湖南省湘鄉(xiāng)市地質(zhì)災(zāi)害特征和影響因素分析

文 婷

中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083

0 引言

湘鄉(xiāng)市是位于湖南中部，作為湖南省地質(zhì)環(huán)境較為脆弱的地區(qū)之一，受地質(zhì)災(zāi)害影響較嚴(yán)重。在主汛期持續(xù)的強(qiáng)降雨的反復(fù)沖刷和浸潤作用下，丘陵山區(qū)地帶的邊坡時常發(fā)生各類地質(zhì)災(zāi)害，破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，破壞農(nóng)田、村莊及交通設(shè)施設(shè)備，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳敭a(chǎn)安全。本文通過對已有成果報告和現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害資料的收集整理，對湘鄉(xiāng)市地質(zhì)災(zāi)害的一般特征及影響因子進(jìn)行了分析研究，結(jié)合本地區(qū)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，提出地質(zhì)災(zāi)害防治的新思路，對湘鄉(xiāng)市地質(zhì)災(zāi)害防控、管理具有重要的指導(dǎo)意義［1］。

1 區(qū)域概況

1.1 自然地理

湘鄉(xiāng)市位于湖南省中部偏東的漣水中游，東距湘潭市43km，西到婁底市57km，北距韶山25km。離長沙市100km，距黃花機(jī)場102km。地理位置為：東經(jīng)111 ° 59 ′ 40 ″～112 ° 38 ′ 55 ″，北緯27°29′02″～28°03′45″。區(qū)內(nèi)交通便利，上瑞高速公路、320國道、湘婁線及湘黔鐵路組成的復(fù)合型交通干線成為湘鄉(xiāng)市與外界聯(lián)系的主要紐帶，也促進(jìn)和加快了市域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

湘鄉(xiāng)市屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的季節(jié)性特征，區(qū)內(nèi)全年光熱充足，雨量充沛，無霜期長，嚴(yán)寒期短。據(jù)湘鄉(xiāng)市氣象局資料統(tǒng)計，該區(qū)降水充沛，年平均降雨量1387.4mm，最多年為1865.4mm，最少年為1031.3mm。全年降水集中在4～9月（湘鄉(xiāng)汛期），占全年降雨量64%。市內(nèi)各地降水量，無論月值、季值、年值，尤其是年與年之間變化很大，旱、澇現(xiàn)象就是由于雨量年際變化較大而引起的［5］。

1.2 地質(zhì)背景

湘鄉(xiāng)市位于揚(yáng)子陸塊東南部，屬華南加里東褶皺帶區(qū)域，雪峰、加里東、印支-燕山等地殼運(yùn)動在湘鄉(xiāng)市區(qū)內(nèi)留下了明顯的痕跡，且以印支-燕山運(yùn)動影響最為劇烈，從而造就了如今湘鄉(xiāng)市內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的整體輪廓［3］。

市區(qū)內(nèi)沉積地層與巖漿巖的分布旗鼓相當(dāng)。境內(nèi)出露地層有新元古界冷家溪群、板溪群及南華系、震旦系；下古生界寒武系；上古生界泥盆系、石炭系、二疊系；中古生界三疊系、白堊系；新生界第三系和第四系。以板溪群、泥盆—二疊系、白堊系分布最廣，且賦存具有工業(yè)價值的礦產(chǎn)資源。巖漿巖廣布是湘鄉(xiāng)市區(qū)域地質(zhì)的另一特點(diǎn)。其形成時代主要是印支—燕山期，巖性以二長花崗巖為主，成為極為豐富的石材資源［4］。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

2.1 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模及類型

據(jù)已有資料的分析統(tǒng)計，湘鄉(xiāng)市地質(zhì)災(zāi)害的主要類型為崩塌、滑坡，其次為泥石流和地面塌陷。其中崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害主要分布在湘鄉(xiāng)市中部和南部的花崗巖丘陵山地區(qū)，受地層巖性影響較大；地面塌陷主要分布在湘鄉(xiāng)市西部的壺天鎮(zhèn)及城區(qū)北部的泉塘鎮(zhèn)的石膏礦區(qū)，與礦業(yè)活動強(qiáng)度關(guān)系密切。據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計，截止2019年底，湘鄉(xiāng)市共發(fā)現(xiàn)各類地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)215處，其中不穩(wěn)定斜坡9處，地面塌陷8處，泥石流10處，崩塌82處，滑坡102處。按規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)劃分，小型213處，中型2處［1］。

表1 湘鄉(xiāng)市地質(zhì)災(zāi)害隱患險情統(tǒng)計情況表

2.2 地質(zhì)災(zāi)害分布情況

2.2.1 時間分布情況

湘鄉(xiāng)市汛期為4～9月，該時段是境內(nèi)滑坡、崩塌、泥石流發(fā)生的多發(fā)期。5～7月是地質(zhì)災(zāi)害高峰期，5月、6月、7月分別發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害53處、89處、26處，其總和占全年全市地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的78.05%。因此，全年境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與全年集中降雨期的分布完全重合［5］。

表2 湘鄉(xiāng)市月發(fā)生地災(zāi)害統(tǒng)計表

2.2.2 空間分布情況

根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，境內(nèi)白田鎮(zhèn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多，共24處，其次為壺天22處，虞塘與月山，均為19處，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害的具體數(shù)量所占比例及分布見下表［1］。

表3 湘鄉(xiāng)市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域地災(zāi)害統(tǒng)計表

2.3 滑坡發(fā)育特征

滑坡是湘鄉(xiāng)市發(fā)生數(shù)量最多、分布范圍最廣的地質(zhì)災(zāi)害，幾乎每年都有發(fā)生，但形成災(zāi)害并造成重大損失的只有很少一部分。市內(nèi)現(xiàn)有滑坡共102處，占全市地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的47.44%。引發(fā)因素主要為大氣降水及各類工程切坡等。在類型上，區(qū)內(nèi)滑坡以小型土質(zhì)滑坡為主，災(zāi)情以一般級為主，險情以一般級為主［1］。

2.4 崩塌發(fā)育特征

崩塌在湘鄉(xiāng)市較為常見，全市共發(fā)生崩塌86處，為數(shù)量第二多災(zāi)種，占全市地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的40.00%。主要分布于白田、梅橋、譚市、月山、中沙等鎮(zhèn)的丘陵山區(qū)，以巖土體邊坡崩塌為主。威脅人口達(dá)130人，潛在經(jīng)濟(jì)損失745萬元，占全市地質(zhì)災(zāi)害潛在經(jīng)濟(jì)損失的4.86%。引發(fā)因素主要為大氣降水及道路建設(shè)、建房、露天采礦切坡等人類工程活動。規(guī)模以中型為主，災(zāi)情為一般級，險情以一般級為主。［3］

2.5 泥石流發(fā)育特征

截至2019年底全市共發(fā)生泥石流10處，占全市地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的4.65%，潛在經(jīng)濟(jì)損失3347萬元，主要分布于白田鎮(zhèn)、月山鎮(zhèn)、壺天鎮(zhèn)坡度較陡、地形切割強(qiáng)烈、溝床縱坡降大、地表巖體風(fēng)化強(qiáng)烈、碎屑物來源豐富的板巖及花崗巖區(qū)的低山-丘陵區(qū)。類型主要為溝谷型稀性泥石流。規(guī)模以中型和小型為主。［3］

3 地質(zhì)災(zāi)害影響因素研究分析

3.1 地形地貌

區(qū)內(nèi)的地形地貌為地質(zhì)災(zāi)害提供了有利條件。市內(nèi)低山丘陵區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)。境內(nèi)80%的滑坡發(fā)育在坡度為30°～50°的斜坡地段。斜坡坡腳大于50°時，災(zāi)害類型主要為崩塌。境內(nèi)90%的地質(zhì)災(zāi)害分布在海拔80～500m高程之間。境內(nèi)95%的災(zāi)害點(diǎn)分布在海拔100～200m高程之間。

3.2 地層巖性

地層巖性是該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的基本因素。湘鄉(xiāng)市境內(nèi)北部、中部、南部大面積分布的為花崗巖。花崗巖區(qū)較易發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害?；◢弾r巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，多球狀風(fēng)化，風(fēng)化層中多球狀巨石，殘坡積層發(fā)育，巖性多為砂土、碎石、含礫粉質(zhì)粘土，土體結(jié)構(gòu)多疏松，密實(shí)度差。西部棋梓、翻江鎮(zhèn)泥盆系佘田橋組（D3s）、錫礦山組（D3x）地層分布較廣泛，易發(fā)生小型淺層殘坡積土質(zhì)滑坡，佘田橋組（D3s）以泥灰?guī)r為主，錫礦山組（D3x）以砂、頁巖為主，巖石風(fēng)化較強(qiáng)烈，殘坡積層較發(fā)育，巖性多為含碎石粉質(zhì)粘土，非常松散，透水性較好，易引發(fā)滑坡。境內(nèi)南部虞塘、栗山、中沙地層巖性多為板巖、變質(zhì)砂巖，巖石風(fēng)化較強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化的殘坡積層以碎石土為主，土體結(jié)構(gòu)疏松，密實(shí)度差，透水性強(qiáng)，遇人工切坡易發(fā)生滑坡，坡度較陡時易引發(fā)崩塌。巖溶塌陷發(fā)生在境內(nèi)西部壺天鎮(zhèn)，分布于二疊紀(jì)、三疊紀(jì)的碳酸鹽巖區(qū)，由于恩口煤礦地下開采大量抽排水影響，區(qū)域地下水均衡受到破壞，巖溶塌陷至今仍頻繁發(fā)生；采空塌陷位于湘鄉(xiāng)市城區(qū)北部及北西泉塘鎮(zhèn)白堊系戴家坪組（K2d）地層分布區(qū)。［1］

3.3 地質(zhì)構(gòu)造

湘鄉(xiāng)盆地斜截韶山弧形構(gòu)造、金坑沖南北向構(gòu)造等，長約60km，寬約10km。呈向南東緩傾斜之單斜地層在山棗、東臺山等地帶與板溪群、上古生界巖層呈斷層接觸。該斷層走向約45°，長達(dá)60km，切截南北向、華夏系及帚狀構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造是影響區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的另一重要因素。主要是通過地層巖性的結(jié)構(gòu)面、破碎帶、軟弱面影響著區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害的分布。在區(qū)內(nèi)構(gòu)造斷層發(fā)育的地帶，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生密度和頻率大大高于其他區(qū)域［2］。

3.4 降雨

持續(xù)的降雨是地質(zhì)災(zāi)害直接引發(fā)因素。境內(nèi)發(fā)生的崩塌和滑坡，基本上都發(fā)生在雨期，尤其是在強(qiáng)降雨期間尤為突出。境內(nèi)2016年6月連降暴雨，引發(fā)了崩塌、滑坡災(zāi)害（隱患）點(diǎn)27處，2017年7月連降暴雨，引發(fā)了崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害（隱患）點(diǎn)56處，明顯地反映出大雨～暴雨是崩塌、滑坡發(fā)生的引發(fā)主因。2018～2019年區(qū)內(nèi)降雨較少，新增的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)也較少。據(jù)多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，5～7月是湘鄉(xiāng)市地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)生期，該時段產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害約占總數(shù)的78.05%。境內(nèi)滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與年內(nèi)集中降水時段完全一致。暴雨會使地表松散土體在瞬間儲存大量降水，除增加了本身重量外，地表水的大量滲入還使土體因荷載形成的拉張裂縫泥化、上下貫通，短時內(nèi)致使滑帶摩擦力大大降低，從而引發(fā)滑坡。

3.5 人類工程活動

人類活動是引發(fā)滑坡崩塌的主要因素。當(dāng)?shù)卮迕窠ǚ亢偷缆吩O(shè)施設(shè)備等主要人類活動主要分布在低山丘陵區(qū)域，區(qū)域內(nèi)邊坡開挖非常普遍。據(jù)調(diào)查結(jié)果，境內(nèi)崩塌滑坡多數(shù)發(fā)生于屋后的人為切坡和修建道路時形成的兩側(cè)切坡，少部分為水渠或其他工程活動，總之離不開人類工程活動。切坡建房或其它工程活動，形成線狀較陡傾的臨空面，為滑坡崩塌提供了易發(fā)條件，使其能量找到消減的出口，最終引發(fā)滑坡、崩塌?；露嘁誀恳綖橹?，崩塌多以滑移式為主。境內(nèi)95%的災(zāi)害點(diǎn)在海拔高100～200m高程之間。該高程區(qū)域內(nèi)，多為村民建房和道路建設(shè)等人類活動區(qū)域，邊坡開挖普遍［5］。

4 結(jié)論

（1）湘鄉(xiāng)市地形地貌豐富、地層巖性多樣、地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，在春夏兩季降水尤為豐富，局部地區(qū)人工活動強(qiáng)烈，較容易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害以中小型滑坡、崩塌為主。其次為不穩(wěn)定斜坡、泥石流、地面塌陷。地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生起主導(dǎo)作用，即內(nèi)動力因素。大量的持續(xù)性暴雨及不甚合理的人類工程活動是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的誘導(dǎo)因素，即外動力因素［2］。

（2）根據(jù)調(diào)查結(jié)果，針對威脅人口和財產(chǎn)均較少的單獨(dú)住戶，地質(zhì)災(zāi)害破壞程度較重，治理難度較大，治理的可行性不好的地災(zāi)點(diǎn)，建議搬遷避讓。針對治理可行性好的滑坡、崩塌，因威脅人口和財產(chǎn)較多，采用治理工程可達(dá)到較好防治目的，建議進(jìn)行工程治理。針對規(guī)模不大但危險較重，急于處理的崩塌滑坡，建議應(yīng)急排危除險，在一定范圍內(nèi)立警示牌。

（3）建議進(jìn)一步開展野外詳細(xì)排查，開展地質(zhì)災(zāi)害高精度調(diào)查；系統(tǒng)收集氣象資料及成果，進(jìn)行氣象預(yù)警分區(qū)研究。