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龙虎山世界地质公园丹霞地貌地质灾害特征研究

2017-07-05姜伏伟刘富军黄宝华

关键词:龙虎山丹霞地貌节理

姜伏伟, 刘富军, 黄宝华

(1.贵州理工学院,贵州 贵阳 550003;2. 东华理工大学,江西 南昌 330013)



龙虎山世界地质公园丹霞地貌地质灾害特征研究

姜伏伟1, 刘富军2, 黄宝华2

(1.贵州理工学院,贵州 贵阳 550003;2. 东华理工大学,江西 南昌 330013)

丹霞地貌是一种较为脆弱的地貌,是地质灾害高危险性区。目前,丹霞地貌景区地质灾害未引起足够的重视。龙虎山世界地质公园是我国丹霞地貌演化、景观形成的典型代表,也发育较多地质灾害。以龙虎山丹霞地貌为例,从分布、类型、规模、危害性、成因、成景多方面探讨其地质灾害特征及其防治,可为景区地质灾害的研究和防治提供参考。

龙虎山;丹霞地貌;地质灾害;崩塌景观;滑坡景观

姜伏伟,刘富军,黄宝华.龙虎山世界地质公园丹霞地貌地质灾害特征研究[J].东华理工大学学报:社会科学版,2017,36(2):121-125.

Jiang Fu-wei, Liu Fu-jun, Huang Bao-hua.Characteristics of geological disasters of Danxia landform in longhushan world geopark[J].Journal of East China University of Technology(Social Science),2017,36(2):121-125.

丹霞地貌是我国重要的旅游地貌,具有很高的观赏和美学鉴赏价值。自上世纪30年代末陈国达提出“丹霞地形”以来[1],经过70多年的研究及开发,丹霞地貌已经成为旅游的热点。丹霞地貌的成因机制[2-4]、岩性特征[5,6]、地域分布[7-9]等方面的理论研究也取得长足进展。目前,我国建立了以丹霞地貌景观资源为主体的国家地质公园有15 家[10],其中3处升为世界地质公园,6处联合成功申报世界自然遗产。这说明丹霞地貌的理论研究和旅游开发取得了辉煌的成绩,并得到国际社会认可。

然而,我国丹霞地貌大多地形坡度陡,垂直节理较发育,受外力作用,易坍塌,造成地质灾害。自然灾害(包括地质灾害)对丹霞地貌区域开展旅游活动,有很大的影响[11],但目前该领域不倍受重视。因而,以龙虎山丹霞地貌为例,本文多方面探讨其地质灾害特征,为丹霞地貌旅游区减灾防灾提供参考依据。

1 概况

龙虎山地处江西省东北部的鹰潭市境内,具有丰富的丹霞地貌旅游资源。它以壮年晚期至老年早期丹霞地貌为典型,以孤峰、峰林、残丘等丹霞地貌景观为特色,地貌造型绝特罕见,奇峰怪石,峭不可攀,象形肖物,惟妙惟肖,是中国丹霞地貌发育区的典型代表之一。

然而,龙虎山丹霞地貌是一种较为脆弱的地貌,是地质灾害高发区,尤其是景观集中区往往是地质灾害高危险性区。象鼻山游道上,共有8处地质景观,其中潜在地质灾害景观5处(象鼻山、百岁岩、一线天、福地门、仙丹盒),崩塌堆积景观2处(拇指石和脸谱石)。

2 地质灾害特征

龙虎山丹霞地貌发育较多的地质灾害,种类较多,成因复杂,且成景性良好。这体现了地质灾害的破坏性与建设性的统一。

2.1 分布、类型

根据在龙虎山景区核心游道两侧500 m内总面积近5 Km2的调查,共发育有42处不同程度的地质灾害(图1),分布密度达8.4个每平方千米。地质灾害点主要沿游道分布,距离几米至上百米不等(表1),其中5处位于游道上。而且地质灾害点位于游道近旁(小于5 m)达20处,其中潜在的灾害为17处,历史发生灾害为3处,最近一次发生在2010年6月。

图1 龙虎山核心景区地质灾害分布图

在类型上,龙虎山丹霞地貌地质灾害主要发育崩塌、滑坡、不稳定坡面、泥石流等。所调查的丹霞地貌核心区发育崩塌、滑坡两种类型地质灾害(表2)。崩塌型地质灾害为主,发育35处,占总数83.3%,而滑坡型7处,占总数16.7%。地质灾害点为景点的有14处,占总数的40.5%。

龙虎山丹霞地貌地质灾害规模见表3。根据地质灾害分类分级标准,崩塌中型规模占其总数17%,小型占83%,滑坡规模均为小型。

表1 地质灾害与游道距离关系

表2 灾害类型

表3 灾害体体积

2.2 成因机制

2.2.1 地形地貌

龙虎山丹霞地貌具有山高坡陡的特点,具备地质灾害发育的地貌条件。据调查,山体坡面坡度一般大于60°,沟谷切割深度80~200 m。在山坡和沟谷形成过程当中,岩体内部高应力释放,产生向临空面卸荷回弹现象,生成系列卸荷裂隙,形成不稳定结构面。在重力作用下,一些不稳定结构面蠕变,最后形成崩塌、滑坡。

2.2.2 地层岩性

龙虎山丹霞地貌发育岩层,其物质成分胶结性差,力学强度低,易形成节理、裂隙等软弱结构面。在风化作用下,岩层中更软弱的物质易风化、侵蚀,形成凹腔。而上部岩体支撑力减弱,在重力作用下,会沿着已有或新生节理、裂隙拉裂,形成新的软弱结构面。而软弱结构面会进一步发育成滑坡、崩塌等。

在丹霞地貌山体表面,覆盖了一层土层,厚度较浅,大多0.5~3 m不等。土层主要为河口组、塘边组岩层风化而残积的碎屑土。土体粗、细粒混杂在一起,不均匀,松散,孔隙率高。在坡面上,雨水很容易渗入土体,沿岩质与土质分界面流动,减小了层面间摩擦力,而使上层土体失稳,形成滑坡、泥石流等地质灾害(图2)。

图2 滑坡

2.2.3 构造

龙虎山丹霞地貌经历了新近纪以来的新构造运动,主要以断块差异性升降为主,致使该地区深大断裂、节理、裂隙发育。据调查,研究区主要发育NE、NW、NNE三组节理、裂隙。若节理、裂隙面连通性好,岩体成块状,在重力作用下,块状岩体沿节理面下滑,形成崩塌、滑坡等。

2.2.4 流水侵蚀作用

流水侵蚀作用,主要分为两种。一种为流水至上向下侵蚀。在龙虎山丹霞地貌区,流水沿着断裂、节理、裂隙等软弱结构面不断向下渗透,发生向下侵蚀、两侧旁蚀及溶蚀作用,使得下部岩体被侵蚀而掏空。上部岩体在重力作用下,释放应力,产生新的裂隙,进而失去平衡,造成崩塌、滑坡等地质灾害发生。

另一种为流水水平侵蚀。由于龙虎山丹霞地貌岩体软硬相间,砾岩中往往夹杂着薄层粉砂岩或泥岩。而砾岩岩体较坚硬,不易侵蚀;粉砂岩或泥岩岩体较软,易侵蚀。软弱夹层(粉砂岩或泥岩)侵蚀速率大于砾岩。这种差异往往在岩层坡脚形成凹腔,随着凹腔的不断扩大,在重力作用下,上部岩体沿已有节理、裂隙面继续扩张,最后失去平衡而造成地质灾害(图3)。

图3 崩塌

2.2.5 气候因素

龙虎山丹霞地貌多发生灾害性气候,如霜冻、暴雨等,而霜冻对地质灾害发育影响较大。雨水富集在节理裂隙面内,当地表温度下降至0 ℃以下,原本液态水变成固态冰,体积增大10%,产生很大膨胀力,使得节理裂隙面由微张→小张开→大张开的模式发展,并向内逐渐延伸,最后失去原有平衡,产生地质灾害。

2.2.6 人类活动

龙虎山丹霞地貌景区内,为了满足旅游的发展,人类工程活动频繁,如景区配套设施建设过程中,人工爆破、不合理切坡形成新的不稳定的坡面及岩体,不仅加剧了已有地质灾害点发生,又形成新的地质灾害。而且,每年上百万游客聚集在不足40 Km2的区域内,超过了景区环境负荷。因此,工程建设及旅游活动也是龙虎山丹霞地貌地质灾害的诱发因素。

2.3 成景特征

2.3.1 崩塌堆积成景

岩块从崖壁上崩塌下来后,堆积在沟谷内,有些堆积方式独特,具有形态组合特征,而成为景观。这种崩塌堆积成景模式,在龙虎山丹霞地貌景区很常见,如“拇指石”(图4)。“拇指石”是斜立的岩块,与下部堆积的岩块组成形似握紧的拳头,并翘起大拇指,形态突出,为难得绝景。这也表明地质灾害有其建设性的一面。

图4 “拇指石”

2.3.2 崩塌残余成景

崩塌作用是龙虎山丹霞地貌成景的重要方式。崩塌残留山体(岩块),在后期的风化作用下,被雕蚀成奇岩异景、或造型别具一格的景观。龟峰景区的“天外来客”(图5)属丹霞石峰上崩塌残余岩块型造型地貌。由于组成此岩块的岩层岩性和抗风化能力差别较大,颈部软弱层更易风化剥蚀而向内凹进,脑部硬岩层难风化向外凸,砾石或钙质粉砂质等透镜体脱落或被冲蚀而成凹凸不平状。

图5 “天外来客”

2.3.3 滑坡成景

山高坡陡的地貌特点,以及复杂构造作用,使得龙虎山丹霞地貌存在较多节理、裂隙,发育较多滑坡或滑坡群。有些滑坡或滑坡群造成了奇特的山体而成景,如龙虎山“排牙石”(图6)。该景由11处大小不一的滑坡构成,其中7处倾向240°的滑坡沿倾向相互叠加。这些山峰错落有致,高低相近,滑面迹线清晰,如牙齿在山间排列。

图6 “排牙石”

3 危害及其防治

3.1 危害特征

(1)伤亡损失大。龙虎山丹霞地貌景区年接待游客量众多,高峰期一天接待游客量可达5万人以上。而17处潜在地质灾害位于游道上,19处位于游道500 m范围内,这严重威胁大量游客的人身安全。另外,密集的旅游配套设施(如监测系统、宣传系统、电力系统等),大都处于地质灾害危害范围内。一旦发生地质灾害,影响范围内的人员伤亡及财产损失巨大,造成很大的社会影响。这势必会影响龙虎山今后旅游的发展。

(2)破坏景观。龙虎山丹霞地貌地质灾害除了具备一般危害特点外,还会破坏景观。据调查,龙虎山丹霞地貌有13处既是潜在地质灾害又是景点,其中10处稳定性差。如景区标志性景点“象鼻山”,两条裂隙面沿着鼻根发展,发展到一定程度,在重力作用下“象鼻”将倒塌,失去号称“天下第一旱象”,举世无双的特色景点。距象鼻山120 m处山坡上(平均坡度25°),有一崩塌巨石景观“福地门”,重60吨,后部支点岩块0.5 m3,其表面见压裂裂隙及破碎物。若“福地门”发生崩塌,将滚落撞击“象鼻山”底部,使得“象鼻山”倒塌。

3.2 防治

地质景观是山地风景区旅游的主要资源,而且其种类、数量、观赏性等决定了该区旅游人数。开发地质灾害景观,须加强灾害防治。首先,加强地质灾害管理,制定相应程序,明确部门人员职责。其次,制定应急运行机制。成立地质灾害应急办公室,建立应急运行预案,组建应急抢险队伍,保障险情发生后,能迅速做好应急救援处置工作。再次,完善地质灾害监测体系。对高—中危险的地质灾害点,进行监测预警。在可能造成人员伤亡、重大财产损失的区域,予以公告,并设置明显警示标志。最后,有效的工程治理。治理过程确保美观性,不改变景观的原貌,保持原材料、原工艺的相近性,及修复的可逆性。

4 结论

(1)龙虎山丹霞地貌景区核心游道两侧500 m范围内,据调查共发育有42处以崩塌、滑坡为主的地质灾害,具有规模小、分布游道近旁的特点。

(2)地形地貌、地层岩性、构造、外力作用、气候及旅游活动是龙虎山丹霞地貌地质灾害发育的因素。这些地质灾害具有成景性,包括崩塌成景、崩塌残余成景及滑坡成景。

(3)龙虎山丹霞地貌区域内,景观集中区往往是地质灾害高危险性区。地质灾害一旦发生,人员伤亡及财产损失很大,破坏景观,将产生社会不利影响,影响龙虎山旅游业发展。建议从管理、应急、监测和有效工程治理等方面,降低龙虎山丹霞地貌地质灾害危害程度。

[1] 陈国达,刘辉泗.江西贡水流域地质[J].江西地质汇刊,1939(2):164.

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Characteristics of Geological Disasters of Danxia Landform in Longhushan World Geopark

JIANG Fu-wei1, LIU Fu-jun2, HUANG Bao-hua2

(1.GuizhouInstituteofTechnology,Guiyang550003,China; 2.EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang330013,China)

Danxia landform is an environmentally fragile landscape and is also at a dangerously high level in geological disasters. But it has not attracted enough attention now. Longhushan is a typical representative for Danxia landform evolution and landscape development, and develops geological disasters. Taking the Danxia landform in Longhushan as the example, the paper represents the characteristics of geological disasters from different angles, including distribution, types, scale, risk, causes, forming the scene, and tourism development. It provides references for the study and exploitation of the geological disasters in the scenic zone.

Longhushan; Danxia landform; geological disasters; rockfall landscape; landslip landscape

2016-11-10

江西省高校人文社会科学研究项目“江西省国家地质公园旅游地质资源开发利用状况研究”(JC1417)。

姜伏伟(1987—),男,江西抚州人,博士,主要从事工程地质灾害及旅游地质灾害的防治研究。

P694;X43

A

1674-3512(2017)02-0121-05

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