李曉+陳銳凱+郝漢舟+徐新創(chuàng)

摘要：為了研究通城縣地質(zhì)災(zāi)害的特征及誘因，通過ARCGIS和SPSS軟件分析了通城地質(zhì)災(zāi)害的時空分布特征及其與人類活動之間的關(guān)系。ARCGIS分析結(jié)果表明：通城縣地質(zhì)災(zāi)害的空間分布主要受地形和巖性控制；SPSS分析結(jié)果表明：地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降水量顯著相關(guān)，且通城縣地質(zhì)災(zāi)害分布廣、以小規(guī)模為主，主要受短時強(qiáng)降水和人類活動誘發(fā)。

關(guān)鍵詞：通城；地質(zhì)災(zāi)害；特征；誘因

中圖分類號：P694

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0028-04

1引言

通城縣位于湖北省東南部，主要為低山、丘陵地形；縣域內(nèi)滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城鄉(xiāng)居民建房、交通建設(shè)及礦產(chǎn)資源開采等人類活動對原始地形造成不同程度的破壞，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害隱患不斷增多。

基于湖北省地質(zhì)環(huán)境總站提供的調(diào)查數(shù)據(jù)和調(diào)查報告，利用Arcgis、SPSS等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出通城縣地質(zhì)災(zāi)害的特征及主要誘因。

2研究區(qū)域概況

2.1自然環(huán)境概況

通城縣位于鄂東南地區(qū)，地處鄂、湘、贛三省交界處，東、南、西三面環(huán)山，北面開闊，地跨東經(jīng)113°36′～114°04′，北緯29°02′～29°24′。國土總面積1131.10km2。中、低山占通城總面積12.49%，丘陵占通城總面積的76.38%[1]。

境內(nèi)侵入巖廣泛分布，全縣總面積的80%以上。主要為二長花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖、二云母二長花崗巖等。其次為變質(zhì)巖、碳酸鹽巖。境內(nèi)規(guī)模較大的斷裂多呈北東向展布，分布于縣境南部和東部地區(qū)，北西向零星分布小斷層。

通城縣屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫16.7℃，7月份月平均氣溫28.7℃；1月份月平均氣溫4.1℃。多年（1960～2000年）平均降雨量1554.9mm，年最大降雨量2221.5mm（2003年），24h最大降雨量259.9mm（1995年7月1日），1h最大降雨量81.5mm（1997年5月7日18時）。降雨時間集中在3～8月份，6月份為降雨峰期，12月降雨量最少。

2.2工程地質(zhì)巖組

通城縣境內(nèi)主要出露巖漿巖及少量沉積巖和變質(zhì)巖，根據(jù)巖土體工程地質(zhì)特征，境內(nèi)巖土體可劃分為三大工程地質(zhì)巖類，5個工程地質(zhì)巖組。

2.2.1堅硬工程地質(zhì)巖類（Ⅰ）

分布于境內(nèi)大部分地區(qū)，按巖性分為兩個工程地質(zhì)巖組：堅硬塊狀花崗巖組（Ⅰ1）、堅硬層狀淺變質(zhì)巖組（Ⅰ2）。

塊狀堅硬花崗巖組（Ⅰ1）：主要為二長花崗巖，巖石致密堅硬、塊狀、完整性好、抗壓強(qiáng)度大，由于受構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育。

層狀堅硬淺變質(zhì)巖組（Ⅰ2）：由泥質(zhì)砂質(zhì)板巖和絹云母千枚巖組成，具輕微變質(zhì)，巖層呈層狀，堅硬致密，抗壓強(qiáng)度大，受構(gòu)造影響節(jié)理裂隙發(fā)育。

2.2.2較堅硬工程地質(zhì)巖類（Ⅱ）

分布于境內(nèi)東部、東北部地區(qū)，由寒武系，奧陶系，志留系地層組成，按巖性分為兩個工程地質(zhì)巖組：較堅硬層狀碎屑巖組（Ⅱ1）、較堅硬層狀碳酸鹽巖組（Ⅱ2）。

層狀較堅硬碎屑巖組（Ⅱ1）：由粉砂巖、細(xì)砂巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖和硅質(zhì)巖組成，巖石較堅硬，層狀，易風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育。

層狀較堅硬弱巖溶化碳酸鹽巖組（Ⅱ2）：由含磷錳質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，巖石較堅硬，層狀，抗壓強(qiáng)度大，巖溶不發(fā)育。

2.2.3松散工程地質(zhì)巖類（Ⅲ）

分布于境內(nèi)河流低洼谷地，由全新統(tǒng)、更新統(tǒng)河流相沉積物組成，巖性松軟、孔隙度大、土質(zhì)均一，力學(xué)強(qiáng)度低。

2.3人類經(jīng)濟(jì)-工程活動

隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，縣域內(nèi)的城鎮(zhèn)、道路、礦山、水利建設(shè)及居民建房等工程活動日益頻繁，人為引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害日益增多，主要表現(xiàn)為以下幾點。

（1）城鄉(xiāng)居民建房發(fā)展迅速。居民建房，特別是丘陵地帶依山切坡建房，對原始地形造成了不同程度的改造和破壞，切坡過高、過陡都成為地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素。

（2）交通建設(shè)發(fā)展迅速。在新建道路和已建道路的擴(kuò)寬、取直過程中削坡填方、開山炸石形成了不穩(wěn)定斜坡，可能形成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

（3）通城縣礦產(chǎn)資源較豐富，開礦破壞山體、尾礦堆積易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

3通城縣地質(zhì)災(zāi)害的特征

3.1空間分布特征

湖北省地質(zhì)環(huán)境總站于2005年4月至2005年5月對通城縣11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、4個國營林場，全縣204個行政村（居委會）進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，經(jīng)核查確定地質(zhì)災(zāi)害54處。地質(zhì)災(zāi)害分布情況如圖1所示。

3.1.1地質(zhì)災(zāi)害分布與地形的關(guān)系

通城縣地質(zhì)災(zāi)害分布較為廣泛，全縣除雋水鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。雋水鎮(zhèn)為通城縣城區(qū)所在地，地勢平坦，主要為起伏平緩的低丘崗地或城市建設(shè)用地；雋水鎮(zhèn)南部為森林公園，植被覆蓋良好，故無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模大小分析，大規(guī)模地質(zhì)災(zāi)害兩處，分布在研究區(qū)域南端黃龍山脈坡度較陡的中山地區(qū)和東端塘湖鎮(zhèn)坡度較陡的低山地區(qū)。在中部地勢平坦的地區(qū)僅分布小型地質(zhì)災(zāi)害。

3.1.2地質(zhì)災(zāi)害分布與地層巖性的關(guān)系

對不同類型的工程地質(zhì)巖組的面積及發(fā)育在該工程地質(zhì)巖組之上的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表1。

從表1可以看出。

（1）層狀堅硬淺變質(zhì)巖和層狀較堅硬碎屑巖中地質(zhì)災(zāi)害的密度偏大，這是因為巖層層面易形成不穩(wěn)定面。

（2）層狀較堅硬弱巖溶地質(zhì)災(zāi)害密度偏小，這是因為碳酸鹽巖是化學(xué)沉積，膠結(jié)緊密，且難以發(fā)生物理風(fēng)化，在巖溶不發(fā)育的情況下不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

（3）松散巖類地質(zhì)災(zāi)害密度偏小，這是因為研究區(qū)域內(nèi)松散巖類厚度較小，基本在地勢低平的谷地、平地出露，缺乏發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害的地形條件。

研究表明，巖性與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育有較為顯著的對應(yīng)關(guān)系，且影響地質(zhì)災(zāi)害的類型，通常情況下，滑坡多發(fā)生在軟巖中，而硬巖中多發(fā)生的是崩塌[2，3]。

3.2地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模特征

斜坡巖土位移類型的地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模大小主要由發(fā)生位移的巖土體積所決定，由于通城縣地形主要為低山丘陵，海拔高度小，山體體積有限，故地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模以中小型為主。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在調(diào)查采集的54處地質(zhì)災(zāi)害中，小型地質(zhì)災(zāi)害47處，中型5處，大型2處（圖2）。

從圖2可以看出，通城縣地質(zhì)災(zāi)害主要為小型土質(zhì)滑坡和小型崩塌，二者共占通城縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的81.5%。分析認(rèn)為，通城縣位于亞熱帶地區(qū)，氣候溫暖濕潤，風(fēng)化殼厚度大，為小型土質(zhì)滑坡的主要物質(zhì)來源；通城縣地表80%以上為酸性侵入巖，垂直節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，是小型崩塌的主要物質(zhì)來源。

3.3季節(jié)分布特征

縣域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害在時間分布上受大氣降水的控制，從多年氣象資料分析，通城縣降雨集中在3～8月份，而以6月份雨量最多，4、5、6三個月發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害就占全年地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)90%左右，發(fā)生在6月份的地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)達(dá)27處，占已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的50%（圖3）。

3.4人為活動影響巨大

縣域內(nèi)人工動力型地質(zhì)災(zāi)害達(dá)37處，占了災(zāi)害總數(shù)的68.5%，且在由降雨引發(fā)的泥石流中，有兩處是因為人為破壞天然植被，并在地表堆放廢棄物，為泥石流等發(fā)生提供了物質(zhì)來源（圖4）。

由于通城縣地形起伏不大，且地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，在自然條件下植被茂盛，水土流失現(xiàn)象不嚴(yán)重，不易發(fā)生自然災(zāi)害。但人工采掘礦產(chǎn)、修建公路或民房、修建溝渠等行為易破壞植被，造成臨空面，導(dǎo)致自然災(zāi)害發(fā)生。所以人工動力是通城縣自然災(zāi)害的主要誘因。

4通城縣地質(zhì)災(zāi)害動力分析

4.1自然誘因

4.1.1降水誘發(fā)型

主要指由于大氣降水滲入土體、巖體或巖土接觸面、滑動面等引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。通城縣降雨量與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率如表2所示。

用SPSS軟件對通城縣1～12月份降水量和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率進(jìn)行相關(guān)性分析，得出結(jié)果如表3。

從表3中可以看出，降水量與地質(zhì)災(zāi)害頻率之間呈顯著相關(guān)。

通城縣降雨量與地質(zhì)災(zāi)害頻率分布圖（圖3）體現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率與降水之間的幾個關(guān)聯(lián)：

（1）通城縣降水集中在3～8月份，而3～8月的地質(zhì)災(zāi)害達(dá)50處，占已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的92.6%。說明降水對地質(zhì)災(zāi)害具有很強(qiáng)的誘發(fā)作用。

（2）發(fā)生于6月份的地質(zhì)災(zāi)害達(dá)27處，占已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的50%。這是因為六月份多短時強(qiáng)降水，極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

（3）7、8月份降水量大，且多短時強(qiáng)降水，但地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率陡降，這是因為多數(shù)不穩(wěn)定地質(zhì)體在6月份已失穩(wěn)并釋放能量，之后進(jìn)入相對穩(wěn)定狀態(tài)[4]。

4.1.2剝蝕-卸荷型

主要指在自然條件下，巖石遭受風(fēng)化、剝蝕作用，巖層卸荷引發(fā)的崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。此類災(zāi)害通常進(jìn)展比較緩慢，孕災(zāi)時間可長達(dá)數(shù)百年；且由于地表未受人類行為破壞影響，極易受到忽視從而導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生。

4.2人為誘因

人類活動對地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)主要分為3種情況：切蝕、潛蝕和采掘。

切蝕型地質(zhì)災(zāi)害共31處，占被調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的57.4%。其中崩塌19處，土質(zhì)滑坡10處，巖質(zhì)滑坡2處，是引發(fā)通城縣地質(zhì)災(zāi)害的最主要因素。近年來，隨著農(nóng)村居民收入的提高，許多村民選擇自蓋新房。通城縣丘陵地貌占全縣總面積76.38%，村落散布其間，許多新建房屋多選擇依山而建，施工時開挖山體，易留下地質(zhì)災(zāi)害隱患。

潛蝕主要指由人工修建水渠，大量水流滲入坡體，浸泡、軟化土體，在降雨的激發(fā)下滑動。近年來，通城縣低丘崗地改造項目大量實施，油茶等經(jīng)濟(jì)作物廣泛栽培，人工灌溉水渠也隨之不斷增加，易對山體產(chǎn)生潛蝕作用，造成地質(zhì)災(zāi)害隱患。

人工采掘型主要指在陡崖下進(jìn)行人工采石或挖礦，造成臨空面，導(dǎo)致上部巖層崩塌。

5結(jié)語

5.1通城縣地質(zhì)災(zāi)害總體特征

（1）空間分布的廣泛性。通城縣地質(zhì)災(zāi)害分布廣泛，除城區(qū)雋水鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同地形下均有分布，雖然其中地形較高、地勢較陡峭的山區(qū)分布稍顯密集，但并不特別突出；低丘崗地同樣有大量地質(zhì)災(zāi)害分布。

（2）規(guī)模小型化。調(diào)查結(jié)果顯示小型地質(zhì)災(zāi)害占總數(shù)的87%。

（3）地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的季節(jié)性明顯。4、5、6三個月發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害就占全年地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)90%左右，其中6月發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害占全年總數(shù)50%。

（4）人為誘因突出。人工動力型地質(zhì)災(zāi)害占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的68.5%。

5.2主要防治原則

（1）合理開發(fā)利用自然資源，防止自然環(huán)境惡化，減少人工誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害。

（2）該縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)普遍設(shè)防，對少數(shù)大型地質(zhì)災(zāi)害隱患重點監(jiān)測。

（3）在每年4月、5月、6月地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)時段重點監(jiān)測，特別是短時強(qiáng)降雨較多的6月份尤其要提高警惕。

（4）利用GIS軟件進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計和分析，并建立災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)和應(yīng)急預(yù)案[5]。

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