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浅谈典型岩溶区崩塌灾害形成条件及时空分布特征

2014-11-28赵建芳齐善忠

绿色科技 2014年1期
关键词:时空分布岩溶形成原因

赵建芳 齐善忠

摘要:指出了贵州省是我国岩溶的典型分布区之一,由于该区特殊的环境地质条件及频繁人类活动,使得该区岩溶崩塌灾害的形成原因有其自身的特殊性。论述了该区崩塌灾害的形成原因,归纳了其时空分布的特征。

关键词:贵州省;岩溶;崩塌;形成原因;时空分布

中图分类号:TU457文献标识码:A文章编号:16749944(2014)01019403

1引言

贵州省位于我国西南腹地,面积约17万km2,处于我国典型岩溶区的中心位置,岩溶面积广大,发育着独特的地表和地下岩溶形态。地表以溶蚀洼地和峰丛为主,主要分布于珠江和长江的上游的高原面;在水溶作用之下,众多地下河把各个高度不同的岩溶洞穴相联在一起。贵州省的岩溶地貌是独特的地质构造、气候、地形等多因素相互影响下长期水溶的结果,该处地质灾害频繁;近年来人类活动的不断加剧,影响程度逐渐加深,地质灾害尤其是崩塌灾害加剧,且规模较大,严重影响了整个地区的经济发展水平和速度。

2贵州省灾害类型及崩塌灾害的规模

贵州省地质灾害频发、分布面积广大、种类较多但区域的地质灾害较为单一。根据1993年以来数据统计,滑坡发生频率约为55%,崩塌为22%,泥石流9%,地面沉降8%,地裂缝5%,其他1%。其中以崩塌、滑坡等地质灾害为主。

省内目前共有崩塌隐患点595处,占全省地质灾害隐患点总数的9.88%,多为岩体崩塌,且以中小型为主[1]。根据其发生的规模划分为四个等级,规模小于1万m3为小型,规模在1~10万m3为中型,规模在10~100万m3为大型,规模在100万m3以上为巨型。其中该区崩塌灾害小型规模为61%。中型规模为14%,大型规模为18%,巨型规模为7%。

3崩塌灾害诱发因素

地质灾害的诱因分为自然原因和人为原因,其中自然原因诱发地质灾害所占比重约为83%,人为原因诱发地质灾害所占约为17%。一般情况是自然因素引起的地质灾害规模较小,而人为诱发的地质灾害产生的规模则相对较大[2]。

3.1自然因素

3.1.1地形

贵州省位于我国云贵高原的东部,平均海拔1000m左右,地势由东向西逐渐升高,大致呈三级阶梯。安龙-贵定以东海拔多在800m以下,以低山丘陵为主,地势较为平坦,中间较高,往南北方向下降,斜坡坡度一般大于30°,地势起伏较大,是珠江流域和长江流域的分水岭;普安-织金-毕节以东平均海拔在1000m以上,以峰丛谷地和低山山地为主,中间地形起伏不大,河流下切较浅,边缘转变带地形起伏较大,河流下切较深,内部山地地势起伏变大,山体坡度在20°~40°;西部地形以高山山地为主,地势起伏剧烈,坡度在30~50°之间,峡谷河流广泛发育。该区坡度大于15°的地表面积占全省总面积的69.4%[3]。

3.1.2气候和水文

该区是亚热带湿润季风气候区,贵州气候因地形复杂而表现出多样性和复杂性。在河谷和山地分布区,垂直地域分异明显,区内雨量充沛,年际变化量小,由东南向西北逐渐递减。降水季节变化显著,雨季主要集中在下半年(5~10月),强降雨频率大,多发生灾害性天气,降雨诱发的滑坡、崩塌、泥石流和地面沉降等地质灾害频发,从1995~2003年降雨诱发的地质灾害达210次之多。

3.1.3植被

贵州省石漠化土地总面积达 13888万hm2,约占全省土地总面积的7.9%,并以平均每年508160m2的速度不断扩展[3]。植被覆盖率低,土壤侵蚀严重,基岩大面积裸露,地表植被维持崩塌面尤其是边坡的稳定性降低。另外植物的落叶、根茎对地表阻力,截留地表径流,减缓径流速度的能力也下降。在雨水的直接冲刷和溶蚀作用下,崩塌灾害发生率加大。

3.1.4地层岩性

崩塌主要发生在二叠系栖霞一茅口组的厚层状、块状灰岩地区,其次见二叠系蛾眉山玄武岩和三叠系飞仙关组的砂岩、粉砂岩和永宁镇组、关岭组灰岩、白云岩地医;上述岩层组合大多是上部为硬质岩体,下部为软质岩体,软质岩易风化形成坡退,硬质岩体受构造、溶蚀作用,常形成节理裂隙或溶裂,在降水或人工作用下极易卸荷崩塌[3]。

3.1.5地震因素

该研究区内另一类崩塌,主要是由地震所引发。2001年6月8日发生在黔西县沙井乡源泉村的地震造成了当地大量岩石瞬间崩落和山脚大面积岩石堆积,崩塌规模为45000m2。因此,地震也是崩塌灾害发生的主要诱因之一。

3.2人为因素

人为因素诱发地质灾害也逐年突出:根据相关数据统计,其中不合理的切坡占24%,采矿占36%,采石26%,不合理的地下水开采占7%,施工不当占2%,人工开沟、施工不当、采空区顶板坍塌等因素占5%。

在人类开发改造自然的过程中伴随着各种工程施工,在建设中出现的不合理的施工活动,主要为村落所在山坡的陡坡开垦(以修筑梯田为主)、引水灌溉、坡脚开挖人工沟渠和交通建设及坡顶超载等。由于人口的持续增长和山区村落的修建,改变了原有坡度,增加了坡体自重,加大了崩塌的发生;农田灌溉增加了坡体的含水量,使地下潜水水位上升,影响坡体和危岩的稳定性,加大崩塌等灾害发生的可能性;由于大规模的劈山修路,开挖坡脚,形成大量的切坡,进而加剧了崩塌灾害的发生[4]。农村居民建筑一般缺少统一规划和环境保护意识,更缺少地质灾害防治知识,不适当地削坡取土,邻崖建房,邻沟建房,沟槽堆填,没有统一完善的排水系统、边坡加固、泥石流防治等基础设施,加重了地质灾害的危险性[5]。

该区矿产资源蕴藏量大,随着经济发展的需求不断加大,对矿产资源的开采规模和力度也不断加大,开采区内地表形态变化迅速,地表植被破坏严重,地表土体和岩体裸露,石漠化加剧;开采过后,矿坑废弃和不及时进行生态修复,使采空区地基不稳,加上地表水的下渗,采空区顶板因土体或岩体重力作用坍塌等极易引发崩塌。山区工程建设中,难免要挖方填方,从而改变了斜坡的临空条件及稳定性[2],从而加大了崩塌灾害的发生。endprint

4崩塌灾害时空分布特征

4.1时间分布特征

降雨是导致该区崩塌灾害发生的主要诱因之一,故崩塌灾害的发生在时间上与降雨具有一定的耦合性。一般5~10月是雨季,但主汛期多在6~7月,此时暴雨引发的地质灾害约占总数的70%,重大级、特大级地质灾害往往集中在这段时期[3]。崩塌灾害主要集中在5~7月份,此时正是降雨的集中期,雨水可以卸荷与风化裂隙、落水洞、陷穴等发育部位,同时可沿空隙下渗甚至灌入,在相对隔水部位形成上层滞水或饱水带,增大岩土体重力、甚至形成孔隙水压力,降低岩土体强度,从而触发崩塌的发生[6],占全年发生崩塌灾害的70%~75%,是崩塌的高发期;其次是4月份和8~10月份,降水较少,但大部分雨水仍可下渗,使地下水位上升,影响岩体的稳定性,占全年发生崩塌灾害的15%~20%,是崩塌的中发期;1~3月、11~12月份,占全年崩塌灾害的2%~5%,是崩塌灾害的低发期(图1)。

图1崩塌灾害时间分布

4.2空间分布变化

崩塌灾害在地域上主要分布于全省的9个地(市、州),每年都有规模大小不等的崩塌灾害发生,其中在遵义市、铜仁地区、毕节地区和六盘水市为崩塌灾害高易发区,主要位于贵州省北部,在第一阶梯上,发生崩塌灾害所占比重均是10%以上;贵阳市、黔东南州和黔西南州为崩塌灾害中易发区,分布于贵州省的东南和西南部,均在8%~10%;而安顺市、黔南州为崩塌灾害低易发区,所占比重在8%以下。

2014年1月绿色科技第1期5治理措施

崩塌灾害严重制约着该区经济快速高效的发展,同时威胁着人民的生命财产安全。根据贵州省地质灾害类型及分布特点和地质环境条件,结合贵州省各地区的经济发展战略,将崩塌灾害防治分区划分为北部重点防治区、中南部的次重点防治区,使经济建设与灾害防治协调发展。

崩塌灾害大多发生在广大山区地区,灾害点多而比较分散,崩塌灾害突发性强,其危害性较大,同时由于救灾不及时等多种原因,在防灾治理工作中,加强崩塌灾害中工程灾害的危险性评估,加强进行群防群测的地质灾害监测,提高预报的准确率。

工程治理要进一步加大,不仅要加强各崩塌灾害隐患点的治理,同时应加大已发生崩塌灾害地点的治理,防治次生灾害的发生;还要重点加强人为工程活动的管理,特别是在矿区及交通线路。完善开采区的地表及地下修复,加固道路沟渠两旁的边坡等。使崩塌灾害发生次数和规模逐渐降低。

开展地质灾害危险性评估。 地质灾害防治是一项繁重的公益性事业,应充分发挥国家、地方、部门、集体、个人的积极性,争取多渠道、多层次、多方面的资金投入[7]。 各级政府在制定年度支出预算计划时,要根据本辖区地 质灾害防治工作的急需和财政承受能力,设立地质灾害专项防治资金,用于开展地质灾害防治工作,定期按计划投入,建立稳定的资金保障机制。

参考文献:

[1] 张殿发,邹永廖.喀斯特地质灾害的形成条件及其环境背景-以贵州省为例[J].矿物岩石地球化学通报,2002(1).

[2] 辛存林,杨国林,赵志鹏,等.天水市北山黄土崩塌灾害特征、成因及防治[J].水土保持通报,2013(1).

[3] 王德耀,杜忠潮,张满社.陕西省泾阳南塬崩塌、滑坡地质灾害及成因分析[J].水土保持通报,2004(4).

[4] 毛正君,倪万魁,杨晓华,等.宁夏回族自治区彭阳县地质灾害发育特征与形成条件分析[J].水土保持通报,2010(5).

[5] 潘绍艳.通化市地质灾害的现状与防治措施[J].通化师范学院学报,2009(8).endprint

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