尹努尋 郎元強(qiáng) 鄭周祥 馮兆飛 但超
摘要:本文通過該單位實(shí)施的高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)專業(yè)排查工作,結(jié)合近年來作為興義市地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)支撐單位的區(qū)位優(yōu)勢(shì),對(duì)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)育特征和形成影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究,認(rèn)為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)形成影響因素總體還是人為因素和自然因素兩種,具體看來無論是人為還是自然都不是單因子因素,都呈“多元疊加式”組合特征。本文系統(tǒng)總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)五種“多元疊加式”成因模式,也為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害防治提供了參考性依據(jù)。
關(guān)鍵詞:高位隱蔽性;地質(zhì)災(zāi)害;“多元疊加式”;組合特征
1.引言
興義市地處云貴高原向廣西丘陵過渡的斜坡地段,形成了由西北向東南逐級(jí)階梯降低的多級(jí)臺(tái)面,地形起伏大,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地質(zhì)環(huán)境條件脆弱,地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多、面廣。區(qū)內(nèi)有雄武鄉(xiāng)木咋1組~5組崩塌、馬嶺鎮(zhèn)龍井村九組滑坡等地質(zhì)災(zāi)害(隱患點(diǎn)),嚴(yán)重威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,為了有效推進(jìn)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害(隱患點(diǎn))的防治,需對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的發(fā)育特征和形成影響因素進(jìn)行系統(tǒng)分析,掌握其發(fā)育和成災(zāi)規(guī)律,總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的成因模式,為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害防治提供技術(shù)支撐非常必要。
2.區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件
地理位置上,興義市位于貴州省西南部,地處黔滇桂三?。▍^(qū))結(jié)合部,東經(jīng)104°51′~104°55′,北緯24°38′~ 25°23′。
氣候條件上,區(qū)內(nèi)屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),受海洋性氣候影響較大,形成了獨(dú)特的季風(fēng)型、高原型、多樣型的氣候特點(diǎn),夏無酷暑,冬無嚴(yán)寒,光照充足,雨量充沛,氣候因地而異,南部沿江一帶,氣溫較高,無霜期在275d~ 334d,雨熱同季。多年平均降雨量1517.53mm,最大日降雨量為147.5mm(2014年7月2日),最大時(shí)降雨量為75.5mm(1997年7月15日)。5月~10月為雨季,占全年降雨量的85.9%以。
地層巖性上,區(qū)內(nèi)出露地層有石炭系、二疊系、三疊系、白堊系及第四系。石炭系屬揚(yáng)子地層(威寧~興義分區(qū)),二疊系屬揚(yáng)子地層區(qū)、三疊系屬揚(yáng)子地層(上揚(yáng)子地層及右江地層分區(qū)),白堊系屬貴陽(yáng)—扎佐區(qū)。三疊系分布最廣,石炭系、二疊系僅出露在雄武~白碗窯~頂效納省煤礦一帶,白堊系僅零星分布在馬嶺鎮(zhèn)、鍋底河水庫(kù)一帶,面積不大且發(fā)育不全。區(qū)內(nèi)主要為沉積巖,石炭系上統(tǒng)、二疊系下統(tǒng)和三疊系下統(tǒng)以碳酸鹽巖為主;根據(jù)巖性組合,分為兩個(gè)相區(qū),分區(qū)邊界大致在箐口~泥凼~恫俐一線。線之北西為臺(tái)地相區(qū),線之南東為盆地相區(qū);中三疊統(tǒng)臺(tái)地相以碳酸鹽巖為主,盆地相主要為陸源碎屑巖。上二疊統(tǒng)和上三疊統(tǒng)陸源碎屑巖發(fā)育,上下二疊統(tǒng)間有噴發(fā)成因的峨眉山玄武巖。
地質(zhì)構(gòu)造上,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂發(fā)育,區(qū)域性斷裂呈弧形展布于區(qū)內(nèi)西部及南部,斷裂帶寬大,斷裂面兩側(cè)擠壓破碎強(qiáng)烈,次級(jí)斷裂及構(gòu)造裂隙發(fā)育,不同方向斷裂及裂隙相互交切,使區(qū)內(nèi)南部巖體嚴(yán)重破碎。
3.地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)育特征
3.1地質(zhì)災(zāi)害隱患概況
根據(jù)2018年度我單位開展的“興義市高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)專業(yè)排查”成果,結(jié)合2019年度汛前排查結(jié)果顯示:區(qū)內(nèi)現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)103處,主要為滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流、不穩(wěn)定斜坡。其中滑坡55處、崩塌43處、地面塌陷2處、泥石流2處以及不穩(wěn)定斜坡1處。災(zāi)害規(guī)模等級(jí)為特大型4處、大型5處、中型15處、小型79處。險(xiǎn)情等級(jí)為特大型1處、大型27處、中型58處、小型17處。威脅對(duì)象主要為居民點(diǎn)、公路、礦山、學(xué)校等,共威脅2059戶10958人,威脅財(cái)產(chǎn)67272萬(wàn)元。
3.2地質(zhì)災(zāi)害隱患分布特征
地域上看,主要分布于白碗窯鎮(zhèn)~捧乍鎮(zhèn)~雄武鄉(xiāng)一帶,地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量占全市的33%,其次是南盤江鎮(zhèn)~七舍鎮(zhèn)~則戎鄉(xiāng)~烏沙鎮(zhèn)~豬場(chǎng)坪一帶地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量占全市的27%,倉(cāng)更鎮(zhèn)~滄江鄉(xiāng)~洛萬(wàn)鄉(xiāng)~魯布格一帶地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量占全市的20%,其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害隱患零星分布。
地貌上看,大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害分布在陡峻的山原地帶,地形地貌復(fù)雜多變的地帶,如白碗窯鎮(zhèn)~捧乍鎮(zhèn)~雄武鄉(xiāng)斜坡一帶,分布的滑坡比其他部位的多。七舍鎮(zhèn)~則戎鄉(xiāng)~豬場(chǎng)坪斜坡一帶,分布的崩塌比其他部位的多。
構(gòu)造部位上看,興義市地質(zhì)災(zāi)害主要分布在褶皺緊密,斷裂發(fā)育區(qū),在褶皺寬緩、斷裂稀疏的地區(qū)分布的地質(zhì)災(zāi)害較少。
地層分布上看,興義市地質(zhì)災(zāi)害隱患主要發(fā)育于三疊系中統(tǒng)、下統(tǒng)地層中,共發(fā)育88處,占全市103處地質(zhì)災(zāi)害隱患的85.44%。
與人類工程活動(dòng)相關(guān)性上看,在人為工程活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育較多,如興義市白龍山一線煤礦開采集中地段;高速公路沿線、城鎮(zhèn)化建設(shè)區(qū)段,地質(zhì)災(zāi)害分布就密集。在人為工程活動(dòng)相對(duì)輕微的地區(qū),地質(zhì)災(zāi)害分布就稀少。
地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)間分布上看,興義市絕大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在每年的5月~9月(汛期),尤其是主汛期的7月~9月發(fā)生的災(zāi)害最多。
4.形成影響因素分析
通過我單位實(shí)施的高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)專業(yè)排查工作,結(jié)合近年來作為興義市地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)支撐單位的區(qū)位優(yōu)勢(shì),對(duì)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)育特征和形成影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究,認(rèn)為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)形成影響因素總體還是人為因素和自然因素兩種,但具體看來不管是人為還是自然都不是單因子因素,都呈“多元疊加式”組合特征,歸納起來有五種“多元疊加式”成因模式:采礦活動(dòng)主控型(Ⅰ型)、“地形地貌+地層巖性+地質(zhì)構(gòu)造”綜合控制型(Ⅱ型)、“地形地貌(錐狀喀斯特地貌)+地層巖性”組合型(Ⅲ型)、“地形地貌+地層巖性+大氣降水”綜合影響型(Ⅳ型)、“工程活動(dòng)+地形地貌+地層巖性”復(fù)合型(Ⅴ型)。
4.1采礦活動(dòng)主控型(Ⅰ型)
該類型地質(zhì)災(zāi)害隱患多為高位地質(zhì)災(zāi)害隱患,災(zāi)種主要為崩塌,主要分布在興義市西部白碗窯鎮(zhèn)~雄武鄉(xiāng)白龍山沿線一帶,約占興義市地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的12%。
該類型主要是受采礦活動(dòng)的影響(圖1),Ⅰ型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)所分布的白碗窯鎮(zhèn)~雄武鄉(xiāng)白龍山沿線一帶,地處雄武背斜南東翼,煤礦、金礦礦產(chǎn)資源較為豐富且采礦歷史久遠(yuǎn),在礦山過程中形成了大量的采空區(qū),采空區(qū)沉陷導(dǎo)致山體開裂;同時(shí)該類型所處區(qū)域地形地貌都是上陡下緩,且地層巖性是上覆硬質(zhì)巖體與下伏軟質(zhì)巖體疊置,大氣降水沿山體裂縫快速下滲,下伏巖體透水性差,當(dāng)?shù)叵滤患?,巖層易于軟化即形成了軟弱基座。這軟弱基座和采空區(qū)的存在使得上部硬質(zhì)巖體失去有力支撐,進(jìn)而傾倒翻滾形成崩塌。
4.2“地形地貌+地層巖性+地質(zhì)構(gòu)造”綜合控制型(Ⅱ型)
該類型地質(zhì)災(zāi)害隱患也多為高位地質(zhì)災(zāi)害隱患,災(zāi)種主要也為崩塌,主要分布在則戎鄉(xiāng)半邊街村-泥凼鎮(zhèn)一線均為該種類型,但由于人員居住遠(yuǎn)離了該種隱患的威脅,故現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)較少,約占興義市地質(zhì)災(zāi)害隱患的2%。
該類型與Ⅰ型最大區(qū)別在于形成因素為自然因素,主要是受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造三種因素的綜合控制。一是上陡下緩的特殊地形地貌為該型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)提供了有利的臨空條件;二是上覆硬質(zhì)巖體與下伏軟質(zhì)巖體疊置的地層組合易于形成軟弱基座;三是受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的影響巖體節(jié)理裂隙發(fā)育為大氣降水下滲和運(yùn)移提供了有利通道。大氣降水沿巖體節(jié)理裂隙快速下滲,下伏巖體透水性差,當(dāng)?shù)叵滤患螅瑤r層易于軟化即形成了軟弱基座,使得上部硬質(zhì)巖體失去有力支撐,進(jìn)而傾倒翻滾形成崩塌。
4.3“地形地貌(錐狀喀斯特地貌)+地層巖性”組合型(Ⅲ型)
錐狀喀斯特地貌類型約占興義市國(guó)土面積的70%,該類地質(zhì)災(zāi)害隱患為興義市崩塌的主要類型,據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)育33處崩塌(危巖體),2處不穩(wěn)定斜坡,占興義市隱患點(diǎn)的32%。順向坡時(shí)坡腳切坡易形成不穩(wěn)定斜坡(2處不穩(wěn)定斜坡均由這種因素引發(fā)),逆向坡、切向坡部位易形成危巖體。崩塌規(guī)模均為小型,歷史上未造成較大的人員財(cái)產(chǎn)損失,每年均有這種類型的崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。
該型地質(zhì)災(zāi)害隱患的重要誘發(fā)因素是特殊的錐狀喀斯特地形地貌,加上地層巖性的綜合影響。一是危巖體通常分布于山體的中上部,原始地形坡度較陡(圖2),多為直線型和凸型斜坡,局部為陡崖,為崩塌形成的不利地形條件;二是碳酸鹽巖為可溶性巖石,巖體通常豎向溶蝕、風(fēng)化裂隙較發(fā)育,節(jié)理裂隙的發(fā)育加速了崩塌(危巖體)的形成,同時(shí)巖體受節(jié)理裂隙切割貫穿,將巖體進(jìn)行大小不等的切割,與母巖分離形成孤石或松散碎塊石,使得巖體整體穩(wěn)定性降低;三是在大氣降水、植物的根劈作用等其他影響因素的誘發(fā)下,發(fā)生崩塌。
4.4“地形地貌+地層巖性+大氣降水”綜合影響型(Ⅳ型)
主要為自然因素引起的地質(zhì)災(zāi)害隱患,主要分布于興義市西部白碗窯、烏沙、雄武以及東部南盤江鎮(zhèn)、東南部泥凼鎮(zhèn)等碎屑巖類分布區(qū),規(guī)模以小型為主,數(shù)量約占興義市隱患點(diǎn)總數(shù)的22%。
地形地貌、巖土體特征是該類型滑坡的基礎(chǔ)(圖3),強(qiáng)降雨是主要誘發(fā)因素。
Ⅴ型為興義市較為常見的滑坡隱患類型,通常規(guī)模小,且威脅人數(shù)較少。廣泛分布于興義市南部碎屑巖分布區(qū),數(shù)量約占興義市隱患點(diǎn)總數(shù)的32%。
人工切坡并且沒有進(jìn)行有效的支護(hù)(圖4),為滑坡提供了臨空條件,不利的巖土體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)降雨的誘發(fā)下發(fā)生滑動(dòng)。
5.結(jié)論與認(rèn)識(shí)
通過本文分析結(jié)合前人綜合研究認(rèn)為:(1)地質(zhì)災(zāi)害的形成原因是有規(guī)律可循的,形成因素影響因素總體分為自然因素引發(fā)和人為因素誘發(fā)兩種,都與主導(dǎo)動(dòng)力有關(guān),前者是由地球動(dòng)力作用直接造成,后者則是在一定條件下人類生產(chǎn)生活活動(dòng)作用所觸發(fā)。(2)無論是自然因素還是人為因素造成,都不是單因子因素,都呈“多元疊加式”組合特征。Ⅰ型和Ⅴ型歸結(jié)為人為因素造成且地質(zhì)環(huán)境都較為脆弱,但兩者組合模式則不同,前者是在采礦工程誘發(fā)下產(chǎn)生,后者是在工程建設(shè)活動(dòng)中引發(fā);Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型歸結(jié)為自然因素造成,但每一個(gè)的組合模式也不同。(3)通過系統(tǒng)總結(jié)出區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的五種形成影響模式,為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害防治提供了一定的技術(shù)支撐,也為五種成因模式的地質(zhì)災(zāi)害隱患及分布區(qū)域的防治工作提供了一定的方向。Ⅰ型建議加強(qiáng)區(qū)內(nèi)礦山建設(shè)過程中的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作以及礦山開采過程中地質(zhì)環(huán)境保護(hù)及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作;Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型建議加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和監(jiān)測(cè)預(yù)警工作,特別注意強(qiáng)降雨、持續(xù)降雨等極端氣候條件時(shí)段;Ⅴ型建議加強(qiáng)工程活動(dòng)建設(shè)過程中的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估和有效防護(hù)工作。
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