臨沂市地質災害現狀及易發程度分區評價

祝麗媛，竇連波，李鶯宇，陳秀娟，王偉德

(山東省地質礦產勘查開發局第七地質大隊，山東 臨沂 276006)

0 引言

臨沂市地處沂蒙山區，地質災害較發育，20世紀八九十年代，多處發生巖溶塌陷，造成了經濟損失及人員傷亡。近年來，隨著經濟的發展，人類活動不斷加強，對地質體的穩定性造成一定程度的破壞，地質災害呈加劇的趨勢，特別是礦產資源的開發，遺留了大量的高陡邊坡和地下采空區，形成了崩塌和采空塌陷隱患。

臨沂市地質災害調查始于2001—2008年間開展的山東省山丘區“縣(市、區)地質災害調查與區劃(1∶10萬)”工作，臨沂市共提交了12個縣區的“1∶10萬地質災害調查與區劃報告”；2011開展了山丘區大比例尺(1∶5萬)《縣(市、區)地質災害調查與區劃》專項工作，共提交了13個縣區的1∶5萬地質災害調查報告，查明了各縣區的地質災害分布現狀。2016年，山東省國土資源廳組織開展各市區地質災害排查工作，查明了臨沂市各類地質災害發育現狀及影響因素，為后期地質災害防治工作提供了依據。

1 地質環境背景條件

1.1 氣象水文

臨沂市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，多年平均氣溫13.6℃，極端最高氣溫40.0℃，極端最低氣溫-16.5℃。多年平均降水量797.0mm，年最大降水量1417.3mm，年最小降水量529.5mm，日最大降水量277.8mm，5—8月份降水占全年降水量的72.9%。多年平均相對濕度為68%。多年平均蒸發量為1734.37mm，全年無霜期189～230d。

臨沂市在流域劃分上屬淮河流域和沿海諸河流域的一部分，區內群山起伏，雨量充沛，形成大小河流1800余條,以沂蒙山脈為中心,形成一條輻射狀水系,10km以上的河流就有近300條，區內主要水系是沂河水系、沭河水系、中運河水系、湖東水系、山東沿海諸河水系。

1.2 地形地貌

臨沂地處魯中南低山丘陵區東南部和魯東丘陵南部，地勢西北高東南低，以沂河、沭河為中心，西、北、東三面群山環抱，向南構成扇狀沖積平原。山地、丘陵、平原面積比例為2∶4∶4。蒙山主峰龜蒙頂海拔1156m，為山東第二高峰，被稱為“岱宗之亞”(圖1)。

1—中山；2—低山；3—丘陵；4—山間平原；5—山前傾斜平原；6—地貌形態類型界線圖1 臨沂市地形地貌圖

1.3 地層

臨沂市地層區劃屬華北地層大區，魯西地層分區，其分布明顯受構造控制，沂沭斷裂之安丘-莒縣斷裂以東，長期遭受剝蝕作用，在漫長的古生代沒有接受沉積，至中生代中期，隨膠萊盆地的下沉，形成了侏羅紀及白堊紀地層。沂沭斷裂帶以西的地層，除晚奧陶世、志留紀、泥盆紀、早石炭世、三疊紀及中、早侏羅世、古近紀、新近紀地層缺失以外，其他各期地層都有發育。臨沂市巖漿巖分布較廣，巖石類型發育齊全，從超基性—基性—中性—酸性均有分布。

1.4 構造

臨沂市大地構造區劃大部分屬華北板塊魯西隆起區，僅莒南縣和臨沭縣位于蘇魯造山帶的膠南-威海隆起區，二者被沂沭斷裂帶分開。全市共分為魯中隆起、沂沭斷裂帶、膠南隆起3個三級單元，又細分為12個Ⅳ級單元和23個Ⅴ級單元[1]。

1.5 人類工程活動

近年來，隨著經濟發展和社會進步，人類工程活動強度的加劇，對地質環境造成不同程度的破壞，主要表現在3個方面：一是礦產資源開采，目前臨沂市礦山總數1594個，其中生產礦山和在建礦山206個，除蘭山區和河東區，其余縣區均有分布，關閉和廢棄礦山1388個，所有縣區均有分布。開采礦種主要以鐵礦、煤礦、石膏礦、金礦、水泥用灰巖、石英砂巖、花崗巖、閃長巖為主，地下開采形成了大量的采空區，造成了采空塌陷及伴生地裂縫隱患，露天開采形成的不穩定邊坡面有大量危巖體未清理，存在崩塌隱患；二是地下水開采，隨著城市和工業的發展，地下水的開采強度日益增加，在過度開采的情況下，巖土體結構應力狀態發生變化，破壞地下水均衡條件，在臨沂市城區西部、沂南縣孫祖鎮、雙堠鎮等地區形成巖溶塌陷地質災害隱患；三是基礎工程建設，魯南高鐵建設穿過平邑、費縣、臨港丘陵區，存在部分坡體、坡腳開挖現象。公路建設存在大量切坡工程，部分地段未進行必要的工程治理，遺留的公路邊坡容易發生滑坡、崩塌等地質災害[2]。

2 地質災害現狀及發育特征

2.1 地質災害發育現狀

臨沂市共發育地質災害隱患點391處，其中，崩塌隱患點224處，占地質災害總數的57%；采空塌陷70處，占地質災害總數的18%；巖溶塌陷27處，占地質災害總數的7%；滑坡28處，占地質災害總數的7%；不穩定斜坡22處，占地質災害總數的6%；泥石流19處，占地質災害總數的5%；地裂縫僅有1處(圖2)。

臨沂市391處地質災害隱患點中，蒙陰縣、沂水縣、平邑縣、費縣、沂南縣數量最多，分別占地質災害總數的17%，16%，13%，12%，11%；其次為蒙山旅游區、羅莊區、蘭陵縣、蘭山區、莒南縣、臨港區；郯城縣和河東區沒有地質災害隱患點(圖3)。從分布密度上看，蒙山旅游區地質災害隱患點分布密度最大，每百平方千米9.58處，其次是羅莊區、蒙陰縣、臨港區、費縣、平邑縣、沂水縣、蘭山區、沂南縣、蘭陵縣，密度最小縣區為莒南縣和臨沭縣，每百平方千米不足1處。按地質災害規模劃分，臨沂市391處地質災害隱患點以小型為主，共計350處，中型41處(表1)。

圖2 臨沂市各類地質災害隱患點數量及所占比例

圖3 臨沂市地質災害隱患點各縣區分布圖

2.2 崩塌發育特征

崩塌地質災害突發性強，常瞬間發生。根據危巖體的不同，可分為巖漿巖危巖體崩塌和灰巖危巖體崩塌。以淺變質巖漿巖危巖體為主的崩塌，主要分布于蒙山旅游度假區、蒙陰、平邑、沂水，該區主要為太古宙巖漿巖，地殼運動、構造運動使巖體節理裂隙發育，山體頂部、山坡中部存在大量的危石，易發生崩塌，造成人民財產安全損失；以厚層、巨厚層灰巖危巖體為主的崩塌，廣泛分布于臨沂市蒙陰、沂水崮形地貌區。崩塌隱患點坡面形態多為直立狀，風化較為嚴重，呈塊狀，有危巖體，在暴雨、振動條件下，易發生小規模墜石或土體坍塌，對車輛及人員等構成威脅。

臨沂市共計崩塌地質災害隱患點224處，其中蒙陰縣、沂水縣分布最廣，其次為沂南縣、平邑縣、費縣、蒙山旅游區、臨港區、蘭陵縣、蘭山區、臨沭縣，河東區、郯城縣等平原區沒有崩塌地質災害隱患點(圖4)。

2.3 采空塌陷發育特征

采空塌陷是地下礦層大面積采空后，礦層上部巖層平衡條件被破壞時產生的。臨沂市是山東主要的煤礦、石膏礦、金礦、鐵礦產區，采空形成地面塌陷分布較為集中，主要分布在臨沂市羅莊區煤礦采空塌陷區；沂南葉落溝、石橋、金場金礦采空塌陷區；平邑卞橋石膏礦采空塌陷區。采空塌陷區大多集中分布于山前及山間平原,是重要的農業高產區,村鎮集中、人口稠密、交通發達，是當地最重要的經濟帶，塌陷后造成的危害比較大[3]。

表1 臨沂市地質災害及隱患點規模 (處)

圖4 臨沂市各縣區崩塌分布圖

2.4 巖溶塌陷發育特征

巖溶塌陷是指在可溶性巖石分布的淺覆蓋區，由于淺部巖溶發育，當水文地質條件改變時，在地下水的作用下，松散土層的土顆粒發生運移，而逐漸形成隱伏土洞，并向地表發展，最終導致地面塌陷。巖溶塌陷主要分布在臨沂市城區及其西部的巖溶地下水超采漏斗范圍內。主要是由于改革開放以來人類經濟活動加劇，地下水開采強烈，加之城區及其西部分布大面積的隱伏灰巖，上覆6～12m的第四系松散覆蓋層，具雙層結構，易產生塌陷。臨沂市已發生的巖溶塌陷主要分布在臨沂城區西部的地下水降落漏斗范圍內及沂南縣雙堠鎮南龍口村、青駝新磨石溝村、孫祖紙坊村等地，造成直接經濟損失約1300萬元[4-8]。

3 地質災害易發程度綜合分區評價

3.1 分區評價方法

采用“地質災害綜合危險性指數法”進行地質災害危險性評價。首先，運用柵格數據處理方法將臨沂市劃分成若干面積相等的單元，每個單元面積為1km×1km，共1350個單元格；其次，按照統一量化標準，對影響地質災害發育的要素進行量化；最后，根據實際情況對地質災害易發程度分級進行定性修正，取值(7,10]為高易發區(A)、取值(4,7]為中易發區(B)、取值(1,4]為低易發區(C)、取值(0,1]為不易發區(D)[9-17]。

3.2 分區評價模型

Z=Zq·r1+Zx·r2

式中：Z—地質災害綜合危險性指數；Zq—潛在地質災害強度指數；r1—潛在地質災害強度權值；Zx—現狀地質災害強度指數；r2—現狀地質災害強度權值。

(1)潛在地質災害強度指數計算

Zq=∑Ti·Ai

式中：Zq—潛在地質災害強度指數；Ti—分別為控制評價單元地質災害形成的地質條件(D)、地形地貌條件(X)、氣候植被條件(Q)、地質災害隱患點(R)的標度分值；Ai—分別為各形成條件的權值。

(2)現狀地質災害強度指數計算

Zx=∑Li·Bi

式中：Zx—現狀地質災害強度指數；Li—分別為評價單元地質災害規模(G)、分布密度(M)、活動頻次(P)、災情(W)的標度分值；Bi—分別為反映評價單元地質災害強度指數計算參數的權值。

3.3 確定評價因子基本分值

將每個評價因子按Ⅰ～Ⅳ級進行強度分級，然后根據臨沂市地質環境條件、地質災害形成影響因素和發育特征確定分級標準,Ⅰ級基本分值10，Ⅱ級基本分值7，Ⅲ級基本分值4，Ⅳ級基本分值1。潛在地質災害評價因子權重采用傅勒三角形法，AD權值0.3，AR權值0.3，AX權值0.2，AQ權值0.2。現狀地質災害評價因子，BP權值0.4，BM權值0.3，BW權值0.2，BG權值0.1。根據地質災害綜合危險性指數計算結果進行臨沂市地質災害易發區劃分(表2、表3)。

表2 潛在地質災害強度評價因子強度分級

表3 現狀地質災害強度評價因子強度分級

3.4 地質災害易發程度評價結果

3.4.1 地質災害高易發區(A)

(1)崩塌、滑坡、泥石流為主的地質災害高易發區(A1)：主要分布在沂水縣北部圈里、馬站、諸葛、高莊、泉莊、夏蔚，蒙陰縣東北，蒙山旅游區，面積2547.93km2，分布地質災害隱患點149處，區內主要是中山地形地貌，在強降雨及震動下會導致地質穩定性差，容易發生崩滑流地質災害(圖5)。

1—地質災害高易發區；2—地質災害中易發區；3—地質災害低易發區；4—地質災害非易發區；5—崩滑流集中區；6—采空塌陷集中區；7—巖溶塌陷集中區圖5 臨沂市地質災害易發程度分區圖

(2)采空塌陷地質災害高易發區(A2)：主要分布于平邑縣卞橋鎮、保太鎮、仲村鎮、蒙山旅游區柏林鎮石膏礦開采區，蘭陵縣蘭陵鎮石膏礦開采區，面積314.81km2，分布地質災害隱患點26處。

(3)巖溶塌陷高易發區(A3)：主要分布于臨沂城區西部地下水開采降落漏斗內，沂南縣孫祖鎮、雙堠鎮巖溶發育區，面積384.31km2，分布地質災害隱患點12處。

3.4.2 地質災害中易發區(B)

(1)崩塌、滑坡、地面塌陷為主的地質災害中易發區(B1)：主要分布在沂水縣夏蔚鎮、院東頭鎮、蒙陰縣野店鎮、坦埠鎮、舊寨鄉、沂南縣岸堤鎮、馬牧池鎮、依汶鎮，平邑縣豐陽鎮、臨澗鎮、流峪鎮，費縣新莊鎮、梁邱鎮、朱田鎮，分布面積2329.59km2，分布地質災害隱患點95處。區內是低山丘陵區，已發生崩滑流地質災害少于北部的中高山丘陵區，在強降雨及震動下會導致地質穩定性差，有發生崩滑流地質災害的可能性。

(2)采空塌陷地質災害中易發區(B2)：分布于羅莊街道辦、高都街道辦、冊山街道辦、付莊街道辦、褚墩鎮、黃山鎮煤礦開采區，沂南縣銅井鎮安落村、界湖街道辦金場和石橋村金礦開采區、蒲汪鎮大于家莊煤礦開采區，分布面積467.71km2，分布地質災害隱患點30處。

3.4.3 地質災害低易發區(C)

(1)崩塌、滑坡、泥石流為主的地質災害低易發區(C1)：分布在費縣石井鎮及蘭陵縣下村鎮，莒南縣澇坡鎮、文疃鎮，臨港區坪上鎮、朱蘆鎮，郯城縣馬陵山地區，分布面積1758.97km2，分布地質災害隱患點33處。

(2)采空地面塌陷地質災害低易發區(C2)：主要分布在蘭山區義堂鎮、費縣探沂鎮煤礦開采區，分布面積139.17km2，分布地質災害隱患點10處。

3.4.4 地質災害非易發區(D)

該區主要分布在其他平原地區，該區面積9296.02km2，分布地質災害隱患點36處(圖5)。

3.5 地質災害防治分區及防治措施

臨沂市地質災害防治分區劃分為重點、次重點和一般防治區，重點防治區主要分布于臨沂城區中西部、沂南雙堠-青駝等地的巖溶塌陷區，羅莊褚墩、黃山及郯城沙墩的煤礦采空區，平邑仲村煤礦采空區，平邑保太-卞橋、蘭陵縣蘭陵鎮一帶的石膏礦采空區以及蒙陰岱崮-野店一帶的崩塌易發的中低山丘陵區。地質災害次重點防治區主要分布于臨沂市西北部的中低山丘陵區及蘭山區義堂鎮、費縣探沂鎮煤礦開采區。一般防治區主要分布于平邑-費縣的北部，沂水、沂南、河東、蘭山、蘭陵、郯城等縣區大部分以及莒南、臨沭縣。

臨沂市目前已建立群測群防點276個，逐步健全群測群防網絡。2011年以來，臨沂市投入地質災害治理資金4857萬元，開展地質災害治理項目22個，省、市財政共投入資金1.2523億元，組織開展43處重要地質災害隱患點的搬遷避讓。

2017年底建設完成了24個突發性地質災害監測點，其中8處重要地質災害點安裝了視頻監視系統，共安裝滑坡監測儀8套、大型地裂縫監測儀1套、簡易地裂縫監測儀13套、雨量計7套、地災遠程監控設備8套。

4 結論

(1)臨沂市地質災害類型主要包括崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷和巖溶塌陷，崩塌、滑坡、泥石流主要發生在中北部低山丘陵區，除蘭山區、河東區、郯城縣等平原區，其余縣區均有分布，巖溶塌陷發生在臨沂城區中西部地下水降落漏斗區、沂南縣巖溶發育區，采空塌陷主要發生在羅莊、平邑、蒙陰、蘭陵等礦山采空區。

(2)臨沂市地質災害易發程度分區受地形地貌控制明顯，崩塌、滑坡、泥石流地質災害高易發區、中易發區主要分布于北部中、低山丘陵區，巖溶塌陷、采空塌陷主要發生在平原區。

(3)臨沂市北部蒙山、沂水、沂南、蒙陰，西北部平邑、費縣，東部臨港等地的中、低山丘陵區是崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發生的重點地區，鐵路、公路、水渠及其他工程建設中的不合理開挖、切坡、爆破震動，以及不適當的堆渣、棄渣、填土都可能增加崩塌、滑坡、泥石流發生的可能性；臨沂市城區中西部、沂南雙堠-孫祖-青駝、平邑銅石鎮，近年來政府嚴格控制地下水開采巖溶塌陷發生的概率降低，但是受降水和地下水不合理開采的影響，巖溶塌陷隱患仍有發生，主要表現為點狀；尚未治理的蘭山、羅莊、平邑仲村一帶的煤礦采空區，蘭陵、平邑一帶的石膏礦采空區以及臨港、沂水、蒙陰一帶鐵礦采空區等地，為采空塌陷地質災害發生和危害的重點地區。

(4)根據地質災害易發程度分區，結合國民經濟和社會發展計劃，將臨沂市劃分為重點、次重點和一般防治區，再根據各易發分區主要地質災害類型劃分為不同的防治亞區。確定了中遠期地質災害防治工作重點。

(5)根據地質災害隱患點現狀分布，完善現有地質災害預警預報系統，健全地質災害預警預報信息發布機制；加強汛期監測和汛后復查；為臨沂市應急管理局的應急救援提供地質災害基礎資料。