劉長(zhǎng)憲 姜 超
(湖北省地質(zhì)環(huán)境總站 湖北武漢 430034)
湖北省崩塌滑坡泥石流相關(guān)影響因素分析
劉長(zhǎng)憲 姜 超
(湖北省地質(zhì)環(huán)境總站 湖北武漢 430034)
湖北省地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情嚴(yán)重,潛在威脅巨大,崩塌滑坡泥石流三種災(zāi)害類型,對(duì)其影響因素進(jìn)行分析,為防災(zāi)減災(zāi)提供基礎(chǔ)依據(jù)。
影響因素;地形地貌;巖土體類型;大氣降雨;地質(zhì)構(gòu)造;植被覆蓋;人類工程活動(dòng)
湖北省地處祖國(guó)中部,位于長(zhǎng)江中游,地勢(shì)呈三面高中間低,向南敞開、北有缺口的不完整盆地,全省國(guó)土面積18.59萬km2,地貌類型多樣,山地、丘陵崗地和平原兼?zhèn)?,分別占全省面積的56%、24%和20%;全省地勢(shì)高差懸殊,西部號(hào)稱“華中屋脊”的神農(nóng)架最高峰神農(nóng)頂,海拔達(dá)3105m;東部平原的監(jiān)利縣譚家淵附近,地面高程為0m;全省降雨量較大,時(shí)空分布不均,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,人類工程活動(dòng)日趨強(qiáng)烈,導(dǎo)致我省地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),災(zāi)情嚴(yán)重,共造成880人死亡,財(cái)產(chǎn)損失68723.55萬元,威脅人口455316人,威脅財(cái)產(chǎn)1090395.36萬元,防災(zāi)任務(wù)重。因此,研究湖北省崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害影響因素,對(duì)提高湖北省地質(zhì)災(zāi)害防治水平有重要意義。
1.1 湖北省崩塌滑坡泥石流發(fā)育規(guī)律
據(jù)湖北省50個(gè)縣(市、區(qū))1:10萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和鄂西南12縣市1:5萬地質(zhì)災(zāi)害詳查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全省共有崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害8925處[1](截止時(shí)間2012年),其中滑坡災(zāi)害點(diǎn)及隱患點(diǎn)共6810處,占總數(shù)的76.3%,崩塌災(zāi)害點(diǎn)及隱患點(diǎn)共1978處,占總數(shù)的22.2%,泥石流災(zāi)害點(diǎn)及隱患點(diǎn)共137處,占總數(shù)的1.5%,詳見表1。
表1 湖北省地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表
湖北省崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害按規(guī)模劃分,特大型(巨型)164處,占0.6%;大型771處,占8.6%;中型2175處,占24.4%;小型5815處,占65.2%,規(guī)模以小型為主,中型次之,特大型(巨型)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最少(見圖1)。
圖1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)模餅狀圖
1.2 地質(zhì)災(zāi)害分布特征
湖北省崩塌滑坡泥石流主要分布于鄂西山區(qū),共7183處,占總數(shù)80.48%,其次分布于鄂東南低山丘陵區(qū)及鄂東北低山丘陵區(qū),分別為453處和613處,占總數(shù)5.08%和6.87%,鄂北崗地丘陵區(qū)地質(zhì)災(zāi)害較少,為445處,占總數(shù)4.99%,中部平原地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最少,為231處,占總數(shù)2.59%,僅分布于中部平原的邊緣地區(qū)。
地質(zhì)災(zāi)害的形成往往是由多種因素造成的,不同類型的地質(zhì)災(zāi)害其形成條件也不盡相同,但主要因素有:地形地貌、巖土體類型、大氣降雨、地質(zhì)構(gòu)造、植被、地震、人類工程活動(dòng)。
2.1 地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害
地形地貌是崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的重要控制因素之一。中、低山區(qū)切割強(qiáng)烈,山高坡陡,懸崖峭壁,高大的自由臨空面較發(fā)育,危巖體較多,易發(fā)生崩塌和滑坡。該區(qū)群山林立,地形起伏大,溝谷縱橫,坡陡溝深,溝床縱坡大,在利于匯流的瓢狀或斗狀圍谷地形處易形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害。丘陵地區(qū)一般山低坡緩,沖溝較淺,崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量較少;崗地和平原因地勢(shì)平緩,不利于崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,災(zāi)害數(shù)量最少。根據(jù)統(tǒng)計(jì),鄂西中-低山區(qū)共有地質(zhì)災(zāi)害7183處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)80.48%,平均點(diǎn)密度0.093個(gè)/km2,其次是鄂東南低山丘陵區(qū)和鄂東北低山丘陵區(qū),地質(zhì)災(zāi)害分別為453處及613處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)5.07%和6.87%,平均點(diǎn)密度分別為0.034個(gè)/km2和0.022個(gè)/km2;鄂北崗地丘陵區(qū)地質(zhì)災(zāi)害較少,共有445處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)4.98%,平均點(diǎn)密度0.018個(gè)/km2;江漢平原區(qū)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最少,共有災(zāi)害231處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)2.59%,平均點(diǎn)密度0.005個(gè)/km2。
根據(jù)坡度統(tǒng)計(jì),湖北省地質(zhì)災(zāi)害最發(fā)育的坡度區(qū)間為25~40°,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)41.11%,其次為10~25°,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)26.67%,兩者共占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)67.78%,發(fā)育最少坡度區(qū)間為0~10°,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)1.23%,40°以上坡度地形區(qū)松散堆積很薄,多為基巖出露區(qū),災(zāi)害數(shù)量變少,災(zāi)害類型多為崩塌;25~40°的陡坡地形正是松散堆積體滑動(dòng)的有利角度范圍[2]。
2.2 巖土體類型與地質(zhì)災(zāi)害
巖土體是各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),它們的性狀決定著各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性和發(fā)育生成時(shí)間的長(zhǎng)短。湖北省巖質(zhì)滑坡多發(fā)生在順坡向的一些易風(fēng)化巖層或有軟弱夾層的較堅(jiān)硬巖層中;土質(zhì)滑坡則多發(fā)生在一些較疏松、透水性較好的殘積土層中;堅(jiān)硬巖組易構(gòu)成高陡邊坡,成為崩塌的有利條件;結(jié)構(gòu)破碎、易風(fēng)化的軟弱巖層及裂隙發(fā)育的巖層和第四系松散堆積層,易成為泥石流物質(zhì)來源。
湖北省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與巖土體類型有著十分密切的聯(lián)系。從各巖類地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量分析,地質(zhì)災(zāi)害最多的是碳酸鹽巖工程地質(zhì)巖類3846處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)43%;其次是沉積碎屑巖工程地質(zhì)巖類2762處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)31%;變質(zhì)巖工程地質(zhì)巖類(以變沉積和變火山巖為主)1194處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)13%;巖漿巖工程地質(zhì)巖類有635處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)7%;土類有488處,占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)6%(見圖2)。
圖2 湖北省地質(zhì)災(zāi)害與巖類關(guān)系分析圖
2.3 大氣降雨與地質(zhì)災(zāi)害
崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害是一種嚴(yán)重的突發(fā)性地質(zhì)現(xiàn)象,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降水有著及其密切關(guān)系,降雨尤其是持續(xù)性降雨或短時(shí)高強(qiáng)度暴雨是引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的主導(dǎo)因素。降雨入滲增加了巖土體荷載,加大下滑力;同時(shí)軟化滑帶,產(chǎn)生靜水壓力,極大降低了抗滑力。當(dāng)下滑力大于抗滑力時(shí),就產(chǎn)生了崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害。持續(xù)強(qiáng)降雨使非飽和固體松散物質(zhì)由于含水量持續(xù)增加達(dá)到飽和狀態(tài),水壓力增大使有效抗變形應(yīng)力減小,在有一定面積的匯水地形區(qū)域形成強(qiáng)匯流作用,固體松散物質(zhì)在匯流沖積作用下形成泥石流。
湖北省年均降雨量整體趨勢(shì)自北向南逐漸增大,按降雨量劃分為9個(gè)等級(jí):>1500mm、1400~1500mm、130~1400mm、1200~1300mm、1100~1200mm、1000~1100mm、900~1000mm、800~900mm和<800mm。其中年降雨量<800mm降雨區(qū),位于鄂西北地區(qū),以鄖西和鄖縣為中心,最大年平均降雨量>1500mm降雨區(qū)分別位于鄂東南咸寧地區(qū)及鄂西南恩施州鶴峰縣一帶。湖北省雨季往往是3月下旬至4月上旬自南向北先后開始,而地質(zhì)災(zāi)害次數(shù)是從3月份開始增多,至降水最為集中的7月份達(dá)到峰值;之后隨降雨量減小,地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量逐漸減少,至10月汛期結(jié)束時(shí)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生數(shù)量降至全年最低值。
2.4 地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害
地質(zhì)構(gòu)造對(duì)湖北省崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)育有著重要的影響作用。①控制地貌的形成發(fā)育,在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升區(qū)的中山地貌,山勢(shì)險(xiǎn)峻,溝谷深切,臨空面發(fā)育,易于發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害;②改變了巖土體的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和力學(xué)強(qiáng)度,在斷裂帶及其兩側(cè),風(fēng)化層厚,巖石破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,易發(fā)生崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害;同時(shí)也為泥石流形成提供物質(zhì)來源;③各種軟弱結(jié)構(gòu)面(如斷層面、巖層面、節(jié)理面、片理面及不整合面等)控制溝谷發(fā)育方向、滑動(dòng)面空間展布及滑坡范圍、滑坡的規(guī)模和大小等。如常見順層滑坡滑動(dòng)面絕大部分是由巖層層面或泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的,在斷裂帶附近地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量和點(diǎn)密度也最大。
2.5 植被覆蓋與地質(zhì)災(zāi)害
湖北省是我國(guó)南方重點(diǎn)林區(qū)省份之一,林業(yè)用地占全省國(guó)土總面積的46.4%,植被覆蓋率較高。植被發(fā)育程度是影響崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的因素之一。在斜坡的植被不發(fā)育區(qū),雨水易入滲巖土體,增加巖土體荷載,降低抗滑力,易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害;在斜坡的植被發(fā)育區(qū),植被覆蓋減緩雨水入滲,易使降雨在地表形成徑流,向低洼處排泄,減緩了抗滑力變小的速度,同時(shí)植物的根系對(duì)土體也有一定穩(wěn)固作用,不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
2.6 地震與地質(zhì)災(zāi)害
湖北省地震烈度為<Ⅵ度、Ⅵ度及Ⅶ度,大部分地區(qū)位于Ⅵ度及<Ⅵ度的低烈度區(qū),而Ⅶ度高烈度區(qū)分布面積很小,但Ⅶ度區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)密度最大,達(dá)0.0960處/km2,Ⅵ度區(qū)與<Ⅵ度區(qū)災(zāi)害點(diǎn)密度相對(duì)較小,因此,地震可誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,烈度越高,地震時(shí)誘發(fā)作用越強(qiáng)。
由于湖北省地震等級(jí)不高,發(fā)生頻率低,地震對(duì)湖北省地質(zhì)災(zāi)害的影響有限,盡管這幾年湖北省地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),但由地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害不多,與地震的關(guān)系不大。
2.7 人類工程活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害
地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素有自然因素和人為因素二類,湖北省人為因素誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的比例達(dá)68.7%。湖北省工程活動(dòng)誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要分布于鄂西、鄂東南及鄂東北等中低山區(qū),中部江漢平原地質(zhì)災(zāi)害分布很少。與地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的人類工程活動(dòng)方式多種多樣,湖北省最常見有修建公路、鐵路、房屋、水利水電工程、地表采礦等工程活動(dòng),因切坡形成高陡邊坡,破壞了原有斜坡地質(zhì)環(huán)境的平衡狀態(tài),降低了巖土體抗滑阻力,在降雨等適當(dāng)條件下可導(dǎo)致崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生;由水電站和水庫(kù)等蓄水引水工程引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生具有滯后性,由于水位變化引起的崩塌及滑坡地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在蓄水1年之后。
湖北省受地質(zhì)環(huán)境條件限制,綜合因素導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情嚴(yán)重,潛在威脅巨大,特別是近年來隨著公路、鐵路、水電站及小城鎮(zhèn)等建設(shè),人類工程活動(dòng)日益加劇,導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),汛期尤為強(qiáng)烈,已造成重大經(jīng)濟(jì)損失。通過對(duì)湖北省內(nèi)崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)影響因素的分析,為決策部門有針對(duì)性的采取防災(zāi)減災(zāi)措施,把地質(zhì)災(zāi)害造成的損失降低到最小程度,提供基礎(chǔ)依據(jù),造福于社會(huì)。
[1]湖北省崩塌滑坡泥石流分布圖說明書.湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2016,1.
[2]湖北省縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃綜合研究報(bào)告.湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2009,12.
P642.2
A
1004-7344(2016)03-0154-02
2016-1-11
劉長(zhǎng)憲(1963-),男,高級(jí)工程師,本科,地質(zhì)調(diào)查專業(yè),主要從事水工環(huán)工作。