陳杰 劉學文 黃軍科
(湖南省生態地質調查監測所 湖南長沙 410000)
國內經濟在迅猛發展時期,對各種資源的運用力度持續增大,項目建造數量增多,規模大大增加,在這種背景下,國內地質環境承擔著巨大壓力,這也是地質災害產生的一個重要因素。地質災害的概念被界定為產生在地表的巖土體移動狀況,不但會對人們生存條件產生一定的影響,還會危及其生命安全。為落實“源頭控制、防范第一”的思想,對地質災害風險辨識等進行深入的調研,提升對地質災害構成原理的認知,歸納成災方式,對地質災害風險進行科學評估,確定風險控制舉措,為地質災害預防與治理措施的選擇奠定基礎。
安仁縣位于湖南省南端,地理坐標東經112°37′35″~113°20′29″、北緯24°53′38″~25°41′53″。東與汝城縣和廣東省樂昌市為鄰,南與廣東省陽山縣和乳源縣交界,西與臨武縣和廣東省連州市相連,北與郴州市北湖區、蘇仙區、資興市接壤,交通較為便利。根據現有資料,安仁縣現有地質災害隱患點86處,其中滑坡45處、崩塌2 處、泥石流12 處、地面塌陷25 處、不穩定斜坡2處(具體見圖1)。

圖1 安仁縣地質災害類型分布餅狀圖
地質災害是地區表層在人類活動及地質作用下發生的自然現象,以滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、不穩定斜坡和地裂縫等災害形式為主要表現形式。滑坡在我國地質災害中所占比例最高,是我國最主要的地質災害類別。下文主要針對安仁縣地質災害災情險情展開分析。
根據現有安仁縣1∶50 000 地質災害資料顯示,截至2013年,安仁縣22 個鄉鎮曾共有地質災害點111處,造成災情損失的有82處。按照地質災害災情分級標準,災情大型3 處、中型9 處、小型70 處。因地質災害死亡18人,毀壞房屋1804間,毀壞農田1075.5畝,毀壞公路4960.5m,毀壞水渠1560m,災害共造成直接經濟損失5606.2萬元。按照災害類型統計如下。
滑坡造成災害損失42處。按照地質災害災情分級標準,中型4 處、小型38 處。因滑坡地質災害死亡14人,毀壞房屋588間,毀壞農田184畝,毀壞公路390m,毀壞水渠1500m,造成直接經濟損失1333.05萬元。
崩塌造成災害損失2處。按照地質災害災情分級標準,2 處災情規模均為小型。因崩塌地質災害未造成人員傷亡,毀壞房屋23間,毀壞公路30m,造成直接經濟損失95萬元。
泥石流造成災害損失11 處。按照地質災害災情分級標準,災情大型2處、中型1處、小型8處。因泥石流地質災害毀壞房屋132 間,毀田322 畝,造成直接經濟損失1908.1萬元。
地面塌陷造成災害損失27 處。按照地質災害災情分級標準,災情大型1 處、中型4 處,小型22 處。因地面塌陷地質災害死亡1人,毀壞房屋1061間,毀壞農田569.5 畝,毀壞公路210m,造成直接經濟損失2268.05萬元。
各鄉鎮均有地質災害發生,災情嚴重程度不一。曾經造成過人員傷亡的鄉鎮有瑤崗仙鎮、五嶺鄉、麻田鎮、梅田鎮等4個鄉鎮,其中,瑤崗仙鎮、麻田鎮災害分別造成7人死亡。除白石渡鎮、黃沙鎮、巖泉鎮、笆籬鄉外,其他鄉鎮均對居民房屋造成了一定的損壞,其中,梅田鎮損壞房屋459間,為各鄉鎮之首。災害造成直接經濟損失以梅田鎮、瑤崗仙鎮、楊梅山鎮為前三位,均超過了1000 萬元,其中,梅田鎮以1450 萬元的直接經濟損失居首。
根據安仁縣現有地質災害隱患點資料顯示,通過地質災害隱患點核銷和變更等相關工作后,原安仁縣1∶5萬地質災害詳細調查存量點111處中核銷29處,保留存量隱患點82處,加上新增隱患點,目前,現共保留隱患點86處。按照地質災害險情分級標準,險情特大型1處、大型3處、中型28處、小型54處。潛在威脅9946人,潛在威脅居民房屋11 164間,潛在經濟損失28 548.2萬元。
2014年以來,據統計和現場調查,安仁縣地質災害工程治理或正在實施點42 處(已完工40 處,正治理2 處),其中,中小型工程治理項目30 處,應急治理12處。共搬遷245戶,1210人。
安仁縣內三大類地貌單元(山地、丘陵、準平原)的形成,具有不同的地質構造背景,其巖土工程類型、水文地質、微地貌等地質環境條件也不同,人類工程活動的活躍程度有較大差異。地形地貌是地質災害類型與規模的主控因素,不同的地貌單元,其斜坡類型、坡高、坡度等微地貌特征有一定差別,發生的地質災害類型、數量、規模也不同。
滑坡、崩塌及不穩定斜坡與斜坡地形關系密切,平原區一般不發育;泥石流主要發育在中低山區,具有較寬闊的匯水區、有豐富的物源、有較長的流通區等;地面塌陷主要發育在低山丘陵區與平原區,與采空區及巖溶分布相關,尤其是巖溶地面塌陷,與巖溶地貌密不可分,且多發生在溝谷等平緩地帶。
各個地區的巖土體類型及其工程特性在很大程度上會影響著安仁縣地質災害的分布情況,相同類巖土體對各個地質災害的影響也有所不同。
地層巖性和巖土體是形成不同地質災害的重要基礎,其性狀決定著地質災害出現的概率及發育形成周期長短。巖土體的堅硬情況、風化情況及軟化性、抗剪情況都會導致地質災害問題的出現[1]。
滑坡地質災害大多會出現在一些容易風化、軟化的軟弱到堅硬巖組內,土質滑坡就會出現在部分相對松散、透水性較好的殘坡積土層內。堅硬巖組容易形成高坡邊坡,這是導致崩塌的重要基礎。結構松散、極易風化、軟弱巖層和裂隙發育的巖層,這些都是引發泥石流的物質條件。同時,由于軟弱巖組、風化巖及殘坡積土布局的范圍較廣,因此,安仁縣也容易出現諸如崩塌、滑坡以及泥石流等地質災害。巖土體是地質災害的重要主體,地質災害的形成、發生、成災等都是在巖土體中體現出來的。各個巖土體的物理屬性、力學及水理屬性都有所不同,所以它們和不同地質災害的聯系也有差異[2]。
地質構造不但會對地貌等產生一定的影響,還會對巖層的巖體架構和組合特征等產生一定影響。具體而言,地質地貌的主要影響要素是褶皺,斷裂會促使巖體架構產生變化,破碎帶是地質災害物源的重要供給渠道;各種地質構造面會對滑動面的位置、滑坡周邊的界限等產生作用,促使斜坡地下水的結構、運行特點等發生變化;斜坡的內部架構,包括每個圖層的組合情況,裂隙的特征、巖石中斷層、斜坡地點等的內在關聯,與滑坡產生的概率有密切關聯[3]。
根據有關資料顯示,安仁縣境內已經出現若干次大規模的構造變動,而且還會出現巖漿活動,構造背景繁雜,巖石在受到構造運動影響之后,巖體內的片理以及裂隙比較發育,它們均一性與完備程度較低,加之風化和侵蝕的作用,巖體硬度會大幅減弱,為此,便導致巖石出現下墜、下塌等問題,從而引發泥石流、滑坡等問題。區域內地質災害通常產生在斷裂交錯、褶皺集中等部位,為此,具有順著構造線方向集中分布的特點,此便表明構造在一定程度上影響著地質災害[4]。
3.4.1 地質災害與大氣降水的關系分析
降水不但會在一定程度上加大土體自重,提升下滑推力,同時,還會轉化成地下水,形成滲透力,軟化及潤滑滑動面,這并不利于松散土體斜坡的整體平穩性。降雨對崩塌的影響可以歸納為如下兩方面:其一,泥化、軟化下部軟質巖層,構成良好的臨空及凹巖腔;其二,生成相對較大的空隙水壓力,導致裂縫變大變寬。降水已經成為導致安仁縣出現滑坡、崩塌及不穩定斜坡問題的關鍵性因素,降水的時空分布不均在很大程度上控制了安仁縣多種地質災害的出現及時空分布[5]。
地質災害與降水的關系主要體現在兩方面:其一,時間分布上地質災害及降水周期相對契合;其二,空間分布上地質災害及降水集中區相互契合。
3.4.2 地下水與地質災害關系分析
地下水的溶蝕潛蝕功能。地下水在運動期間,在很大程度會損害周邊巖土體。一方面,地下水的長期化學效用,巖土體的可溶鹽帶走,加快了巖土體的風化效用,導致巖土體力學強度大幅度縮減;另一方面,地下水使得巖土體機械潛蝕,從而造成巖土體顆粒運移、淘空,使得巖土體結構遭到損害,粘聚力被削弱,動摩擦力降低[6]。
地下水對巖土體的軟化效用。地下水通常會軟化泥巖、頁巖、松散土體和軟弱夾層等巖土體,減小抗滑強度,導致斜坡變形失去穩定性。
地下水提升土體容重及靜水壓力。地下水對巖土體浸泡,導致巖土體全部飽和,使得巖土體容重上升,土體自重加大,提升滑坡體的下滑力。巖土體中地下水的靜水壓力抵消了上覆土層的部分正應力,導致巖土體的有效應力變小,也就是作用在滑床(滑面)上的靜水壓力利用削弱正應力削弱總抗滑力。如果地下水徑流,那么生成的動水壓力和斜坡滑移方向保持統一,提升下滑力。
安仁縣地質災害的產生與人類所進行的項目建設有十分顯著的關聯。人們所進行的項目建設活動導致了地質災害發生概率的升高。人類項目活動不僅指的是項目施工(水電工程、工廠、水利、城鎮)等,還包含居住建筑、旅游、砍伐、采礦等活動。地質災害和人類工程活動互相影響,不恰當的人類工程活動會導致地質災害產生,而地質災害又反過來作用于人類工程活動。伴隨安仁縣經濟的快速增長,人類工程活動對生態環境的作用逐漸增大,大規模的人類工程活動讓含水層、地貌等受損,讓斜坡初始的均衡形態發生變化,從而導致地質災害發生。
導致地質災害發生概率最高的是礦產開采、城鄉規劃,之后是交通工程、農業工程,而誘發地質災害發生概率最低的是水利工程。人類工程活動誘發地表下陷、滑坡的概率較大,導致損失最嚴重的是礦產資源開采。
在各種類型的礦山中,對地質條件毀壞最嚴重的是煤礦,誘發地面塌陷概率最高,比重最大。災害導致的物質損失在各種地質災害中排在首位,導致礦山周圍的地質條件大大受損,阻礙著人類的可持續發展。安仁縣是典型的山區,山地占很大比重,交通工程、城鄉建設等涉及的范圍廣,線路長,誘發斜坡地質災害的可能性最大;水利項目的修護不到位、農業和林業的不科學建設均增大了斜坡地質災害產生的可能性。
我國土地面積廣闊,地質條件復雜,山區占比高,是全球范圍內地質災害出現概率很高的一個國家。一直以來,地質災害都是我國自然災害的核心類型。本研究經過對安仁縣地質災害形成因素的剖析,發現其在很大程度上受地質架構、地貌情況、人類活動、巖土項目地質屬性等諸多要素的作用。期望經過本文的探究,可以為安仁縣地質災害防治提供有價值的參考。