通城县地质灾害特征及诱因分析

2017-03-15李晓陈锐凯郝汉舟徐新创

绿色科技 2016年22期

李晓+陈锐凯+郝汉舟+徐新创

摘要：为了研究通城县地质灾害的特征及诱因，通过ARCGIS和SPSS软件分析了通城地质灾害的时空分布特征及其与人类活动之间的关系。ARCGIS分析结果表明：通城县地质灾害的空间分布主要受地形和岩性控制；SPSS分析结果表明：地质灾害的发生与降水量显著相关，且通城县地质灾害分布广、以小规模为主，主要受短时强降水和人类活动诱发。

关键词：通城；地质灾害；特征；诱因

中图分类号：P694

文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）22-0028-04

1引言

通城县位于湖北省东南部，主要为低山、丘陵地形；县域内滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害频繁发生。随着经济发展，城乡居民建房、交通建设及矿产资源开采等人类活动对原始地形造成不同程度的破坏，导致地质灾害隐患不断增多。

基于湖北省地质环境总站提供的调查数据和调查报告，利用Arcgis、SPSS等软件进行数据分析，得出通城县地质灾害的特征及主要诱因。

2研究区域概况

2.1自然环境概况

通城县位于鄂东南地区，地处鄂、湘、赣三省交界处，东、南、西三面环山，北面开阔，地跨东经113°36′～114°04′，北纬29°02′～29°24′。国土总面积1131.10km2。中、低山占通城总面积12.49%，丘陵占通城总面积的76.38%[1]。

境内侵入岩广泛分布，全县总面积的80%以上。主要为二长花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、二云母二长花岗岩等。其次为变质岩、碳酸盐岩。境内规模较大的断裂多呈北东向展布，分布于县境南部和东部地区，北西向零星分布小断层。

通城县属亚热带大陆性季风气候区。年平均气温16.7℃，7月份月平均气温28.7℃；1月份月平均气温4.1℃。多年（1960～2000年）平均降雨量1554.9mm，年最大降雨量2221.5mm（2003年），24h最大降雨量259.9mm（1995年7月1日），1h最大降雨量81.5mm（1997年5月7日18时）。降雨时间集中在3～8月份，6月份为降雨峰期，12月降雨量最少。

2.2工程地质岩组

通城县境内主要出露岩浆岩及少量沉积岩和变质岩，根据岩土体工程地质特征，境内岩土体可划分为三大工程地质岩类，5个工程地质岩组。

2.2.1坚硬工程地质岩类（Ⅰ）

分布于境内大部分地区，按岩性分为两个工程地质岩组：坚硬块状花岗岩组（Ⅰ1）、坚硬层状浅变质岩组（Ⅰ2）。

块状坚硬花岗岩组（Ⅰ1）：主要为二长花岗岩，岩石致密坚硬、块状、完整性好、抗压强度大，由于受构造影响，节理裂隙发育。

层状坚硬浅变质岩组（Ⅰ2）：由泥质砂质板岩和绢云母千枚岩组成，具轻微变质，岩层呈层状，坚硬致密，抗压强度大，受构造影响节理裂隙发育。

2.2.2较坚硬工程地质岩类（Ⅱ）

分布于境内东部、东北部地区，由寒武系，奥陶系，志留系地层组成，按岩性分为两个工程地质岩组：较坚硬层状碎屑岩组（Ⅱ1）、较坚硬层状碳酸盐岩组（Ⅱ2）。

层状较坚硬碎屑岩组（Ⅱ1）：由粉砂岩、细砂岩、页岩、砂质页岩、硅质页岩和硅质岩组成，岩石较坚硬，层状，易风化，节理裂隙发育。

层状较坚硬弱岩溶化碳酸盐岩组（Ⅱ2）：由含磷锰质白云质灰岩、条带状灰岩、瘤状灰岩、泥质条带状灰岩和白云质灰岩组成，岩石较坚硬，层状，抗压强度大，岩溶不发育。

2.2.3松散工程地质岩类（Ⅲ）

分布于境内河流低洼谷地，由全新统、更新统河流相沉积物组成，岩性松软、孔隙度大、土质均一，力学强度低。

2.3人类经济-工程活动

随着城乡经济迅速发展，县域内的城镇、道路、矿山、水利建设及居民建房等工程活动日益频繁，人为引发的地质灾害日益增多，主要表现为以下几点。

（1）城乡居民建房发展迅速。居民建房，特别是丘陵地带依山切坡建房，对原始地形造成了不同程度的改造和破坏，切坡过高、过陡都成为地质灾害的诱发因素。

（2）交通建设发展迅速。在新建道路和已建道路的扩宽、取直过程中削坡填方、开山炸石形成了不稳定斜坡，可能形成滑坡、崩塌等地质灾害。

（3）通城县矿产资源较丰富，开矿破坏山体、尾矿堆积易导致地质灾害发生。

3通城县地质灾害的特征

3.1空间分布特征

湖北省地质环境总站于2005年4月至2005年5月对通城县11个乡镇、4个国营林场，全县204个行政村（居委会）进行地质灾害调查，经核查确定地质灾害54处。地质灾害分布情况如图1所示。

3.1.1地质灾害分布与地形的关系

通城县地质灾害分布较为广泛，全县除隽水镇外，其余乡镇均有地质灾害发生。隽水镇为通城县城区所在地，地势平坦，主要为起伏平缓的低丘崗地或城市建设用地；隽水镇南部为森林公园，植被覆盖良好，故无地质灾害发生。

依据地质灾害规模大小分析，大规模地质灾害两处，分布在研究区域南端黄龙山脉坡度较陡的中山地区和东端塘湖镇坡度较陡的低山地区。在中部地势平坦的地区仅分布小型地质灾害。

3.1.2地质灾害分布与地层岩性的关系

对不同类型的工程地质岩组的面积及发育在该工程地质岩组之上的地质灾害数量进行统计，结果见表1。

从表1可以看出。

（1）层状坚硬浅变质岩和层状较坚硬碎屑岩中地质灾害的密度偏大，这是因为岩层层面易形成不稳定面。

（2）层状较坚硬弱岩溶地质灾害密度偏小，这是因为碳酸盐岩是化学沉积，胶结紧密，且难以发生物理风化，在岩溶不发育的情况下不易发生地质灾害。

（3）松散岩类地质灾害密度偏小，这是因为研究区域内松散岩类厚度较小，基本在地势低平的谷地、平地出露，缺乏发育地质灾害的地形条件。

研究表明，岩性与地质灾害的发育有较为显著的对应关系，且影响地质灾害的类型，通常情况下，滑坡多发生在软岩中，而硬岩中多发生的是崩塌[2，3]。

3.2地质灾害的规模特征

斜坡岩土位移类型的地质灾害的规模大小主要由发生位移的岩土体积所决定，由于通城县地形主要为低山丘陵，海拔高度小，山体体积有限，故地质灾害规模以中小型为主。统计发现，在调查采集的54处地质灾害中，小型地质灾害47处，中型5处，大型2处（图2）。

从图2可以看出，通城县地质灾害主要为小型土质滑坡和小型崩塌，二者共占通城县地质灾害总数的81.5%。分析认为，通城县位于亚热带地区，气候温暖湿润，风化壳厚度大，为小型土质滑坡的主要物质来源；通城县地表80%以上为酸性侵入岩，垂直节理发育，风化作用强烈，是小型崩塌的主要物质来源。

3.3季节分布特征

县域内地质灾害在时间分布上受大气降水的控制，从多年气象资料分析，通城县降雨集中在3～8月份，而以6月份雨量最多，4、5、6三个月发生的地质灾害就占全年地质灾害总数90%左右，发生在6月份的地质灾害总数达27处，占已发生地质灾害总数的50%（图3）。

3.4人为活动影响巨大

县域内人工动力型地质灾害达37处，占了灾害总数的68.5%，且在由降雨引發的泥石流中，有两处是因为人为破坏天然植被，并在地表堆放废弃物，为泥石流等发生提供了物质来源（图4）。

由于通城县地形起伏不大，且地处亚热带季风气候区，气候温暖湿润，在自然条件下植被茂盛，水土流失现象不严重，不易发生自然灾害。但人工采掘矿产、修建公路或民房、修建沟渠等行为易破坏植被，造成临空面，导致自然灾害发生。所以人工动力是通城县自然灾害的主要诱因。

4通城县地质灾害动力分析

4.1自然诱因

4.1.1降水诱发型

主要指由于大气降水渗入土体、岩体或岩土接触面、滑动面等引发的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。通城县降雨量与地质灾害发生频率如表2所示。

用SPSS软件对通城县1～12月份降水量和地质灾害发生频率进行相关性分析，得出结果如表3。

从表3中可以看出，降水量与地质灾害频率之间呈显著相关。

通城县降雨量与地质灾害频率分布图（图3）体现了地质灾害发生频率与降水之间的几个关联：

（1）通城县降水集中在3～8月份，而3～8月的地质灾害达50处，占已发生地质灾害总数的92.6%。说明降水对地质灾害具有很强的诱发作用。

（2）发生于6月份的地质灾害达27处，占已发生地质灾害总数的50%。这是因为六月份多短时强降水，极易诱发地质灾害。

（3）7、8月份降水量大，且多短时强降水，但地质灾害发生频率陡降，这是因为多数不稳定地质体在6月份已失稳并释放能量，之后进入相对稳定状态[4]。

4.1.2剥蚀-卸荷型

主要指在自然条件下，岩石遭受风化、剥蚀作用，岩层卸荷引发的崩塌等地质灾害。此类灾害通常进展比较缓慢，孕灾时间可长达数百年；且由于地表未受人类行为破坏影响，极易受到忽视从而导致灾害发生。

4.2人为诱因

人类活动对地质灾害的诱发主要分为3种情况：切蚀、潜蚀和采掘。

切蚀型地质灾害共31处，占被调查地质灾害总数的57.4%。其中崩塌19处，土质滑坡10处，岩质滑坡2处，是引发通城县地质灾害的最主要因素。近年来，随着农村居民收入的提高，许多村民选择自盖新房。通城县丘陵地貌占全县总面积76.38%，村落散布其间，许多新建房屋多选择依山而建，施工时开挖山体，易留下地质灾害隐患。

潜蚀主要指由人工修建水渠，大量水流渗入坡体，浸泡、软化土体，在降雨的激发下滑动。近年来，通城县低丘岗地改造项目大量实施，油茶等经济作物广泛栽培，人工灌溉水渠也随之不断增加，易对山体产生潜蚀作用，造成地质灾害隐患。

人工采掘型主要指在陡崖下进行人工采石或挖矿，造成临空面，导致上部岩层崩塌。

5结语

5.1通城县地质灾害总体特征

（1）空间分布的广泛性。通城县地质灾害分布广泛，除城区隽水镇外，其余乡镇不同地形下均有分布，虽然其中地形较高、地势较陡峭的山区分布稍显密集，但并不特别突出；低丘岗地同样有大量地质灾害分布。

（2）规模小型化。调查结果显示小型地质灾害占总数的87%。

（3）地质灾害发生的季节性明显。4、5、6三个月发生的地质灾害就占全年地质灾害总数90%左右，其中6月发生的地质灾害占全年总数50%。

（4）人为诱因突出。人工动力型地质灾害占地质灾害总数的68.5%。

5.2主要防治原则

（1）合理开发利用自然资源，防止自然环境恶化，减少人工诱发的地质灾害。

（2）该县各乡镇普遍设防，对少数大型地质灾害隐患重点监测。

（3）在每年4月、5月、6月地质灾害多发时段重点监测，特别是短时强降雨较多的6月份尤其要提高警惕。