通城縣地質災害特征及誘因分析

李曉+陳銳凱+郝漢舟+徐新創(chuàng)

摘要：為了研究通城縣地質災害的特征及誘因，通過ARCGIS和SPSS軟件分析了通城地質災害的時空分布特征及其與人類活動之間的關系。ARCGIS分析結果表明：通城縣地質災害的空間分布主要受地形和巖性控制；SPSS分析結果表明：地質災害的發(fā)生與降水量顯著相關，且通城縣地質災害分布廣、以小規(guī)模為主，主要受短時強降水和人類活動誘發(fā)。

關鍵詞：通城；地質災害；特征；誘因

中圖分類號：P694

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0028-04

1引言

通城縣位于湖北省東南部，主要為低山、丘陵地形；縣域內滑坡、崩塌和泥石流等地質災害頻繁發(fā)生。隨著經濟發(fā)展，城鄉(xiāng)居民建房、交通建設及礦產資源開采等人類活動對原始地形造成不同程度的破壞，導致地質災害隱患不斷增多。

基于湖北省地質環(huán)境總站提供的調查數(shù)據(jù)和調查報告，利用Arcgis、SPSS等軟件進行數(shù)據(jù)分析，得出通城縣地質災害的特征及主要誘因。

2研究區(qū)域概況

2.1自然環(huán)境概況

通城縣位于鄂東南地區(qū)，地處鄂、湘、贛三省交界處，東、南、西三面環(huán)山，北面開闊，地跨東經113°36′～114°04′，北緯29°02′～29°24′。國土總面積1131.10km2。中、低山占通城總面積12.49%，丘陵占通城總面積的76.38%[1]。

境內侵入巖廣泛分布，全縣總面積的80%以上。主要為二長花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖、二云母二長花崗巖等。其次為變質巖、碳酸鹽巖。境內規(guī)模較大的斷裂多呈北東向展布，分布于縣境南部和東部地區(qū)，北西向零星分布小斷層。

通城縣屬亞熱帶大陸性季風氣候區(qū)。年平均氣溫16.7℃，7月份月平均氣溫28.7℃；1月份月平均氣溫4.1℃。多年（1960～2000年）平均降雨量1554.9mm，年最大降雨量2221.5mm（2003年），24h最大降雨量259.9mm（1995年7月1日），1h最大降雨量81.5mm（1997年5月7日18時）。降雨時間集中在3～8月份，6月份為降雨峰期，12月降雨量最少。

2.2工程地質巖組

通城縣境內主要出露巖漿巖及少量沉積巖和變質巖，根據(jù)巖土體工程地質特征，境內巖土體可劃分為三大工程地質巖類，5個工程地質巖組。

2.2.1堅硬工程地質巖類（Ⅰ）

分布于境內大部分地區(qū)，按巖性分為兩個工程地質巖組：堅硬塊狀花崗巖組（Ⅰ1）、堅硬層狀淺變質巖組（Ⅰ2）。

塊狀堅硬花崗巖組（Ⅰ1）：主要為二長花崗巖，巖石致密堅硬、塊狀、完整性好、抗壓強度大，由于受構造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育。

層狀堅硬淺變質巖組（Ⅰ2）：由泥質砂質板巖和絹云母千枚巖組成，具輕微變質，巖層呈層狀，堅硬致密，抗壓強度大，受構造影響節(jié)理裂隙發(fā)育。

2.2.2較堅硬工程地質巖類（Ⅱ）

分布于境內東部、東北部地區(qū)，由寒武系，奧陶系，志留系地層組成，按巖性分為兩個工程地質巖組：較堅硬層狀碎屑巖組（Ⅱ1）、較堅硬層狀碳酸鹽巖組（Ⅱ2）。

層狀較堅硬碎屑巖組（Ⅱ1）：由粉砂巖、細砂巖、頁巖、砂質頁巖、硅質頁巖和硅質巖組成，巖石較堅硬，層狀，易風化，節(jié)理裂隙發(fā)育。

層狀較堅硬弱巖溶化碳酸鹽巖組（Ⅱ2）：由含磷錳質白云質灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、泥質條帶狀灰?guī)r和白云質灰?guī)r組成，巖石較堅硬，層狀，抗壓強度大，巖溶不發(fā)育。

2.2.3松散工程地質巖類（Ⅲ）

分布于境內河流低洼谷地，由全新統(tǒng)、更新統(tǒng)河流相沉積物組成，巖性松軟、孔隙度大、土質均一，力學強度低。

2.3人類經濟-工程活動

隨著城鄉(xiāng)經濟迅速發(fā)展，縣域內的城鎮(zhèn)、道路、礦山、水利建設及居民建房等工程活動日益頻繁，人為引發(fā)的地質災害日益增多，主要表現(xiàn)為以下幾點。

（1）城鄉(xiāng)居民建房發(fā)展迅速。居民建房，特別是丘陵地帶依山切坡建房，對原始地形造成了不同程度的改造和破壞，切坡過高、過陡都成為地質災害的誘發(fā)因素。

（2）交通建設發(fā)展迅速。在新建道路和已建道路的擴寬、取直過程中削坡填方、開山炸石形成了不穩(wěn)定斜坡，可能形成滑坡、崩塌等地質災害。

（3）通城縣礦產資源較豐富，開礦破壞山體、尾礦堆積易導致地質災害發(fā)生。

3通城縣地質災害的特征

3.1空間分布特征

湖北省地質環(huán)境總站于2005年4月至2005年5月對通城縣11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、4個國營林場，全縣204個行政村（居委會）進行地質災害調查，經核查確定地質災害54處。地質災害分布情況如圖1所示。

3.1.1地質災害分布與地形的關系

通城縣地質災害分布較為廣泛，全縣除雋水鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有地質災害發(fā)生。雋水鎮(zhèn)為通城縣城區(qū)所在地，地勢平坦，主要為起伏平緩的低丘崗地或城市建設用地；雋水鎮(zhèn)南部為森林公園，植被覆蓋良好，故無地質災害發(fā)生。

依據(jù)地質災害規(guī)模大小分析，大規(guī)模地質災害兩處，分布在研究區(qū)域南端黃龍山脈坡度較陡的中山地區(qū)和東端塘湖鎮(zhèn)坡度較陡的低山地區(qū)。在中部地勢平坦的地區(qū)僅分布小型地質災害。

3.1.2地質災害分布與地層巖性的關系

對不同類型的工程地質巖組的面積及發(fā)育在該工程地質巖組之上的地質災害數(shù)量進行統(tǒng)計，結果見表1。

從表1可以看出。

（1）層狀堅硬淺變質巖和層狀較堅硬碎屑巖中地質災害的密度偏大，這是因為巖層層面易形成不穩(wěn)定面。

（2）層狀較堅硬弱巖溶地質災害密度偏小，這是因為碳酸鹽巖是化學沉積，膠結緊密，且難以發(fā)生物理風化，在巖溶不發(fā)育的情況下不易發(fā)生地質災害。

（3）松散巖類地質災害密度偏小，這是因為研究區(qū)域內松散巖類厚度較小，基本在地勢低平的谷地、平地出露，缺乏發(fā)育地質災害的地形條件。

研究表明，巖性與地質災害的發(fā)育有較為顯著的對應關系，且影響地質災害的類型，通常情況下，滑坡多發(fā)生在軟巖中，而硬巖中多發(fā)生的是崩塌[2，3]。

3.2地質災害的規(guī)模特征

斜坡巖土位移類型的地質災害的規(guī)模大小主要由發(fā)生位移的巖土體積所決定，由于通城縣地形主要為低山丘陵，海拔高度小，山體體積有限，故地質災害規(guī)模以中小型為主。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在調查采集的54處地質災害中，小型地質災害47處，中型5處，大型2處（圖2）。

從圖2可以看出，通城縣地質災害主要為小型土質滑坡和小型崩塌，二者共占通城縣地質災害總數(shù)的81.5%。分析認為，通城縣位于亞熱帶地區(qū)，氣候溫暖濕潤，風化殼厚度大，為小型土質滑坡的主要物質來源；通城縣地表80%以上為酸性侵入巖，垂直節(jié)理發(fā)育，風化作用強烈，是小型崩塌的主要物質來源。

3.3季節(jié)分布特征

縣域內地質災害在時間分布上受大氣降水的控制，從多年氣象資料分析，通城縣降雨集中在3～8月份，而以6月份雨量最多，4、5、6三個月發(fā)生的地質災害就占全年地質災害總數(shù)90%左右，發(fā)生在6月份的地質災害總數(shù)達27處，占已發(fā)生地質災害總數(shù)的50%（圖3）。

3.4人為活動影響巨大

縣域內人工動力型地質災害達37處，占了災害總數(shù)的68.5%，且在由降雨引發(fā)的泥石流中，有兩處是因為人為破壞天然植被，并在地表堆放廢棄物，為泥石流等發(fā)生提供了物質來源（圖4）。

由于通城縣地形起伏不大，且地處亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，在自然條件下植被茂盛，水土流失現(xiàn)象不嚴重，不易發(fā)生自然災害。但人工采掘礦產、修建公路或民房、修建溝渠等行為易破壞植被，造成臨空面，導致自然災害發(fā)生。所以人工動力是通城縣自然災害的主要誘因。

4通城縣地質災害動力分析

4.1自然誘因

4.1.1降水誘發(fā)型

主要指由于大氣降水滲入土體、巖體或巖土接觸面、滑動面等引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。通城縣降雨量與地質災害發(fā)生頻率如表2所示。

用SPSS軟件對通城縣1～12月份降水量和地質災害發(fā)生頻率進行相關性分析，得出結果如表3。

從表3中可以看出，降水量與地質災害頻率之間呈顯著相關。

通城縣降雨量與地質災害頻率分布圖（圖3）體現(xiàn)了地質災害發(fā)生頻率與降水之間的幾個關聯(lián)：

（1）通城縣降水集中在3～8月份，而3～8月的地質災害達50處，占已發(fā)生地質災害總數(shù)的92.6%。說明降水對地質災害具有很強的誘發(fā)作用。

（2）發(fā)生于6月份的地質災害達27處，占已發(fā)生地質災害總數(shù)的50%。這是因為六月份多短時強降水，極易誘發(fā)地質災害。

（3）7、8月份降水量大，且多短時強降水，但地質災害發(fā)生頻率陡降，這是因為多數(shù)不穩(wěn)定地質體在6月份已失穩(wěn)并釋放能量，之后進入相對穩(wěn)定狀態(tài)[4]。

4.1.2剝蝕-卸荷型

主要指在自然條件下，巖石遭受風化、剝蝕作用，巖層卸荷引發(fā)的崩塌等地質災害。此類災害通常進展比較緩慢，孕災時間可長達數(shù)百年；且由于地表未受人類行為破壞影響，極易受到忽視從而導致災害發(fā)生。

4.2人為誘因

人類活動對地質災害的誘發(fā)主要分為3種情況：切蝕、潛蝕和采掘。

切蝕型地質災害共31處，占被調查地質災害總數(shù)的57.4%。其中崩塌19處，土質滑坡10處，巖質滑坡2處，是引發(fā)通城縣地質災害的最主要因素。近年來，隨著農村居民收入的提高，許多村民選擇自蓋新房。通城縣丘陵地貌占全縣總面積76.38%，村落散布其間，許多新建房屋多選擇依山而建，施工時開挖山體，易留下地質災害隱患。

潛蝕主要指由人工修建水渠，大量水流滲入坡體，浸泡、軟化土體，在降雨的激發(fā)下滑動。近年來，通城縣低丘崗地改造項目大量實施，油茶等經濟作物廣泛栽培，人工灌溉水渠也隨之不斷增加，易對山體產生潛蝕作用，造成地質災害隱患。

人工采掘型主要指在陡崖下進行人工采石或挖礦，造成臨空面，導致上部巖層崩塌。

5結語

5.1通城縣地質災害總體特征

（1）空間分布的廣泛性。通城縣地質災害分布廣泛，除城區(qū)雋水鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同地形下均有分布，雖然其中地形較高、地勢較陡峭的山區(qū)分布稍顯密集，但并不特別突出；低丘崗地同樣有大量地質災害分布。

（2）規(guī)模小型化。調查結果顯示小型地質災害占總數(shù)的87%。

（3）地質災害發(fā)生的季節(jié)性明顯。4、5、6三個月發(fā)生的地質災害就占全年地質災害總數(shù)90%左右，其中6月發(fā)生的地質災害占全年總數(shù)50%。

（4）人為誘因突出。人工動力型地質災害占地質災害總數(shù)的68.5%。

5.2主要防治原則

（1）合理開發(fā)利用自然資源，防止自然環(huán)境惡化，減少人工誘發(fā)的地質災害。

（2）該縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)普遍設防，對少數(shù)大型地質災害隱患重點監(jiān)測。

（3）在每年4月、5月、6月地質災害多發(fā)時段重點監(jiān)測，特別是短時強降雨較多的6月份尤其要提高警惕。

（4）利用GIS軟件進行地質災害統(tǒng)計和分析，并建立災害預警系統(tǒng)和應急預案[5]。

參考文獻：

[1]咸寧市統(tǒng)計局.咸寧統(tǒng)計年鑒2014[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2014.

[2]黃潤秋，李為樂.5.12汶川大地震觸發(fā)地質災害的發(fā)育分布規(guī)律研究[J].巖石力學與工程學報，2008，27（3）.

[3]馬文瀚.湖南省地質災害孕災機理及綜合防治研究[D].長沙：中南大學，2012.

[4]張偉.廣東省地質災害的空間分布及成因分析[J].綠色科技，2012，（7）.

[5]吳志均，邱馬江，唐峰.對水城縣地質災害防治的思考[J].綠色科技，2011（2）.