述地质灾害如果处理不当,不仅可能影响施工进度,威胁施工人员的生命安全,而且可能增加工程维护费用,使工程不能充分发挥预期的经济效益、社会效益和环境效益。
(4)工程弃渣可能加剧工程沿线环境工程地质问题,甚至会殃及工程本身的安全。
随着滇藏铁路不断地向深切河谷区规划设计,今后遇到的地质灾害类型和成因将更加复杂,尤其是一些大型或超大型的复杂滑坡体和冰川冰雪融水型泥石流,不仅影响铁路选线,而且制约着未来铁路的运营安全。因此,很有必要在野外调查、监测和室内试验测试、模拟计算等综合研究的基础上,开展铁路沿线典型重大地质灾害的成灾机理和分布规律的研究,探索青藏高原东南缘地壳运动活跃地区内外动力耦合作用对各类地质灾害的控制作用以及重大突发性地质灾害的预测途径,从而有针对性地指导减灾防灾,促进工程建设区经济和环境的可持续发展。
⑵ 地质灾害高易发区与地质灾害发育强烈是不是一个意思
地质灾害易发区是指容抄易产生地质灾害的区域。高易发区的划分是根据地质环境背景条件和现状地质灾害的分布并反映地质灾害的历史和未来发生的可能性。地质灾害发育强烈一般是在评估地质灾害易发区时的一个标准。高易发区和发育强烈有很大的联系。可以看做一个意思,不过具体标准在细节上不同。
⑶ 地质灾害气象预警区划
如前所述,在地质灾害的控制与影响因素中,降雨和人类工程活动是最为活跃的触发因素。在人类不合理工程活动地段,黄土的卸荷与风化裂隙、落水洞、陷穴等尤为发育,降水容易沿着这些通道快速渗入地下,引发地质灾害,降雨成为触发地质灾害最积极的因素。所以,通过气象预报,可有效开展滑坡崩塌泥石流等地质灾害预警,实现防灾减灾的目标。
一、临界降雨量确定
据本次调查资料,2000~2004年发生的13次新滑坡和16次崩塌,其发生频次均与月平均降水量呈显著的正相关,滑坡、崩塌发生时间全部落在6~10月份,在9月份最高,7月和8月次之,6月和10月份较低。地质灾害的发生频次与本区的降水特征有关,9月份常出现淋雨,并伴有大雨,这种降水特征有最利于浸润黄土和入渗补给地下水,触发地质灾害发生;7月和8月份集中了全年75%以上的R1h≥10mm强降水和82%以上的R1h≥20mm强降水,这种强降水特征不如9月份有利于降水入渗,所以,7月和8月份出现的灾害频次不如9月份高;6月和10月份强降水频率低于7月,8月和9月,但高于其他月份;另外,10月份也常有淋雨,所以在6月和10月份也引发了地质灾害。由此可见,无论是淋雨,还是强降雨,都是触发地质灾害的因素。
宝塔区历史上仅有一个气象站,不能反映降水特征的空间展布,为了能够揭示区域降水特征,本次与陕西省气象局合作,对1980年到2005年25年间,陕北黄土高原地区的27个气象站的日、时降水量进行了分析,统计了各站日降水量中R1h≥10mm或20mm的局地暴雨过程,对其气候特征和时空间演变规律进行归类分析、研究总结。研究结果表明:
(1)在25年中,陕北黄土高原共出现R1h≥10mm的强降水2638时次,R1h≥20mm强降水574时次,年平均R1h≥10mm的强降水有106时次,R1h≥20mm强降水有23时次。
(2)R1h≥10mm发生时次最多的年份是1994年,为173时次;最少的是1980年,仅有36时次。R1h≥20mm强降水发生次数最多的年份是1994年,为56时次;最少的是1982年仅有3时次。可见陕北强降水出现时次的年际差异较大,最多年份与最少年份相差十几倍之多。
(3)R1h≥10mm强降水旬分布具有多峰值的特点。7月中旬,7月下旬和8月上旬为第一高峰值,在数值比较接近也是全年的最大峰值;8月下旬为全年的次峰值,6月上旬为全年的第三峰值。R1h≥20mm单峰特征较明显,8月上旬为其高峰值,8月上旬之前,强降水频次缓升后,强降水的频次突然降低、减少。
(4)淋雨主要出现在9月,10月份也有淋雨和大雨发生。
(5)宝塔区暴雨年频次>0.8(图7-5),大雨日年频次为4左右(图7-6)。
图7-5 陕北暴雨年频次分布图
图7-6 陕北大雨年频次分布图
对比分析本区降水特征和地质灾害发生的关系,可以确定地质灾害气象预警的临界降雨量。预警的临界降雨量特征值分别是:
(1)日降雨量≥50mm(R24h≥50mm);
(2)6小时降雨量≥25mm(R6h≥25mm);
(3)1小时降雨量≥20mm或3小时降雨量≥25mm并且日降雨量≥30mm(R1h≥20mm或R3h≥25mm且R24h≥30mm);
(4)连续多日降雨,且日降雨量≥10mm。
符合以上条件之一就应该进行地质灾害预警,作为地质灾害气象诱发日向外发布。
据此临界降雨量可以进行模拟校验,校验结果表明,调查区内地质灾害暴雨诱发日为2.5d/a,连阴雨诱发日为2.8d/a,即每年可预报的次数将在2~7次。说明选取上述4项指标是符合实际情况和可以操作的(图7-7)。
图7-7 陕北地质灾害暴雨诱发日分布图
二、地质灾害气象预警级别
参考陕西省地质灾害气象预报预警分级划分,结合调查区实际情况,将预警级别划分为三级:分别是Ⅰ级预警、Ⅱ级预警和Ⅲ级预警。
Ⅰ级预警是高级预警,地质灾害发生概率最大,为地质灾害发布警报级;
Ⅱ级预警是中级预警,地质灾害发生概率中等,为地质灾害发布预报级;
Ⅲ级预警是低级预警,地质灾害发生概率最小,为地质灾害不发布预报级。
三、地质灾害气象预警区划
(一)日降雨量≥50mm预警区划
本降雨量级别在预警气象中相对降雨强度为最小(图7-8)。
图7-8日降雨量≥50mm预警区划图
(1)Ⅰ级预警区的范围最小,仅限于北半部延河流域,分散于这一区域的北部、西部和中部少部分地区(图中深灰色)。总面积927.71km2,占调查区总面积的26.1%。这些地区位居延河干流,河谷深切;以及较长支流的上游,沟谷强烈下切地带,人类工程活动极为强烈,为调查区的地质灾害发育区。
(2)Ⅱ级预警区主要分布在调查区北部延河流域(图中浅灰色),面积1303.96km2,占调查区总面积的36.7%。这一区域大多为延河次级支沟黄土梁、峁地区,主要沟谷多处于中游,人类工程活动较强烈,地质灾害发育强度稍低。
(3)Ⅲ级预警区分布于调查区南部汾川河流域(图中白色),面积1324.33km2,占调查区总面积的37.2%。这里植被茂盛,沟谷宽缓,人类工程活动不强烈,地质灾害极不发育。
(二)6小时降雨量≥25mm预警区划
本降雨量级别在预警气象中相对降雨强度为中等(图7-9)。
图7-9 6小时降雨量≥25mm预警区划图
(1)Ⅰ级预警区的范围较前有所扩大。除北部延河流域中部少量区域外,占据北部延河流域大部分地区(图中深灰色)。总面积1627.70km2,占调查区总面积的45.8%。为调查区地质灾害发育区及部分次发育区。
(2)Ⅱ级预警区的范围较前有所减少。主要分布在调查区北部延河流域(图中浅灰色),南部汾川河流域有少量分布。总面积676.38km2,占调查区总面积的19%。这一区域大多为延河次级支沟黄土梁、峁地区,主要沟谷多处于中游,人类工程活动较强烈,地质灾害发育强度稍低。
(3)Ⅲ级预警区的范围较前有所减少,全部分布于调查区南部汾川河流域(图中白色),面积1251.92km2,占调查区总面积的35.2%。这里植被茂盛,沟谷宽缓,人类工程活动不强烈,地质灾害极不发育。
(三)1小时降雨量≥20mm预警区划
本降雨量级别还包括3小时降雨量≥25mm并且日降雨量≥30mm,在预警气象中相对降雨强度为最大(图7-10)。
图7-10 1小时降雨量≥20mm预警区划图
(1)Ⅰ级预警区的范围为扩展至最大。占据整个北部延河流域(图中深灰色)。总面积2232.67km2,占调查区总面积的62.8%。为调查区地质灾害发育区及全部次发育区。
(2)Ⅱ级预警区的范围缩减至最少。从调查区北部延河流域全部退出,仅分布在南部汾川河流域主干流(图中浅灰色),分布面积194.91km2,占调查区总面积的5.5%。这一区域为汾川河主干流上中游,沟谷切割较强烈,地质灾害发育程度较其他地区稍强。
(3)Ⅲ级预警区的范围缩减至最小,全部分布于调查区南部汾川河流域(图中白色),面积1128.42km2,占调查区总面积的31.7%。这里植被茂盛,沟谷宽缓,人类工程活动较少,地质灾害极不发育。
⑷ 地质灾害易发区划分与评价
一、易发程度区划的原则
地质灾害易发程度是指在一定的地质环境条件和人类工程活动影响条件下,地质灾害发生的可能性的难易程度。
1)地质灾害易发区划分结合地质灾害形成的地质环境条件、诱发因素(人类工程活动、降雨等)和灾害发育现状,以定性评价为基础,通过信息系统空间分析定量计算来确定。
2)评价单元的划分按照“区内相似和区际相异”的原则来确定,以地质灾害发育的地质环境条件差异确定评价单元。采用人工方法计算时,以乡镇行政区或村级行政区为基本单元。采用计算机网格剖分时,单元面积采用500m×500m。
3)地质灾害发育程度划分为四级:高易发区(Ⅰ)、中易发区(Ⅱ)、低易发区(Ⅲ)和不易发区(Ⅳ)四级。在划分过程中,根据实际调查情况,具体问题具体分析,尽可能便于乡镇政府开展防治工作。
二、工作思路和技术路线
地质灾害易发程度区划是地质灾害详细调查中的重要环节,地质灾害易发性区划图是地质灾害调查研究中最基础、最重要的图件之一。地质灾害的易发性区划研究主要是对地质灾害形成的内因进行分析,综合考虑工程地质条件、植被、长期的综合降雨等影响因素在地质灾害形成过程中的作用,基于GIS平台对其影响因素进行量化分析,同时考虑各个影响因素所占的权重,遵循一定的原则设计开发程序,从而生成最终的地质灾害易发性区划图。
在地质灾害野外调查资料及整理生成的地质灾害分布图、地质灾害调查测绘图、地质灾害详细调查实际材料图的基础上,通过对灵台县地质灾害详细调查数据综合分析,对研究区进行了剖分,对每个剖分网格中地质灾害的点密度、面密度和体密度进行了分级,确定其分级指数,调用开发软件确定每个网格的灾害性影响指数,采用袭扰系数法生成初步地质灾害易发性区划图,并利用地理信息系统软件ArcGIS和MapGIS6.7空间分析功能将地质灾害的各个影响因素图叠加到初步地质灾害易发性区划分级图中,绘制出该县的地质灾害易发性分区图。灵台县地质灾害易发性区划研究系统流程图如图6-1所示。
具体步骤为:首先将灵台县地质灾害分布图进行500m×500m网格剖分。其次对每个网格内地质灾害的个数、体密度、面密度采取不同的原则将每个网格的灾害易发性程度分为四级,生成初步的地质灾害易发性等值线图。然后对该县的地形地貌图、地层岩性图、降雨量分布图、地形坡度图、植被覆盖图分别采取相应标准分为四级,采取专家打分的方法确定其权重。最后叠加各个图层从而生成灵台县地质灾害易发性分区图,为灵台县地质灾害详细调查危险性区划和灵台县地质灾害防治区划等提供可靠的数据,同时为政府部门采取有效的措施进行统筹规划减灾防灾以及灾害治理提供了可靠的依据。
3)坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄滑坡崩塌高易发区(Ⅰ3)
主要是达溪河北岸沿线的城关镇的坷台、杨村、水泉、下河、东王沟、许家沟、安家庄村,灾害点密度6.85处/km2,灾害点密度很大,面积7.51km2,占高易发面积的20.61%,发育灾害点49处,14个滑坡,23个不稳定斜坡,两个泥石流。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。
4)南店子—下河—东王沟—康家沟—红崖沟滑坡崩塌高易发区(Ⅰ4)
主要是达溪河南岸沿线和达溪河支流蒲河的城关镇的坷南店子、下河、东王沟、康家沟、红崖沟村,灾害点密度4.2处/km2,灾害点密度较大,面积4.19km2,占高易发面积的7.16%,发育灾害点30处,12个滑坡,18个不稳定斜坡。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。
(2)地质灾害中易发区(Ⅱ)
该区面积351.60km2,占总面积17.16%,发育灾害点281处,灾害点密度0.8处/km2,包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村、王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村、寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村和新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村4个亚区。
1)包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村中易发亚区(Ⅱ1)
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡横渠、马家沟、付家沟、赵家咀、安冯村、杜家沟、景家庄子沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积13.88km2,占中易发区总面积的3.95%,发育灾害点14处,灾害点密度1.0处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土。黄土层及白垩系砂砾岩、砂岩局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。
2)王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村中易发亚区(Ⅱ2)
分布于黑河南岸极其支流的梁原乡、朝那镇、上良乡、什字镇、西屯乡、独店镇沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积144.12km2,占中易发区总面积的7%,发育灾害点94处,灾害点密度0.82处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土、白垩系砂砾岩、砂岩。区内人口相对较少,局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。
3)寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村中易发亚区(Ⅱ3)
该区面积95.72km2,占中易发区总面积的27.22%,发育灾害点70处,灾害点密度0.73处/km2,地貌为黄土梁峁区、低中山区。岩性为新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被较差,人类工程活动频繁,灾害点分布在村庄周围、公路沿线和河谷边坡地带。
4)新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村中易发亚区(Ⅱ4)
主要位于达溪河南部的中台镇、新开乡、蒲窝乡、邵寨镇,该区面积97.88km2,占中易发区总面积的27.84%,发育灾害点103处,灾害点密度1.05处/km2,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被一般,人类工程活动相对较弱,灾害点分布在村庄周围、河谷边坡地带。
(3)地质灾害低易发区(Ⅲ)
该区面积722.96km2,占中易发区总面积的35.28%,发育灾害点73处,灾害点密度0.10处/km2。包括梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区、什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区、龙门乡黄土梁峁丘陵区、什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区、达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区5个亚区。
1)梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区低易发区(Ⅲ1)
位于梁原乡黑河北岸一带,面积32.2km2,占低易发区总面积的4.43%,无灾害点发育,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以第四系黄土和白垩系泥质、砂岩为主。区内沟谷发育,地形切割强烈,黄土层及泥岩砂岩局部较破碎,表层风化严重。
2)什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ2)
位于什字塬北部-黑河南岸沿线的朝那、上良、什字、西屯、独店5个乡镇,面积147km2,占低易发区总面积的20%,发育有灾害点8处,灾害点密度0.054处/km2,表层覆盖第四系黄土,河沟切割强烈出有白垩系泥岩、砂岩。区内沟谷发育,地形切割强烈,岩石较破碎,表层风化严重,人类工程活动较少。
3)龙门乡黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ3)
位于龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积95.329km2,占低易发区总面积的13.19%。发育灾害点10处,灾害点密度0.10处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
4)什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ4)
主要是什字塬南部-达溪河北岸的广大梁峁丘陵区一带,面积191.6km2,占低易发区总面积的26.5%。发育灾害点28处,灾害点密度0.146处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
5)达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ5)
主要是龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积256.824km2,占低易发区总面积的35.5%。发育灾害点25处,灾害点密度0.097处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。
(4)地质灾害不易发区(Ⅳ)
灵台县地质灾害不易发区总面积938.01km2,占全区面积的45.78%,基本无地质灾害发生。由梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)、什字塬不易发区(Ⅳ3)、达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)、百里乡林场不易发区(Ⅳ6)组成。
不易发区主要是黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区以及植被茂密人烟稀少的林场区。黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。
1)梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)
本区主要位于梁塬乡王家沟村及黑河低缓阶地,面积19.8km2,占不易发区总面积的2.11%,本区岩土以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
2)黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)
本区主要位于黑河宽阔河谷区。面积17.43km2,占不易发区总面积的1.86%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。
3)什字塬不易发区(Ⅳ3)
主要位于广阔的什字塬区。本区面积306.55km2,占不易发区总面积的32.68%,本区地形平坦,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
4)达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)
本区主要位于达溪河沿岸宽阔河谷区。面积38km2,占不易发区总面积的4.1%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。
5)邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)
本区主要位于邵寨镇小黄土塬区,面积18.91km2,占不易发区总面积的2%,本区岩性以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。
6)百里乡林场不易发区(Ⅳ6)
本区主要位于百里乡林场区。面积537km2,占不易发区总面积的57.3%,本区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。
⑸ 福建南部沿海地区地质灾害发育特点及孕灾环境分析
施文耀
(福建省地质工程勘察院,福州350002)
摘要:本文通过对福建南部沿海地区的地质灾害的现状调查与分析,阐述该地区地质灾害的发育特点,分析各种地质灾害的成灾因素,并从自然地理气候条件、地质环境条件、人类工程经济活动三方面对区域孕灾环境进行分析,提出地貌单元、地质单元的形态、结构、功能不同,区域气候环境的特征,对区域地质灾害的形成产生明显的影响。
关键词:地质灾害;特点;成灾因素;孕灾环境
地质灾害是岩石圈表部在内力作用和外力作用相互影响下,或地壳内部动力地质作用下,使地质环境产生变化,出现的对人类生命财产和精神遭受损害的地质现象和事件,地质灾害的孕育与发展受区域自然条件、区域地质环境条件、人类活动等的支配。
1 地质灾害的现状与区域特征
区域的自然地理条件、地质环境条件和人类工程活动的程度的特征,使得测区局部地区地质灾害比较发育,目前已有资料表明测区主要的地质灾害有4类,共206处,包括崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降。其中崩塌95处,占地质灾害总数的46.12%;滑坡76处,占地质灾害总数的36.89%;泥石流2处,占地质灾害总数的0.97%;地面沉降33处,占地质灾害总数的16.02%。测区地质灾害详见附表,从地质灾害的统计资料看,测区地质灾害具有福建省地质灾害的普遍特征,即点多、面广、规模小、频率高、危害较大,受人类活动和降雨影响大[1]。
2 地质灾害的分布规模、特征与成灾因素
区内地质灾害具有明显的分布规律,崩塌、滑坡、泥石流分布于测区中西、西北部的低山、丘陵地带,崩塌、滑坡多沿公路、房前屋后的人工开挖形成的高陡斜坡分布;地面沉降分布于沿海的冲海积平原中,也有少量分布于未压实的松散素填土区;泥石流分布于丘陵沟尾斜坡地带,各类地质灾害又有其自身的特点与成灾因素。
2.1 滑坡与崩塌
2.1.1 滑坡[2]
滑坡为斜坡变形破坏的一种形式,是指斜坡上岩土体在河流冲刷、降雨等因素影响下,沿着一定的软弱结构面(带),整体或分散地、顺坡向下滑移的自然地质现象,滑坡体通常被分割成块体,滑坡经滑移后处于相对稳定阶段后,在降雨等其他因素的作用下有可能再次激活而滑动[3]。
根据滑坡物质组成、滑体厚度,形成原因,规模对测区滑坡进行划分统计,并对滑坡前斜坡坡度进行统计,统计结果分别见图1和表1。
松动、粘性差、易崩解的土体易产生崩塌,节理裂隙发育的斜坡也易产生崩塌。测区土质崩塌中,全为残积土型崩塌,且多为侵入岩类地区,主要由于侵入岩风化的残积土粘土粒含量低,粘聚力差,含砾高,土质结构松散,易湿化崩解,在遭雨降水作用下,也就易产生崩塌。而节理裂隙发育给地下水的入渗,径流提供了良好通道,加之破碎岩体块体间的结合力差,降雨入渗作用下也就易诱发崩塌。
2.1.3.3 地质构造
地质构造对斜坡产生滑坡的影响表现为强烈的改变岩土体的结构构造,使岩土体变形破碎,岩土体风化程度加大,在岩土体中形成良好的构造软弱面,岩土体力学强度下降。构造运动也使斜坡坡度、坡形了产生变化,对斜坡变形破坏起间接作用。地质构造在斜坡岩土体中形成的软弱结构面为滑坡产生提供了良好的基础条件。一旦的外界因素触发,斜坡极易沿构造的软弱面产生滑移、崩落,形成滑坡、崩塌。测区76处滑坡中有8处与断裂构造密切相关,占滑坡数的10.53%。
2.1.3.4 降雨
降雨是滑坡、崩塌的成灾因素中最为敏感、最为积极的因素,几乎所有的崩塌均与降雨密切相关。降雨通过改变斜坡岩土体的力学性质,降低抗变能力,改变斜坡岩土体的应力状况的途经来诱发斜坡产生灾害。在高强度降雨作用下,部分汇水条件较好的滑坡还有可能进一步转化为滑坡—泥石流型的地质灾害。
另外,滑坡的产生与降雨量密切相关,几乎所有滑坡其产生均与降雨有关。大部分滑坡分布于多年均降雨量>1200mm的地区。资料显示,过程降雨时大于100mm的地区可能诱发产生滑坡,但经过长期阴雨,土体基本饱和后,又经过程降雨量大于50mm,也可能产生滑坡,当过程降雨量超过200mm时,则会普遍产生滑坡灾害现象。
2.1.3.5 人类工程活动
在区内滑坡中与人类工程活动有关的滑坡达64处占85.53%。人类工程活动对斜坡的影响表现为切坡、填方等。切坡使斜坡的坡高和坡度产生改变,极大地改变了坡形,使原来处于应力相对平衡的斜坡失去支撑而临空,斜坡应力平衡遭受破坏,坡高增大,斜坡内应力随之呈线性增加,坡度变大,坡面附近张应力随之增强。范围随之扩大,而坡脚应力集中带的最大剪力也随之增强,因此,随着切坡坡度增大,坡高增大,斜坡变形产生滑坡的条件越充分,产生滑坡的机会也随之增大。另一方面,人类工程活动又使斜坡岩土体结构遭受扰动破坏,降低局部岩土体的强度,又为产生滑坡提供了条件。人类工程活动中又有不合理的堆填方,形成高陡斜坡,原本填方岩土体结构已遭受破坏,加之堆填成高陡斜坡,极易诱发产生滑坡。
人类工程活动是崩塌成灾因素中较为积极的因素。人类工程活动表现为改变斜坡的外形,实际上是改变了斜坡的临空状况及应力场,强烈的切坡活动,使处于应力平衡的斜坡失去临空支撑,形成临空面,相应地斜坡应力均随之改变。切坡坡度越陡,坡顶拉张力越强,在重力作用下也越能促进崩塌的产生,统计表明,由孕灾环境为人类工程活动引起的崩塌达71.58%
测区调查表明,区内由爆破震动引起的崩塌仅3处,分布于采石场区域,主要由于爆破使部分岩土体开裂松动,其斜坡已开挖成陡坡悬崖状,爆破产生的弹性波使松动岩土体产生附加应力,松动斜坡岩土体的结构,造成破裂面,反复作用造成累积,促使岩土体变形破坏而崩落。
2.2 地面沉降
区内地面沉降表现为在软土区的建筑物不均匀沉降。软土区地面沉降分布于泉州、厦门、漳州冲海积平原区,共有32处。
由于组成软土的粘土矿物为高岭石、伊利石、绿泥石,其化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等。其物理力学性质指标主要有以下特征,天然含水量大(W>36%),呈软塑-流塑状,仅局部为可塑状;孔隙比大(e>1),高液限(W1>45.9%),低渗透性,高饱和度,高压缩性(a1-2>0.7MPa-1),强度低(fk=100kPa),抗剪强度低(C=2~4kPa,φ=0~14.5°)。大部分呈欠固结状态,具有流变性和触变性的特点。当建筑基坑排水抽取地下水后,随着地下水位的下降,土层有效应力增加,促使软土固结而产生沉降。而建筑物置于软土区,土层中的附加应力大增,引起高压缩性的软土由于压缩固结而产生沉降,测区软土沉降多分布于全新统的海积软土中,建筑物常由于软土不均匀压缩固结而出现不均匀沉降现象,致使建筑物产生倾斜、开裂、破坏。
2.3 泥石流
区内目前仅发现有2处泥石流,其规模均很小,土方量<1.0万m3,均为暴雨型、沟坡型泥石流。其实际模式为滑坡-泥石流。泥石流的物质组成以残坡积粘性土为主,夹含少量的强风化岩体。物源区处于坡度30°~35°的凹形斜坡。泥石流的流通距离比较短促。物源区也没有常年性沟谷水流,均为自然状态下产生的泥石流。
区内泥石流物源区处于凹形斜坡,有利于地表水的汇积。地表汇水的冲蚀能力较强。物源区处于残坡地层较厚,残坡积土遇水易饱和,易崩解。而散体状的强风化岩强度较低,这为泥石流的形成提供了良好的物质来源条件,两处均由于长历时高强度的降水引起。斜坡岩土体首先出现崩滑现象,而后崩滑体在地表水流的携带下向坡下方向流动而形成。两处泥石流均处于人类活动微弱区域,对人类的影响不大。
3 区域孕灾环境分析[4]
地质灾害的分布、发生与发展与自然地理条件、地质环境条件和人类工程经济活动密切相关,测区地处南亚热带海洋性季风湿润气候区,地处福建东南沿海地区地质环境条件较为复杂,人类工程经济活动强烈。由于地貌单元、地质单元的形态、结构、功能不同,区域气候环境的特征,导致测区孕灾环境对区域灾害的形成产生明显的影响。
3.1 自然地理气候条件
区内虽然均处于南亚热带海洋性季风湿润气候区,但测区地貌形态却多种多样,从滨海的平原、台地到中西北部的丘陵、山地,使得测区的降雨量分布不均。滨海平原、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却可达1500~1700mm,而沿海岛屿、半岛处局部蒸发量与降雨量大致相当,并且测区地处太平洋沿岸,受热带暖湿气流的影响,每年均会遭遇不同次数和强度的台风暴雨的影响,台风过程降雨量在200~350mm之间。充沛而分布不均的降雨量与短时间的台风暴雨的降雨量,强烈地促进测区地质灾害的发育。温暖湿润的气候条件使测区岩石的风化过程加快,给地质灾害的产生与发展提供了良好的自然环境孕灾条件。从测区前述地质灾害的成因分析中,过程降雨量和暴雨对测区地质灾害的发育影响异常明显,几乎所有的斜坡变形破坏均与降雨相关。这说明测区区域气候环境条件是地质灾害分布、产生与发展最为直接,最为敏感的影响因素。
3.2 地质环境条件
从地貌上看,区内沿海海岸附近,遭受海潮、风暴潮的影响,局部土质海岸蚀退明显,如厦门岛东海岸,而区内大部分地区为山地丘陵地带,河谷冲沟发育,地形形态不一,地形坡度20°~40°不等,局部更陡,高程100~1000m,变化较大,有利的地形条件给地质灾害的发育提供了良好的孕灾环境。
从地质构造上看,区内处于闽东南滨海断隆带和闽东火山断拗带之间,整体处于间歇性上升地区,地质构造活跃,断裂构造发育,深受长乐-南澳等活动断裂构造影响,地质构造较为复杂,岩石较为破碎;地震设防烈度为Ⅶ、Ⅷ度地区。地质构造的复杂性为测区地质灾害的发育又提供了良好的孕灾环境。
从地质条件上看,滨海地区的平原区分布广泛和厚度不同的高压缩性、低强度的软土和饱和液化砂土,从而使这些区域易产生软土沉降、震陷和饱和砂土液化现象。而台地、丘陵、山地却分布有厚薄不一的残坡积土以及各种母岩,地层岩性复杂,强度不一,复杂的岩土体条件又为地质灾害的发育提供了较好的孕灾环境,特别是测区丘陵台地残坡积土层较为深厚,却又深受降雨影响,使得测区地质灾害较发育。
3.3 人类工程经济活动
测区为厦-漳-泉闽南金三角地区,区域经济异常活跃,人口密度大,工程活动强烈,各级别的公路星罗密布,在测区范围分布有泉厦高速公路、厦漳高速公路、漳诏高速公路、漳龙高速公路、鹰厦铁路、漳泉铁路、324国道以及九龙江引水、晋江引水工程、后石电厂、集杏海堤、高集海堤等。各重大工程、各种省道、县道工程建设对地质环境的改变程度较大。测区经济活动强烈,人均国民生产总值多在10000元以上。而且测区人口密度大,沿海地区人口密度800~1800人/km2,山区也有200~700人/km2。山区可利用土地少,造成人多地少的局面,进行房屋建设中迫使居民挖山切坡,从而形成大量的房屋高陡后边坡。密集的人口分布,强烈的工程经济活动,极大地改变了局部的地质环境,森林植被覆盖率下降,局部水土流失加剧,地质灾害频繁发生,测区活跃而强烈的人类工程经济活动对地质灾害的发育又提供了一个很好的孕灾环境。
4 结束语
区内地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等几种,具有点多、面广、规模小、频率高、危害较大、受人类活动和降雨影响大的普遍特征。由于区内的区域地理位置,也就有测区地质灾害的孕灾环境。充沛的降水、台风影响强烈、不利的地形条件、地质构造的复杂性、复杂的岩土体条件、活跃而强烈的人类工程经济活动都在加剧着地质灾害的发育。
参考文献
[1]何永金.福建地质灾害的特点、成因及其对策.福建地质,1995(4)
[2]晏同珍,杨顺安,方云.滑坡学.武汉:中国地质大学出版社,2003
[3]高天钧,何永金.福建沿海及海域地质灾害与防治.福建地质,2000(2)
[4]陈亚宁.新亚欧大陆桥新疆段环境地质研究.北京:地质出版社,2001
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 我国地质灾害的发育及危害特征
我国是世界上地质灾害特别严重的国家之一,地质灾害种类多、频度高、强度大、连续性强、分布面积广、危害程度大。已有资料表明,较严重的地质灾害有7类近30种,全国共发育特大型崩塌51处、滑坡140处、泥石流149处;大型崩塌3000多处、滑坡2000多处、泥石流2000多处;中小型崩塌、滑坡、泥石流达40多万处;岩溶塌陷近3000处,塌陷坑3万多个,塌陷面积累计达3000km2以上。全国有350多个县的上万个村庄、100多个大型工厂、55座大型矿山、3000km以上的铁路受崩塌、滑坡、泥石流的严重危害。全国1/2以上国土面积和2/3以上城市明显受到不同地质灾害的威胁,各种地质灾害除破坏环境、资源,直接威胁人民生命财产安全外,还危害到城市、交通和工程建设,影响社会稳定,对国民经济持续发展构成严重威胁。据统计,近年来平均每年死于常见地质灾害的人数达千人以上,超过了洪涝灾害的死亡人数;平均每年因常见地质灾害造成的经济损失高达270亿元,占全部自然灾害损失的1/4。
我国地质灾害发育具有明显的区域性特征,全国范围内大致可划分为4个地质灾害大区:①东部平原以地面沉降、地面塌陷为主的地质灾害大区;②中部丘陵山区以斜坡变形破坏为主的地质灾害大区;③青藏高原及大小兴安岭北段地区以冻融为主的地质灾害大区;④内陆高原、盆地以干旱、半干旱风沙为主的地质灾害大区。
⑺ 中国地质灾害的分布规律及影响因素(全面)
我国地质灾害种类齐全,按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类、48种(国土资源部地质环境管理司等,1998)。它们是:1. 地壳活动灾害,如地震、火山喷发、断层错动等;2. 斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3.地面变形灾害,如地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等;4.矿山与地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等;5.城市地质灾害,如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等;6.河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等;7.海岸带灾害,如海平面升降、海水入侵,海岸侵蚀、海港淤积、风暴潮等;8.海洋地质灾害,如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害等;9.特殊岩土灾害,如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等;10.土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化等;11.水土污染与地球化学异常灾害,如地下水质污染、农田土地污染、地方病等;12.水源枯竭灾害,如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干(地下水位超常下降)等。
地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式,岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件,人类经济工程活动及其强度等有着极为密切关系。 中国地处环太平洋构造带和喜玛拉雅构造带聚汇部位,太平洋板块的俯冲和印度板块向北对亚洲板块的碰撞使中国大陆承受着最主要的地球动力作用。在印度板块与亚洲板块的碰撞边界上产生了世界上最高的喜玛拉雅山脉,并使青藏高原受压隆起,东部因太平洋板块俯冲造成了华北、东北地壳向东拉张,形成华北和松辽沉降大平原。这两种活动构造带汇聚和西升东降的地势反差,不仅形成了中国大地构造和地形的基本轮廓,同时也是形成我国地质灾害种类繁多的根本原因。 东西向构造与北北东向构造的交叉,使中国在大地构造和地形(主要表现在山脉和盆地的走向上)上形成近东西向和近南北向的分区特点,从而使我国地质灾害的区域空间分布同样具有东西分区、南北分带、亚带成网的特点。 从西向东,大体可以以贺兰山~六盘山~龙门山~哀牢山,大兴安岭~太行山~武陵山~雪峰山为界分为三大区。西区为高原山地,海拔高,切割深度大,地壳变动强烈,构造、地层复杂,气候干燥,风化强烈,岩石破碎,因而主要发育有地震、冻融、泥石流、沙漠化等地质灾害。中区为高原、平原过渡地带,地形陡峻,切割剧烈(相对切割深度为巨大),地层复杂,风化严重,活动断裂发育,因而主要发育地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面变形、黄土湿陷、矿井灾害等地质灾害。东区为平原及海岸和大陆架,地形起伏不大,气候潮湿且降雨量丰富,主要发育地震、地面变形、崩、滑、流、河湖灾害、海岸灾害、盐碱(渍)化、冷浸田等地质灾害。 从北向南,阴山~天山、昆仑~秦岭、南岭等巨大山系横贯中国大陆,沿这些山系,崩、滑、流、水土流失等地质灾害严重。它们的相间地带(大河流域),土地沙化、盐碱化、黄土湿陷及水土流失、地面变形及崩、滑、流、岩溶塌陷等地质灾害严重。 在新构造运动相对活跃的东南、西南及青藏高原地区,地震以及与之相关的地质灾害较为明显。 中国位于亚洲大陆东部,濒临太平洋,季风气候显著,具有较明显的纬度和经度分带特征,加上疆域辽阔。地形复杂,具有多种多样的气候类型,因此如暴雨、洪水、干旱、冰雹、霜冻及温差等许多不良气候因素常常成为多种多样的地质灾害的诱发因素。在西北、华北和东北部分地区,气候干旱少雨,年内温差悬殊,风蚀作用剧烈,土地沙漠、沙漠化、风沙化、土地冻融等灾害发育严重。而在温暖湿润的东部、南部地区,尤其在西南山区,降雨多且集中,崩、滑、流灾害频繁发生。在东部平原地区,土地盐渍化、沼泽化,冷浸田等地质灾害广泛分布。 中国是世界上人口最多的国家,几千年来的人文活动,历史上连绵不断的战乱,特别是近几十年来经济的高速发展和人口的过速增长,对自然的索取也不断加重,对自然环境的干扰也愈来愈强烈。不合理的人类经济工程活动也使得地质灾害的发育日趋加剧。在东、中部地区,由于大量抽取地下水和大规模开采矿产资源(包括油气资源),导致地下水资源平衡条件破坏和岩土构造应力状态发生变化,诱发并加剧了地面沉降,地面塌陷,地裂缝,土地盐渍、沼泽化、崩、滑、流、矿山灾害等地质灾害的发育和危害。在西部地区,由于超量开发土地、草原、森林和水资源,加速了水土流失、土地沙化等灾害的发展,崩塌、滑坡、泥石流等灾害也随之增多。 在所有的地质灾害中,除地震灾害外,崩、滑、流灾害是最为严重的,其以分布广、灾发性和破坏性强,具有隐蔽性及容易链状成灾为特点,每年都造成巨大的经济损失和人员伤亡。另外,土地沙(漠)化、地面沉降和水土流失等缓变型地质灾害发展迅速,危害愈来愈大,成为令人担忧的地质灾害。 从“成灾”的角度看,中国地质灾害的区域变化具有比较明显的方向性,即从西向东、从北向南、从内陆到沿海地质灾害趋于严重。这是因为虽然不同类型、不同规模的地质灾害几乎覆盖了中国大陆的所有区域,但由于人类活动和社会经济条件的差异,使不同地区地质灾害的发育程度和破坏程度显著不同。东部和南部地区,人类活动频繁而又剧烈,区内人口稠密,城镇及大型工矿企业、骨干工程密布,因而,一方面,一旦发生地质灾害则损失惨重,另一方面,人类经济工程活动加剧了地质灾害的发生与发展。而西部北部地区,虽然地质灾害分布十分广泛,但大部分地区人口密度和经济发展程度低,所以危害和破坏程度相对较低。调查表明,凡是人口密集,工业发达地区在人类活动的影响下,地质灾害正由自然动力型向人为动力型发展,由点状向带状、树枝状、片状发展。 近来,各种地质灾害对我国危害程度日益加重,地质灾害造成的损失逐年增加,据不完全统计(国土资源部政策法规司等,2000),近年来由于崩塌、滑坡、泥石流灾害每年造成的损失上百亿元,水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化造成的损失每年达200亿元,岩溶塌陷和地下采空造成的损失超过5亿元,抽水引起的地面沉降已在全国平原区的46个城市发生,造成巨大的经济损失。 值得提出的是,我国的经济建设活动正在由东向西、由南向北、由沿海向内地深入展开,西部大开发战略已经起步。一旦大规模经济开发,也必然会出现严重的地质灾害威胁,必须引起高度重视,也就是要处理好“发展经济与保护地质环境”的关系。
⑻ 中国地质灾害的分布
中国地质灾害种类繁多,分布广泛,活动频繁,危害严重。1949年以来,因地震死亡近30万人,伤残近百万人,倒塌房屋1000多万间;共发生大型崩塌3000多处,滑坡2000多个,中小型崩塌、滑坡、泥石流则达40多万处。全国有350多个县的上万个村庄、100余座大型工厂、55座大型矿山、3000多千米铁路受崩塌、滑坡、泥石流的严重危害。除北京、天津、上海、河南、甘肃、宁夏、新疆以外的省、区、市都发现有岩溶塌陷灾害,总数近3000处,塌陷坑3万多个,塌陷面积300多平方千米。据不完全统计,在全国20多个省、区内,发生矿山采空塌陷180处以上,塌陷坑1595个,塌陷面积达1000多平方千米(段永侯等,1993)。各类地质灾害每年造成上千人死亡,经济损失高达300亿元。
地质灾害的发育分布与地形地貌、地质构造、新构造运动、岩土体类型、水文地质条件、气象水文及植被条件、人类工程活动等关系密切。因此,我国地质灾害的区域分布具有东西分区、南北分带的特点,华北、东北、西北诸省,荒漠化作用强烈;西南山区降雨多而集中,崩塌、滑坡、泥石流灾害频繁发生;东部平原区地面沉降、地裂缝广泛发育;沿海诸省,海水入侵、海岸侵蚀等强烈发育。
从中国大陆的地势阶梯来看,第一级阶梯海拔4000m以上,气候寒冷,冻胀、融沉、泥流、雪崩等灾害发育;第二级阶梯海拔高度在1000~2000m,在第一与第二级阶梯过渡地带,地形切割强烈,崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等分布广泛,灾度高;东部广大平原、盆地区属三级阶梯,地形平缓,人口稠密,人类活动强烈,地面沉降、海水入侵、塌陷、淤积等灾害发育。
2008年1月国土资源部发布的《全国地质灾害防治“十一五”规划》,科学地划分了地质灾害易发区和重点防治区。滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷地质灾害高、中易发区,主要分布在川东渝南鄂西湘西山地、青藏高原东缘、云贵高原、秦巴山地、黄土高原、汾渭盆地周缘、东南丘陵山地、天山、燕山等地区;地面沉降和地裂缝地质灾害高、中易发区,主要分布在长江三角洲、华北平原、汾渭盆地、松辽平原。地质灾害重点防治区有16个,即长江三峡库区滑坡重点防治区、川滇南北构造带泥石流滑坡崩塌重点防治区、鄂西湘西中低山滑坡崩塌重点防治区、湘中南岩溶丘陵盆地地面塌陷滑坡重点防治区、云贵高原滑坡崩塌地面塌陷重点防治区、滇西横断山高山峡谷泥石流滑坡重点防治区、桂北桂西岩溶山地丘陵崩塌地面塌陷重点防治区、浙闽赣丘陵山地群发性滑坡重点防治区、陕北晋西黄土滑坡崩塌重点防治区、黄土高原西南滑坡泥石流重点防治区、陇南陕南秦巴山地泥石流滑坡重点防治区、新疆伊犁滑坡泥石流重点防治区、珠江三角洲地面沉降地面塌陷重点防治区、长江三角洲地面沉降重点防治区、华北平原地面沉降重点防治区、东北中俄界河河岸崩塌重点防治区。
小结
地质灾害既具有自然属性,又具有社会经济属性,是二者的对立统一体。这是我们了解地质灾害,进行地质灾害调查、评价、治理,应具有的基本概念。
复习思考题
1.地质灾害的涵义是什么?
2.地质灾害的属性特征是什么?
3.地质灾害的分类分级方案有哪些、内容是什么?
⑼ 地质灾害易发区的划分与评价
一、地质灾害易发区划分及分区特征
将山东半岛全区划分为8种地质灾害易发区,其他则为地质灾害不易发区(图8-1)。
图8-1 山东半岛城市群地区地质灾害易发区划分
1)采空塌陷为主易发区:主要分布于鲁中南山前平原、山间盆地、谷地、胶东半岛西北部。本区是山东省煤炭、黄金、滑石等固体矿产所在地,如淄博、龙口煤田,莱州、招远等金矿。采空塌陷是由于地下矿体被采出,悬空的地表岩层在重力作用下发生弯曲变形,形成塌陷并伴生地裂缝。随着经济的快速发展,对资源的大规模开发势在必然,由此引发的塌陷将呈进一步加剧之势。
2)岩溶塌陷为主易发区:主要分布于鲁中南山前平原的济南岩溶水水源地和其他隐伏灰岩分布区。上部为松散堆积物,地下灰岩岩溶发育,水资源丰富。多为城市、工农业重要供水水源地或后备水源地。该分布区村镇集中、人口稠密,也是当地最重要的经济带,因而塌陷对地表建筑、人民生命财产安全构成极大威胁,同时对生态环境造成极大破坏,也影响社会安定。
3)崩塌、滑坡、泥石流为主易发区:主要分布于鲁中南的淄博和济南市南部、潍坊市西南部的中低山丘陵区。区内地势较高,海拔多大于400m,其中鲁山在1000m以上,周围丘陵多在500~600m之间。
4)崩塌、泥石流为主易发区:主要分布于鲁东的北部和南部的变质岩低山丘陵区。区内的大泽山、崂山、艾山、牙山、昆嵛山等海拔超过800m,其他一般不超过700m。
以上两区区内岩石风化强烈,沟谷深切,地形陡峻,岩石裸露,危岩多见;又是暴雨多发地,加之河流源短流急,遇有较强的降水过程时,易突发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,对社会经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。
5)地面沉降为主易发区:主要分布于东营市及附近以及黄河三角洲平原。区内地势平坦,岩性多为松散岩类亚砂土、亚黏土、黏土、砂等,厚200~400m。区内地层较松软,随着深层地下水资源和油气资源的大量开发,上部土层负压增加,在自重和地表荷载等共同作用下,土层空隙被压缩变密,导致地面垂直下沉。它对城市建筑、道路、桥梁、城市供排水系统及防洪等构成较大威胁。
6)海水入侵为主易发区:分布于胶东半岛的莱州湾东岸沿海地带,烟台夹河河口至牟平沿海、胶州湾沿岸、日照付疃河及其他入海河流河口等地带的冲积成因滨海平原,第四系厚5~100m。
7)咸水入侵为主易发区:分布于潍北冲海积平原的寿光、寒亭、昌邑等沿海地带,岩性多为松散岩类黏土、亚黏土、砂等,地势低平。第四系厚10~150m。由于地下淡水资源的大量开采,导致地下水位过度下降,引起海(咸)水反向补给淡水区———导致海水入侵,淡水咸化甚至枯竭;造成机井报废、人畜饮水困难、地方病发病率增高等。
8)地裂缝为主易发区:主要分布于沂沭断裂带,属郯庐断裂带的中段,主要由4条主干断裂组成,北宽南窄,宽20~60km。区内南北两端被松散的第四系覆盖,中间基岩断续出露。新构造运动使地面拉裂变形,导致塘坝、桥梁、民房等地表建筑物开裂,造成重大经济损失,同时危及人民生命安全。
9)地质灾害不易发区:主要分布于鲁西南、鲁北平原深层水开采程度低、矿产资源较贫乏区及胶莱盆地等地。
二、八大城市地质灾害易发区评价
1.八大城市单一地质灾害发育程度评价
根据上述山东半岛城市群地区地质灾害的类型与特征分析,可以看出,地面变形灾害、斜坡环境变异灾害、海咸水入侵灾害是本地区的主要灾种,为此,根据灾害发生面积,以八大城市为统计单位,对地面变形灾害、斜坡环境变异灾害、海咸水入侵灾害分别进行统计分析。
地面变形灾害发生面积占城市总面积的比例由大到小分别是东营市、淄博市、烟台市、日照市、青岛市、威海市、济南市、潍坊市,东营市是地面变形灾害易发区,淄博市、烟台市、日照市是地面变形灾害较易发区,青岛市、威海市、济南市、潍坊市是地面变形灾害不易发区,见图8-2。
图8-2 山东半岛地区地面变形灾害发育程度评价
斜坡环境变异灾害发生面积占城市总面积的比例由大到小分别是淄博市、日照市、烟台市、青岛市、济南市、威海市、潍坊市、东营市,淄博市、日照市是斜坡环境变异灾害易发区,烟台市、青岛市、济南市、威海市是斜坡环境变异灾害较易发区,潍坊市、东营市是斜坡环境变异灾害不易发区,见图8-3。
海咸水入侵灾害发生面积占城市总面积的比例由大到小分别是潍坊市、烟台市、青岛市、威海市、日照市、淄博市、济南市、东营市,潍坊市是海咸水入侵灾害易发区,烟台市、青岛市是海咸水入侵灾害较易发区,日照市、淄博市、济南市、东营市是海咸水入侵变异灾害不易发区,见图8-4。
图8-3 山东半岛地区斜坡环境变异发育程度评价
图8-4 山东半岛地区海咸水入侵灾害发育程度评价
2.八大城市地质灾害发育程度综合评价
上述单一地质灾害发育程度评价结果能够较好地反映城市单一地质灾害的发育状况,但却不能反映地质灾害的总体状况。为此,根据上述统计结果,以城市为单元,通过对各类灾害所占比例进行加权,对八大城市地质生态环境质量进行比较分析。
比较分析的模型如下:
山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究
式中:j为城市编号:Pj为地质灾害发育程度综合指数;Wi为各类地质灾害发育区所占比例大小(权重);Pij为各类地质灾害区赋值,对地质灾害不易发生区、地质灾害较易发生区、地质灾害易发区分别以2、4、6赋值。据此,计算八大城市的地质灾害发育程度的总体状况。
威海市、济南市不易发生地质灾害,青岛市、潍坊市相对不易发生地质灾害,烟台市、日照市较易发生地质灾害,淄博市、东营市易发生地质灾害。
⑽ 地质灾害类型及划分
灵台县地势西北高、东南低,属黄土高原沟壑区。沟壑纵横,梁峁相间,川塬山丘交错,地形切割强烈,表层覆盖着厚度巨大的第四纪黄土层,黄土本身具有软弱性及湿陷性,加上黄土特有的垂直节理裂隙发育的特性,为地质灾害的发育创造了有利条件。独特的地形地貌条件,复杂的地质环境条件,决定了该地区是地质灾害比较严重的地区。黄土层下面为白垩系泾川组基岩,岩性主要为砂质泥岩、泥质砂岩或者两者互层,风化十分严重,局部节理裂隙相当发育,岩石强度较低,稳定性较差。黄土与基岩的接触面是软弱易滑带,控制了滑坡灾害的形成。
灵台县主要地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡等,多发生在人口密集和人类社会、经济、工程活动集中的乡镇,对居民区、公路、水库、学校等构成了威胁,直接影响到人民生命安全和经济发展。
本次地质灾害详细调查工作,遥感解译340个点,野外核实306个点,占解译总数的90%。全县实地调查滑坡285处、崩塌29处、泥石流9处、不稳定斜坡73处,合计396处(图3-1)。其中灾害点和灾害隐患点滑坡1两处、崩塌20处、泥石流4处、不稳定斜坡73处,合计109处(表3-1)。
表3-1 灵台县地质灾害及不良地质现象调查点统计表
图3-10 不稳定斜坡灾害稳定性比例饼图
图3-11 不稳定斜坡灾害诱发因素比例饼图
(四)泥石流
县域内泥石流不发育,仅在中台镇坷台村坷台组涧子沟、城关村西沟、城关村东沟、独店乡白峪村多家庄组闲子沟发育共计4处泥石流灾害点。其共同特征是沟源上部有较厚的黄土覆盖,黄土节理裂隙发育,表层风化严重,物源比较充足;泥石流沟侵蚀强烈,冲刷深度较大,侵蚀沟在各种外力作用下,产生严重的垮塌、坍方,以及水流片蚀、溶蚀作用等产生的松散物质堵于沟槽,遇到暴雨洪水便可能形成泥石流。这类小型沟谷的集水面积小,沟源近,流程短,可供给泥石流的物质和水量都有限,规模不大。
泥石流类型,按照物质组成划分4条为泥流;按照流体性质划分1条为粘性泥石流3条为稀性泥石流;按照发育阶段划分4条为旺盛期泥石流;按照规模划分1条为小型泥石流3条为中型泥石流。