懷化市鶴城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及成因分析

柳 宇

(湖南省煤田地質(zhì)局水工環(huán)地質(zhì)勘探隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410014)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類工程活動(dòng)日趨強(qiáng)烈，由自然因素或人為活動(dòng)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重危害人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)鶴城區(qū)1∶5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查，共調(diào)查發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)40處，對(duì)該40處災(zāi)點(diǎn)進(jìn)行了發(fā)育特征及成因分析，調(diào)查為鶴城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成和特征提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 地質(zhì)背景

鶴城區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，多年年平均氣溫16.8 ℃。境內(nèi)年均降水量1 370.9 mm，春夏兩季降雨量占年降雨總量的70%，其中4～9月(鶴城區(qū)汛期)占年降雨總量的68%。鶴城區(qū)地貌類型多樣，以低山丘陵為主。境內(nèi)自元古界至新生界，除寒武系上統(tǒng)(部分)、奧陶系、志留系缺失外，其余均有分布。鶴城區(qū)境內(nèi)北東向構(gòu)造比較發(fā)育，北東東向構(gòu)造次之，北北東向不發(fā)育。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

2.1 地質(zhì)災(zāi)害類型

根據(jù)鶴城區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)(隱患)40處中不穩(wěn)定斜坡調(diào)查點(diǎn)有4處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)10%；滑坡調(diào)查點(diǎn)有31處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)77.5%；崩塌調(diào)查點(diǎn)有1處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)2.5%；地面塌陷調(diào)查點(diǎn)有3處(其中巖溶塌陷調(diào)查點(diǎn)1處，采空地面塌陷2處)，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)7.5%(圖1)。鶴城區(qū)在地質(zhì)災(zāi)害類型中，滑坡發(fā)育數(shù)量居多。

圖1 鶴城區(qū)各類地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量柱狀圖

2.2 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律

從鶴城區(qū)全區(qū)分布看，地質(zhì)災(zāi)害呈片狀或帶狀集中分布，主要沿交通沿線、采礦區(qū)等人類工程活動(dòng)頻繁的地帶分布。

從月份分布上看，鶴城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要受到各降雨事件的控制，以工作區(qū)雨季4月、5月、6月為例，發(fā)生在這三個(gè)月的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量占總數(shù)的87.5%。顯然，雨季是工作區(qū)防災(zāi)避災(zāi)的重中之重。

3 地質(zhì)災(zāi)害成因分析

根據(jù)鶴城區(qū)調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的時(shí)空分布規(guī)律，分析其與地質(zhì)環(huán)境條件的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的形成主要有如下因素的影響。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害與地形地貌

地形地貌是各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的基本條件，地形坡度、相對(duì)高差是地形地貌的主要條件，鶴城區(qū)各類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生都與地形地貌有密切的聯(lián)系。鶴城區(qū)地貌類型多樣，以低山丘陵為主。

滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡三類地質(zhì)災(zāi)害主要分布于丘陵地區(qū)和低山地區(qū)，平原臺(tái)地和中山地區(qū)分布較少。其主要原因是丘陵地區(qū)和低山地區(qū)覆蓋層較厚，風(fēng)化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)松散，在坡度較陡、高差較大的地方比較容易發(fā)生滑坡、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害。此外，人類工程活動(dòng)在地勢(shì)較低的丘陵和低山地區(qū)比較集中，是地質(zhì)災(zāi)害形成的誘發(fā)因素。

巖溶地面塌陷受巖性、地下水的影響，在溶蝕堆積石丘洼地、谷地地貌區(qū)域易發(fā)生地面塌陷。該區(qū)域地下水與鶴城區(qū)潕水河存在水力聯(lián)系，補(bǔ)徑排活動(dòng)比較活躍，是巖溶發(fā)育和形成的有利條件。

陡峻的溝谷地形是泥石流的主導(dǎo)因素。發(fā)生泥石流的溝谷，溝床縱坡比較大，溝谷斷面狹窄，有利于松散固體物質(zhì)與水流的匯合。一般來(lái)說(shuō)山坡越陡，其穩(wěn)定性越差，越有利于泥石流的形成，區(qū)內(nèi)調(diào)查的泥石流位于中低山區(qū)。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害與巖土體類型

巖土體類型是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，巖土體的風(fēng)化程度、抗剪強(qiáng)度、堅(jiān)硬程度等因素直接影響地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。鶴城區(qū)巖土體類型主要有軟質(zhì)-較堅(jiān)硬厚層砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖巖組、較堅(jiān)硬薄層板巖夾變質(zhì)砂巖巖組及堅(jiān)硬中厚至厚層中等巖溶化灰?guī)r、白云巖巖組。

在灰?guī)r、白云巖巖組中由于上覆第四系土層較厚，結(jié)構(gòu)松散，容易發(fā)生堆積體土質(zhì)滑坡，規(guī)模較大；對(duì)于軟質(zhì)泥巖巖組，由于巖體強(qiáng)度低，風(fēng)化程度高，對(duì)于順向坡易發(fā)生滑坡、不穩(wěn)定斜坡，節(jié)理裂隙發(fā)育的斜坡易產(chǎn)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害；板巖板理發(fā)育，幾組相互切割組合的節(jié)理裂隙切割坡體，坡體結(jié)構(gòu)破碎，穩(wěn)定性差，易發(fā)生巖質(zhì)滑坡。

區(qū)內(nèi)泥石流發(fā)育于堅(jiān)硬至較堅(jiān)硬薄至厚層硅質(zhì)巖、淺變質(zhì)砂巖、板巖巖組，堅(jiān)硬脆性薄層板巖節(jié)理裂隙發(fā)育，易崩塌、垮塌為泥石流的主要固體物源。地面塌陷主要發(fā)育于堅(jiān)硬中厚至厚層中等巖溶化灰?guī)r、白云巖巖組。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和分布有一定的聯(lián)系。根據(jù)鶴城區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造背景和對(duì)地質(zhì)災(zāi)害分布的規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以斷裂帶和褶皺地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的距離關(guān)系為統(tǒng)計(jì)對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1。

表1 鶴城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與不同地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表1，從地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度來(lái)看，斷裂帶及附近分布的災(zāi)點(diǎn)數(shù)量多于褶皺構(gòu)造區(qū)域，說(shuō)明斷裂構(gòu)造對(duì)鶴城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成作用大于褶皺構(gòu)造的作用。

節(jié)理構(gòu)造是地質(zhì)構(gòu)造中重要的次生構(gòu)造，節(jié)理構(gòu)造形成的結(jié)構(gòu)面和碎裂結(jié)構(gòu)為滑坡、崩塌提供了控制性結(jié)構(gòu)面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)6處滑坡和2處不穩(wěn)定斜坡控制結(jié)構(gòu)面為節(jié)理裂隙面，發(fā)育1處崩塌控制結(jié)構(gòu)面也屬于節(jié)理裂隙面?；率芄?jié)理構(gòu)造控制作用主要是巖層層面的控制作用和由于裂隙發(fā)育對(duì)滑體破碎程度的影響，對(duì)滑坡的穩(wěn)定性有較大影響。

3.4 地質(zhì)災(zāi)害與水

(1)降雨與地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)間按月份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和鶴城區(qū)月平均降雨量資料進(jìn)行對(duì)比分析如圖2所示，從圖中可以看出，鶴城區(qū)月平均降雨量在4～6月為最大，而地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的數(shù)量也在這一時(shí)段較為集中，說(shuō)明地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育從時(shí)間來(lái)說(shuō)，和降雨量的大小分布時(shí)間規(guī)律有同步的關(guān)系。降雨是滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素，因?yàn)榻涤陮?duì)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)有著減弱的影響，同時(shí)對(duì)失穩(wěn)作用有著加強(qiáng)的影響，因此容易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，尤其是持續(xù)的雨量較大的強(qiáng)降雨。

圖2 鶴城區(qū)歷年地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況與多年月均降水量關(guān)系圖

(2)地下水與地質(zhì)災(zāi)害。在長(zhǎng)期浸泡過(guò)程中，地下水作用可以使巖土體物理力學(xué)強(qiáng)度降低，另一方面也使巖土體充分飽和，加大了巖土體容重，減少了有效應(yīng)力，所以地下水與滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著密不可分的關(guān)系，是其形成的重要影響因素。在鶴城區(qū)丘陵、洼地等地貌分區(qū)中，降雨補(bǔ)給充分，巖土體含水率較高，地下水位較低，是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育形成不可忽視的因素。

位于人口稠密的鶴城區(qū)城中心，為溶蝕構(gòu)造石丘洼地、谷地地貌，海拔高程246 m，地勢(shì)凹凸不平，是地下水補(bǔ)給、徑流、排泄的主要部位，區(qū)域?qū)儆谖杷恿饔?，水力?lián)系密切，對(duì)巖溶發(fā)育有促進(jìn)作用。

3.5 人類工程活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害

鶴城區(qū)地處懷化市城區(qū)，屬于城鎮(zhèn)建設(shè)比較密集的區(qū)域，公路、鐵路建設(shè)、居民住宅修建、礦產(chǎn)開發(fā)等工程活動(dòng)強(qiáng)烈，對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的影響較大。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，區(qū)內(nèi)主要因人類工程活動(dòng)誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)33處，占地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的82.5%。