河南省西峽縣地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律研究

劉翠然, 許銅建, 樊德軍

(1.洛陽理工學(xué)院,河南 洛陽 471023； 2.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001；3.河南省地質(zhì)科學(xué)研究院,河南 鄭州 450001)

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河南省西峽縣地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律研究

劉翠然, 許銅建, 樊德軍

(1.洛陽理工學(xué)院,河南 洛陽 471023； 2.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001；3.河南省地質(zhì)科學(xué)研究院,河南 鄭州 450001)

西峽縣位于河南省西南部山區(qū)，為河南省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)及高發(fā)區(qū)之一。通過對調(diào)查區(qū)滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害的詳細(xì)調(diào)查、測繪與勘查，分析了西峽縣境內(nèi)的滑坡、崩塌、泥石流及不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育規(guī)模、發(fā)育特征和分布規(guī)律。結(jié)果表明：在規(guī)模上，西峽縣境內(nèi)中小型地質(zhì)災(zāi)害居多；在空間上，主要集中在河流兩側(cè)、直線型和凸型斜坡地段、560～920 m高程、陽坡、植被條件差的地段和易滑或易崩地層巖性段；在時間上，地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律主要表現(xiàn)為與人類活動強(qiáng)度和降雨強(qiáng)度正相關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果對西峽縣地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理均具有重要的現(xiàn)實意義。

西峽縣;地質(zhì)災(zāi)害;滑坡：崩塌；泥石流；發(fā)育規(guī)模;分布規(guī)律

西峽縣處于河南省西南部山區(qū)，屬于華北地層區(qū)與秦嶺地層區(qū)結(jié)合部，地質(zhì)條件較復(fù)雜，構(gòu)造發(fā)育，巖土體風(fēng)化嚴(yán)重，區(qū)內(nèi)人類活動較強(qiáng)烈，這決定了西峽縣成為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)地區(qū)[1]。筆者以西峽縣境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場調(diào)查資料為基礎(chǔ)，統(tǒng)計、分析了西峽縣地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育類型、發(fā)育特征以及分布規(guī)律。研究結(jié)果能夠為該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的防御和加固提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型與規(guī)模特征

1.1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型

此次在調(diào)查區(qū)內(nèi)設(shè)置地質(zhì)環(huán)境調(diào)查點738個，地質(zhì)災(zāi)害(及隱患)點546個。調(diào)查資料顯示：河南省西峽縣境內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害以滑坡為主，其次是崩塌、不穩(wěn)定斜坡和泥石流。調(diào)查區(qū)內(nèi)地面塌陷災(zāi)害較少，僅在北部米坪鎮(zhèn)和雙龍鎮(zhèn)、南部丁河鎮(zhèn)等金屬礦采空區(qū)零星存在，并且塌陷坑正在趨于穩(wěn)定，危險性不大；調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)地裂縫和采空區(qū)地面沉降等災(zāi)害。該地區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的比例分別為：滑坡50.2%、崩塌20.4%、不穩(wěn)定斜坡15.8%、泥石流9.5%。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模

1.2.1 滑 坡

根據(jù)野外詳細(xì)調(diào)查及訪問資料，在調(diào)查的274處滑坡中，按滑坡體的體積劃分標(biāo)準(zhǔn)，有266處為小型滑坡，8處為中型滑坡，其規(guī)模等級見表1。

表1 滑坡體的規(guī)模

1.2.2 崩 塌

調(diào)查區(qū)內(nèi)實地調(diào)查崩塌點131處，按崩塌體的體積劃分標(biāo)準(zhǔn)，中型崩塌所占比例最大，共計65處，占實地調(diào)查崩塌總數(shù)的49.62%；小型崩塌35處，大型崩塌27處，特大型崩塌僅4處。具體情況見表2。

表2 崩塌體的規(guī)模

1.2.3 泥石流

調(diào)查區(qū)內(nèi)受長時間連續(xù)降雨或極端天氣的大暴雨影響，易形成泥石流。野外調(diào)查的52處泥石流全部屬于暴雨性泥石流，其中大型泥石流所占比例最大，計22處，小型泥石流6處，中型泥石流14處，巨型泥石流10處。詳細(xì)劃分見表3。

表3 泥石流的規(guī)模

1.2.4 不穩(wěn)定斜坡

調(diào)查區(qū)內(nèi)有86個不穩(wěn)定斜坡，其中土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡39處，巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡16個，土質(zhì)+巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡31個,分別占實地調(diào)查不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的45.3%、18.6%、36.1%。不穩(wěn)定斜坡有可能發(fā)生的變形為滑坡和崩塌兩種，其規(guī)模和發(fā)展形式受多種因素影響，目前尚無法確定。

2 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律

2.1 地質(zhì)災(zāi)害空間分布規(guī)律

受自然、地質(zhì)條件和人為因素的影響,西峽縣地質(zhì)災(zāi)害在空間上具有相對集中和呈條帶狀展布的特點。

2.1.1 地質(zhì)災(zāi)害沿河流兩側(cè)呈條帶狀集中

野外調(diào)查資料顯示，在河流兩岸或溝谷兩側(cè)，滑坡、崩塌比較密集，其原因主要是與河流及溝谷的發(fā)育期有關(guān)。河流兩岸發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害情況詳見表4。

河流在活躍期以側(cè)蝕為主，風(fēng)化、卸載作用強(qiáng)烈，位于河流侵蝕岸的斜坡易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害[2]。調(diào)查區(qū)內(nèi)處在活躍期的煙鎮(zhèn)河、長探河、蛇尾河等兩側(cè)發(fā)育滑坡91處、崩塌28處、不穩(wěn)定斜坡18處、泥石流36處。成型河谷即處于穩(wěn)定期的河谷，坡體在自然條件下總體較穩(wěn)定，由于卸載及風(fēng)化作用的影響，會形成剝落和局部不穩(wěn)定[3]。調(diào)查區(qū)內(nèi)處在穩(wěn)定期的老鸛河和淇河河谷發(fā)育滑坡32處、崩塌25處、不穩(wěn)定斜坡6處和泥石流7處。但是，由于此類河谷區(qū)地形平坦開闊，是人口、重要工程和基礎(chǔ)設(shè)施密集地，加之人類不合理的工程活動較強(qiáng)烈，實為地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重區(qū)域。

表4 河流兩岸發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害點統(tǒng)計表 個

2.1.2 地質(zhì)災(zāi)害在直線型和凸型斜坡地段相對集中

凸型和直線型斜坡易產(chǎn)生滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害[4]。調(diào)查的274處滑坡中有234處為凸型和直線型滑坡，占滑坡總數(shù)的85.4%，其中凸型滑坡占滑坡總數(shù)的28.83%，直線型滑坡占滑坡總數(shù)的56.57%。調(diào)查的崩塌中凸型斜坡崩塌占崩塌總數(shù)的38.93%，直線型斜坡崩塌占崩塌總數(shù)的35.11%，凸型和直線型斜坡崩塌占崩塌總數(shù)的74.04%。在不穩(wěn)定斜坡中，直線型不穩(wěn)定斜坡占不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的24.42%，凸型斜坡占不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的41.86%。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，直線型斜坡發(fā)生滑坡的幾率非常高，而崩塌和不穩(wěn)定斜坡的發(fā)生率在凸型斜坡中比例較大。

坡體的巖土體結(jié)構(gòu)對滑坡的發(fā)生幾率也有直接的影響[5]。在調(diào)查的274處滑坡中，土質(zhì)滑坡為7處、巖質(zhì)滑坡18處、巖土復(fù)合滑坡249處，巖土復(fù)合型坡發(fā)生滑坡的數(shù)量占總滑坡數(shù)量的90.8%，發(fā)生數(shù)量明顯高于巖質(zhì)斜坡和土質(zhì)斜坡。

2.1.3 在560～920 m高程范圍內(nèi)滑坡相對集中

由于受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、河流侵蝕、風(fēng)化作用及人類活動的影響，滑坡發(fā)生的規(guī)模與高程呈一定的規(guī)律性[6-7]。通過野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在高程440～920 m的滑坡占滑坡總數(shù)的60%以上，并且不同規(guī)模的滑坡，其后緣高度有所差異。在高程560～800 m，滑坡數(shù)量和規(guī)模達(dá)到最大；當(dāng)高程大于800 m時，滑坡數(shù)量明顯呈現(xiàn)降低趨勢，相應(yīng)的中型滑坡數(shù)量減少；當(dāng)滑坡后緣頂部高程大于1 040 m時，滑坡數(shù)量銳減，滑坡規(guī)模呈現(xiàn)減小的趨勢，結(jié)果見表5。

由131處崩塌統(tǒng)計資料可知，崩塌坡頂高程在212～1 326 m。崩塌的發(fā)生高度與所處地貌部位有關(guān)，只要有陡坡存在，就有發(fā)生崩塌的可能，其分布與高程的關(guān)系不明顯。

表5 滑坡后緣高程統(tǒng)計

2.1.4 地質(zhì)災(zāi)害在植被條件差的部位集中

在老灌河主河道及其流域溝谷植被覆蓋率低，大部分溝床裸露，水土流失嚴(yán)重，地質(zhì)災(zāi)害在北部(長探河流域、蛇尾河流域)和南部(陳陽河流域、丁河流域)植被條件差的部位相對集中。淇河流域(西部2個鄉(xiāng)鎮(zhèn))森林植被覆蓋程度一般，但因地形較為平緩，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率低。調(diào)查區(qū)南部的“交通走廊”區(qū)，沿著312國道和寧西鐵路兩側(cè)，屬于河流階地和丘陵地貌，人類活動頻繁，植被為經(jīng)濟(jì)林和栽培農(nóng)作物，植被覆蓋率小于60%，局部小于30%，但因其地形平緩，水土保持較好，坡體相對穩(wěn)定，地質(zhì)災(zāi)害少。西峽縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度與植被條件的關(guān)系如圖1所示。

圖1 植被覆蓋率與地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度對比圖

2.1.5 地質(zhì)災(zāi)害在易滑或易崩地層巖性組合部位相對集中

區(qū)內(nèi)巖性對滑坡類型有明顯的控制作用，沉積巖地層的滑坡主要是表層土沿著基底基巖接觸層滑移；變質(zhì)巖地層的易滑層主要為基巖全風(fēng)化層或者巖土體接觸層；巖漿巖地區(qū)滑坡的滑動帶處于花崗巖與角閃巖互層中的角閃巖全風(fēng)化層，有的滑坡體有2～3個滑動面。

區(qū)內(nèi)的白堊系泥質(zhì)砂巖、泥盆系片巖、二疊系基巖頂面以及基巖中的角閃巖層面為易滑地層；易崩地層為白堊系花崗巖、三疊系礫巖及二疊系片麻巖、角閃巖等基巖。

就土質(zhì)滑坡而言，沿傾斜的新近系土壤滑動，而巖質(zhì)滑坡則沿著二疊系角閃巖滑動。巖土混合體滑坡，因上部土體松散，下部基巖相對堅硬，滑坡沿著土體和下部基巖的接觸面滑動，少部分是沿著二疊系角閃巖全風(fēng)化層與下部花崗巖接觸層滑動，滑動面切穿上部土體和全風(fēng)化層，沿三疊系基巖頂面剪出。在高陡斜坡地段，由于卸荷裂隙和風(fēng)化裂隙極其發(fā)育，故崩塌密集。全區(qū)地質(zhì)巖組分布情況如圖2所示。

圖2 西峽縣工程地質(zhì)巖組分布圖

2.1.6 滑坡在陽坡相對集中

據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，滑坡在各個坡向均有發(fā)生，將坡向按每45°作為1個單元區(qū)，劃分為8個單元區(qū)，見表6。由表內(nèi)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，坡向在180°～270°區(qū)間的滑坡有107處，占滑坡總數(shù)的39.05%，而在其余坡向區(qū)間滑坡分布相對均勻，只有315°～360°的坡向區(qū)間滑坡分布較少，僅占滑坡總數(shù)的5.84%。由此可見，180°～270°的坡向為滑坡發(fā)生的主要坡向。

表6 不同坡向區(qū)間滑坡統(tǒng)計表

2.2 地質(zhì)災(zāi)害時間分布規(guī)律

在時間域上，地質(zhì)災(zāi)害也呈現(xiàn)出集中分布的規(guī)律。主要表現(xiàn)為：滑坡、崩塌在人類活動強(qiáng)烈的時期相對集中；在一年之內(nèi)，滑坡、崩塌、泥石流在雨季相對集中[8-10]。

2.2.1 地質(zhì)災(zāi)害在現(xiàn)代人類活動強(qiáng)烈的時期相對集中

截止2010年底，調(diào)查區(qū)內(nèi)各種小型水利設(shè)施1 704處，各類礦山企業(yè)318個，水庫水電站的建設(shè)和礦產(chǎn)資源的開發(fā)推動了山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但工程建設(shè)和礦產(chǎn)開采對周圍的生態(tài)環(huán)境改變亦較大，滑坡、崩塌、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生呈上升趨勢。

此次野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新增地質(zhì)災(zāi)害點236處，其中滑坡182處，崩塌21處，泥石流31處，地面塌陷2處，新增地質(zhì)災(zāi)害點主要分布于米坪鎮(zhèn)、石界河鎮(zhèn)鄉(xiāng)、桑坪鎮(zhèn)及軍馬河鎮(zhèn)，災(zāi)害類型以滑坡和泥石流為主。

2.2.2 地質(zhì)災(zāi)害在雨季相對集中

西峽縣屬北亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候，受季風(fēng)影響，降雨量年內(nèi)分配不均，6—9月4個月的降雨量占年平均降雨量的65.3%，局部地區(qū)汛期雨量最高達(dá)年平均降雨量的82.0%。據(jù)野外調(diào)查和查閱相關(guān)記錄，西峽縣2010—2012年發(fā)生的16次滑坡和18次崩塌，都與集中降雨有關(guān)，在雨季發(fā)生的滑坡數(shù)量占滑坡總數(shù)的80%以上。

3 結(jié) 語

1)在調(diào)查區(qū)內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害在空間上具有相對集中和條帶狀展布的規(guī)律。在時間域上主要表現(xiàn)為：滑坡、崩塌在人類活動強(qiáng)烈的時期相對集中；在一年之內(nèi)，滑坡、崩塌在6—9月份雨季時相對集中。

2)溝谷發(fā)育程度決定了斜坡變形破壞的方式和強(qiáng)度，對滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有明顯的控制作用。區(qū)內(nèi)斜坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)決定了斜坡變形破壞的方式和軟弱結(jié)構(gòu)面的位置，對滑動面的位置具有明顯的控制作用。

3)區(qū)域內(nèi)斜坡的坡型、坡高和坡度對地質(zhì)災(zāi)害的形成具有決定作用，建設(shè)用地的場址應(yīng)選擇在凹型和階梯型負(fù)向類斜坡附近，盡量遠(yuǎn)離直線型和凸起型正向類斜坡，坡高不宜超過30 m，坡度以小于20°為佳。

[1]河南省地質(zhì)調(diào)查院.河南省西峽縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查報告[R].鄭州：河南省地質(zhì)調(diào)查院，2013：6-9,38,75,113-117.

[2]曾磊，黃玉華.黃土高原河谷演變與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律研究：以陜西省子長縣為例[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2010,21(3)：67-71.

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[4]趙志鵬，張曉東，馬玉學(xué)，等.寧夏鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害特征及形成條件分析[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2015(1)：26-30.

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[6]黃潤秋，李為樂.“5·12”汶川大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布規(guī)律研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2008，27(12):2585-2592.

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(責(zé)任編輯:喬翠平)

Investigation on the Distribution of Geological Disasters in Xixia County in Henan Province

LIU Cuiran1， XU Tongjian2， FAN Dejun3

(1.Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang 471023, China; 2.Henan Institute of Geological Survey,Zhengzhou 450001, China; 3.Henan Institute of Geological Sciences, Zhengzhou 450001, China)

Xixia County lies in the southwest mountainous area in Henan Province, and it is one of high and easy occurrence geological disaster districts in Henan Province. According to the detailed results of surveying, mapping and exploring the geological disasters in the district, such as landslide, collapse, debris flow, and unstable slope and so on, the development scale, development characteristics and distribution regularities of landslide, collapse, debris flow and unstable slope in Xixia County were analyzed. The results show: the development scale of geological disasters in Xixia County is mainly small and medium-sized; the geological disasters are mainly concentrated on the areas of linear and convex slope along both sides of rivers, the districts with poor vegetation on the sunny slope of the elevation of 560～920 m, the lithologic districts with easy collapse and landslide stratum; the distribution of geological disasters is positively rated to the strength of human activities and rainfall. The research results have great significance to prevent and control the geological disasters in Xixia County.

Xixia County; geological disaster; landslide; collapse; debris flow; development scale; distribution regularity

2016-04-09

河南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊支持計劃資助項目(14IRTSTHN029)。

劉翠然(1976—),女,河南鄢陵人,講師,碩士,主要從事工程地質(zhì)、非飽和土特性方面的研究。E-mail:liucuiran@163.com。

許銅建(1978—)，男，陜西咸陽人，工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害方面的研究。E-mail:34437751@qq.com。

10.3969/j.issn.1002-5634.2016.03.014

TV221.2；P64

A

1002-5634(2016)03-0071-05

樊德軍(1975—)，男，河南許昌人，高級工程師，主要從事環(huán)境地質(zhì)方面的研究。E-mail:245270528@qq.com。