山東省山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征

高峰，林存菊，于德杰

(1.山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014)

山東省地貌條件較復(fù)雜，西部、北部、西南部低洼平坦，中部山地突起，東部緩丘起伏，構(gòu)成了以低山丘陵為骨架，平原盆地臺地環(huán)列交錯的地勢。平均海拔高度較低，除少量山地超過1000m以外，大部分山地丘陵500m左右，地勢起伏較小，山間盆地和河谷平原面積較大。泰山雄踞中部，主峰海拔1532.73m，為全省最高點(diǎn)，黃河三角洲海拔2～10m，為全省陸地最低處。地貌類型分為：中山、低山、丘陵、山間平原、山前傾斜平原、微傾斜平原、三角洲平原。山東區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，區(qū)域內(nèi)斷裂發(fā)育，著名的沂沭斷裂帶從中部穿過。整體由華北板塊和蘇魯造山帶兩個Ⅰ級構(gòu)造單元構(gòu)成，又根據(jù)構(gòu)造運(yùn)動差異性和形態(tài)特征劃分為4個Ⅱ級構(gòu)造單元、9個Ⅲ級構(gòu)造單元和若干個Ⅴ級構(gòu)造單元[1]。復(fù)雜的地貌條件和斷裂構(gòu)造為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育提供了自然條件，發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及人類工程活動給地質(zhì)災(zāi)害提供了人為影響因素。

1 地質(zhì)災(zāi)害分布及特征

1.1 地質(zhì)災(zāi)害分布

該文所說的山丘區(qū)，是指山地丘陵區(qū)發(fā)育的12個設(shè)區(qū)市、共計60個縣(市、區(qū))，具體范圍見表1。以上縣(市、區(qū))在2011—2012年期間做過1∶5萬比例尺地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查[注]①山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，姚春梅、劉善軍、高峰等，山東省山丘區(qū)60個縣(市、區(qū))1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報告，2011年12月—2012年10月。。

表1 山東省山丘區(qū)各設(shè)區(qū)市地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)類型及規(guī)模

山東省山丘區(qū)已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(巖溶塌陷、采空塌陷)、地裂縫(該文所說的地裂縫為構(gòu)造地裂縫)、不穩(wěn)定斜坡。其中，崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、地裂縫、不穩(wěn)定斜坡既有自然因素形成，又有人為活動誘發(fā)；采空塌陷全部由人為活動誘發(fā)。

根據(jù)調(diào)查，地質(zhì)災(zāi)害分布于調(diào)查區(qū)全境，其隱患點(diǎn)數(shù)量、種類分布與地區(qū)面積、地貌單元等因素密切相關(guān)，各設(shè)區(qū)市各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量見表1。

圖1是各設(shè)區(qū)市各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)與調(diào)查區(qū)面積關(guān)系圖。從圖中可以看出，各市隱患點(diǎn)總數(shù)量與調(diào)查面積基本呈正比關(guān)系。調(diào)查區(qū)12個地級市中，臨沂市占調(diào)查面積的19.81%，隱患點(diǎn)最多占21.6%，兩者均居首位。其次為煙臺市，面積占17.07%，隱患點(diǎn)占19.36%。萊蕪市面積最少，僅占2.83%，隱患點(diǎn)數(shù)量倒數(shù)第二位，僅3.06%。但如果從不同種類來看，隱患點(diǎn)個數(shù)與面積關(guān)聯(lián)性減弱，與調(diào)查區(qū)所處地貌單元以及人類工程活動強(qiáng)度關(guān)系加強(qiáng)。圖2是各縣(市、區(qū))的調(diào)查區(qū)面積和隱患點(diǎn)總數(shù)量關(guān)系圖，可以看出隨著調(diào)查區(qū)面積的縮小，隱患點(diǎn)總數(shù)量和調(diào)查面積的正比關(guān)系不再明顯[注]山東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，姚春梅、劉善軍等，山東省山丘區(qū)1∶5萬縣(市、區(qū))地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與綜合研究報告，2012年10月。。以嶗山區(qū)、泰山區(qū)為例，兩者面積僅占總調(diào)查面積的0.5%，0.4%，但隱患點(diǎn)數(shù)量占總數(shù)的3.7%，2.8%，隱患點(diǎn)多的原因一部分是由于中山丘陵地貌，地質(zhì)災(zāi)害形成條件發(fā)育，另一方面是景區(qū)開發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人類與地質(zhì)環(huán)境之間的相互作用較大造成[2]。

圖1 山丘區(qū)各設(shè)區(qū)市地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計

圖2 山丘區(qū)各縣(市、區(qū))地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)量

1.2 地質(zhì)災(zāi)害特征

1.2.1 崩塌

崩塌(含不穩(wěn)定斜坡隱患點(diǎn)，因二者發(fā)生機(jī)理基本相同，并作一類描述)是數(shù)量最多的隱患點(diǎn)，占到災(zāi)害總數(shù)量的59%，同時也是分布最廣的災(zāi)種，調(diào)查的60個縣(市、區(qū))中都存在此類隱患點(diǎn)。崩塌分布于人類工程活動強(qiáng)度有較大關(guān)系，工程活動造成隱患點(diǎn)的案例主要為修建公路、消坡建房、景區(qū)開發(fā)等。以濟(jì)南市歷城區(qū)為例，當(dāng)?shù)赜?3處崩塌(含不穩(wěn)定斜坡)隱患點(diǎn)是由于修建公路引起的，如金鋼纂村北公路邊崩塌，西嶺角、東嶺角、汪家場崩塌，花坦峪歷泰公路邊崩塌以及徐家場崩塌等，這些隱患點(diǎn)主要分布在327省道、港西路、港九路、歷泰路以及彩西公路沿線。還有一些分布在村線公路沿線，如里臥龍池、外臥龍池公路邊崩塌、林枝村公路邊崩塌和不穩(wěn)定斜坡等。威脅到過往車輛及行人安全。泰安市泰山區(qū)30處崩塌隱患點(diǎn)中，27處位于泰山風(fēng)景區(qū)，基本都是危巖體威脅游客生命安全的情況。

1.2.2 滑坡

滑坡隱患點(diǎn)共計211處，其中以臨沂市51處最多，其次為濟(jì)南市32處，威海市、濟(jì)寧市最少，只有2處?；略跐?jì)南南部山區(qū)至南岱崮的中山丘陵地區(qū)、青島市嶗山區(qū)丘陵地區(qū)以及平度市大澤山區(qū)較為集中分布，其他地區(qū)分布較少。相對比崩塌，滑坡的人為作用明顯降低，人為因素誘發(fā)的68起，綜合因素誘發(fā)的35起，其余為自然因素誘發(fā)。

1.2.3 泥石流

泥石流隱患點(diǎn)共計231處，分布比較集中，煙臺市67處、泰安市65處，臨沂市41處。這3個市占

所有泥石流總量的75%。泥石流集中發(fā)育的區(qū)域為泰安下港鎮(zhèn)周邊、臨沂蒙山龜蒙頂周邊、煙臺棲霞市區(qū)域以及萊州大澤山區(qū)域。

1.2.4 地裂縫

構(gòu)造地裂縫主要發(fā)生于五蓮、莒縣境內(nèi)，沿沂沭斷裂呈線狀展布。1988—1989年為高發(fā)期，1991年以后持續(xù)活動，發(fā)生頻率相對較低，但危害性大。

地裂縫的形成原因有多種。由于沂沭斷裂基底斷裂的長期蠕動，使斷裂兩側(cè)形成膨脹土，并顯露于地表，區(qū)域氣候的干、濕變化，尤其是區(qū)域性淺層地下水水位變動時，使脹縮土或淤泥質(zhì)軟土產(chǎn)生脹縮，從而形成脹縮裂縫(圖3)[注]青島地質(zhì)工程勘察院，張春志、索立濤、孫延宗等，山東省五蓮縣1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報告，2012年2月。。裂縫在地表不易觀察，但可從該區(qū)域房屋開裂、變形情況反映。

圖3 五蓮縣地裂縫與脹縮土分布圖

1.2.5 地面塌陷

地面塌陷可分為巖溶塌陷和采空塌陷。巖溶塌陷受形成條件限制，巖溶塌陷區(qū)集中分布于泰安市泰山區(qū)、棗莊市中區(qū)、萊蕪市、臨沂市蘭山區(qū)等地區(qū)，其他地區(qū)零星分布。塌陷高發(fā)區(qū)第四系厚度10～30m，多二元相結(jié)構(gòu)，上部多為粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土，其下為中粗砂層。隱伏地層巖性為奧陶紀(jì)碳酸鹽巖，裂隙巖溶發(fā)育，含水層富水性強(qiáng)，是省內(nèi)城市和工業(yè)重要的供水水源地或周邊有礦區(qū)大量抽取地下水[3]。山東省采空塌陷隱患區(qū)主要為地下開采的煤礦、金礦、鐵礦、石膏等礦區(qū)。受礦產(chǎn)資源分布限制，采空塌陷區(qū)比較集中分布。煤礦采空塌陷區(qū)主要為新泰、滕州、濟(jì)寧、肥城、濟(jì)南等煤礦開采區(qū)；鐵礦采空塌陷區(qū)主要分布于淄博、萊蕪、濟(jì)南、泰安等地區(qū)；金礦采礦塌陷區(qū)主要分布于牟平、乳山、龍口等魯東地區(qū)；石膏礦采空塌陷區(qū)主要分布于嶧城區(qū)、蒼山縣等地區(qū)[4]。地面塌陷災(zāi)害形成及危害基本完全受人類工程活動影響，礦產(chǎn)資源開采強(qiáng)度高、范圍大的地區(qū)塌陷劇烈，開采強(qiáng)度低、范圍小的地區(qū)塌陷輕微。

2 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模

山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型以及規(guī)模情況見表2。根據(jù)調(diào)查，不穩(wěn)定斜坡、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(采空塌陷、巖溶塌陷)、地裂縫等6種類型地質(zhì)災(zāi)害，在山東省中低山丘陵區(qū)均有分布，共計2324處。數(shù)量以崩塌居多，共1027處，占全省地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的44.19%。地面塌陷、不穩(wěn)定斜坡、泥石流、滑坡次之，分布數(shù)量分別為487，343，231，211處，地裂縫25處，僅占全省地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的1.08%。

表2 地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總體特征數(shù)據(jù)

按各類地質(zhì)災(zāi)害體規(guī)模劃分，以小型居多，分布數(shù)量2025處，占全省地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的87.13%，符合山東省地質(zhì)環(huán)境條件特點(diǎn)；其次為中型(236處)和大型(59處)，分別占10.15%和2.54%；巨型/特大型地質(zhì)災(zāi)害僅4處(1處崩塌、3處地面塌陷，分別位于臨朐縣和新泰市)。

3 地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情

該次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山丘區(qū)已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)為1383處，按照新災(zāi)情分級標(biāo)準(zhǔn)，各災(zāi)種數(shù)量以及災(zāi)情分級見表3，災(zāi)情損失見表4。

表3 山東省地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情分級統(tǒng)計

表4 山東省地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情損失統(tǒng)計

根據(jù)災(zāi)情分級表中數(shù)據(jù)可以看出，山東省山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害存在以下特點(diǎn)：①已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型多樣，但數(shù)量差別大。已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害中崩塌、滑坡、泥石流等6種類型全部具備，但是其數(shù)量差異極大，發(fā)生次數(shù)最多的為崩塌，占總數(shù)的45.86%。相比而言地裂縫和不穩(wěn)定斜坡發(fā)生次數(shù)最少，僅占1.74%。②地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模以小型為主。已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模呈明顯的極端不均勻趨勢，災(zāi)情以小型為主，總體上處于較低水平。其中小型1275處，占地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的88.73%；中型88處，占6.12%；大型27處，占1.88%；特大型47處，占3.27%。③特大型災(zāi)害中絕大多數(shù)都是地面塌陷。主要原因是礦山開采造成的地面持續(xù)塌陷，對地面房屋等建筑物造成傷害逐年擴(kuò)大，損失逐年累積造成。

根據(jù)災(zāi)情損失統(tǒng)計表中數(shù)據(jù)可以看出，山東省山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害存在以下特點(diǎn)：①山東省山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)模普遍較小，死亡人數(shù)較少，歷年來可統(tǒng)計死亡人數(shù)僅146人。②泥石流造成直接經(jīng)濟(jì)損失較小，但卻是死亡人數(shù)最多的災(zāi)種，占總死亡人數(shù)的71.92%。這與泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)相關(guān)。③地面塌陷是全省最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，其直接損失中地面塌陷(尤其是采空塌陷)最高，占到了98.15%。

4 地質(zhì)災(zāi)害險情

4.1 險情等級

據(jù)統(tǒng)計，山東省地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)險情以小型為主，共2025處，占87.13%；其次為中型236處，占10.15%；大型59處，占2.54%；特大型4處，占0.17%，具體險情情況見表5。

表5 山東省地質(zhì)災(zāi)害險情分級統(tǒng)計

*為受統(tǒng)計數(shù)據(jù)影響，部分災(zāi)害點(diǎn)未進(jìn)行險情分級。

4.2 威脅人口及財產(chǎn)

據(jù)不完全統(tǒng)計，全省各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)威脅人口70122人，威脅財產(chǎn)21.1億元。其中，重要隱患點(diǎn)共計136處，威脅人口15515人，威脅財產(chǎn)3.44億元。各災(zāi)種險情威脅人口和財產(chǎn)情況見表6。

表6 山東省地質(zhì)災(zāi)害險情統(tǒng)計

5 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對資源的需求迅速增加，重大工程建設(shè)項目急劇增多。地表以上，人類切坡修路、切坡建房、城市建設(shè)等工程活動造成的不穩(wěn)定斜坡、崩塌、滑坡等災(zāi)害點(diǎn)將持續(xù)增加；地表以下，隨著礦山采掘工程向縱深發(fā)展和深層地下水資源的持續(xù)開采，地下采空區(qū)將越來越多，采空塌陷、地面沉降、伴生地裂縫等危害亦將越來越大。根據(jù)目前情況推測，山東省山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害有以下趨勢。

5.1 崩塌滑坡泥石流

隨著各類工程建設(shè)的逐年增加，魯中、魯東中低山丘陵地區(qū)，尤以城區(qū)周邊、新增交通干線兩側(cè)、旅游風(fēng)景區(qū)為主[5]，崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害點(diǎn)將持續(xù)增多，規(guī)模多以小型為主。

5.2 地裂縫

構(gòu)造地裂縫產(chǎn)生和發(fā)展受膨脹土和地下水位變動影響，且根據(jù)調(diào)查，當(dāng)?shù)鼐用癫捎脭鄬幽酂铺沾桑诖甯浇纬纱闋畹牟煽?，雨季積水，加劇地裂縫變化。預(yù)計今后一段時間之內(nèi)，地裂縫仍將存在并持續(xù)變化。

5.3 地面塌陷

5.3.1 采空塌陷

隨著魯西南煤炭生產(chǎn)和出口基地的建成，山東省礦產(chǎn)資源開發(fā)將進(jìn)一步加強(qiáng)，預(yù)計采空塌陷將進(jìn)一步加劇。按現(xiàn)有礦山塌陷速率估算，近期內(nèi)全省每年因采煤增加的塌陷面積將維持在24km2左右[6]。滕州、新泰、肥城等礦區(qū)塌陷深度和面積將隨之加大，而重點(diǎn)開發(fā)的滕州等礦區(qū)將成為新的塌陷重災(zāi)區(qū)。章丘、薛城、嶧城等地區(qū)因資源開采量小，塌陷情況增加緩慢。

鐵礦、金礦開采區(qū)，充填法采礦技術(shù)已在各礦山得到全面推廣應(yīng)用，塌陷趨勢將有所減弱，但招遠(yuǎn)金礦等大量隱伏的老采空區(qū)仍需要嚴(yán)加防范。其他礦山如石膏、滑石礦，開采規(guī)模小，近期內(nèi)塌陷仍將保持在較低水平。

5.3.2 巖溶塌陷

臨沂、泰安、棗莊等地區(qū)巖溶塌陷區(qū)域為省內(nèi)重要水源地分布區(qū)，近期和將來一定時期內(nèi)地下水持續(xù)開采，預(yù)計巖溶塌陷將持續(xù)發(fā)生，發(fā)生規(guī)模和強(qiáng)度受降雨量及開采強(qiáng)度影響。萊蕪巖溶塌陷受礦山排水及城鎮(zhèn)集中供水影響，隨著谷家臺礦、葉莊礦等礦山持續(xù)開采，巖溶塌陷可能進(jìn)一步加劇[7]。

6 結(jié)語

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況以及災(zāi)情、險情等情況，可以發(fā)現(xiàn)山東省山丘區(qū)地質(zhì)災(zāi)害存在“規(guī)模小、危害大”的典型特點(diǎn)。由純自然因素形成的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量和規(guī)模并不是很嚴(yán)重，但因山東省既是一個經(jīng)濟(jì)大省，又是一個資源大省，經(jīng)濟(jì)社會、人類工程特別是礦業(yè)活動強(qiáng)烈。由人為活動誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害頻繁，加之城鎮(zhèn)化水平較高、人口密度大，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，造成的損失不容忽視。而且，近年來由地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的糾紛時有發(fā)生，所造成的生態(tài)環(huán)境破壞很難恢復(fù)，嚴(yán)重惡化了人們的生存環(huán)境。地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)成為影響山東省經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展和社會安定的重要因素之一。根據(jù)山東省地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)，下一步地質(zhì)災(zāi)害防治工作重點(diǎn)將是針對地質(zhì)災(zāi)害集中地區(qū)進(jìn)行調(diào)查評價工作；重點(diǎn)整治部分危害大的隱患點(diǎn)，短時間無法整治的設(shè)置監(jiān)測預(yù)警裝置；對人為原因誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行嚴(yán)格排查，實施誰引發(fā)，誰治理的措施。

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