劉曉燕,伊其安,吾爾娜,李咸陽
(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,新疆 烏魯木齊 830000;2.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,新疆 烏魯木齊 830000)
通過遙感解譯、地面研究等工作手段,對塔城市滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行更新研究,圈定塔城市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),完善地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng),健全完善群測群防的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),為減災(zāi)防災(zāi)和制定防災(zāi)規(guī)劃提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。
研究區(qū)地處準(zhǔn)噶爾西部山地,屬準(zhǔn)噶爾—北天山褶皺系(Ⅱ、一級構(gòu)造單元)內(nèi)的塔爾巴哈臺區(qū)域東西向構(gòu)造帶(Ⅱ1)和塔城—額敏凹陷(Ⅱ2)。
研究區(qū)內(nèi)出露的地層主要為奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、新近系及第四系;區(qū)內(nèi)巖漿活動不強(qiáng)烈,巖漿巖發(fā)育程度中等,區(qū)域變質(zhì)作用較弱,巖石只有輕微變質(zhì),基本保留了原巖特征。研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較褶皺構(gòu)造更為發(fā)育,主要發(fā)育在北部古生代地層中,對地層、褶皺起了程度不同的破壞作用。少部分發(fā)育在南部第四系中,常是地下水的出露處。研究區(qū)內(nèi)侵入巖主要發(fā)育有基性侵入巖序列、珠萬托別花崗巖序列、居宛土伯石英閃長巖序列、結(jié)勒迪克增閃長巖序列。
地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)的目的在于把塔城市范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境背景接近,災(zāi)害種類基本一致,易發(fā)程度和危害程度相當(dāng),防治對策相近的區(qū)域劃分在一起,把前述各方面不相同的區(qū)域劃分開,有利于對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因進(jìn)一步進(jìn)行綜合研究。對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)程度分區(qū)應(yīng)遵循以下分區(qū)目的與原則。
2.1.1 “以人為本”的原則
地質(zhì)災(zāi)害研究區(qū)劃應(yīng)突出“以人為本”的原則,分區(qū)也要突出地質(zhì)災(zāi)害與人類生產(chǎn)生活的密切程度。對人類社會經(jīng)濟(jì)、工程活動強(qiáng)烈的區(qū)域進(jìn)行重點評價,人類社會經(jīng)濟(jì)、工程活動弱、無人區(qū)進(jìn)行一般評價。同時,還要考慮到地質(zhì)災(zāi)害對人類生產(chǎn)生活中存在的潛在危害,準(zhǔn)確預(yù)測防范地質(zhì)災(zāi)害,減少損失,保證人民群眾的生產(chǎn)經(jīng)營活動安全,更好地為社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
2.1.2 自然及地質(zhì)環(huán)境條件差異性原則
地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與其所處的地形地貌、氣象條件、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動及水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等自然及地質(zhì)背景條件密切相關(guān)。充分研究不同區(qū)域主導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、分布及危害的地質(zhì)環(huán)境條件差異,在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)時,將發(fā)生條件相同或相近的區(qū)域劃入同一個區(qū),條件不同的劃入不同的區(qū)。
2.1.3 地質(zhì)災(zāi)害形成主導(dǎo)因素原則
在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)時,充分考慮地質(zhì)災(zāi)害的分布現(xiàn)狀特征,因為地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀分布是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的直接反映。同一級次的易發(fā)程度區(qū)域,其地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀分布密度大致相近。
2.1.4 定量與定性相結(jié)合的原則
充分利用本次地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)研究成果,從已有地學(xué)信息庫中采用數(shù)據(jù)挖掘方法,全局考慮,通過定量評價揭示地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律,通過定量與定性相結(jié)合評價全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性,對坡體的坡度、巖土體類型、地質(zhì)構(gòu)造條件、人類工程活動等進(jìn)行定量評價。
塔城市崩塌易發(fā)性定量評價采用“頻率比—面域”模型,以定量化空間數(shù)據(jù)分析及集成方法為主線,以Arcgis 為平臺展開,最終實現(xiàn)崩塌易發(fā)性定量評價目標(biāo),滿足崩塌定量評價需求。
頻率比—面域模型基于地質(zhì)災(zāi)害分布和影響因素數(shù)據(jù)分析,建立各因子與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的相關(guān)關(guān)系;利用疊加計算,揭示多因子綜合作用下地質(zhì)災(zāi)害的空間分布。
本次評價因子的選取。眾所周知,崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)害的影響因素及其與災(zāi)害的相關(guān)性等方面均有較大的差異性。如果采用同樣的因素、指標(biāo)、數(shù)學(xué)特征值和函數(shù)關(guān)系式等進(jìn)行多災(zāi)種的易發(fā)性評價,將難以避免地造成評價結(jié)果存在較大的不確定性。
本次地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性模型評價因子的選取由項目組野外工作人員、定量評價建模人員根據(jù)野外實際研究情況并結(jié)合災(zāi)害理論、認(rèn)識經(jīng)反復(fù)討論、總結(jié)而成。根據(jù)本次研究成果,塔城市地質(zhì)災(zāi)害共發(fā)育272 處,其中崩塌災(zāi)害點261處,泥石流5處,滑坡6處?;?、泥石流數(shù)量較少達(dá)不到統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn),本次塔城市易發(fā)性評價以崩塌為評價對象。根據(jù)區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害的形成條件和分布規(guī)律,初步選定了氣象水文、地形地貌、地層巖性、構(gòu)造和人類工程活動5方面因素進(jìn)行崩塌災(zāi)害易發(fā)性評價,評價指標(biāo)分別為降雨量、巖土體類型、坡度、距斷裂距離、斷裂線密度、距河流距離、距道路距離。在GIS平臺中,分別建立了包含這7個指標(biāo)的數(shù)據(jù)庫。
通過野外現(xiàn)場研究,結(jié)合前人資料,對已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害點及地質(zhì)災(zāi)害隱患點發(fā)育情況、易發(fā)程度、危害性等進(jìn)行研究分析統(tǒng)計。塔城市地質(zhì)災(zāi)害主要分布于中山區(qū)切割強(qiáng)烈的烏拉斯臺河、喀浪古爾河、阿不都拉河、錫伯圖河河谷及支流的溝谷兩側(cè)邊坡地帶以及國防公路、進(jìn)山轉(zhuǎn)場牧道、修筑工程形成的陡峭切坡,而在平原區(qū)崩塌災(zāi)害主要沿阿不都拉河、喀浪古爾河河流、葉爾蓋提河兩岸分布及吐勒克庫拉克山采石場。
在塔城市滑坡易發(fā)性分區(qū)結(jié)果上,根據(jù)易發(fā)程度就高不就低的原則,結(jié)合野外實地研究對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度定性認(rèn)識,以“區(qū)內(nèi)相似、區(qū)間相異”為原則,同時疊加滑坡和泥石流易發(fā)程度分區(qū),劃分出塔城市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)(表1)。
表1 塔城市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度劃分表
3.2.1 地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)(A)
分布在塔城市北部斷塊上升深切割尖頂中山區(qū)的烏拉斯臺河、喀浪古爾河、阿不都拉河主河道及支流兩側(cè)溝谷中。面積為506.89km2,占塔城市總面積的11.63%。行政區(qū)劃上主要分布于二工鎮(zhèn)牧場及也門勒牧場北部。
區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件差,巖體破碎,山區(qū)以傳統(tǒng)的牧業(yè)為主,人類工程活動不強(qiáng)烈,海拔高度1150~2844m。崩塌、泥石流、滑坡地質(zhì)災(zāi)害都發(fā)育,現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害點及隱患點115 處,占全市地質(zhì)災(zāi)害點總數(shù)的54.5%,其中崩塌及崩塌隱患109 處,占崩塌災(zāi)害總數(shù)的51.66%;泥石流3 處,占泥石流災(zāi)害總數(shù)的75%;滑坡3處,占滑坡災(zāi)害總數(shù)的100%。
3.2.2 地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)(B)
分布于研究區(qū)北部山區(qū),該區(qū)可劃分為5 個亞區(qū)(B1-B5)。本區(qū)總面積為:674.71km2,占塔城市總面積的15.49%。區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件較差,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度中等。人類工程活動以山區(qū)放牧及道路建設(shè)工程為主。主要危害是毀壞草場、道路、威脅牧民財產(chǎn)和生命安全。行政區(qū)劃上分布于窩依加依勞牧場西北、西南及東北部;二工鎮(zhèn)牧場南部;一六四團(tuán)中北部;阿西爾鄉(xiāng)北部;阿不都拉鄉(xiāng)北部;也門勒草場南部;喀拉哈巴克鄉(xiāng)北部草場;恰夏鄉(xiāng)夏季牧場大部分。
(1)第一亞區(qū)(B1):位于塔城市北部山區(qū),烏拉斯臺河、喀浪古爾河主河及其支流山坡及分水嶺。海拔1490~2385m,山坡坡度20°~40°,植被良好,分布面積71.98km2,區(qū)內(nèi)災(zāi)害類型為崩塌,共計8處,占塔城市崩塌災(zāi)害總數(shù)的3.8%。
(2)第二亞區(qū)(B2):位于塔城市北部山區(qū),喀浪古爾河上游的傾庫勒一帶,為區(qū)內(nèi)的華力期中期花崗巖分布區(qū),面積30.59km2。海拔高程2160~2490m,區(qū)內(nèi)為堅硬的花崗巖,受構(gòu)造作用影響,巖體較破碎,易發(fā)生崩塌災(zāi)害。
(3)第三亞區(qū)(B3):該區(qū)屬于淺切割的低山區(qū),行政區(qū)劃屬二工鎮(zhèn)、窩依加依勞、阿西爾鄉(xiāng)牧場,面積144.49km2,海拔高程890~1740m,區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件差,地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌、泥石流,以崩塌為主,現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害17處,其中崩塌及崩塌隱患16處,泥石流1處,災(zāi)害點大都沿烏拉斯臺河、喀浪古爾河及阿西爾進(jìn)山公路分布。
(4)第四亞區(qū)(B4):主要分布于塔城市東北部,阿不都拉河?xùn)|側(cè)溝谷及大斯別提蘇河、錫伯圖河支流及河谷兩側(cè),面積382.96km2,海拔高程930~2810m。區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境較差,主要人類工程活動為放牧及道路建設(shè),受人類工程活動及構(gòu)造作用,巖體破碎,易發(fā)生崩塌災(zāi)害,區(qū)內(nèi)共發(fā)育崩塌災(zāi)害31處,主要威脅轉(zhuǎn)場道路過往的車輛、行人及周邊放牧的牧民。
(5)第五亞區(qū)(B5):主要位于塔城市西北部,切特喀木斯特河一帶,面積44.69km2。區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件較差,受河流切割及道路建設(shè)工程,巖體較為破碎,易發(fā)生崩塌災(zāi)害,區(qū)內(nèi)共發(fā)育崩塌災(zāi)害14處,主要威脅過往車輛、行人及周邊活動的牧民。
3.2.3 地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)(C)
主要分布于塔城市山前冰水臺地、部分低山區(qū)、塔斯塔克拉巴山、吐勒克庫拉克山及喀浪古爾河、阿不都拉河、葉爾蓋提河河岸兩側(cè)。面積149.31km2,占塔城市總面積的3.40%,海拔400~1280m,斜坡坡度小于20°,行政區(qū)劃上主要分布于阿西爾鄉(xiāng)北部山區(qū)及喀浪古爾河、阿不都拉河、葉爾蓋提河河岸兩側(cè)。由北向南穿過阿西爾鄉(xiāng)、阿不都拉鄉(xiāng)、二工鎮(zhèn)、喀拉哈巴克鄉(xiāng)、也門勒鄉(xiāng)、一六二團(tuán)及塔城市南部窩依加依勞牧場。
區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)地勢平坦,巖性主要為黃土、砂土及卵礫石、部分地區(qū)為火山巖出露區(qū)。區(qū)內(nèi)共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害33處,除吐勒克庫拉克山受人類采石活動而遺留的巖質(zhì)崩塌外,區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要為河流沖刷作用形成的河岸坍塌災(zāi)害,危險性較小,主要威脅河道、農(nóng)田。
3.2.4 地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)(D)
分布于研究區(qū)北部的第四系覆蓋區(qū)、塔城市中部和南部平原區(qū),面積3025.69km2,占塔城市面積的69.45%,區(qū)內(nèi)地勢平坦,坡度小于10°,缺少崩塌、滑坡、泥石流形成條件,地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。
本次研究采用“頻率比—面域”模型對塔城市進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價,對塔城市地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)程度進(jìn)行了分區(qū)評價,其中地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)面積506.89km2,分布地質(zhì)災(zāi)害點133 處;中易發(fā)區(qū)面積647.71km2,分布地質(zhì)災(zāi)害點106 處;低易發(fā)區(qū)面積149.31km2,分布地質(zhì)災(zāi)害點33 處;不易發(fā)區(qū)面積3025.69km2,無地質(zhì)災(zāi)害。通過對塔城市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)進(jìn)行劃分,有助于當(dāng)?shù)卣⒑屯晟频刭|(zhì)災(zāi)害群測群防體系和網(wǎng)絡(luò)、開展地質(zhì)災(zāi)害勘查、監(jiān)測預(yù)警工作;為今后地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供了基礎(chǔ)依據(jù)。