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云南省宾川县地质灾害发育特征及形成条件

2016-02-26周鹏敏范柱国赵泽源

安徽农业科学 2016年1期
关键词:宾川县岩组斜坡

周鹏敏,薛 鹏, 范柱国*, 黎 田, 赵泽源

(1.云南省玉溪市水利建设大队,云南玉溪 653100; 2.昆明理工大学,云南昆明 650093)



云南省宾川县地质灾害发育特征及形成条件

周鹏敏1,薛 鹏2, 范柱国2*, 黎 田2, 赵泽源2

(1.云南省玉溪市水利建设大队,云南玉溪 653100; 2.昆明理工大学,云南昆明 650093)

宾川县位于云南省西北部,东与大姚县接壤,南与祥云县相连,西与大理市、洱源县交界,北与鹤庆县、永胜县毗邻。该县总面积达2 627 km2,辖5个镇5个乡3个农场,1 682个自然村,人口约65万,人口密度较大。研究区位于滇中高原与横断山脉的交接地区,且地形受构造运动的强烈控制,地势东西高,中部低,南部又略高于北部,山区面积占83.3%,海拔较高。该区属于高原季风气候区,干湿季明显,雨量时间分布极不均衡,一年中最长连续降雨日数达103 d,年平均雨日为89.3 d,雨日最多年(1970年)达116 d,最少年(1972年)为59 d。

研究区位于经向构造体系和青、藏、滇、印尼“歹”字型构造体系的复合部位,断裂纵横交错,构造发育,随着社会和经济的不断发展,人类工程活动也日益增多。自然和人为崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害时有发生,不仅限制了当地农业、工业、旅游业的发展,而且还严重威胁着当地人民的生命财产安全。鉴于此,笔者分析了宾川县地质灾害发育特征及形成条件,以期为该县地质灾害防御提供参考。

1宾川地质灾害发育特征

1.1地质灾害类型及一般特征

1.1.1主要类型。宾川县地质灾害类型主要有滑坡、泥石流、不稳定斜坡。其中,不稳定斜坡有23个,占10.7%;滑坡有141个,占65.6%;泥石流沟有51条,占23.7%。3类地质灾害中,滑坡分布最广,危害最显著,泥石流灾害点也较多,并且威胁对象多为人口密集的村落或乡镇驻地。

1.1.2一般特征。从空间上看,宾川县的地质灾害发育分布主要具有如下特点:①地质灾害主要密集分布于宾川大断裂、渔泡江断裂、平川断裂、拉乌断裂等构造带上。②地质灾害的区域分布不均;宾川县地质灾害在宾川县以东发育最重,西部次之,中部宾川坝子发育程度较轻。③宾川地质灾害规模以中小型为主。④灾害的发育分布受岩性控制。⑤人类活动强烈区地质灾害发育:宾川县地质灾害主要发生在平川、钟英、拉乌、力角、乔甸5个乡镇,其次是鸡足山、大营和宾居3个乡镇(表1)。

在时间上,宾川县地质灾害的发生具有明显的季节性。集中持续的降雨是该地区滑坡、泥石流、不稳定斜坡发生的主要诱发因素。并且降水量较大的月份发生地质灾害的数量也较多[1]。该区雨季大多发生在6~9月,也是该区地质灾害频发的月份。可见,地质灾害和降水产生的时间基本一致。

1.2地质灾害特征

1.2.1滑坡基本特征。

1.2.1.1外形特征。宾川县滑坡受地形及微地貌控制明显,以陡坡形成的滑坡为主[2],占75.4%,以陡崖形成的滑坡次之,占20.2%,以缓坡形成的滑坡极少,占7.0%。坡形以直线坡为主要的坡形,凸形坡次之,其余为凹形坡和阶状坡。

1.2.1.2结构特征。宾川县滑坡主要产生于第四系残坡积或冲洪积层内的堆积土中,岩质滑坡控滑结构面多为断层面,土质滑坡大多数滑面位于基岩顶面,滑面(带)为软塑状粘性土。

表1 宾川县各乡镇地质灾害分布特征统计

宾川县的142个滑坡中,小型滑坡有86个,占60.6%,中型滑坡有43个,占30.3%,大型滑坡有13个,占9.2%。滑坡危害程度为严重的有7个,占4.9%;滑坡危害程度为中等的有81个,占57.0%;滑坡危害程度为轻微的有54个,占38.0%。

1.2.1.3变形特征。近2年来,滑坡活动季节性明显,一般均在雨季产生蠕动或拉裂变形,旱季暂时稳定。滑坡按变形的力学性质划分,牵引式滑坡有102个,占71.8%,推移式滑坡有40个,占28.2%。

1.2.2泥石流特征。

1.2.2.1外形特征。泥石流的发育受地形条件的影响较明显,泥石流流域的地形特征是山高谷深、地形陡峻、沟床纵坡大,有利于泥石流的形成。

1.2.2.2结构特征。泥石流的发育受地质条件的影响明显,要集中发育于平川河流域和桑园河流域,地层破碎,结构面发育,风化强烈,使得沟岸崩塌、滑坡发育,坡面水土流失较重,每遇长历时暴雨便易产生泥石流。

1.2.2.3变形特征。泥石流的物源以崩塌、滑坡为主,少量泥石流物源也有人工堆弃体,但不是主要物源。区内的泥石流暴发及危害情况史料均有记载,在历史上都曾不同程度地发生过,处于发展期发展阶段的泥石流,其活动有加剧的趋势。据统计,区内有4条泥石流处于形成期,占7.4%;有15条泥石流处于发展期,占27.8%;有33条泥石流处于衰退期,占61.1%;有2条泥石流处于停歇或终止期,占3.7%。

1.2.3不稳定斜坡特征。

1.2.3.1外形特征。宾川县不稳定斜坡受地形及微地貌控制明显。其中,产生于陡坡的滑坡有3个,占15.8%;产生陡崖的有14个,占73.7%;产生于缓坡的滑坡有2个,占10.5%。

1.2.3.2结构特征。宾川县不稳定斜坡主要产生于第四系残坡积或冲洪积层内的堆积土中,岩质斜坡发育多组节理面,土质斜坡大多数滑面位于基岩顶面,土质为砂土,密实度为中。

2宾川地质灾害成因分析

影响地质灾害的因素相当复杂,可归结为两方面条件—— 灾害活动的基础条件和灾害活动的诱发条件。灾害活动的基础条件为地质灾害的形成提供了必需的物质基础和活动空间;灾害活动的诱发条件为灾害活动提供了动力来源。其中,地质灾害形成的基础条件主要包括地形、地貌条件、地层岩性及构造条件、风化卸荷、植被覆盖条件等[3]。地质灾害形成的动力因素主要包括降雨、地震、人类活动等。

2.1内部控制条件

2.1.1地形地貌。宾川县位于滇中高原与横断山脉的交接地区,地势东西高,中部低,相对高差最高达2 000 m,境内地形起伏较大,山高坡陡,表面风化剥蚀严重,地表出露的都是强风化或半风化的岩石,地表堆积物厚度较大,为地质灾害的发生提供了物质基础和有利空间。

2.1.2地质构造。区域构造对地质灾害的形成发育有明显影响:一是控制地貌的形成发育,在构造运动上升区中山地貌、山势险峻、沟谷深切、临空面发育易于发生滑坡、泥石流等灾害[4];二是改变了岩土体的结构、物理性质和力学强度,尤其在褶皱轴部、转折端,断裂带及其两侧,风化层厚,岩石破碎,裂隙发育,易发生崩滑灾害。宾川县大部分地质灾害是发育在拉乌、平川、宾川等断裂带附近,断裂与地质灾害点分布关系见图1。

图1 宾川县构造特征、地质灾害点分布关系Fig.1 Relationship between tentonic characteristics and geological disasters distribution in Binchuan County

2.1.3工程地质岩组。不同的工程地质岩组对地质灾害形成的影响程度具有明显差异,宾川县的工程地质岩组主要分为松散岩组、碎屑岩岩组、碳酸盐岩组、变质岩岩组、岩浆岩岩组五大类。调查统计分析表明,宾川县易于发生地质灾害的工程地质岩组主要有碎屑岩岩组。宾川县东部地层出露都为碎屑岩,岩性为砂岩夹泥岩、砂岩、泥岩互层,易于风化剥蚀,在外动力作用下形成不同规模的堆积层滑坡,为地质灾害的发生提供了物质基础和孕育环境。2.1.4风化卸荷。天然斜坡或人工边坡形成过程中,岩(土)体内部原有的应力状态将随着过程的进行而发生变化,引起应力的重分布和应力集中等效应。斜坡岩体为适应该种新的应力状态,将发生不同形式和不同规模的变形与破坏,使斜坡日趋变缓。这是推动斜坡演变的内在原因。

2.1.5植被覆盖率。植被状况对斜坡稳定性具有一定的影响。概括而言,植被对斜坡稳定性的贡献除了大幅度减少坡面破坏以外,其根茎还具有一定的根固作用,同时植被的存在还有利于减缓坡面水流的流动速度和下渗速度。植被覆盖率低,在暴雨作用下极易发生崩塌或滑坡,为泥石流提供了丰富的固体物资来源。

2.1.6地下水、地表水。区内绝大多数地质灾害的发生都有地下水的参与,与地质灾害有关的主要有孔隙水。风化坡残积层的浅层孔隙水使岩土体容重增大,塑性变形加强,抗滑力降低,渗透压力增高,这是滑坡、泥石流形成的重要诱因。此外,一些基岩裂隙水会导致软弱夹层或者对节理、裂隙或层面等结构面起润滑作用,形成滑坡面从而促使地质灾害的发生。

从区域上说,区内的水系切割密度越大,说明该区岩石节理裂隙发育,土质结构相对疏松,地质灾害越易发生;再者地形切割密度大为滑坡、泥石流地质灾害的发育提供了良好的空间条件。

2.1.7已有动力地质现象。己有动力地质现象主要是指已经发生了的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。在进行地质灾害区域评价时,自然要考虑已经发生的地质灾害。同时考虑到地质灾害往往具有群发性、灾害链等特点,已经发生了灾害的局部区域及其附近就很有可能复活形成新的灾害或者转而形成其他类型的地质灾害。

2.2外部诱发条件

2.2.1降雨。云南宾川地处低纬度,属于高原季风气候区,降水的时空分布不均匀,具有明显的干湿季节及雨热同期的特点。降水主要集中在5~10月,降水量月占全年的94%,其中,6~9月是降雨量的高峰期,在降水高峰时期雨水易通过风化裂隙渗入地下,诱发滑坡、泥石流等地质灾害。宾川县的地质灾害多发生在东西部地区,与强降雨分布区有一定的关系。

2.2.2地震。地震也是诱发处于临界状态的斜坡失稳的一个重要因素。宾川县位于经向构造系和“歹”字形构造体系的复合部位。近代地壳的间歇性和差异性升降运动表现十分明显,各体系的主干断裂继承性活动控制了该区的新构造运动及地震的发生。

2.2.3人类活动。

2.2.3.1修路。宾川县通车总里程达1 552 km,形成了东西南北纵横交错的公路网络。在修路过程中,不同程度地破坏了地表植被,在削坡过陡路段因缺乏支护,雨季常发生滑坡。

2.2.3.2建房切坡。宾川县山地多、平地少,处于山区的农村需要拓山建房,因建房不合理切坡诱发的滑坡虽然规模小,但数量多,尤其在拉乌、钟英一带,有些房间甚至就建在滑坡体上。

2.2.3.3农业活动。宾川县是农业大县,农业活动中不合理开垦和种植、加载等人类活动诱发的滑坡时有发生,如农民在大于25°斜坡上开垦耕地,首先农垦开发利用导致植被破坏,造成地表径流活跃,为地质灾害的发生提供了重要的诱发条件。然后在山前缓坡地带的堆积体上形成以水稻耕作为主的梯田式地貌,导致坡体长期饱水蠕变,这也是堆积体滑坡产生的主要原因。

2.2.3.4采矿活动。随着采空区的扩大,引起山体变形开裂,岩体破碎,破坏了坡体固有的平衡,这也是采煤区普遍发育山体开裂的主要原因。而且随着采矿活动的继续进行,该种对地质环境的破坏作用仍在加剧。同时,采矿遗弃大堆废渣,不加处置地堆放在山前沟口地带,不仅带来了发生滑坡、泥石流等地质灾害的风险,对生态环境也造成了不可忽视的破坏。另外,矿采爆破也在一定程度上加剧了斜坡岩土体的变形和破坏。

3结论

宾川县地质环境复杂,地质灾害较多,主要的地质灾害为滑坡[5]、泥石流和不稳定斜坡(共215处,其中滑坡142个,泥石流54条,不稳定斜坡19个)。地质灾害使一些建筑物破坏、农田受损,严重威胁该地区人民的生命财产安全。

地质灾害的时空分布特点明显。在空间上,宾川县东部地区最为发育,西部次之,中部发育程度较低,显示地质构造因素对地质灾害的分布控制作用明显(地质灾害大多分布于宾川大断裂、渔泡江断裂、平川断裂、拉乌断裂等构造带上)。在时间上,地质灾害多发生在雨季(6~9月),大多数是由于持续降雨诱发的。

在定性分析宾川县地质灾害影响的基础上,分析了宾川县地质灾害影响因素,得出各影响因素的主次关系为:岩组结构>地形坡度>人类工程活动>灾害点发育密度>降雨量>地震>地质构造>地表水系>植被覆盖率。

参考文献

[1] 廖海吉,蓝俊康.灵山县地质灾害形成条件及发育特征[J].地下水,2012,34(5):197-200.

[2] 邵跃章,张琦.辽宁绥中县地质灾害发育特征及成因分析[J].化工矿产地质,2007,29(4):227-231.

[3] 李进,万军伟,黄琨,等.福建省长汀县地质灾害形成条件及防治对策[J].水土保持研究,2012,29(1):192-201.

[4] 范昆琨,范柱国,肖彬,等.宾川县地质灾害特征及防治措施[J].中国水土保持,2011(3):17-19.

[5] 张成俭.舟曲县城周边泥石流地质灾害形成条件及影响因素[J].科研与管理,2011(2):51-53.

摘要分析了云南省宾川县地质灾害发育特征及形成条件。结果表明,宾川县发育地质灾害主要类型有滑坡、泥石流、不稳定斜坡等。该地区地质灾害的发育在时间和空间上都有一定的规律:多发生于陡坡、陡崖地形区;多发于雨季比较集中的6~9月;多发育于人类工程活动强烈的地区;各类地质灾害的规模均以中小型为主。该区的地质灾害与地形地貌、地层岩性及构造、植被覆盖、降雨、地震、人类活动等有密切关系,且近年来人类活动是地质灾害频发的主要原因之一。该地区地质灾害影响因素的主次关系为:岩组结构>地形坡度>人类工程活动>灾害点发育密度>降雨量>地震>地质构造>地表水系>植被覆盖率。

关键词宾川县;地质灾害; 发育特征; 影响因素

Geological Hazards Characteristics and Formation Conditions in Binchuan County, Yunnan Province

ZHOU Peng-min1, XUE Peng2, FAN Zhu-guo2*et al (1.Water Conservancy Construction Group in Yuxi City, Yuxi, Yunnan 653100; 2.Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650093)

AbstractThe characteristics of geological disasters and formation conditions in Binchuan County, Yunnan Province were analyzed.The geological disasters in Binchuan County mainly included landslides, mudslides, unstable slopes.The development of geological disasters in the region in terms of time and space had certain rules: occurred in steep, cliff terrain areas; mainly concentrated in the rainy season during June-September; mainly developed in human engineering activities more intense region; various types of geological disasters were small or medium size.Geological disasters in this area were closely related to topography, lithology and structure, vegetation cover, rainfall, earthquakes and human activities.In recent years human activity was one of important reasons for frequent geological disasters.The order of factors influencing geological disasters in Binchuan was as following: rock group structure>topographic slope>human activity>hazard point development density>rainfall>earthquake>geological structure>surface water system>vegetation cover rate.

Key wordsBinchuan County; Geological disasters; Developmental characteristics; Influencing factors

收稿日期2015-12-10

作者简介周鹏敏(1973- ),男,云南鹤庆人,高级工程师,从事工程地质、供水水文地质研究。*通讯作者,教授,硕士生导师,从事构造地质、水文地质、工程地质等研究。

中图分类号S 429

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)01-190-03

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