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地壳隆起导致岩体破碎 高陡地形暗藏致灾能量 “喀斯特王国”的潜伏危机

2022-05-18

大众科学 2022年5期
关键词:坡度岩体降雨

大自然的“鬼斧神工”,赋予了贵州瑰丽奇特的地质地貌。但对于地质灾害防治部门来说,这些醉美风景的背后,往往也会危机四伏。

贵州被誉为“喀斯特王国”,同时是全国地质灾害最严重的省份之一。贵州是全国唯一没有平原支撑的省份,河谷深切,沟壑纵横,地质灾害高中易发区占全省国土面积的77%,降雨时空分布不均,地质灾害多发、易发、频发。2010—2021 年全省共发生地质灾害1663 起,造成283 人死亡,116 人受伤。

目前,全省共划定地质灾害风险隐患28770处,威胁群众达209.6万人、财产450.65亿元。贵州常见的地质灾害主要有:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷和地裂缝。

贵州独特地质构造为何带来如此多的地质灾害问题?《大众科学》杂志采访了贵州省地质灾害应急技术指导中心的“地灾医生”,从贵州的地质构造、地形、岩土、气候因素等方面进行解读。

贵州被称为“喀斯特王国”,特殊的地质构造对地质灾害有什么影响?

贵州区域大地构造和地貌演化受青藏高原特提斯构造动力背景的影响至深。太平洋板块俯冲和印度洋板块与欧亚板块的碰撞,共同引发的地球动力远程效应扩散,构成了贵州地质灾害主要地球内动力,并集中体现于“碰撞造山~构造变形”和“挤出扩展~地壳隆升”两种构造。

贵州处于中国南北地震带南段的东侧,以浅源地震为主。由于青藏板块总体向东南及南部运动,其物质也向东南部挤出,使位于扬子板块的云贵高原地壳在晚新生代时期发生阶段性、差别性隆升,最终形成西高东低,向东倾斜的云贵高原。贵州多次造山运动形成了挤压型、直扭型和旋扭型三类构造,交织成复杂多变的贵州高原应力分布。两种构造运动和复杂多变的地应力场,易造成岩体应力平衡状态破坏,是形成地质灾害的宏观背景。

地壳的构造隆升引起了地形地貌差异,导致在贵州省西部构造活动强烈、断层发育的区域分布明显密集,山高坡陡、地形陡峻区域极易孕灾;构造运动必然伴随岩体的变形与构造面的进一步发育,从而导致岩体破碎,岩性破碎的地区也更容易产生地质灾害。

:宏观的地质结构让贵州出现河谷深切,沟壑纵横的地形,我们经常看到,很多地质灾害都发生在山高坡陡的地方,这是什么原因?

:地形坡度是斜坡稳定的重要影响因素,不同的地形及坡度决定着滑坡、崩塌等地质灾害的规模和速度,贵州地形差异大,为不同的地质灾害类型提供了易发的环境条件和广泛的运动空间。如2010 年的关岭特大型高速远程滑坡——碎屑流,运动距离达到1.6km 之远。

我们根据贵州地形坡度特点,将贵州省“十二五”以来发生的1613起灾害分5个等级作对比分析发现,滑坡灾害多发在坡度为25~40度区间,崩塌灾害集中分布在坡度为60度以上区间。

:我们日常生活中也会看到,岩土较为坚硬的山体不容易垮塌,岩土成分对于地质灾害是否有影响?

贵州岩性组合复杂多变, 不同的地层岩性及其组合会导致不同的灾害类型。特别是在地层组合复杂区,在异常降雨、切坡、采矿等多种不利因素叠合下,有诱发重大地质灾害的可能。如2017年的纳雍张家湾崩塌——碎屑流灾害链,导致重大人员伤亡和财产损失。

我们经常会听到“暴雨来了,要注意预防地质灾害”,降雨对于贵州的地质灾害影响大吗?

:近年来,全球极端气候事件频发,部分区域降雨的频度和强度均呈现增长态势。在我省主要体现在累积降雨量大、瞬时强度大和持续时间长等特点。降雨入渗使岩土体含水量增加导致坡体自重增加,加之水体入渗至滑动面时间较长,容易降低滑面摩擦力造成岩土体失稳。此外,雨水下渗至滑动面将导致滑动带岩土抗剪强度降低,上述因素均为灾害体形成提供有利条件。贵州主要体现为降雨持续时间长、瞬时强度大和累积雨量大等特点,全省70%以上的地质灾害与降雨有关。

弧形滑面

平面型滑面

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