漢中市漢臺區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育特征及分布規(guī)律研究

賀衛(wèi)中，李永紅，向茂西

(陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西 西安 710054)

2008年“5·12汶川大地震”、2010年陜南山洪引發(fā)的地質(zhì)災害，給漢臺區(qū)人民群眾生命財產(chǎn)造成了嚴重損失。目前漢臺區(qū)發(fā)育地質(zhì)災害點89處，潛在威脅3 180戶14 744人13 349間房、4個單位、2所小學、1座礦山、620畝耕地、4 160m 公路的安全［1］。

研究漢臺區(qū)地質(zhì)災害的發(fā)育特征和分布規(guī)律［2］，為漢臺區(qū)地質(zhì)災害防治管理部門提供防治對策依據(jù)。

1 地質(zhì)環(huán)境基本特點

1.1 自然地理

漢臺區(qū)地處陜南山區(qū)中部，北高南低，北部為秦嶺山地，南部為漢江平原。境內(nèi)最高點為秦嶺溜石板梁，海拔2 037m，最低點為491.6m，相對高差1 546m。地貌可劃分為南部平原區(qū)、中部丘陵區(qū)和北部中低山區(qū)。

漢臺區(qū)屬北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，氣候溫和、雨量充沛，四季分明。受地形影響具明顯差異，丘陵區(qū)氣溫高于山區(qū)氣溫，年均氣溫14.8℃。

漢臺區(qū)由西向東、由南向北降水量逐漸增多，年均降水量788.56 mm。降水集中于6－9月，占全年降水量的62%，暴雨集中于7－9月，也是地質(zhì)災害的高發(fā)期。

區(qū)內(nèi)河流屬長江水系漢江流域，境內(nèi)最大河流為漢江及褒河，褒河316國道沿線崩塌地質(zhì)災害密度較大，約1處/km。

1.2 地層巖性與巖土體

區(qū)內(nèi)出露震旦系、寒武系、石炭系及第四系地層，巖性以絹云綠泥石片巖、千枚巖夾灰?guī)r，黑云母石英片巖、二母云石英片巖夾大理巖及粘土、砂質(zhì)粘土組成。基巖集中分布在北部中低山地區(qū)，第四系主要分布在平原區(qū)、丘陵區(qū)及山區(qū)斜坡地帶，二級階地后緣和三級階地區(qū)膨脹土［3］極為發(fā)育，為區(qū)內(nèi)粘土滑坡的主要組成部分。

按巖石強度、結構類型、建造類型，將區(qū)內(nèi)巖土體劃分為［4］:堅硬塊狀花崗巖類;較堅硬中厚層狀碳酸鹽類;較堅硬—較軟黑云母石英片巖類;較軟中淺變質(zhì)巖類;含礫粘土類;粘土及粉質(zhì)粘土類。堅硬—較堅硬巖石易產(chǎn)生崩塌。

1.3 地質(zhì)構造與新構造運動

該區(qū)位于揚子板塊與秦嶺板塊結合帶之秦嶺板塊之上，屬康縣—略陽—勉縣華力西褶皺帶。褶皺、斷裂及次級節(jié)理裂隙構造發(fā)育。區(qū)內(nèi)褶皺構造總體為軸向北東東的復式緊閉褶皺，表現(xiàn)為地層傾角大，褶皺緊閉，軸面劈理發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷層構造較為發(fā)育，主要為次級順層走向斷層，規(guī)模較大的老杖溝斷層及河東店—塔南坡斷層。受褶皺、斷裂影響，區(qū)內(nèi)巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，沿節(jié)理裂隙易發(fā)生崩塌災害。

新構造運動是古老斷裂構造運動的復合，具明顯的繼承性，在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為南部深大斷裂斷陷，北部山區(qū)抬升，從南向北第四系地層由厚變薄。第四紀構造升降活動為滑坡等多種地質(zhì)災害發(fā)生提供了地形、地貌條件及物質(zhì)來源。

1.4地震及人類工程活動

本區(qū)地震具持續(xù)活動特點，根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，漢臺區(qū)地震動峰值加速度為0.10 g，地震動反應譜特征周期為0.40 s，地震設防烈度為7度區(qū)。

區(qū)內(nèi)人類工程活動主要有道路建設、削坡建房、礦產(chǎn)開發(fā)。人類工程活動常常誘發(fā)大量的地質(zhì)災害。

由引可見，誘發(fā)漢臺區(qū)地質(zhì)災害的主要因素為地形地貌、降雨量、地層巖性、巖土體類型、新構造運動、植被覆蓋程度及人類工程活動影響等。

2 地質(zhì)災害類型

漢臺區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災害類型有滑坡、崩塌和泥石流三種，現(xiàn)狀發(fā)育地質(zhì)災害點89處，其中滑坡59處、崩塌24處、泥石流6處，分別占災害點總數(shù)的66.3%、27.0%和6.7%。災害類型中以滑坡災害最為發(fā)育，崩塌次之。

2.1 滑坡

滑坡為區(qū)內(nèi)最發(fā)育的地質(zhì)災害類型，具分布廣，數(shù)量大，活動性強的特點。

通過對59處滑坡災害點類型統(tǒng)計認為:漢臺區(qū)滑坡以殘坡積層和粘土滑坡為主、為滑體厚度大部分小于10m的淺層滑坡、穩(wěn)定性以較差為主、險情等級［5－7］以小型為主、運動形式主要為推移式、誘發(fā)因素以自然因素為主;發(fā)生年代均為正在發(fā)生滑動的新滑坡。

2.2 崩塌

區(qū)內(nèi)崩塌災害較為發(fā)育，崩塌類型主要為巖質(zhì)崩塌，共24處，主要集中分布于河東店鎮(zhèn)—萬年橋的新老316國道沿線。由于修路開挖、爆破形成高陡邊坡，巖體的完整性受到破壞，加之表層風化、破碎，裂隙節(jié)理發(fā)育，雨水或地表水體的入滲，形成不穩(wěn)定巖體，在降水或自重等外營力作用下發(fā)生崩塌。崩塌分類統(tǒng)計見表1。

表1 崩塌分類統(tǒng)計表

從其規(guī)模來看，多為中型崩塌;從穩(wěn)定性看:穩(wěn)定性差11處、穩(wěn)定較差13;從誘發(fā)因素來看，其成因均與人類工程活動有密切關系;從破壞方式來看，均為傾倒式。

2.3 泥石流

區(qū)內(nèi)有泥石流6處，按其流域形態(tài)、物質(zhì)組成、固體物質(zhì)提供的方式、堆積物體積等方面進行類型分析，見表2。

表2 泥石流分類統(tǒng)計表

綜上所述，該區(qū)地質(zhì)災害類型主要以滑坡為主，是區(qū)內(nèi)發(fā)育最廣，最普遍的災害類型，其次為崩塌、泥石流;滑坡以小型殘坡層滑坡為主;崩塌均為巖質(zhì)崩塌，以為中型為主;泥石流以小型溝谷型泥石流為主，主要由采礦棄渣引發(fā)。

3 地質(zhì)災害發(fā)育特征

漢臺區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特點及人類工程活動等誘發(fā)因素，決定了地質(zhì)災害的發(fā)育特征。

3.1 滑坡

3.1.1 形態(tài)特征

滑坡的形態(tài)特征與滑體分布范圍、地形相關。殘坡積層滑坡形態(tài)一般多呈方形、簸箕形或長形，而粘土滑坡或膨脹土滑坡形態(tài)不規(guī)則。

59個滑坡，根據(jù)其縱軸A(主滑方向)和橫軸B(垂直主滑方向)長度比將滑坡的平面形態(tài)分為三類，A/B≥1.5，滑體近舌狀或順滑向呈長形有3處，占滑坡總數(shù)的5.09%;0.8≤A/B＜1.5，滑體近方形有23處，占滑坡總數(shù)的 38.98%;A/B＜0.8，滑體呈簸箕形有33處，占滑坡總數(shù)的55.93%。

3.1.2 長、寬、厚度及坡度特征

滑坡體長度跨度范圍較大，但主要集中在50～100m之間的最多，有24處，占滑坡總數(shù)的40.68%，見圖1。

圖1 不同長度區(qū)間內(nèi)分布的滑坡個數(shù)

滑坡體寬度跨度范圍亦較大，主要集中在50～100m間，有21處，占滑坡總數(shù)的35.59%，見圖2。

圖2 不同寬度區(qū)間內(nèi)分布的滑坡個數(shù)

滑坡厚度分布范圍為1～15m，主要集中在10m以下，有44處，占滑坡總數(shù)74.58%，見圖3，說明漢臺區(qū)滑坡大部為淺層滑坡。

滑坡坡度在 30～50°之間，有 36處，占滑坡總數(shù)61.02%，這也說明坡度在30°～50°的斜坡體為滑坡高易發(fā)區(qū)，見圖4。

3.1.3 滑體、滑動面及滑帶特征

滑體:區(qū)內(nèi)滑坡主要為潛在滑坡，受原始斜坡地層結構控制，層理與原巖土體基本相同，土層結構大部分尚未擾動。

滑動面:埋藏于滑體之下，滑動面主要為土體內(nèi)部薄弱面以及裂隙面，屬于粘土層內(nèi)錯動?；瑒用姘雌湫螒B(tài)可分為弧形、直線型。殘坡積層滑坡滑動面多為直線型，見圖5;粘土滑坡滑動面多呈弧形，見圖6。及由于采礦引起的斜坡滑塌堆積物等。礦山在開采過程中產(chǎn)生的廢渣和就近堆積于溝道內(nèi)，導致溝道大范圍堵塞，在強降雨的作用下形成泥石流，沿溝道流通堆積產(chǎn)生破壞。

圖3 不同厚度分布的滑坡個數(shù)

圖4 不同坡度區(qū)間分布的滑坡個數(shù)

圖5 青沙河殘坡積層滑坡(HT0049)滑面呈直線型

自然因素所形成的泥石流境內(nèi)有1處，分布于河東店鎮(zhèn)螞蝗溝內(nèi)，其物源多為兩側坡體產(chǎn)生的松散物，在暴雨作用下，易成為泥石流隱患威脅中下游村民的安全。區(qū)內(nèi)泥石流形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)三區(qū)明顯［8］，形成區(qū)位于上游溝腦，物源主要為采礦棄渣，流通區(qū)位于溝道中游，沖洪積物沿溝道迂回前行，下游支溝與主溝交匯處為堆積區(qū)。

滑帶:是坡體下滑過程中滑動面與滑床之間的錯動帶。本區(qū)的粘土滑坡滑帶一般為粉質(zhì)粘土，可見擦痕，鏡面等，土體呈可塑～軟塑狀，厚度小于0.5m。對于膨脹土滑坡，其滑帶土的礦物成分主要為蒙脫石、高嶺土等，顏色為灰白色—灰綠色，土體呈硬—可塑及軟塑狀，富含鈣質(zhì)結核，裂隙發(fā)育，灰白色粘土質(zhì)薄膜賦予裂隙表面。該層見水易膨脹軟化、泥化，形成軟弱結構面，在自重或其它因素影誘發(fā)下，形成滑坡。如:紅星村三、四組滑坡勘查時，在TC3探槽中見到的滑帶土，就屬于此類型。

圖6 楊家山村四組粘土滑坡(HT0060)滑面呈弧型

3.2 崩塌

漢臺區(qū)崩塌多發(fā)生在316國道沿線、通村公路邊基巖裸露的高陡斜坡之上，運動方式為傾倒式崩塌。主要由于修路開挖削坡，加之巖體松動，在卸荷應力的作用下形成卸荷裂隙，切割巖體，形成危巖體，最終產(chǎn)生崩塌。另外，還有一部分崩塌體發(fā)育在風化剝蝕嚴重，巖體切割強烈、構造發(fā)育地區(qū)斜坡上部，一般坡度大于45°，局部形成陡崖和鷹嘴形，見圖7，淺層巖體在長期自重剪切力的作用下發(fā)育大量垂直重力裂隙，隨時間推移，在水、地震等的作用下，裂隙面逐漸擴大貫通，最終被裂隙面分割的表層巖體發(fā)生錯斷，形成崩塌。

圖7 光明村四組孫家溝左岸崩塌(HT0084)

崩塌大多發(fā)生突然，人們難以及時預見，具有很強的突發(fā)性，規(guī)律性不太顯著，災前特征不明顯，高崖陡坡處皆可發(fā)生，難以處處設防。由于崩塌都為巖質(zhì)，巖體脫離母巖后多為滾落式下塌，動能和勢能均較大，單個的巖體也能造成建(構)筑物的直接損壞。

崩塌大多發(fā)育在316國道旁，因修路開挖坡腳形成高陡邊坡，邊坡上基巖裸露，節(jié)理、裂隙發(fā)育。根據(jù)對該段節(jié)理裂隙統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)節(jié)理的傾向大部分集中于180°～270°間，見圖8，這與該段的坡體傾向基本一致，在外界作用下易發(fā)生順層向崩塌災害，威脅過往車輛及行人。由于境內(nèi)多為山區(qū)，地形和巖土體復雜，巖塊和孤石堵塞道路的情況時有發(fā)生，防治難度較大，直接危及群眾的安全，時常造成巨大的損失，因此應將人為切坡誘發(fā)的崩塌作為防治重點之一。

圖8 節(jié)理玫瑰圖

3.3 泥石流

區(qū)內(nèi)泥石流地質(zhì)災害數(shù)量不多，但其危害較大，境內(nèi)已查明泥石流地質(zhì)災害6處，全為溝谷型泥石流。據(jù)統(tǒng)計6處泥石流地質(zhì)災害共造成2人死亡、損壞農(nóng)田10畝、沖毀公路50m，災害損失較嚴重。

人類工程活動是誘發(fā)泥石流發(fā)生的主要因素，有5處泥石流屬于該類型，其物源均為采礦產(chǎn)生的廢石渣，見圖9。

圖9 HT0078泥石流平面示意圖

4 地質(zhì)災害分布規(guī)律

4.1 地質(zhì)災害地形分布規(guī)律

由于地質(zhì)地貌的差異，人類工程活動的影響程度不同，地質(zhì)災害北部山區(qū)較發(fā)育，共65處，占總災害點數(shù)的73.00%;中部丘陵區(qū)次之，共 24處，占總災害點數(shù)的27.00%;南部平原區(qū)無災害點，地質(zhì)災害不發(fā)育，見圖10。

4.1.1 北部中低山區(qū)

該區(qū)是境內(nèi)地質(zhì)災害分布最廣的區(qū)域，也是人類活動最為強烈的地區(qū)之一，包括境內(nèi)的中低山地貌和褒河水系及其支流，該區(qū)域范圍內(nèi)地勢高差相對較大，坡度相對較大，堆積層厚度大，人類農(nóng)業(yè)、工業(yè)等生產(chǎn)生活活動強烈，建房切坡、修路挖方、礦山開采等對地質(zhì)環(huán)境的破壞大，尤其因修建G316國道，對邊坡坡腳和坡體中下部破壞大，坡腳高陡臨空面發(fā)育，坡面植被差，地質(zhì)災害尤其是崩塌災害大量發(fā)育。根據(jù)統(tǒng)計，該范圍內(nèi)地質(zhì)災害的數(shù)量占總數(shù)的73%以上，其中，殘坡積層滑坡主要零散分布于人類活動較強地段，崩塌集中分布于公路沿線，泥石流分布于礦區(qū)下游。區(qū)內(nèi)共有災點65處，其中滑坡35處占53.8%，崩塌點24處占36.9%、泥石流點6處占9.3%，以滑坡災害最為發(fā)育，崩塌次之。

圖10 不同地貌單元地質(zhì)災害分布情況圖

4.1.2 南部丘陵區(qū)

該區(qū)是境內(nèi)地質(zhì)災害分布相對較少的區(qū)域，雖然人類活動較強烈，但因地勢平坦，災害發(fā)育較少，該區(qū)主要為滑坡災害，共有24處災害點。膨脹土滑坡分布較為集中，共有15處，占該區(qū)總災害點數(shù)的62.50%，粘土滑坡分布零散，共8處，占33.33%，殘坡積層滑坡僅1處，占4.17%。

4.2 地質(zhì)災害地域分布規(guī)律

各鎮(zhèn)(街道辦)地質(zhì)災害分布極不均勻，從分布數(shù)量、規(guī)模和危害程度等都有差異。對地勢陡峻、交通便利、經(jīng)濟發(fā)達、人類工程活動強烈、人口密度高的鎮(zhèn)(街道辦)地質(zhì)災害分布相對較多;而地勢平坦、人口密度低、人類工程活動弱的鎮(zhèn)(街道辦)地質(zhì)災害分布較少，見表3。從表中看出河東店鎮(zhèn)災害點最多，54處;其次為武鄉(xiāng)鎮(zhèn)，災害點數(shù)17處。從災點類型看:滑坡廣泛分布于區(qū)內(nèi)各個鎮(zhèn)(街道辦)，崩塌只分布在河東店鎮(zhèn);泥石流災點分布于河東店鎮(zhèn)和武鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

表3 各鎮(zhèn)(街道辦)地質(zhì)災害分布情況統(tǒng)計表

從地質(zhì)災害點密度看:排列在前的為河東店鎮(zhèn)、漢王鎮(zhèn)。這些地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件差、人類工程活動強烈，因而地質(zhì)災害頻發(fā)，其中河東店鎮(zhèn)最為突出，密度達0.391處/km2。

4.3 地質(zhì)災害時間分布規(guī)律

在時間域上，地質(zhì)災害呈現(xiàn)出集中分布的規(guī)律。一是在人類活動強烈的時期相對集中。二是在降雨時間相對集中，地質(zhì)災害的發(fā)生和降雨關系密切，主要表現(xiàn)為:多暴雨、連陰雨的年份為各種地質(zhì)災害呈多發(fā)期;在年內(nèi)降雨集中的7、8、9月份為地質(zhì)災害多發(fā)期。

5 結語

通過分析研究認為，漢臺區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育特征和分布規(guī)律主要表現(xiàn)為:

1)漢臺區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災害類型有滑坡、崩塌和泥石流三種，以滑坡災害最為發(fā)育，崩塌次之;

2)通過地質(zhì)災害發(fā)育特征分析:滑坡以小型殘坡積層滑坡為主，平面形態(tài)多樣，主要為方形、簸箕形為主，致災廣泛;崩塌以中型巖質(zhì)崩塌為主、潛在危害大、誘發(fā)因素主要為人類工程活動，變形模式多為傾倒式;泥石流主要為溝谷型泥石流，礦山開采形成的棄渣為泥石流的發(fā)生提供了物源;

3)漢臺區(qū)地質(zhì)災害在地形上，北部山區(qū)較發(fā)育，中部丘陵區(qū)次之，南部平原區(qū)無災害點，地質(zhì)災害不發(fā)育;

4)漢臺區(qū)各鎮(zhèn)(街道辦)地質(zhì)災害分布極不均勻，河東店鎮(zhèn)災害點最多;其次為武鄉(xiāng)鎮(zhèn);從災點類型看:滑坡廣泛分布于區(qū)內(nèi)各個鎮(zhèn)(街道辦)，崩塌只分布在河東店鎮(zhèn);泥石流災點分布于河東店鎮(zhèn)和武鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

5)漢臺區(qū)地質(zhì)災害在時間上主要發(fā)生在雨季，特別是每年的 7、8、9 月份。

掌握漢臺區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育特征和分布規(guī)律，科學制定地質(zhì)災害防治工作方案，有針對性地采取防治措施，對地方政府防災減災工作具有明顯的指導意義。

［1］李永紅，向茂西，賀衛(wèi)中.陜西省漢中市漢臺區(qū)地質(zhì)災害詳細調(diào)查報告［R］.西安:陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.2013.

［2］范立民，何進軍，李存購.秦巴山區(qū)滑坡發(fā)育規(guī)律研究［J］.中國地質(zhì)災害與防治學報.2004(1):44－48.

［3］王璞.勉縣膨脹土滑坡特征及危險性評價方法研究［D］.西安:西安科技大學碩士學位論文.2010.

［4］張茂省，等.陜西省環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告［R］.渭南:陜西省地礦局第二水文地質(zhì)隊.2000.

［5］中華人民共和國國土資源部.縣(市)地質(zhì)災害調(diào)查與區(qū)劃基本要求實施細則(修訂稿).北京:中華人民共和國國土資源部.2006.

［6］中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院.1:50000地質(zhì)災害調(diào)查信息化成果技術要求.北京:中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院.2010.

［7］陜西省地質(zhì)調(diào)查院.陜西省地質(zhì)災害詳細調(diào)查技術要求.西安:陜西省地質(zhì)調(diào)查院.2012.

［8］李永紅，滕宏泉，向茂西，等.陜西省秦巴山區(qū)泥石流災害成因與防治對策研究［R］.西安:陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.陜西省國土資源資產(chǎn)利用研究.2009.