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摘要:以貴州省余慶縣為例,首先對余慶縣地質災害影響因素進行分析,然后采用權重法對其影響因素的易發性進行合理分區,最終得到余慶縣未來地質災害易發性特征。易發性分區評價結果:據易發度分值將安慶縣分為11個地質災害易發區,其中高易發區占全縣面積的2.28%,主要分布于龍溪鎮芝州村、蘇羊村兩地,是今后地質災害防治的重點區域。
關鍵詞:地質災害;易發性;評價;余慶縣;影響因素
0引言
隨著我國城鎮化進程加快和全球氣候變化,防治各種地質災害的形勢也愈加嚴峻和復雜。余慶縣地處黔中腹地,縣內山多地少,近年來,地質災害時有發生,在當地造成了大量的人員傷亡和經濟財產損失。針對研究區域地質災害問題,許多學者開展了廣泛研究,杜雪明,從地質環境、降雨量、人類活動角度分析了貴州省地質災害誘發規律,并提出了有效防治措施;馮地寬,從自然因素、人為因素對余慶縣白泥鎮迎春村龍洞滑坡成因進行了探討;目前,對地質災害易發性進行分析評價模型主要分為推理模型、統計模型和確定性模型。確定性模型需輸入精細數據,預測結果很接近現實,隨著目前計算機計算性能日益提升,該方法在大范圍區域內地質災害易發性的分析評價被廣泛采用。本文以貴州省余慶縣為例,開展大區域范圍內地質災害的影響因素及易發性分區評價,對當地地質災害的防治以及保障人民生命財產安全等非常重要,且具有現實意義。
1余慶縣地質環境特征
余慶縣總面積1623.7km2,境內山多地少,山地占96.07%,平壩占3.93%。地貌結構為低山、中低山、低中山交錯并存,一般高程在850m左右,地勢險峻,出露地層有變質巖類、碎屑巖類和松散巖類等,巖性較復雜。縣內多年平均降雨量為1137.3mm,降水總量17.09億m3/a,且降雨較集中,主要集中在5-8月份,受地質環境賦存特征和降雨分布特點,引發各種地質災害概率較大。
2地質災害影響因素分析
2.1地形地貌影響
(1)地形坡度對滑坡災害的影響地形坡度與滑坡地質災害頻次的關系圖如圖1所示。由圖1可知,隨著地形坡度的增加,滑坡數量呈增多的趨勢,但超過35°以后,發生頻次為0,呈下降趨勢,由此可知,本區域滑坡災害明顯受地形地貌的控制,且多集中發育于25°~35°的地段。當地形坡度大于35°時,受土體、松散巖體自然安息角影響,不穩定的斜坡土體、巖體將滑移、滑落至較平緩處,且大于35°斜坡地形地貌不適宜人類居住,故大于35°斜坡體上一般無威脅對象。(2)地形坡度對崩塌災害的影響據現場統計,地形坡度大于60°的自然斜坡地段存在16處陡崖、陡坎危巖體,且完整性越差,在降雨、外力因素的影響下越易引發崩塌災害。(3)不穩定斜坡對地質災害的影響據現場統計,境內發現1處土質不穩定斜坡地質災害隱患和2處巖質不穩定斜坡地質災害隱患。斜坡坡度低于30°易形成土質不穩定斜坡,變形相對較小而緩慢,規模相對較小,在降雨作用下,導致斜坡土體含水量增大,使得土體的抗剪強度降低,降低了滑坡基質的吸力,促使土體產生滑動運動,最終形成土體不穩定斜坡滑坡災害;當斜坡坡度超過30°,超過了土體的自然安息角,易誘發巖質不穩定斜坡,易形成強風化巖石沿多組節理裂隙滑移,最終形成巖石不穩定斜坡滑坡地質災害。
2.2地質構造的影響
余慶縣主要地質構造及與地質關系圖如圖2所示,由圖2(a)可知,余慶縣地質構造形式主體為構造線,總體方向北、北東的復式褶皺斷裂區;南部邊沿地帶分布有古老的東西向斷裂構造,一系列山脈走向均與南、北區域構造主體方向延伸一致。由圖2(b)可知,斷裂構造引發地質災害頻次合計為22次,褶皺構造引發地質災害頻次合計為5次,由此可知,斷裂構造對地質災害的影響程度明顯大于褶皺構造的影響,這是由于受斷裂帶的長期活動造成的巖體破壞,在巖體內部形成的復雜構造結構面體系為滑坡、崩塌、不穩定斜坡等災害發生提供了重要的能量釋放路徑,因此在同等的其他條件作用下,較易出現地質災害。
2.3巖土地質條件的影響
據現場地質災害踏勘,在地形地貌、地質斷裂構造作用下,巖層組合形式為上硬下軟、上硬中軟下硬或上軟下硬巖層組合方式,受卸荷裂隙作用,上部堅硬巖組變形劇烈、下部軟質巖組呈塑性變形,崩塌地質災害呈現危巖體體積較大、節理裂隙、裂縫明顯等特征。
2.4降雨影響
余慶縣降雨特點與地質災害頻次關系圖如圖3所示,由圖3(a)可知,貴州余慶縣每年5-8月多為雨季;由圖3(b)可知,全年滑坡、坍塌、不穩定滑坡總計發生41次,其中雨季發生了31次,約占75.6%,非雨季發生的地質災害則明顯減少,表明余慶縣雨季是地質災害的高發季節以及降雨強度、降雨量可直接影響地質災害的發生頻率。由于雨水從滑坡后緣地表灌入滑體內部,導致了滑體自重增加,使得滑帶土被軟化,土體的抗剪強度急劇下降,加劇了斜坡巖土體失穩的趨勢。
2.5采礦活動影響
截至2018年7月,余慶縣正在生產的礦井皆為小型露天開采,數量不多,開采規模不大,各類礦山均按照《開采利用方案》施工,且采礦權范圍內村民房屋均已搬遷,未發現礦山開采活動引發的地質災害隱患現象。
3地質災害易發性分區評價
3.1評價方法
(1)影響因素權重系數確定在前文地質災害形成影響因素分析的基礎上,以及前人研究成果,確定了余慶縣地質災害易發程度各項指標的權重值,各影響因素權重分配如表1所示。為簡化計算,將結果值分為4類,各類分值分別為4、3、2、1,對應等級分別為高易發、中易發、低易法、不易發。(2)網格劃分余慶縣面積1623.7km2,計算網格以2km×2km進行等面積方塊狀切割分塊,全縣共劃分出433個計算單元,采集樣本數據共計3264個。(3)計算流程按照公式(1)分別對單元疊加計算,得出各單元格范圍內滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷地質災害易發程度結果,從而反映境內433個單元格的易發屬性。單元信息疊加結果,即地質災害的易發程度Ef=Eh∪Eb∪En∪Ex(1)式中Eh———滑坡災害數值;Eb———崩塌災害數值;En———泥石流災害數值;Ex———塌陷災害數值。
3.2易發性評價結果分析
用SURFER軟件等軟件自動生成單元地質災害易發性數字化綜合信息疊加結果等值線,得出境內低易發區單元格216個,中易發區單元格191個,高易發區單元格26個。其中,易發程度等值線≥3.5,為地質災害高易發區;等值線2.5~3.5,為地質災害中易發區;等值線1.5~2.5,為地質災害低易發區;等值線≤1.5的地區為地質災害不易發區,計算結果如圖4所示。高易發區共計1處,總面積36.96km2,占全縣面積的2.28%。主要位于龍溪鎮芝州村、蘇羊村兩地,受喀斯特灰巖與碎屑巖地貌影響,地形切割較深且起伏較大,巖層多以“下軟上硬”結構,地下存在歷史久遠煤礦采空區。中易發區共計3處,總面積773.18km2,占全縣面積的47.62%。主要位于白泥鎮、關興鎮、大烏江鎮、構皮灘鎮、花山鄉、龍家鎮、敖溪鎮鄉鎮區域,受喀斯特灰巖與碎屑巖接合帶地貌影響,地形切割較深且起伏較大,巖層多以“下軟上硬”結構為主。低易發區共計7處,總面積為813.56km2,占全縣面積的50.11%,主要位于余慶縣城、大龍公社、沙落坪-芹菜塘、小江村、構皮灘-龍溪鎮、敖溪鎮、松煙鎮、白泥鎮魁龍村、迎春村、大龍村、小江村大部分,發育寒武系喀斯特灰巖、碎屑巖,地形大部份斜坡、陡坡等地形,誘發因素多為自然因素。
4結語
(1)余慶縣的地質災害影響因子主要包括地形地貌、地質構造、巖土地質條件、降雨、采礦活動等,通過對地質災害的影響分析,將其作為地質災害易發性分區評價因子是合理的。(2)本方法在貴州省余慶縣高位隱蔽性地質災害隱患專業排查中進行了實際應用,經驗證,得到的余慶縣地質災害易發程度分區圖與實地調查一致性較好。(3)對地質災害中、高易發區,采用移民搬遷或工程治理的措施,避免人民生命和財產的損失。
作者:譚海英 謝配紅 單位:貴州省地礦局106地質大隊 中國地質大學