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安康平利县地质灾害发育特征及形成条件分析

2021-05-23

海河水利 2021年2期
关键词:坡脚基岩泥石流

谢 潇

(陕西省土地整治工程技术研究中心,陕西 西安 710075)

平利县位于陕西省安康市的东南部,东邻湖北省竹溪县,南接镇坪县和重庆市城口县,西靠岚皋县,北依汉滨区和旬阳县。地势总体呈南高北低,根据高程及高差其地貌单元可划分为低、中和高中山三大类型。区域内主要岩性为灰岩、板岩、片岩和砾岩等,土层一般为粉砂土、黏土、砾卵石、碎石类土和含碎屑黏性土,且分布有膨胀土。区域内地下水可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水3种基本类型。平利县属于亚热带湿润气候区,春暖多风、夏热多雨、秋凉湿润、冬寒少雪。多年平均降水量为958.5 mm,区间降水量最大为1 218.7 mm、最小为695 mm,降水量由北向南递增,具有明显的地域差异性。根据多年平均降水量年内分布可以看出,降水随季节性变化明显,月平均降水量最高为7月份,达151.5 mm;最低为1月份,仅8.7 mm;6—9 月降水量最大,是防汛的重要时期,也是容易出现崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的时期。

1 地质灾害类型及发育特征

受地形地貌、岩土体及人类活动、降雨的综合影响,平利县主要有滑坡、崩、塌和泥石流4 种地质灾害类型,其中以堆积层滑坡灾害为主。滑坡分布范围广、面积大,泥石流和崩、塌灾害或隐患局部发育,每年滑坡、崩、塌和泥石流等地质灾害给平利县造成直接经济损失数百万元[1]。

1.1 滑坡

平利县区域内滑坡分布范围广、数量多、形态复杂、类型多样。这里列举了3 种与滑坡危害最为密切的分类方式。总的来看,平利县滑坡表现为以堆积层滑坡为主,呈推挤或低速滑动,大多为中浅层中小型滑坡。

按物质组成,滑坡可以划分为堆积层滑坡、膨胀土滑坡和基岩滑坡。

(1)堆积层滑坡。主要由坡残积物组成,岩性以碎石土或含碎屑黏性土为主,土质疏松,厚度1~25 m,多数厚度在3~8 m,滑坡的发生主要是受降雨或人类活动影响,土体饱水造成抗剪强度降低,或沿基岩面滑动,或堆积层表层滑动。而堆积层滑坡是平利县分布最广泛的滑坡类型,以中小型为主,例如松鸦乡阳坪村菜籽坡滑坡。

(2)膨胀土滑坡。滑坡物质由膨胀土组成,膨胀土黏土矿物主要为伊利石和蒙脱石等亲水矿物,这类土体干缩湿胀,渗透性差,塑性高,形成的滑坡一般厚度仅数米,滑床浅、滑距短,滑动缓慢,具蠕滑特征,通常对人身危害不大,但对建筑场地、路基、渠道等造成危害。平利县膨胀土滑坡较少,主要出现在魏坝、平利盆地等坝子盆地外围,例如西河乡孔梁子滑坡。

(3)基岩滑坡。滑体主要由基岩组成,该类滑坡在平利县不发育,主要分布于平利县北部板岩裸露陡坎地带,例如老县镇西关滑坡。

该区域内滑坡按照规模大小进行划分,划分标准如下:小型<10 万 m3;中型介于 10~100 万 m3;大型>100 万m3。区域内多数为小型滑坡,大型滑坡数量较少。

滑坡按稳定性[2]可以分为3 级,即稳定性好、稳定性较差及稳定性差,平利县调查到的滑坡中基本都属于稳定性较差及差2 个等级,少数的几个属于稳定性好的滑坡。滑坡稳定性野外判别,详见表1。

表1 滑坡稳定性野外判别

1.2 崩塌

崩塌是陡坡上的部分岩土体沿一极少或无剪切位移的面脱离,随之脱离体通过坠落、跳跃或滚动等方式降落,堆积于坡脚[3]。

产生崩塌的斜坡坡度一般大于60°,经过调查发现,平利县崩塌不发育,而平旬公路陡崖危岩体极多,该路段削切边坡局部高达20~30 m,坡度60°以上,基岩极为破碎,节理裂隙发育。该路段多处出现塌方、小滑坡,危岩体几十余处,从破碎的岩体看,崩塌将是该路段今后主要的灾害类型之一。产生崩塌的主要是岩质崩塌或危岩体,类型主要为小型崩塌。

1.3 泥石流

泥石流[4]是流水携带有大量泥砂、块石等固体颗粒的特殊洪流,其以较大的容重而有别于一般洪水,它爆发突然,历时短,来势凶猛,具有强大的破坏力。典型的泥石流流域,从上游到下游,一般可分为3个区,即形成区、流通区和堆积区。

按形成泥石流的水源类型划分,区域内泥石流有两类,即暴雨型泥石流和溃决型泥石流。暴雨型泥石流为由暴雨引发的泥石流,平利县泥石流大多属于此类。溃决型泥石流是指由湖泊、水库、河流溃决引发的泥石流。

按形成泥石流的地貌部位划分,区域内泥石流可以分为沟谷型泥石流和山坡型泥石流两类。

(1)沟谷型泥石流。该类泥石流形成区、流通区和堆积区大多界限分明。形成区多位于沟谷源头,汇水条件好,松散固体物质丰富;流通区多为狭窄沟谷,纵比降大,边坡滑塌发育;堆积区为扇状。此类泥石流流程长,规模大,来势凶,危害大,平利县沟谷型泥石流较为发育。线河流域、县河流域、连仙河流域、松沙河流域历史上都为泥石流易发沟峪,但以河谷型泥石流为主,此类泥石流在平利县均表现为稀性泥石流,堆积区一般不明显。

(2)山坡型泥石流。多为滑坡转化而来,此类泥石流发育不完善,形成区即流通区,呈舌状或带状,沟床纵坡与山坡一致,堆积物位于坡脚处。该类泥石流爆发突然,流动迅速,常造成重大灾害。一般发育于八道乡一带,例如罗家院子泥石流,造成8人死亡。

2 地质灾害的形成条件及影响因素分析

2.1 地质灾害形成条件

2.1.1 地形与地貌

滑坡、泥石流的发育、密度变化特征与地形形态和地貌部位密切相关。

(1)易形成滑坡的地形形态。①沟坡、道路、场地坡脚部位:该类地形的物质组成一般为碎石土或含碎屑黏性土,土质松散,坡度变化较大,坡面较平整,其上主要为农耕地或荒草地,前缘住有一户或数户人家,坡脚往往因建筑修路削去一部分,滑坡方量在数百至数万方,以小型滑坡为主,数量大,滑动突然、危害严重。②中山山麓低凹地带:该类地形上、下陡,中部缓,缓坡地带往往前部有村庄,后部为水田或旱地,其形成的滑坡面积大,变形历时长,例如张家乡火地凸滑坡、秋河乡潘家院子滑坡。③低山山坡沟槽带:该种地形形成的滑坡其特征因沟槽的形态变化而不同,如果沟槽浅、宽、短,则凹槽内堆积体易整体变形,这种地形形态往往沟槽上部有较陡山坡,易于汇水,前缘剪出口或在坡脚形成坡脚式滑坡或从基岩陡坎上剪出形成坡体式滑坡,如老县镇关坡滑坡即为坡脚式滑坡、双阳响水洞滑坡为坡体式滑坡。如果沟槽较窄,滑坡易出现于沟头地带或沟槽侧面,例如女娲山乡峰洞岩滑坡即发生于沟头部位,这种滑坡由于位移距离长,在连阴雨或暴雨期间滑动易形成泥石流。低山山坡沟槽带出现的滑坡,往往出现大、中型堆积层滑坡,其变形历时长,破坏性强。

(2)易形成泥石流的地形形态。①沟头呈匙状地形,沟道狭窄壁陡,沟口为主河道,沟床纵坡降一般大于300‰,匙状沟头地形易于汇水,堆积物较厚,狭窄沟道易于汇水,例如八道乡罗家院子泥石流。②山坡上的冲沟沟头、沟道均较平直,宽、缓、稍浅,物质来源为两侧坡面耕作层或滑坡演变,该种泥石流由于汇水面积较小,往往沿冲沟排泄,危害较小。

从区域地貌看,由于高中山人类活动较少,植被覆盖率高,山坡稳定性好,滑坡、泥石流欠发育,中山和低山人类活动频繁,滑坡数量明显增多,低山较中山滑坡发育、中山较低山更易形成泥石流,中山由于坡度较大,滑坡往往滑动较快,破坏明显,低山滑坡往往变形历时长,更具潜在隐患。

2.1.2 岩土体及其地质结构

平利县斜坡物质组成主要为坡积层与下伏板岩、片岩、碳酸盐岩以及膨胀土等。坡积层与板岩组成的斜坡,一般坡积层厚度较大,土质疏松,碎屑含量较高,易形成中、小型浅层堆积层滑坡,如果基岩面倾向和坡向一致,易形成顺层滑坡,老县镇顺层滑坡较多,基岩面倾角和坡面角度相近段最易形成滑坡群。平利县板岩一般均倾向NE,倾角15°~80°,节理发育,连阴雨易使土体饱和,在风化带形成软弱易滑面。坡积层与片岩组成的斜坡,一般坡积层较薄,片岩风化强度较板岩弱,节理欠发育,滑坡方量一般较小,坡积层易沿基岩面滑动。坡积层与灰岩组成的斜坡,灰岩主要起隔水作用,对滑坡起间接影响。

2.1.3 地质构造

地质构造对地质灾害的影响,主要表现在新构造运动改造地形地貌和断层破碎带易产生松散固体物质。平利县新构造运动较为活跃,中部抬升强烈,造成岚河、黄洋河、坝河及吉河强烈下切和溯源侵蚀。岚河断层为逆断层,基本处于右岸的上升盘岩性破碎,堆积层较厚,斜坡较陡,滑坡较为活跃。一般沿断层形成的河流沟谷,断层破碎带较宽的易形成泥石流,例如松河、线河大体沿断裂发育,流域松散物质丰富,砂砾含量较高,极易形成泥石流。

2.2 地质灾害影响因素分析

2.2.1 降雨

降雨触发滑坡主要原因有以下4 种:①增大岩土体的含水量和自重,造成岩土体抗剪强度降低及加载失衡;②雨水下渗在基岩隔水层面汇集,软化软弱基岩面,形成易滑面,起到润滑作用;③地下水位迅速抬高,造成动水压力增大,增强下滑力;④降水短期内形成洪水,抬高了河床水位,浸润和冲刷坡脚。

平利县滑坡灾害事故往往在丰水年大量出现,像1975、1979、1984、1989、1993、1996 及2000 年,其中1979、1994 及2000 年诱发了大量新滑坡,其他丰水年份以潜在滑坡明显变化或者滑体复活为主。大量新滑坡的出现,与大暴雨、连阴雨叠加暴雨密切相关,其中连阴雨主要造成不稳定斜坡的变化。

2.2.2 人类活动

人类活动对自然环境和生态环境的破坏,间接地加剧了地质灾害的发生。一些不合理的人类工程活动如陡坡垦植、修筑公路切削边坡更容易引起滑坡的发生。旱坡地是滑坡的主要滋生地,陡坡垦植加剧了水土流失,也是泥石流产生的重要原因。修筑公路切削边坡,造成边坡应力变化,在降雨的触发下极易失稳,广大的农村民宅整基削坡情况类似。切削坡脚还容易引起老滑坡复活。老县龙湾滑坡就是因为切削坡脚引起坡体前缘失稳滑动,后缘裂缝开裂下挫,造成2户居民新筑小楼未住人已成危房。

3 结论及建议

平利县地貌类型主要为低、中和高中山区,岩土体有板岩、片岩和灰岩,降雨季节性变化明显。该区域内地质灾害以滑坡为主,泥石流次之,滑坡隐患点较多,威胁着周边的多间房屋、人员及坡耕地。平利县地质灾害类型和发育特征与地形形态和地貌部位密切相关,而降雨是其主要诱发因素。地质灾害防治应以预防为主,加强预警预报工作;合理规划土地利用,力促坡度较高的斜坡退耕还林;搞好宅基选址工作,避免盲目削坡建房;做好公路边坡勘察论证。

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