贵州山区典型地质灾害风险评价
2022-03-22林涛冯丽先
林涛 冯丽先
(贵州省地质矿产勘查开发局一0三地质大队,贵州铜仁 554300)
1 研究区地质环境条件
七星关区位于贵州省西北部,研究区范围:东经104°51´~105°56´,北 纬27°03´~27°47´,总面积3412.2km2。处于高海拔低纬度区,属暖温带季风湿润气候,雨量充沛,气候温和,年平均降雨量892.87mm。区内大部分地貌属中山山地类型,以地质成因类型划分的地貌类型主要有侵蚀地貌和溶蚀地貌两种,其中侵蚀地貌约为区域总面积的40%。研究区地处经向构造带和华夏构造带之间。自燕山运动后,地壳几度间歇变动,形成复杂的构造背景,褶皱、断裂构造发育。
2 地质灾害隐患和分布特征
2.1 地质灾害隐患
研究区共108 处地质灾害隐患,其中滑坡67处,不稳定斜坡11 处,崩塌26 处,地面塌陷4 处,泥石流1处。由各时期地质灾害灾种数量可看出滑坡为主要灾害类型。滑坡是主要地质灾害隐患类型之一,根据其物质组成、滑体体积、滑体厚度、运动形式、发生原因、发生年代和现今稳定程度可分为不同的类型。
崩塌地质灾害共计26 处,占全区地质灾害隐患点总数的24.1%,均为岩质崩塌,主要由地形切割及侵蚀、剥蚀等地质构造作用而形成,自然因素是形成崩塌的主要原因。全区共发现不稳定斜坡点11 处,占全区地质灾害隐患点总数的10.2%,诱发因素主要为自然因素。
2.2 地质灾害分布及发育规律
2.2.1 在地貌类型上的分布特征
地貌主要属于中山地貌类型,其组合是:高中山194.28km2,占总面积的5.70%;中山2209.55km2,占总面积的64.75%;低中山811.09km2,占总面积的23.77%;低山197.28km2,占总面积的5.78%;若以地质成因类型划分,地貌类型主要有侵蚀地貌、侵蚀-溶蚀地貌、溶蚀地貌三种,其中侵蚀地貌约为区域总面积的35%,侵蚀-溶蚀地貌区域约为总面积的25%,溶蚀地貌约占30%。
2.2.2 在海拔高程上的分布特征
统计区内滑坡和不稳定斜坡地质灾害绝大多数分布在斜坡坡度20~40°的范围内,坡度40~60°的高陡土质斜坡在坡面流冲刷之下也会产生小型滑坡,一些坡度<20°的斜坡会在一定条件下(连续暴雨、地震等因素)形成沿岩土界面滑动的滑坡;区内崩塌地质灾害主要出现在斜坡坡度>60°的陡坡部位;泥石流和地面塌陷灾害较少,与坡度关系不明显。
区内滑坡、崩塌、不稳定斜坡的形成受斜坡与岩层、节理等结构面的组合形式控制明显。统计得出:调查区内除地面塌陷和泥石流灾害外,104处地灾隐患点中有31 处发育在顺向坡上,占地质灾害总数的29.81%;斜向坡上共发育61 处,占地质灾害总数的58.65%;反向坡较少,共12 处,占地质灾害总数的11.54%。
区内地质灾害受地质构造影响较明显,尤其是褶皱核部及靠近核部两翼和断层地带,节理发育,岩体破碎,易于崩塌的形成,并为滑坡的形成提供了大量物质。由于褶皱、断裂等地质构造的发育,致使区内岩石破碎,并在地形起伏大,切割深区域形成了不利于斜坡和岩体稳定的地质环境[3-5]。从地质灾害的平面分布特征可以看出,大部分地质灾害发育于河流密度大、地形起伏大、地质构造复杂的区域,说明了地质构造、河流发育情况和地形条件对地质灾害的分布、控制、影响是明显的。
地质灾害隐患的分布与工程地质岩组对应关系明显:滑坡和不稳定斜坡易滑岩组主要为第四系坡残积层,其底部基岩一般为碎屑岩,此外在一些下伏基岩为碳酸盐岩的地区,也见表层浮土滑动形成的滑坡,但一般规模较小且数量少。
从月份上看,所调查到的地质灾害发生多在每年的5~9 月份,特别是7、8 月份是毕节市七星关区地质灾害高发期,占调查地灾点总数的69.44%,由此说明地质灾害的发生受降雨影响明显。
3 地质灾害主控因素分析
七星关区滑坡67 处,均为土质滑坡。区内滑坡地质灾害一般发育于第四系覆盖层较厚的斜坡上,尤其在易风化的泥岩、页岩、砂岩等碎屑岩地区,土层主要成分为残坡积层含碎石粘土,该类土体松散,抗剪强度较低。滑坡区整体坡度较陡,通常20~40°,土层下伏基岩为泥岩、页岩、砂岩,遇水易软化,形成软弱面。这种不利的坡体结构为滑坡沿岩土界面滑动提供了可能。其主控因素如下:地形地貌、地层岩性、地下水、降雨、人类工程活动。根据对区内崩塌地质灾害所处的地质环境分析,崩塌危岩体的影响因素和形成机制主要与地形地貌、地层岩性、构造、风化作用、地下水、降雨等因素有关。
4 地质灾害风险评价及分区
研究区的划分根据斜坡单元划分、地质环境条件复杂程度、现状地质灾害隐患空间分布及全区地质灾害易发分区和危险性分区、室内圈定的风险斜坡分布等依据,进行地质灾害风险预评价,采用风险因子图层叠加法划分一般调查区和重点调查区。
本文通过Arcgis 软件对DEM 模型正反地形分别提取集水流域的山脊线与山谷线,把生成的集水流域和反向集水流域融合,最后依据山体阴影、坡体形态等地形因素和地层岩性因素人工修改的单元,如面积过大,形状不符合实际情况的斜坡单元,以得到大小、形状与实际地形高度吻合的斜坡单元。
通过Arcgis软件斜坡单元提取,以人口分布为导向,设计共划分出斜坡单元1031个,未划分斜坡区域为无人区或地质环境条件相对简单。
地质灾害易发性根据工作区的地质结构体可能发生地质灾害的程度来度量,反映不同灾种的易发程度,可能发生的概率越高,则易发性越大。根据七星关区滑坡(不稳定斜坡)、崩塌、泥石流、地面塌陷等灾种的形成条件、诱发因素以及稳定状态和发展趋势,建立不同灾种的地质灾害易发程度的判别模式,对工作区的各地质环境分区单元进行地质灾害易发程度评判,做出地质灾害易发分区评价图。
经过上述地质环境复杂程度分区及人口财产分布特征分区叠加,本次地质灾害详细调查及风险评价将七星关区初步划分重点调查区4个,一般调查区1个。根据七星关区地质环境条件复杂程度结合全区地质灾害点分布,将全区地质灾害易发程度区划分为高易发区1 个、中易发区2 个、低易发区2 个,详见图1。
图1 七星关区地质灾害易发分区图
5 结语
本文以七星关区地质区域地质灾害为研究对象,结合现场调查对地质灾害主控因素进行分析,利用层次分析思路结合GIS 技术对研究区地质灾害风险进行分区评价,主要得出以下结论。
(1)地质灾害在空间的分布与地质环境条件和人类工程活动密切相关。地质灾害的形成受到诸多因素的影响,包括地形地貌、地层岩性、地质构造、斜坡结构类型与特征、水系发育等。对于不同类型地质灾害,这些影响因素对其形成和影响程度有所不同。
(2)根据七星关区地质环境条件复杂程度结合全区地质灾害点分布,将全区地质灾害易发程度区划分为高易发区1个、中易发区2个、低易发区2个。