晉城市兩區四片地質災害問題研究

陽結華 ，戴 興

1.河南省地質礦產勘查開發局第二地質隊，河南 鄭州 450002

2.河南省焦作地質勘察設計有限公司，河南 焦作 454002

0 引言

晉城市位于山西省東南部邊緣，東枕太行，南鄰中原，西望黃河，北通幽燕，區位適中，交通便捷，距省會太原市直線距離約265km。特定的自然地質環境和不合理的以礦產開發為主的人類經濟活動，在一些地區引起了種種地質環境問題，尤其是地質災害日益突出，已成為制約該市社會經濟持續發展的重要因素之一。

晉城市規劃區的主城區、金村區、南村片區、高都片區、北石店片區和巴公片區面積分別為47.10km2、4.87km2、7.87km2、1.50km2、9.31km2、5.07km2，六區總面積約75.72km2。本次調查范圍在規劃區域的基礎上適當外延4m～830m，總面積約84.66km2。

1 工作區地質環境條件

晉城市規劃區四周高山環繞，東南部屬太行山脈，山嶺陡峻，山峰標高在1000m左右，東南邊界丹河出境處最低， 河谷標高僅為290m左右。中部由北向南斜列著巴公、北石店、城關和南村4個小盆地，統稱晉城盆地，其地勢低平，地面標高690m～790m；盆地西部伊候山，為區內最高山，主峰海拔標高為1165.4m。

根據形態及其成因類型，將本區地貌分為侵蝕中低山區、剝蝕中低山區、剝蝕堆積黃土丘陵區、侵蝕堆積平原區和堆積山間盆地區5個區。

沁河是區內最大河流，它發源于沁源縣二朗神溝，經安澤、沁水至陽城與澤州縣的交界處流入河南省境內，全長450km，流域面積12800km2，多年平均流量為43.664m3/s。屬沁河支流的有丹河和長河。

丹河是縣境內的主要河流，發源于高平市琉璃山丹株嶺，經高平、澤州在河南沁陽縣匯入沁河，流域面積3150km2，全長162km，澤州縣境內長87km，沿途建有任莊、青天河水庫和郭壁提水工程，以小會為界，上游為季節性河流，下游為常年性河流。屬丹流的有巴公河、北石店河、許河、東丹河和白水河，均為季節性河流。

調查區內出露地層主要有古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和新生界上第三系、第四系。

本區位于太行山隆起與沁水凹陷之間，構造十分發育，控制性構造體系主要是新華夏系褶斷帶、東西向褶斷帶、丹河小山字型構造和華夏系構造。

根據含水層巖性和地下水賦存特征，區內地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙水、碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和碳酸鹽巖類巖溶水四類。碎屑巖類裂隙水分布面積小，將其與碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水合并統稱為裂隙水。

2 工作區地質環境現狀

在調查區內未發現崩塌、滑坡、泥石流地質災害，但在調查區內發現七處地面塌陷，均屬于小型，分布于主城區北部、巴公鎮的南部及北石店鄉的東部、西北部，其他片區的調查范圍均在鄉鎮所在地，歷史上沒有發現較大的地質災害。規劃區的塌陷集中于歷史上省、市營煤礦礦界范圍內及其周邊集體、個體煤礦礦界范圍內。由煤礦開采形成的地面塌陷伴生地裂縫主要分布于采空區周邊和采掘工作面前方位置。

3 地質災害危險性預測評估

從時間發育特征來看，主要表現在兩個方面：一是塌陷時間相對于煤礦開采時間的滯后性。煤層開采后，采空區上覆巖體的變形破壞需要一定時間，同時由于采空區上覆巖體的組合關系、厚度及其力學性質不同，使得不同區域形成地面塌陷的滯后時間長短不等；二是地面塌陷的后生演化性。在地裂縫發育階段，由于年復一年的降雨、地表水的沖蝕、侵蝕和淋濾作用，使裂縫不斷擴大，進而形成塌陷。這種情況在雨季特別明顯，塌陷常呈不規則長條形，上小下大，并與地裂縫相連。回填后，來年雨季再次沖刷，地面塌陷再次形成。

因此，評估區內下伏煤層一旦開采，會對評估區內地表建筑工程和巷道及設施造成極度嚴重的破壞，可能造成的經濟損失很大，地質災害危險性大。

4 地質災害分區評價

地質災害易發區指容易發生地質災害的區域，分區在研究影響致災的各種因素和發生(包括潛在發生)的地質災害的數量、密度、波及范圍的基礎上進行，可劃分為高易發區、中易發區、低易發區和不易發區四類。劃分方法首先以定性分析劃分各個評價單元，其次，對各個評價單元進行定量確定，最后進行綜合評定。

1）定性劃分

首先根據地形地貌、地層構造、水文地質條件、礦產分布及人類工程活動強度與地質災害現狀將調查區劃分出數個評價單元，并依照《縣（市）地質災害調查與區劃基本要求》實施細則中地質災害易發程度分區主要特征簡表，對各個評價單元進行定性評價。

2）定量確定

根據調查區客觀情況，采用襲擾系數(R)法定量評價。利用野外調查所得的各評價單元地質災害現狀與發育程度(數量、規模)等求取R值。

3）綜合評定

遵循定性分析為主，定量評級為輔的原則，當二者不一致時，以較高一級為準，將評價單元評定為地質災害高易發區、中易發區、低易發區和不易發區，且按災害的分布、類型、數量、成因等進一步劃分亞區，并以主要災種命名。

4.1 地質災害易發區分區評價

根據上述分區原則和方法，結合現狀調查結果，綜合各種資料，將調查區劃分為四個大區，其中高易發區有4個亞區，中易發區有1個亞區，低易發區為1個亞區。

4.2 地質災害防治區分區評價

分重點防治區、次重點防治和一般防治區三級，在重點防治區中，根據地質條件、災害類型與危害程度劃分出防治亞區，共分四個亞區。

4.3 防治措施

1）加強管理。地方政府要嚴格控制礦山開采區域，按正規采礦方法開采，盡量避免在村莊下采礦，嚴格限制煤礦開采范圍，嚴禁越界開采和私挖亂采；

2）對采煤引起的地面塌陷、地裂縫應及時進行填補，對破壞的耕地進行復墾，防止災情加重，并誘發滑坡、水土流失等其它災害發生；

3）對于發生在居民生活區、重要工程建設區（公路）等的塌陷、伴生地裂縫，要通過物探勘測技術手段查明其分布情況，并在此基礎上進行設計，根據設計實施夯實、灌注樁等地基處理方法，并進行工程技術驗收論證，建立監測系統，觀察其穩定性；

4）妥善解決由采煤造成周圍村莊居民吃水困難問題；

5）開展該區采空引起的潛在地面塌陷、地裂縫變形的監測、進行地面變形的預測預報，研究其發生、發展、穩定的規律性，減少和降低災害的損失；

6）加強煤礦的安全生產，在村莊或居民點范圍內預留煤柱要增多增大，防止誘發地裂縫；

7）一般防治區主要是以預防為主，地方政府要嚴格控制礦山開采區域，盡量避免在村莊下采礦，為確保居民安全，需留足保安礦柱。

5 結論

本次工作對晉城市城市規劃區主要地質環境問題進行了調查；對規劃區的地質災害進行了危險性評價，并對規劃區進行了地質災害防治分區；對晉城市規劃區進行了地質環境分區評價，并對主要地質環境問題提出了防治措施建議。建議加強對規劃區采空區的詳細勘查與治理工作；建議在規劃區內開展專門的地下水資源、土壤污染和固體廢棄物污染調查工作，并進行專項地下水污染調查。

[1]張有良.最新工程地質手冊[M].北京：中國知識出版社，2006：1123.

[2]毛俊，歐陽結華，戴興，等.晉城市規劃區地質環境調查報告[R].晉城市地質環境監測站、河南省焦作地質勘察設計有限公司，2010 .

[3]山西省澤州縣（含晉城城區）地質災害調查與區劃報告[R].山西省第三地質工程勘察院、山西省澤州縣國土資源局，2003.