王程龍
廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì) 廣東 湛江 524000
藤縣位于廣西壯族自治區(qū)東部,地理位置為東經(jīng)110°21′00″~111°11′27″,北緯23°02′35″~24°03′09″,總面積3945.62km2??h政府駐地為藤州鎮(zhèn),距南寧市420km,距梧州市78.1km。藤縣地勢(shì)南北高、中部低,呈馬鞍形,總體趨勢(shì)是由西北向東南傾斜。藤縣的地貌類(lèi)型有低山、丘陵、盆地、平原和少量河谷階地?;?、崩塌和不穩(wěn)定斜坡主要的形成條件為地形地貌條件、巖土體條件、地質(zhì)構(gòu)造條件,主要影響因素為降雨及人類(lèi)工程活動(dòng)。藤縣近年來(lái)因地質(zhì)災(zāi)害造成人員傷亡、毀壞房屋、農(nóng)田、公路、河道等災(zāi)情時(shí)有發(fā)生,直接經(jīng)濟(jì)損失總額達(dá)941.68萬(wàn)元[1],因此地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)成為了影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較重要的因素之一。
藤縣地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)數(shù)以歷史以來(lái)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,災(zāi)害類(lèi)型共有滑坡,土質(zhì)崩塌、地面塌陷,地裂縫4種類(lèi)型,而以產(chǎn)生滑坡,土質(zhì)崩塌為主。截至2021年底,滑坡148處,土質(zhì)崩塌188處,地面塌陷4處,地裂縫1處,根據(jù)統(tǒng)計(jì),藤縣341處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)中處于不穩(wěn)定的有74處,處于基本穩(wěn)定的有116處,處于穩(wěn)定的有151處。
崩塌是藤縣最為常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型,突發(fā)性強(qiáng),致災(zāi)嚴(yán)重,多由人類(lèi)工程活動(dòng)和暴雨誘發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì),崩塌共188處,其中有33處發(fā)生在花崗巖地區(qū),另154處發(fā)生在碎屑巖及變質(zhì)巖地區(qū),1處發(fā)生在碳酸鹽巖區(qū)地區(qū)??蓮囊韵聨讉€(gè)方面對(duì)崩塌類(lèi)型進(jìn)行劃分。① 按照崩塌主要誘發(fā)因素劃分:根據(jù)崩塌發(fā)生原因劃分,工作區(qū)以人類(lèi)工程引發(fā)的崩塌為主,此次調(diào)查的188處崩塌都是發(fā)生在人工切坡上,根據(jù)調(diào)查崩塌發(fā)生的地形坡度一般在65°以上。② 按照崩塌物質(zhì)組成劃分:在碎屑巖地區(qū)調(diào)查的3處為巖質(zhì)崩塌,崩塌物質(zhì)一般為碎石,其余的151處崩塌均為土質(zhì)崩塌,崩塌物質(zhì)一般為殘坡積層碎石土、含碎石粘土、粉質(zhì)粘土、粘土等;在花崗巖地區(qū),花崗巖殘坡積土以紅黃色砂質(zhì)粘土為主,含少量的石英顆粒,調(diào)查的33處崩塌中崩塌物質(zhì)均為殘坡積土及全風(fēng)化花崗巖。③ 按照崩塌規(guī)模劃分:工作區(qū)內(nèi)崩塌規(guī)模較小,調(diào)查到的崩塌僅4處為中型,其余的均為小型崩塌,都發(fā)生于居民房后和公路邊坡。崩塌的體積一般在500m3以下,最大為24000m3,崩塌體積大多集中在0~100m3及100~500m3兩個(gè)區(qū)間,分別占崩塌總數(shù)的35.11%和39.89%。
滑坡為區(qū)內(nèi)危害較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型。據(jù)統(tǒng)計(jì),共發(fā)生了滑坡148處,其中有18處發(fā)生在花崗巖地區(qū),另126處發(fā)生在碎屑巖及變質(zhì)巖地區(qū),4處發(fā)生在碳酸鹽巖區(qū)地區(qū)。按滑坡主要誘發(fā)因素劃分,148處滑坡中有7處為自然因素誘發(fā),有141處主要由人類(lèi)建房、修路開(kāi)挖邊坡等人類(lèi)工程活動(dòng)引發(fā)的工程滑坡。從結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成形式來(lái)看,148處滑坡均為土質(zhì)滑坡。土質(zhì)滑坡中,有18處滑體物質(zhì)為花崗巖風(fēng)化的殘坡積土、全風(fēng)化帶,占滑坡總數(shù)的12.16%;另有126處的土質(zhì)滑坡發(fā)生在碎屑巖殘坡積層中,滑坡物質(zhì)為殘坡積層粘土、粉質(zhì)粘土、含碎石粘土,占滑坡總數(shù)的85.14%。
藤縣現(xiàn)登記在冊(cè)的地面塌陷災(zāi)害隱患點(diǎn)共有4處,分布于和平鎮(zhèn)龍?zhí)链?、志成村?處塌陷均基本穩(wěn)定。每處塌陷點(diǎn)僅發(fā)育1個(gè)塌陷坑,變形面積分別為12.6m2~150m2。塌陷坑單體直徑分別為6m~20m;塌坑深度分別為4m~16m;根據(jù)災(zāi)害規(guī)模級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn),這4處巖溶地面塌陷災(zāi)害點(diǎn)均屬于小型規(guī)模,均為自然發(fā)生的塌陷。
藤縣登記在冊(cè)的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)地裂縫共有1處,分布于同心鎮(zhèn)同心村委榃同十組,為基本穩(wěn)定。發(fā)育有3組地裂縫,裂縫長(zhǎng)分別25m、30m 、50m,裂縫寬0.02~0.07m。深度1~3m;影響范圍為25m×70m,根據(jù)災(zāi)害規(guī)模級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn),該地裂縫屬于小型規(guī)模。地裂縫的地質(zhì)環(huán)境條件及誘發(fā)因素:該地裂縫處于丘陵地貌坡腳民房附近,地層為三疊紀(jì)江口組中粗粒斑狀堇青黑云二長(zhǎng)花崗巖與泥盆紀(jì)和村組細(xì)?;◢忛W長(zhǎng)巖交匯接觸帶附近。該處地勢(shì)較平坦,風(fēng)化花崗巖厚度較大,居民建房較密集,風(fēng)化殘積土在降雨后,地表水的下滲,土體飽水狀態(tài)下軟化,力學(xué)強(qiáng)度降低,在上部荷載作用下,地基不均勻沉降引起松散土體拉裂,主誘發(fā)因素為降雨,其次為居民密集建房,加大上部荷載。
藤縣發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型較多,形成的條件也不盡相同,形成條件為:地形地貌條件、巖土體條件、地質(zhì)構(gòu)造條件、水文地質(zhì)及人類(lèi)的工程活動(dòng),主要影響因素為降雨及人類(lèi)工程活動(dòng)。
(1)地質(zhì)條件:是地質(zhì)災(zāi)害形成的主要因素,也是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害內(nèi)因,它與巖土體特征、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)條件有關(guān)。
①巖土體特征:藤縣地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要與巖性有關(guān),本次統(tǒng)計(jì)341處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)中,有280處發(fā)生在碎屑巖及變質(zhì)巖區(qū),占災(zāi)害總數(shù)的82.11%,有52處發(fā)生在花崗巖區(qū),占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的15.25%,另有9處發(fā)生在碳酸鹽巖區(qū),占災(zāi)害總數(shù)的2.64%。藤縣地質(zhì)災(zāi)害共有滑坡,土質(zhì)崩塌、地面塌陷,地裂縫4種類(lèi)型,而以產(chǎn)生滑坡,土質(zhì)崩塌為主。在碎屑巖及變質(zhì)巖區(qū)主要產(chǎn)生土質(zhì)崩塌、滑坡。由于在碎屑巖及變質(zhì)巖區(qū)殘坡積層巖性主要為松散的粘土,水易入滲,抗剪強(qiáng)度低,故容易產(chǎn)生土質(zhì)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。在花崗巖區(qū)地質(zhì)災(zāi)害以土質(zhì)崩塌、滑坡為主。由于花崗巖區(qū)基巖風(fēng)化強(qiáng)烈,上覆風(fēng)化層較厚,網(wǎng)狀構(gòu)造裂隙發(fā)育,地表水易入滲沖刷,抗剪強(qiáng)度低,因此容易產(chǎn)生土質(zhì)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。在碳酸巖區(qū),地層巖性以灰?guī)r、白云巖為主,其次為砂礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖。其地勢(shì)低平,地下水埋深較淺,局部以灰?guī)r、白云巖為主的地段,受構(gòu)造、降雨及長(zhǎng)期溶蝕作用等而產(chǎn)生地面塌陷[2],在丘陵地貌,殘坡積層巖性主要為松散的粘土,水易入滲,抗剪強(qiáng)度低,易產(chǎn)生滑坡、崩塌。
②地質(zhì)構(gòu)造:藤縣位于華南準(zhǔn)地臺(tái)之華夏褶皺帶西緣,歷經(jīng)加里東、印支、燕山、喜馬拉雅多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),使縣境內(nèi)的褶皺、斷層、中新生代斷陷盆地極為發(fā)育,并有互相干擾、改造、疊加的特點(diǎn)。境內(nèi)斷層較發(fā)育,且廣西較大的斷層如靈山—藤縣斷層、憑祥—大黎斷裂帶、栗東——馬江斷層、陳塘斷層均通過(guò)本縣境內(nèi)。在縣境內(nèi)北部以南北走向斷層多見(jiàn),而南部多以北東走向斷層為主。地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)造成巖層破碎或傾斜,降低了巖體的強(qiáng)度,或使巖層傾斜形成有利的滑動(dòng)面,或促進(jìn)了風(fēng)化作用,從而為地質(zhì)災(zāi)害的形成創(chuàng)造了條件。地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響主要表現(xiàn)為褶皺軸部及斷裂帶上巖石破碎,工程地質(zhì)條件相對(duì)較差,從而較易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。藤縣已發(fā)現(xiàn)的341處地質(zhì)災(zāi)害中,與斷層帶上及向斜軸部距離小于200m的地質(zhì)災(zāi)害共26處,與斷層帶及向斜軸線距離200-500m的地質(zhì)災(zāi)害共27處,與斷層帶及向斜軸線距離500-1000m的地質(zhì)災(zāi)害共32處,與斷層帶及背斜軸線距離大于1000m的地質(zhì)災(zāi)害共113處。從本次詳查工作收錄及調(diào)查發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害來(lái)看,工作區(qū)地質(zhì)構(gòu)造不是控制和影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地質(zhì)災(zāi)害影響較??;但次級(jí)或小型地質(zhì)構(gòu)造也較發(fā)育,對(duì)巖休裂隙發(fā)育及巖石破碎程度具有一定的影響,對(duì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害具有一定聯(lián)系。
③地形地貌:從區(qū)域分布看,藤縣滑坡、崩塌災(zāi)害點(diǎn)與地貌單元類(lèi)型存在密切的依存關(guān)系,低山—丘陵地貌災(zāi)害點(diǎn)54處,丘陵地貌災(zāi)害點(diǎn)161處,丘陵紅層盆地災(zāi)害點(diǎn)數(shù)122處,溶丘平原地災(zāi)害點(diǎn)數(shù)4處??梢?jiàn)丘陵及丘陵紅層盆地地貌地質(zhì)災(zāi)害均較發(fā)育,災(zāi)點(diǎn)發(fā)育數(shù)量多。藤縣各地形坡高區(qū)間內(nèi),高差在20-40m的區(qū)域,地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量和所占比例最大;其次為高差40-60m及60-80m的區(qū)域。高差大于160m的區(qū)域,地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量最少;地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量介于20-80m和80-160m的區(qū)域。藤縣現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害絕大部分為人為誘發(fā),從村莊、廠礦、公路、農(nóng)田等的分布來(lái)看,高差越大的區(qū)域,人類(lèi)工程活動(dòng)越弱;高差大于80m的區(qū)域,村莊、廠礦、公路、農(nóng)田等分布已非常稀疏,多分布原生或次生林地;高差在40m之內(nèi)的區(qū)域村莊、廠礦、公路、農(nóng)田等的分布則非常密集;剔除人類(lèi)工程活動(dòng)影響,相對(duì)高差對(duì)工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的影響和控制作用還是較明顯的。
④水文地質(zhì)條件:水文地質(zhì)條件對(duì)于碎屑巖區(qū)影響較大,其次為花崗巖區(qū),藤縣丘陵區(qū)的坡面松散層一般透水而不含水,對(duì)斜坡穩(wěn)定性影響較大的地下水類(lèi)型主要為上層滯水。上層滯水僅局部有分布,一般分布于碎屑巖區(qū)及花崗巖區(qū)巖土接觸帶上。雨水滲入地下后,受下部透水性弱或相對(duì)隔水層的阻隔,以孔隙水的形式順巖土接觸面逕流。地下水的活動(dòng)在降低土體強(qiáng)度,改變了坡體應(yīng)力狀態(tài),容易觸發(fā)斜坡變形失穩(wěn)。
(2)降雨條件:降雨是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一。據(jù)藤縣所有341個(gè)災(zāi)點(diǎn)統(tǒng)計(jì),有281個(gè)災(zāi)點(diǎn)發(fā)生在雨季(5~8月),占統(tǒng)計(jì)數(shù)的82.40%。在所發(fā)生的災(zāi)害點(diǎn)中,絕大部分都受降雨的直接或間接作用,降雨是誘發(fā)、加速地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的催化劑。降水對(duì)巖土影響主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:①雨水對(duì)坡面的沖刷作用,坡表受流水沖刷,當(dāng)雨水入滲轉(zhuǎn)為地下后,使滑帶土加速由固態(tài)到塑態(tài),甚至液態(tài)轉(zhuǎn)化,加之產(chǎn)生的動(dòng)水壓力,促使坡體整體下滑。另一方面,雨水入滲地下后,巖土體重度增加,對(duì)土體和巖體結(jié)構(gòu)面中充填物的物理性狀的改變上,土體和巖體結(jié)構(gòu)面中充填物隨含水量的變化發(fā)生從固態(tài)向塑態(tài)直至液態(tài)轉(zhuǎn)化的弱化效應(yīng),使得滑帶的力學(xué)性能降低,內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角減小,改變坡體原有穩(wěn)定坡型,隨著時(shí)間推移,極易誘發(fā)坡體整體失穩(wěn)。②水入滲對(duì)巖土體產(chǎn)生力學(xué)作用:主要通過(guò)空隙靜水壓力和空隙動(dòng)水壓力作用對(duì)巖土體的力學(xué)性質(zhì)施加影響。前者通過(guò)減小巖土體的有效應(yīng)力而降低巖土體的強(qiáng)度,在裂隙巖體中的空隙靜水壓力可使裂隙產(chǎn)生擴(kuò)容變形;后者對(duì)巖土體產(chǎn)生切向的推力以降低巖土體的抗剪強(qiáng)度。地下水在松散土體、松散破碎巖體及軟弱夾層中運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)土顆粒施加一體積力,在空隙動(dòng)水壓力的作用下可使巖土體中的細(xì)顆粒物質(zhì)產(chǎn)生移動(dòng),甚至被攜出巖土體之外,產(chǎn)生潛蝕而使巖土體破壞。從藤縣的降雨情況來(lái)看,縣內(nèi)月均降雨量相差較大,地質(zhì)災(zāi)害的分布與月均降雨量的聯(lián)系十分明顯,雨季5、6、7月份發(fā)生的崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)數(shù)量較多,其余的月份發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量較少。從以上分析降雨是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素,根據(jù)藤縣發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害與歷史大氣降雨量關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與降雨關(guān)系進(jìn)行了研究分析,根據(jù)藤縣降雨特征及其與地質(zhì)災(zāi)害的耦合關(guān)系及地質(zhì)災(zāi)害累計(jì)曲線法,說(shuō)明降雨量越大,引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量及頻率越大,特別是日降雨量大于100mm以上時(shí),發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害呈明顯增加。應(yīng)注意防范可能引發(fā)的崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害;當(dāng)24h降雨量達(dá)到300mm以上,地質(zhì)災(zāi)害群發(fā)的可能性大,須做好崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的防御、搶險(xiǎn)救災(zāi)工作。
人類(lèi)工程活動(dòng)可以概括為公路、鐵路建設(shè),水利水電工程建設(shè),礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā),民用建筑和城市建設(shè)等活動(dòng)。表現(xiàn)為人工開(kāi)挖坡腳,開(kāi)挖基坑,隧道掘進(jìn),抽排地下水、機(jī)械振動(dòng)等等[3]。
①城鄉(xiāng)建設(shè):藤縣地形以低山丘陵為主,平原較少。村民多居住在坡腳或山坡上。修建房屋時(shí)大多數(shù)需進(jìn)行削坡放坡,而村民為了節(jié)約成本,多開(kāi)挖一點(diǎn)宅基地,所挖邊坡一般較高陡。切坡一般高5~20m,坡度多在50°~70°之間。這些邊坡未經(jīng)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì),多數(shù)沒(méi)有采取任何支擋防護(hù)措施,加上有植被破壞和陡坡耕植的現(xiàn)象,極易誘發(fā)小型崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象,不穩(wěn)定或潛在不穩(wěn)定斜坡較多,是藤縣地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的主要原因。
②道路工程:近幾年藤縣大力發(fā)展現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè),道路建設(shè)在方便人員通行的同時(shí),也為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生埋下隱患。這些邊坡高10~50m不等,坡度在45°左右,開(kāi)挖風(fēng)化后極其不穩(wěn)定,易產(chǎn)生滑塌現(xiàn)象。公路鐵路部門(mén)對(duì)這些高陡邊坡進(jìn)行了有效合理的治理防護(hù),本次調(diào)查期間未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)??h級(jí)公路和鄉(xiāng)村道路建設(shè)高挖低填,在山區(qū)經(jīng)過(guò)斜坡時(shí),為截彎取直縮短道路長(zhǎng)度,常常也需要進(jìn)行人工切坡。且為了減少費(fèi)用,切坡坡度較陡,未經(jīng)支擋防護(hù)。這些高5~30m,表面松散的邊坡均為不穩(wěn)定邊坡,長(zhǎng)期暴露受風(fēng)化作用,在外力作用下或暴雨過(guò)后,易產(chǎn)生小型崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,威脅路上行人車(chē)輛安全。
總體來(lái)看,藤縣的中部人類(lèi)活動(dòng)較多,發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害相應(yīng)增多,主要是人工切坡建房,形成高陡邊坡,在強(qiáng)降雨作用下易發(fā)生滑坡、崩塌等災(zāi)害現(xiàn)象;北部及南部的低山地區(qū),由于人煙稀少,老百姓挖坡建房的情況較少,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的也較少。
藤縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類(lèi)型較多,多個(gè)災(zāi)種相互伴生,其地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型主要為滑坡、崩塌、地面裂縫及地面塌陷等。地質(zhì)災(zāi)害的形成條件主要為自然因素、人為因素兩者綜合作用的結(jié)果。其中自然因素中的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、地層巖性與水文地質(zhì)條件是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)在因素,藤縣地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要與巖性有關(guān),本次統(tǒng)計(jì)341處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)中,有280處發(fā)生在碎屑巖及變質(zhì)巖區(qū),占災(zāi)害總數(shù)的82.11%,有52處發(fā)生在花崗巖區(qū),占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的15.25%,另有9處發(fā)生在碳酸鹽巖區(qū),占災(zāi)害總數(shù)的2.64%。外在誘發(fā)因素主要為降雨和人類(lèi)工程活動(dòng),地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間主要受控于降雨周期,每年的5~8月是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)的月份,規(guī)模以微型~小型的崩塌滑坡為主。藤縣現(xiàn)處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展期,人類(lèi)工程活動(dòng)日益頻繁,以削坡建房和修路開(kāi)挖山坡為主而誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害呈上升的趨勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)藤縣地區(qū)各種災(zāi)害類(lèi)型的發(fā)育特征及形成條件分析,為下一步藤縣的減災(zāi)防災(zāi)和重大工程的實(shí)施提供了準(zhǔn)確、可靠的基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)。