武漢市黃陂北部低山丘陵區地質災害發育特征及控制因素分析

劉 平

(湖北省地質局 武漢水文地質工程地質大隊,湖北 武漢 430051)

武漢市黃陂北部低山丘陵區地質災害發育特征及控制因素分析

劉 平

(湖北省地質局 武漢水文地質工程地質大隊,湖北 武漢 430051)

黃陂區北部為武漢市地質災害易發、多發區,通過對區域地質環境條件調查分析,災害體基本特征、分布規律的統計,對控制地質災害的因素進行分析,提出了城鎮規劃和建設在地質災害防治工作方面應注意的問題和采取的應對、防范措施。

地質災害;發育特征;控制因素;黃陂區

黃陂區地處湖北省武漢市的北部,位于大別山南麓,其北部為武漢市地質災害易發、多發區,截至2016年8月初,黃陂區共有地質災害隱患點18處,其中有13處為2016年6月30日—7月8日持續的強降雨期間新增。地質災害發生雖未造成人員傷亡,但造成了較大的財產損失,給當地居民的生活和心理造成了不利影響。經調查,地質災害集中發生在轄區北部的蔡店街、姚家集街、旅游景區道路沿線。地質災害的發生除特定地質環境條件奠定了良好的基礎外,還需要外因誘發[1]。根據調查、統計和對地質災害的誘發因素進行分析,通過歸納總結,為山區城鎮規劃和基礎建設及地方政府開展防災治災提供依據。

1 地質災害發育特征與分布規律

黃陂區北部為大別山余脈,屬低山丘陵區,位于襄(樊)—廣(濟)斷裂以北的秦嶺—大別造山帶,廣泛分布的前震旦系紅安群(Pt2h)片麻巖系,巖體節理裂隙較發育,揉皺現象明顯,巖體破碎、完整性差。其特殊的地質環境條件導致了地質災害較發育。災種以滑坡為主,其次為崩塌和泥石流。研究區發育的18處地質災害隱患點中,滑坡11處,崩塌6處,泥石流1處,主要危及對象為居民、房屋和旅游景區人員、車輛。通過對研究區地質災害的調查、統計、分析,總結其發育特征和分布規律如下。

1.1 地質災害發育特征

1.1.1 滑坡發育特征

研究區11處滑坡規模均屬小型,方量從50～2 000 m3不等。其中土質滑坡8處,巖土混合2處,巖質1處,所占比例分別為72.7%、18.2%、9.1%。滑體物質以粉質粘土夾碎石為主,滑體厚度1.0～5.0 m不等。根據滑坡穩定狀態分,處于基本穩定狀態4處,欠穩定狀態3處,不穩定狀態4處,在持續強降雨和暴雨等不利因素的影響下均有產生滑動的可能。研究區滑坡平面形態主要為舌形,其次為半圓形和不規則形;剖面形態以階梯形和凸形為主。滑坡的邊界較為清晰,滑坡后壁多表現為拉裂陡坎,滑坡側壁多形成剪切裂縫,部分滑坡側壁受巖土界線或沖溝控制。區內滑坡災害主要集中發生在6—8月份降雨主要時段,受降雨周期及降雨量影響明顯。

1.1.2 崩塌發育特征

研究區6處崩塌均為發育于前震旦系紅安群片麻巖中的小型巖質崩塌,其中滑移式4處,拉裂式2處。崩塌發育的斜坡相對高度一般>10 m,地形坡度多>40°,危巖帶斜長一般10～25 m,寬度5～30 m,崩塌體平面形態大致呈直線形或略向外鼓出。根據目前的穩定狀態分為不穩定2處,欠穩定2處,基本穩定2處。

1.1.3 泥石流發育特征

區內溝谷兩岸斜坡植被覆蓋率>80%,水土保持良好,坡面松散堆積物較少,雖降雨較集中,溝谷坡降較大,但因物源少,因此泥石流災害不發育。發生的1處泥石流為潰決型坡面泥石流,為強降雨造成斜坡中上部水渠潰決造成,規模屬小型。

1.2 地質災害分布規律

區內地質災害主要分布于北部蔡店街(10 處)、姚家集街(2處)的低山丘陵區與木蘭旅游景區及周邊道路沿線(6處)。

主要發生在房前屋后和近期(2005年以后)修筑的道路兩旁的斜坡地帶。發生在房前屋后的地質災害有8處,其中滑坡類7處,泥石流1處;發生在旅游景區、縣鄉道路沿線的地質災害有10處,其中滑坡類有4處,崩塌6處。

1.3 地質災害發生時間規律

根據地質災害點發生的月份統計,區內有16處地質災害點發生變形破壞的時間在6—8月份,此時間段也是區內主要降雨時段,由此可見,地質災害的時間分布規律受降雨周期及降雨量影響明顯。

2 地質災害控制因素

地質災害是內外地質營力及人為活動影響的共同結果,因而控制地質災害發育的因素不僅是地形地貌、地層巖性、地質構造等地質環境因素,還與氣象水文、人類活動密切相關。

2.1 地質環境因素

2.1.1 地形地貌因素

地形地貌是滑坡、崩塌、泥石流等地質災害形成的基礎條件,在很大程度上決定了滑坡、崩塌、泥石流的類型、數量、規模等。不同類型的地質災害具有不同的地形地貌條件。地形坡度的差異導致不同規模地質災害的發生。具有高陡臨空面積的陡坡段容易產生崩塌,陡坡中凸形坡與順向坡容易產生滑坡。由于研究區為海拔在150～850 m、地形坡度15°～40°為主的低山丘陵區,原始斜坡相對較穩定,滑坡、崩塌等地質災害主要分布于建房、筑路切坡形成的陡坡地段,且規模以小類型居多。

2.1.2 地層巖性因素

研究區主要地層巖性如下。

(1) 第四系殘坡積(Qel+dl)粉質粘土夾碎石:黃褐色,稍濕,較松散,土石比8∶2左右,碎石成分主要為片麻巖,層厚0.5～5.0 m不等。

(2) 前震旦系紅安群(Pt2h)片麻巖系:灰褐色,片理構造,巖體節理裂隙較發育,揉皺現象明顯,表層和巖土接觸面風化強烈,風化不均,強風化層厚1.0 m到數米不等。

殘坡積層結構松散,極易在水的作用下沿巖土接觸面產生滑動、流動形成滑坡、泥石流地質災害;破碎風化的巖體在裂隙水壓力的作用下容易沿裂隙和基巖片理層面發生崩塌、滑坡地質災害。

2.1.3 地質構造因素

研究區位于襄(樊)—廣(濟)斷裂以北,屬秦嶺—大別造山帶,歸屬大別山核部基底雜巖構造區,以強烈的NE向構造置換及向南凸出的弧形構造為特點,發育界面南傾、從南向北的脆韌性逆沖推覆剪切帶,其中可見早期滑伏構造殘留及遞進變形的褶皺狀糜棱面理。第三紀以來,研究區與大別山一起呈間歇性抬升[2]。

受構造斷裂的影響,構造斷裂帶附近巖體較破碎,裂隙發育,坡體易在水的作用下發生滑坡和崩塌地質災害;地殼抬升使坡度加大和風化作用加強也容易引起斜坡災害和水土流失。對災害點的統計可知,崩塌滑坡的主滑、主崩方向偏向SW有6處,方向為190°～210°;主滑、主崩方向偏向SE有7個,方向為135°～170°;僅4處道路沿線的災害點滑塌方向偏北。總體來看,近SW向和SE向是地質災害的主要崩滑方向。

2.2 氣象水文因素

黃陂區屬亞熱帶季風氣候,雨量充沛、光照充足。年均降水量在1 000～1 200 mm之間,降雨主要集中在6—9月,雨量分布的時空差異較大,存在著極端暴雨等災害天氣。

降水通過降水量、降水強度和持續時間3個因素影響地表地質災害的發生[3]。

(1) 年降水量高的地區,地表徑流活動強,河流深切,對坡腳產生沖蝕掏空作用,形成較多臨空面。

(2) 暴雨能在短時間內激化斜坡危險區,并使其失穩。

(3) 長時間的持續降雨,特別是暴雨是引發崩塌、滑坡、泥石流地質災害最主要的因素之一。

降雨對地質災害的控制和影響主要表現在2個方面:

(1) 持續的強降雨滲入坡體,使坡體地下水位上升,其對坡體產生的動水和靜水壓力降低了斜坡的穩定性,易發生滑坡、崩塌等地質災害。

(2) 持續的強降雨滲入坡體,使斜坡土體飽和,坡體自重增加,軟化巖土體,當深部土體飽和度達到一定值時,抗剪強度急劇降低,致使斜坡的穩定性降低,從而發生崩塌、滑坡等地質災害。

經統計,黃陂區北部地質災害均在持續暴雨和大雨期間和停雨之后1—2天內發生。

2.3 人類活動因素

人類工程活動已成為強大的外動力,對地質災害的影響主要表現在以下3個方面:

(1) 建房切坡。受地形條件的限制,山區房屋多靠山而建,在建房平整場地過程中多對房后山體進行了開挖切坡,且坡度多在50°～70°之間,切坡開挖后沒有采取任何防護措施,坡面裸露,坡體自穩性降低(照片1)。在降雨等因素的影響下容易發生滑坡、崩塌地質災害,在發生的18處地質災害中,有10處發生在房前屋后。

照片1 建房切坡在房后形成60°～70°的陡坡Photo 1 60°～70°slope formed behind the house after house-building and slope-cutting

(2) 修路切坡。黃陂區以木蘭文化為核心的旅游景區較多,景區和通往景區的公路多環山切坡而建,由于線路長,對開挖形成的坡體支護費用高,大多數地段開挖后直接裸露,局部地段因無放坡空間,坡體近直立。在陡坡地段修建的公路,路的上下都為50°～60°的陡坡,且排水設施不完善。大規模的修路切坡破壞了坡體原有的平衡狀態,引起應力的重新分布,加之山體淺表層巖體風化強烈,節理裂隙發育,互相切割成塊狀,極易發生崩塌、滑坡和墜落掉塊現象(照片2)。經統計,黃陂區北部發生在道路兩旁的地質災害有8處。

照片2 旅游景區道路邊坡垮塌Photo 2 Road slope collapse in scenic spot

(3) 坡體耕種。農民在房后斜坡地帶耕種破壞了坡體植被,有利大氣降水和地表雨水的入滲,在持續降雨時,坡體地下水位上升和巖體裂隙水壓力增加速度快,對坡體的穩定性產生不利影響。據統計有4處地質災害坡頂有耕種現象。

3 防治對策

(1) 加強地質災害防治知識的宣傳,提高全民防災意識,增強防災避險能力。

(2) 盡快建立“四位一體”的地質災害網格化管理體系,加強對地質災害易發區潛在地質災害隱患點,尤其是重要工程建設地段、旅游區等人類活動頻繁區段的監測預警工作。

(3) 按照相關政策法規要求,科學規范人類工程活動,減少對地質環境的影響破壞,避免人為誘發地質災害(包括地災評估,筑路建房及其他工程建設坡體防護與完善排水系統等)。

(4) 地質災害危害程度較小,交通不便,人居分散的偏遠貧困地區,實行與新農村建設相結合的搬遷避讓措施。

(5) 潛在危害性較大、社會影響大的地質災害點盡快實施工程治理。

4 結論與建議

(1) 黃陂區北部低山丘陵區地質災害的發生是在特定地質環境條件下,前期的人為活動和后期的強降雨共同誘發的結果。

(2) 地質災害規模以小型為主;類型以滑坡為主;主要分布在房前屋后和道路沿線;發生時間受降雨的影響較大,每年雨季和多雨年份是地質災害多發時段。

(3) 由于修路、建房切坡和坡體耕種等人類工程活動誘發和加劇了地質災害的發生,因此建議地方政府和國土管理部門科學規范人類工程活動,減少地質災害的發生。

(4) 加強雨季地質災害巡排查與應急處置工作力度,盡量減少災害損失。

[1] 張倬元,王士天,王蘭生,等.工程地質分析原理[M].北京:地質出版社,2009.

[2] 謝廣林,饒揚譽,蔣藺珍,等.武漢地區的新構造運動與區域穩定性分析評價[J].地殼形變與地震,1993,13(3):59-60.

[3] 朱照宇,黃寧生,周厚云,等.廣東沿海陸地表層地質災害控制因素分析[J].地球學報,2003,24(23):246-247.

(責任編輯：陳姣霞)

Analysis on Geologic Hazard Developmental Characteristics and ControllingFactors of Hilly Area in Northern Huangpi,Wuhan

LIU Ping

(WuhanBrigadeofHydrogeologyandEngineeringGeology,HubeiGeologicalBureau,Wuhan,Hubei430051)

Northern Huangpi District is a geological disaster-prone area in Wuhan. Through the investigation and analysis on the regional geological environment conditions,the basic characteristics of disaster bodies,the statistics of distribution regularities and the analysis on the factors of controlling geological hazards,the problem and preventive measures on the geological hazard prevention and controlling work have been put forward,which should be noted and taken during the town planning and the construction.

Geological disasters; developmental characteristics; controlling factors; Huangpi district

2016-08-08;改回日期:2016-12-30

劉平(1974-)男,高級工程師,水文地質與工程地質專業,從事水文地質、工程地質、環境地質調查工作。E-mail:568065559@qq.com

P694

A

1671-1211(2017)03-0327-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.03.018

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170516.1351.004.html 數字出版日期:2017-05-16 13:51