盛勇,白橋,郝樹曦,唐偉,陶耐
(1.安徽省勘查技術(shù)院,安徽合肥230031;2.合肥工業(yè)大學(xué),安徽合肥230001)
每年我國地質(zhì)災(zāi)害直接造成巨額的損失[1],多種類的地質(zhì)災(zāi)害長期多發(fā)[2],嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。2019 年貴州水城突發(fā)“7·23”特大山體滑坡災(zāi)害[3],造成幾十人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1.9 億元。宿松縣境內(nèi)也存在多處地質(zhì)災(zāi)害隱患,一定程度上影響和制約了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展。為防治地質(zhì)災(zāi)害,本文通過全面、深入的調(diào)查,摸清了宿松縣現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害隱患,取得了豐富詳實(shí)的資料,初步分析了宿松縣地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理,提出了一些災(zāi)害防治對(duì)策,為地方政府防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)。
宿松縣隸屬安徽省安慶市,位于安徽省西南部。地理坐標(biāo)范圍東經(jīng)115°52′~116°35′,北緯29°47′~30°26′,總面積2393.53km2,戶籍人口87.04 萬。根據(jù)《安徽省宿松縣2019年地質(zhì)災(zāi)害隱患全面深入排查總結(jié)報(bào)告》[4],宿松縣現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)61處,其中滑坡33 處,崩塌28 處?;潞捅浪[患點(diǎn)數(shù)量大致相等,這兩者往往成因上互相聯(lián)系,相伴而生[5],災(zāi)害發(fā)生時(shí)也可互相轉(zhuǎn)化[6]。宿松縣地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分布情況見表1。由表中可見絕大部分位于北部6 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn):隘口鄉(xiāng)、北浴鄉(xiāng)、陳漢鄉(xiāng)、二郎鎮(zhèn)、柳坪鄉(xiāng)和趾鳳鄉(xiāng),共57處,占比高達(dá)93.4%,中部的孚玉鎮(zhèn)和佐壩鄉(xiāng)共3 處,而南部復(fù)興鎮(zhèn)僅1 處。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)等級(jí)除了位于柳坪鄉(xiāng)長溪山村李沖組的1 處滑坡為中型,其他均為小型。全縣有存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的人工切坡建房點(diǎn)452戶,均可能發(fā)生小型滑坡或崩塌。上述地質(zhì)災(zāi)害隱患共威脅739戶2589人,潛在經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)10033萬元。
表1 宿松縣地質(zhì)災(zāi)害地域分布統(tǒng)計(jì)表Table 1. Statistics of geographical distribution of geological hazards in Susong County
地質(zhì)災(zāi)害通常是在各類自然因素和人為因素的綜合作用下形成的[7]。自然因素主要有地形地貌、大氣降水、地質(zhì)條件等。人為因素主要是人類工程和經(jīng)濟(jì)活動(dòng),包括修建鐵路、公路、水利工程,開發(fā)能源和礦產(chǎn)資源等。
宿松縣地形從北西向南東逐漸降低,大致可分為三階(圖1)。西北部為大別山余脈,山地地貌,標(biāo)高380~600m,4km2范圍最大高差200~1000m,坡度25°~40°,少數(shù)60°以上,發(fā)育尖形山頂、沖溝及“V”型谷。中部為丘陵地貌,標(biāo)高50~400m,4km2范圍最大高差30~200m,丘坡平緩,坡度10°~40°,發(fā)育圓形丘頂、平頂和“U”型谷。南部為波狀平原和河谷平原,標(biāo)高20~50m,部分低于20m,4km2范圍最大高差不足20m,地勢(shì)平坦,坡度約5°。
宿松縣的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)幾乎全部位于西北山區(qū),中部和南部僅4 處(圖1)。郭芳芳等[8]對(duì)鄂爾多斯及其周緣地區(qū)的研究表明,較大的地形起伏和坡度都促進(jìn)滑坡發(fā)生。山地發(fā)育流水下切作用形成的深溝,表現(xiàn)高地形落差和高坡度,使高坡上的巖塊、土體等獲得高勢(shì)能和向下運(yùn)動(dòng)的空間,誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。地勢(shì)平緩的丘陵和平原地區(qū)則不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
圖1 宿松縣地貌與地質(zhì)災(zāi)害分布疊加圖Figure 1. Map of landform and geological hazard distribution and superposition in Susong County
前人研究表明滑坡明顯受降雨控制[9]。降雨強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、降雨量多少都決定地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率[10]。雨水對(duì)巖石和土體發(fā)生浸泡和下滲,使其增重而失穩(wěn),積水滲入裂縫起潤滑作用,利于災(zāi)害發(fā)生。宿松縣春夏多雨而秋冬少雨,多處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)曾在春夏季監(jiān)測(cè)到動(dòng)態(tài)變化。例如二郎鎮(zhèn)三沖村馬嶺組2019 年7 月15 日發(fā)生1 處剝脫性滑坡,滑坡量約10m3。而位于柳坪鄉(xiāng)長溪山村李沖組的1處滑坡,坡體上部是透水性良好的殘坡積層,下部是透水性差的基巖(云英片麻巖)。在降水影響下,殘坡積層沿基巖面發(fā)生蠕滑,在殘坡積層與基巖的接觸帶形成了張裂縫。2018 年5 月該裂縫寬度由10cm 擴(kuò)大至20cm 左右。位于趾鳳鄉(xiāng)月丹村月丹組的1 處崩塌,最早于2017年4月出現(xiàn)巖體墜落,此后每逢降水都有墜落現(xiàn)象。陳漢鄉(xiāng)白鶴村力亂組2016年7月發(fā)生1處滑坡,滑坡量約100m3,砸壞房屋1間。
局部地形對(duì)降水量有影響[11],高地形對(duì)降水有一定的增強(qiáng)機(jī)制[12]。 宿松縣多年平均降雨量1397.0mm,山區(qū)(釣魚臺(tái)代表站)多年平均降雨量1524.6mm,丘陵區(qū)(王屋代表站)多年平均降雨量1382.9mm,平原地區(qū)(下倉埠代表站)多年平均降雨量1236.7mm。統(tǒng)計(jì)3 個(gè)代表站平均月降雨量(圖2),都有丘陵地區(qū)降雨量略高于平原,而山區(qū)略高于丘陵。宿松縣北部的高地形和高降水量都是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前提條件。
圖2 宿松縣各代表站平均月降雨量Figure 2. Average monthly rainfall in representative stations in Susong County
宿松縣北高南低的三階地貌是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制下形成的。自晚第三紀(jì)以來,本區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為間歇性的緩慢升降,斷裂活動(dòng)和上升拱曲。老的深大斷裂活化與發(fā)展,使老的隆起區(qū)繼續(xù)隆起,凹陷區(qū)繼續(xù)下沉,即由北西向南東的掀斜運(yùn)動(dòng)。流水作用形成的山區(qū)河谷狹窄,強(qiáng)烈下切,多處見跌水現(xiàn)象;平原區(qū)的湖群北岸仍受侵蝕,南岸淤積,發(fā)育成目前寬廣的湖灘地形。
宿松縣西北山區(qū)主要出露造山帶核部變質(zhì)巖,為太古界和元古界的片巖、片麻巖等。巖石經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),發(fā)育斷層、節(jié)理裂隙,大多破碎揉皺,強(qiáng)烈風(fēng)化。少部分新鮮巖石硬度大,片理密布??傮w上變質(zhì)巖中發(fā)育不同方向的強(qiáng)、弱相間變形帶。中部丘陵地區(qū)主要出露寒武紀(jì)—三疊紀(jì)的海相沉積地層和中、新生代的陸相沉積地層,地層明顯褶皺,巖性多樣,表現(xiàn)弱到中等風(fēng)化,部分強(qiáng)風(fēng)化,可見節(jié)理裂隙、斷層等。南部平原覆蓋大面積第四系沉積,土體力學(xué)性質(zhì)較好。北東向的郯廬深大斷裂帶從宿松縣橫穿而過,表現(xiàn)為兩支,即池(河)—太(湖)斷裂帶以及嘉(山)—廬(江)斷裂帶。其余區(qū)域級(jí)的主干斷裂及次生斷裂,主要分布在北部和中部,較大的1條為張家沖—余家屋斷裂,呈北西向展布在西北山區(qū)中,出露長度13km。地質(zhì)災(zāi)害一般與地層巖性和構(gòu)造密切相關(guān)[13]。若地層巖性軟弱,或軟硬相間,則容易沿軟弱帶發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。斷層等構(gòu)造控制區(qū)也可視為軟弱帶[14]。
小孤山風(fēng)景區(qū)位于宿松縣東南部,長江岸邊,是1處位于平原地區(qū)的崩塌隱患點(diǎn)。山體地層主要為二疊系棲霞組灰?guī)r。邊坡多是灰?guī)r中構(gòu)造裂隙面,產(chǎn)狀陡傾(直立、甚至反傾),因?yàn)橹亓π逗杉帮L(fēng)化作用,次生裂隙發(fā)育,形成了不少存在崩塌危險(xiǎn)的危巖體。在暴雨天氣,經(jīng)常發(fā)生小型的巖塊崩塌,威脅游客安全。在柳坪鄉(xiāng)長溪山村折河組路邊存在1處崩塌隱患點(diǎn),邊坡巖性為云母石英片巖、云母斜長片麻巖。附近有1 條大竹沖逆斷層通過,巖石被4 組節(jié)理切成碎片,產(chǎn)狀分別為330°∠20°、190°∠55°、320°∠75°、275°∠90°。第2組節(jié)理即為大竹沖逆斷層斷層面,巖石碎塊沿著該面滑落崩塌。柳坪鄉(xiāng)長溪山村江沖組也存在1處崩塌隱患點(diǎn)。該處巖性為白云石大理巖、白云石英片巖。其附近有張家沖—余家屋斷裂和小崗斷裂穿過,兩條斷裂將巖石切割成碎塊。2004年發(fā)生過1 次滾石墜落,砸壞房屋兩間。目前仍有3 塊1m×1.5m的巨石疊摞在村民房屋后面的山坡上,隨時(shí)有墜落可能。
人類工程、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)會(huì)在一定程度上破壞原有的地質(zhì)環(huán)境平衡,誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害[15]。宿松縣北部山區(qū)需切坡修路,邊坡防護(hù)不完善的路段存在一定的地質(zhì)災(zāi)害隱患。柳坪鄉(xiāng)長溪山村老屋組附近X065 縣道有1處,2016年至今發(fā)生兩次滑坡。隘口鄉(xiāng)風(fēng)河村鄧嶺組附近,切坡修建山路,也出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象。北部中低山區(qū)中修建了一些中小型水庫,例如釣魚臺(tái)水庫,興修水庫需筑壩、挖渠、取土石等,破壞了地質(zhì)環(huán)境。切坡修建的水渠、水庫等,受到水的長時(shí)間浸潤軟化,也容易產(chǎn)生隱患。宿松縣露天開采的礦山,容易形成高且陡的不穩(wěn)定邊坡,采礦廢石堆積過高過陡,存在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。北浴鄉(xiāng)甘田地區(qū)滑石礦有一廢石堆,高20~30m,坡度達(dá)到60°左右;北浴鄉(xiāng)正茂大理石礦和廖河大理石礦交界處,有一開采廢石形成的滑坡體。地下開采的礦山,多處引發(fā)了采空塌陷,如二郎鎮(zhèn)銅鈴村至三沖村一帶形成的地面塌陷。
在宿松縣西北山區(qū)存在較多人工切坡建房。多數(shù)施工前缺乏地質(zhì)工程勘察和合理規(guī)劃,切坡過高過陡,坡體負(fù)荷過重,常不加防護(hù)或僅簡(jiǎn)單防護(hù),致使坡體風(fēng)化嚴(yán)重,產(chǎn)生裂隙。本次工作共統(tǒng)計(jì)了全縣452戶存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的切坡建房點(diǎn),主要分布在6個(gè)北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)(表2),共443 戶,占總數(shù)的98%。坡體性質(zhì)以巖質(zhì)邊坡為主,共437 戶,土質(zhì)邊坡共15 戶。切坡高度情況見表2,大多數(shù)為中等高度。統(tǒng)計(jì)坡腳和房屋最小距離,小于3m 共446 戶,3~5m 之間共6 戶。大部分坡體穩(wěn)定性較差,存在滑坡和崩塌的可能。存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的切坡建房直接威脅村民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。
表2 宿松縣人工切坡建房情況統(tǒng)計(jì)表Table 2. Statistics of houses built on man-made cut slopes in Susong County
對(duì)于已明確的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),應(yīng)盡快治理。綜合實(shí)際情況,因地制宜,確定合適的防治方案,主要有以下幾種:
(1)工程治理:風(fēng)險(xiǎn)程度較高的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),一般考慮就地進(jìn)行工程治理。前提是確保能完全消除地質(zhì)災(zāi)害隱患,且控制在合理預(yù)算下。應(yīng)組織專家充分考察論證,委托專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍科學(xué)設(shè)計(jì),精心施工,保證工程質(zhì)量。
(2)搬遷避讓:若工程治理的費(fèi)用過高,甚至超過搬遷費(fèi)用,或?yàn)?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度很高,預(yù)計(jì)無法消除地質(zhì)災(zāi)害隱患的,應(yīng)考慮搬遷至安全的新址居住。建議結(jié)合移民搬遷、脫貧攻堅(jiān)、危房改造、新農(nóng)村建設(shè)等開展工作。及時(shí)拆除搬遷后空出的舊房,防止有人返回居住。
(3)村民自行治理:對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)程度較小的零散型地質(zhì)災(zāi)害隱患,鼓勵(lì)村民在專家指導(dǎo)下進(jìn)行自治。治理手段有削坡減載、修建地表和內(nèi)部排水、護(hù)坡工程(綠化、砌石或混凝土、防護(hù)網(wǎng)等)、對(duì)坡腳支擋支護(hù)、修建擋土墻等。
(4)群測(cè)群防:對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)程度很小,暫不需要搬遷避讓、工程治理或村民自治的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),應(yīng)納入地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,密切注意其動(dòng)態(tài)變化,嚴(yán)防災(zāi)害造成損失。搬遷避讓后仍可能威脅道路、行人安全的,以及部分工程治理或村民自治后,仍需后期觀察的,也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
根據(jù)宿松縣地質(zhì)災(zāi)害的分布特點(diǎn)和產(chǎn)生機(jī)理,結(jié)合實(shí)際工作中的情況,提出下列防災(zāi)治災(zāi)建議:
(1)宿松縣西北部大別山區(qū),存在較多的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),以后主要作為自然生態(tài)發(fā)展區(qū),重點(diǎn)發(fā)展商貿(mào)、旅游等占用土地資源較少的行業(yè),減少人類工程和經(jīng)濟(jì)活動(dòng),維護(hù)地質(zhì)環(huán)境平衡。減小山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量和規(guī)模,限制山區(qū)村莊發(fā)展,鼓勵(lì)下山脫貧,支持整村搬遷至平坦地區(qū)。
(2)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)常處于動(dòng)態(tài)變化之中,應(yīng)十分注重監(jiān)測(cè)預(yù)警。宿松縣的地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在降雨集中的春夏季,尤其在雨季和汛期要提升監(jiān)測(cè)力度。重視汛前排查、汛期巡查和汛后排查工作。充分利用氣象局的專業(yè)氣象預(yù)測(cè)資料,及時(shí)發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào),若發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情跡象,果斷主動(dòng)預(yù)防避讓。
(3)對(duì)道路、水利、礦山等重大工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作,不合格的項(xiàng)目予以整改甚至停止,發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害隱患及時(shí)治理。加強(qiáng)土地管理,減少切坡建房,或派專業(yè)人士到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)科學(xué)切坡建房。避讓存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段,選擇巖土性質(zhì)較好的邊坡,避免切坡過高過陡。
(4)加強(qiáng)宣傳科普工作,傳播有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境保護(hù)方面的知識(shí),使各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部和廣大人民群眾充分認(rèn)識(shí)到保護(hù)生態(tài)、保護(hù)地質(zhì)環(huán)境平衡的重要性,自覺維護(hù)地質(zhì)環(huán)境,提高全民的防災(zāi)、減災(zāi)、抗災(zāi)意識(shí)。
(5)地質(zhì)災(zāi)害防治是一項(xiàng)社會(huì)性公益事業(yè),各級(jí)政府應(yīng)設(shè)立地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)資金,解決地質(zhì)災(zāi)害防治、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、監(jiān)督管理的需要。同時(shí)也要積極探索增加經(jīng)費(fèi)來源的各種渠道,保障地災(zāi)防治事業(yè)。尤其對(duì)于危害大、穩(wěn)定性差、社會(huì)影響大的災(zāi)害點(diǎn),應(yīng)多方籌措資金,盡快治理。
本文詳細(xì)調(diào)查了宿松縣現(xiàn)存的地質(zhì)災(zāi)害隱患,初步分析了地質(zhì)災(zāi)害形成的自然和人為因素,提出了若干防災(zāi)治災(zāi)的具體方案和建議,得到如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):
(1)宿松縣現(xiàn)有61處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),452戶存在地質(zhì)災(zāi)害隱患的切坡建房點(diǎn)。災(zāi)害類型主要為滑坡和崩塌,絕大部分位于宿松縣西北部山區(qū),中部和南部明顯較少。
(2)宿松縣地質(zhì)災(zāi)害受多種因素綜合控制。山地地貌,時(shí)間和空間上多雨,易風(fēng)化破碎的巖石,地層中密布斷層節(jié)理,人類活動(dòng)等都是促進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的條件。
(3)對(duì)于已知的地質(zhì)災(zāi)害隱患,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取合適措施及時(shí)治理。從制度建設(shè)、宣傳科普、項(xiàng)目管理等多方面保障防災(zāi)治災(zāi)。加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警,防患于未然。