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地質(zhì)災(zāi)害隱患影響因素探析

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地質(zhì)災(zāi)害隱患影響因素探析

摘要:以貴州省余慶縣為例,首先對(duì)余慶縣地質(zhì)災(zāi)害影響因素進(jìn)行分析,然后采用權(quán)重法對(duì)其影響因素的易發(fā)性進(jìn)行合理分區(qū),最終得到余慶縣未來(lái)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性特征。易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果:據(jù)易發(fā)度分值將安慶縣分為11個(gè)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),其中高易發(fā)區(qū)占全縣面積的2.28%,主要分布于龍溪鎮(zhèn)芝州村、蘇羊村兩地,是今后地質(zhì)災(zāi)害防治的重點(diǎn)區(qū)域。

關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害;易發(fā)性;評(píng)價(jià);余慶縣;影響因素

0引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和全球氣候變化,防治各種地質(zhì)災(zāi)害的形勢(shì)也愈加嚴(yán)峻和復(fù)雜。余慶縣地處黔中腹地,縣內(nèi)山多地少,近年來(lái),地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,在當(dāng)?shù)卦斐闪舜罅康娜藛T傷亡和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。針對(duì)研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題,許多學(xué)者開(kāi)展了廣泛研究,杜雪明,從地質(zhì)環(huán)境、降雨量、人類活動(dòng)角度分析了貴州省地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)規(guī)律,并提出了有效防治措施;馮地寬,從自然因素、人為因素對(duì)余慶縣白泥鎮(zhèn)迎春村龍洞滑坡成因進(jìn)行了探討;目前,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)模型主要分為推理模型、統(tǒng)計(jì)模型和確定性模型。確定性模型需輸入精細(xì)數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)結(jié)果很接近現(xiàn)實(shí),隨著目前計(jì)算機(jī)計(jì)算性能日益提升,該方法在大范圍區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的分析評(píng)價(jià)被廣泛采用。本文以貴州省余慶縣為例,開(kāi)展大區(qū)域范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的影響因素及易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià),對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害的防治以及保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全等非常重要,且具有現(xiàn)實(shí)意義。

1余慶縣地質(zhì)環(huán)境特征

余慶縣總面積1623.7km2,境內(nèi)山多地少,山地占96.07%,平壩占3.93%。地貌結(jié)構(gòu)為低山、中低山、低中山交錯(cuò)并存,一般高程在850m左右,地勢(shì)險(xiǎn)峻,出露地層有變質(zhì)巖類、碎屑巖類和松散巖類等,巖性較復(fù)雜??h內(nèi)多年平均降雨量為1137.3mm,降水總量17.09億m3/a,且降雨較集中,主要集中在5-8月份,受地質(zhì)環(huán)境賦存特征和降雨分布特點(diǎn),引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害概率較大。

2地質(zhì)災(zāi)害影響因素分析

2.1地形地貌影響

(1)地形坡度對(duì)滑坡災(zāi)害的影響地形坡度與滑坡地質(zhì)災(zāi)害頻次的關(guān)系圖如圖1所示。由圖1可知,隨著地形坡度的增加,滑坡數(shù)量呈增多的趨勢(shì),但超過(guò)35°以后,發(fā)生頻次為0,呈下降趨勢(shì),由此可知,本區(qū)域滑坡災(zāi)害明顯受地形地貌的控制,且多集中發(fā)育于25°~35°的地段。當(dāng)?shù)匦纹露却笥?5°時(shí),受土體、松散巖體自然安息角影響,不穩(wěn)定的斜坡土體、巖體將滑移、滑落至較平緩處,且大于35°斜坡地形地貌不適宜人類居住,故大于35°斜坡體上一般無(wú)威脅對(duì)象。(2)地形坡度對(duì)崩塌災(zāi)害的影響據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì),地形坡度大于60°的自然斜坡地段存在16處陡崖、陡坎危巖體,且完整性越差,在降雨、外力因素的影響下越易引發(fā)崩塌災(zāi)害。(3)不穩(wěn)定斜坡對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì),境內(nèi)發(fā)現(xiàn)1處土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害隱患和2處巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害隱患。斜坡坡度低于30°易形成土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡,變形相對(duì)較小而緩慢,規(guī)模相對(duì)較小,在降雨作用下,導(dǎo)致斜坡土體含水量增大,使得土體的抗剪強(qiáng)度降低,降低了滑坡基質(zhì)的吸力,促使土體產(chǎn)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),最終形成土體不穩(wěn)定斜坡滑坡災(zāi)害;當(dāng)斜坡坡度超過(guò)30°,超過(guò)了土體的自然安息角,易誘發(fā)巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡,易形成強(qiáng)風(fēng)化巖石沿多組節(jié)理裂隙滑移,最終形成巖石不穩(wěn)定斜坡滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

2.2地質(zhì)構(gòu)造的影響

余慶縣主要地質(zhì)構(gòu)造及與地質(zhì)關(guān)系圖如圖2所示,由圖2(a)可知,余慶縣地質(zhì)構(gòu)造形式主體為構(gòu)造線,總體方向北、北東的復(fù)式褶皺斷裂區(qū);南部邊沿地帶分布有古老的東西向斷裂構(gòu)造,一系列山脈走向均與南、北區(qū)域構(gòu)造主體方向延伸一致。由圖2(b)可知,斷裂構(gòu)造引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害頻次合計(jì)為22次,褶皺構(gòu)造引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害頻次合計(jì)為5次,由此可知,斷裂構(gòu)造對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度明顯大于褶皺構(gòu)造的影響,這是由于受斷裂帶的長(zhǎng)期活動(dòng)造成的巖體破壞,在巖體內(nèi)部形成的復(fù)雜構(gòu)造結(jié)構(gòu)面體系為滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等災(zāi)害發(fā)生提供了重要的能量釋放路徑,因此在同等的其他條件作用下,較易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害。

2.3巖土地質(zhì)條件的影響

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害踏勘,在地形地貌、地質(zhì)斷裂構(gòu)造作用下,巖層組合形式為上硬下軟、上硬中軟下硬或上軟下硬巖層組合方式,受卸荷裂隙作用,上部堅(jiān)硬巖組變形劇烈、下部軟質(zhì)巖組呈塑性變形,崩塌地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)危巖體體積較大、節(jié)理裂隙、裂縫明顯等特征。

2.4降雨影響

余慶縣降雨特點(diǎn)與地質(zhì)災(zāi)害頻次關(guān)系圖如圖3所示,由圖3(a)可知,貴州余慶縣每年5-8月多為雨季;由圖3(b)可知,全年滑坡、坍塌、不穩(wěn)定滑坡總計(jì)發(fā)生41次,其中雨季發(fā)生了31次,約占75.6%,非雨季發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害則明顯減少,表明余慶縣雨季是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)季節(jié)以及降雨強(qiáng)度、降雨量可直接影響地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率。由于雨水從滑坡后緣地表灌入滑體內(nèi)部,導(dǎo)致了滑體自重增加,使得滑帶土被軟化,土體的抗剪強(qiáng)度急劇下降,加劇了斜坡巖土體失穩(wěn)的趨勢(shì)。

2.5采礦活動(dòng)影響

截至2018年7月,余慶縣正在生產(chǎn)的礦井皆為小型露天開(kāi)采,數(shù)量不多,開(kāi)采規(guī)模不大,各類礦山均按照《開(kāi)采利用方案》施工,且采礦權(quán)范圍內(nèi)村民房屋均已搬遷,未發(fā)現(xiàn)礦山開(kāi)采活動(dòng)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害隱患現(xiàn)象。

3地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)

3.1評(píng)價(jià)方法

(1)影響因素權(quán)重系數(shù)確定在前文地質(zhì)災(zāi)害形成影響因素分析的基礎(chǔ)上,以及前人研究成果,確定了余慶縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值,各影響因素權(quán)重分配如表1所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算,將結(jié)果值分為4類,各類分值分別為4、3、2、1,對(duì)應(yīng)等級(jí)分別為高易發(fā)、中易發(fā)、低易法、不易發(fā)。(2)網(wǎng)格劃分余慶縣面積1623.7km2,計(jì)算網(wǎng)格以2km×2km進(jìn)行等面積方塊狀切割分塊,全縣共劃分出433個(gè)計(jì)算單元,采集樣本數(shù)據(jù)共計(jì)3264個(gè)。(3)計(jì)算流程按照公式(1)分別對(duì)單元疊加計(jì)算,得出各單元格范圍內(nèi)滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度結(jié)果,從而反映境內(nèi)433個(gè)單元格的易發(fā)屬性。單元信息疊加結(jié)果,即地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)程度Ef=Eh∪Eb∪En∪Ex(1)式中Eh———滑坡災(zāi)害數(shù)值;Eb———崩塌災(zāi)害數(shù)值;En———泥石流災(zāi)害數(shù)值;Ex———塌陷災(zāi)害數(shù)值。

3.2易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果分析

用SURFER軟件等軟件自動(dòng)生成單元地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性數(shù)字化綜合信息疊加結(jié)果等值線,得出境內(nèi)低易發(fā)區(qū)單元格216個(gè),中易發(fā)區(qū)單元格191個(gè),高易發(fā)區(qū)單元格26個(gè)。其中,易發(fā)程度等值線≥3.5,為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū);等值線2.5~3.5,為地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū);等值線1.5~2.5,為地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū);等值線≤1.5的地區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū),計(jì)算結(jié)果如圖4所示。高易發(fā)區(qū)共計(jì)1處,總面積36.96km2,占全縣面積的2.28%。主要位于龍溪鎮(zhèn)芝州村、蘇羊村兩地,受喀斯特灰?guī)r與碎屑巖地貌影響,地形切割較深且起伏較大,巖層多以“下軟上硬”結(jié)構(gòu),地下存在歷史久遠(yuǎn)煤礦采空區(qū)。中易發(fā)區(qū)共計(jì)3處,總面積773.18km2,占全縣面積的47.62%。主要位于白泥鎮(zhèn)、關(guān)興鎮(zhèn)、大烏江鎮(zhèn)、構(gòu)皮灘鎮(zhèn)、花山鄉(xiāng)、龍家鎮(zhèn)、敖溪鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域,受喀斯特灰?guī)r與碎屑巖接合帶地貌影響,地形切割較深且起伏較大,巖層多以“下軟上硬”結(jié)構(gòu)為主。低易發(fā)區(qū)共計(jì)7處,總面積為813.56km2,占全縣面積的50.11%,主要位于余慶縣城、大龍公社、沙落坪-芹菜塘、小江村、構(gòu)皮灘-龍溪鎮(zhèn)、敖溪鎮(zhèn)、松煙鎮(zhèn)、白泥鎮(zhèn)魁龍村、迎春村、大龍村、小江村大部分,發(fā)育寒武系喀斯特灰?guī)r、碎屑巖,地形大部份斜坡、陡坡等地形,誘發(fā)因素多為自然因素。

4結(jié)語(yǔ)

(1)余慶縣的地質(zhì)災(zāi)害影響因子主要包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土地質(zhì)條件、降雨、采礦活動(dòng)等,通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響分析,將其作為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)因子是合理的。(2)本方法在貴州省余慶縣高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害隱患專業(yè)排查中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,經(jīng)驗(yàn)證,得到的余慶縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖與實(shí)地調(diào)查一致性較好。(3)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害中、高易發(fā)區(qū),采用移民搬遷或工程治理的措施,避免人民生命和財(cái)產(chǎn)的損失。

作者:譚海英 謝配紅 單位:貴州省地礦局106地質(zhì)大隊(duì) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)