摘 要:樺南縣地處黑龍江省東部,其地質災害對人民群眾的生命安全和財產帶來威脅和損失。查明該縣地質災害發育現狀和隱患,有助于揭示黑龍江省樺南縣地質災害發育規律,可為樺南縣地質災害防治提供科學依據,對保護人民生命財產安全和社會經濟發展有著極為重要的意義。
關鍵詞:地質災害;分布特征;發育規律
1 地質災害分布特征
樺南縣地質災害發育與分布受地形地貌、地層巖性、水文氣象、植被發育程度、人類工程活動等因素的控制和影響。研究區屬低山丘陵區,東高西低,地勢起伏較大。森林覆蓋率達25%,自然生態環境較好,受其控制,自然形成的地質災害不甚發育,突發性的滑坡、泥石流等地質災害較為少見。野外調查結果表明樺南縣地質災害主要有地面塌陷(潛在地面塌陷)、不穩定邊坡及水土侵蝕,如表1所示。
表1 樺南縣地質災害發育數量一覽表
1.1 地面塌陷
樺南縣已形成的地面塌陷共有三處,其形成原因為地下采礦形成。其中兩處塌陷在孟家崗鐵礦,還有一處在民主鄉。其中孟家崗鐵礦分孟北、孟南、向陽溝三個開采區域,總面積10km2,佳-牡鐵路從孟北和孟南礦區中心通過。目前發現有四處地面塌陷,為兩個小的塌陷群,最為嚴重的一處靠近佳-牡鐵路,目前尚未影響鐵路的運輸安全;民主鄉塌陷由于過去地下開采第三系砂金,造成小面積的地面塌陷,隨著砂金的禁采和復墾政策推行,塌陷已經停止,現僅存有一處塌陷坑。
1.2 不穩定邊坡
樺南縣不穩定邊坡較為發育,多為采石、采礦以及修筑公路、鐵路過程中切割山體形成,點多面廣,與人類經濟活動息息相關,本次調查發現不穩定邊坡21處,其分布于:(1)低山丘陵前緣,山區,小型采石場及建筑工程的人工削坡;(2)變質巖、花崗巖、硅質巖、玄武巖地區,老禿頂子大理巖礦、及各個采石場;(3)人類活動較強烈的公路兩側,主要為S307省道及鄉村路路通兩側。
1.3 水土侵蝕
樺南縣的水土侵蝕主要分布在西部的植被裸露的低山丘陵區(土龍山鎮的橫代山一帶和金沙鄉的東民主村一帶)、中部的丘陵漫崗區及平原的風蝕區。
2 地質災害發育規律
2.1 地面塌陷
2.1.1 發育特點。本次調查工作共發現地面塌陷點三處,位于民主鄉的地面塌陷已基本穩定,下面只介紹另兩處塌陷。(1)建龍鐵礦塌陷。建龍鐵礦塌陷處在耕種農田之中,西側約30m為公路,40m左右為鐵路,塌陷坑為圓形,坑口面積30m2,水深4-6m,在地表塌陷周邊已經設置了的隔離措施,地下鐵礦已經停止向該方向開采,以免塌陷向西擴展。目前,公路和鐵路尚未受到塌陷的直接影響,但是已經受到塌陷的威脅,應加強監測和重點防治。(2)亨通鐵礦塌陷。該處塌陷位于孟家崗鎮前平安屯南200m處,距公路30m,距鐵路約500m。地下采礦形成,該處塌陷有兩個陷坑,規模分別分20×15m、20×10m,深度約為3-5m,充水水位1-2m,造成的直接危害就是減少了農田的耕種面積。
2.1.2 發育規律。一般而言,多數地面塌陷都會經歷裂隙-洞-塌陷的發育過程。裂隙是開始階段,洞是孕育階段,塌陷是最終結果。孕育過程中的為潛在地面塌陷。研究區地面塌陷的發育原因主要是人類工程活動,其次為地質構造、巖土體性質、降雨量等。地面塌陷的發育具有持續性、階段性、周期性、重復性。(1)連續性:潛在地面塌陷會一直處在發育狀態,直到誘發因素消失,形成新的力學平衡為止。(2)階段性:地面塌陷的發育過程一般可分為:孕育階段、塌陷階段和調整階段。其中孕育階段是塌陷成長形成的過程;塌陷階段是塌陷區形成的一個過程;調整階段是塌陷形成后慢慢處于穩定或休止狀態,達到新的力學平衡。(3)周期性:塌陷受到不穩定誘發因素影響,其塌陷會出現周期性變化,出現強弱波動。在降雨量大的季節塌陷強烈,反之,塌陷作用減弱或停止。對于停止或穩定的塌陷,可能會因為誘發因素強烈再次出現新的發育過程。(4)重復性:對于同一塌陷區而言,因為誘發因素強弱不斷的變化,可能會經歷多次塌陷,不斷加劇原有的塌陷程度,周而復始,直到穩定狀態出現。
2.2 不穩定邊坡
2.2.1 發育特點。經過調查,只有一處位于達連泡水庫邊緣的斜坡處于不穩定狀態,現今未采取任何防護措施。達連泡水庫不穩定邊坡所處地貌單元為低山丘陵區,海拔標高214m,為人工削坡,坡長60m,寬8m,坡高23m,坡度75°,坡向165°,為人工巖質斜坡。坡體巖性為中元古代石英巖,層狀結構,全風化帶厚度3m,下部呈弱風化狀態。該處斜坡對離山腳很近的看守水庫人員構成威脅,目前穩定性較差,現今未采取任何防護措施。在強降雨作用下有可能失穩,造成一定的影響。
2.2.2 發育規律。不穩定邊坡的發育過程可分為蠕動階段、變形階段、滑動階段和調整穩定階段。研究區的不穩定邊坡主要分布在交通要道和礦山開采面。其發育具有一定的周期性、階段性和復活規律及相對穩定性。(1)周期性:不穩定邊坡發育活動具有一定的周期性,與其誘發因素的破壞強度和時間之間密切相關。對于穩定的或已經處于穩定的邊坡會因為人類工程活動或是大氣降水量的增多不斷出現巖土體滑落或坍塌現象。(2)階段性:不穩定邊坡的發育過程都有其發生、發展和停止的過程。掌握其發育階段性有利于地質災害預報預警工作,為防災減災奠定基礎。(3)復活規律:對于已經停止或處于穩定狀態的邊坡,因為誘發因素的變化影響,重新處于不穩定狀態。復活的邊坡可以是整個邊坡或是局部邊坡。(4)相對穩定性:指在某一時間段,某一地質災害發育地段(點),沒有誘發因素影響時,不穩定邊坡處于相對穩定狀態,存在潛在危險。當有誘發因素影響時,可能會發生巖土體的滑落或坍塌現象。
2.3 水土侵蝕
2.3.1 發育特點。樺南縣的水土侵蝕主要發育在斜坡地帶結構松散的土層中,溝寬一般3-10m,最寬可達20m,深一般為1-3m,最深可達10m,長度從數十米至數百米不等,遇強降雨時加速其發展,攜帶泥砂極易形成小型泥石流。本次調查的水土侵蝕多數位于公路、鐵路及村莊附近,有的水土侵蝕災害點距公路和鐵路相距不足十米,有的在村莊內通過,直接威脅運輸和村屯安全,或沖毀耕地。
2.3.2 發育規律。水土侵蝕一般的分布規律為:坡度小的地方,受雨面積大,徑流量大,但流速小,侵蝕程度較小;隨坡度增大,侵蝕強烈。研究區水土侵蝕主要分布在低山丘陵區。其發育具有一定的周期性、階段性和循環性及空間成群性。(1)周期性:水土侵蝕發育的周期性與其誘發源之間息息相關。誘發源的破壞時間和破壞強度不同會導致水土侵蝕現象在不同時間段出現,可能周期的長短不一。(2)階段性:不穩定邊坡的發育過程都有其發生、發展和停止的過程。(3)循環性:對于已經停止或處于穩定的土體狀邊坡,因外在因素的影響,會在同一地點,循環不斷的出現土壤顆粒被大氣降水攜帶向下游移動的現象。(4)空間成群性:對于同一地點,一般會出現多條發育程度不一的水土侵蝕溝。
綜上所述,樺南縣地質災害發育具有周期性、復活性、空間成群性、循環性、階段性、持續性、重復性及相對穩定性等多種規律。
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