山區突發性地質災害形成條件及影響因素分析

2019-08-20 01:08:02 中國房地產·綜合版 2019年5期

焦洋

摘要:近年來,我國各種自然災害和人為災害時有發生,給人民群眾的生命財產造成重大損失,特別是山區地質災害發生的次數增多,災害程度增加,分布面積不斷擴大,對我國國民經濟和社會安定造成比較嚴重的影響。地質災害的發生與地形地貌、地層巖性、地質構造、地下水與地表水、降雨及人類工程活動密切相關,其中地形地貌、地層巖性、構造運動是地質災害形成的基本條件,氣象、人類工程活動是地質災害發生的重要誘發因素。因此,及時總結以往工作經驗,分析研究薊州區山區突發性地質災害形成條件及影響因素是十分必要的。

關鍵詞:薊州區;地質災害;影響因素

中圖分類號:P694

文獻標識碼:B

文章編號:1001-9138-(2019)05-0072-75

收稿日期:2019-04-01

1 引言

所謂地質災害是以地質動力活動或地質環境異常為主要成因的自然災害,包括滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等。地質災害是地質活動與人類活動相互作用的結果。地質災害的發生與地形地貌、地層巖性、地質構造、地下水與地表水、降雨及人類工程活動密切相關,其中地形地貌、地層巖性、構造運動是地質災害形成的基本條件,氣象、人類工程活動是地質災害發生的重要誘發因素。

近年來,經濟的飛速發展和人類活動的劇增,我國各種自然災害和人為災害時有發生,給人民群眾的生命財產造成重大損失。特別是山區地質災害發生的次數增多,災害程度增加,分布面積不斷擴大,對我國國民經濟和社會安定造成比較嚴重的影響。同時,隨著全面實現小康的步伐加快,中國的城鎮建設還將大規模進行。居民點、旅游景點、工礦企業、重要公路建設等投資大,建設周期長,如受到突發性地質災害的破壞,必然給我國國民經濟的發展造成嚴重損失。因此,及時總結以往工作經驗,分析研究山區突發性地質災害形成條件及影響因素是十分必要的。

2 研究區概況

研究區位于天津市最北部,燕山南麓,屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,四季分明,季風顯著。降水量年內和年際變化大,年內降水量分配極不均勻。研究區位于燕山山脈與華北平原交接地帶,地形地貌比較復雜。屬華北地層區燕遼地層分區,前新生代各斷代地層的發育與區域地層基本相同。研究區處在華北地臺,燕山臺褶帶的薊寶隆褶上,涉及薊縣穹褶和寶坻凹褶兩個次一級構造單元。

3 突發性地質災害形成條件及影響因素分析

3.1 地形地貌條件

地形地貌是地質災害發生和活動的基礎,它在很大程度上決定了地質災害形成的類型、數量和規模。研究區的地貌類型可分為中低山、低山丘陵、山間盆地和山前沖積洪積平原。總體地勢北高由低,北部及西部中低山區處于構造抬升區,山勢陡峻,溝谷發育,縱坡降較大,溝谷上游又有支溝利于匯水。而長年有水的河流不發育,多為季節性的河流,河道常常被分選差的沖積、洪積、殘積物所阻塞,為泥石流發生的地形地貌基礎。大部分低山丘陵地區,由于地形相對低緩,自然形成的用滑流災害的強度相對前者低,但人類工程活動強烈,對原有地形地貌破壞較大,從而引發用滑流地質災害。

研究區用塌、滑坡和泥石流的分布與地貌單元類型存在密切的依存關系,集中分布在中低山和低山丘陵地帶,分別占24.4%和75.6%,見表1。

3.2 地層巖性

地層巖性是產生地質災害的物質基礎,有的斜坡由堅硬的巖石組成,有的斜坡由軟弱的巖石組成,有的斜坡則白土組成,見表2。由于組成巖性的不同,它們的抗剪強度各不相同,發生崩滑的難易程度也就不同。在堅硬、脆性塊狀結構的巖層上,如石灰巖、礫巖、砂巖、花崗巖等,抗剪強度很大,地質災害主要表現為由于風化作用和人類工程活動形成的用塌和剝落。而結構松散,抗剪強度和抗風化能力低,在水作用下容易發生變化的松散覆蓋層、頁巖、泥巖等均是易于產生滑坡的地層。滑床巖體多為含有泥巖、頁巖、泥灰巖等軟弱巖層,由于軟弱巖層抗風化能力差,風化產物中含有較多的粘土、泥質顆粒,這些物質既具有很高的親水性、脹縮性、用解性等特征,同時又是相對隔水層。當雨水下滲到此界面時,形成流通面,潤滑滑動面,加速滑坡體下滑。巖石地層各巖組物理力學性質及風化程度不一,其風化產物的多寡也決定泥石流活動的強弱。

3.3 地質構造

地質構造對地質災害的形成發育有著明顯的影響作用。一是地質構造控制著本區地貌的總體格局,在構造運動上升區形成中山、低山地貌,山勢險峻,溝谷深切,臨空面發育,易發生用塌、滑坡、泥石流災害;二是各種地質構造結構面,如巖層中的各種節理、裂隙、層理面、斷層面、巖性界面等,是形成地質災害的內在地質環境條件;三是地質構造影響帶內,巖土體的結構、物理性質和力學強度都受到影響,尤其在褶皺軸部、轉折端、斷裂帶及其兩側,構造裂隙發育,巖體易于風化,風化層厚,巖石破碎,有利于崩塌、滑坡的形成。

研究區的地貌格局主要受薊州區山前斷裂、黃崖關斷裂、楊莊斷裂控制。構造抬升運動,使河流不斷深切,斜坡陡峻,溝谷發育,為崩塌、滑坡和泥石流的形成提供了有利的地形條件。許多斷裂和小型構造形成的破碎帶,巖石支離破碎,溝谷發育,崩塌、滑坡的碎屑物為泥石流的產生提供了物質來源。

3.4 地表水與地下水

地表水入滲到斜坡軟弱結構面,可軟化結構面并降低其強度,同時也是加劇邊坡失穩的潤滑劑,這種作用在雨季更加明顯。豐水期地表水入滲較強,水位升高,作用面增大,土體軟化面變大,抗滑阻力減小,當邊坡處于極限平衡狀態時,由拉張裂縫和土體節理、孔隙滲入的水,可促使土體強度降低、荷載加大,誘發邊坡失穩。另外,降水形成的地表徑流,沖蝕邊坡巖土體,在一定條件下,易激發形成泥石流。

研究區內絕大多數地質災害的發生都有地下水的參與,與地質災害有關的主要為孔隙水、裂隙水。風化坡殘積層的淺層孔隙水使巖土體容重增大,塑性變形加強,抗滑力降低,滲透壓力增高,這是滑坡、泥石流形成的重要誘發因素;在相對隔水部位易形成的上層滯水或飽水帶,增大了巖土體重量,甚至形成孔隙水壓力,而改變了坡體應力狀態,降低了巖土體強度,從而觸發崩塌、滑坡的發生;基巖裂隙水會導致軟弱夾層的軟化或對節理、裂隙或層面等結構面起潤滑作用,形成滑坡床、崩塌面,產生地質災害。

3.5 氣候

研究區年內降水量分配極不均勻,6-8月降水量約占全年降水量的75%以上,一般夏季多為暴雨,秋季時有連陰雨,降水量年際變化很大,豐水年和枯水年相差3-4倍。強烈的融冰化雪、打雷、晝夜溫差和降水等氣候因素都是地質災害的誘發因素,特別是暴雨或長時間的連陰雨是誘發崩滑流的主要因素。連陰雨歷時較長,大部分滲入坡體,從而導致堆積層飽水軟化,粘聚力降低,進而產生了滑動;暴雨強度大、歷時短,遇厚度小,且疏松的殘坡堆積層,一沖便失穩,多隨強降雨形成洪水迅速匯入溝谷,引發泥石流。

3.6 人類工程活動

隨著人口的遞增,經濟的發展和人類社會的進步,人類工程活動對地質環境的破壞與影響愈來愈大,已成為崩塌、滑坡、泥行流地質災害形成的不可忽視的外營力。

3.6.1 采礦活動

研究區迅速發展的建材業給該區的地質環境帶來了不良影響。石料的無序開采破壞植被,使基巖大量裸露,形成了許多不穩定斜坡,開挖坡腳和爆破振動極易誘發崩塌和滑坡,采石形成的棄土廢渣也隨意堆放,使溝內碎屑量劇增,定量棄渣隨意堆放,或堵塞溝床,或懸于坡面,極易形成崩塌及滑坡。

3.6.2 削坡、平基建宅

研究區土地資源有限,新農村、重要經濟、文化和旅游景點建設等工程活動,需要進行削坡,形成大量人工邊坡,臨空面增大,破壞原始斜坡平衡條件。削坡過程中又普遍存在坡度過大,房屋與坡腳之間距離過小,護坡措施不當等問題,易誘發崩塌、滑坡等地質災害。人工在坡頂及坡面堆積棄土,能加大坡體載荷誘發滑坡,如遇到暴雨情況,在較大地表水流的作用下,甚至可能導致工程棄渣形成泥石流,引發更大規模的次生災。

3.6.3 修建公路

修公路時不合理的人工切坡、開挖坡腳在公路沿線形成眾多高陡邊坡,易產生地質災害;修公路棄土傾倒于河道、溝道,為泥石流形成提供了物源;基巖地段采用人工爆破方式丌挖,使原本穩定、完整性好的基巖遭到破壞,形成不規則裂縫、裂隙,在重力及降水作用下與母體剝離、墜落、掉塊而成為崩塌隱患。

3.6.4 農業活動

由于山區平原坦途甚少,山區人口增加,對糧食和其他農產品的需求量逐年增加,毀林開荒以擴大耕地面積在所難免,山坡失去保護,土體疏松,大大加重水土流失,這也是促進泥石流活動的不可忽略的因素之一。

4 結語

薊州區山區突發性地質災害分布明顯受地形地貌、地質構造、巖土體性質、降雨及人類工程經濟活動等因素的控制和影響。地形地貌是地質災害形成的控制性因素。地層巖性是地質災害形成的物質基礎。地質構造是地質災害形成發育的重要影響因素。地下水活動改變了坡體應力狀態,降低了巖土體強度從而誘發斜坡失穩。強降雨或持續降雨,雨水下滲增加了巖土體容重,坡體重量增大,斜坡內部應力發生變化,易破壞斜坡原有的平衡條件導致斜坡失穩。人類工程經濟活動,采礦、修建公路和切坡建房等,區接切割坡腳,形成高陡臨空面,誘發斜坡失穩。

參考文獻:

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