廣東省東莞市東城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及易發(fā)區(qū)劃分

嚴 瑋

廣東省地質(zhì)局第九地質(zhì)大隊，廣東 東莞 523000

二十多年來，廣東省先后在全省有計劃地開展了1:50萬、1:10萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作，初步摸清了廣東省地質(zhì)災(zāi)害分布情況，劃分了易發(fā)區(qū)和危險區(qū)，建立了群測群防體系，有效地減輕了地質(zhì)災(zāi)害損失。但隨著廣東省社會經(jīng)濟迅速發(fā)展，滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害呈加劇趨勢，嚴重危害人民群眾生命財產(chǎn)安全，制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，因此亟需系統(tǒng)詳實，尤其是大比例尺、高精度的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料。據(jù)此東莞市國土資源局東城分局組織開展了《廣東省東莞市東城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查項目（1∶50000）》工作，本文依據(jù)此項調(diào)查工作獲得的數(shù)據(jù)，對東莞市東城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征做出初步分析，并探討地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的劃分。

1 地質(zhì)背景

1.1 地理位置

東莞市東城區(qū)（以下簡稱研究區(qū)）范圍在東經(jīng) 113°43′43″E～113°50′57″E、北緯 22°55′00″N～23°06′16″N，東鄰寮步鎮(zhèn)，南連南城、大嶺山鎮(zhèn)。西接萬江、莞城，北與高埗鎮(zhèn)相接，全區(qū)總面積110km2，區(qū)內(nèi)東莞市大道、莞長路、市政道路等呈網(wǎng)狀分布，交通十分便利。

1.2 地形地貌

研究區(qū)地處珠江三角洲中部，位于東江水域南側(cè)。地貌類型以平原（三角洲平原及山間沖積平原）和丘陵為主，其中三角洲平原地貌位于工作區(qū)北部，地形平坦，地勢較低；丘陵地貌主要位于工作區(qū)中部及南部地區(qū)，地形起伏較大，地勢較高。

1.3 氣象水文

研究區(qū)內(nèi)降水充沛，年平均降雨量1626.5mm，最大24 h降雨量218mm，少有冰雹，終年無雪。降水有明顯的季節(jié)變化，主要集中在3～9月（圖1），約占全年降水量的80%，尤其在夏季常常伴隨著臺風登陸出現(xiàn)大雨到特大暴雨的降水過程。

研究區(qū)為東江水系下游河網(wǎng)區(qū)，地勢低平，河汊交錯。東江南支流自東北向西南從研究區(qū)北側(cè)經(jīng)過，每年4～9月為汛期，受臺風影響，5月和8月汛期最為嚴重。東江河口潮汐屬不規(guī)則的半日混合潮，具有一日兩漲兩落的現(xiàn)象，研究區(qū)內(nèi)沖積平原區(qū)河網(wǎng)均受到潮汐影響，潮差較小，不足1m。研究區(qū)東南有一座中型水庫-同沙水庫，現(xiàn)在已規(guī)劃為市民活動的同沙生態(tài)園。

圖1 研究區(qū)2006～2016年平均月降水量的柱狀圖（據(jù)同沙雨量監(jiān)測站）Fig.1 histogram of mean monthly precipitation in the study area in 2006～2016 (By Tongsha rainfall monitoring station)

1.4 地質(zhì)條件

研究區(qū)出露的地層由老至新依次有元古界云開巖群（PtY）石英巖、片巖、片麻巖等，中生界白堊系百足山組（K1b）碎屑巖、火山碎屑沉積巖等，以及新生界第四系禮樂組（Qpl）三角洲相沉積物、桂洲組（Qhg）海陸交互相沉積。

巖漿巖較發(fā)育，有早奧陶世（O1ηγ）和中、晚侏羅世（J2ηγ、J3ηγ）二長花崗巖。

大地構(gòu)造上，研究區(qū)位于中新生代東莞盆地南緣，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育斷裂構(gòu)造。斷裂走向以北東及北西向為主，另有少量為南北向。區(qū)內(nèi)的主要斷裂相互切割、復(fù)合構(gòu)成了本區(qū)基本構(gòu)造格架。

1.5 地下水特征

研究區(qū)地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖裂隙水、火成巖裂隙水三類，主要靠降雨和地表滯水補給，徑流排泄與地形地貌、地層巖性密切相關(guān)，丘陵區(qū)地形坡度相對較陡，水力坡度較大，地下水以垂直滲透為主，徑流途徑較短，徑流速度較快。地勢較高的山嶺地下水獲得降雨滲入補給后，通常沿坡潛流到盆地邊緣或坡角部分直接排泄或直接排泄于河流、河谷中。

地下水動態(tài)變化明顯受降雨量和地貌的影響，丘陵區(qū)基巖裂隙水動態(tài)變化隨著雨季到來水位上升，雨季過后，水位下降。松散巖類孔隙水因埋藏較淺，雨后或漲潮后水位迅速上升，每年3～8月處于高水位期，最高水位出現(xiàn)在6月豐水期，9月份以后，隨著雨量的減少，水位緩慢下降，每年10月至次年3月處于低水位期，常在1月份出現(xiàn)低谷。

1.6 人類工程活動

作為東莞市主城區(qū)之一，研究區(qū)的人類工程活動強烈，主要表現(xiàn)在道路交通建設(shè)、房地產(chǎn)建房、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，高樓大廈、立體交通網(wǎng)絡(luò)隨處可見，因工程建設(shè)而形成的人工不穩(wěn)定邊坡數(shù)量大、分布廣，人類工程活動是形成地質(zhì)災(zāi)害的重要因素之一。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查點分布Fig.2 Fig.2 Distribution of geological hazard survey sites in the study area

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

此次研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查，已查明的地質(zhì)災(zāi)害及隱患點有53處，其中滑坡1處、崩塌8處、不穩(wěn)定斜坡44處，規(guī)模均為小型，詳見圖2。

2.1 滑坡

滑坡（編號 DG1031）位于研究區(qū)南東部同沙社區(qū)粵華中學(xué)后山斜坡，該斜坡因修建坡腳市政道路開挖形成，周邊人類活動較強烈。該滑坡地處丘陵地貌區(qū)，受構(gòu)造影響不明顯，滑體下伏基巖為侏羅紀花崗巖，表層覆蓋較厚殘坡積層，結(jié)構(gòu)松散、物理力學(xué)性質(zhì)較差?；抡w規(guī)模為小型，平面形態(tài)為舌形，剖面形態(tài)為直線型，滑體厚約5m，后緣植被外傾，變形明顯[圖3（a）]，多見橫向裂縫?；卤砻媲熬壱鸦瑒又恋缆仿访?，并破壞坡腳擋土墻[圖 3（b）]，處于破壞變形階段。該滑坡誘發(fā)因素主要為人工開挖坡腳、連續(xù)降雨、暴雨等。

圖3 DG1031滑坡Fig.3 DG1031 landslide

2.2 崩塌

經(jīng)調(diào)查，崩塌主要分布在研究區(qū)中部及南部，發(fā)現(xiàn)的8處崩塌均為小型崩塌，其中巖質(zhì)崩塌7處，土質(zhì)崩塌1處。崩塌所在斜坡坡面形態(tài)多呈直線型，裸露且無任何防護措施。巖質(zhì)崩塌一般發(fā)生在順向坡，且斜坡傾角較大（圖4），裂隙發(fā)育，裂隙面充填較多泥質(zhì)。遇到強降雨，雨水通過裂隙面滲入軟化泥質(zhì)充填，易導(dǎo)致崩塌發(fā)生。土質(zhì)崩塌一般發(fā)生在強降雨或持續(xù)降雨的情況下，組成斜坡的土體吸水飽和后，自重增大，抗剪能力減弱導(dǎo)致崩落[1]。

圖4 巖質(zhì)崩塌危巖體Fig.4 Dangerous rock mass in rock collapsing

2.3 不穩(wěn)定斜坡

調(diào)查發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點共44處，均表現(xiàn)為不穩(wěn)定斜坡，在研究區(qū)各鎮(zhèn)街均有分布，丘陵地區(qū)相對密集。從斜坡穩(wěn)定性角度分析，上述斜坡穩(wěn)定性差的有6處，穩(wěn)定性較差9處，穩(wěn)定性好29處。從災(zāi)害體的物質(zhì)組成分析，上述不穩(wěn)定斜坡可分為巖質(zhì)和土質(zhì)組成，其中，巖質(zhì)18處，土質(zhì)35處。不穩(wěn)定斜坡往往是由于人工削坡建房形成，且坡面裸露而陡峭（圖5），自穩(wěn)能力較差。

圖5 典型不穩(wěn)定斜坡Fig.5 Typical unstable slopes

從動力成因角度來看，研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及隱患點可分為自然動力、人為動力和綜合動力成因三種，其中自然動力成因3處，人為動力成因34處；綜合動力成因16處。由此可見，研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害以人為動力成因為主。

3 地質(zhì)災(zāi)害成因分析

地質(zhì)災(zāi)害的形成與其所處的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型、降雨以及人類工程活動等地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。

3.1 地形地貌

地形地貌為災(zāi)害提供能量轉(zhuǎn)換條件和活動場所，是崩塌、滑坡發(fā)生的主控因素，研究區(qū)工程建設(shè)頻繁，大部分城市建房、修路均需要削坡，以至于形成大量人工挖方邊坡，為了減少土方量，削坡坡度一般較陡，極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，總體上，地質(zhì)災(zāi)害主要分布在坡度為50°～80°的斜坡，共計8處，占災(zāi)害總數(shù)的88.89%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，崩塌主要發(fā)育在高陡斜坡中。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造

通過地質(zhì)災(zāi)害分布與地質(zhì)構(gòu)造的空間位置關(guān)系分析，有32個地質(zhì)災(zāi)害點分布在斷裂帶上或上下盤，約占地質(zhì)災(zāi)害點總數(shù)的 56.6%，部分地質(zhì)災(zāi)害點呈團塊狀和長條形出現(xiàn)，其展布方向基本與裂構(gòu)造帶的方向一致，說明斷裂構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)育有一定的影響，一是控制地貌的形成發(fā)育，在丘陵區(qū)，臨空面發(fā)育，易發(fā)生崩塌、滑坡災(zāi)害；二是改變了巖土體的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和力學(xué)強度，尤其在褶皺軸部、轉(zhuǎn)折端，斷裂帶及其兩側(cè)，風化層厚，巖石破碎，裂隙發(fā)育，易發(fā)生崩滑災(zāi)害。由此可見，有構(gòu)造影響地貌時，地質(zhì)災(zāi)害點的分布與斷裂構(gòu)造活動關(guān)系密切。

3.3 巖土體類型

研究區(qū)的工程巖組包含：松散土類（Ⅰ）、軟質(zhì)巖組（Ⅱ）、半堅硬巖組（Ⅲ）、半堅硬-堅硬巖組（Ⅳ）、塊狀堅硬巖組（Ⅴ）。統(tǒng)計表明，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類巖組的地質(zhì)災(zāi)害點為43處，占總數(shù)的81.13%。由此可見，地層巖性特征是控制斜坡穩(wěn)定性的主要因素之一，地層內(nèi)含易滑巖土層和軟弱夾層是斜坡穩(wěn)定性差的必要條件[1]。

3.4 降雨

研究區(qū)雨量充沛，特別是夏初及熱帶氣旋的暴雨，地表徑流強勁，早春長期的低溫陰雨，有利雨水滲透。洪、澇、旱是影響項目所在區(qū)域的自然災(zāi)害。降水對滑坡、不穩(wěn)定斜坡的影響在于降水達到一定程度后，降水就會沿滑坡裂縫及滑體孔隙滲入轉(zhuǎn)為地下水，在此過程中，軟化滑帶（面），增加滑體重量，提高下滑力，如果降水使地下水面上升到滑帶（面）之上時，會加快滑體（潛在滑體）滑動。經(jīng)統(tǒng)計，由降雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及受降雨擾動的隱患點共50處，占94.33%，由此可見，降雨是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要引發(fā)因素之一。

3.5 人類工程活動

人類工程活動是本地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要誘發(fā)因素之一。近20年以來，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種等級的修（改、擴）建公路、削坡建房、興建水利水電工程等人類工程活動越來越強烈。據(jù)統(tǒng)計，研究區(qū)已調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害點基本都與這些人類工程活動有關(guān)系，人類工程活動是形成地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。

4 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的分區(qū)評價對制定研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃具有非常重要的現(xiàn)實意義[2]，其評價方法眾多[3-14]，其中指數(shù)綜合法是建立影響因子指標評價體系，經(jīng)驗量化賦值，加權(quán)疊加分區(qū)。優(yōu)點是可GIS完成，快準，標準化，實際工程應(yīng)用較多，可體現(xiàn)各影響因素對地質(zhì)災(zāi)害的作用，提高地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價精度和準確性，又能使評價工作具有可操作性[15]。據(jù)此，基于GIS采用影響因子指數(shù)綜合法進行評價。

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分區(qū)首先將整個研究區(qū)劃分為若干個評價單元，根據(jù)現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害和潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患點的分布、發(fā)育等情況，結(jié)合地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、人類工程活動強弱、降雨情況等條件，利用“地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)法”計算得出各單元格地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)，然后采用Kring泛克立格網(wǎng)格化方法生成平面等值線圖，為易發(fā)區(qū)的劃分提供定量依據(jù)，根據(jù)得分高低劃分為高、中、低易發(fā)區(qū)三類。

評價單元的劃分一般以地質(zhì)災(zāi)害形成發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境條件差異確定，當條件較單一時也可以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃為基本單元。本次以地理上2km×2km正方網(wǎng)格作為一個基本單元進行劃分，共劃分出43個計算單元。

地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)的計算方法如下：

式中：Z—地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)；

Zq—潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)；

r1—潛在地質(zhì)災(zāi)害強度權(quán)值；

Zx—現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)

r2—現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度權(quán)值。

其中r1取0.6，r2取0.4（參考東莞市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報告，并結(jié)合研究區(qū)實際情況得出），式（1）中潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)（Zq）按式（2）計算：

式中：Ti分別為控制評價單元地質(zhì)災(zāi)害形成的巖土類型條件（Y）、地形地貌條件（X）、降雨量（J）、人類活動條件（R）、斷裂密度（D）充分程度的表度分值，各評價指標的選取與評判標準依據(jù)見表1。Ai分別為各形成條件的權(quán)值，權(quán)值的選取是通過統(tǒng)計研究區(qū)近5年發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，按各主控因素出現(xiàn)的相對頻率高低賦值，具體見表2。

表1 潛在地質(zhì)災(zāi)害形成條件評分標準Table 1 Criteria for the formation of potential geological hazards

表2 地質(zhì)災(zāi)害影響因素權(quán)值分配Table 2 Distribution of weights of factors affecting geological hazards

式（1）中現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)（Zx）可以用災(zāi)害點密度、災(zāi)害面積密度以及災(zāi)害體積密度來求得：

崩塌、滑坡強度指數(shù)：

式中：a－歸一化處理后的災(zāi)害個數(shù)密度系數(shù)；

b－歸一化處理后的災(zāi)害面積密度系數(shù)；

c－歸一化處理后的災(zāi)害體積密度系數(shù)。

各密度系數(shù)強度值數(shù)判定依據(jù)：讀取各單元格地質(zhì)災(zāi)害分布情況，各單元格地質(zhì)災(zāi)害個數(shù)為x，各地質(zhì)災(zāi)害點發(fā)生（即將發(fā)生）面積之和為y，各地質(zhì)災(zāi)害點（即將發(fā)生）體積之和為z，則：個數(shù)密度a=x/4；面積密度b=y/4；體積密度c=z/4；再依據(jù)密度系數(shù)取值表（表3）判定強度指數(shù)。

根據(jù)上述計算方法，獲得各評價單元的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險性指數(shù)，依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分條件（表4），將研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分為3個高易發(fā)亞區(qū)（A）、2個中易發(fā)亞區(qū)（B）、5個低易發(fā)亞區(qū)（C），如圖6所示。

表3 密度系數(shù)取值Table 3 Density coefficient values

表4 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分條件Table 4 Conditions for the division of geological hazard-prone area

圖6 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)Fig.6 Geological hazard susceptibility zoning in the study area

從圖6中可以看出，高易發(fā)區(qū)在北部余屋居委、周屋居委一帶，以及南部牛山居委一帶和中部光明社區(qū)、同沙林場一帶，分布范圍較廣。中易發(fā)區(qū)則分布在高易發(fā)區(qū)外圍一定范圍內(nèi)。低易發(fā)區(qū)主要分布在除高、中易發(fā)區(qū)外的平原地區(qū)。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及隱患點共53處，規(guī)模均為小型，以崩塌、不穩(wěn)定斜坡為主。

（2）研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與地形地貌、地層巖性及巖土體類型、構(gòu)造、降雨、人類工程活動等因素密切相關(guān)。

（3）依據(jù)東莞市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報告、采用影響因子指數(shù)綜合法評價研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害，劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)10個，其中其中高易發(fā)區(qū)3個（A1～A3）、中易發(fā)區(qū) 2個（B1～B2）、低易發(fā)區(qū)5個（C1～C5）。