廣西合山市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價

盧林斌 張炳輝

(1.廣西華南巖土工程有限公司，廣西 南寧 530001； 2.桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，廣西 桂林 541004)

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廣西合山市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價

盧林斌1張炳輝2

(1.廣西華南巖土工程有限公司，廣西 南寧 530001； 2.桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，廣西 桂林 541004)

通過實(shí)地調(diào)查，介紹了廣西合山市地質(zhì)災(zāi)害的主要類型，采用定量的易發(fā)程度指數(shù)法，評價了該市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度，確定地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)主要分布在里蘭、合山市區(qū)、北泗及古幫一帶采礦活動密集區(qū)，評價結(jié)果對該市的國土開發(fā)和地質(zhì)勘查評價、減災(zāi)工作等具有一定意義。

地質(zhì)災(zāi)害，采空塌陷，地裂縫，滑坡

合山市位于廣西中部，隸屬廣西區(qū)來賓市管轄，東、南、西面與來賓市接壤，北部與忻城縣毗鄰，轄區(qū)面積350 km2。合山市是典型因煤而市、先礦后市的煤炭資源枯竭礦業(yè)城市。合山煤田經(jīng)過百余年的開采后煤炭資源已基本枯竭。合山市地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，特別是因采煤引起的地質(zhì)災(zāi)害，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，采煤等人類工程活動的增多，由采煤引起的或加劇的地質(zhì)災(zāi)害也日益增多，地質(zhì)災(zāi)害對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的破壞作用也越來越大。采空地面塌陷、巖溶地面塌陷、地裂縫、地裂縫及礦山坑道地質(zhì)災(zāi)害(礦坑突水、冒頂?shù)?是合山市的主要地質(zhì)災(zāi)害，其次是山體滑坡、崩塌、危巖等。

2002年—2003年間實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，合山市地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共94處(不含礦坑充水、冒頂、瓦斯爆炸等災(zāi)種),其中采空地面塌(沉)陷18處，巖溶地面塌陷32處，滑坡(含崩塌)4處, 地裂縫27處,危巖10處，膨脹性巖脹縮災(zāi)害3處。

本文采用定量的易發(fā)程度指數(shù)法評價合山市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度,對該市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度進(jìn)行了分區(qū)評價，并提出了防治建議。

1 分區(qū)原則

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū),是根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀和地質(zhì)環(huán)境條件,依據(jù)下列原則進(jìn)行:1)基于地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀的原則，這是因?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀是在地質(zhì)環(huán)境長期發(fā)展變化的結(jié)果，是對本地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的真實(shí)反映。2)對地質(zhì)環(huán)境致災(zāi)因子全面兼顧，分清主次的原則,使分區(qū)有“理”可依。

2 評價方法

采用地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度指數(shù)分區(qū)方法：

1)對整個調(diào)查區(qū)行政圖進(jìn)行網(wǎng)格的剖分。根據(jù)調(diào)查區(qū)內(nèi)地形、地貌、地質(zhì)條件較復(fù)雜的特點(diǎn)，每個剖分單元面積為1 km×1 km。

2)根據(jù)以上的分區(qū)原則，結(jié)合合山市的特殊的地質(zhì)環(huán)境條件以及對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的影響因素，并參考前人的經(jīng)驗(yàn)，判定以下地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度判別標(biāo)志及致災(zāi)因子權(quán)重表(見表1～表5)，并依此對調(diào)查區(qū)的主要地質(zhì)災(zāi)害(采空地面塌陷(沉陷)、地面塌陷、地裂縫、滑坡、危巖等)在每個單元格內(nèi)進(jìn)行打分。單元網(wǎng)格分值的計(jì)算模型如下：

其中，A為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度指數(shù)；ai為致災(zāi)因子權(quán)重；bi為致災(zāi)因子標(biāo)志評判強(qiáng)度指數(shù)。

3)將每個單元網(wǎng)格的單災(zāi)種定量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加，當(dāng)有兩種以上地質(zhì)災(zāi)害為高易發(fā)區(qū)時，取值為5。單元疊加結(jié)果滿足下面公式：

G=G溶塌UG采塌UG采沉UG裂UG滑UG危。

其中，G為單元信息疊加結(jié)果；G溶塌為巖溶地面塌陷的災(zāi)害數(shù)值；G采塌為采空地面塌陷災(zāi)害數(shù)值；G采沉為采空地面沉陷災(zāi)害數(shù)值；G裂為地裂縫災(zāi)害數(shù)值；G滑為滑坡災(zāi)害數(shù)值；G危為危巖災(zāi)害數(shù)值。

4)根據(jù)各網(wǎng)格疊加后的分值，在圖上畫出等值線，對調(diào)查區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)，等值線不小于3.5，為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)；等值線在2.5～3.5的地區(qū)，為地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)；等值線在1.5～2.5的為地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)；等值線不大于1.5的地區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育區(qū)。

表1 采空塌陷易發(fā)程度判別標(biāo)志及致災(zāi)因子權(quán)重表

表2 地裂縫易發(fā)程度判別標(biāo)志及致災(zāi)因子權(quán)重表

3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的確定

根據(jù)各災(zāi)種單元信息疊加的結(jié)果，把合山市劃分為3個地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)和4個地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)，其余為低易發(fā)區(qū)(見圖1)。從圖1可見，易發(fā)程度分區(qū)的結(jié)果與地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀基本吻合，即地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀發(fā)育較密集的地段地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度較高，說明分區(qū)的結(jié)果是比較合理的。

表3 巖溶地面塌陷易發(fā)程度判別標(biāo)志及致災(zāi)因子權(quán)重表

表4 滑坡易發(fā)程度判別標(biāo)志及致災(zāi)因子權(quán)重表

表5 危巖易發(fā)程度判別標(biāo)志及致災(zāi)因子權(quán)重表

4 分區(qū)評價

災(zāi)害點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的分區(qū)評價見圖1，分區(qū)論述如下。

4.1 地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)

地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)共90個單元,占全市總面積25.7%,災(zāi)害點(diǎn)44處。高易發(fā)區(qū)可細(xì)分3個區(qū)(A1，A2和A3)，地質(zhì)災(zāi)害類型主要為采空地面塌陷(沉陷)、巖溶地面塌陷和地裂縫。

A1區(qū)分布在河里鄉(xiāng)北側(cè)的河里礦開采區(qū)，面積約6 km2，所處的地貌為峰叢谷地，該區(qū)的北部沿峰叢的基座分布。南部為谷地內(nèi)的緩坡殘丘，殘丘多呈長條形。由于受東西兩側(cè)斷裂影響，谷地內(nèi)的殘丘部分褶皺強(qiáng)烈，在西側(cè)形成急傾角的立槽煤，煤層傾角一般為60°～80°，傾向北西。在東側(cè)形成走向南北的小向斜，煤層開采深度約40 m～100 m。因此，西側(cè)的采空區(qū)以塌陷為主，東側(cè)的采空區(qū)以沉陷為主。

A2分布于馬安礦區(qū)，該區(qū)分布于合山市的西南端，緊靠紅水河，面積約7 km2。該區(qū)在野外未發(fā)現(xiàn)有明顯的沉降跡象及采空塌陷。僅在十五村發(fā)現(xiàn)有地裂縫及房屋開裂現(xiàn)象，地裂縫發(fā)生于1983年—1986年，地裂縫走向260°～290°，可見長約3 m～8 m，寬1 cm～3 cm，室外地裂縫跡象已不存在。

A3分布于里蘭、合山市區(qū)、北泗及古幫一帶，是面積最廣、人口最多、災(zāi)種最多的高易發(fā)區(qū)。

該區(qū)地貌主要為峰林平原，北西側(cè)邊緣為低山丘陵和東側(cè)少量地方為峰叢洼地地貌，地層巖性主要為三疊系、二迭系碳酸鹽巖。

該區(qū)地面沉陷范圍就根據(jù)開采范圍來圈定，面積約38 km2。根據(jù)該區(qū)采空引起地面沉陷對建筑物的破壞程度分析，采深小于300 m的地段，地面建筑物破壞較嚴(yán)重，如里蘭村委的江村、市區(qū)、南洪一帶，采深大于300 m的地段，其地面建筑物的破壞程度相對較輕，如石村采空區(qū)，這里的建筑物很少遭到破壞，房屋開裂現(xiàn)象很少。采空區(qū)地面塌陷主要分布在柳花嶺—東礦一帶和下麥礦—下麥村一帶，基本沿著上層(局部五煤)的露頭煤層呈長條狀分布，總面積約3.5 km2。另外，該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型較多，除采空引起的地面沉陷、地面塌陷外，還有巖溶地面塌陷、地裂縫等多種類型的地質(zhì)災(zāi)害。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)

地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)共48個單元，占全市總面積13.7%，災(zāi)害點(diǎn)28處。中易發(fā)區(qū)可細(xì)分4個區(qū)(B1，B2，B3和B4)，地質(zhì)災(zāi)害類型主要為采空地面塌陷(沉陷)和地裂縫。

B1區(qū)分布在合山市北西側(cè)的合山礦務(wù)局—弄豬—塘村一帶，面積約33 km2，主要為巖溶丘陵地貌。地層巖性為二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)灰白色中厚層狀灰?guī)r，含燧石灰?guī)r和二疊系上統(tǒng)合山組(P2h)含燧石灰?guī)r夾煤層，巖溶發(fā)育，地下巖溶管道發(fā)育，溯河—牛嶺暗河，能容—古萬暗河均經(jīng)過該區(qū)，巖溶洼地較發(fā)育，多呈封閉式，洼地內(nèi)坡殘積物以褐黃色粘性土夾碎石為主，厚一般5 m～16 m，洼地內(nèi)的巖溶漏斗、落水洞較發(fā)育，但大部分處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。地下水水位埋深一般5 m～30 m，活動較頻繁。該區(qū)的主要地質(zhì)災(zāi)害類型為巖溶地面塌陷和地裂縫。其中巖溶地面塌陷災(zāi)害點(diǎn)5個，地裂縫災(zāi)害點(diǎn)2個。

B2區(qū)分布于歪貝、上洞—弄茶路口一帶，呈長條狀分布，面積約3.0 km2，上沿著一北東向的沖溝分布，沖溝切割深度約200 m～250 m，周圍丘陵、山峰標(biāo)高一般380 m～480 m，屬峰叢洼(谷)地地貌。地層巖性主要為二疊系、石炭系燧石灰?guī)r夾硅質(zhì)巖，地下淺部巖溶較發(fā)育。

該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類型有巖溶地面塌陷和危巖兩種，巖溶地面塌陷3處，危巖1處。

B3區(qū)主要分布于河里—馬王屯一帶，面積約2 km2，地形較平坦，屬峰林平原地貌，北端東側(cè)緊靠高陡的峰叢。地層巖性為二迭系厚層狀灰?guī)r，覆蓋層厚約1 m～5 m，地下水埋深較淺，一般1 m～5 m。地下巖溶較發(fā)育，巖溶漏斗、落水洞較發(fā)育，地表泉水較多。一般情況下，地下水活動不頻繁，只有在礦坑排水的情況下才造成地下水位的升降頻繁，這是引起地面塌陷的一個主要因素。該區(qū)的巖溶地面塌陷，主要發(fā)生在20世紀(jì)70年代，近年來也有少量發(fā)生，均屬小型的塌陷，直徑約5 m～15 m，深約2 m～3 m，塌陷多以群體出現(xiàn)，尤其是嶺溝(凌口)水庫尾部，在不到0.1 km2范圍內(nèi)就有陷坑10多個。該區(qū)的巖溶地面塌陷大部分都處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

B4區(qū)主要包括合山礦務(wù)局機(jī)修廠、屯山村、悶水村和甘龍村等，面積約10 km2，該區(qū)屬峰林平原、地形平坦開闊，峰林挺拔，標(biāo)高一般約150 m～240 m，該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為危巖。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)

地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)共212個單元，占全市總面積60.6%，災(zāi)害點(diǎn) 22處。低易發(fā)區(qū)統(tǒng)一劃分一個區(qū)，為C區(qū)。該區(qū)分布在合山市的最北端、包括河里、北泗兩鄉(xiāng)，除高、中易發(fā)區(qū)外的全部地段，面積約200 km2，地層巖性為石炭系、二疊系灰?guī)r；地貌以峰林平原為主，其間腹部為剝蝕型丘陵地貌，該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為滑坡(崩塌)、巖溶地面塌陷、地裂縫和膨脹巖、危巖等，但多以零星分布，除個別危害較為嚴(yán)重外，其余的危害性不大。

5 結(jié)語

合山市存在的重要地質(zhì)災(zāi)害有：采空地面塌陷(沉陷)，巖溶地面塌陷、地裂縫、滑坡(崩塌)、危巖等地質(zhì)災(zāi)害。采用地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度指數(shù)法確定合山市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)，確定地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)主要分布在里蘭、合山市區(qū)、北泗及古幫一帶采礦活動密集區(qū)。這對該市的國土開發(fā)和地質(zhì)勘查評價、減災(zāi)工作等具有一定意義。

[1] 廣西地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站．廣西壯族自治區(qū)合山市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和區(qū)劃報(bào)告[R].2003．

[2] 葉鳳珍,陳成全.廣西田林縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)與評價[J].廣西地質(zhì),2002,9(3)：46-52．

On zoning evaluation of susceptibility degree of geological disasters in Heshan City of Guangxi Province

Lu Linbin1Zhang Binghui2

(1.GuangxiHuananGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Nanning530001,China; 2.CollegeofCivilEngineeringandArchitecturalEngineering,GuilinUniversityofTechnology,Guilin541004,China)

According to the site survey, the paper introduces the main types for the geological disasters of Heshan City in Guangxi Province, adopts the quantitative susceptibility degree index method, evaluates the susceptibility degree of the geological disasters of the zone, identifies the main distribution of the easy occurrence zones of the disasters at the mining collection areas including Lilan, Heshan District, Beisi, Gubang, and the evaluation results show it is meaningful for the national land development and geological survey and exploitation and disaster reduction.

geological disaster, mined out area breakdown, ground fissure, landslide

1009-6825(2016)11-0066-03

2016-01-21

盧林斌(1983- )，男，工程師

P694

A