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        安徽太湖縣地質(zhì)災害特征及其危險性評價

        2021-05-09 10:03:10湯皓杜雨彤張禮順
        安徽地質(zhì) 2021年1期
        關鍵詞:太湖縣危險區(qū)危險性

        湯皓,杜雨彤,張禮順

        (安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,安徽合肥 230001)

        0 引言

        太湖縣位于安徽省西南部,行政區(qū)劃隸屬于安慶市,東臨潛山縣、懷寧縣,南連望江縣,西南接宿松縣,西臨湖北省英山、蘄春兩縣,北毗岳西縣。長江貫穿全 縣。 全 縣 山 地1242.41km2,占61.18% ;丘 陵490.27km2,占24.14%;平原77.37km2,占3.83%;水面222.25km2,占10.85%。太湖縣屬皖西南丘陵低山區(qū),地勢西北高、東南低,海拔在800m以上的山峰有將軍山、桐山、山尖寨、六省坡、天華尖、芙蓉寨等16座。

        太湖縣境內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流的產(chǎn)生主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、降雨及人類工程活動的制約。在地貌上,崩塌、滑坡多發(fā)生于中、低山區(qū)及丘陵的坡腳部位,泥石流分布于中低山的溝谷部位。區(qū)域內(nèi)第四系殘坡積的黏土碎石、易風化破碎的砂頁巖和花崗閃長巖為地質(zhì)災害的產(chǎn)生提供了物質(zhì)來源,人類工程活動為地質(zhì)災害的發(fā)生提供了動力因素。

        1 縣域內(nèi)地質(zhì)災害發(fā)育特征及分布規(guī)律

        1.1 地質(zhì)災害發(fā)育特征

        太湖縣多屬中高丘、低山地貌,山高坡陡,山谷深切,降水量充沛且較集中,多暴雨、大雨,復雜的自然地質(zhì)環(huán)境和氣候條件為地質(zhì)災害的形成創(chuàng)造了條件。太湖縣地質(zhì)災害發(fā)育,主要災種有滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡、泥石流、地面塌陷等五種類型。根據(jù)1∶50000 地質(zhì)災害調(diào)查,全縣有各類地質(zhì)災害(隱患)點711處,其中,滑坡160處,占災害點總數(shù)的22.50%;崩塌370 處,占災害點總數(shù)的52.04%;不穩(wěn)定斜坡171處,占災害點總數(shù)的24.05%;泥石流和地面塌陷各5處,各占災害點總數(shù)的0.70%。災害(隱患)點規(guī)模以小型為主,中型災害(隱患)點僅有10處,無大型災害(隱患)點。

        1.2 地質(zhì)災害分布規(guī)律

        1.2.1 空間分布規(guī)律

        1.2.1.1 地理空間分布

        太湖縣地質(zhì)災害在地理空間上分布具有不均勻性,主要是受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及人類活動的控制和影響。

        西北部(北中鎮(zhèn)、彌陀鎮(zhèn)、牛鎮(zhèn)鎮(zhèn)、湯泉鄉(xiāng)、劉畈鄉(xiāng)、天華鎮(zhèn)、寺前鎮(zhèn)、百里鎮(zhèn))處在中低山,局部中高丘區(qū),地勢高低起伏變化大,高陡臨空面普遍發(fā)育,地質(zhì)構(gòu)造復雜、巖體風化破碎,人口相對集中,筑路、建房多進行切坡,致使這些地區(qū)的災害(隱患)點總數(shù)為532 處,占全縣災害(隱患)點總數(shù)的79.04%;災害點密度為47 處/100km2,比全縣平均密度多出12 處/100km2。

        中部(城西鄉(xiāng)、晉熙鎮(zhèn)、小池鎮(zhèn))大多地處中低丘地區(qū)和平原,局部為中低山,地形起伏較大,構(gòu)造較復雜,災害發(fā)育程度一般。該區(qū)地質(zhì)災害(隱患)點總數(shù)為136 處,占全縣災害(隱患)點總數(shù)的19.12%;災害點密度為35處/100km2,與全縣平均密度持平,多1.78處/100km2。

        東南部(徐橋鎮(zhèn)、新倉鎮(zhèn)、江塘鄉(xiāng)、大石鄉(xiāng))地處平原-丘陵區(qū),地勢較低緩,地形起伏較小,災害較為稀少,該區(qū)災害(隱患)點總數(shù)僅為13處,僅占全縣災害(隱患)點總數(shù)的1.83%;災害點密度僅為2 處/100km2,比全縣平均密度少33處/100km2。

        1.2.1.2 行政區(qū)域分布

        太湖縣地質(zhì)災害分布廣泛,主要分布于11 個鄉(xiāng)鎮(zhèn),而各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的災害分布又具有明顯的不均勻性(表1)。其中,彌陀鎮(zhèn)災害點最多,有102處,其次為天華鎮(zhèn)、北中鎮(zhèn)和劉畈鄉(xiāng),分別有94 處、89 處和72 處。災害較少的為東南部新倉鎮(zhèn)、徐橋鎮(zhèn)、江塘鄉(xiāng)和大石鄉(xiāng),分別有5處、4處、2處和2處。

        全縣地質(zhì)災害點分布密度33.58 處/100km2,最大的為彌陀鎮(zhèn),密度為65.56 處/100km2,其次為城西鄉(xiāng)和劉畈鄉(xiāng),密度分別為61.11 處/100km2、57.10 處/100km2;密度較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有徐橋鎮(zhèn)、新倉鎮(zhèn)、江塘鄉(xiāng)和大石鄉(xiāng),密度分別為4.04 處/100km2、2.43 處/100km2、2.05處/100km2和2.0處/100km2(表1)。

        表1 太湖縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災害分布情況統(tǒng)計表Table 1. Statistics of distribution of geological hazards in towns and townships of Taihu County

        1.2.2 時間分布規(guī)律

        地質(zhì)災害的發(fā)生與降雨周期關系密切,在時間上的分布與降雨量分布基本一致,因此地質(zhì)災害在年際和年內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)律性分布。太湖縣地質(zhì)災害主要是由降水誘發(fā)的崩塌、滑坡,因此,受氣象因素控制作用明顯,同時與人類工程活動密切相關。太湖縣地質(zhì)災害一般多發(fā)生在5~8 月份的汛期,尤以6~7 月份的主汛期最多,多年平均月降雨量220~360mm;兩時段分別發(fā)生地質(zhì)災害275處、235處,3~5月份的春汛中也有一些災害發(fā)生。

        2 縣域內(nèi)地質(zhì)災害形成條件分析

        太湖縣地質(zhì)災害分布具有較明顯的區(qū)域特點。地質(zhì)災害主要分布于人口集中、人類活動強烈,且?guī)r石風化強烈的地帶。滑坡、崩塌、泥石流主要分布于中、西北部高丘、中低山區(qū),中部和東南部中低丘區(qū)及平原區(qū)地質(zhì)災害相對較弱。地質(zhì)災害的形成受到諸多因素的影響,包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型和特征、斜坡結(jié)構(gòu)類型與特征、降水與地下水、人類工程活動等。

        2.1 地形地貌對地質(zhì)災害的控制

        地形地貌是崩塌、滑坡、泥石流活動的基礎,它在很大程度上決定了崩塌、滑坡、泥石流能否形成以及崩滑流的類型、數(shù)量(密度)、規(guī)模等。斜坡類型、坡高、地形坡度的差異導致不同規(guī)模類型地質(zhì)災害的發(fā)生。由于地面塌陷的形成主要與地層結(jié)構(gòu)相關,地形地貌對其影響相對較小。

        2.1.1 斜坡坡型與地質(zhì)災害

        根據(jù)調(diào)查,太湖縣境內(nèi)山坡形態(tài)可分為四種類型,即直線型、凸起型、凹陷型和階梯型(圖1)。

        圖1 斜坡基本形態(tài)示意圖Figure 1. Sketch of the basic shapes of the slopes

        太湖縣境內(nèi)斜坡變形(滑坡和不穩(wěn)定斜坡)共計331 處,其中滑坡160 處,不穩(wěn)定斜坡171 處。在這些災害點中,不同坡型滑坡和不穩(wěn)定斜坡發(fā)生的數(shù)量也不同。按上述四種類型統(tǒng)計結(jié)果可見(表2),滑坡、不穩(wěn)定斜坡在四種斜坡類型中發(fā)生災害總數(shù)所占比例有所差別,滑坡主要發(fā)生在凸起型和階梯型斜坡,不穩(wěn)定斜坡主要發(fā)生在凸起型和直線型斜坡。

        表2 斜坡坡型與地質(zhì)災害的關系對比Table 2. Comparison of the relationship between slope type and geological hazard

        2.1.2 斜坡坡高與地質(zhì)災害

        太湖縣地貌形態(tài)多是低山和中高丘,地形起伏較大,溝谷切割較深。從701處崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡分布高程看,在小于1000m 高程內(nèi)均有災害點分布,其中200~350m 分布點最多,350~500m 高程次之,分別有429 處和150 處,分別占崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的61.20%和21.40%;在小于50m 范圍內(nèi)分布最少,僅有3處河流岸崩,無崩塌、滑坡和不穩(wěn)定斜坡分布。50~100m和大于500m范圍內(nèi)分布較少,分別只有12 處和36 處,分別占崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的1.71%和5.14%。

        2.2 地層與巖土體結(jié)構(gòu)對地質(zhì)災害的控制

        區(qū)內(nèi)中部及西北部大片地區(qū)出露的地層巖性是大別巖群,占全境的29%,大別期變質(zhì)變形侵入體占全境32%。大別巖群及同期的變質(zhì)變形侵入體多組成中低山,巖石破碎,易風化、剝蝕,表層堆積薄層含礫粉質(zhì)黏土、碎石土。人為切坡,易受強降水影響發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。

        2.3 地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災害的控制

        太湖縣境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復雜,斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,主要為北北東向和北東向兩組。主干斷裂池-太深大斷裂(F1),呈北北東向斜貫縣境;新倉正斷層(F15)自縣東部入境,呈北東向。地質(zhì)災害發(fā)育與斷裂構(gòu)造關系較為密切。受斷裂帶的控制,規(guī)模較小的斷層和次級斷裂較為密集,地質(zhì)災害數(shù)量發(fā)育也較為密集。兩線共發(fā)育地質(zhì)災害640處,占全縣地質(zhì)災害總數(shù)90.01%,發(fā)育密度達48.82 處/100km2,高出全縣平均值13.80處/100km2。

        2.4 人類經(jīng)濟活動對地質(zhì)災害的影響

        太湖縣地質(zhì)災害的形成受人類工程活動影響明顯。隨著經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展,人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響日漸增強,主要表現(xiàn)為公路建設及居民建房等。大量的人類工程活動破壞了斜坡原始平衡狀態(tài),誘發(fā)了地質(zhì)災害的產(chǎn)生。太湖縣內(nèi)主要因人類工程活動誘發(fā)的地質(zhì)災害(隱患)點660處,占地質(zhì)災害(隱患)點總數(shù)的92.82%。

        2.5 降水對地質(zhì)災害的影響

        大氣降水的入滲既可增加土體容重和坡體自重,又會對巖土體起到軟化,降低巖土體力學強度,產(chǎn)生崩塌或滑坡地質(zhì)災害;同時大氣降水形成的地表水沖刷,又是泥石流形成的水源條件。地質(zhì)災害的發(fā)生發(fā)展與降水量和降水形式相關性密切。年內(nèi)分析結(jié)果表明,通常6、7月份降水強度最大,且持續(xù)時間長;5、8月份次之;9 月份偶見。相應的地質(zhì)災害于6、7 月份頻發(fā),5月份地質(zhì)災害發(fā)育次之(圖2)。

        圖2 多年月平均降水量與災害發(fā)育對比圖Figure 2. Comparison of multi-year average monthly precipitation and hazard development

        3 地質(zhì)災害危險性分區(qū)評價

        3.1 危險區(qū)劃分原則與方法

        危險程度分析亦采用基于MAPGIS 的信息疊加法,根據(jù)地質(zhì)災害易發(fā)程度及受威脅對象進行危險性分區(qū)評價,采用地質(zhì)災害危險性指數(shù)W危法劃分危險性等級,再根據(jù)全縣實際情況局部調(diào)整,綜合評價。

        根據(jù)地質(zhì)災害易發(fā)性及人口、財產(chǎn)分布,按下式計算地質(zhì)災害危險性指數(shù)W危:

        式中:W危i—i單元地質(zhì)災害危險性指數(shù);Y易發(fā)i—i單元地質(zhì)災害易發(fā)性指數(shù);Y人財i—i單元人財物分布指數(shù);a1—地質(zhì)災害易發(fā)性指數(shù)權重;a2—人財物分布指數(shù)權重。各參數(shù)取值見表3。

        表3 危險性評價指標及取值Table 3. Risk assessment index and evaluation

        根據(jù)W危計算值與現(xiàn)狀調(diào)查評價結(jié)果對比,確定危險性等級閥值,按以下標準判別:危險性大,W?!?.2;危險性中等,1>W(wǎng)危<2.2;危險性小,W?!?。

        3.2 危險區(qū)劃分結(jié)果

        根據(jù)上述劃分原則和方法,將太湖縣地質(zhì)災害危險區(qū)劃分為高危險區(qū)、中危險區(qū)和低危險區(qū)三個級別,并結(jié)合區(qū)域地理位置,進一步劃分為14個亞區(qū),見表4。

        表4 地質(zhì)災害危險程度分區(qū)Table 4. Zoning of of geological hazard risk

        3.3 危險區(qū)評價

        地質(zhì)災害高危險區(qū)總面積為788.11km2,占全縣總面積的38.81%,發(fā)育地質(zhì)災點324處,其中:滑坡79處,崩塌201 處,不穩(wěn)定斜坡43 處,泥石流1 處;災害(隱患)點密度41處/100km2,包括2個地質(zhì)災害高危險亞區(qū)。地質(zhì)災害中危險區(qū)總面積為840.33km2,占全縣總面積的41.38%,發(fā)育地質(zhì)災點133處,其中:滑坡24處,崩塌84處,不穩(wěn)定斜坡25處;災害(隱患)點密度15.82 處/100km2,包括9 個地質(zhì)災害中危險亞區(qū)。地質(zhì)災害低危險區(qū)總面積為402.09km2,占全縣總面積的19.80%,發(fā)育地質(zhì)災害點6處,其中:崩塌3處,不穩(wěn)定斜坡1 處,地面塌陷2 處;災害(隱患)點密度1.49處/100km2,包括3個地質(zhì)災害低危險亞區(qū)。

        4 結(jié)論與建議

        4.1 結(jié)論

        (1)太湖縣地質(zhì)條件復雜,山高坡陡,山谷深切,巖石風化強烈,降雨量充沛,多暴雨、大雨,人類工程活動活躍,復雜的自然地質(zhì)環(huán)境和氣候條件為地質(zhì)災害的形成創(chuàng)造了條件,導致該地區(qū)存在或者發(fā)育多種地質(zhì)環(huán)境問題,主要災種有滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡、泥石流、地面塌陷等五種類型。地質(zhì)災害(隱患)點規(guī)模以小型為主,無大型地質(zhì)災害(隱患)點。

        根據(jù)調(diào)查,太湖縣地質(zhì)災害(隱患)點共計711處。經(jīng)治理、核銷后,仍有463處地質(zhì)災害(隱患)點,其中滑坡104處,崩塌286處,不穩(wěn)定斜坡70處,泥石流1處,地面塌陷2處。

        (2)根據(jù)地質(zhì)災害易發(fā)程度及受威脅對象,太湖縣劃分了三個地質(zhì)災害危險區(qū)。地質(zhì)災害高危險區(qū)主要集中在北中鎮(zhèn)、牛鎮(zhèn)鎮(zhèn)、湯泉鄉(xiāng)、寺前鎮(zhèn)等地,總面積為788.11km2,占全縣總面積的38.81%;地質(zhì)災害中危險區(qū)主要集中在百里鎮(zhèn)、城西鄉(xiāng)、小池鎮(zhèn)等地,總面積為840.33km2,占全縣總面積的41.38%;地質(zhì)災害低危險區(qū)主要集中在新倉鎮(zhèn)、江塘鄉(xiāng)、徐橋鎮(zhèn)和大石鄉(xiāng),總面積為402.09km2,占全縣總面積的19.80%。

        4.2 建議

        太湖縣屬皖西南丘陵低山區(qū),群山環(huán)繞,房屋大多依山而建,一旦發(fā)生地質(zhì)災害,將會給居民的生命財產(chǎn)造成重大損失。太湖縣在2018年榮獲安徽省首個“全國森林旅游示范縣”稱號,政府接下來將會大力推進森林旅游業(yè)的發(fā)展,同時需要加強森林地質(zhì)災害的防范宣傳,建議從以下幾個方面加強地質(zhì)災害防治工作。

        (1)加強地質(zhì)災害動態(tài)監(jiān)測,提高地質(zhì)災害預測預報水平。做到每個隱患點有專人負責,每次巡查有數(shù)據(jù)記錄。

        (2)加強建設工程地質(zhì)災害危險性評估制度。要從制度上規(guī)范人類工程活動,對于農(nóng)村或城鎮(zhèn)居民個人建房,土地部門應根據(jù)是否有可能引發(fā)災害及災害程度來決定能否批準建設。

        (3)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在地質(zhì)災害防治過程中應突出重點,對處于地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)的村莊,盡量避免切坡建房,因選址困難確需切坡建房的,應當在當?shù)刈匀毁Y源、村鎮(zhèn)建設管理人員和技術人員的監(jiān)督和指導下,按照有關技術規(guī)范實施,并做好坡體的防護工作。

        (4)盡早開展小流域地質(zhì)災害調(diào)查工作,全面系統(tǒng)地提高地質(zhì)災害防治工作水平,針對小流域開展地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災害綜合治理。

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