劉瑞強



摘要:本文通過對廣東省豐順縣海拔高度、斜坡高度、地形坡度與滑坡和崩塌兩種自然災害的統計數據分析,以及地質構造、地層巖性及巖土體類型、降雨和人類工程活動與地質災害關系的研究,初步分析了形成地質災害的多方因素,為后續該地區的防災減災工作提供一定的理論和實踐基礎。
關鍵詞:地質災害;形成條件;豐順縣;誘發因素
豐順縣位于廣東省東部,屬梅州市管轄,東毗潮州,南鄰揭陽,西連五華縣、興寧市,北接梅州市、梅江區大埔縣。地理坐標東經115°50′41′′~116°41′40′′、北緯23°36′63′′~24°11′21′′。縣境東西長86.9km、南北寬67.2km,幅員面積2710km2。經過1∶50000地質災害詳細調查,2016年地質災害點經過修復治理、搬遷、修復后列入削坡建房或修復后降級為不穩定斜坡,核減地災點371個,保留88地災點。截止2017年底發現豐順縣地災災害類型為滑坡、崩塌兩種類型,已發生地質災害共計396處,其中新增308處地災點。目前豐順縣地質災害的發生是各種因素長期綜合作用的結果,其發生具有必然性,據最新資料國土資源主管部門收集全縣的災害點464處,削坡建房點9154處。地質災害的形成與其所處的地形地貌、地質構造、地層巖性及巖土體類型、降雨以及人類工程活動等地質環境密切相關。豐順縣地質災害以滑坡和崩塌為主,故本文通過研究已經發生的滑坡和崩塌地質災害資料討論其形成條件。
1.地形地貌與地質災害
1.1海拔高程與滑坡、崩塌
豐順縣境內地形復雜,東、北、西、中部均為山地,海拔千米以上的山峰有57座。總體趨勢北東西三面高,南部低洼的地形。主要的山脈有:蓮花山山脈、釋迦崠山山脈、鳳凰山山脈、韓山山脈。總體上,地質災害主要分布在海拔高程100m~500m地區,共計237處,占災害總數的59.8%。從單個災種來看,各災種的分布也符合這一規律,79.4%滑坡、56.2%崩塌均分布在海拔高程100m~500m地區。產生這一規律的主要原因是在丘陵區內普遍都發育有5m~15m厚坡殘積層地質災害的致災載體,同時這些區域的人口相對集中,人類工程活動強烈,環山拓寬面積切坡普遍、坡面開墾活動、植被損毀明顯,因此,丘陵地貌為滑坡、崩塌地質災害奠定了發育基礎。因此,海拔對滑坡、崩塌的形成有很強的控制作用。然而,海拔與地質災害的形成并沒有內在的聯系,它不過是坡度、人類活動、氣象水文等要素在空間上的表現。
1.2斜坡高度與滑坡、崩塌
通過表1-1統計分析可知,總體上,地質災害主要分布在高度為5m~10m和10m~20m斜坡,分別為220處和98處,占災害總數的55.6%和24.7%。滑坡和崩塌的分布則稍有差異,滑坡主要分布在5m~10m的斜坡上,共40處,占滑坡總數的63.5%,而崩塌主要分布在5m~10m、10m~20m的斜坡上,有270處,占崩塌總數的81.1%。產生這一規律的主要原因是地質災害的發生大多數為人為因素(削坡、開挖坡腳等)造成,高度大于20m和小于5m的人工邊坡總數較少,誘發的地質災害相對少;人工削坡高度主要0m~20m,為了減少土方量,削坡坡度一般較陡,極易發生地質災害。從坡高對地質災害的控制作用分析,在其他條件都相同的情況下,坡高越大,重力勢能越大,對斜坡的穩定性越不利。從另一個方面講,坡高也是地形地貌的一種外在表現形式。
1.3地形坡度與滑坡、崩塌
通過統計地質災害在各個坡度級別的分布數量,分析斜坡度與地質災害的關系(1-2)。總體上,地質災害主要分布在坡度為30°~80°斜坡,共計394處,占災害總數的99.4%。從單個災種來看,滑坡主要分布在坡度為30°~50°斜坡,共計62處,占滑坡總數的99.7%;崩塌主要分布在50°~80°斜坡,共計318處,占崩塌總數的95.5%。統計數據表明,滑坡主要發育在低坡度的斜坡中,崩塌主要發育在高坡度的斜坡中。
1.4坡形與地質災害
斜坡形態在可分為凸形坡、凹形坡、直線坡和階梯形四種類型,部分斜坡形態類型因人類工程活動而改變。通過表1-3統計分析可知,總體上,滑坡、崩塌災害在各坡形均有分布,其中直線形坡分布最多,占總數的46.2%,凸形坡分布最少,占總數的8.1%。從單個災種來看,滑坡、崩塌都滿足這一規律。分布在直線形坡和凹形坡的滑坡分別為20處和30處,分別占總數的31.7%和47.6%;分布在直線形坡的滑坡一般為淺層滑坡,表層浮土滑下,出露直線形滑面。分布在直線形坡和凹形坡的崩塌分別為163處和108處,分別占總數的48.6%和32.4%。
2.地質構造與地質災害
豐順縣位于新華夏系構造第二隆起帶的東南側與南嶺東西向復雜構造帶南部東段交接地帶,其構造主要以北東向構造為主與北西向構造互為配套,東西向構造時隱時現,斷續展露,構造復雜的交接關系。
通過地質災害分布與地質構造的空間位置關系分析,在大斷裂構造帶的上下盤分布有大量的地質災害點。因此,區域地質構造對地質災害的形成發育有著明顯的影響作用。一是控制地貌的形成發育,在低山地貌、丘陵區,臨空面發育,易于發生崩塌、滑坡災害;二是改變了巖土體的結構、物理性質和力學強度,尤其在褶皺軸部、轉折端,斷裂帶及其兩側,風化層厚,巖石破碎,裂隙發育,易發生滑坡、崩塌災害。由此可見,豐順縣地質災害的發育與斷裂構造存在一定的聯系,加上人類工程活動及暴雨因素的誘發,使得地質災害在斷裂構造附近的地質災害越發密集。
3.地層巖性及巖土體類型與地質災害
3.1地層巖性與地質災害
從豐順縣地層巖性分布情況看,東北部、中部、西南部主要由晚侏羅世侵入巖:黑云母花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長斑巖,面積為1107km2,占總面積40.8%。地表殘坡積層及強風化巖層厚度大,滑坡大多發生在松散土體與基巖的接觸界面或強風化與弱風化巖層接觸界面,崩塌大多為土質類型。如潭江鎮、小勝鎮、留隍鎮、砂田鎮等地質災害。
豐順縣西部、南部主要為侏羅系、白堊系砂巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖、英安-流紋質火山碎屑巖、砂礫石、凝灰質礫巖等,分布面積1603km2,巖層層面的傾向對滑坡的發育有重要影響,當巖層的傾向和斜坡的坡面傾向一致時,多以高陡斜坡為主,容易產生滑坡,巖層傾向與斜坡的坡面傾向相反時,斜坡形態通常較為平緩,斜坡相對不易發生滑坡。
3.2巖土體類型與地質災害
區內的巖土體類型分為四類:砂、礫石、粘性土(含坡殘積)雙層土體(I);層狀較軟紅層巖組(III);層狀較硬碎屑巖組(IV);塊狀較硬-堅硬侵入巖組(V)。
豐順縣已發的地質災害主要分布在塊狀較硬-堅硬侵入巖組和層狀較硬碎屑巖組,分別為198處、194處,占總數的50.0%、49.0%(表3-1)。由于巖石結構、構造的因素,使巖石在表生作用下極易風化,普遍均發育有厚度一般3m~15m風化層,特別是在塊狀堅硬巖組中,最厚可達35m,風化層土體中一般含有20%~40%砂成分,孔隙度大,地表徑流易于入滲,含水量增加可使土體強度降低,誘發地質災害,這些因素都是松散巖土體的性質體現。
豐順縣85.1%的地質災害都是發生在土質斜坡上,10.9%的地質災害發生在土巖復合的斜坡上,僅4.0%的地質災害發生在巖質斜坡上,說明地質災害更易于在塊狀較硬-堅硬侵入巖組的斜坡上發育,而194處地質災害分布在層狀較硬碎屑巖組的斜坡上,主要是因為該類型巖組風化土層較厚
4.降雨與地質災害
據地質災害詳細調查資料統計分析,豐順縣地質災害主要發生在5月~10月,共計391處,占災害總數的98.7%,發生在1月~4月和11月~12月的地質災害僅為5處,占災害總數的1.3%(圖4-1)。滑坡、崩塌、等地質災害,發生的時間主要分布在夏季暴雨時期和夏季連續降雨時期。
從地質災害與時間的分布關系可以看出,豐順縣地質災害主要發生在暴雨、連續降雨天氣。降水對滑坡、不穩定斜坡的影響在于降水達到一定程度后,降水就會沿滑坡裂縫及滑體孔隙滲入轉為地下水,在此過程中,軟化滑帶(面),增加滑體重量,提高下滑力,如果降水使地下水面上升到滑帶(面)之上時,更有利于滑體(潛在滑體)滑動。如遇強降雨天氣,地質災害的發生滯后時間短,基本隨著降雨過程的發生而瞬時發生,地質災害的發生空間位置與降雨位置基本一致,多為群發型地質災害,災害規模較小,一般為表層或淺層滑坡、崩塌。連續降雨型降雨誘發地質災害分兩種情況:一是連續強降雨誘發地質災害具有同步性;二是連續降雨但強度不大,誘發地質災害具有一定的滯后效應,即此時降雨誘發地質災害需要一定的雨量積累。
5.人類工程活動與地質災害
人類工程活動是地質災害另一個主要誘發因素[1]。豐順縣近20年以來,隨著社會經濟的不斷發展,各種等級的修(改、擴)建公路、削坡建房、興建水利水電工程等人類工程活動也相應多起來。據本次調查資料統計,豐順縣由人類工程活動所造成的地質災害點330處,占總數的83.3%。由此可見,人類工程活動強度與地質災害形成有著密切的關系[2]。
豐順縣396處已發地質災害,大部分為人為因素引發,還有少量為自然因素及綜合因素引發。其中:城鄉建設有247處,主要為人工削坡建房引起;道路交通140處,主要由削坡修建公路引起;教育系統有9處,主要為削坡修建學校引起;目前水利水電、礦山開采未發現地質災害。綜上所述,地形地貌、地質構造、地層巖性及巖土體類型是形成地質災害的地質環境條件,而地震、強降雨和人類工程活動則是形成地質災害外在誘發因素。
6.結語
地形地貌控制著山體斜坡的臨空條件,通常情況下斜坡坡高越大、坡度越陡,地質災害越發育;地層巖性及巖土體類型的差異是影響斜坡穩定性重要因素之一,不同地層巖性和巖土體類型,常見的地質災害類型也有所不同;斜坡地段地質構造的發育情況以及區域新構造運動對斜坡(特別是巖質斜坡)穩定性也具有一定的影響;降雨入滲增加了巖土體的自重,降低了巖土體的內聚力和內摩擦角,為地質災害的主要誘發因素;人類工程活動產生了大量臨空面,為地質災害的發生提供空間。
地層巖性特征是控制斜坡穩定性的主要因素之一,地層內含易滑巖土層和軟弱夾層是斜坡穩定性差的必要條件。豐順縣東北部、中部、西南部為侵入巖,地表殘坡積層及強風化巖層厚度大,一般為5m~15m。滑坡大多發生在松散土體與基巖的接觸界面或強風化與弱風化巖層接觸界面。如潭江、小勝、八鄉山等多處山體滑坡;此外,豐順縣分布有砂巖、粉砂巖、砂礫巖等碎屑巖,表層風化強烈,吸水容易軟化,在該類型巖石分布的地區削坡建房或者修建公路形成的不穩定斜坡,雨季遇雨水浸泡,極易發生滑坡、崩塌。巖層層面的傾向對滑坡的發育有重要影響,當巖層的傾向和斜坡的坡面傾向一致時,多以高陡斜坡為主,巖層傾向與斜坡的坡面傾向相反時,斜坡形態通常較為平緩,滑坡相對不易發生。
崩塌的形成與特定的自然條件和人為活動有著密切的關系。地形地貌、地層巖性和地質構造是崩塌的物質基礎,崩塌以重力為驅動力,因而崩塌的形成要有適宜的坡度、高度和形態,以及有利于巖土體崩塌的臨空面,地形坡度多為50°~80°的斜坡。斜坡結構受到破壞會改變其自身承載力,雨水滲入或坡頂加載則增加了斜坡荷載,當斜坡荷載超過其自身承載力必定會發生崩塌。
參考文獻:
[1]張國平,徐晶,畢寶貴.滑坡和泥石流災害與環境因子的關系[J].應用生態學報,2009,20(03):653-658.
[2]鄭穎人,陳祖熠,王恭先,等.邊坡與滑坡工程治理(第二版)[M].人民交通出版社,2010.