泰安市地質災害現(xiàn)狀及易發(fā)程度分區(qū)評價

蘇寶成

(泰安市自然資源和規(guī)劃局，山東 泰安 271000)

0 引言

泰安市復雜的地形地貌、地質構造和地層巖性等地質環(huán)境條件，汛期降水比較集中，以及開山采石、大量開采地下水等日益加劇的人為活動，導致了泰安市崩塌、滑坡、泥石流和巖溶塌陷等地質災害比較發(fā)育。

泰安市地質災害調查始于1990年，先后開展了多次區(qū)域性地質災害調查和評價工作。2020年開展了“山東省泰安市地質災害核查”工作，確定各類地質災害隱患點133處。以上工作查明了泰安市各類地質災害發(fā)育現(xiàn)狀及影響因素，為泰安市地質災害防治工作提供依據(jù)。

1 地質背景

1.1 地形地貌

泰安市屬魯中山區(qū)的一部分，總體地勢自東北向西南傾斜，地貌類型多樣。中低山集中分布于泰山、徂徠山、蓮花山一帶，約占全市國土面積18.3%；丘陵主要分布于新泰市西南部、寧陽縣東部、岱岳區(qū)西北部、肥城市中部、東平縣北部、以及中低山邊緣地帶的低海拔地帶，約占全市國土面積41.1%；平原主要分布于山麓與河流沿岸地帶，約占全市國土面積36.1%；洼地主要分布于東平湖、稻屯洼、州城湖周圍，約占全市國土面積4.5%；湖泊集中分布于東平縣境內(圖1)。

1—強切割中山；2—中度剝蝕低山；3—溶蝕-剝蝕低山；4—微弱切割丘陵；5—溶蝕-剝蝕丘陵；6—剝蝕平原；7—山間平原；8—山前傾斜平原；9—黃河沖擊平原；10—地貌類型界線圖1 泰安市地貌圖

1.2 地層和巖漿巖

泰安市地層分布較廣，約占全市國土面積60%，由老到新依次為：新太古代泰山巖群；古生代寒武系、奧陶系、石炭-二疊系；中生代侏羅系、白堊系；新生代古近系、第四系等[1]。

泰安市巖漿巖較發(fā)育，約占全市國土面積40%。主要分布于泰山、新甫山、蒙山(西段)、布山等凸起區(qū)。以新太古代、古元古代巖漿巖最為發(fā)育；中生代巖漿巖規(guī)模小且出露零星。

1.3 構造

泰安市大地構造跨華北板塊Ⅰ級構造單元，魯西隆起區(qū)Ⅱ級構造單元，魯中隆起和魯西南隆起Ⅲ級構造單元。境內基底褶皺強烈，主要有泰山背形、新甫山背形、李家莊倒轉復向斜、徂徠山復背形、盤車溝向斜、蒙山背形、新汶向斜等褶皺構造。斷裂構造按展布方向可劃分為近EW向、近SN向、NE向和NW向4組。

1.4 工程地質

泰安市可劃分為堅硬塊狀侵入巖工程地質區(qū)，堅硬、半堅硬碳酸鹽巖夾砂巖、頁巖工程地質區(qū)，半堅硬砂巖、頁巖工程地質區(qū)和山間、山前、河谷松軟沖洪積層工程地質區(qū)等4個工程地質區(qū)(圖2)。

1—堅硬塊狀侵入巖工程地質區(qū)；2—堅硬、半堅硬碳酸鹽巖夾砂巖、頁巖構成地質區(qū)；3—半堅硬砂巖、頁巖工程地質區(qū)；4—山間、山前、河谷松軟沖洪積層工程地質區(qū)；5—工程地質類型分界線圖2 泰安市工程地質圖

1.5 人類工程活動

與地質災害有關的人類工程活動主要為礦山開采，包括煤礦、石膏礦和鹽礦等開采活動，易導致采空塌陷地質災害[3]；地下水開采：因地下水開采引發(fā)的地質災害主要為巖溶塌陷，已發(fā)生巖溶塌陷點主要為農(nóng)灌開采、生活用水開采過量導致[4]；挖坡修路與建房：該類活動引發(fā)的地質災害類型主要為崩塌、滑坡等。受地形條件限制，低山、丘陵區(qū)挖坡修路與建房，挖坡后形成局部高陡邊坡、巖石裸露、坡面土石失穩(wěn)，形成崩塌、滑坡隱患[5]。

2 地質災害發(fā)育現(xiàn)狀特征

泰安市崩塌、滑坡、泥石流等地質災害及隱患主要分布于泰山、新甫山、蒙山(西段)、東平等凸起中低山丘陵區(qū)，巖溶塌陷地質災害及隱患主要分布于泰安城區(qū)-舊縣水源地、岱岳區(qū)、新泰市、肥城市、寧陽縣、東平縣部分山間平原、山前傾斜平原區(qū)的隱伏灰?guī)r區(qū)[6]。據(jù)不完全統(tǒng)計，自有地質災害記錄以來，泰安市共計發(fā)生地質災害230余處，造成直接損失超11億元，死亡40余人。

2.1 地質災害現(xiàn)狀

通過調查評價，截至目前，泰安市確定各類地質災害隱患點共計133處，其中崩塌46處，滑坡2處，泥石流50處，巖溶塌陷35處。各縣市區(qū)及功能區(qū)地質災害隱患點分布情況見表1。

表1 泰安市地質災害隱患點分布情況表 單位：處

2.2 主要影響因素

2.2.1 地質構造和地形地貌

泰安市境內地質構造比較發(fā)育，控制了區(qū)域地形地貌，對地質災害的形成、發(fā)育有著重要影響。構造運動上升區(qū)為中低山丘陵區(qū)，山勢陡峻，溝谷深切，斷崖發(fā)育。坡度大于60°的陡峻山坡或峭壁，崩塌危巖體多分布于此。低山丘陵區(qū)因人工切坡修路建房或改造梯田，形成局部斜坡臨空面，坡面松散土石體與下伏基巖存在明顯界面，容易形成滑坡。溝谷地帶上游三面環(huán)山，山高坡陡，山坡覆蓋厚度不等的風化殘坡積物，溝谷中游流通區(qū)地形多為狹窄、彎曲、陡深的峽谷，溝床縱坡降大，容易形成泥石流。構造運動凹陷區(qū)多分布隱伏寒武-奧陶紀碳酸鹽巖，是巖溶塌陷的多發(fā)區(qū)[7-9]。

2.2.2 巖土體特征

泰安市崩塌隱患點巖性主要為塊狀堅硬侵入巖、變質巖巖組[10]。滑坡隱患點主要分布在低山丘陵殘坡積土石、破碎風化巖巖組。泥石流隱患點溝主要分布在有一定厚度的風化殘坡積層的溝谷地帶。巖溶塌陷隱患點與下伏可溶巖巖性密切相關，第四系蓋層巖性對巖溶塌陷有顯著影響[11]。

2.2.3 降水

(1)崩塌、滑坡和泥石流。崩塌、滑坡和泥石流的發(fā)生幾率大小與降水量成正比。降水的入滲降低了巖、土體強度，產(chǎn)生了動水壓力和孔隙水壓力，增大了崩塌、滑坡和泥石流發(fā)生的幾率。

(2)巖溶塌陷。巖溶塌陷的發(fā)生與降水有一定的關系，據(jù)統(tǒng)計分析，泰安市巖溶塌陷多發(fā)生在降雨期間或強降水之后短時間內。雨季強度不大的降水，巖溶塌陷具有一定的滯后效應，此時降水誘發(fā)巖溶塌陷需要一定的雨量積累[12]。

2.2.4 人類工程活動

人類工程活動是地質災害的重要誘因。切坡修路與建房、山坡梯田開墾等易引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流；過度開采地下水易引發(fā)巖溶塌陷[13]。

3 地質災害易發(fā)程度綜合分區(qū)評價方法

3.1 評價方法概述

對泰安市進行地質災害易發(fā)程度綜合分區(qū)評價采用“地質災害綜合危險性指數(shù)法”。首先運用柵格數(shù)據(jù)處理方法對泰安市行政區(qū)劃圖進行剖分，每個單元面積為2km×2km(部分處于邊界的單元面積不足4km2)，共劃分為2381個單元格；其次，按照統(tǒng)一量化標準，對影響地質災害發(fā)育的要素進行量化，定量求取每個單元地質災害綜合強度指數(shù)；最后根據(jù)地質災害綜合強度指數(shù)進行分區(qū)評價，根據(jù)實際情況對分區(qū)結果采用定性的方法進行修正[14-17]。

3.2 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(jù)泰安市地質環(huán)境條件、地質災害形成影響因素和發(fā)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(xiàn)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(表2、表3)[18]。

表2 潛在地質災害強度評價因子強度分級

表3 現(xiàn)狀地質災害強度評價因子強度分級

4 地質災害易發(fā)程度綜合分區(qū)評價結果

4.1 地質災害易發(fā)程度分級

分別對各單元網(wǎng)格潛在地質災害強度指數(shù)、現(xiàn)狀地質災害強度指數(shù)和地質災害綜合危險性指數(shù)進行計算，并根據(jù)實際情況對地質災害易發(fā)程度分級進行定性修正，取值(7,10〕為高易發(fā)區(qū)(A)、取值(4,7〕為中易發(fā)區(qū)(B)、取值(1,4〕為低易發(fā)區(qū)(C)、取值(0,1〕為不易發(fā)區(qū)(D)[19]。

4.2 地質災害易發(fā)程度評價結果

依據(jù)地質災害綜合危險性指數(shù)和地質災害易發(fā)程度分級標準，對修正后的地質災害綜合危險性指數(shù)值進行統(tǒng)計歸類，合并結果區(qū)間相同單元格，劃定出地質災害易發(fā)區(qū)(圖3，表4)。

4.3 地質災害防治分區(qū)

依據(jù)地質災害防治分區(qū)原則和方法，將全市劃分為重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)、一般防治區(qū)(圖4)。

4.3.1 重點防治區(qū)

主要分布于地質災害高易發(fā)區(qū)，總面積約151.74km2，約占全市國土面積1.96%。

1—地質災害高易發(fā)區(qū)；2—地質災害中易發(fā)區(qū)；3—地質災害低易發(fā)區(qū)；4—地質災害不易發(fā)區(qū)；5—易發(fā)區(qū)分界線圖3 泰安市地質災害易發(fā)程度分區(qū)圖

表4 泰安市地質災害易發(fā)區(qū)劃分簡表

1—地質災害重點防治區(qū)；2—地質災害次重點防治區(qū)；3—地質災害一般防治區(qū)；4—防治區(qū)分界線圖4 泰安市地質災害防治區(qū)劃圖

(1)崩塌、泥石流重點防治區(qū)。主要分布于泰山風景區(qū)旅游主干線、黃前—下港鎮(zhèn)，徂汶景區(qū)徂徠山等地，面積80.86km2。該區(qū)共分布地質災害點56處，其中崩塌30處，泥石流26處。

(2)巖溶塌陷重點防治區(qū)。主要分布于泰安市城區(qū)—舊縣水源地、岱岳區(qū)祝陽鎮(zhèn)二王安村、新泰市果都-禹村-樓德、肥城市汶陽鎮(zhèn)、東平縣大羊鎮(zhèn)等地，面積約70.88km2。該區(qū)共分布巖溶塌陷26處。

4.3.2 次重點防治區(qū)

主要分布于地質災害中、低易發(fā)區(qū)內，總面積約1191.88km2，約占全市國土面積15.36%。

(1)崩塌、滑坡和泥石流次重點防治區(qū)。主要分布于泰山風景區(qū)，徂汶景區(qū)徂徠山，新泰市蓮花山，肥城市潮泉鎮(zhèn)，寧陽縣葛石鎮(zhèn)-磁窯鎮(zhèn)，寧陽縣堽城鎮(zhèn)—蔣集鎮(zhèn)和東平縣銀山鎮(zhèn)-戴廟鎮(zhèn)等地，面積約1059.02km2。該區(qū)共分布地質災害點43處，其中崩塌17處，泥石流24處，滑坡2處。

(2)巖溶塌陷次重點防治區(qū)。主要分布于泰安市城區(qū)—舊縣水源地外圍、岱岳區(qū)東武水源地、新泰市宮里鎮(zhèn)—泉溝鎮(zhèn)—翟鎮(zhèn)、寧陽縣伏山鎮(zhèn)等地，面積約132.86km2。該區(qū)共分布巖溶塌陷8處。

4.3.3 一般防治區(qū)

除重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)以外的其他區(qū)域劃為一般防治區(qū)，總面積約6417.64km2，約占全市國土面積82.69%。區(qū)內地質災害不發(fā)育。

爭取各級資金對重點和次重點防治區(qū)內的重要地質災害點進行治理，對有條件的地區(qū)逐步開展受地質災害威脅的居民搬遷避讓工作。一般防治區(qū)內目前沒有地質災害隱患點，主要以監(jiān)測為主[20]。根據(jù)地質災害隱患點現(xiàn)狀分布，健全群測群防機構，完善地質災害預警預報系統(tǒng)，強化汛前排查、汛中巡查和汛后復查的工作機制[21]。

5 結論

(1)影響地質災害發(fā)育的因素主要有發(fā)育的地質構造、復雜的地形地貌、有利于地質災害發(fā)育的巖土體、雨季集中降水及人類工程活動。

(2)采用地質災害綜合危險性指數(shù)法，同時依據(jù)泰安市地質環(huán)境條件，結合泰安市地質災害現(xiàn)狀和人類工程活動，對泰安市地質災害易發(fā)程度進行綜合分區(qū)評價，將泰安市全域分為高易發(fā)區(qū)(面積約151.74km2)、中易發(fā)區(qū)(面積約457.47km2)、低易發(fā)區(qū)(面積約734.41km2)和不易發(fā)區(qū)(面積約6417.64km2)。

(3)依據(jù)地質災害防治分區(qū)原則和方法，將全市劃分為重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)和一般防治區(qū)。