广东省地质局第八地质大队 514000
摘要:地质灾害的发生通常是人类工程活动破坏后的地形地貌、地质构造、岩土体类型以及降雨等共同作用的结果,本文通过对该镇192处地质灾害点进行统计对比,分析以上几种因素对地质灾害形成的影响,为该镇后续地质灾害防治
削坡建房边坡治理提供了指导意义。
关键词:地质灾害;孕灾地质条件;中行镇;诱发因素
通过对中行镇1:1000地质灾害调查,共发现192处地质灾害点,其中崩塌186处、滑坡6处,未发现其他地质灾害。样本数量较大,故而可以对于区内斜坡诸如切坡高度、切坡坡度、坡面形态等因素进行分区间统计,计算各个统计区间内地质灾害现象的发生率。对地灾现象的发生概率受各孕灾条件的影响进行分析。本区主要地质灾害崩塌滑坡,未发现其他地质灾害,因此本次分析地质灾害主要指崩塌滑坡地质灾害。
1、地形地貌与地质灾害
人工削坡建房形成大量高陡边坡,为地质灾害发生提供大量的活动空间,是滑坡和崩塌地质灾害的诱发因素。本地区内影响地质发育的主要地貌因素为地形坡度、人工切坡高度和坡形,下面就上述因素对该镇地质灾害数量进行统计分析[1]。
1.1地形坡度对滑坡、崩塌的影响
坡度对地质灾害的发生的控制作用主要体现在影响斜坡地质体重力稳定性。调查区自然山一般为 40°~80°不等。一般0~30°的边坡一般斜坡高度很小不会发生滑坡、崩塌等地质灾害。调查区边坡按切坡坡度将50°~80°每10°划分一个级别,共计5个级别,通过统计地质灾害在各个坡度级别的分布数量,分析斜坡度与地质灾害的关系[2]。(表1-1)
表1-1 削坡坡度与地质灾害点关系统计表
斜坡坡度 (°) | 崩塌 | 滑坡 | 合计 (处) | 百分比 (%) | ||
数量 (处) | 百分比 (%) | 数量 (处) | 百分比 (%) | |||
<50 | 6 | 3.23 | 6 | 3.13 | ||
≥50<60 | 41 | 22.04 | 5 | 83.33 | 46 | 23.96 |
≥60<70 | 82 | 44.09 | 1 | 16.67 | 83 | 43.23 |
≥70<80 | 52 | 27.96 | 52 | 27.08 | ||
>80 | 5 | 2.69 | 5 | 2.60 | ||
合计 | 186 | 100.00 | 6 | 100 | 192 | 100 |
分析可知:地质灾害主要分布在切坡坡度50°~80°,共计181处,占该类灾害总数的94.27%。统计数据表明,地质灾害主要发育在中-高的坡度的削坡建房边坡中,具有明显的集中性。由此可以看出切坡坡度对地质灾害的发生起主要控制作用。
1.2切坡高度对地质灾害的影响
中行镇地处丘陵矮坡,居民削坡建房形成大量人工挖方边坡,切坡边坡坡高均小于30m,一般5~20m居多。现将调查区边坡按坡高按每5m一个级别进行分级,共计5个级别,通过统计地质灾害在各个坡高级别的分布数量,分析斜坡高度与地质灾害的关系[3](表1-2)。
表 1-2削坡高度与地质灾害关系统计表
斜坡高度(°) | 崩塌 | 滑坡 | 合计 | 百分比 | |
数量(处) | 数量(处) | (处) | (%) | ||
0~5 | 15 | 15 | 7.81 | ||
5~10 | 83 | 1 | 84 | 43.75 | |
10~15 | 56 | 4 | 60 | 31.25 | |
15~20 | 24 | 24 | 12.50 | ||
>20 | 8 | 1 | 9 | 4.69 | |
合计 | 186 | 6 | 192 | 100 | |
通过统计分析可知,中行镇地质灾害分布在坡高5~20m占总数的87.50%。产生这一规律的主要原因:
1、中行镇地处丘陵地带,普遍原状山体较矮,其次山体整体坡度较缓,故削坡建房削坡坡高在5~20m之间居多,高于20m的坡较为少见;
2、人工边坡高度一般8~15m,为了减少土方量,削坡坡度一般较陡,人工边坡通常采取了一些简易支护措施,能够防止坡面的小范围崩塌,但是对于坡面整体的崩塌滑坡情况防护效果有限。因中行镇削坡建房5~15m居多,因此该区间也为崩塌滑坡高易发区,地质灾害占百分比较重;
3、人工边坡高度一般15~20m,一般采用分级放坡,为了减少土方量,一般形成上陡下缓的坡形,使得崩塌滑坡更加易发,且少见有效支护措施。
在其它条件都相同的情况下,坡高越大,重力势越大,临空面越高,下方土体,土体失稳概率越大,但是需要指出的是,坡高只是其中一个因素。
1.3坡面形态与地质灾害
中行镇斜坡总体可分为凸形坡、凹形坡、直线坡和阶梯状坡4种,通过表1-3统计分析可知,地质灾害主要分布在凸形坡和直线形坡,分别灾害点占总数的43.23%和42.19%。
表1-3 坡面形态与地质灾害关系统计表
坡面 形态 | 滑坡 | 崩塌 | 地质灾害总计 | |||
数量 (处) | 百分比 (处) | 数量 (处) | 百分比 (%) | 数量 (处) | 百分比、 (%) | |
凹 | 2 | 33.33 | 11 | 5.91 | 13 | 6.77 |
凸 | 2 | 33.33 | 81 | 43.55 | 83 | 43.23 |
阶 | / | / | 15 | 8.06 | 15 | 7.81 |
直 | 2 | 33.33 | 79 | 42.47 | 81 | 42.19 |
合计 | 6 | 1.00 | 186 | 100.00 | 192 | 100.00 |
根据现场调查的实际情况,凸形坡和直线形坡坡面往往是由人工手动挖掘,坡面不规整、坡面普遍较陡,年代较为久远且普遍缺乏维护。而坡顶处的覆盖层往往没有任何支护而持续剥落在斜坡坡面上形成松散覆盖层,
在长期雨水作用下局部出现倒悬,在强降雨天气容易吸水过饱和浆化滑塌继而引发进一步的地质灾害。
2、地质构造与地质灾害
地震属华南褶皱系粤北-粤东北-粤中拗陷带永梅-惠阳拗陷永梅凹褶断束,即梅县山字构造西翼。经历了加里东运动、印支运动、燕山运动等多次构造运动的改造,地层发育古老而不全,总体构造格局是南北向褶皱、北东向断裂。工作区内主要有两条断裂发育:北东向断裂;南北向断裂。工作区未发现褶皱发育。
根据距离断裂的距离,基于断层数据提取,将其划分为<1000m、1000~2000m、2000~3000m、3000~4000m、4000~5000m 以及>5000m等6 级。具体断裂距离与地质灾害的关系详见下表2-1。
表 2-1 距离断裂距离与地质灾害关系统计表
与断距距离(m) | 分级面积(km2) | 地质灾害 | 地质灾害密度(处/100km2) | |
数量(处) | 百分比(%) | |||
<1000 | 32.47 | 121 | 63.02 | 372.65 |
1000~2000 | 21.46 | 48 | 25.00 | 223.67 |
2000~3000 | 9.91 | 23 | 11.98 | 232.09 |
3000~4000 | 4.7 | 0 | 0.00 | 0.00 |
4000~5000 | 1.54 | 0 | 0.00 | 0.00 |
>5000 | 0.83 | 0 | 0.00 | 0.00 |
合计 | 70.91 | 192 | 100.00 | 270.77 |
根据表可以看出,在区域地质构造1km的范围内地质灾害明显密集。断层的发育主要控制地貌和岩土体的结构、风化层厚,岩石破碎,裂隙发育。一般断层带附近岩质均节理裂隙较为发育,雨水容易沿节理裂隙面下渗,同时也易形成沿节理裂隙面开裂的崩塌滑坡。但根据调查在192处地质灾害点200范围内并未发现断层踪迹,因此断层在宏观上对岩性起控制作用,但是具体到每个地质灾害,断层的作用并不明显。
3、工程地质岩组与地质灾害
中行镇的地质灾害点主要分布在砂砾石、粘土双层土体(Ⅰ)、层状较软变质岩组(Ⅱ)、层状较软红层岩组(Ⅲ)、层状较硬碎屑岩组(Ⅳ)及块状较硬—坚硬侵入岩组区(Ⅵ)5个工程岩组区。
表3-1 工程地质岩组与地质灾害关系统计表
工程地质岩组 | 分级面积(km2) | 地质灾害 | 地质灾害密度(处/km2) | |
数量(处) | 百分比(%) | |||
砂砾石、粘土双层土体(Ⅰ) | 2.67 | 41 | 21.35 | 15.36 |
层状较软变质岩组(Ⅱ) | 9.31 | 35 | 18.23 | 3.76 |
层状较软红层岩组(Ⅲ) | 8.57 | 23 | 11.98 | 2.68 |
层状较硬碎屑岩组(Ⅳ) | 10.53 | 34 | 17.71 | 3.23 |
块状较硬—坚硬侵入岩组区(Ⅵ) | 39.83 | 59 | 30.73 | 1.48 |
合计 | 70.91 | 192 | 100.00 | 270.77 |
根据风险斜坡做调查分析发现,野外调查基本呈残坡积层、全风化至强风化,偶见有中风化岩层,约30%的坡面仅见有残坡积层。其中:块状较硬—坚硬侵入岩组区(Ⅵ)由于分布广泛且位于中行镇周边的山区地势较高、人口居住较稀疏,因而该区面积明显大于其他4个区、地质灾害发生率虽然高于其他4个区却相差不大,同时地灾密度也小于其他区。砂砾石、粘土双层土体(Ⅰ)区虽然面积不大,但是由于人口居住密集,使得该区地质灾害发生率虽然高于其他4个区却相差不大,但地灾密度远大于其他区。
中行镇调查区内崩塌、滑坡主要发生在砂砾石、粘土双层土体(Ⅰ)、块状较硬—坚硬侵入岩组区(Ⅵ)全、强风化岩层及上部覆盖层土体内,该两层岩土的残坡积层具有以下特殊性:
(1)砂砾岩残坡积土:该土含较多砾石,粒径1—5cm,含量约20%-30%,大量的砾石使得土体粘聚力分布部不均匀,同时渗透性提高。由于粘粒含量较低,地下水作用下,上层逐渐降低粘性,同时细粒在强、中风化面富集形成软弱面,从而引发地质灾害。
(2)花岗岩残坡积土:该层含较多石英颗粒,在雨水作用下极易形成冲沟,冲沟逐渐扩大进而引发周边土体崩塌,使得整个坡面失稳。
(3)花岗岩全、强风化岩形成的土体,由于遇水易软化崩解的性质,在浸水后,强度降低等特征,对地质灾害的形成起到一定影响作用。
4、斜坡结构与地质灾害
斜坡结构本身的稳定性直接决定了斜坡遭受外在不利条件时抵抗地质灾害发生的能力。按照组成斜坡的岩土体类型,中行镇斜坡结构包括:土质斜坡、岩质斜坡和混合斜坡。本次调查192处地质灾害隐患和风险点,岩质的有7处(崩塌7处),占总数3.65%;土质的有161处(滑坡6处,崩塌155处),占总数83.85%;岩土混合的有24处(崩塌24处),占总数12.5%
表4-1 斜坡结构与地质灾害关系统计表
分类 | 滑坡 | 崩塌 | 合计 | 百分比 (%) | |
(处) | (处) | (处) | |||
岩土分类 | 岩质 | 0 | 7 | 7 | 3.65 |
土质 | 6 | 155 | 161 | 83.85 | |
混合 | 0 | 24 | 24 | 12.5 | |
合计 | 6 | 186 | 192 | 100 |
由上表可见,中行镇的斜坡主要是残积层及全、强风化岩层形成的土质边坡容易发生地质灾害,而人工边坡也基本都是土质边坡和混合边坡,岩质边坡较为少见。
5、水文地质条件与地质灾害
5.1降雨与地质灾害
据中行镇气象局提供资料,调查区降雨主要集中在
3~9月,占全年降雨量82.60%;本次调查的192处地质灾害隐患和风险点,大部分发生5~8月,共158处,占总数的82.29%,具有明显的群发性(图5-1)。
图5-1 降雨量时间与地质灾害发生时间关系图
从上图可以看出,地质灾害主要发生在降雨较为密集的月份。台风暴雨气象会使土体很快达到饱和,增加土体自重;同时大量的雨水下渗,会在土体渗透性不同的界面产生富集,会造成界面软化,形成软弱面,从而引发地质灾害。
5.2地下水与地质灾害
地下水浸润降低土体粘聚力和内摩擦角,同时也会使残坡积层、全-强风化土体软化。同时在松散堆积区,由于地下水的浮动,土体间的细粒逐渐被带走,使得土体逐渐松散。由于调查区地质灾害点普遍位于丘陵地段,地下水位长期低于山坡坡脚,因此地下水在本地区对地质灾害的发生作用相对较小。
6、植被覆盖与地质灾害
由于平远县中行镇属中亚热带季风气候,雨量充沛植被生长较为茂盛,调查的人工斜坡周围普遍植被发育较好,未见自然坡面有明显的水土流失的现象,但是切坡坡面则常见裸露状,少见有人工培育植被的情况。在降水较强的时期坡面上容易形成大量冲沟大幅增加了地质灾害发生的潜在风险。而部分边坡则出现植被过于茂盛,斜坡坡面和坡线上方附近乔木生长过大, 根系发育过程中对坡面结构造成破坏加大了垮塌的风险,且树木本身在强雨大风天气也容易向坡下倾倒对生命财产安全造成巨大风险。
报告利用归一化植被指数计算植被覆盖度,并将植被覆盖度分成-1~0、 0.10~0.20、0.20~0.33、0.33~0.45以及>0.45等5级。
表6-1 植被覆盖度与地质灾害发展关系统计表
植被覆盖度 | 分级面积 (km2) | 地质灾害 | 地质灾害密度 (处/km2) | |
数量 (处) | 百分比 (%) | |||
-1.00~0.00 | 0.76 | / | / | / |
0.00~0.20 | 3.38 | 49 | 25.52 | 14.50 |
0.20~0.33 | 7.89 | 101 | 52.60 | 12.80 |
0.33~0.45 | 35.48 | 39 | 20.31 | 1.10 |
>0.45 | 23.4 | 3 | 1.56 | 0.13 |
合计 | 70.91 | 192 | 100.00 | 270.77 |
从表6-1统计分析可知,中行镇发育的地质灾害与植被覆盖率相关性明显。地质灾害主要分在中、低植被区域,部分分布在高植被区。从点密度看,中、低植被区域,地质灾害点密度比率比较大。
7、结语
根据调查,中行镇地质灾害的发生是人类工程活动破坏后的地形地貌、地质构造、岩土体类型以及降雨等共同作用的结果。人类工程活动破坏后的斜坡坡高、坡度,决定下滑力的角度,破坏了原始坡面力学的平衡关系;地层岩性及岩土体类型决定了地质灾害的内在因素;地质构造斜坡的节理裂隙发育程度;降雨会加大土体的自重,降低土体力学性质,破坏土体之间的力学平衡。
中行镇地质灾害主要在集中在削坡高度5~20m,坡度50~80°的裸露人工削坡边坡;而根据中行镇的人口分布情况及岩土体特征,地质灾害主要发生在砂砾石、粘土双层土体(Ⅰ)、块状较硬—坚硬侵入岩组区(Ⅵ)两个地区的人工削坡边坡,因此岩土体特征为地质灾害主要内因。降雨量时间与地质灾害发生时间高度重合,说明降雨是主要诱发因素。地质构造、地下水对该镇地质灾害影响相对较为轻微。
参考文献:
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