福建省安溪縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及影響因素分析

葉龍珍

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院,武漢 430074;2.福建省地質(zhì)工程研究院,福州 350002)

福建省安溪縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及影響因素分析

葉龍珍1,2

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院,武漢 430074;2.福建省地質(zhì)工程研究院,福州 350002)

為有效防治地質(zhì)災(zāi)害,在調(diào)查的基礎(chǔ)上,總結(jié)安溪縣地質(zhì)災(zāi)害特征,分析其形成條件和影響因素。該縣地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,災(zāi)害發(fā)育基礎(chǔ)條件和動(dòng)力因素較充分,具有易發(fā)育、數(shù)量多、類型全、分布廣、穩(wěn)定性差、突發(fā)性強(qiáng)和危害性大的特點(diǎn)。

地質(zhì)災(zāi)害;特征;形成條件;影響因素;安溪縣

安溪縣位于福建省東南部。其東鄰南安市,西連漳平市、華安縣,南接廈門市同安區(qū)、長(zhǎng)泰縣,北與永春縣為界。地理座標(biāo):北緯 24°50′～25°26′,東經(jīng)117°35′～118°17′。面積 3057.28km2。全縣轄 24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),435個(gè)行政村,人口110萬(wàn)人,平均人口密度349.0人/km2?？h域內(nèi)交通發(fā)達(dá),鐵路、高速公路、國(guó)道、省道及縣、鄉(xiāng)道組成交通網(wǎng)。安溪是“中國(guó)烏龍茶之鄉(xiāng)”,工業(yè)、農(nóng)業(yè)及采礦業(yè)均較發(fā)達(dá),經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。全縣目前已查明的地質(zhì)災(zāi)害及其隱患點(diǎn)有1722處,已造成死亡35人,直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)千萬(wàn)元;仍有地質(zhì)災(zāi)害隱患1613處,威脅2萬(wàn)多人、數(shù)億元財(cái)產(chǎn)安全。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象水文

安溪縣地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。受地形條件和受海洋性氣候影響強(qiáng)弱的差異,內(nèi)(西部)、外(東部)安溪?dú)夂蛴忻黠@的不同:東部基本無(wú)冬,夏長(zhǎng)而炎熱,年平均氣溫19℃～21℃,年平均降水量1546.2 mm(城關(guān)地區(qū));西部則四季分明,春秋長(zhǎng)夏漸短,有短冬,年平均氣溫 16℃～18℃,年平均降水量1985.4mm(蘆田),降水量分布自外安溪向內(nèi)安溪有遞增的趨勢(shì)。年最大降雨量2461mm(1990年),月最大降雨量638.3mm(1990年9月),日最大降雨量318.4mm(2003年8月5日),時(shí)最大降雨量92.0mm(1999年10月9日)。降雨量年內(nèi)分布不均,雨季(3～6月)、臺(tái)風(fēng)季節(jié)(7～9月)和旱季(10月～次年2月),分別占全年總降水量的44%～52%、31%～41%和14%～17%。每年臺(tái)風(fēng)及熱帶風(fēng)暴登陸的頻度約1～3次。據(jù)近18a來(lái)暴雨資料,平均每年大暴雨和特大暴雨約1.8次,出現(xiàn)在6～10月。暴雨往往是受臺(tái)風(fēng)影響形成的,其特點(diǎn)是范圍小、歷時(shí)短、強(qiáng)度大,是地質(zhì)災(zāi)害最主要的誘因之一。

縣域內(nèi)水系發(fā)育,河流分屬晉江和九龍江兩大流域,溪流呈樹(shù)枝狀分布,蜿延曲折,具有河床切割深、坡降大、河面窄小、徑流沖刷作用強(qiáng)之特征。

1.2 地形地貌

安溪地處戴云山脈東南坡,區(qū)內(nèi)地形以山地為主,峰巒疊嶂,山嶺聳峙,丘陵起伏,溝谷縱橫,地形變化較大,最高峰太華尖,海拔1600m,最低處為城廂經(jīng)兜村,海拔僅32m,相對(duì)高差達(dá)1568m。由于地形地貌特征的差異,從湖頭盆地西緣的五閬山至官橋盆地西緣的跌死虎一帶為天然分界線,線以西稱內(nèi)安溪,線以東稱外安溪。外安溪地勢(shì)較低,平均海拔300～400m,以低山、丘陵、串珠狀河谷為主,河谷比較寬闊,丘陵起伏平緩,人口居住密集;內(nèi)安溪地勢(shì)較為高峻,平均海拔600～700m,以山地為主,坡度較大,河谷狹窄。根據(jù)成因和形態(tài)劃分,區(qū)內(nèi)地貌類型主要有:侵蝕構(gòu)造中山、侵蝕構(gòu)造低山、侵蝕剝蝕丘陵及侵蝕堆積河流階地。

1.3 地層與巖漿巖

縣域內(nèi)自老至新出露地層有震旦系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系及第四系。侏羅系分布最廣,面積1 685.59 km2,占全縣總面積的二分之一以上,巖性以火山巖為主;其次是三疊系;其余地層零星分布。

安溪縣地處閩東火山斷拗帶的福鼎-云霄斷陷帶中段,巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁。侵入巖主要分布于中部及東南部,出露面積約998 km2,可分為燕山早期第三階段、晚期第一階段及喜山早晚期共四期10次侵入,有大小巖體近百個(gè),酸、中酸性巖為主。巖性以黑云母花崗巖為主,少量花崗斑巖。此外晚侏羅系還有部分淺成、超淺成火山巖體出露,面積約100 km2。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

安溪縣經(jīng)歷過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)期的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,構(gòu)造形跡主要有褶皺及斷裂。區(qū)內(nèi)以斷裂為主的構(gòu)造形跡發(fā)育,主要有 EW、SN、NNE、NE、NEE、NW 構(gòu)造 ,以壓性、壓扭性斷裂為主。

縣域內(nèi)劃分為兩個(gè)烈度區(qū),以白瀨-湖上-長(zhǎng)坑-藍(lán)田-蘆田朝陽(yáng)為分界線,以北烈度為6度,地震加速度為0.05 g;線以南烈度為7度,地震加速度為0.10 g。境內(nèi)多發(fā)生有感地震,周邊最大震級(jí)一般小于4級(jí),烈度最大為6度。地震對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害影響較小。

1.5 水文地質(zhì)

縣域內(nèi)地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖巖溶水和基巖裂隙水3種類型。其中松散巖類孔隙水分布于河流兩岸第四系堆積層中,水力性質(zhì)以潛水為主,含水量中等-貧乏。其余類型水含水量均較貧乏。地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給,部分也接受側(cè)向補(bǔ)給,其徑流速度、途徑受季節(jié)變化影響較大,最終以片流或泉的形式排泄于地表。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征[1,2]

2.1 地質(zhì)災(zāi)害類型

安溪縣已查明的地質(zhì)災(zāi)害隱患類型有崩塌、滑坡、泥石流、采空地面塌陷和不穩(wěn)定斜坡(表1)。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害空間分布特征

地質(zhì)災(zāi)害空間分布不均,既有明顯的區(qū)域變化,又有局部的強(qiáng)烈差異。地質(zhì)災(zāi)害主要分布在山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(表2),其中,低山-丘陵山區(qū)較為發(fā)育,這與村莊分布及其交通通道密切相關(guān),呈現(xiàn)出明顯的片狀和線狀分布特點(diǎn)。全縣24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有地質(zhì)災(zāi)害分布,平均分布密度0.527 5處/km2。按絕對(duì)數(shù)量分,排在前5位的是:魁斗、龍涓、劍斗、感德和桃州;按每平方公里分布密度分,排在前5位的是:魁斗、劍斗、湖上、桃州和蓬萊。

表1 地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)類型統(tǒng)計(jì)表Table 1 Types of potential geo-hazards

表2 安溪縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害及其隱患點(diǎn)分布狀況一覽表Table 2 Geo-hazards and potential geo-hazards in each of the tow nshipsof Anxi County

2.3 地質(zhì)災(zāi)害時(shí)間分布特征

時(shí)間分布不均,受降雨等因素控制,每年地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在雨季。主要發(fā)生大暴雨、特大暴雨集中的年份 ,如 1990 年 、2000 年 、2002 年 、2003 年 、2005年。在月份上,又以6～9月發(fā)生頻率最高,占災(zāi)害總數(shù)的80%以上。另外,地質(zhì)災(zāi)害還與降雨強(qiáng)度密切相關(guān),強(qiáng)度越大,災(zāi)害發(fā)生概率越大。如2000年共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害461處,其中6月(182處)、8月(273處)發(fā)生頻率最高,分別占該年災(zāi)害數(shù)的39.48%和59.22%,這主要與2000年6月18日與8月24日兩次強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨有關(guān)。

2.4 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模特征

規(guī)模上以小型土質(zhì)崩塌、滑坡為主(表3、表4),其特點(diǎn)是發(fā)生迅速,具有多期性和繼承性,滑坡活動(dòng)有時(shí)與泥石流及水土流失相伴生,形成災(zāi)害鏈。由于前緣開(kāi)挖形成高陡邊坡,在適宜條件下,滑動(dòng)前可積聚很大能量,因而滑動(dòng)急劇,帶有崩塌特點(diǎn);在粘性土邊坡中,可常見(jiàn)到面積數(shù)平方米到數(shù)十平方米的小型溜塌體,多出現(xiàn)在邊坡中部,這是局部表層土體飽水所致。

表3 崩塌規(guī)模統(tǒng)計(jì)表Table 3 Collapse sizes

表4 滑坡規(guī)模統(tǒng)計(jì)表Table 4 Landslide sizes

2.5 穩(wěn)定性與災(zāi)情險(xiǎn)情特點(diǎn)

已查明的1 613處地質(zhì)災(zāi)隱患點(diǎn)中,發(fā)展趨勢(shì)穩(wěn)定性差有725處,穩(wěn)定性較差有836處,分別占總點(diǎn)數(shù)的44.95%和51.83%。從已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害看,除個(gè)別點(diǎn)外,災(zāi)情均較輕。潛在危害程度有:特大級(jí)1處,重大級(jí)25處,較大級(jí)643處,一般級(jí)944處(表 5、表 6)。

表5 地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)穩(wěn)定狀態(tài)評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)結(jié)果表Table 5 Evaluation and p rediction about the stability of the potential geo-hazards

2.6 公路及房后地質(zhì)災(zāi)害特征

公路及房后邊坡具有相同或相近的地形地質(zhì)條件,所以在這些地帶土質(zhì)滑坡往往有群發(fā)特點(diǎn),成串出現(xiàn),造成嚴(yán)重危害。調(diào)查表明,當(dāng)降雨強(qiáng)度超過(guò)一定閾值時(shí),災(zāi)害普遍發(fā)生,如2000年8月24日的特大暴雨誘發(fā)了273處地質(zhì)災(zāi)害,占本年災(zāi)害總數(shù)的59.22%。

表6 地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)危害程度評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)結(jié)果表Table 6 Evaluation and p rediction about the harmfulnessof the potential geo-hazards

2.7 滑坡特征

滑坡的出口明顯受控于開(kāi)挖臨空面的坡腳,公路沿線路塹邊坡和房后切坡所見(jiàn)大量滑坡均由坡腳剪出。其原因有二,一是此處應(yīng)力集中,極易首先發(fā)生破壞,二是這里也是滲透到土層中的降水的出口;破碎巖石滑坡周界有各種性質(zhì)的結(jié)構(gòu)面控制,多呈折線狀,但不及巖石滑坡明顯;巖石滑坡的形成與巖性和巖體結(jié)構(gòu)關(guān)系密切,多出現(xiàn)在層狀巖體,尤其是軟硬交互的沉積巖中。

2.8 地質(zhì)災(zāi)害與人類活動(dòng)的關(guān)系

與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)密切相關(guān),人類活動(dòng)加劇了地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng),災(zāi)害活動(dòng)對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成越來(lái)越嚴(yán)重的破壞,成為阻礙當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。區(qū)內(nèi)95%以上地質(zhì)災(zāi)害與人類活動(dòng)有關(guān),且災(zāi)害類型與人類工程活動(dòng)的強(qiáng)度和方式密切相關(guān),如崩塌、滑坡主要發(fā)生于房前屋后、交通通道兩側(cè)的切坡地段,而采空塌陷和泥石流則主要發(fā)生在礦山范圍及其周邊。

3 地質(zhì)災(zāi)害形成條件與影響因素分析

3.1 地質(zhì)災(zāi)害形成條件

地質(zhì)災(zāi)害形成條件是指先期存在于斜坡體中相對(duì)穩(wěn)定的不會(huì)有急劇變化的斜坡體固有的地質(zhì)特征,包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌特點(diǎn)及水文地質(zhì)條件等。區(qū)內(nèi)火山巖、花崗巖分布面積廣,巖層(或巖體)經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造疊加作用,巖石破碎,風(fēng)化程度隨巖石強(qiáng)度變化嚴(yán)重不均,工程力學(xué)性質(zhì)差異較大,形成了區(qū)內(nèi)以中低山-低山-高丘陵為主的地貌類型。據(jù)調(diào)查資料,區(qū)內(nèi)有88.2%的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生于該兩類巖土體中。

實(shí)踐證明,不論由何種巖土體構(gòu)造的斜坡,產(chǎn)生滑坡必須具備兩個(gè)基本條件[3]:一是坡體中有可能形成貫通的滑動(dòng)面,二是潛在滑動(dòng)面上坡體具有較好的滲透性,利于地表水下滲,相對(duì)集中地聚集在潛在滑動(dòng)面部位。構(gòu)成坡體的第四系堆積物下面存在著相對(duì)不透水的隔水層頂面,堆積體本身發(fā)育有大量滲水通道,加上地表人工破壞,地表水通過(guò)滲水通道下滲到相對(duì)隔水層頂面,便會(huì)在這里聚集漫延,這個(gè)面上原有的c、φ值會(huì)因水分的聚集而降低,當(dāng)其降低到不能維系上覆坡體的平衡時(shí),這一部分坡體便開(kāi)始了滑動(dòng),形成滑坡。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害影響因素

縣域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的影響因素有自然因素和人為因素。屬于自然方面的有大氣降水、河岸沖刷、河(庫(kù))水位升降等,區(qū)內(nèi)主要是大氣降水影響;屬于人類活動(dòng)的有開(kāi)挖坡腳、坡上加載、采空地面塌陷、破壞植被、水源滲漏等。

降雨和人類工程活動(dòng)是誘發(fā)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害最主要的因素之一。研究表明,滑體的蠕滑速率與降雨具有明顯的相關(guān)性,且在時(shí)間上有一定的滯后特點(diǎn),這種滯后與降雨強(qiáng)度直接相關(guān),只有當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到150 mm/d以上時(shí)[4],滑坡常在峰值時(shí)發(fā)生。如2000年月6月和8月的兩次暴雨,誘發(fā)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害幾乎均在這次峰值降雨期間發(fā)生。

人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響是直接且持續(xù)的,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展,對(duì)自然環(huán)境的攫取幅度會(huì)不斷加大,人為引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害將更加嚴(yán)重。

植被的影響既有有利的一面,也有不利的一面[5]。表現(xiàn)在:植被有利于坡體中水分的蒸發(fā),植物根系在其影響所及的范圍內(nèi)提高了土層的(抗剪)強(qiáng)度;植被(尤其是喬灌木)本身增加了坡體的重量,所謂“根劈”作用還會(huì)促進(jìn)巖石裂縫的發(fā)展有利于表水下滲。一般地說(shuō),草皮對(duì)斜坡穩(wěn)定性的影響總是有利的,而木本植物則在兩可之間——對(duì)深層滑坡可能是不利的,對(duì)淺層滑坡可能是有利的。安溪縣滑坡除少數(shù)滑坡外,幾乎均為淺層(<6 m)滑坡,發(fā)生滑坡的山坡絕大多數(shù)分布在經(jīng)濟(jì)林區(qū),如毛竹林、柑橘園及茶園等,這些山坡原始林遭到嚴(yán)重破壞,林地結(jié)構(gòu)單一,植物根系淺部發(fā)育,且經(jīng)常除草松土有利于地表水入滲,因而易誘發(fā)淺層滑坡。

4 結(jié)語(yǔ)

安溪縣地質(zhì)環(huán)境條件較復(fù)雜,產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)條件和動(dòng)力因素比較充分。地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育,數(shù)量較多,類型較全,分布廣泛,穩(wěn)定性差,突發(fā)性強(qiáng),危害性較大。在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查基礎(chǔ)上,總結(jié)了縣域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,深入分析了地質(zhì)災(zāi)害的形成條件和影響因素,為有效地防治地質(zhì)災(zāi)害提供了可靠依據(jù)。

[1] 福建省地質(zhì)工程勘察院.福建省安溪縣地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)復(fù)核調(diào)查報(bào)告[R].福建省地質(zhì)工程勘察院,2008.

[2] 福建省地質(zhì)工程勘察院.福建省安溪縣潛在地質(zhì)安全隱患點(diǎn)調(diào)查報(bào)告[R].福建省地質(zhì)工程勘察院,2008.

[3] 王恭先,等.滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2007.

[4] 殷坤龍,等.浙江省突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2005:86-87.

[5] 張倬元,等.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.

CHARACTERISTICSOF GEO-HAZARDS AND THEIR INFLUENCE FACTORS IN ANXI,FUJIAN PROVINCE

Ye Long-zhen1,2
(1.Department of Environmental Sciences,China University of Geosciences,W uhan 430074,China;2.Fujian Geological Engineering Survey Institute,Fuzhou 350002,China)

Based on the surveys,the characteristicsof the geo-hazards in Anxi,their formation conditions and influencing facto rs are discussed fo r their effective p revention.W ith comp licated geological conditions and p lentiful facto rs,they are characterized by easy development,large quantity,type diversity,w ide distribution,instability,suddenness and harmfulness.

geo-hazards;characteristics;fo rmation conditions;factors;Anxi County

P694

A

1006-4362(2011)02-0046-04

2011-02-09 改回日期: 2011-03-28

葉龍珍(1975- ),男,工程碩士,工程師,主要從事工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)工作。