山西省地質(zhì)災(zāi)害總體特征與分布規(guī)律研究

王 鵬, 閆治利

(山西冶金巖土工程勘察有限公司,太原 030002)

山西省地處黃土高原,地形高差大,地貌類型和地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜,降水量集中,采礦、修路、削坡建房等人類工程活動強烈,因此崩塌、滑坡、泥石流、地面裂縫、地面塌陷、地面沉降等各類地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),嚴重地威脅著人們?nèi)罕姷纳敭a(chǎn)安全,制約著本省社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

山西省地質(zhì)災(zāi)害具有種類全、分布廣、數(shù)量多、威脅嚴重、災(zāi)害損失大的總體特征,主要因為山西是一個礦業(yè)開發(fā)大省,隨著采礦深度和廣度的增大,全省由采礦引起的地面裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,造成的經(jīng)濟損失與人員傷亡十分嚴重。另外,山西鐵路、公路的修建,重要城市附近地下水的集中超量開采,也一定程度上誘發(fā)了崩塌、滑坡、地面裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[1-2]。

從分布上看,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷在全省11個市均有分布,地面裂縫、地面沉降在個別地市分布。從數(shù)量上看,全省各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點總數(shù)11 425處,其中崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)6 235處,滑坡1 263處,泥石流676處,地裂縫272處,地面塌陷2 971處,地面沉降8處。

1 不同行政區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點的分布

山西省地質(zhì)災(zāi)害地域分布特征明顯,11個地級市,由于各市所處地理位置、地質(zhì)環(huán)境條件及社會經(jīng)濟發(fā)展水平不同,因而其地質(zhì)災(zāi)害點和數(shù)量以及點密度也不同。全省11個地市中,高于全省地質(zhì)災(zāi)害點密度平均值的有太原市、長治市、呂梁市、晉中市、臨汾市、運城市,低于全省地質(zhì)災(zāi)害點密度平均值的有大同市、陽泉市、晉城市、忻州市、朔州市。其中,太原市地質(zhì)災(zāi)害點密度最高,達0.118 5處/km2,其次是臨汾市,達0.102 7處/km2;大同市地質(zhì)災(zāi)害點密度最低,僅0.034處/km2,其次是陽泉市,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.038處/km2。從地質(zhì)災(zāi)害類型來看,大同、陽泉、晉城、朔州各市地面塌陷為主要地質(zhì)災(zāi)害類型,所占比例達到了33%～58%,其中陽泉市地面塌陷占全市地質(zhì)災(zāi)害總點數(shù)的58%,為全省最高,反映了這些市以礦業(yè)開發(fā)為主的人類工程活動特征。這些市中,崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)為僅次于地面塌陷的地質(zhì)災(zāi)害類型,所占比例達到了20%～39%。呂梁、臨汾、運城、忻州、晉中、長治、太原各市崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)為主要地質(zhì)災(zāi)害類型,所占比例達到了45%～66%,其中臨汾市崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)占全市地質(zhì)災(zāi)害總點數(shù)的66%,為全省最高。上述各市中,太原、長治、呂梁、臨汾、晉中各市地面塌陷為僅次于崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)的地質(zhì)災(zāi)害類型,所占比例達到了各市地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量的25%～37%。各市地質(zhì)災(zāi)害的分布情況充分反映了當(dāng)?shù)厝祟惞こ袒顒?、地質(zhì)環(huán)境條件。

2 不同地貌大區(qū)地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點的分布

山西省不同地貌單元地形地貌不同,地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和巖土特征不一,地質(zhì)災(zāi)害分布是不均勻的,晉西黃土高原大區(qū)(呂梁、忻州、臨汾)共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點1 964處,占全省總災(zāi)害點的17%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.092處/km2;西部褶皺斷塊中山大區(qū)(忻州、太原、呂梁、晉中、臨汾、運城)共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點2 315處,占全省總災(zāi)害點的20%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.087處/km2;中部斷陷盆地大區(qū)(忻州、太原、晉中、臨汾、運城)共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點2 060處,占全省總災(zāi)害點的18%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.078處/km2;晉北斷陷盆地與高原大區(qū)(朔州、大同)共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點635處,占全省總災(zāi)害點的6%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.037處/km2;東部褶皺斷塊中山與高原大區(qū)(大同、忻州、陽泉、晉中、長治、晉城、運城)共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點4 451處,占全省總災(zāi)害點的39%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.069處/km2。從地質(zhì)災(zāi)害點密度來看,省內(nèi)晉西黃土高原大區(qū)密度最大(0.092處/km2),其次為西部褶皺斷塊中山大區(qū)(0.087處/km2),中部斷陷盆地大區(qū)(0.078處/km2)與東部褶皺斷塊中山與高山大區(qū)(0.069處/km2)密度相差不大,但明顯小于西部晉西黃土高原大區(qū)與褶皺斷塊中山大區(qū),北部晉北斷陷盆地與高原大區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點密度最小(0.039處/km2),且與其他大區(qū)密度相差很大。上述數(shù)據(jù)表明,山西省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與分布有由北向南,由東向西地質(zhì)災(zāi)害逐漸加重的特點。

從各大區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害類型來看,晉西黃土高原大區(qū)以黃土崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)、煤礦采空塌陷、滑坡為主,有少量的泥石流災(zāi)害;西部褶皺斷塊中山大區(qū)以崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)、地面塌陷、滑坡為主;中部斷陷盆地大區(qū)以崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)、地面塌陷、構(gòu)造地裂縫、泥石流、滑坡及地面沉降為主,六大災(zāi)種齊全;東部褶皺斷塊中山與高原大區(qū)以崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)、地面塌陷、滑坡、泥石流為主,發(fā)育少量的地面裂縫及1處地面沉降;晉北斷陷盆地與高原大區(qū)以地面塌陷、崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)為主,發(fā)育少量的泥石流、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

3 不同流域單元地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點的分布

山西地貌類型以山地和黃土丘陵溝壑為主,使得山西擁有眾多的河流,承東啟西的地理位置,使其成為黃河與海河量大流域的分水嶺。省內(nèi)黃河流域包含太原、臨汾、運城、晉城全部,忻州、晉中、長治局部,總面積約9.766萬km2,占全省總面積的62.5%;海河流域包含大同、朔州、陽泉全部,忻州、晉中、長治局部,總面積約5.866萬km2,占全省總面積的37.5%。黃河流域共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點8 002處,占全省總災(zāi)害點的70%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.082處/km2;海河流域共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點3 423處,占全省總災(zāi)害點的30%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.059處/km2。上述結(jié)果表明,山西省黃河流域地質(zhì)災(zāi)害遠較海河流域發(fā)育,這與黃河流域黃土分布廣泛、溝谷切割深等山西省地質(zhì)環(huán)境條件及黃河流域人居密度大、公路鐵路交通發(fā)達、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平高、采礦業(yè)發(fā)達等人類工程活動是相吻合的。

黃河流域中,汾河水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點3 682處,占全省總災(zāi)害點的32%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.093處/km2;沁河水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點676處,占全省總災(zāi)害點的5.9%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.055處/km2;涑水河水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點381處,占全省總災(zāi)害點的3.3%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.072處/km2;沿黃水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點3 263處,占全省總災(zāi)害點的29%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.081處/km2。

海河流域中,桑干河(永定河水系)共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點842處,占全省總災(zāi)害點的7.4%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.043處/km2;滹沱河水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點805處,占全省總災(zāi)害點的7.1%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.043處/km2;漳衛(wèi)河水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點2 169處,占全省總災(zāi)害點的19%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.13處/km2;大清河水系共有各類地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點115處,占全省總災(zāi)害點的1.00%,地質(zhì)災(zāi)害點密度0.04處/km2。

從各流域內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害類型看,汾河水系以崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)、煤礦采空塌陷、滑坡為主,有少量的泥石流、地裂縫與地面沉降災(zāi)害。其中,全省地面裂縫總數(shù)272處中的154處,約占地面裂縫總數(shù)57%的地裂縫分布在汾河水系的沖洪積平原區(qū);全省地面沉降總數(shù)8處中的6處,約占地面沉降總數(shù)75%的地面沉降也分布在汾河水系沖積平原區(qū)。沿黃水系中,地質(zhì)災(zāi)害以崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)、煤礦采空塌陷、滑坡為主,有少量的泥石流與地面裂縫。其中,全省6 235處崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)中的2 239處分布在沿黃水系中,占全省崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)總數(shù)的36%,充分反映了晉西黃河沿岸黃土厚度大、分布廣泛、溝谷切割深、崩塌(含潛在不穩(wěn)定斜坡)極為發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境特征。

全省各大水系流域中,汾河水系與沿黃水系無論從地質(zhì)災(zāi)害點數(shù)還是從地質(zhì)災(zāi)害點密度都遠大于其他河流流域,二者占到了全省地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的60%以上,其主要地質(zhì)災(zāi)害類型各具特色,充分反映了當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境條件及人居密度、公路鐵路密度、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平、礦業(yè)開采、地下水開采等人類工程活動誘發(fā)和加劇地質(zhì)災(zāi)害的特點。

根據(jù)全省地質(zhì)災(zāi)害分布于發(fā)育特征,結(jié)合人口密度、經(jīng)濟發(fā)展水平及行政區(qū)的相對完整性,將全省劃分為11個重點防治區(qū)、10個次重點防治區(qū)和5個一般防治區(qū)。通過對全省及各市、各地貌單元、各流域水系地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律的分析,有利于縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及為防災(zāi)減災(zāi)提供了依據(jù)。

[1] 周永昌,楊義軍,高艷玲.山西地質(zhì)災(zāi)害(山西卷)[M].太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社,2013.

[2] 劉瑾.山西省地質(zhì)災(zāi)害防治研究[M].太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社,2015.