嵩縣地質(zhì)災害形成條件及防治建議

陳震

(河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,河南鄭州 450000)

嵩縣地質(zhì)災害形成條件及防治建議

陳震

(河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,河南鄭州 450000)

嵩縣位于河南省西部,境內(nèi)山川秀麗,環(huán)境優(yōu)美,擁有豐富的旅游資源和礦藏資源。近年來,該縣不斷深化工業(yè)結構調(diào)整,初步形成了以金礦開采為代表的支柱產(chǎn)業(yè)。嵩縣地處山區(qū),地質(zhì)環(huán)境復雜,加上礦產(chǎn)資源的開采,地質(zhì)災害頻繁發(fā)生。本文就該縣地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災害發(fā)生原因作出分析并提出一些建議,以期對治理該縣地質(zhì)災害環(huán)境做出合理的應對措施。

嵩縣 地質(zhì)災害 地形地貌 地質(zhì)構造

嵩縣位于豫西是中低山丘陵區(qū)，地層跨越華北地層區(qū)的豫西—豫東南盧明小區(qū)和澠確小區(qū)。特殊的地形地貌和巖土體條件，限定了斜坡變形破壞的模式，控制了滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷等災害的特征，決定了嵩縣是滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害的高發(fā)地區(qū)?；隆⒈浪饕晒っ窠ɑ顒娱_挖形成的邊坡引起，其災點數(shù)量最多；泥石流隱患屬人為棄渣造成，存在大區(qū)域的堆積區(qū)和大方量的堆積物；地面塌陷由地下采空引起，主要分布于南部地下礦產(chǎn)開采的鄉(xiāng)鎮(zhèn)；地裂縫大多為地面塌陷的次生災種。

嵩縣地表水系發(fā)育，溝壑縱橫，地形破碎，境內(nèi)有山地、丘陵等多種地貌形態(tài)，北部及中南部為中山區(qū)，中北部為低山丘陵區(qū)；地質(zhì)環(huán)境條件十分脆弱；斷裂構造不發(fā)育；區(qū)內(nèi)地層屬華北地層區(qū)，跨越豫西-豫東南分區(qū)的盧明小區(qū)和澠確小區(qū)，新生界至太古界地層均有出露，出露巖性復雜；人類工程活動主要集中在丘陵區(qū)、河谷殘坡和溝谷斜坡地區(qū)，降水和人類工程活動成為觸發(fā)地質(zhì)災害的重要因素。區(qū)內(nèi)環(huán)境工程地質(zhì)條件差，是滑坡和崩塌等地質(zhì)災害的高發(fā)地區(qū)。

1 地形地貌

地形地貌是滑坡、崩塌災害產(chǎn)生的先決條件。區(qū)內(nèi)第四系全新統(tǒng)、更新統(tǒng)亞粘土、亞砂土堆積厚度一般在數(shù)米至數(shù)十米，結構疏松，巖土侵蝕強烈，地表水系發(fā)育，以伊河、汝河、白河為干流，支流支溝密布，地形破碎，為滑坡崩塌泥石流的形成提供了地形地貌條件。斜坡的幾何形態(tài)決定著斜坡體內(nèi)應力的大小和分布，控制著斜坡的穩(wěn)定性與變形破壞模式。

2 地質(zhì)構造

地質(zhì)災害的形成與地質(zhì)構造之間存在密切的關系，在板塊接觸帶等構造復雜區(qū)域，構造對地質(zhì)災害的控制作用尤其明顯。而嵩縣地處華北地臺南緣、南跨秦嶺褶皺系，欒川-陶灣深大斷裂穿越縣境。

2.1 地質(zhì)災害沿斷裂帶走向呈條帶狀分布

分析嵩縣地質(zhì)災害的分布和七條主斷裂帶的走向的關系，可看出地質(zhì)災害及隱患點基本沿斷裂帶走向呈條帶狀排列分布，特別在斷裂附近反應較為明顯，反映了斷裂構造對地質(zhì)災害的控制作用。斷裂帶內(nèi)眾多斷層及次生小斷層、褶皺等構造波及了兩側1～2 km的區(qū)域，不僅在斷層帶上對巖體造成破壞，改變了巖體產(chǎn)狀、工程地質(zhì)特征，還控制了區(qū)域內(nèi)的小地形，使地形較周邊起伏變大，坡度變陡。這些特征使崩塌、滑坡等地質(zhì)災害較周邊易發(fā)。斷裂破碎帶巖體極差的工程地質(zhì)特性決定了坡體的不穩(wěn)定性，即造成了崩塌、滑坡等地質(zhì)災害及隱患。

2.2 斷陷盆地周邊地質(zhì)災害多發(fā)

縣境斷陷盆地主要為德亭斷陷盆地，主要出露古近系和新近系地層。從實際調(diào)查結果看，盆地周邊主要為新近系中新統(tǒng)洛陽組地層、長城系熊耳群焦園組地層分布區(qū)，崩塌、滑坡災害點及不穩(wěn)定斜坡分布密度較大。

3 水文地質(zhì)條件

本區(qū)土質(zhì)透水性較差，降雨一般不容易滲入形成上層滯水或潛水，長時間降水，在土體中卸荷與風化裂隙、落水洞、陷穴等發(fā)育部位，降雨可沿空隙下滲甚至灌入，在相對隔水部位形成上層滯水或飽水帶，增大巖土體重力、甚至形成孔隙水壓力，降低巖土體強度，從而觸發(fā)土體滑坡、崩塌的發(fā)生。據(jù)調(diào)查資料顯示，區(qū)內(nèi)近年發(fā)生滑坡和崩塌等地質(zhì)災害主要發(fā)生在雨水較多的6～10月。

(1)地表水；地表水與地質(zhì)災害關系密切，這里主要指河流與水庫中的地表水。夏秋季多暴雨和大雨且時間集中。降雨在短時間內(nèi)匯集，形成具有較強侵蝕能力的地表水流，也常引發(fā)地質(zhì)災害。(2)地下水；調(diào)查區(qū)地層復雜，植被發(fā)育，地下水相對較豐富。但是，由于在斜坡地帶，在原生節(jié)理和構造節(jié)理的基礎上，發(fā)育了密集的風化、卸荷裂隙，甚至演化為陷穴、落水洞，在暴雨過程中，降水匯集，沿節(jié)理、裂隙、陷穴、落水洞等通道快速下滲，在基巖之上形成局部上層滯水，甚至潛水。地下水活動降低了土體強度，改變了坡體應力狀態(tài)，常常觸發(fā)斜坡變形失穩(wěn)。當土體含水量較低時，土體力學強度較高，坡體在直立的狀態(tài)下也可保持穩(wěn)定；但當土體含水量較高時，則強度降低很快，坡體穩(wěn)定性亦變差。所以，地下水活動對斜坡變形失穩(wěn)的影響作用十分明顯。

4 地層及巖土體結構

4.1 易滑地層

區(qū)內(nèi)分布有太古界、元古界、古生界、中生界、新生界地層。其中，新生界第四系黃土和震旦系石英片巖、千枚巖等變質(zhì)巖風化地層是區(qū)內(nèi)的易滑地層。區(qū)內(nèi)南部中低山地區(qū)道路兩側及河谷兩側，普遍可見基巖出露，出露高度數(shù)米至數(shù)百米，基巖表面受卸荷、風化影響，可見崩塌、滑坡現(xiàn)象。黃土分布較為廣泛。黃土結構疏松，強度低，遇水軟化，節(jié)理裂隙發(fā)育等特性決定了黃土是區(qū)內(nèi)最主要的易滑地層。區(qū)內(nèi)的大部分滑坡和絕大多數(shù)崩塌均發(fā)生在黃土層中。

4.2 斜坡結構

區(qū)內(nèi)斜坡結構主要包括三種類型：沖洪積型、沖洪積—基巖型、基巖型。斜坡結構決定了斜坡變形破壞的方式和軟弱結構面的位置，對滑動面的位置具有明顯的控制作用。

(1)沖洪積土型；斜坡自坡腳至坡頂皆由第四紀沖洪積地層構成，屬于土質(zhì)斜坡，主體為中上更新世及全新世沖洪積或風積土。該型斜坡穩(wěn)定性從土體本身來講，主要與亞粘土、亞砂土、砂礫石土的工程地質(zhì)性質(zhì)密切相關。在巖性方面，工程地質(zhì)特性差，抗拉強度低，極易在臨空面附近形成卸荷裂隙，有利于滑坡體與母體分離。粘土遇水時強度急劇降低，有利于形成滑動面，可沿谷底坡腳剪出。此類坡體巖土體結構屬于較穩(wěn)定的類型，滑坡發(fā)生的可能性相對較低。(2)沖洪積土－基巖接觸面型；上部沖洪積土與下部基巖共同組成的斜坡類型。此類斜坡發(fā)育于伊河干流以及一二級支流，這一地區(qū)河谷寬闊，是人類活動的主要地區(qū)。下伏基巖是大多滑坡發(fā)生的積極因素：一是巖土在工程地質(zhì)性質(zhì)上具顯著差別，基巖力學強度大，抗滑能力強，穩(wěn)定性高，多成為滑坡剪出口的下伏穩(wěn)定地層；二是基巖的隔水性能相對較好，地下水容易在基巖面上相對富集，易飽水，造成基巖之上土體力學強度下降，轉變?yōu)榛瑤А?3)基巖型；為元古界絹云母石英片巖、安山巖等所組成的斜坡類型。絹云母石英片巖風化作用強烈，裂隙發(fā)育，其所在之處，常引起崩塌、滑坡的發(fā)生。受修建公路、削坡建房等人類工程活動的影響，坡腳形成陡峭臨空面，為滑坡、崩塌的發(fā)生提供了臨空條件，不利于邊坡的穩(wěn)定。

5 人類工程活動

隨著經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，斜坡坡腳處建房，修建公路和采礦等人類工程活動無論是在深度上還是在廣度上都日益加劇，顯示出強大的威力。特別是對自然斜坡的不合理開挖，打破了地質(zhì)歷史時期形成的斜坡平衡狀態(tài)，造成斜坡變形失穩(wěn)，已成為觸發(fā)地質(zhì)災害的主要因素之一。

由于歷史原因及地形地貌條件的限制，生活在山區(qū)、丘陵區(qū)的當?shù)卮迕?，習慣于斜坡坡腳處修建房屋，少數(shù)挖窯洞居住。這類工程活動往往形成高陡邊坡，打破了斜坡的自然平衡狀態(tài)，隨著時間的推移和降雨的沖刷，邊坡土體變的破碎，失去原有的穩(wěn)定性，形成滑坡、崩塌和不穩(wěn)定斜坡，全區(qū)大多數(shù)的災害點與此有關。

近年來，嵩縣公路建設迅速發(fā)展，大量的開挖坡腳，使斜坡坡度變陡，并形成了臨空面。

大大降低了斜坡原有的穩(wěn)定性，形成了大量的不穩(wěn)定斜坡，有時會形成滑坡及崩塌，在推動地方經(jīng)濟發(fā)展的同時也一起了一系列的地質(zhì)災害問題。礦產(chǎn)開采一直是嵩縣的主導產(chǎn)業(yè)，為地方的經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了重要作用。但是，由于大規(guī)模的金礦、鉬礦、螢石礦等開采，形成了大面積的采空區(qū)，誘發(fā)了大量的地面塌陷。伴隨著大量的降雨、河水漏失等不良現(xiàn)象，造成大量的房屋開裂，耕地，公路開裂、下陷，嚴重危及到當?shù)厝嗣竦恼Ｉ睢?/p>

綜上，在地質(zhì)災害諸多形成條件中，地質(zhì)環(huán)境條件變化緩慢，人類工程活動和降雨則是最活躍的因素，二者的雙重作用是誘發(fā)地質(zhì)災害最活躍最積極的因素。

6 結語

(1)地質(zhì)環(huán)境保護與地質(zhì)災害防治是預防地質(zhì)災害的根本措施，必須以人為本，堅持科學發(fā)展觀，提高地質(zhì)環(huán)境保護意識，以防為主、防治結合。(2)將合理利用、保護地質(zhì)環(huán)境與防治地質(zhì)災害納入當?shù)貒窠?jīng)濟與社會發(fā)展的計劃之中?？h級人民政府每年應落實相應數(shù)量的地質(zhì)災害防治經(jīng)費。(3)進一步完善群測群防網(wǎng)絡體系建設，完善地質(zhì)災害風險評估技術方法和探討地質(zhì)災害風險管理方法。并宣傳地質(zhì)環(huán)境保護和地質(zhì)災害防治知識，提高群眾地質(zhì)災害防治意識，不斷完善群專結合的監(jiān)測網(wǎng)絡。(4)建立建設用地地質(zhì)災害危險性評估制度。人類工程活動為地質(zhì)災害最大的誘發(fā)因素之一，要從制度上規(guī)范人類工程活動，對于農(nóng)村或城鎮(zhèn)居民個人建房，土地劃撥單位應進行地質(zhì)災害危險性破評估，防止將新房建在地質(zhì)災害危險區(qū)域的悲劇重演。(5)由于地質(zhì)災害的發(fā)生受人類活動、降雨等因素影響較大，對公路沿線、水庫等存在威脅，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，公路沿線滑坡、崩塌等地質(zhì)災害點較多，建議聯(lián)合交通、水利等部門加以防治。

陳震(1981—),男,本科,畢業(yè)于鄭州航空工業(yè)管理學院工程管理專業(yè),工程師,現(xiàn)主要從事于環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災害研究等工作。