和龍市常見地質(zhì)災(zāi)害簡(jiǎn)析★

藍(lán)辛偉 權(quán)赫春* 李明玉

(1.延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延吉 133002； 2.延邊大學(xué)理學(xué)院，吉林 延吉 133002)

和龍市常見地質(zhì)災(zāi)害簡(jiǎn)析★

藍(lán)辛偉1權(quán)赫春1*李明玉2

(1.延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延吉 133002； 2.延邊大學(xué)理學(xué)院，吉林 延吉 133002)

對(duì)吉林省和龍市的滑坡、泥石流和崩塌等主要地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了研究，結(jié)合搜集到的歷史上發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的資料，分析了導(dǎo)致該區(qū)域這三種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的各項(xiàng)因素，并針對(duì)和龍市的地質(zhì)災(zāi)害防治提出了一些建設(shè)性的意見。

滑坡，地質(zhì)災(zāi)害，泥石流，地質(zhì)環(huán)境，崩塌

1 和龍市自然地理概況

和龍市位于吉林省東部，坐落在長(zhǎng)白山脈中，經(jīng)緯度在東經(jīng)128°22′42″～129°24′42″，北緯41°59′44″～42°57′15″之間。人口23萬，以朝鮮族為主。地勢(shì)高低起伏不一，市內(nèi)有17條河流、總長(zhǎng)約為662 km，其東北部為平原、中部為丘陵地帶、西南部主要以山地為主，山地占和龍市90%以上的面積，其中海拔在1 000 m以上的山地占和龍市28.8%的面積、平原面積所占百分比為7.3。和龍市的地勢(shì)變化總體趨勢(shì)是從東北部到西南部由低到高逐漸變化。和龍市海拔高度最高的是峰山(1 676 m)，海拔高度最低點(diǎn)是平均高度為250 m的琵巖村。在水文方面研究區(qū)主要有圖們江和松花江兩大流域，下級(jí)主要支流分別是海蘭江和古洞河。氣象帶在中緯度中溫帶，有明顯的季風(fēng)半濕潤(rùn)氣候，為典型的大陸性季風(fēng)特性，因此四季特點(diǎn)分明。依據(jù)多年統(tǒng)計(jì)資料，多年降雨平均量大約為520 mm，年降雨主要集中在6月～8月，在這期間也非常容易發(fā)生洪澇、暴雨等災(zāi)害。其暴雨生成與副熱帶高壓氣旋和臺(tái)風(fēng)息息相關(guān)。暴雨使供給的水量增大，在水循環(huán)作用下，最終河流徑流系數(shù)升高。由此而導(dǎo)致的洪水一般可以歷時(shí)3 d，其洪水漲時(shí)1 d、回落2 d。由氣象分布帶知和龍市的氣候特點(diǎn)、土壤、植被有明顯的垂直分布性。

2 和龍市地質(zhì)構(gòu)造、地震特征和巖土工程地質(zhì)性質(zhì)

2.1 地質(zhì)構(gòu)造

和龍市位于天山—興安地槽褶皺區(qū)和中朝準(zhǔn)地臺(tái)之間，南部主要為第四紀(jì)的山體隆起區(qū)，東北部為沉降區(qū)。在和龍市主要發(fā)育的褶皺區(qū)和斷裂帶主要為：褶皺區(qū)：和龍盆地、龍井?dāng)嘞?、福洞溝盆地、官地向斜、長(zhǎng)仁背斜、臥龍背斜及向斜、青龍倒轉(zhuǎn)背斜[2]；斷裂帶：古洞河斷裂、和龍大斷裂、福興村逆斷層、百里坪擠壓斷裂帶、福洞盆地南北向斷裂群、長(zhǎng)仁逆斷層、華集嶺斷層、古洞屯—華集嶺逆沖斷層、王開溝逆斷層，直洞溝逆斷層、荒溝擠壓斷裂帶等。地層方面，從太古界、古生界、中生界和新生界這4個(gè)時(shí)代形成的地層均在和龍市有分布，具體可參照該市的地層表。

2.2 地震特征

依據(jù)GB 18306—2001中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖[8]的信息；研究區(qū)的峰值加速度小于0.05g，地震基本烈度小于6度。

2.3 土和巖石工程性質(zhì)

其中一種主要堆積土體為洪積土，工程地質(zhì)條件較好；而另一種主要的土體殘積土則因土體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造差異性大，土層厚度不均衡，所以土體工程地質(zhì)性質(zhì)不好。

巖體特點(diǎn)見表1。

表1 研究區(qū)巖體主要性質(zhì)

3 和龍市泥石流災(zāi)害

和龍市發(fā)生的泥石流災(zāi)害大多屬于水石流性質(zhì)，舉例而言1998年特大洪水所造成的普遍泥石流災(zāi)難和2002年的暴雨誘發(fā)泥石流災(zāi)害給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。由于和龍市發(fā)生的泥石流災(zāi)害次數(shù)很多，有一些災(zāi)害不好統(tǒng)計(jì)、另有一些災(zāi)害雖然發(fā)生，甚至嚴(yán)重但沒有造成較大的損失，故本論文主要統(tǒng)計(jì)并研究了歷史上對(duì)和龍市造成重大損失的泥石流(滑坡、崩塌的研究亦如此)，共68條。其中坡面型屬性泥石流有8條，溝谷型有49條，河谷型有11條。對(duì)泥石流規(guī)模分類，有小型泥石流50條，中型6條，大型12條?？梢?，和龍市泥石流特性以小型溝谷型為主。泥石流造成的堆積扇以碎石、塊石和土為主要物質(zhì)組成，在數(shù)量上其他組成物質(zhì)較少。從泥石流發(fā)生的補(bǔ)給物質(zhì)源來談：殘坡積物的有22條、溝床堆積物的有16條、崩塌堆積物的有18條、滑塌堆積物的有4條，其他的物質(zhì)在和龍市泥石流勘察報(bào)告中給出的不詳，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其碎屑物質(zhì)儲(chǔ)備量從幾千到幾百萬立方米不等。研究區(qū)泥石流造成的下滑體體積在89 m3～84 870 m3。泥石流扇面覆蓋情況則主要由耕地和次生林(森林通過采伐或其他自然因素破壞后，自然恢復(fù)的森林)組成。其主溝平均坡降為121‰，絕大多數(shù)坡降在100‰以上。

現(xiàn)以2002年典型的大八浦江泥石流為例來探索，它具有水石流的特征，堆積物主要由碎石和塊石組成[6]。因其周圍河域溝谷多、坡度大；流域的組成巖石(白堊系龍井組K2l為主)以抗風(fēng)化能力弱、單軸抗壓強(qiáng)度低的砂石、礫石為主，在長(zhǎng)期連續(xù)的化學(xué)、物理、生物風(fēng)化侵蝕影響下形成了由大量物質(zhì)組成的厚堆積體(風(fēng)化殼)；又因研究區(qū)6月～8月降水量極大，為災(zāi)害的發(fā)生提供了大量的水源，動(dòng)、靜水壓力增大同時(shí)也降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度。經(jīng)分析本次泥石流的發(fā)生與地形、物質(zhì)來源和充足的水源這三個(gè)因素息息相關(guān)，同時(shí)這三個(gè)因素也是泥石流發(fā)生的必要條件。在人類活動(dòng)方面，本地域?yàn)榱藬U(kuò)大耕地面積而進(jìn)行亂砍濫伐，所以森林覆蓋率低，進(jìn)一步加劇了災(zāi)害的嚴(yán)重性。在2010年7月28日大八浦江再次復(fù)發(fā)泥石流，兩次泥石流災(zāi)害均沖毀房屋、淹沒農(nóng)田。清楚可見，舊泥石流發(fā)生區(qū)域可能在自然和人為的誘發(fā)下再次復(fù)發(fā)，變成新發(fā)生區(qū)。

4 和龍市滑坡災(zāi)害

和龍市滑坡災(zāi)害以小型為主，分析本研究搜集到的7個(gè)歷史滑坡資料，可知滑體體積最小為760 m3，最大為12 000 m3。滑坡坡度最大為35°；滑坡張裂縫(剪切作用導(dǎo)致)較多；滑體組成物質(zhì)主要由礫石、泥巖和碎石三部分組成；滑坡剖面形狀大多數(shù)是凹凸不平的鋸齒形狀，平面形狀大部分是凸起的半圓狀?；w的前后緣高程可達(dá)幾百米。

現(xiàn)以史上受災(zāi)嚴(yán)重的文化街滑坡為例來探索研究區(qū)的滑坡特點(diǎn)。本滑體規(guī)模自西向東長(zhǎng)67 m，由北往南長(zhǎng)100 m；坡度為9°，滑體體積達(dá)到12 000 m3；前、后緣高程分別為486 m和499 m?；矊咏嵌忍卣魇?30°∠7°，巖石組成主要為泥巖和砂巖。造成滑坡發(fā)生的原因是在強(qiáng)降雨影響下地下水位升高，在大量水體的入滲下，坡體的動(dòng)、靜水壓力急劇增大；同時(shí)，水的入滲也增加了潛在危險(xiǎn)面的重力。隨著常年的雨水沖刷、多年的強(qiáng)風(fēng)化作用和人類的工程建設(shè)導(dǎo)致了斜坡上出現(xiàn)大量的空隙和裂隙，這些空隙和裂隙的增加又為進(jìn)一步的沖刷和風(fēng)化作用提供了更多的機(jī)會(huì)。最終形成了一條具有滑體向地面下錯(cuò)20 cm，前緣發(fā)生地面隆起，走向110°張裂縫這些特征的滑坡。

5 和龍市崩塌災(zāi)害

宏觀分析本次調(diào)查的和龍市27處崩塌，得知有21處崩塌的坡角不小于55°，部分甚至是近似直立。19處崩塌的巖石巖性為花崗巖、基巖堅(jiān)硬，形成的坡高少則十幾米，多則80 m。23處崩塌的倒石堆所形成的體積不小于90 m3。和龍市所發(fā)生的崩塌均是小型災(zāi)害。絕大部分發(fā)生在高陡的山陵，崩塌區(qū)常有塊石墜落，巖體被切割的現(xiàn)象發(fā)生。因?yàn)樗畮?kù)地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害往往會(huì)帶來重大的損失，水庫(kù)區(qū)也是地質(zhì)災(zāi)害中常見的重大隱患點(diǎn)。鑒于此，本研究選取亞東水庫(kù)壩體的崩塌災(zāi)害作為探索對(duì)象。其災(zāi)害發(fā)生的主因是組成巖體的花崗巖在多年循環(huán)凍融的作用下裂隙逐漸變大，又在降水的沖擊力和滲透壓作用下斜坡重力不斷加大，巖體抗剪強(qiáng)度降低，巖石間的連結(jié)力下降，在長(zhǎng)周期連續(xù)的影響下導(dǎo)致失穩(wěn)。從地質(zhì)構(gòu)造的角度來研討，從宏觀板殼理論來看，和龍市受到太平洋板塊和亞歐板塊的雙重?cái)D壓作用；從微觀上說，水庫(kù)在興安地槽與中朝地臺(tái)的交匯處，還受到近90°發(fā)育的兩組共軛節(jié)理的影響，并且此研究群的巖體結(jié)構(gòu)面的內(nèi)部結(jié)合性較差。以上分析的因素在耦合作用下極有可能促使崩塌發(fā)育。再據(jù)實(shí)際崩塌詳細(xì)勘察資料得知崩塌發(fā)生的主要傾斜節(jié)理面角度特征是：330°∠68°。災(zāi)害區(qū)因節(jié)理發(fā)育所以巖體性質(zhì)不良，斜體邊緣常有石塊墜落，對(duì)風(fēng)景區(qū)周圍的人員和公共設(shè)施安全不利。

6 災(zāi)害防御措施

預(yù)防措施具體分為科學(xué)技術(shù)防御和法規(guī)政策方面的防御。災(zāi)害防御政策方面的規(guī)定主要由相關(guān)人民政府部門所規(guī)劃，故本研究主要從科學(xué)技術(shù)層面對(duì)防御方法進(jìn)行探討。

6.1 泥石流災(zāi)害防御

研究區(qū)泥石流災(zāi)害防御應(yīng)以支擋工程為輔助，生物防治為長(zhǎng)遠(yuǎn)防御。支擋工程具體措施為設(shè)置護(hù)坡和擋土墻支護(hù)，視情況而定也可采取放坡措施。生物防治為在已經(jīng)發(fā)生泥石流的地區(qū)和潛在泥石流災(zāi)害區(qū)上種植相應(yīng)的植物，這樣一方面可以降低誘發(fā)泥石流災(zāi)害的所需水體量；另一方面又可通過植被根系部對(duì)巖土體的連結(jié)作用來加強(qiáng)巖土內(nèi)部的內(nèi)聚力，進(jìn)而減少造成泥石流發(fā)生的物質(zhì)補(bǔ)充源，從而降低災(zāi)害的損失。

6.2 滑坡災(zāi)害防御

研究區(qū)的滑坡防御通常可采取削坡、排水和支擋這3種方法[5]。削坡是對(duì)潛在的軟弱危險(xiǎn)滑體進(jìn)行安全剔除。還要對(duì)積累地下水、地表水進(jìn)行及時(shí)的排放，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。我們既可以設(shè)置截水裝置來阻止斜坡上部水體入滲至潛在滑體內(nèi)部，又可利用在山體下部的涵洞中安裝排水設(shè)施來排放山體中的地下水。還可用粘土來修復(fù)滑坡裂隙，同時(shí)利用天然切溝來充當(dāng)排水系統(tǒng)。為提高潛在滑體區(qū)域的穩(wěn)定性，經(jīng)常采用在土中植入鋼筋來提高土體的整體性。

6.3 崩塌災(zāi)害防御

研究區(qū)崩塌損害的防御方法與滑坡事件的防御辦法較為類似。對(duì)高危巖體可進(jìn)行適當(dāng)性的去除。對(duì)于受凍脹作用明顯且節(jié)理發(fā)育的巖石可對(duì)巖石空隙先進(jìn)行混凝土灌注，再用巖石錨桿進(jìn)行錨固[7]。對(duì)潛在危險(xiǎn)區(qū)的危險(xiǎn)巖體進(jìn)行周期性的結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度的檢驗(yàn)，尤其是凍融區(qū)。排水方法可采用類似滑坡防御的辦法，視情況而定，不再贅述。

7 結(jié)語(yǔ)

1)和龍市地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，水系發(fā)達(dá)，夏季降雨充沛，山區(qū)高陡巖石多，深部溝谷、地壘地塹連綿，人類開發(fā)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)的次數(shù)連年增加而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化加劇，巖土工程性質(zhì)不良等多因素的綜合作用下，促使多種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。

2)對(duì)于崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)難的成因及防御措施要根據(jù)不同的地質(zhì)勘查情形、地質(zhì)學(xué)原理、工程技術(shù)辦法并從宏微觀雙方面辯證的分析才能得出令人信服的結(jié)果。

3)人類生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)必須與周邊環(huán)境相適應(yīng)，遵照相關(guān)法規(guī)、規(guī)范和環(huán)境巖土工程原理，防止重大地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。在以后的災(zāi)害分析中會(huì)運(yùn)用大量的數(shù)學(xué)方法和力學(xué)模型來研究，推導(dǎo)出相應(yīng)災(zāi)害情況發(fā)生的閾值。

[1] 徐 鵬.黑龍江省寧安市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查[J].黑龍江科技信息,2013(30):3-4.

[2] 許清濤.和龍市地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)與評(píng)價(jià)[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2004:1-92.

[3] 邵子葉.談從江縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布特征及形成條件[J].山西建筑,2015,41(7):43-44.

[4] 李曉娟,李廣杰,李洪然.吉林省和龍市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)[J].吉林地質(zhì),2006,25(1):66-70.

[5] 和龍市人民政府.和龍市山洪災(zāi)害防御預(yù)案[Z].2012.

[6] 宋雪妲,邱建慧,李廣杰.和龍市泥石流災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)評(píng)價(jià)[J].世界地質(zhì),2004,23(3):289-294.

[7] GB 50330—2002,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[8] GB 18306—2001,中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖[S].

The common geological hazard analysis in Helong city★

Lan Xinwei1Quan Hechun1*Li Mingyu2

(1.YanbianUniversityofTechnology,Yanji133002,China; 2.CollegeofScience，YanbianUniversity,Yanji133002,China)

The paper studies major geological disasters of Helong city in Jilin province including landslide, debris flow and collapse, combines with historical geological disasters, analyzes factors leading to three kinds of geological disasters, and finally puts forward some suggestions in light of geological disasters prevention in Helong city.

landslide, geological disaster, debris flow, geological environment, collapse

1009-6825(2015)30-0055-03

2015-08-19★：國(guó)家自然基金項(xiàng)目地區(qū)科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào)：41461036)；延大科合字(2012)第21號(hào)

藍(lán)辛偉(1991- )，男，在讀碩士; 李明玉(1974- )，女，博士，副教授

權(quán)赫春(1979- )，男，博士，講師

P694

A