安徽省安庆市辖区地质灾害形成条件及诱发因素浅析
2016-05-03安徽省地质矿产勘查局326地质队安徽安庆246001
梅 泓 (安徽省地质矿产勘查局326地质队,安徽 安庆 246001)
安徽省安庆市辖区地质灾害形成条件及诱发因素浅析
梅 泓 (安徽省地质矿产勘查局326地质队,安徽 安庆 246001)
安徽省安庆市辖区人口密集,地质环境较复杂,属地质灾害的易发、多发区。2014~2016年,作者有幸参加了安庆市辖区地质灾害调查工作(1∶50000)。据统计:区内现有地质灾害(隐患)点38处,严重威胁人民生命财产的安全。文章在野外调查的基础上,对安庆市辖区地质灾害的形成条件和诱发因素做进一步的总结研究,以期对安庆市辖区地质灾害防治工作有所借鉴。
安庆市辖区;地质灾害;形成条件;诱发因素
1 概况
安庆市位于安徽省西南部、长江中下游北岸。市辖区地理坐标范围东经116°44′04″~117°14′42″,北纬30°12′04″~30°46′16″,国土总面积901.00km2,人口密度约873人/km2。区内现有滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害(隐患)点38处,尚未造成人员伤亡,共造成直接经济损失85.2万元,目前仍威胁859人生命及4762万元财产的安全,因此,地质灾害防治工作十分严峻。
2 地质灾害类型
辖区内38处地质灾害(隐患)点包括崩塌、滑坡、不稳定斜坡、地面塌陷(采空塌陷、岩溶塌陷)、岸崩等5种类型(见表1)。灾害点规模均为小型。
安庆市辖区地质灾害类型统计表 表1
3 地质灾害的形成条件分析
3.1 地形地貌
安庆市辖区属沿江丘陵平原地貌区,地势自北西向南东逐渐降低,呈阶梯状的地貌景观。区内最高峰为杨桥镇境内的三县尖,山峰高程690.0m,最低处位于长江河漫滩,地面高程8.7m。
通过对各地貌形态分布的地质灾害情况进行分析统计(表2)可以看出,区内崩塌、滑坡等地质灾害多分布于西部及中北部低山丘陵区,这些区域地形起伏较大,沟谷发育,山体自然坡度多在20°~35°之间,为突发性崩塌、滑坡地质灾害提供了有利的空间条件。
安庆市市辖区各地貌形态类型地质灾害分布统计表 表2
崩塌、滑坡地质灾害与微地貌也密切相关。崩塌多发生于坡度大于60°的人工边坡及自然陡坡地段,坡度越陡越易引发崩塌灾害。高陡边坡岩石风化强烈,构造裂隙发育,岩层被裂隙切割分离呈块状或碎块状,加之坡体前缘临空,在降雨、地震等外力作用下则引发崩塌。滑坡一般发生于25~45°的斜坡地段。滑坡受地面形态的控制也较明显,当地面形态呈圈椅状等有利于汇水且地表排水不畅时,则有利于滑坡的发生和发展。大观区狮子山公园内滑坡位于低丘区,地面形态为圈椅状,有利于大气降水的汇集,前缘因修筑公路形成高约6m、近直立的人工陡坎,造成前缘临空,2011年强降雨期间上部土层发生滑移。
3.2 地(岩)层岩性及岩土体类型
根据安徽省区域地层志,安庆市辖区地层区划属扬子地层区下扬子地层分区安庆地层小区,地层自奥陶系至第四系皆有出露。
区内岩浆岩分布十分广泛,岩浆活动频繁且剧烈,主要发生在燕山期,形成了以中酸性岩浆岩为主的侵入岩及各类脉岩。各岩体受构造作用控制,大部分呈北东向或北北东向展布。
地(岩)层岩性及岩土体类型是地质灾害产生的物质基础。辖区地层岩性复杂,不同的地(岩)层岩性及岩土体类型产生不同类型、不同规模的地质灾害。西部及中北部侵入岩以及碎屑岩分布区岩石大多出露地表,风化强烈,各类软弱结构面发育,岩石松散破碎,稳定性差,极易产生崩塌、滑坡等地质灾害。区内地质灾害主要分布在碎屑岩建造及岩浆岩建造,占全区地质灾害总数的60.5%(见表3)。
安庆市辖区地质灾害分布的岩土体类型一览表 表3
岩溶塌陷则发育于浅覆盖型碳酸盐岩分布区。山口乡百子山村新塘组及其周边地区下伏基岩为奥陶系大理岩、白云石大理岩等,岩溶较发育,上覆第四系松散层厚度5~8m,结构松软。当地下水在岩土界面附近大幅波动时上覆松散层垮塌则造成地面塌陷。
采空塌陷的发生与矿床分布特征及其顶板的(地层)岩性密切相关。区内长风乡柘山村煤矿开采的煤系地层赋存于二叠系上统龙潭组砂质页岩、页岩、炭质页岩中,可采煤层埋深10~400m。其直接顶板岩性主要为二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组的泥质页岩、粉砂岩等,其岩性较软,完整性差,稳固性差,有利于采空塌陷的发生。该煤矿于上世纪90年代发生多起地面塌陷。
3.3 地质构造
安庆市辖区大地构造单元位于扬子准地台下扬子台坳沿江拱断褶带安庆凹断褶束。以头坡断裂为界,其北西侧为怀宁褶断带,南东侧为沿江槽地中的安庆盆地。
区内崩塌、滑坡地质灾害具有与构造形迹相伴生的特征。多分布于头坡断裂、百子山倒转背斜等构造发育的区域。这些区域构造裂隙、风化裂隙、层理、岩土界面等各种结构面密集,将岩土体分解成楔形、散体状、碎裂状及碎块状,为崩塌、滑坡地质灾害提供了有利的边界条件。经初步统计,38处灾害点中有28处与断裂构造相关,占全部灾害点的73.7%。可见地质构造对地质灾害的控制作用十分明显。
此外,从表4可以看出,境内35处崩塌、滑坡地质灾害(隐患)点中有17处的主滑方向在135~225°之间,与区内主要地质构造(断裂、节理)的倾向方向基本一致,进一步说明地质构造与地质灾害具有明显的相关性。
区内山口乡百子山村新塘组岩溶塌陷也位于头坡断裂附近。塌陷坑呈线(带)状分布,走向与构造迹线(头坡断裂)基本一致。
3.4 水文地质条件
地下水活动在地质灾害的形成过程中也起着重要的作用,且对不同类型的地质灾害的作用是不同的。
水文地质条件对崩塌、滑坡地质灾害的作用表现为对岩土体产生浮托力、软化控滑结构面、降低抗剪强度等。
地下水动态变化特征是岩溶塌陷形成的动力条件。区内山口乡百子山村新塘组附近地下水位埋深8~15m。人工抽水造成地下水位在岩土界面附近大幅波动,造成地下水流速加快,水力坡度加大,从而加大了对土层的冲蚀作用,并减小了水对土层的浮托力,由此引发了多处地面塌陷。
4 地质灾害的诱发因素分析
地质灾害的诱发因素包括大气降雨、地震、人类工程活动等,其中前二者属于自然因素,后者属于人为因素。
4.1 大气降雨
安庆市辖区地处亚热带湿润气候区。据1951-2014年气象资料统计,本区多年平均降雨量1411.05mm,年最大降雨量2294.1mm(1954年),年最小降雨量758.6mm(1978年)。降雨年内分布不均,多集中于4~7月,占全年降雨量的57.2%。每年的4~7月,常会出现连续阴雨或暴雨天气,其间降雨的特点是持续时间长、暴雨天气多。
安庆市辖区崩塌、滑坡等地质灾害(隐患)点边坡坡向统计表 表4
大气降雨对崩塌、滑坡地质灾害的作用主要表现为表层松散的岩土体在降雨入渗和浸润作用下坡体自重增加、岩土体结构面软化,导致表层岩土体下滑力增加而抗滑力减小,从而使坡体出现裂缝、膨胀、下挫、剥坠落等各种变形现象,进一步发展便产生崩塌滑坡地质灾害。安庆市市辖区32处崩塌、滑坡中有28处发生于4~7月份汛季,占崩塌、滑坡总数87.5%。强降雨特别是持续性的降雨是区内崩塌、滑坡的首要诱发因素。
4.2 地震
地震是地壳运动过程中能量快速释放引起的地表振动。安庆市辖区隶属华南地震区长江中下游地震亚区扬州——铜陵地震带。根据《中国地震动参数区划图(GB18306—2015)》(1:400万),本区地震动峰值加速度为0.10g。区内地震活动较为频繁但并不强烈。最大震级4.8级。
地震对地质灾害的作用主要表现为地表强烈振动使岩土体结构松散而失稳,灾害类型以崩塌为主。不同的地形地貌条件及岩土体类型地震作用的效应明显不同,在低山丘陵区陡坡地段地震效应加大。安庆市中部以及西北部岩浆岩分布区,山脊及陡坡处球状风化体分布较多,在地震作用下易引发崩塌地质灾害。安庆市杨桥镇2011年1月19日12时07分发生的4.8级地震,在杨桥、大龙山等乡镇的陡坡地段即引发了多起崩塌地质灾害,其运动方式为球状体的滚动或跳跃,其破坏力大。如杨桥镇溪安村小铜锣危岩体崩塌即为本次地震作用造成危岩体失稳而产生的。
4.3 人类工程活动
人类在工程建设活动以及自然资源的开发利用过程中,会不同程度地改变地质环境条件并破坏岩土体原有的力学平衡状态,从而可能导致地质灾害的发生。境内地质灾害的发生几乎都与人类欠合理的工程活动紧密相关。
4.3.1 工程建设切坡
工程建设切坡包括道路交通沿线的高陡边坡、工业民用建筑建设切坡、当地居民建房切坡等,这些活动往往形成高陡临空面又未能及时防护,使坡体岩石直接裸露,加剧了岩石风化并有利于降水的入渗,使坡体变形失稳,产生崩塌、滑坡地质灾害。
4.3.2 矿产资源的开发利用
区内的矿山自上世纪五十年代开始,特别是在上世纪八十年至2010年,矿山数量剧增,矿山的开采方式为露天开采和井下开采两种,露天开采矿山遗留的永久边坡,形成高陡临空面又未能有效防护,使坡体岩石直接裸露,在风化作用、地震等其他影响因素的共同作用下,易发生崩塌地质灾害。区内坑采矿山(现均已闭坑)大部分采用预留矿柱法,在闭坑之前将矿柱全部采掉,任其顶板自由崩落。采空区的面积越大,采掘高度越大,就越易发生采空塌陷。如安庆市长风乡柘山村煤矿矿区由于重复开采引发了多处塌陷坑。
地下水也是一种重要的矿产资源,安庆市辖区抽采岩溶地下水的活动主要集中于于上世纪80年代至上世纪90年代,高峰期抽采量达2000m3/d。原向阳化工厂及独秀武校均发生多起岩溶塌陷。
5 结论与建议
综上所述,安庆市辖区崩塌滑坡等地质灾害的形成条件包括地形地貌、地层岩性与岩土体类型、地质构造、水文地质条件等,主要诱发因素有大气降雨、地震及人类工程活动等。前者是崩塌滑坡形成的内因,后者是地质灾害形成的外部诱发因素。地形地貌为崩塌、滑坡地质灾害的形成提供了空间条件,地(岩)层岩性及岩土体类型和地质构造是地质灾害形成的物质基础。大气降雨是崩塌滑坡的首要自然诱发因素,人类工程活动则是崩塌滑坡形成的人为诱发因素。
岩溶塌陷的形成条件主要包括3个条件,即:①分布有浅层开口型溶洞、溶隙的可溶岩;②分布有一定厚度的松散覆盖层;③地下水动力条件的改变。采空塌陷的形成条件主要为矿床所在区的地层岩性、矿体的分布特征及矿山开采方式。
针对上述地质灾害的形成条件和主要诱发因素,我们在地质灾害防治工作中,在开发利用自然资源的同时,尊重客观规律、尊重自然,尽最大可能减少人类工程活动对地形地貌、自然植被的破坏,保护自然环境,也就从根本上减少了地质灾害的人为诱发因素。
[1]梅泓,洪文二,等.安徽省安庆市市辖区地质灾害调查(1:50000)报告[R].2016.
[2]彭玉怀,等.安徽省环境地质图系及空间数据库建设说明书[Z].2014.
[3]工程地质手册编委会.工程地质手册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4]刘传正.重大地质灾害防治理论与实践 [M].北京:科学出版社,2009.
TU432
B
1007-7359(2016)06-0102-03
10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.039
梅泓(1968-),女,安徽安庆人,高级工程师,主要从事水文地质、工程地质、环境地质等方面的工作。