孫付來
摘要:在元謀縣地質災害詳細調查的基礎上,對各類地質災害進行了統計與分類,并采用定性與定量評價相結合的方式,對元謀縣進行了災害易發程度區劃及分區評價,旨在為該區開展地質災害重點區域防治工作提供參考。
Abstract: Based on the detailed investigation of geological disasters in Yuanmou County, all kinds of geological disasters were analyzed and classified, and with the method of combining qualitative and quantitative evaluation, disaster-prone level division and zoning evaluation of Yuanmou County were conducted, in order to provide reference for the geological disaster prevention and control in key areas.
關鍵詞: 元謀縣;地質災害;易發程度;分區評價
Key words: Yuanmou County;geological disasters;disaster prone degree;zoning evaluation
中圖分類號:P694 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)11-0167-03
0 引言
元謀縣是地質災害多發縣之一,從2003年到2016年期間的四次區劃調查過程中,地質災害點由83個增長為163個,且災害爆發頻率卒年增高,嚴重威脅著人民群眾的生命和財產安全。為此,筆者對云南省元謀縣地質災害的類型做了詳細統計,并對元謀縣進行了災害易發程度區劃及分區評價,旨在為該區開展地質災害重點區域防治工作提供參考。
1 地理與地質環境概況
①自然地理:元謀縣位于云南省北部,行政區劃隸屬于云南省楚雄彝族自治州,東倚武定,南接祿豐,西鄰大姚,北接四川省會理縣,西南與牟定接壤,西北與永仁毗連。該縣行政區劃為元馬鎮、黃瓜園鎮、羊街鎮、老城鄉、平田鄉、新華鄉、物茂鄉、江邊鄉、姜驛鄉及涼山鄉等3鎮7鄉。元謀縣屬南亞熱帶干熱季風氣候,5-10月為雨季,雨季降水量占全年的80%以上。境內溝谷縱橫,河網密布,河流多具季節性,具統計常流河16條。
②地形地貌:元謀縣東西寬42km,南北長82km,呈南北向長條形展布。境內四周山巒環抱,東南高,西北低,中部為元謀盆地。根據地貌成因類型、形態及其組合,元謀縣可分為侵蝕構造高中山地貌、構造剝蝕低中山丘陵地貌和斷陷盆地堆積地貌三類。
③地層巖性:元謀縣境內出露地層主要為中生界“滇中紅層”,其次為元古界昆陽群變質巖、震旦系灰巖和少量晉寧期侵入巖,盆地內分布有新生界湖積、沖洪積地層。
④地質構造:元謀縣位于云南山字型構造前弧西翼,構造行跡近南北向,北西向。主要構造有三條,元謀大斷裂:位于元謀盆地以東三臺山山麓地帶,向北越出境進入四川稱昔格達斷裂,向南進入楚雄稱綠汁江大斷裂,總長達數百公里,對區域地質構造起著控制作用。斷裂總體傾向東,元謀盆地傾向西,傾角74~90°。斷裂破碎帶明顯,寬50~150m;羊街向斜:位于羊街壩子西側,向南延至測區外,區內長17km,近南北向,核部地層為K2x,兩翼地層為K2z,東翼地層傾角30°,西翼12°;灰旦向斜:位于灰旦以西,境內長2.5km,核部地層為K2x,兩翼地層為K2z,東側地層傾角較緩,一般6~10°,西側稍陡,傾角30°左右[1]。
2 地質災害類型及統計
在國外,滑坡、泥石流等地質災害統計分析是地質災害評價的重要方法[2-3]。地質災害對人們的生產生活產生巨大的威脅,對生命財產有巨大的破壞作用,所以地質災害的統計具有重要的防治和研究意義。
通過本次地質災害詳細調查野外調查結果統計,截止2016年11月,元謀縣累計確認地質災害(隱患)點163個,其中滑坡為76個,泥石流為61個,崩塌為25個,地面塌陷為1個。主要災害分類如下:
2.1 滑坡的類型
滑坡為縣域內最為發育的地質災害,本次調查共計有76處,占地質災害總數的46.63%。
調查區滑坡類型,根據滑體物質組成,可劃分為土質滑坡、碎塊石和巖質滑坡三類;根據滑體厚度,均屬于淺層滑坡;根據滑坡體規模,可劃分為小型和中型兩個等級滑坡。其中,小型滑坡68處,占滑坡總數的89.47%,中型滑坡8處,占滑坡總數的10.53%。
2.2 崩塌的類型
元謀縣構造運動強烈,新構造運動活躍,風化強烈,巖體節理裂隙發育,河谷切深,卸荷裂隙發育,容易形成崩塌。經統計,區內共有崩塌25處。
根據形成機理,區內崩塌類型為拉裂式、滑移式及錯斷式,鼓脹式及傾倒式未見。經統計,區內有拉裂式崩塌13處,錯斷式崩塌10處,滑移式崩塌2處。按斜坡類型劃分,自然巖質為17處,自然土質為8處。依危巖體規模可分為小型、中型和大型崩塌三個級別。其中小型崩塌14處,中型崩塌6處,大型崩塌5處。
2.3 泥石流的類型
泥石流是縣域內較為發育的地質災害(隱患)類型。本次調查共計有61處,占縣域地質災害(隱患)點總數的37.42%。其危害性位居各災害類型之首。調查區泥石流類型根據流域形態,可劃分為溝谷型泥石流和坡面型泥石流兩類。根據規??煞譃樾⌒?、中型、大性和巨型四個等級,其中小型泥石流31處,占泥石流總數的50.82%;中型泥石流25處占泥石流總數的40.98%,大型泥石流4處,占泥石流總數的6.56%。巨型泥石流1處,占泥石流總數的1.64%。
2.4 地面塌陷類型
地面塌陷在縣境內發育極弱,本次調查僅計1處,占地質災害(隱患)點總數的00.61%。系人工開挖防空洞后未采取充填防護措施導致頂板陷落所致。其危害性小,位居各災種之末。
3 元謀縣地質災害易發程度區劃及分區評價
地質災害易發性是在一定范圍內地質災害發生的容易程度和多發程度,它主要反映的是地質災害發生的歷史和現狀,有一定的預測性。易發程度區劃和分區評價是當前研究的熱點問題[4]。
3.1 地質災害易發區劃分原則
由于地質災害(隱患)的發育形成條件異常復雜,根據元謀縣的具體情況在進行地質災害區劃時應遵循以下六條原則:定性分析與定量評價相結合的原則;區內相同、區際相異的原則;就高不就低和完整性的原則;主導因素為主和因素可對比性的原則;過去指示未來的原則。
3.2 地質災害易發性定性評價
①地質災害孕育條件分析:地形地貌、地層巖性和地質構造是調查區孕育地質災害的主導因素,尤其以地層巖性及地貌條件最為突出。
縣域內地貌類型可劃分為侵蝕構造高中山地貌、構造剝蝕中山丘陵地貌和斷陷盆地堆積地貌三類。縣域內侵蝕構造高中山及構造剝蝕低中山丘陵地貌單元內地形坡度較陡,且溝谷發育,縱坡比降大,支溝發育。為滑坡、崩塌及泥石流發育提供了良好的地形地貌條件。
縣域內分布有七個工程地質巖組,其中砂礫石、砂質粘土、粘土多層土體、薄-中厚層狀軟硬相間泥巖、砂巖及頁巖巖組、中厚層狀較堅硬-堅硬千枚巖、花崗片麻巖巖組廣泛分布,且上述巖組土體結構松散;巖體完整性差,結構面發育,巖體極為破碎,透水性強。上述巖組分布地段極易孕育滑坡、崩塌及誘發溝谷暴發泥石流。
②地質災害誘發因素分析:降雨、人類活動和河流是調查區誘發地質災害的主要因素,尤以降雨最為突出。縣域內雨季由5月至10月,持續時間長,年降雨量583.1mm,且暴雨頻發。河流、溝谷極為發育,此外以道路、礦山、鄉村建設及陡坡耕種等破壞地質環境的人類活動日益加劇。
③地質災害歷史和現狀分析:縣域內累計發育有地質災害(隱患)點163處,據不完全統計,共計造成36人死亡與失蹤,造成經濟損失8976.2萬元。縣域內現有地質災害隱患點125處,威脅的人口為49861人(扣除重復人口595人)、財產182204.76萬元(扣除重復統計財產640萬元)。地質災害(隱患)點主要分布縣域內金沙江沿岸及其支溝內、金沙江以南龍川江、元謀斷裂沿線及東側三臺山、縣域西側的白草嶺山脈等三個區域。
④定性分析結論。根據元謀縣地質災害(隱患)的孕育條件、誘發因素及災情、險情,可將地質災害易發程度劃分為高易發區、中易發區及低易發區三個等級,其中金沙江沿岸及其支溝內、金沙江以南龍川江、元謀斷裂沿線及東側三臺山屬高易發區;縣域西側的白草嶺山脈屬中易發區,其余地區屬低易發區。
3.3 地質災害易發性定量評價
采用地質災害綜合強度指數方法進行地質災害易發性定量評價,即將工作區劃分為若干面積相等的單元,按照統一量化標準,對影響地質災害發育的各要素(地質、地形地貌、氣候及人類工程活動等)進行量化,定量求取每個評價單元的地質災害綜合強度指數,然后進行易發性區域劃分,并以定性分析為基礎對分區界線進行調整和修正。具體方法步驟如下:
①單元網格的劃分。以包含地質背景和地質災害(隱患)資料的1:5萬地形圖為底圖,運用柵格數據處理方法對工作區進行網格剖分,按2×2km2的面積大小,將全縣剖化成605個評價單元格。以此作為評價、劃分地質災害易發性區域的基本單元。
②評價因子的選擇。根據區劃原則和元謀縣實情,選擇災點密度、地貌類型、地形坡度、巖土體類型、地質構造、植被覆蓋率及人類活動強度等7個因素作為易發性區劃的評判因子,并按照一定的標準對7個因子進行分級賦值,為地質災害強度指數運算提供數據。
③地質災害綜合強度計算。
1)現狀地質災害強度指數計算:現狀地質災害強度指數(Zx)用災點密度求得,表1。
2)潛在地質災害強度指數計算:潛在地質災害強度指數(Zq)按以下公示計算。
式中:Ti-評價單元各評判因子的賦值(表2);Ai-各評判因子權值(表3)。
3)地質災害綜合強度指數計算:地質災害綜合強度指數(Z)按以下公式計算。
式中:Z——地質災害綜合危險性指數;Zx——現狀地質災害強度指數;r1——現狀地質災害強度權值(取0.4);Zq——潛在地質災害強度指數;r2——潛在地質災害強度權值(取0.6)。
地質災害發生以后,存在大量潛在地質災害隱患點的區域,發生地質災害的可能性相應較大,故在地質災害易發性分區評價時,潛在地質災害強度權值取值比現狀地質災害強度權值要高,即現狀取0.4、潛在取0.6。
3.4 地質災害易發性區劃結果及分區評價
采用定性與定量評價相結合的方式,將元謀縣的地質災害易發程度劃分為高易發區、中易發區及低易發區三個等級。按照地質災害的地域分布特征,可將地質災害易發區分為相應的亞區,地質災害高易發區可分為2個亞區,中易發區分為1個區,低易發區分為2個亞區。見表4,圖1。
3.4.1 地質災害高易發區(Ⅰ)
地質災害高易發區分布于縣域北部及東部,面積765.81km2,占縣域面積37.88%。根據環境地質特征及地域分布特征,分為2個亞區。該區域分布主干構造元謀大斷裂,新構造運動強烈,間歇性急劇抬升,地震運動頻繁;主體屬高中山地貌,地形起伏大,深切河谷發育;地層以”滇中紅層”為主,巖體軟硬相間,破碎,結構面發育,風化層發育,第四系松散堆積層工程特性較差;沖溝發育,坡面完整性較差,植被覆蓋一般到較差;公路建設、鄉村建設等人類活動強烈。區內地質災害發育較密集,以泥石流、滑坡為主,崩塌次之,活動強烈,各類地質災害點有116處,災害點密度0.15個/km2,規模以小-中型為主,部分為大型,歷史災情嚴重,潛在危害程度以中-大為主。
3.4.2 地質災害中易發區(Ⅱ)
地質災害中易發區分布于縣域西南及南部,包括新華鄉、平田鄉、羊街鎮及老城鄉部分地區,面積748.61km2,占縣域面積37.03%。區內屬于構造侵蝕高中山及構造剝蝕中山丘陵地貌,該區域分布主干構造元謀大斷裂以次級斷裂,新構造運動強烈,間歇性急劇抬升,地震運動頻繁;地層巖性為”滇中紅層”及昆陽群變質巖,巖體軟硬相間,破碎,結構面發育,風化層發育,第四系松散堆積層工程特性一般;溝谷較發育,坡面完整性一般,植被覆蓋一般到較好;公路建設、鄉村建設等人類活動強烈。區內地質災害發育較密集,以滑坡、崩塌為主,少見泥石流,活動較強烈,各類地質災害點有37處,災害點密度0.05個/km2,其中滑坡25處、崩塌7處、泥石流5處。規模以小-中型為主,部分為大型,歷史災情較嚴重,潛在危害程度以中-小為主。危害對象以村寨及道路。
3.4.3 地質災害低易發區(Ⅲ)
地質災害低易發區分布于縣域北部及龍川江以西,面積507.27km2,占縣域面積25.09%。根據環境地質特征及地域分布特征,分為2個亞區。本區域構造不發育;屬以構造剝蝕中山丘陵地貌為主,一般地形坡度<25°;地層以昆陽群變質巖為主,局部分布”滇中紅層”為主,巖體裂隙發育程度一般,第四系松散堆積層工程特性一般;溝谷一般發育,坡面完整性一般,植被覆蓋一般到較好;公路建設、鄉村建設等人類活動較強烈。區內地質災害局部發育,以滑坡為主,崩塌次之,活動一般,各類地質災害點有10處,災害點密度0.02個/km2,規模以小-中型為主,部分為大型,歷史災情一般,潛在危害程度以小為主。
4 結論
①元謀縣地質災害主要有滑坡和泥石流為主,其次為崩塌,地面塌陷也有發育;滑坡和崩塌多發生在松散土體中和地質構造發育部位;泥石流是縣域內較為發育的地質災害類型,其危害性位居各災害類型之首。
②在定性評價和定量評價相結合的基礎上,對元謀縣地質災害易發程度進行分區,地質災害易發程度分為高易發區、中易發區及低易發區三個等級。按照地質災害的地域分布特征,可將地質災害易發區分為相應的亞區,地質災害高易發區可分為2個亞區,中易發區分為1個區,低易發區分為2個亞區,對元謀縣進行災害易發程度分區,為區域防治工作提供參考。
參考文獻:
[1]李鵬,黃杰,等.云南省元謀縣地質災害詳細調查報告[R].中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院,2016.
[2]工亮亮.滑坡、泥石流地質災害評價方法國內外研究進展綜述[J].地球,2014(6):37.
[3]梁萬杰.滑坡、泥石流地質災害評價方法研究[D].南京:南京人學,2012.
[4]殷坤龍,等.滑坡災害風險分析[M].北京:科學出版社,2010 (9):1-30.