试谈高位隐蔽性地质灾害隐患专业排查方法及防治措施
——以独山县高位隐蔽性地质灾害隐患专业排查为例
2021-09-29周天林
周天林
(贵州省地质矿产勘查开发局104地质大队,贵州都匀558000)
近年来,贵州省滑坡、崩塌等地质灾害频发,严重威胁了当地居民的生命财产安全;因此,非常有必要在全省范围内开展地质灾害排查工作,摸清省内地质灾害易发点分布情况及其危险性、成因等,并采取相应的处置及应急措施,以保证人民的生命财产安全。鉴于此,贵州省人民政府办公厅印发了相关文件,由省自然资源厅组织实施“贵州省高位隐蔽性地质灾害隐患专业排查工作”。本文以黔南州独山县排查成果为基础,对排查方法及成果进行阐述,并对隐患点提出相应的防治建议,以期为其他地区类似工作提供参考。
1 高位隐蔽性地质灾害排查方法
本次排查的任务主要是对独山县高位滑坡、崩塌等地质灾害进行排查,并分析其发育特征、分布规律及形成机理,评价和预测其发展趋势,对地质灾害隐患点提出防治措施建议,并为地质灾害监测预警提出初步建议。主要排查流程为:资料收集、资料分析及处理、野外排查、成果整理及防治措施建议。
1.1 资料收集
资料收集是开展调查工作的基础,只有在充分收集并分析已有资料的基础上才能更好地开展下一步的野外调查工作;本次工作主要收集的资料有:
(1)独山县遥感解译异常区段资料以及最新地质灾害隐患点台账;
(2)独山县以往地质灾害调查资料;
(3)独山县境内矿山相关资料,包括正在开采和已闭坑的矿山;
(4)独山县经济社会发展现状及“十三五”规划资料;
(5)独山县自然及地质环境条件资料,包括气象、地震、水文、地质、矿产等。
此外,由于调查区面积较大,地质结构及地形地貌多样,在调查过程中根据需要进一步完善、补充资料收集,以确保调查工作的质量及可操作性。
1.2 资料分析与处理
在充分收集已有资料的基础上,对资料进行分析、处理,进一步挖掘已有资料所蕴含的有用信息,进而指导下一步的野外调查工作。在数据综合分析的基础上,合理布置重点调查区和一般调查区,提高调查质量与效率。本次工作资料分析和处理要求具体如下:
(1)对遥感数据进行解译,并将遥感解译异常区段、在册地质灾害隐患点、矿山分布区域、地质环境条件复杂区综合叠加分析作为重点调查区[1];
(2)以环境地质图为基础,将地形切割较大、地质环境条件脆弱、人类工程活动强烈进行叠加分析,初步圈出可能具有高位隐蔽性地质灾害的地段;
(3)对正在开采和已废弃的矿山资料进行分析,重点分析已废弃的矿山资料,尤其是闭坑后未进行环境恢复治理的废弃矿山需进行重点排查。
1.3 野外调查
野外调查工作应遵循“以人为本、预防为主”的原则,重点围绕高位隐蔽性地质灾害和地质灾害可能造成损失的地段开展,并充分利用已有的地质灾害调查和研究成果,结合相关部门、群众报灾线索,确定排查对象。本次排查采用对已有地质灾害隐患点核查和对新增地质灾害隐患点调查相结合的“逐点排查”方式进行,重点调查和一般排查相结合;此外,还应加强对复合型地质灾害或地质灾害链的认识和评估,尤其应评估地质灾害隐患发生高速远程滑坡、碎屑流等灾害链发生的可能性[2]。
1.3.1 遥感解译区段核查
根据收集的资料分析,将遥感解译区段数据加载到野外奥维平板工作终端上,重点调查区段投影在1∶50000地形地质工作手图上,对可能具有高位隐蔽性地质灾害隐患区域采取现场实地踏勘调查;根据各类地质灾害隐患点具体情况,采用穿越法与追索法相结合的调查方法,力争做到“山到顶、坡到底、沟到头”的原则,对地形条件恶劣、危险性和危害性特别大的可能具有高位地质灾害隐患所在地段用无人机配合地面调查,确保不留“死角”;调查过程中应对各地质灾害隐患点进行详细记录和分析,查明隐患点的规模、类型、可靠性、危险性及危害性等。
1.3.2 已有地质灾害核查
本次收集到相关资料显示,调查区内以往曾发生过不同规模的地质灾害,本次调查需对其进行现场复核,研究其成因和规律,并判断其后期的变化趋势。因此,本次对已有地质灾害的核查内容主要包括:①核实已有地质灾害调查资料的准确性和完整性;②调查访问地质灾害体新近的变化情况,并对其演化趋势进行预测;③调查地质灾害危险区范围及其威胁对象变化情况;⑤调查影响因素的变化情况(自然因素和人为因素)。
针对变形加剧的地质灾害体,根据其变化重新评估危险区范围及灾害程度;针对地质灾害危险区范围和威胁对象的变化,判断地质灾害体的稳定性、发展趋势及危害程度。同时,根据现场核查情况补充完善已有地质灾害调查资料,更新已有地质灾害数据库,提出地质灾害防治对策及建议。
1.3.3 新增地质灾害调查
根据群众报灾或地质灾害主管部门提供的信息,应实地进行调查确认。新增的崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡灾害调查应按照相关规范要求进行,并做详细的描述、拍照以及素描;要求初步查明地质灾害类型、成因、诱发因素、特征和危害等,并对其稳定性、危险性和危害性进行评价,划定危险区,最后提出防治建议。
1.3.4 大于30人居民点斜坡区稳定性排查
主要调查天然斜坡的稳定性以及人类工程活动对斜坡的稳定影响,斜坡区内采取穿越法结合追索法进行排查,重点调查地形地貌、岩土体结构的空间分布、水文地质、工程地质及人为工程活动与斜坡的关系,同时排查居民房屋结构及基础埋置深度的基本情况,并综合分析斜坡稳定性。
1.3.5 矿山排查
主要对已经关闭矿山和正在开采的矿山进行排查,收集矿山治理及矿山地质相关资料,对尾矿库区及采空区进行重点排查,用无人机、奥维电子地图、手持GPS定点定位、钢卷尺等设备对矿山区域采用穿越法结合追索法排查。重点排查矿山采矿活动引起的山体变形、崩塌、裂缝、高陡边坡、地面塌陷等区域的变化情况,并对其稳定性进行分析。
2 主要排查成果
2.1 成果概述
本次工作通过对独山全县2445km2国土面积进行遥感数据解译,遥感异常点共计2343个;其中,重点区域545个,一般区域1798个。本次工作对原台账中的30处地质灾害点进行核查后,对隐患点的边界、规模、稳定性、危害性等信息进行了更新,经排查后建议撤销隐患点4处,剩余的26处地灾点仍存在较大隐患;此外,本次排查工作还新增了3处地灾隐患点,故目前的地灾台账中仍存在安全隐患的地灾点共计29处;通过本次调查,完善了独山县地质灾害隐患数据库。
经调查分析,将全县划分为地质灾害高易发、中易发及低易发区3级,其中高易发区总面积885km2,占调查区总面积的36.2%,中易发区分总面积305km2,占全县总面积的12.5%,低易发区分总面积1255km2,占全县总面积的51.3%;将全县划分为地质灾害危险性大、中等、小3级(图1),其中危险性大区总面积567km2,占全县面积的23.2%,地质灾害危险性中等区总面积498km2,占全县面积的20.4%,地质灾害危险性低危险总面积1380km2,占全县面积的56.4%。
2.2 典型地质灾害隐患点特征
本次地质灾害排查工作中发现1处高位地质灾害隐患点,位于独山县百泉镇其山村上寨组,地质灾害类型为高位崩塌,地质灾害险情为大型。该崩塌体对其下方55户共260人生命安全造成严重的威胁,若灾害发生可造成的潜在经济损失约500万元,目前暂未造成人员及财产损失。
(1)危岩体特征。其山上寨危岩体区总体由东向西220°方向呈面状展布,共分为五个危岩体(危岩体WY1体积约3500m3,危岩体WY2体积约2500m3,危岩体WY3体积约70m3,危岩体WY4体积约6500m3,危岩体WY5体积约2430m3),岩性为泥盆系中统独山组(D2d)石英砂岩夹页岩互层,风化差异大,稳定性差。危岩体在植物根系作用、暴雨、物理和化学风化作用下,易使堆积单块岩石在自重作用下崩落,崩落的方向为220°,即斜坡中下部为村民居住地带。
其中,危岩体WY5稳定性最差,崩塌可能性较大。该危岩体节理裂隙发育,岩体完整性差,为顺向斜坡;其顶部发育一拉张裂缝,长约100m,宽0.1~0.3m,走向170°,无填充物,裂缝两侧岩体破碎;危岩体中部曾有碎石坠落,大小约为0.5m×1m×1.5m。如图2所示。
图2 其山村上寨组危岩体分布情况
(2)变形特征及破坏方式。由于岩体受地质构造及风化作用的影响,危岩体裂隙发育,主要受纵横2组节理裂隙控制(产状为310°∠10°、210°∠90°),岩体被节理切割成块、柱状等。危险体WY5受节理裂隙、风化作用、根劈作用等,在后侧形成0.5~50cm宽的裂缝,但尚未完全与母体脱离,未发生大规模崩塌,仅在危岩体区域见直径10~50cm大小的块石坠落。其中危岩体WY1、WY2、WY3及WY4在持续强降雨作用下,支承单块岩石底部基座土体饱和软化,易引起岩石滚落。
岩体受到地质构造及风化作用的影响,陡倾角裂隙进一步的发展扩大,逐渐形成沿陡崖分布的裂隙带,且贯通性较好。危岩体的陡倾角裂隙带的形成为其进入时效变形破坏创造了条件,其变形破坏过程是一个缓慢的塑—弹—塑性变形破坏过程;主要特征是受风化作用、大气降水等因素影响,在上覆岩体的自重及外力作用下发生压缩流变及向临空方向的剪切流变;而在陡崖上缘及基底部位产生部分拉张裂隙,随着陡倾角裂隙带进一步拉裂扩张,陡崖逐渐演变成危岩,形成危岩体。区内危岩体分布于陡峭斜坡坡面上,前缘形成临空面,底界层为原始斜坡面,崩塌破坏方式属坠落式。
3 地质灾害防治措施及建议
地质灾害防治应在查明灾害点自然及地质环境条件、基本特征、成因机制、变形破坏特征及稳定性和危害程度的基础上,本着因地制宜、综合整治、科学合理、经济实效的原则,确定最优防治方案[3]。结合本次调查成果及以往成功的防治经验,建议独山县地质灾害防治措施主要有搬迁避让、监测及工程治理三种。
3.1 搬迁避让
根据相关规范要求,结合本次排查成果及独山县经济发展规划,拟对独山县现有的29处地灾隐患点采取相应的防治措施。采取搬迁避让措施的决定因素主要有:搬迁对象较为分散、搬迁费用低于灾害治理费用、治理技术难度较大、治理效果不好、灾害点稳定性差且短期内不能实施工程治理、搬迁后灾害点不对交通、农田及其他工程设施产生较大的影响。29处地灾隐患点中采取搬迁避让措施有5处,其中,拟于2021~2025年期间搬迁避让2处,拟于2026~2030年期间搬迁3处。
3.2 工程治理
对于规模较大、危险性大、威胁城镇或居民集中区、社会影响较大以及不宜实施搬迁安置的地质灾害隐患点,通过经济、技术对比,论证可行,可集中有限资金进行工程治理。工程治理前需进行必要的勘察,查明灾害体的类型、分布规模、成因机制、发展趋势和危害程度,并做出稳定性评价,提出经济合理和技术可行的工程治理方案或应急防治措施。本次调查工作确定的29处地灾隐患点中采取工程治理措施的有24处;其中,近期(2019~2020年)6处、中期(2021~2025年)7处、远期(2026~2030年)11处。
3.3 地质灾害监测
近年来,随着地质灾害监测技术的不断发展和运用,地质灾害成功预报的案例越来越多,防灾减灾效果显著;因此,加强地质灾害的预测预报工作是非常必要的。结合以往地质灾害监测的成功经验,地质灾害监测手段主要有:群测群防、简易监测、仪器监测(自动化监测)等。
(1)群测群防:大力宣传、普及地质灾害防灾减灾科学知识,增强地方各级人民政府和民众的防灾减灾能力,建立、健全地质灾害群测群防体系,是地质灾害防治工作的重要组成部分。
(2)简易监测:主要是通过监测滑坡体位移、变形以及裂缝宽度变化等数据,进而对地质灾害进行预测预报,主要监测方法有:变形位移监测法、裂缝相对位移监测法、目视检查监测法等。其中,目视检查法可深入到群众开展,以地质灾害科普的方式加强民众防灾意识,提高民众地质灾害预测素养。
(3)自动化仪器监测:主要由自动化仪器监测设备完成,当前的自动化监测预警已逐步由传统方式向自动化、数字化、网络化和智能化转变。积极运用新理论新技术新方法进行地质灾害预测评价是今后地质灾害防治工作的方向和重点;通过地质灾害监测可提早识别、提前预警、主动防范,有效提升地质灾害临灾预报和快速处置能力。
4 结语
本次调查发现部分地质灾害的发生与人类活动关系密切,在后续的发展建设中应合理利用与保护地质环境,有规划且合理地开展工程建设。对地质灾害的防治必须进行全面规划,然后有计划地分区进行防治;应树立以防为主的观念,变被动救灾为主动防灾。地方相关主管部门应编制不同灾种的防治方案,并成立地质灾害防治管理机构,健全群专结合的地质灾害群测群防网络体系,实行分级管理,推进防灾减灾社会化。