周洪嬋
廣東省地質局第四地質大隊 廣東 湛江 524000
茂名市電白區(qū)位于廣東省粵西地區(qū)東部,茂名市東南部的低山丘陵平原地區(qū),處于東經(jīng)110°54′~111°29′,北緯21°22′~21°59′之間。其地形地貌、地層巖性、工程地質和地質構造等地質環(huán)境較為復雜。近20多年來,隨著經(jīng)濟社會發(fā)展、人民生活水平提高,人類工程活動日趨頻繁,因公路及鐵路的建設,特別是電白區(qū)北部是山區(qū),平地少,人口較密集,農(nóng)村居民削坡建房產(chǎn)生的挖方邊坡逐漸增多,這些挖方邊坡巖土體的整體性和穩(wěn)定性已遭到了嚴重的破壞,為地質災害提供了孕育體。
本文在1:5萬地質災害調查(2018 -2019年)與多年電白區(qū)地質災害治理項目(2010-2020年)的數(shù)據(jù)基礎上,研究分析電白區(qū)地質災害的發(fā)育特征和形成條件。
地質災害的發(fā)生具有一定的必然性,它是多個因素綜合作用而產(chǎn)生的。電白區(qū)北部屬于低山丘陵地貌,局部地區(qū)斷裂構造比較發(fā)育,且雨水較集中、雨量較大,隨著經(jīng)濟發(fā)展,人類修建建房等工程活動強烈,為地質災害的發(fā)生提供了有利的地質環(huán)境條件。近年來,地質災害問題日益突出,頻繁發(fā)的地質災害給社會造成了嚴重影響,特別是因臺風、暴雨等天氣引發(fā)的地質災害。
1999年至2017年近二十年期間,電白區(qū)共發(fā)現(xiàn)地質災害點123處,其中崩塌災害點113處,滑坡災害點9處,泥石流1處,近二十年來共造成7人死亡,5人受傷,毀壞房屋16200平方米,農(nóng)田382畝,直接經(jīng)濟損失448.7萬元[1]。截止至2018年12月31日,經(jīng)1:5萬地質災害詳細調查發(fā)現(xiàn)茂名市電白區(qū)共有已發(fā)地質災害點202處,人工邊坡278處[2]。其中,滑坡3處,占總災害數(shù)的1.5%;崩塌199處,占總災害數(shù)的98.5%。茂名市電白區(qū)地質災害以土質類型為主。茂名市電白區(qū)地質災害巖質類型有2處,占災害點總數(shù)1.0%;土質類型有188處,占災害點總數(shù)93.1%;復合類型有12處,占災害點總數(shù)5.9%。
電白區(qū)地質災害呈顯著的季節(jié)性。
根據(jù)茂名市電白區(qū)氣象局降雨量的監(jiān)測資料,4~9月為茂名市電白區(qū)主要降雨期,其多年平均降雨量總和為1398.7mm,占年均降雨量的83.3%,尤以5~8月為多雨月,占全年的63.7%;10月至次年3月為少雨月,降雨量較少,多年平均降雨量之和為266.5mm,占全年的16.7%。
根據(jù)調查資料統(tǒng)計,地質災害已知發(fā)生時間的共150處,占災害總數(shù)(202處)的74.3%,未知地質災害發(fā)生時間52處,占災害總數(shù)的25.7%。如圖1所示,在已知地質災害中,主要發(fā)生在3~8月,共計146處,占災害總數(shù)的72.3%(圖1)。6月份共發(fā)生61處,是地質災害發(fā)生數(shù)量最多的月份。
圖1 地質災害與多年平均降雨量關系圖
如圖2所示,電白區(qū)地質災害主要分布在那霍、羅坑、黃嶺、沙瑯、霞洞等鎮(zhèn)境內(nèi)。其中這主要是這些鎮(zhèn)的地貌以丘陵為主,覆蓋層巖性以花崗巖風化層(殘積層、全風化、強風化)為主,且人口較密集,人類工程活動較強烈息息相關。
圖2 廣東省茂名市電白區(qū)各鎮(zhèn)地質災害數(shù)量
根據(jù)《縣(市)地質災害調查與區(qū)劃基本要求實施細則》修訂稿(2007年10月)中各災種規(guī)模分級標準,對茂名市電白區(qū)地質災害點進行規(guī)模劃分。茂名市電白區(qū)地質災害已發(fā)規(guī)模皆為小型,而潛在地質災害規(guī)模亦以小型為主。
產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要原因有兩個:一是電白區(qū)地質災害主要發(fā)生在丘陵地區(qū),地形地貌提供的勢能有限;二是電白區(qū)地質災害主要是誘因是降雨,且主要發(fā)生在花崗巖殘坡積土層或強風化層內(nèi),這類地層一般透水性較差,雨水滲入地層深度有限,因而電白區(qū)崩塌、滑坡深度多為淺層。因此,限制了該處崩塌、滑坡災害規(guī)模。
電白區(qū)地質災害多以小型崩塌為主,威脅對象多為坡前居民及其房屋。根據(jù)《廣東省地質災害隱患點特征認定和災害分級標準(試行)》(2014年1月)中地質災害災情和險情分級標準,電白區(qū)地質災害災情等級均為小型;僅2處滑坡、1處崩塌險情為大型,其他的險情等級均為小型。
地形地貌與崩塌、滑坡等地質災害有密切關系。不利的地形地貌可為崩塌滑坡提供高勢能或者臨空面,這些均有利于崩塌滑坡的發(fā)生。
電白區(qū)地貌主要有低山丘陵地貌以及平原臺地地貌。如圖3所示,電白區(qū)地質災害主要分布在丘陵地區(qū),羅坑、望夫、觀珠、那霍及黃嶺等鎮(zhèn)境內(nèi)。
圖3 廣東省茂名市電白區(qū)地形地貌與地質災害分布關系圖
通過表1統(tǒng)計分析可知,分布在丘陵地區(qū)的地質災害點有184處,其中滑坡點2處、崩塌182處,占災害總數(shù)的91.1%。發(fā)生在平原臺地的地質災害點有18處,其中滑坡1處、崩塌17處,占災害總數(shù)的8.9%。低山地貌沒有災害發(fā)生。從災害密度可知,丘陵地區(qū)發(fā)生的發(fā)育密度遠大于其他兩種地貌。
表1 廣東省茂名市電白區(qū)地形地貌與地質災害分布關系統(tǒng)計表
產(chǎn)生這種規(guī)律的原因主要由于低山地區(qū)人跡罕跡,沒有承災體;平原及臺地地區(qū),人口相對密集,但其地勢平坦,削坡修路建房等人類工程活動相對較少,因而發(fā)生災害較少。而在丘陵地區(qū),一般均分布1~25m厚的坡殘積層(致災載體),同時由于這些區(qū)域可利用平地少,人口就相對集中,人類須削坡建房、開山修路、坡面開墾等強烈的工程活動來滿足生活需求。因此,電白區(qū)地質災害基本集中于丘陵地區(qū)。
一般而言,區(qū)域地質構造對大部分的地質災害的產(chǎn)生有兩個主要的作用。一是在地貌形成的過程種,其主導作用。比如,若形成了高陡坡面或臨空面,則有利于崩滑流的形成。二是地質構造在作用的過程種,極易改變地層、巖層的物理力學結構。例如在褶皺軸部、斷裂帶等部位,巖土體的節(jié)理裂隙均相對發(fā)育,也比較容易發(fā)生風化不均,或者巖層傾向相對邊坡為外傾結構。這些情況均有利于災害的發(fā)生。
電白區(qū)斷裂構造總體走向為北東方向,主要的構造有黃嶺斷層、羅坑斷層、那霍斷層、水東斷層、旦場斷層、龍背嶺斷層、麻崗斷層、樹仔斷層;以及龍山向斜。大部分災害分布在黃嶺斷層、羅坑斷層、那霍斷層附近。由于電白區(qū)覆蓋層厚,災害類型以土質為主,少見巖質邊坡,斷裂構造對電白區(qū)地質災害沒有直接影響。電白區(qū)區(qū)域地質構造對其地質災害的形成,主要體現(xiàn)在控制地貌的形成發(fā)育。
地層巖性是斜坡穩(wěn)定性的主要控制因素之一。地層內(nèi)含有軟弱夾層或結構相對松散的巖土層不利于斜坡穩(wěn)定性[3][4]。根據(jù)電白區(qū)區(qū)域地質資料,其東部、中部及西部地層主要由白堊世~奧陶紀、元古代花崗巖及古生代和元古代混合巖組成。
電白區(qū)202處地質災害隱患點中,有189處發(fā)生在花崗巖殘坡積土層或強風化層內(nèi),巖性主要為礫質黏性土、砂質黏性土、強風化花崗巖、全風化或強風化片的麻巖及混合巖等,占總災害隱患點的93.6%,災害類型有滑坡(3處)、崩塌(186處);有12處發(fā)生在云開群組內(nèi),巖性主要為砂巖、變質砂巖、粉砂質泥巖、石英砂巖等,占總災害隱患點的5.9%;有1處發(fā)生在第四系沖洪積層或殘坡積層中,巖性為粉質黏土、黏土等,災害類型為滑坡,占災害隱患點總數(shù)的0.5%。由此可見,電白區(qū)崩塌多發(fā)于含砂量高、黏性差的殘積層及全~強風化層或者松散土體。
根據(jù)多年在羅坑、馬踏、霞洞、那霍及黃嶺等鎮(zhèn)共15處災害點取原狀土樣101件,以及1:5萬地質災害詳細調查中取原狀土樣49件,通過對各災點樣品位置及崩塌位置的統(tǒng)計分析,各個災點發(fā)生崩塌的位置,一般均位于砂質黏性土、礫質黏性土中,這類巖土中含砂量一般在40%~60%之間,甚至一些高達76%,黏聚力7~20KPa,內(nèi)摩擦角20°~28°,這類巖土組成的邊坡穩(wěn)定較差,如圖4所示;而當黏聚力大于20KPa時,這類巖土組成的邊坡穩(wěn)定性一般較好,甚至坡度大于60°的邊坡在自然狀態(tài)下都能保持較好的穩(wěn)定性,如圖5所示。
圖4 羅坑水庫旁崩塌
圖5 羅坑鎮(zhèn)高華村委會田心村人工邊
根據(jù)前面2.1節(jié)所述,電白區(qū)地質災害一般發(fā)生在3~8月份。這是電白區(qū)雨季,經(jīng)常發(fā)生暴雨或連續(xù)降雨天氣。大氣降雨是誘發(fā)崩塌、滑坡及泥石流的主要自然因素。尤其是久旱后的連續(xù)大暴雨或臺風天氣,干燥的致災體迅速吸水,自重增加,粘聚力、抗剪能力、土體之間的摩檫力等迅速降低,土層之間的平衡被打破,從而引發(fā)崩塌滑坡,甚至泥石流地質災害的發(fā)生[5]。
降雨對地質災害的誘發(fā),因降雨強度可能會有區(qū)別。一種是連續(xù)降雨且強度大,地質災害會被瞬時引發(fā)。另一種是連續(xù)降雨而強度小,且時間連續(xù)持久,雨水滲入地層或沖刷地層緩慢,需積累到一定程度,才引發(fā)的地質災害。因此災害一般發(fā)生在強降雨期間或其之后。
電白區(qū)地質災害主要發(fā)生在花崗巖類巖層殘坡積層及強風化巖層內(nèi)。由于其風化層一般巖性為砂質黏性土,透水性較差,因而雨水滲入速度較慢且深度有限,因此電白區(qū)地質災害規(guī)模一般為小型。
電白區(qū)地質災害的另一個主要誘發(fā)因素是人類工程活動。近二十年以來,隨著人類社會經(jīng)濟的發(fā)展,修路建房、修水利等工程活動頻發(fā)。據(jù)調查資料統(tǒng)計,電白區(qū)99.5%的地質災害均與人類工程活動密切相關,其中主要以人工削坡建房為主,其次為削坡修路。削坡形成的高陡臨空面為地質災害發(fā)生提供了基礎條件。
本文通過研究分析廣東省茂名市電白區(qū)地質災害的形成條件,得出以下結論:
(1)茂名市電白區(qū)地質災害以崩塌為主,地質災害一般發(fā)育在人類工程活動頻繁的丘陵地區(qū)。
(2)地質災害與地層巖性密切相關。電白區(qū)地質災害主要發(fā)生在花崗巖殘坡積土層或強風化層內(nèi),占總災害隱患點的93.6%。地質災害一般發(fā)育于含砂量40%~60%、黏聚力7~20KPa的砂質黏性土、礫質黏性土中;而當黏聚力大于20KPa時,這類巖土組成的邊坡穩(wěn)定性一般較好,甚至坡度大于60°的邊坡在自然狀態(tài)下都能保持較好的穩(wěn)定性。
(3)電白區(qū)大部分地質災害發(fā)生在3~8月,與電白區(qū)降雨量呈一定的正比關系。降雨是電白區(qū)地質災害的主要誘因。
(4)人類工程活動明顯影響著地質災害的發(fā)育。與人類工程活動有關系的地質災害點占總數(shù)的99.5%。
總而言之,人類工程活動,如削坡建房等為邊坡提供了臨空面,為造成地質災害的外因;降雨,使土體自重增加,抗剪能力降低,使得邊坡穩(wěn)定性大幅度降低,為造成地質災害的誘因;邊坡本身地形地貌、地層巖性及巖土體類型是形成地質災害的內(nèi)因。