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        淮南市鳳臺縣地質(zhì)災害區(qū)劃及其防治對策

        2021-11-26 08:57:10靳清增
        西部資源 2021年1期
        關(guān)鍵詞:鳳臺縣易發(fā)軟土

        靳清增

        摘要:文章大致闡述鳳臺縣的地質(zhì)災害分布情況及未來發(fā)展趨勢,進一步探究災害發(fā)生頻率偏高的區(qū)域劃分,著重探析此類災害的防治,包括區(qū)域劃分及中重點防治。

        關(guān)鍵詞:鳳臺縣;地質(zhì)災害;災害區(qū)劃分

        鳳臺縣位于淮河中游,面積1100平方千米。屬于亞熱帶季風氣候,年均溫度為15.1℃,年均降雨量914.8mm。區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙裂隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水比較豐富。近年來,隨著鳳臺縣經(jīng)濟的發(fā)展,城鎮(zhèn)化、工業(yè)化規(guī)模不斷擴大,自然因素和人為活動引發(fā)的采空地面塌陷、巖溶地面塌陷、崩塌、滑坡等地質(zhì)災害,造成了較大的經(jīng)濟損失和社會影響。通過分析研究鳳臺縣地質(zhì)災害的分布規(guī)律和發(fā)育特征,進行地質(zhì)災害易發(fā)行分區(qū),并提出有針對性的防治對策。

        1.地質(zhì)災害分布和發(fā)育特征

        1.1地質(zhì)災害現(xiàn)狀

        鳳臺縣地質(zhì)災害類型可以劃分為地面塌陷(采空地面塌陷、巖溶地面塌陷)、滑坡、崩塌、膨脹土和軟土變形,其中采空地面塌陷最為突出,規(guī)模大,危害性也最嚴重。鳳臺縣突發(fā)性地質(zhì)災害和隱患共有20處,其中因采煤造成的大面積采空地面塌陷災害7處;巖溶塌陷區(qū)2處;小型山體滑坡1處;小型崩塌10處[1]。

        (1)采空地面塌陷。因煤礦采空引起的大面積采空地面塌陷7處,其中4處為巨型,3處為大型,占調(diào)查地質(zhì)災害隱患點數(shù)的35%,采空地面塌陷總面積達44.23km2,受災直接經(jīng)濟損失約43600萬元。(2)巖溶地面塌陷。區(qū)內(nèi)共有巖溶地面塌陷點2處,分布于政務新區(qū)縣中醫(yī)院和實驗小學,占地質(zhì)災害點總數(shù)的10%。(3)崩塌。區(qū)內(nèi)有崩塌點10處,占災害點總數(shù)的50%,均分布在淮河以南的孫家大山至煙墩山一帶丘陵區(qū),多發(fā)生于人工采石或修路切坡形成的陡崖處,崩塌體多為巖質(zhì),威脅人口131人,威脅財產(chǎn)1332萬元。(4)滑坡。僅在淮河南經(jīng)濟開發(fā)區(qū)淮豐村孫家大山發(fā)現(xiàn)1處,為小型巖質(zhì)滑坡。(5)膨脹土變形災害。區(qū)內(nèi)淮河以北廣泛分布著具有弱膨脹性的第四系上更新統(tǒng)黏土,自由膨脹率一般在41.0%~64.5%,具弱膨脹潛勢,涉及19個鄉(xiāng)鎮(zhèn),占整個區(qū)內(nèi)面積的85.4%。(6)軟土變形災害?;春勇┑貛Ъ敖箥徍┯熊浲练植?,主要為淤泥質(zhì)黏土,具高壓縮性,占整個區(qū)內(nèi)面積的9.3%。

        1.2地質(zhì)災害發(fā)展趨勢預測

        (1)采空地面塌陷:區(qū)內(nèi)現(xiàn)有7處大中型地下開采煤礦,采出煤層厚度大,采用長壁式、全部垮落法管理頂板采煤。根據(jù)現(xiàn)有的開采方式及開采規(guī)模,預測采空塌陷所造成塌陷面積逐年增加,危害也隨之加大[2]。(2)巖溶地面塌陷:該區(qū)屬覆蓋型巖溶,巖溶發(fā)育程度強,松散覆蓋層厚度屬中厚層,鄰近各大煤礦開采巖溶地下水及疏排礦井巖溶水仍在進行,預測該地區(qū)仍有發(fā)生巖溶塌陷的可能。(3)崩塌和滑坡:分布崩塌、滑坡具有集中成片特征,汛期高強度的集中降雨是災害發(fā)生的主要誘發(fā)因素。由于近幾年崩塌災害日益嚴重,引起了政府部門的高度重視,現(xiàn)已逐步采取工程措施進行治理,預測崩塌、滑坡災害的危害性會逐步降低,最終得到根本治理。(4)膨脹土和軟土變形:膨脹土和軟土在一定條件下的脹縮變形會對2000年前建筑物造成一定危害。新建房屋地基處理較好,受膨脹土和軟土變形影響較小。

        2.地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)劃分

        2.1分區(qū)原理和方法

        以地質(zhì)環(huán)境為主導因素,綜合考慮現(xiàn)狀地質(zhì)災害類型、分布、規(guī)模、穩(wěn)定性、危害程度、發(fā)展趨勢以及人類工程活動現(xiàn)狀和近期人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的破壞強度等因素,結(jié)合地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災害現(xiàn)狀、氣候和人類活動,以定性分析為主、定量分析為輔,定性與定量相結(jié)合的方法進行地質(zhì)災害易發(fā)程度分區(qū)。根據(jù)上述劃分原理,采用單元格信息疊加法。在繪有地質(zhì)環(huán)境背景條件的1∶10萬地形圖上對全縣區(qū)域進行2km×2km網(wǎng)格剖分,除邊界附近單元外,其余各評價單元的面積均為4km2。地質(zhì)災害綜合強度指數(shù)的計算方法如下:

        Z=Zq·Aq+Zx·Az(1)

        式中:Z為地質(zhì)災害綜合強度指數(shù);Zq為潛在地質(zhì)災害強度指數(shù);Aq為潛在地質(zhì)災害強度權(quán)重,取0.8;Zx為現(xiàn)狀地質(zhì)災害強度指數(shù);Az為現(xiàn)狀地質(zhì)災害強度權(quán)重,取0.2。

        現(xiàn)狀地質(zhì)災害強度指數(shù)Zx采用襲擾系數(shù)法進行評判,襲擾系數(shù)由各評價單元的災害點密度、面積密度及體積密度來求得,襲擾系數(shù)按表2-1求取,現(xiàn)狀地質(zhì)災害強度指數(shù)評判見表2-2。

        式中Ti分別為控制評價單元地質(zhì)災害形成的地質(zhì)條件(D)、地形地貌條件(X)、氣候條件(Q)和人類活動條件(R)的得分值,各評判指標的評判標準見表2-3。Ai分別為各形成條件的權(quán)重值,根據(jù)地質(zhì)災害發(fā)育特征分配。

        根據(jù)表2-2、表2-3的評判條件,利用MAPGIS空間分析與Excel電子表格相結(jié)合的方法,按公式(1)進行疊加計算,根據(jù)地質(zhì)災害發(fā)育特征及各單元格地質(zhì)災害綜合強度指數(shù),生成地質(zhì)災害易發(fā)程度等值線,結(jié)合具體情況對其進行適當調(diào)整。其中:Z≥3.5區(qū)域劃分為地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū)(Ⅰ),3.5>Z≥2.5的區(qū)域劃分為地質(zhì)災害中易發(fā)區(qū)(Ⅱ),2.5>Z≥1.5的區(qū)域為地質(zhì)災害低易發(fā)區(qū)(Ⅲ),Z<1.5的區(qū)域為地質(zhì)災害非易發(fā)區(qū)(Ⅳ)。

        2.2分區(qū)結(jié)果

        根椐上述劃分原則和方法,鳳臺縣分區(qū)具體見表2-4。

        3.地質(zhì)災害防治分區(qū)

        3.1防治分區(qū)劃分

        以地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)為基礎(chǔ),將地質(zhì)災害點發(fā)育現(xiàn)狀、災害規(guī)模、穩(wěn)定性、危害程度及鳳臺縣國民經(jīng)濟社會發(fā)展和相關(guān)行業(yè)規(guī)劃,作為分區(qū)主導因素,以及人口密度、人類工程活動特點等因素,以定性的方法按主要災種加次要災種命名劃分重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)、一般防治區(qū)。

        3.2地質(zhì)災害重點防治

        (1)地質(zhì)災害重點防治區(qū)(A)。A1包括正在開采和鳳臺縣礦產(chǎn)資源開發(fā)利用規(guī)劃中已規(guī)劃開采的采煤塌陷影響區(qū),以及碳酸鹽巖淺隱伏區(qū)。目前有重大采空塌陷隱患點4處,較大采空塌陷隱患點2處,較大和一般巖溶塌陷隱患點各1處,是鳳臺縣遭受地面塌陷地質(zhì)災害危害最嚴重,隱患最多、險情最大的區(qū)域。對于區(qū)內(nèi)的采空地面塌陷災害應以搬遷避讓為主,對于巖溶地面塌陷災害,以物理方法為主,加強監(jiān)測手段。再建設工程項目前,進行詳細的巖溶勘查。

        A2分布在淮河以南的大山鎮(zhèn),面積26.35km2。人員密集,是縣級工業(yè)園區(qū),連通淮南市和鳳臺縣經(jīng)濟區(qū)的黃金紐帶。但鳳臺縣現(xiàn)有的滑坡、崩塌災害和災害隱患點幾乎都分布在這里,存在采空地面塌陷、巖溶地面塌陷、滑坡崩塌地質(zhì)災害隱患。該區(qū)域的滑坡、崩塌地質(zhì)災害零星分散,分布范圍廣。因此,除政府相關(guān)部門進行治理外,還應完善群測群防網(wǎng)絡,使災害防治管理落實到鎮(zhèn)及企業(yè),結(jié)合相關(guān)規(guī)劃和項目對生態(tài)環(huán)境進行綜合治理。

        (2)地質(zhì)災害一般防治區(qū)(C)。C1分布在縣域西北部,面積219.14km2。區(qū)內(nèi)存在膨脹土變形對低層建筑物及道路造成危害的隱患。區(qū)內(nèi)絕大部分民用建筑為一層以下的低層建筑物,基礎(chǔ)埋置淺,遇到地下水位大幅波動,地基土含水量發(fā)生變化就會出現(xiàn)膨脹土脹縮變形,導致地上的低層建筑物墻體開裂等破壞,確定該區(qū)域為地質(zhì)災害一般防治區(qū)。

        C2主要分布在新集鎮(zhèn)和毛集實驗區(qū)所轄夏集、毛集鎮(zhèn)境內(nèi),面積88.48km2。區(qū)內(nèi)地表分布的第四系上更新統(tǒng)(Q3)粘性土自由膨脹率41.0%~50.0%。在40%≤Fs<65%范圍內(nèi),具弱膨脹潛勢,存在膨脹土變形對低層建筑物及道路造成危害的隱患。該區(qū)內(nèi)的民用建筑和上述區(qū)域相似。基于該災種的危害程度有限,確定該區(qū)域為地質(zhì)災害一般防治區(qū)。

        C3主要分布在焦崗鄉(xiāng)、毛集鎮(zhèn)和李沖回族鄉(xiāng)境內(nèi),面積181.88km2。區(qū)內(nèi)第四系全新統(tǒng)(Q4)地層中廣泛分布著軟土—淤泥和淤泥質(zhì)土,呈軟塑—流塑狀態(tài),地基承載力較低。區(qū)內(nèi)絕大部分民用建筑為一層以下的低層建筑物,所以目前軟土變形危害現(xiàn)象尚不明顯,但存在發(fā)生軟土變形的潛在因素。但鑒于該災種易于發(fā)現(xiàn)和防范,確定該區(qū)為地質(zhì)災害一般防治區(qū)。

        3.3地質(zhì)災害防治對策

        其一,避讓處理。此種防治方式相較而言,性價比更高,且能達到較好的預防效果,一般應用在幾乎無法完全消除災害及項目造價偏高等區(qū)域。

        其二,生物處理。主要針對區(qū)域內(nèi)的林木及土地,目的是提高當?shù)氐乃春B(yǎng)能力,擴大林木的覆蓋面。其多用在滑坡類的災害區(qū)域。

        其三,工程建設處理。針對崩塌問題,需先清理其中存在危險因素的巖石,加設排水設施,鞏固地表結(jié)構(gòu);滑坡問題一般會采取邊坡加固的方式,強化排水防滲能力的同時,穩(wěn)定坡體的結(jié)構(gòu);巖溶塌陷則能使用工程建設處理,也可采用第一種措施;軟土類地質(zhì)的災點能使用地基加固、建筑施工及結(jié)構(gòu)處理等。

        其四,監(jiān)測預警。借此在事前掌握可能發(fā)生的災害。鳳臺縣針對區(qū)域內(nèi)20個穩(wěn)定性不佳的地段進行監(jiān)測。同時使用簡易及精密兩種方式。并根據(jù)當?shù)氐臍夂蜃兓?,設定監(jiān)測頻率。最終得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容,需經(jīng)過整理匯總,得到防災方案的制訂根據(jù)[3]。

        4.結(jié)語

        綜上所述,鳳臺縣的地質(zhì)災害較為嚴重,且種類多樣,需要相關(guān)部門針對現(xiàn)有的情況進行分區(qū)處理,并結(jié)合實際的地質(zhì)情況,加以防治處理,為當?shù)鼐用裉峁┓€(wěn)定且安全的生活環(huán)境。

        參考文獻:

        [1]郭劍.煤礦區(qū)地質(zhì)災害風險評價及防治對策[J].化工中間體, 2019,(06):34-35.

        [2]葛浩然.鳳臺縣水土保持工作存在的問題及其對策[J].大科技, 2018,(18):109-110.

        [3]陳先日.分析地質(zhì)災害風險區(qū)劃與綜合防治[J].建材與裝飾, 2018, 000(042):210-211.

        [4]馬越平.礦山地質(zhì)災害類型與防治措施初探[J].西部資源, 2012(01):56-57.

        [5]孟昕卓.試述礦山地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境保護[J].西部資源, 2019(02):124-125.

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