河北懷安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀及防治對策*

郝連成　馮永財　胡延斌

(中國人民武裝警察部隊黃金第七支隊)

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河北懷安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀及防治對策*

郝連成馮永財胡延斌

(中國人民武裝警察部隊黃金第七支隊)

懷安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，主要災(zāi)害類型為滑坡、崩塌和泥石流，控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的因素主要有形成因素(地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性)和誘發(fā)因素(降雨、人類工程活動、地震)。在分析區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布特征的基礎(chǔ)上，將區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分為高易發(fā)區(qū)、中等易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)，并提出了相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治對策，供區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害防治參考。

地質(zhì)災(zāi)害影響因素防治對策

懷安地區(qū)居冀、晉、蒙三省(區(qū))交界處，區(qū)內(nèi)群山縱立，溝壑縱橫，地形地貌獨特，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，加之近年來人類不合理的經(jīng)濟活動，導致地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，對該地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展產(chǎn)生了嚴重影響。本研究結(jié)合區(qū)內(nèi)1∶5區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，對該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類型及其特征進行分析，并分析影響和控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的各種內(nèi)外因素，并對相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施進行探討。

1　調(diào)查區(qū)概況

調(diào)查區(qū)地理坐標：東經(jīng)114°00′～114°30′，北緯40°30′～41°10′，行政區(qū)劃上主要屬張家口市懷安縣，還包括尚義縣、張北縣、萬全縣，內(nèi)蒙古自治區(qū)興和縣以及山西省天鎮(zhèn)縣。區(qū)內(nèi)氣候?qū)贉貛О敫珊荡箨懶约撅L氣候，年均日照時數(shù)2 156h，最高氣溫39.4 ℃，最低氣溫-28.1 ℃，年均氣溫7.5 ℃，平均無霜期140d，年均降水量383.5mm[1]，主要集中于6—8月，多為暴雨。區(qū)內(nèi)主要河流為洋河，水資源較豐富。區(qū)內(nèi)植被覆蓋率較低，水土流失嚴重。區(qū)內(nèi)地貌、地形變化較大，為壩上高原與燕山山脈接壤部位，北部為壩上草原，屬高原丘陵地帶，中南部為西洋河流域，地形起伏較大，主要由中高山組成，海拔750～1 888.5m，相對高差一般為200～800m，有多處懸崖陡壁。地貌上復(fù)雜多樣，主要由山區(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)組成。除西洋河幅、水閘屯幅高山區(qū)外，村莊較密集，套里莊幅壩上草原區(qū)建有大量風力發(fā)電機組。區(qū)內(nèi)斷裂和褶皺發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境較脆弱，為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了有利條件。

2　主要地質(zhì)災(zāi)害類型及特征

2.1滑坡

在區(qū)內(nèi)調(diào)查的各類地質(zhì)災(zāi)害中，滑坡最為發(fā)育(圖1)，以小型土質(zhì)滑坡為主，以黃土滑坡及松散土層沿與基巖的接觸面滑移為主要形式，主要受地形、地層巖性、降雨等因素的影響。該區(qū)域滑坡分布與地層巖性有密切聯(lián)系，主要分布于第四系地層中，以河、溝的岸坡地段及山麓邊緣地帶為主，該類地區(qū)松散土層厚度較大，易產(chǎn)生變形破壞形成滑坡。具體分布于鹿尾溝鄉(xiāng)張家灣村南部、二道溝—六道溝一帶以及東洋河、西洋河、南洋河河谷兩側(cè)。

圖1　朝陽窯黃土滑坡

2.2崩塌

區(qū)內(nèi)崩塌主要分為巖質(zhì)崩塌(圖2)和土質(zhì)崩塌兩類，崩塌規(guī)模以小型居多，運動方式以墜落式及傾倒式為主，主要受地形、地層巖性、降雨等因素的控制。崩塌分布于壩沿及壩下山區(qū)和丘陵區(qū)，其中巖質(zhì)崩塌主要發(fā)生于壩沿玄武巖分布區(qū)(調(diào)查區(qū)為石窯—上青楊溝—白龍洞一帶)以及壩下地形陡峭的堅硬巖石區(qū)(區(qū)內(nèi)為西洋河北部、西灣堡鄉(xiāng)西側(cè)及北側(cè)高陡山區(qū))，根本原因是山體風化破碎和邊坡開挖，主要誘因為降雨和地震等；土質(zhì)崩塌主要分布于村莊附近的黃土陡崖區(qū)，對該區(qū)人民生產(chǎn)生活危害較大，經(jīng)調(diào)查，認為黃土崩塌是由普遍發(fā)育垂直節(jié)理、雨季降雨及人工削坡所致。

圖2　巖質(zhì)崩塌

2.3泥石流

區(qū)內(nèi)泥石流的形成主要包括地形地貌、物源、降雨等條件[2]。經(jīng)調(diào)查，該地區(qū)泥石流較發(fā)育，絕大多數(shù)為降雨誘發(fā)型稀性溝谷泥石流，單個泥石流規(guī)模較小。該區(qū)泥石流的分布與地形地貌密切相關(guān)，主要分布于中部及南部山區(qū)，主要的泥石流溝為西洋河北部二十墩村—馬市口—盤道門—羊窯溝—柳溝村一帶的溝谷及西灣堡—水閘屯—段家莊一帶的溝谷。物源主要為變質(zhì)巖區(qū)巖石風化破碎形成的松散物質(zhì)。區(qū)內(nèi)大量亂采亂挖形成的廢渣也為泥石流的發(fā)生提供了豐富的物源(圖3)。該區(qū)泥石流主要威脅溝口城鎮(zhèn)村莊、交通及農(nóng)田安全。

圖3　泥石流

3　地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響因素

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、降雨、人類工程活動和地震的影響。本研究將區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響因素分為形成因素(內(nèi)因)及誘發(fā)因素(外因)。

3.1地質(zhì)災(zāi)害形成因素(內(nèi)因)

(1)地形地貌。大量研究表明，產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的基本條件是地形地貌，在一定程度上，地形地貌和地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)一定的對應(yīng)關(guān)系[3]，其中滑坡、崩塌的發(fā)生便為勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程，因此較好的臨空條件是滑坡、崩塌發(fā)生的關(guān)鍵。泥石流的發(fā)生與地形地貌密不可分，匯水面積，縱坡降是泥石流發(fā)生的必要因素。經(jīng)調(diào)查，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害也與該區(qū)地形地貌密切相關(guān)。如圖4所示，該區(qū)主要由山區(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)組成，中部和南部山區(qū)地帶切割強烈，坡度較大，溝谷發(fā)育，為滑坡、崩塌和泥石流的發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。該區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害較多，但危害性并不大，尤其是滑坡和崩塌遠離居民區(qū)，幾乎威脅不到附近的村莊；丘陵區(qū)地形平緩，除因人工修路、建房削坡等引起的滑坡、崩塌外，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度不高；平原區(qū)主要為壩上草原及洋河盆地，地勢平坦開闊，地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

圖4　調(diào)查區(qū)遙感影像三維景觀展示

(2)地質(zhì)構(gòu)造。該區(qū)主要位于懷安復(fù)式穹隆狀褶皺隆起帶中[4]，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶皺構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造方向為近EW、NE、NW向，少量近SN向。其中區(qū)內(nèi)發(fā)育3條區(qū)域斷裂構(gòu)造，即近EW向尚義—平泉深斷裂、NE向沽源—張北大斷裂和NW向馬市口—松枝口大斷裂。在該類大斷裂的控制下，巖體整體變形強烈，破碎現(xiàn)象極為普遍，為區(qū)域內(nèi)滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育創(chuàng)造了有利條件。

(3)地層巖性。地層巖性是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和發(fā)展的重要內(nèi)在因素和物質(zhì)基礎(chǔ)[5]，不同地層巖性，其堅硬程度、結(jié)構(gòu)特征、抗風化能力及水巖相互作用各不相同，故地質(zhì)災(zāi)害的類型及發(fā)育特征也各不一致。懷安地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害與巖土性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有非常密切的關(guān)系，經(jīng)調(diào)查，將該地區(qū)的地層巖性分為7大類，即太古代堅硬變質(zhì)巖類、長城紀堅硬石英砂巖和白云巖類、侏羅紀堅硬砂礫巖類、白堊紀軟弱砂礫巖類、漢諾壩玄武巖類、黃土、沖積及沖洪積類。前3類均為堅硬巖石類，主要分布于中低山區(qū)，基巖整體穩(wěn)定性總體較好，一般不發(fā)生滑坡，但由于地形較陡，易發(fā)生小型崩塌，由于遠離村莊，基本不構(gòu)成危害；變質(zhì)巖類地區(qū)，巖石易風化崩解，形成大量碎屑或砂[6]，可為泥石流提供物源補給，加之該類區(qū)域多發(fā)育溝谷地貌，成為泥石流的主要分布區(qū)；丘陵和山麓邊緣的黃土覆蓋區(qū)，亦為黃土滑坡和崩塌災(zāi)害的分布區(qū)。

3.2地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素(外因)

(1)降雨。降雨是該地區(qū)各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素[7]，據(jù)不完全統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)75%以上的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在每年6—8月的雨季。對于降雨誘發(fā)滑坡和崩塌的機理，前人主要在增加巖土體自重、降低巖土體的抗剪強度等方面進行了大量研究。此外，短時強降雨也是該區(qū)泥石流發(fā)生的主要誘發(fā)因素。

(2)人類工程活動。人類工程活動主要表現(xiàn)為交通建設(shè)、礦業(yè)開采等方面。懷安地區(qū)礦業(yè)開采較發(fā)達，主要為一些鐵礦，整體品位不高(圖5)，亂開亂采現(xiàn)象嚴重，大量礦點廢棄，對該區(qū)的地質(zhì)環(huán)境破壞較嚴重，加劇了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，大多數(shù)采礦點的棄渣堆積于溝谷及山坡上，不僅形成了不穩(wěn)定的邊坡，更為泥石流的發(fā)生提供了豐富的物源條件。近年來懷安地區(qū)交通及其他工程建設(shè)較多，特別是張呼高鐵的建設(shè)，對山體開挖較多，需重點關(guān)注。

(3)地震。山區(qū)地震活動會誘發(fā)大量的次生地質(zhì)災(zāi)害，主要包括崩塌、滑坡、碎屑流等，對人類生命和財產(chǎn)安全威脅重大[8-9]。1998年1月10日河北省張北縣境內(nèi)發(fā)生6.2級地震，震源深度10km，極震區(qū)地震烈度達Ⅷ度[10]，破壞力極大，該地震的發(fā)震斷裂即為穿越該地區(qū)的沽源—張北斷裂，因此對該地區(qū)的地震活動應(yīng)引起重視。

4　地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)

根據(jù)調(diào)查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布特征，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害的形成因素(地形地貌、地層巖性)，綜合考慮降雨及人類工程活動等誘發(fā)因素，用定性評價及GIS空間分析方法，對調(diào)查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性進行了分區(qū)，結(jié)果見圖5。各分區(qū)位置及特征見表1。

圖5　地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分表1　地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)特征

等級位置地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況危害對象高易發(fā)區(qū)石窯—上青楊溝—白龍洞壩沿地帶,馬市口、盤道門、羊窯溝和柳溝北部山區(qū),西灣堡西部高陡山區(qū)崩塌、滑坡和泥石流普遍發(fā)育村民住宅、農(nóng)田、公路、鐵路中等易發(fā)區(qū)三道溝—舊廟—甲石河—榆林溝等中生代地層分布區(qū),柴溝堡南部水閘屯南北兩側(cè)中低山區(qū)以崩塌、滑坡和泥石流為主村民住宅、農(nóng)田、公路低易發(fā)區(qū)壩上河谷地段、壩下山麓邊緣黃土分布區(qū)以小型土質(zhì)崩塌、滑坡為主村民住宅、道路不易發(fā)區(qū)壩上高原、壩下洋河兩側(cè)平原無無

5　地質(zhì)災(zāi)害防治對策

(1)建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系，完善群測群防網(wǎng)絡(luò)。政府各部門需通力協(xié)作，建立以群防為主、群專結(jié)合的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)。在當?shù)厝罕娭羞M行防災(zāi)常識宣傳，提高群眾的防災(zāi)意識，完善群測群防網(wǎng)絡(luò)，通過學習掌握各類地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象及其發(fā)生、發(fā)展趨勢，加強監(jiān)測預(yù)警，實現(xiàn)全民監(jiān)測。對部分危害較大的地質(zhì)災(zāi)害隱患點需設(shè)專人24h不間斷監(jiān)測。每年雨季，需加強巡查監(jiān)測力度。

(2)開展地災(zāi)評估，做好地災(zāi)風險評價，減少人為誘發(fā)因素。利用“3S”技術(shù)，進行專項地災(zāi)調(diào)查，開展地質(zhì)災(zāi)害評估，深入了解懷安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成機理和發(fā)育分布特征，在遵循地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上，全力做好地質(zhì)災(zāi)害風險性評價，對地質(zhì)災(zāi)害的危險性及該區(qū)域的易損性進行合理分區(qū)。對在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性較高的區(qū)域開發(fā)建設(shè)項目時做好地質(zhì)災(zāi)害危險性評價，并提出具體的防治措施，配套進行地質(zhì)災(zāi)害防治工程，避免造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

(3)多渠道籌集治理經(jīng)費，因地制宜開展災(zāi)害治理工作。對懷安地區(qū)有地質(zhì)災(zāi)害隱患的居民點及重要設(shè)施進行調(diào)查，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害種類和特點，制定相應(yīng)的治理措施。地質(zhì)災(zāi)害治理不僅需要政府投入，而且需要社會的支持，特別是針對因開發(fā)建設(shè)等人類工程活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，按照“誰引發(fā)、誰治理”的原則落實治理責任。對于區(qū)內(nèi)大量廢棄礦山環(huán)境治理，建議采用生態(tài)治理與工程治理相結(jié)合、生態(tài)恢復(fù)與預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害相結(jié)合的方式。

6　結(jié)　論

(1)懷安地區(qū)受地形地貌、地層巖性等地質(zhì)環(huán)境的影響，主要發(fā)育滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

(2)懷安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育有明顯的時間和空間分布特征，時間上主要集中發(fā)生在每年6—8月的雨季，空間上，地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在山區(qū)、丘陵區(qū)及山麓邊緣地帶。

(3)該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成因素(內(nèi)因)有地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造，誘發(fā)因素(外因)主要為地震、降雨、人類不合理的工程活動。

(4)結(jié)合調(diào)查成果，初步將調(diào)查區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分為高易發(fā)區(qū)、中等易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)。

(5)現(xiàn)狀條件下，建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系，完善群測群防網(wǎng)絡(luò)是地質(zhì)災(zāi)害最有效的預(yù)防手段。同時，進行地質(zhì)災(zāi)害風險評價，多渠道籌措地質(zhì)災(zāi)害治理經(jīng)費，進一步開展好地質(zhì)災(zāi)害治理工作。

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2016-04-07)

*中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查工作項目(編號：12120114008801)。

郝連成(1985—)，男，助理工程師，碩士，264000 山東省煙臺市芝罘區(qū)環(huán)翠路9-2-4號。