福建省安溪县地质灾害发育特征及影响因素分析

叶龙珍

(1.中国地质大学环境学院,武汉 430074;2.福建省地质工程研究院,福州 350002)

福建省安溪县地质灾害发育特征及影响因素分析

叶龙珍1,2

(1.中国地质大学环境学院,武汉 430074;2.福建省地质工程研究院,福州 350002)

为有效防治地质灾害,在调查的基础上,总结安溪县地质灾害特征,分析其形成条件和影响因素。该县地质环境条件复杂,灾害发育基础条件和动力因素较充分,具有易发育、数量多、类型全、分布广、稳定性差、突发性强和危害性大的特点。

地质灾害;特征;形成条件;影响因素;安溪县

安溪县位于福建省东南部。其东邻南安市,西连漳平市、华安县,南接厦门市同安区、长泰县,北与永春县为界。地理座标:北纬 24°50′～25°26′,东经117°35′～118°17′。面积 3057.28km2。全县辖 24个乡镇,435个行政村,人口110万人,平均人口密度349.0人/km2。县域内交通发达,铁路、高速公路、国道、省道及县、乡道组成交通网。安溪是“中国乌龙茶之乡”,工业、农业及采矿业均较发达,经济发展迅速。全县目前已查明的地质灾害及其隐患点有1722处,已造成死亡35人,直接经济损失数千万元;仍有地质灾害隐患1613处,威胁2万多人、数亿元财产安全。

1 地质环境条件

1.1 气象水文

安溪县地处亚热带季风气候区。受地形条件和受海洋性气候影响强弱的差异,内(西部)、外(东部)安溪气候有明显的不同:东部基本无冬,夏长而炎热,年平均气温19℃～21℃,年平均降水量1546.2 mm(城关地区);西部则四季分明,春秋长夏渐短,有短冬,年平均气温 16℃～18℃,年平均降水量1985.4mm(芦田),降水量分布自外安溪向内安溪有递增的趋势。年最大降雨量2461mm(1990年),月最大降雨量638.3mm(1990年9月),日最大降雨量318.4mm(2003年8月5日),时最大降雨量92.0mm(1999年10月9日)。降雨量年内分布不均,雨季(3～6月)、台风季节(7～9月)和旱季(10月～次年2月),分别占全年总降水量的44%～52%、31%～41%和14%～17%。每年台风及热带风暴登陆的频度约1～3次。据近18a来暴雨资料,平均每年大暴雨和特大暴雨约1.8次,出现在6～10月。暴雨往往是受台风影响形成的,其特点是范围小、历时短、强度大,是地质灾害最主要的诱因之一。

县域内水系发育,河流分属晋江和九龙江两大流域,溪流呈树枝状分布,蜿延曲折,具有河床切割深、坡降大、河面窄小、径流冲刷作用强之特征。

1.2 地形地貌

安溪地处戴云山脉东南坡,区内地形以山地为主,峰峦叠嶂,山岭耸峙,丘陵起伏,沟谷纵横,地形变化较大,最高峰太华尖,海拔1600m,最低处为城厢经兜村,海拔仅32m,相对高差达1568m。由于地形地貌特征的差异,从湖头盆地西缘的五阆山至官桥盆地西缘的跌死虎一带为天然分界线,线以西称内安溪,线以东称外安溪。外安溪地势较低,平均海拔300～400m,以低山、丘陵、串珠状河谷为主,河谷比较宽阔,丘陵起伏平缓,人口居住密集;内安溪地势较为高峻,平均海拔600～700m,以山地为主,坡度较大,河谷狭窄。根据成因和形态划分,区内地貌类型主要有:侵蚀构造中山、侵蚀构造低山、侵蚀剥蚀丘陵及侵蚀堆积河流阶地。

1.3 地层与岩浆岩

县域内自老至新出露地层有震旦系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及第四系。侏罗系分布最广,面积1 685.59 km2,占全县总面积的二分之一以上,岩性以火山岩为主;其次是三叠系;其余地层零星分布。

安溪县地处闽东火山断拗带的福鼎-云霄断陷带中段,岩浆活动强烈而频繁。侵入岩主要分布于中部及东南部,出露面积约998 km2,可分为燕山早期第三阶段、晚期第一阶段及喜山早晚期共四期10次侵入,有大小岩体近百个,酸、中酸性岩为主。岩性以黑云母花岗岩为主,少量花岗斑岩。此外晚侏罗系还有部分浅成、超浅成火山岩体出露,面积约100 km2。

1.4 地质构造与地震

安溪县经历过漫长地质时期的多次构造运动,地质构造发育,构造形迹主要有褶皱及断裂。区内以断裂为主的构造形迹发育,主要有 EW、SN、NNE、NE、NEE、NW 构造 ,以压性、压扭性断裂为主。

县域内划分为两个烈度区,以白濑-湖上-长坑-蓝田-芦田朝阳为分界线,以北烈度为6度,地震加速度为0.05 g;线以南烈度为7度,地震加速度为0.10 g。境内多发生有感地震,周边最大震级一般小于4级,烈度最大为6度。地震对区域内地质灾害影响较小。

1.5 水文地质

县域内地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水3种类型。其中松散岩类孔隙水分布于河流两岸第四系堆积层中,水力性质以潜水为主,含水量中等-贫乏。其余类型水含水量均较贫乏。地下水主要接受大气降水补给,部分也接受侧向补给,其径流速度、途径受季节变化影响较大,最终以片流或泉的形式排泄于地表。

2 地质灾害发育特征[1,2]

2.1 地质灾害类型

安溪县已查明的地质灾害隐患类型有崩塌、滑坡、泥石流、采空地面塌陷和不稳定斜坡(表1)。

2.2 地质灾害空间分布特征

地质灾害空间分布不均,既有明显的区域变化,又有局部的强烈差异。地质灾害主要分布在山区乡镇(表2),其中,低山-丘陵山区较为发育,这与村庄分布及其交通通道密切相关,呈现出明显的片状和线状分布特点。全县24个乡镇均有地质灾害分布,平均分布密度0.527 5处/km2。按绝对数量分,排在前5位的是:魁斗、龙涓、剑斗、感德和桃州;按每平方公里分布密度分,排在前5位的是:魁斗、剑斗、湖上、桃州和蓬莱。

表1 地质灾害隐患点类型统计表Table 1 Types of potential geo-hazards

表2 安溪县各乡镇地质灾害及其隐患点分布状况一览表Table 2 Geo-hazards and potential geo-hazards in each of the tow nshipsof Anxi County

2.3 地质灾害时间分布特征

时间分布不均,受降雨等因素控制,每年地质灾害多发生在雨季。主要发生大暴雨、特大暴雨集中的年份 ,如 1990 年 、2000 年 、2002 年 、2003 年 、2005年。在月份上,又以6～9月发生频率最高,占灾害总数的80%以上。另外,地质灾害还与降雨强度密切相关,强度越大,灾害发生概率越大。如2000年共发生地质灾害461处,其中6月(182处)、8月(273处)发生频率最高,分别占该年灾害数的39.48%和59.22%,这主要与2000年6月18日与8月24日两次强台风暴雨有关。

2.4 地质灾害规模特征

规模上以小型土质崩塌、滑坡为主(表3、表4),其特点是发生迅速,具有多期性和继承性,滑坡活动有时与泥石流及水土流失相伴生,形成灾害链。由于前缘开挖形成高陡边坡,在适宜条件下,滑动前可积聚很大能量,因而滑动急剧,带有崩塌特点;在粘性土边坡中,可常见到面积数平方米到数十平方米的小型溜塌体,多出现在边坡中部,这是局部表层土体饱水所致。

表3 崩塌规模统计表Table 3 Collapse sizes

表4 滑坡规模统计表Table 4 Landslide sizes

2.5 稳定性与灾情险情特点

已查明的1 613处地质灾隐患点中,发展趋势稳定性差有725处,稳定性较差有836处,分别占总点数的44.95%和51.83%。从已发生的地质灾害看,除个别点外,灾情均较轻。潜在危害程度有:特大级1处,重大级25处,较大级643处,一般级944处(表 5、表 6)。

表5 地质灾害隐患点稳定状态评价与预测结果表Table 5 Evaluation and p rediction about the stability of the potential geo-hazards

2.6 公路及房后地质灾害特征

公路及房后边坡具有相同或相近的地形地质条件,所以在这些地带土质滑坡往往有群发特点,成串出现,造成严重危害。调查表明,当降雨强度超过一定阈值时,灾害普遍发生,如2000年8月24日的特大暴雨诱发了273处地质灾害,占本年灾害总数的59.22%。

表6 地质灾害隐患点危害程度评价与预测结果表Table 6 Evaluation and p rediction about the harmfulnessof the potential geo-hazards

2.7 滑坡特征

滑坡的出口明显受控于开挖临空面的坡脚,公路沿线路堑边坡和房后切坡所见大量滑坡均由坡脚剪出。其原因有二,一是此处应力集中,极易首先发生破坏,二是这里也是渗透到土层中的降水的出口;破碎岩石滑坡周界有各种性质的结构面控制,多呈折线状,但不及岩石滑坡明显;岩石滑坡的形成与岩性和岩体结构关系密切,多出现在层状岩体,尤其是软硬交互的沉积岩中。

2.8 地质灾害与人类活动的关系

与人类社会经济活动密切相关,人类活动加剧了地质灾害活动,灾害活动对人民生命财产造成越来越严重的破坏,成为阻碍当地经济发展的重要因素。区内95%以上地质灾害与人类活动有关,且灾害类型与人类工程活动的强度和方式密切相关,如崩塌、滑坡主要发生于房前屋后、交通通道两侧的切坡地段,而采空塌陷和泥石流则主要发生在矿山范围及其周边。

3 地质灾害形成条件与影响因素分析

3.1 地质灾害形成条件

地质灾害形成条件是指先期存在于斜坡体中相对稳定的不会有急剧变化的斜坡体固有的地质特征,包括地层岩性、地质构造、地貌特点及水文地质条件等。区内火山岩、花岗岩分布面积广,岩层(或岩体)经过多次构造叠加作用,岩石破碎,风化程度随岩石强度变化严重不均,工程力学性质差异较大,形成了区内以中低山-低山-高丘陵为主的地貌类型。据调查资料,区内有88.2%的地质灾害发生于该两类岩土体中。

实践证明,不论由何种岩土体构造的斜坡,产生滑坡必须具备两个基本条件[3]:一是坡体中有可能形成贯通的滑动面,二是潜在滑动面上坡体具有较好的渗透性,利于地表水下渗,相对集中地聚集在潜在滑动面部位。构成坡体的第四系堆积物下面存在着相对不透水的隔水层顶面,堆积体本身发育有大量渗水通道,加上地表人工破坏,地表水通过渗水通道下渗到相对隔水层顶面,便会在这里聚集漫延,这个面上原有的c、φ值会因水分的聚集而降低,当其降低到不能维系上覆坡体的平衡时,这一部分坡体便开始了滑动,形成滑坡。

3.2 地质灾害影响因素

县域内地质灾害的影响因素有自然因素和人为因素。属于自然方面的有大气降水、河岸冲刷、河(库)水位升降等,区内主要是大气降水影响;属于人类活动的有开挖坡脚、坡上加载、采空地面塌陷、破坏植被、水源渗漏等。

降雨和人类工程活动是诱发区内地质灾害最主要的因素之一。研究表明,滑体的蠕滑速率与降雨具有明显的相关性,且在时间上有一定的滞后特点,这种滞后与降雨强度直接相关,只有当降雨强度达到150 mm/d以上时[4],滑坡常在峰值时发生。如2000年月6月和8月的两次暴雨,诱发区内地质灾害几乎均在这次峰值降雨期间发生。

人类工程经济活动对地质灾害的影响是直接且持续的,随着社会经济的不断快速发展,对自然环境的攫取幅度会不断加大,人为引发的地质灾害将更加严重。

植被的影响既有有利的一面,也有不利的一面[5]。表现在:植被有利于坡体中水分的蒸发,植物根系在其影响所及的范围内提高了土层的(抗剪)强度;植被(尤其是乔灌木)本身增加了坡体的重量,所谓“根劈”作用还会促进岩石裂缝的发展有利于表水下渗。一般地说,草皮对斜坡稳定性的影响总是有利的,而木本植物则在两可之间——对深层滑坡可能是不利的,对浅层滑坡可能是有利的。安溪县滑坡除少数滑坡外,几乎均为浅层(<6 m)滑坡,发生滑坡的山坡绝大多数分布在经济林区,如毛竹林、柑橘园及茶园等,这些山坡原始林遭到严重破坏,林地结构单一,植物根系浅部发育,且经常除草松土有利于地表水入渗,因而易诱发浅层滑坡。

4 结语

安溪县地质环境条件较复杂,产生地质灾害的基础条件和动力因素比较充分。地质灾害较发育,数量较多,类型较全,分布广泛,稳定性差,突发性强,危害性较大。在地质灾害调查基础上,总结了县域内地质灾害发育特征,深入分析了地质灾害的形成条件和影响因素,为有效地防治地质灾害提供了可靠依据。

[1] 福建省地质工程勘察院.福建省安溪县地质灾害点复核调查报告[R].福建省地质工程勘察院,2008.

[2] 福建省地质工程勘察院.福建省安溪县潜在地质安全隐患点调查报告[R].福建省地质工程勘察院,2008.

[3] 王恭先,等.滑坡学与滑坡防治技术[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[4] 殷坤龙,等.浙江省突发性地质灾害预警预报[M].武汉:中国地质大学出版社,2005:86-87.

[5] 张倬元,等.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994.

CHARACTERISTICSOF GEO-HAZARDS AND THEIR INFLUENCE FACTORS IN ANXI,FUJIAN PROVINCE

Ye Long-zhen1,2
(1.Department of Environmental Sciences,China University of Geosciences,W uhan 430074,China;2.Fujian Geological Engineering Survey Institute,Fuzhou 350002,China)

Based on the surveys,the characteristicsof the geo-hazards in Anxi,their formation conditions and influencing facto rs are discussed fo r their effective p revention.W ith comp licated geological conditions and p lentiful facto rs,they are characterized by easy development,large quantity,type diversity,w ide distribution,instability,suddenness and harmfulness.

geo-hazards;characteristics;fo rmation conditions;factors;Anxi County

P694

A

1006-4362(2011)02-0046-04

2011-02-09 改回日期: 2011-03-28

叶龙珍(1975- ),男,工程硕士,工程师,主要从事工程地质及环境地质工作。