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        淺談海倫市地質(zhì)災(zāi)害形成條件

        2012-12-29 09:00:57劉雪丹
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2012年8期
        關(guān)鍵詞:海倫市溝谷水土

        劉雪丹

        (黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,黑龍江 哈爾濱 150000)

        1 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

        海倫市區(qū)內(nèi)發(fā)育有多種地質(zhì)災(zāi)害,雖未造成人員傷亡,但潛在危害性較大。共調(diào)查出地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)94處,其中泥石流災(zāi)害點(diǎn)1處、不穩(wěn)定斜坡隱患點(diǎn)3處、水土侵蝕災(zāi)害點(diǎn)77處、河岸坍塌災(zāi)害點(diǎn)9處、凍土凍融災(zāi)害點(diǎn)4處。

        海倫市地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的發(fā)育受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型、水文、氣象、植被發(fā)育程度和人類工程經(jīng)濟(jì)活動強(qiáng)度等因素的影響和控制。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)主要分布在粘土質(zhì)壟崗狀高平原上,占總數(shù)的73.4%;其次分布在泥砂質(zhì)河谷平原,占總數(shù)的25.5%;花崗巖基渾圓狀丘陵地貌地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)分布最少,只占總數(shù)的1.1%。雖然海倫市東北部花崗巖基渾圓狀丘陵區(qū)內(nèi)地勢起伏相對較大,但植被覆蓋率高,人類工程經(jīng)濟(jì)活動強(qiáng)度較弱,土地資源主要利用類型為林地,因此地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)分布稀少。粘土質(zhì)壟崗狀高平原大面積分布于海倫市境內(nèi),巖性為上荒山組第四系粉質(zhì)粘土、黃土狀粉質(zhì)粘土等,海倫市內(nèi)泥石流及水土侵蝕地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)主要分布于本區(qū)。泥砂質(zhì)河谷平原區(qū)呈條帶狀分布于河流沿岸,巖性由第四系全新統(tǒng)粉砂及上更新統(tǒng)砂、砂礫石、淤泥質(zhì)粘土等組成,在河流沖蝕下易發(fā)生塌岸,海倫市內(nèi)河岸坍塌隱患點(diǎn)均分布于北部及西部泥砂質(zhì)河谷平原上。

        2 地質(zhì)災(zāi)害形成條件

        2.1 泥石流

        泥石流的形成條件必須同時具備三個基本條件:有助于貯集、運(yùn)動和停淤的地形地貌條件;有豐富的松散土石碎屑固體物質(zhì)來源;短時間內(nèi)可提供充足的水源和適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)因素。

        地形地貌條件:地形條件制約著泥石流的形成、運(yùn)動、規(guī)模等特征,主要包括泥石流的溝谷形態(tài)、集水面積、溝坡坡度與坡向和溝床縱坡降等。山體坡度的大小對物源的聚集起十分重要的作用,同時溝谷形態(tài)和溝床坡降直接影響泥石流的運(yùn)動狀態(tài)。小貴屯泥石流溝谷上游形成區(qū)呈羽毛狀,地形為簸箕狀,北、東、西高,南低,溝谷植被覆蓋率低,溝谷集水面積約2.17km2,有利于水和碎屑固體物質(zhì)聚集;中游流通區(qū)的地形為狹窄陡深的溝谷,溝谷縱坡降為65.7‰,溝形曲折,局部轉(zhuǎn)折角度接近90°;下游堆積區(qū)為相對較寬闊的扎音河河谷,使碎屑固體物質(zhì)有堆積場地。以上這些條件都是造成泥石流災(zāi)害的必要條件。

        碎屑固體物源條件:在泥石流形成區(qū),哈巴拉山出露印支期花崗巖,此處建有多個采石場。采石場的礦業(yè)活動產(chǎn)生了大量破碎巖石,在重力作用及雨水沖刷下散布于流域內(nèi),為泥石流的形成提供了主要物質(zhì)來源。山坡上松散殘坡積物失去了植被的保護(hù),也為泥石流的發(fā)生提供了物源條件。

        水源條件:水既是泥石流的重要組成部分,又是泥石流的重要激發(fā)條件和搬運(yùn)介質(zhì)(動力來源)。降雨是海倫市泥石流形成的重要基本條件。海倫市降雨量大,并且集中,到了雨季一次性大雨量出現(xiàn)的頻率較高,降雨使地表層殘坡積物迅速達(dá)到飽和并處于流態(tài)、半流態(tài),這對激發(fā)泥石流的形成起了重要作用,降雨為泥石流發(fā)生提供了強(qiáng)大的動力條件。

        2.2 河岸坍塌

        地形地貌條件:海倫市河岸坍塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的地貌單元為泥砂質(zhì)河谷平原。平原區(qū)地勢低平,洪水持續(xù)時間長,在流水沖刷、侵蝕和其它外動力作用下塌岸災(zāi)害嚴(yán)重。特別是河流彎曲處,由于水流慣性和橫向環(huán)流的掘蝕作用,在重力、凍融、地下水滲出等因素的影響下,極易形成河岸坍塌地質(zhì)災(zāi)害。

        巖土體結(jié)構(gòu)條件:通肯河與扎音河河岸均為土體河岸,由第四系松散堆積物構(gòu)成,土質(zhì)疏松,這些松散沉積物的抗剪強(qiáng)度低,特別是在飽水的情況下,強(qiáng)度急劇下降,在水流沖刷掏蝕作用下,底部極易掏空,致使上部處于臨空狀態(tài),在自重應(yīng)力的作用下產(chǎn)生塌岸;下部土體不均勻系數(shù)大,枯水期易發(fā)生地下水機(jī)械潛蝕作用而產(chǎn)生河岸坍塌。

        2.3 水土侵蝕

        氣象條件:降雨是侵蝕的動力,動力的大小決定著侵蝕的強(qiáng)弱。產(chǎn)生水土侵蝕的降雨,一般是強(qiáng)度較大的暴雨,降雨強(qiáng)度超過土壤入滲強(qiáng)度才會產(chǎn)生地表徑流,造成對地表的沖刷侵蝕。海倫市年平均降雨量574mm,主要集中在6-8月份,年內(nèi)降雨分配不均。據(jù)調(diào)查,雙錄鄉(xiāng)數(shù)條沖溝(如HL022)均為2008年6月的一場暴雨沖蝕形成。

        土質(zhì)條件:土壤既是被侵蝕的對象又是影響徑流的因素。腐殖質(zhì)含量高、膠結(jié)物質(zhì)多、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的土壤,抗蝕性強(qiáng)。質(zhì)地松軟、遇水易蝕、抗蝕力很低的土壤,如粉質(zhì)粘土、粉土等是產(chǎn)生水土侵蝕的對象。海倫市內(nèi)發(fā)育水土侵蝕地質(zhì)災(zāi)害隱患的土壤巖性就主要為黃土狀粉質(zhì)粘土。

        地形條件:地形中不同的坡度、坡長、坡形及坡面糙率決定著坡面徑流的匯集和能量的轉(zhuǎn)化。地面坡度越陡,地表徑流的流速越快,對土壤的沖刷侵蝕力就越強(qiáng)。坡面越長,匯集地表徑流量越多,沖刷力也越強(qiáng)。據(jù)野外調(diào)查,海倫市水土侵蝕地質(zhì)災(zāi)害隱患發(fā)生的坡面坡度大部分在15°以上,有的達(dá)30°,坡長一般在100-200m,甚至更長。

        2.4 凍土凍融

        道路凍脹一般發(fā)生在寒冬,鋪筑高級路面的道路或砂石路面及其附屬構(gòu)造物、隧道、擋土墻、人行道和坡面等,由于土或巖石中產(chǎn)生的凍脹作用,常常使這些構(gòu)造遭受較大的破壞,造成道路破損,因而影響車輛的通行,降低道路的使用壽命。凍脹作用使路基土中沿著溫度的降低方向生成了冰晶體形狀的霜柱,使路面產(chǎn)生隆起變形,而這種變形在道路橫斷面方向上是不均勻的。在路面中央凍脹變形量最大,因而在道路中線上出現(xiàn)較大裂縫。道路橫斷面方向出現(xiàn)不均勻凍脹的原因,主要是由于路肩附近路面有積雪堆積,使這部分路面結(jié)構(gòu)在寒冷時期有隔溫作用,而在路面中央部分,由于行駛汽車積雪需要清除,因而這部分路面上失去隔溫作用。所以,這部分的凍結(jié)深度和凍脹量都要比路肩部分大,使路面產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力,造成路面的破壞。

        在春融期,凍土表層首先融化,而下部仍然凍結(jié),融化了的土壤水下滲受阻,加之道路年久失修,修筑的時候基礎(chǔ)底部礫料填充不足,上部土石料壓密、夯實不夠。因此在外力的作用下(通車),上部土體飽水而成稀釋狀態(tài),造成道路融陷翻漿毀壞。對砂石路,春融期間在荷載的作用下產(chǎn)生的翻漿現(xiàn)象,將會使道路出現(xiàn)嚴(yán)重病害。

        2.5 不穩(wěn)定斜坡

        海倫市區(qū)內(nèi)的不穩(wěn)定斜坡形成的主要原因是人類工程活動作用的結(jié)果,野外調(diào)查中3個不穩(wěn)定斜坡的形成均是由于人工挖土形成。

        [1] 何勛.我國地質(zhì)公園運(yùn)營管理模式探析[D].廣西師范大學(xué).2008-06.

        [2] 張晶.地質(zhì)公園建設(shè)中地質(zhì)多樣性保護(hù)與協(xié)調(diào)性利用研究[D].中國地質(zhì)大學(xué).2007-05.

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