云南省武定县地质灾害特征及形成条件分析
2017-05-22吕建中邹加学华有涛贾朝文李红舟
吕建中+邹加学+华有涛+贾朝文+李红舟
摘 要: 本文以“武定县1/5万地质灾害详细调查”为基础,对武定县的地质灾害特征进行总结,分析武定县地质灾害的形成条件,结合武定县地质环境条件特点,为武定县城乡规划、防灾减灾工作提供理论建议。
关键词: 地质灾害特征; 地质灾害形成条件
地质灾害是指在自然或者人为因素作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。
武定县位于滇中高原北部,云贵高原西侧,云南省中部,山脉、河流的走向受构造控制,县域内96%的区域为山地,地形陡峻,岩土体结构类型复杂,加之为类工程活动不断加强,至武定县成为云南省地质灾害危害较为严重的县市之一。地质灾害发生的频次逐年递增,受地质灾害危害所带来的损失逐年增加,人民生命财产受到一定程度的威胁,其不仅影响了当地受灾害威胁群众的正常生产生活及社会的稳定,还极大地破坏了境内的生态环境,从而制约了当地人民群众的脱贫致富以及全县经济的可持续发展。
本文以“武定县1/5万地质灾害详细调查”项目为依托,对武定县地质特征进行总结,对地质灾害的形成机理进行分析。为武定县工程建设中防灾减灾和工程防治、地质灾害监测预警提供可靠的理论依据,促进地质环境保护与社会经济协调发展均具有重要的理论与实际意义。
1. 武定县地质灾害特征
1.1 地质灾害类型特征
据调查,武定县地质灾害类型有滑坡、崩塌、泥石流三种害类型共195个地质灾害点,滑坡分为崩坡积堆积滑坡、冲洪积堆积滑坡、残坡积堆积滑坡及岩质顺层滑坡;崩塌分为拉裂式崩塌和滑移式崩塌;泥石流分为沟谷型和山坡型。
三种地质灾害类型中,以滑坡居多。滑坡155个,占地质灾害点总数的78.68%;崩塌18个,占地质灾害点总数的8.63%;泥石流22处,占地质灾害点总数的11.17%。地质灾害规模等级以小型为主,占66.15%;其次为中型,占26.85%,其余所占比例均小于10%。(详见图1、图2)
1.2 地质灾害分布特征
(1)空间分布
根据调查统计,武定县地质灾害主要分布于河流沿岸及谷坡地带,如金沙江、金沙江支流勐果河及各级支沟沿岸狭谷地带。勐果河及其支沟沿岸谷地地带是地质灾害集中发育的地区之一,该区域分布有地质灾害点103处,占全县地质灾害总数的40.08%;金沙江流域沿岸分布有地质灾害点30处,占全县地质灾害总数的21.01%。(详见图3、图4)
(2)时间分布
降雨是诱发地质灾害的重要因素。武定县的年平均最大降水量996.9mm,降水量在时间上分配不均,5月~10月为雨季,降水量占全年的90%以上,因此,每年的5月~10月成为了武定县地质灾害高发时段。本次调查的地质灾害点中,几乎全部都是发生在5月~10月,尤以发生在6、7、8、10月为多,占全部地质灾害的80%以上。(详见图5)
2. 武定县地质灾害形成条件分析
2.1 基础条件
(1)地形地貌与地质灾害
由于地壳的抬升作用,武定县地貌成因以构造作用为主,并遭受长期、强烈的侵蚀和切割作用,县域内沟壑纵横,山峦叠嶂,地势陡峻,多为高、中山沟谷地貌,谷岭高差300m~1456m。地形陡峻是滑坡产生的重要条件,据统计区内地质灾害发育地形坡度31°~40°的最多,为70个,占总数的32.3%;21°~30°坡度之间的有30个,占总数的30.4%;41°~50°坡度之间的有39个,占总数的19.84%;10°~20°坡度之间的有11个,占总数的10.12%;大于50°的发育5个,占滑坡总数的7.4%。对于泥石流而言,陡峻的地形则是必备条件,区内22条泥石流沟平均纵坡降为100‰~300‰,流域内山坡坡度为30°~50°,如此陡峻的地形使降水形成的地表径流具有很大的势能和动力。
(2)地层岩性与地质灾害
武定县域内地质灾害的发育与地层岩性关系密切,多数地质灾害均发育于白垩系上统江底河组(K2j)泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、钙质页岩,白垩系上统赵家店组(K2z)泥质粉砂岩、砂质泥岩,白垩系上统马头山组(K2m)石英砂岩夹钙质粉砂岩、泥岩,侏罗系中统张河组(J2z)泥岩、泥灰岩、钙质泥岩夹细至中粒长石石英砂岩,侏罗系下统冯家河组(J1f)泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩,奥陶系下统红石崖组(O1h)页岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩中。(详见图6)。
从岩性上看,崩塌、滑坡、泥石流主要发育于泥岩、粉砂岩泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩和含盐膏砂泥岩及夹煤线的地层中,这些岩层抗风化能力差,易风化,残坡积层厚,遇水易软化甚至崩解,易于崩塌、滑坡、泥石流的形成。
(3)地質构造与地质灾害
地质灾害的产生是在各种内、外力地质应力作用下,经过长期的发展演变过程所形成的产物,其影响因素是多种多样的,而断裂在本区是最为重要的一个构造影响因素。一个区的构造活动可以表现在地壳的升降、断裂活动、地震活动等方面。构造活动对滑坡、崩塌地质灾害的发育特征、空间展布等有着直接或间接的影响。
武定县位于元谋—绿汁江深断裂与普渡河断裂的夹持区域,武定断裂穿越县区,属抬升区,新构造运动较强烈。一方面,强烈的构造运动使岩体的完整性受到破坏,岩石破碎,岩体风化程度深,为滑坡、崩塌及泥石流、的发育提供了有利条件;另一方面,新构造运动造成的地壳弹性变形,导致武定地震多发,而地震活动又常诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生。
2.2 诱发因素
(1)降雨与地质灾害
武定县的地质灾害基本上都是降雨诱发型,降雨为首要影响因素。降雨对地质灾害形成条件的影响体现在地表水作用和地下水作用两个方面。地表水作用是指降雨工况下,由于浅表层岩土体的吸水和水力输移,使得下滑力增加,抗滑力降低,进而发生失稳。后者是指降雨工况下,下渗的地下水使得坡体内部空隙水压力发生剧烈的变化,根据有效应力原理,随着空隙水压力的增大,有效应力随之减小,从而引起坡体内部土体颗粒之间或者是结构面上的摩擦力减小,降低斜坡的稳定性。经调查统计,武定县近年来经历的多次地质灾害群发事件,均与大规模强降雨有关。
通过多次降雨型地质灾害事件的资料分析发现,区内地质灾害不仅受到降雨强度的影响,而且与有效降雨量有关。地质灾害事件可以分成两种不同的降雨情形:一种是降雨时间持续较短,突发单日暴雨,骤雨量超过150mm,单日降雨量过大成为诱发灾害发生的主要因素;另一种是灾害发生前3日~5日内有持续强降雨过程,单日雨量大于40mm,累计降雨量大于300mm,有效降雨总量成为诱发灾害的主要因素。这与云南省气象部门对省内降雨型滑坡泥石流事件的统计结果基本一致,即滑坡泥石流发生临界降雨量包括前期有效降雨量和日降雨量等两个方面。
综上所述,无论哪种类型,暴雨都成为诱发武定县各种地质灾害的主导因素。因此,降雨量成为武定县地质灾害预警预报以及群测群防工作开展的一个重要判据。
(2)河流侵蚀作用与地质灾害
武定县没有天然湖泊,人工水库也很少且规模较小,水体对地质灾害的影响就是河流对地质灾害的侵蚀作用。区内主要河流为金沙江、勐果河及众多支流。勐果是武定县境内最大的金沙江支流,发源于猫街旧长冲村关天山南麓,向北流经猫街、高桥、插甸、田心、东坡,从白马口注入金沙江。全长103km,总落差1804m,比降17.5‰;流域面积1736.5km2,平均流量11.36m3/s,平均径流总量3.776亿m3,支流众多,武定县地表水多汇入该河。
由于河谷切深大,两岸坡度陡,植被破坏严重,岩体强度低,使勐果河流域成为地质灾害密集发育地带。调查发现勐果河流域地质灾害共发育88处,占全县地质灾害总数的40.1%。
(3)人类工程活动与地质灾害
武定县人类工程经济活动不断扩大和加速,毁林开荒、城镇及乡村建设、修筑公路、开矿采石、兴修水利、放牧及粗放式的陡坡开挖耕种(或灌溉用水下渗)等工程建设和经济活动,促进了工农业经济的发展,同时也改变了地质环境和生态环境,使武定县自然环境较脆弱,在降雨、地震等作用下形成滑坡、崩塌及泥石流等地质灾害的机率较高,产生了众多人为的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。
经统计,主要由人为产生的滑坡达41个,占滑坡总数的26.45%。因此,人类工程经济活动是地质灾害影响因素中重要的不可忽视的因素。
3. 结论与建议
(1)武定县地质灾害总体以滑坡、泥石流居多,规模以小型为主,中型次之。地质灾害主要沿河谷沿岸及谷坡地带分布,多集中于雨季暴发。(2)武定县地质灾害的形成是内动力与外动力相互作用的结果,内动力与地形地貌、地层岩性及地质构造密切相关,外动力直接诱发因素为降雨、地震及人类工程活动等。(3)根据武定县地质灾害的类型及分布特点、形成条件分析,武定县地质灾害防灾减灾工作应结合各区段地质环境条件特点进行规划,工程措施及搬迁避让相结合,雨季应做好灾前预报工作。尤其应加强地质环境保护意识,避免人类工程活动对地质环境造成大面积破坏,深切割河谷地带地质环境条件较脆弱的片区应明确为工程禁建区。
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