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地质灾害特征和影响因素分析

 论文栏目:地质灾害论文     更新时间:2020/9/12 14:59:22   

摘要:通过实地调查和室内研究,分析湖南省湘乡市地质灾害的普遍发育特征,找出其重要影响因子。结果表明,地形地貌、地质构造、地层岩性为地质灾害发生起控制作用,即内动力因素。大量的持续性暴雨及不合理的人类工程活动是引发地质灾害的诱导因素,即外动力因素。

关键词:湘乡市;地质灾害;发育特征;影响因素

湘乡市是位于湖南中部,作为湖南省地质环境较为脆弱的地区之一,受地质灾害影响较严重。在主汛期持续的强降雨的反复冲刷和浸润作用下,丘陵山区地带的边坡时常发生各类地质灾害,破坏当地生态环境,破坏农田、村庄及交通设施设备,严重威胁当地人民群众的生命财产安全。本文通过对已有成果报告和现有地质灾害资料的收集整理,对湘乡市地质灾害的一般特征及影响因子进行了分析研究,结合本地区社会和经济发展的实际情况,提出地质灾害防治的新思路,对湘乡市地质灾害防控、管理具有重要的指导意义[1]。

1区域概况

1.1自然地理

湘乡市位于湖南省中部偏东的涟水中游,东距湘潭市43km,西到娄底市57km,北距韶山25km。离长沙市100km,距黄花机场102km。地理位置为:东经111°59′40″~112°38′55″,北纬27°29′02″~28°03′45″。区内交通便利,上瑞高速公路、320国道、湘娄线及湘黔铁路组成的复合型交通干线成为湘乡市与外界联系的主要纽带,也促进和加快了市域经济的发展。湘乡市属中亚热带季风气候区,具有明显的季节性特征,区内全年光热充足,雨量充沛,无霜期长,严寒期短。据湘乡市气象局资料统计,该区降水充沛,年平均降雨量1387.4mm,最多年为1865.4mm,最少年为1031.3mm。全年降水集中在4~9月(湘乡汛期),占全年降雨量64%。市内各地降水量,无论月值、季值、年值,尤其是年与年之间变化很大,旱、涝现象就是由于雨量年际变化较大而引起的[5]。

1.2地质背景

湘乡市位于扬子陆块东南部,属华南加里东褶皱带区域,雪峰、加里东、印支-燕山等地壳运动在湘乡市区内留下了明显的痕迹,且以印支-燕山运动影响最为剧烈,从而造就了如今湘乡市内的地质结构的整体轮廓[3]。市区内沉积地层与岩浆岩的分布旗鼓相当。境内出露地层有新元古界冷家溪群、板溪群及南华系、震旦系;下古生界寒武系;上古生界泥盆系、石炭系、二叠系;中古生界三叠系、白垩系;新生界第三系和第四系。以板溪群、泥盆—二叠系、白垩系分布最广,且赋存具有工业价值的矿产资源。岩浆岩广布是湘乡市区域地质的另一特点。其形成时代主要是印支—燕山期,岩性以二长花岗岩为主,成为极为丰富的石材资源[4]。

2地质灾害发育特征

2.1地质灾害规模及类型

据已有资料的分析统计,湘乡市地质灾害的主要类型为崩塌、滑坡,其次为泥石流和地面塌陷。其中崩塌、滑坡、泥石流地质灾害主要分布在湘乡市中部和南部的花岗岩丘陵山地区,受地层岩性影响较大;地面塌陷主要分布在湘乡市西部的壶天镇及城区北部的泉塘镇的石膏矿区,与矿业活动强度关系密切。据调查资料统计,截止2019年底,湘乡市共发现各类地质灾害(隐患)点215处,其中不稳定斜坡9处,地面塌陷8处,泥石流10处,崩塌82处,滑坡102处。按规模标准划分,小型213处,中型2处[1]。

2.2地质灾害分布情况

2.2.1时间分布情况

湘乡市汛期为4~9月,该时段是境内滑坡、崩塌、泥石流发生的多发期。5~7月是地质灾害高峰期,5月、6月、7月分别发生地质灾害53处、89处、26处,其总和占全年全市地质灾害总数的78.05%。因此,全年境内地质灾害的发生与全年集中降雨期的分布完全重合[5]。2.2.2空间分布情况根据野外调查结果,境内白田镇发生地质灾害数量最多,共24处,其次为壶天22处,虞塘与月山,均为19处,各乡镇地质灾害的具体数量所占比例及分布见下表[1]。

2.3滑坡发育特征

滑坡是湘乡市发生数量最多、分布范围最广的地质灾害,几乎每年都有发生,但形成灾害并造成重大损失的只有很少一部分。市内现有滑坡共102处,占全市地质灾害总数的47.44%。引发因素主要为大气降水及各类工程切坡等。在类型上,区内滑坡以小型土质滑坡为主,灾情以一般级为主,险情以一般级为主[1]。

2.4崩塌发育特征

崩塌在湘乡市较为常见,全市共发生崩塌86处,为数量第二多灾种,占全市地质灾害总数的40.00%。主要分布于白田、梅桥、谭市、月山、中沙等镇的丘陵山区,以岩土体边坡崩塌为主。威胁人口达130人,潜在经济损失745万元,占全市地质灾害潜在经济损失的4.86%。引发因素主要为大气降水及道路建设、建房、露天采矿切坡等人类工程活动。规模以中型为主,灾情为一般级,险情以一般级为主。[3]

2.5泥石流发育特征

截至2019年底全市共发生泥石流10处,占全市地质灾害总数的4.65%,潜在经济损失3347万元,主要分布于白田镇、月山镇、壶天镇坡度较陡、地形切割强烈、沟床纵坡降大、地表岩体风化强烈、碎屑物来源丰富的板岩及花岗岩区的低山-丘陵区。类型主要为沟谷型稀性泥石流。规模以中型和小型为主。[3]

3地质灾害影响因素研究分析

3.1地形地貌

区内的地形地貌为地质灾害提供了有利条件。市内低山丘陵区是地质灾害多发区。境内80%的滑坡发育在坡度为30°~50°的斜坡地段。斜坡坡脚大于50°时,灾害类型主要为崩塌。境内90%的地质灾害分布在海拔80~500m高程之间。境内95%的灾害点分布在海拔100~200m高程之间。

3.2地层岩性

地层岩性是该区地质灾害发育的基本因素。湘乡市境内北部、中部、南部大面积分布的为花岗岩。花岗岩区较易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。花岗岩岩石风化强烈,多球状风化,风化层中多球状巨石,残坡积层发育,岩性多为砂土、碎石、含砾粉质粘土,土体结构多疏松,密实度差。西部棋梓、翻江镇泥盆系佘田桥组(D3s)、锡矿山组(D3x)地层分布较广泛,易发生小型浅层残坡积土质滑坡,佘田桥组(D3s)以泥灰岩为主,锡矿山组(D3x)以砂、页岩为主,岩石风化较强烈,残坡积层较发育,岩性多为含碎石粉质粘土,非常松散,透水性较好,易引发滑坡。境内南部虞塘、栗山、中沙地层岩性多为板岩、变质砂岩,岩石风化较强烈,节理裂隙发育,风化的残坡积层以碎石土为主,土体结构疏松,密实度差,透水性强,遇人工切坡易发生滑坡,坡度较陡时易引发崩塌。岩溶塌陷发生在境内西部壶天镇,分布于二叠纪、三叠纪的碳酸盐岩区,由于恩口煤矿地下开采大量抽排水影响,区域地下水均衡受到破坏,岩溶塌陷至今仍频繁发生;采空塌陷位于湘乡市城区北部及北西泉塘镇白垩系戴家坪组(K2d)地层分布区。[1]

3.3地质构造

湘乡盆地斜截韶山弧形构造、金坑冲南北向构造等,长约60km,宽约10km。呈向南东缓倾斜之单斜地层在山枣、东台山等地带与板溪群、上古生界岩层呈断层接触。该断层走向约45°,长达60km,切截南北向、华夏系及帚状构造。地质构造是影响区内地质灾害发育的另一重要因素。主要是通过地层岩性的结构面、破碎带、软弱面影响着区内的地质灾害的分布。在区内构造断层发育的地带,地质灾害的发生密度和频率大大高于其他区域[2]。

3.4降雨

持续的降雨是地质灾害直接引发因素。境内发生的崩塌和滑坡,基本上都发生在雨期,尤其是在强降雨期间尤为突出。境内2016年6月连降暴雨,引发了崩塌、滑坡灾害(隐患)点27处,2017年7月连降暴雨,引发了崩塌、滑坡、泥石流灾害(隐患)点56处,明显地反映出大雨~暴雨是崩塌、滑坡发生的引发主因。2018~2019年区内降雨较少,新增的地质灾害隐患点也较少。据多年统计数据显示,5~7月是湘乡市地质灾害高发生期,该时段产生的地质灾害约占总数的78.05%。境内滑坡地质灾害发生与年内集中降水时段完全一致。暴雨会使地表松散土体在瞬间储存大量降水,除增加了本身重量外,地表水的大量渗入还使土体因荷载形成的拉张裂缝泥化、上下贯通,短时内致使滑带摩擦力大大降低,从而引发滑坡。

3.5人类工程活动

人类活动是引发滑坡崩塌的主要因素。当地村民建房和道路设施设备等主要人类活动主要分布在低山丘陵区域,区域内边坡开挖非常普遍。据调查结果,境内崩塌滑坡多数发生于屋后的人为切坡和修建道路时形成的两侧切坡,少部分为水渠或其他工程活动,总之离不开人类工程活动。切坡建房或其它工程活动,形成线状较陡倾的临空面,为滑坡崩塌提供了易发条件,使其能量找到消减的出口,最终引发滑坡、崩塌。滑坡多以牵引式为主,崩塌多以滑移式为主。境内95%的灾害点在海拔高100~200m高程之间。该高程区域内,多为村民建房和道路建设等人类活动区域,边坡开挖普遍[5]。

4结论

(1)湘乡市地形地貌丰富、地层岩性多样、地质构造较复杂,在春夏两季降水尤为丰富,局部地区人工活动强烈,较容易诱发地质灾害。区内地质灾害以中小型滑坡、崩塌为主。其次为不稳定斜坡、泥石流、地面塌陷。地形地貌、地层岩性、地质构造为地质灾害发生起主导作用,即内动力因素。大量的持续性暴雨及不甚合理的人类工程活动是引发地质灾害的诱导因素,即外动力因素[2]。(2)根据调查结果,针对威胁人口和财产均较少的单独住户,地质灾害破坏程度较重,治理难度较大,治理的可行性不好的地灾点,建议搬迁避让。针对治理可行性好的滑坡、崩塌,因威胁人口和财产较多,采用治理工程可达到较好防治目的,建议进行工程治理。针对规模不大但危险较重,急于处理的崩塌滑坡,建议应急排危除险,在一定范围内立警示牌。(3)建议进一步开展野外详细排查,开展地质灾害高精度调查;系统收集气象资料及成果,进行气象预警分区研究。

参考文献

[1]张联志,屈添强,文婷.湖南省湘乡市地质灾害排查报告[R].湖南湘潭,湖南省有色地质勘查局二总队,2019.

[2]王昆.四川省洪雅县地质灾害发育特征及影响因素分析[J].四川地质学报,2011(03):87-90.

[3]柏道远,熊雄,杨俊,等.雪峰造山带中段地质构造特征[J].中国地质,2014(02):89-108.

[4]唐淑晖,张玉娟,贺良.湖南省湘乡市1:5万地质灾害详细调查报告[R].湖南湘潭,湖南省地质调查院,2016.

[5]张联志,屈添强.湘乡地区典型地质灾害分布时空特征简析[J].江西建材,2020(06):67-68.

作者:文婷 单位:中南大学地球科学与信息物理学院

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