河南禹州地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃與安全性評價

張賢良

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州450001）

1 引言

禹州市位于河南省中部，豫西山區(qū)與東部平原交接處，隸屬許昌市。北與登封市、新密市、新鄭市毗鄰；西與汝州市相接；南與襄城縣、郟縣相鄰；東與許昌縣、長葛市相鄰。全市轄22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、4個街道辦事處，654個行政村，2042個自然村，總?cè)丝?14萬。

由于境內(nèi)礦業(yè)發(fā)展迅猛，采礦等人類工程活動頻繁，伴隨產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害包括地面塌陷、滑坡、崩塌等，造成房屋倒塌、墻體開裂、地面下沉、地面裂縫、破壞農(nóng)田、毀壞道路等，自80年代末至今地質(zhì)災(zāi)害已造成人員傷亡32人，直接經(jīng)濟損失9000．3萬元。該區(qū)境內(nèi)的各種地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)嚴重威脅著人民生命財產(chǎn)的安全，破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，同時也制約了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

本文的目的在于查明禹州市內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點，對其進行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃，并對各易發(fā)區(qū)進行詳細的安全性評價，為地方政府開展地質(zhì)災(zāi)害防治提供科學(xué)的理論依據(jù)，從而最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害所造成的生命財產(chǎn)和經(jīng)濟損失。

2 自然地理與地質(zhì)背景

2．1 自然地理

禹州市位于嵩箕山系的南部，西、北、南三面環(huán)山，總體地勢西高東低，全區(qū)海拔90～1150．5m。西部、北部為山地丘陵，面積占53．4%；城區(qū)周圍為崗地、平原區(qū)，面積占46．6%。

該區(qū)地處中原腹地，屬暖溫帶大陸性氣候，半濕潤地區(qū)，災(zāi)害天氣如干旱、干熱風(fēng)、暴雨等時有發(fā)生，多年平均氣溫＋14．4℃，年平均無霜期218天。降水量有三個明顯特點：年際之間變化大、年內(nèi)季節(jié)分配不均和空間分配不均；年平均降水量680．32mm，年平均蒸發(fā)量1258～1840mm。區(qū)內(nèi)河流屬淮河流域，均為季節(jié)性河流。受地質(zhì)構(gòu)造影響，境內(nèi)地下水分布有松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙水、碳酸鹽類裂隙巖溶水、變質(zhì)巖類裂隙巖溶水等。

2．2 地質(zhì)背景

禹州市地處中朝準地臺（Ⅰ級構(gòu)造單元）南部，位于嵩箕臺隆小區(qū)（Ⅱ級構(gòu)造單元）南部邊緣，與南部的華熊臺緣坳陷（Ⅱ級構(gòu)造單元）內(nèi)的澠池－確山褶皺斷束區(qū)（Ⅲ級構(gòu)造單元）相接，下元古界淺變質(zhì)巖結(jié)晶基底－中元古界以上蓋層均有出露。境內(nèi)出露地層有下元古界嵩山群、中元古界五佛山群、下古生界寒武系、奧陶系、上古生界石炭系、二疊系、中生界三疊系及新生界第三系、第四系等。

區(qū)內(nèi)經(jīng)過多期次構(gòu)造運動、變質(zhì)作用、不同期次、不同方向的構(gòu)造疊加與改造，使區(qū)內(nèi)構(gòu)造樣式復(fù)雜，主要表現(xiàn)為褶皺和斷裂構(gòu)造。褶皺分為基底褶皺和蓋層褶皺兩種，基底褶皺僅有一處，即分布于禹州市西部大洪寨一帶的南北向展布的緊閉倒轉(zhuǎn)向斜；蓋層褶皺相對簡單，總體表現(xiàn)為軸向東西向或北西向的褶皺，自北向南有：白沙隱伏向斜，角子山背斜，段溝隱伏向斜等。斷裂構(gòu)造樣式簡單，但十分發(fā)育，表現(xiàn)為一系列高角度正斷層；根據(jù)空間展布特征、形成先后可分為三組：近東西向斷裂、北東－南西向斷裂、北西－南東向斷裂，共同組成棋盤式網(wǎng)格。

3 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及分布特征

3．1 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

禹州市內(nèi)93．8%的地質(zhì)災(zāi)害集中分布在兩個礦區(qū)（方山礦區(qū)、三峰山－米托寺礦區(qū)）、10個井田所形成的區(qū)域中，總的地質(zhì)災(zāi)害平均發(fā)育密度7．7個／100km2；其中西部、南部丘陵區(qū)的山間凹地和山前崗地，總面積近278km2，占全市面積的18．95%，地質(zhì)災(zāi)害平均發(fā)育密度為40．6／100km2，個別地段地質(zhì)災(zāi)害的密集程度較高，達到4個／km2；北部、西部低山區(qū)，面積171．99km2，占全市面積的8．3%，4．4%的地質(zhì)災(zāi)害分布于此，平均發(fā)育密度為4．4／km2。

禹州市地質(zhì)災(zāi)害類型劃分為：斜坡巖土體運動災(zāi)害，有崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡；地面變形災(zāi)害，有地面塌陷；河湖水庫災(zāi)害，有河流塌岸等。經(jīng)調(diào)查，該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點110個，其中滑坡15個、崩塌1個、地面塌陷93個、河流塌岸1個；潛在特大災(zāi)害3個，包含不穩(wěn)定斜坡2個、危巖體1個，總共113個（表1）。

地面塌陷和滑坡是禹州市主要的地質(zhì)災(zāi)害。其中，地面塌陷93處，占總災(zāi)害的82．3%，平均密度5．3處／100km2，造成直接經(jīng)濟損失8874．8萬元，占總損失98．6%，死亡6人；潛在地面塌陷威脅人口19396人，直接經(jīng)濟損失預(yù)測12131．0萬元。其次，滑坡15處，占總災(zāi)害的13．3%，主要為土質(zhì)滑坡，少數(shù)巖質(zhì)滑坡，造成直接經(jīng)濟損失124．1萬元，占總損失1．38%，死亡26人；潛在滑坡威脅人口782人，直接經(jīng)濟損失預(yù)測566．8萬元。

表1 禹州市地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計表

3．2 地質(zhì)災(zāi)害分布與經(jīng)濟損失

禹州市內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害集中分布在西部方山－鳩山區(qū)、文殊－磨街區(qū)，南部神垕－鴻暢－梁北區(qū)及北部古城－淺井－萇莊區(qū)等4個區(qū)域中的12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

該區(qū)內(nèi)110個地質(zhì)災(zāi)害點共毀房9514間，毀田13092畝，毀壞路段650m、清除路段120m，造成山體裂縫、地面裂縫，死亡32人，直接經(jīng)濟損失9000．3萬元；經(jīng)過地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情分級評價，重大級3處，較大級29處，一般級78處。90個地質(zhì)災(zāi)害隱患點威脅農(nóng)田9182畝，房屋14692間，道路3390m，學(xué)校一所、煤礦一座，威脅人口20498人，直接經(jīng)濟損失預(yù)測12959．6萬元；經(jīng)過地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情分級評價，特大級3處，重大級40處，較大級38處，一般級9處（表2）。

4 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分

遵照三個分區(qū)原則，即“以人為本”的原則；“區(qū)內(nèi)相似，區(qū)際相異”的原則；區(qū)內(nèi)完整性的原則。按照國土資源部頒發(fā)的《縣（市）地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃基本要求》及其實施細則，結(jié)合區(qū)內(nèi)環(huán)境地質(zhì)條件和區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀，將禹州市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域劃分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)4類。

實施中，將禹州市1∶10萬行政區(qū)劃圖進行了網(wǎng)格剖分，運用柵格數(shù)據(jù)處理方法對調(diào)查區(qū)進行剖分，對西部、北部低山、丘陵區(qū)及地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，剖分單元面積1km×1km，共剖分857單元，面積835．2km2；對崗地、平原區(qū)、無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)，剖分單元面積為3km×3km。共剖分89單元，面積632km2。

在計算機上，將剖分的網(wǎng)格與已數(shù)字化的地質(zhì)災(zāi)害圖件進行單元要素疊加，并參照地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)評價指標（見表3），給各單元格賦值（即G），當有兩種以上地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)重疊時，則單元格G取值為5。單元信息疊加結(jié)果（G）滿足如下公式：

式中：G為單元信息疊加結(jié)果；G滑、G崩、G泥、G塌和G裂分別為滑坡災(zāi)害數(shù)值、崩塌災(zāi)害數(shù)值、泥石流災(zāi)害數(shù)值、地面塌陷災(zāi)害數(shù)值和地裂縫災(zāi)害數(shù)值。

將上述綜合信息疊加結(jié)果按1、2、3、4、5數(shù)值表示，并在計算機上用Surf軟件自動生成等值線，可定量化的綜合反映本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀。其中，等值線≥3．5，為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，特別是≥4．5的地區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強度最高；等值線2．5～3．5，為地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)；等值線＜2．5為地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)；等值線≤1．5，為地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)（圖1）。

表2 禹州市地質(zhì)災(zāi)害分布情況及經(jīng)濟損失

表3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)評價指標

圖1 禹州市地質(zhì)災(zāi)害分布與易發(fā)分區(qū)圖

5 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分區(qū)結(jié)果及安全性評價

5．1 分區(qū)結(jié)果

根據(jù)易發(fā)區(qū)劃分的原則、要求與方法，對區(qū)內(nèi)的各種地質(zhì)災(zāi)害，在定性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)信息系統(tǒng)空間分析，將禹州市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)詳細劃分為4個大區(qū)，10個小區(qū)（見表4）。

5．2 分區(qū)安全性評價

（1）地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)包含4個高易發(fā)亞區(qū)

①萇莊－古城高易發(fā)亞區(qū)（A4－1）位于禹州市北部，面積44．50km2，占總面積3%。目前區(qū)內(nèi)有塌陷點16個，平均發(fā)育密度40個／100km2，共造成毀房963間，毀田1094畝，死亡5人，直接經(jīng)濟損失889．4萬元。地質(zhì)災(zāi)害隱患10處，受威脅人口645人，房屋655間，田地985畝，經(jīng)濟損失預(yù)測622．5萬元。該區(qū)屬地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。

②方山－鳩山高易發(fā)亞區(qū)（A4－2）位于禹州市西部，面積32．93km2，占總面積2．2%。目前區(qū)內(nèi)有塌陷19處，滑坡4處，河流塌岸1處，共24處，平均發(fā)育密度為75．9／100km2。共造成毀房3124間，毀路630m，毀田2627畝，死亡23人，直接經(jīng)濟損失2825．5萬元。地質(zhì)災(zāi)害隱患點24處，其中地面塌陷19處，滑坡5處，潛在威脅人口5517人，房屋3300間，道路3080m，田地1436畝，煤礦一座，直接經(jīng)濟損失預(yù)測3045．2萬元。該區(qū)為以地面塌陷為主，次為滑坡的地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。

表4 禹州市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)一覽表

③文殊－磨街高易發(fā)亞區(qū)（A4－3）位于禹州市西部，面積46．34km2，占總面積3．2%。目前區(qū)內(nèi)有災(zāi)害點28個，其中地面塌陷25處，滑坡2處，崩塌1處，平均發(fā)育密度60．4個／100km2。共造成毀房1976間，毀田4930畝，毀路20m，清除路面120m，地面裂縫數(shù)條，直接經(jīng)濟損失2075．6萬元；地質(zhì)災(zāi)害隱患24處，其中地面塌陷21處，滑坡2處，崩塌1處。潛在威脅人口9362人，威脅房屋5186間，田地3530畝，道路260m，直接經(jīng)濟損失預(yù)測4507萬元，其中高石崖崩塌年年發(fā)生，給區(qū)內(nèi)居民和交通帶來很大威脅。該區(qū)是一個以地面塌陷為主，其次為崩塌、滑坡災(zāi)害的高易發(fā)區(qū)。

④神垕－梁北高易發(fā)亞區(qū)（A4－4）位于禹州市西南部，面積58．97km2，占總面積4%。目前區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害全部為塌陷共28處，平均發(fā)育密度47．8個／100km2，共造成毀田4249畝，毀房3210間，地面裂縫3條，直接經(jīng)濟損失2996．4萬元。區(qū)內(nèi)存在潛在威脅的地質(zhì)災(zāi)害隱患點18處，全部為地面塌陷，潛在威脅人口4974人，房屋4794間，田地3021畝，直接經(jīng)濟損失預(yù)測4137．3萬元。該區(qū)是一個地面塌陷災(zāi)害多發(fā)區(qū)。

（2）地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)包含4個中易發(fā)亞區(qū)

①萇莊－淺井中易發(fā)亞區(qū)（B1－1）位于禹州市北部，面積21．99km2，占總面積的1．5%。目前區(qū)內(nèi)已有滑坡4處，平均發(fā)育密度18．2個／100km2，造成毀房50間，死亡2人，直接經(jīng)濟損失44萬元；地質(zhì)災(zāi)害隱患4處，潛在威脅人口113人，威脅房屋118間，學(xué)校一所，直接經(jīng)濟損失預(yù)測114．4萬元。該區(qū)是以滑坡為主的中易發(fā)區(qū)。

②方山－鳩山中易發(fā)亞區(qū)（B1－2）位于禹州市西部，面積28．44km2，占總面積1．9%。目前區(qū)內(nèi)已有滑坡3處。平均發(fā)育密度10．5個／100km2。共造成毀房29間，死亡1人，直接經(jīng)濟損失25．2萬元。此3個滑坡均為地質(zhì)災(zāi)害隱患點，潛在威脅人口166人，威脅房屋125間，直接經(jīng)濟損失預(yù)測100萬元。該區(qū)是滑坡中易發(fā)區(qū)。

③文殊－神垕丘陵地面塌陷中易發(fā)亞區(qū)（B4－1）位于禹州市的西部，面積36．63km2，占總面積2．5%。目前區(qū)內(nèi)有災(zāi)害1處，為地面塌陷，平均發(fā)育密度2．7個／100km2。共造成毀房19間，毀田50畝，直接經(jīng)濟損失20．2萬元；地質(zhì)災(zāi)害隱患點1處，為不穩(wěn)定斜坡。潛在威脅人口110人，房屋64間，直接經(jīng)濟損失預(yù)測51．2萬元。該區(qū)是地面塌陷與滑坡中易發(fā)區(qū)。

④鴻暢－梁北崗地塌陷中易發(fā)亞區(qū)（B4－2）位于禹州市西南，分布面積30．19 km2，占總面積2．1%。目前地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，僅有地面塌陷2處，平均發(fā)育密度6．6個／100km2。造成毀房110間，毀田20畝，直接經(jīng)濟損失90萬元。兩塌陷均存在潛在威脅，潛在威脅人口115人，房屋300間，田地200畝，直接經(jīng)濟損失預(yù)測260萬元。該區(qū)為地面塌陷中易發(fā)區(qū)。

（3）地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)

該區(qū)分布于北部低山、丘陵區(qū)白沙－淺井－無梁一帶、崗地－平原區(qū)萇莊－淺井－古城一帶、西部低山丘陵區(qū)西大嶺－大洪寨－磨街－紙房水庫一帶、南部崗地區(qū)鴻暢－三峰山以南等地，分布面積451．09km2，占總面積的30．8%。目前已有災(zāi)害4處，其中滑坡2處，地面塌陷2處，平均發(fā)育密度1．8個／100km2。共造成毀房33間，毀田18畝，直接經(jīng)濟損失28．2萬元，仍存在潛在威脅的地質(zhì)災(zāi)害4處，潛在威脅人口105人，房屋150間，農(nóng)田10畝，道路50m，直接經(jīng)濟損失預(yù)測為122萬元。

（4）地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)

該區(qū)位于禹州市城區(qū)周圍及穎河兩岸，分布于花石、順店、火龍、朱閣、山貨、郭蓮、褚河、小呂、范坡、張得等地，面積715．3km2，占總面積48．8%。

6 結(jié)論

綜合地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件、發(fā)育特征、現(xiàn)狀穩(wěn)定性、危害性、對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅的潛在危害程度、人類工程活動及活動強度等，禹州市劃分出4個地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)大區(qū)，10個地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)小區(qū)。其中主要易發(fā)區(qū)為：北部萇莊－古城地面塌陷高易發(fā)區(qū)、西部方山－鳩山地面塌陷和滑坡高易發(fā)區(qū)、西部文殊－磨街地面塌陷與崩塌、滑坡共存的高易發(fā)區(qū)、西南部神垕－梁北地面塌陷高易發(fā)區(qū)、北部萇莊－淺井滑坡中易發(fā)區(qū)、西部方山－鳩山滑坡中易發(fā)區(qū)、西部文殊－神垕地面塌陷與滑坡中易發(fā)區(qū)、西南部鴻暢－梁北地面塌陷中易發(fā)區(qū)，這些地區(qū)是以后防災(zāi)減災(zāi)的重點地區(qū)。

通過對禹州市地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)主要是由于人類工程活動開礦引起，與地形地質(zhì)條件有密切關(guān)系。政府一方面要高度重視，遵從科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，將地質(zhì)災(zāi)害防治與經(jīng)濟發(fā)展等同看待，實現(xiàn)人與環(huán)境的和諧共存；另一方面要加大宣傳，普及防治地質(zhì)災(zāi)害基本知識，建立完善的地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急系統(tǒng)和防治預(yù)案，提高全民防災(zāi)抗災(zāi)能力，最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害對國家財產(chǎn)和人民生命安全所造成的損失。

［1］ 付治國，李云，等．河南省禹州市地質(zhì)災(zāi)害與防治預(yù)案［J］．礦產(chǎn)與地質(zhì)，2006（1）．

［2］ 李戰(zhàn)明，甕紀昌，李文智，馬紅義．河南省禹州市地質(zhì)災(zāi)害特征及防治建議［J］．地質(zhì)調(diào)查與研究，2004（2）．

［3］ 張賢良，李戰(zhàn)明，等．河南省禹州市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告［R］，2002．