泰安市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及易發(fā)程度分區(qū)評價(jià)

蘇寶成

(泰安市自然資源和規(guī)劃局，山東 泰安 271000)

0 引言

泰安市復(fù)雜的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性等地質(zhì)環(huán)境條件，汛期降水比較集中，以及開山采石、大量開采地下水等日益加劇的人為活動，導(dǎo)致了泰安市崩塌、滑坡、泥石流和巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害比較發(fā)育。

泰安市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查始于1990年，先后開展了多次區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和評價(jià)工作。2020年開展了“山東省泰安市地質(zhì)災(zāi)害核查”工作，確定各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)133處。以上工作查明了泰安市各類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀及影響因素，為泰安市地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

1.1 地形地貌

泰安市屬魯中山區(qū)的一部分，總體地勢自東北向西南傾斜，地貌類型多樣。中低山集中分布于泰山、徂徠山、蓮花山一帶，約占全市國土面積18.3%；丘陵主要分布于新泰市西南部、寧陽縣東部、岱岳區(qū)西北部、肥城市中部、東平縣北部、以及中低山邊緣地帶的低海拔地帶，約占全市國土面積41.1%；平原主要分布于山麓與河流沿岸地帶，約占全市國土面積36.1%；洼地主要分布于東平湖、稻屯洼、州城湖周圍，約占全市國土面積4.5%；湖泊集中分布于東平縣境內(nèi)(圖1)。

1—強(qiáng)切割中山；2—中度剝蝕低山；3—溶蝕-剝蝕低山；4—微弱切割丘陵；5—溶蝕-剝蝕丘陵；6—剝蝕平原；7—山間平原；8—山前傾斜平原；9—黃河沖擊平原；10—地貌類型界線圖1 泰安市地貌圖

1.2 地層和巖漿巖

泰安市地層分布較廣，約占全市國土面積60%，由老到新依次為：新太古代泰山巖群；古生代寒武系、奧陶系、石炭-二疊系；中生代侏羅系、白堊系；新生代古近系、第四系等[1]。

泰安市巖漿巖較發(fā)育，約占全市國土面積40%。主要分布于泰山、新甫山、蒙山(西段)、布山等凸起區(qū)。以新太古代、古元古代巖漿巖最為發(fā)育；中生代巖漿巖規(guī)模小且出露零星。

1.3 構(gòu)造

泰安市大地構(gòu)造跨華北板塊Ⅰ級構(gòu)造單元，魯西隆起區(qū)Ⅱ級構(gòu)造單元，魯中隆起和魯西南隆起Ⅲ級構(gòu)造單元。境內(nèi)基底褶皺強(qiáng)烈，主要有泰山背形、新甫山背形、李家莊倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜、徂徠山復(fù)背形、盤車溝向斜、蒙山背形、新汶向斜等褶皺構(gòu)造。斷裂構(gòu)造按展布方向可劃分為近EW向、近SN向、NE向和NW向4組。

1.4 工程地質(zhì)

泰安市可劃分為堅(jiān)硬塊狀侵入巖工程地質(zhì)區(qū)，堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬碳酸鹽巖夾砂巖、頁巖工程地質(zhì)區(qū)，半堅(jiān)硬砂巖、頁巖工程地質(zhì)區(qū)和山間、山前、河谷松軟沖洪積層工程地質(zhì)區(qū)等4個(gè)工程地質(zhì)區(qū)(圖2)。

1—堅(jiān)硬塊狀侵入巖工程地質(zhì)區(qū)；2—堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬碳酸鹽巖夾砂巖、頁巖構(gòu)成地質(zhì)區(qū)；3—半堅(jiān)硬砂巖、頁巖工程地質(zhì)區(qū)；4—山間、山前、河谷松軟沖洪積層工程地質(zhì)區(qū)；5—工程地質(zhì)類型分界線圖2 泰安市工程地質(zhì)圖

1.5 人類工程活動

與地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的人類工程活動主要為礦山開采，包括煤礦、石膏礦和鹽礦等開采活動，易導(dǎo)致采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害[3]；地下水開采：因地下水開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要為巖溶塌陷，已發(fā)生巖溶塌陷點(diǎn)主要為農(nóng)灌開采、生活用水開采過量導(dǎo)致[4]；挖坡修路與建房：該類活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為崩塌、滑坡等。受地形條件限制，低山、丘陵區(qū)挖坡修路與建房，挖坡后形成局部高陡邊坡、巖石裸露、坡面土石失穩(wěn)，形成崩塌、滑坡隱患[5]。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀特征

泰安市崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害及隱患主要分布于泰山、新甫山、蒙山(西段)、東平等凸起中低山丘陵區(qū)，巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害及隱患主要分布于泰安城區(qū)-舊縣水源地、岱岳區(qū)、新泰市、肥城市、寧陽縣、東平縣部分山間平原、山前傾斜平原區(qū)的隱伏灰?guī)r區(qū)[6]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自有地質(zhì)災(zāi)害記錄以來，泰安市共計(jì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害230余處，造成直接損失超11億元，死亡40余人。

2.1 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

通過調(diào)查評價(jià)，截至目前，泰安市確定各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共計(jì)133處，其中崩塌46處，滑坡2處，泥石流50處，巖溶塌陷35處。各縣市區(qū)及功能區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)分布情況見表1。

表1 泰安市地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)分布情況表 單位：處

2.2 主要影響因素

2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌

泰安市境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育，控制了區(qū)域地形地貌，對地質(zhì)災(zāi)害的形成、發(fā)育有著重要影響。構(gòu)造運(yùn)動上升區(qū)為中低山丘陵區(qū)，山勢陡峻，溝谷深切，斷崖發(fā)育。坡度大于60°的陡峻山坡或峭壁，崩塌危巖體多分布于此。低山丘陵區(qū)因人工切坡修路建房或改造梯田，形成局部斜坡臨空面，坡面松散土石體與下伏基巖存在明顯界面，容易形成滑坡。溝谷地帶上游三面環(huán)山，山高坡陡，山坡覆蓋厚度不等的風(fēng)化殘坡積物，溝谷中游流通區(qū)地形多為狹窄、彎曲、陡深的峽谷，溝床縱坡降大，容易形成泥石流。構(gòu)造運(yùn)動凹陷區(qū)多分布隱伏寒武-奧陶紀(jì)碳酸鹽巖，是巖溶塌陷的多發(fā)區(qū)[7-9]。

2.2.2 巖土體特征

泰安市崩塌隱患點(diǎn)巖性主要為塊狀堅(jiān)硬侵入巖、變質(zhì)巖巖組[10]。滑坡隱患點(diǎn)主要分布在低山丘陵殘坡積土石、破碎風(fēng)化巖巖組。泥石流隱患點(diǎn)溝主要分布在有一定厚度的風(fēng)化殘坡積層的溝谷地帶。巖溶塌陷隱患點(diǎn)與下伏可溶巖巖性密切相關(guān)，第四系蓋層巖性對巖溶塌陷有顯著影響[11]。

2.2.3 降水

(1)崩塌、滑坡和泥石流。崩塌、滑坡和泥石流的發(fā)生幾率大小與降水量成正比。降水的入滲降低了巖、土體強(qiáng)度，產(chǎn)生了動水壓力和孔隙水壓力，增大了崩塌、滑坡和泥石流發(fā)生的幾率。

(2)巖溶塌陷。巖溶塌陷的發(fā)生與降水有一定的關(guān)系，據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，泰安市巖溶塌陷多發(fā)生在降雨期間或強(qiáng)降水之后短時(shí)間內(nèi)。雨季強(qiáng)度不大的降水，巖溶塌陷具有一定的滯后效應(yīng)，此時(shí)降水誘發(fā)巖溶塌陷需要一定的雨量積累[12]。

2.2.4 人類工程活動

人類工程活動是地質(zhì)災(zāi)害的重要誘因。切坡修路與建房、山坡梯田開墾等易引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流；過度開采地下水易引發(fā)巖溶塌陷[13]。

3 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合分區(qū)評價(jià)方法

3.1 評價(jià)方法概述

對泰安市進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合分區(qū)評價(jià)采用“地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法”。首先運(yùn)用柵格數(shù)據(jù)處理方法對泰安市行政區(qū)劃圖進(jìn)行剖分，每個(gè)單元面積為2km×2km(部分處于邊界的單元面積不足4km2)，共劃分為2381個(gè)單元格；其次，按照統(tǒng)一量化標(biāo)準(zhǔn)，對影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的要素進(jìn)行量化，定量求取每個(gè)單元地質(zhì)災(zāi)害綜合強(qiáng)度指數(shù)；最后根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害綜合強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行分區(qū)評價(jià)，根據(jù)實(shí)際情況對分區(qū)結(jié)果采用定性的方法進(jìn)行修正[14-17]。

3.2 確定評價(jià)因子基本分值

將每個(gè)評價(jià)因子按Ⅰ～Ⅳ級進(jìn)行強(qiáng)度分級，然后根據(jù)泰安市地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害形成影響因素和發(fā)育特征確定分級標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ級基本分值10，Ⅱ級基本分值7，Ⅲ級基本分值4，Ⅳ級基本分值1。潛在地質(zhì)災(zāi)害評價(jià)因子權(quán)重采用傅勒三角形法，AD權(quán)值0.3，AR權(quán)值0.3，AX權(quán)值0.2，AQ權(quán)值0.2?，F(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害評價(jià)因子，BP權(quán)值0.4，BM權(quán)值0.3，BW權(quán)值0.2，BG權(quán)值0.1(表2、表3)[18]。

表2 潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度評價(jià)因子強(qiáng)度分級

表3 現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度評價(jià)因子強(qiáng)度分級

4 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度綜合分區(qū)評價(jià)結(jié)果

4.1 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分級

分別對各單元網(wǎng)格潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)、現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)和地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際情況對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分級進(jìn)行定性修正，取值(7,10〕為高易發(fā)區(qū)(A)、取值(4,7〕為中易發(fā)區(qū)(B)、取值(1,4〕為低易發(fā)區(qū)(C)、取值(0,1〕為不易發(fā)區(qū)(D)[19]。

4.2 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價(jià)結(jié)果

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)和地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分級標(biāo)準(zhǔn)，對修正后的地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸類，合并結(jié)果區(qū)間相同單元格，劃定出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)(圖3，表4)。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)原則和方法，將全市劃分為重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)、一般防治區(qū)(圖4)。

4.3.1 重點(diǎn)防治區(qū)

主要分布于地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，總面積約151.74km2，約占全市國土面積1.96%。

1—地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)；2—地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)；3—地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)；4—地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)；5—易發(fā)區(qū)分界線圖3 泰安市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖

表4 泰安市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分簡表

1—地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)；2—地質(zhì)災(zāi)害次重點(diǎn)防治區(qū)；3—地質(zhì)災(zāi)害一般防治區(qū)；4—防治區(qū)分界線圖4 泰安市地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃圖

(1)崩塌、泥石流重點(diǎn)防治區(qū)。主要分布于泰山風(fēng)景區(qū)旅游主干線、黃前—下港鎮(zhèn)，徂汶景區(qū)徂徠山等地，面積80.86km2。該區(qū)共分布地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)56處，其中崩塌30處，泥石流26處。

(2)巖溶塌陷重點(diǎn)防治區(qū)。主要分布于泰安市城區(qū)—舊縣水源地、岱岳區(qū)祝陽鎮(zhèn)二王安村、新泰市果都-禹村-樓德、肥城市汶陽鎮(zhèn)、東平縣大羊鎮(zhèn)等地，面積約70.88km2。該區(qū)共分布巖溶塌陷26處。

4.3.2 次重點(diǎn)防治區(qū)

主要分布于地質(zhì)災(zāi)害中、低易發(fā)區(qū)內(nèi)，總面積約1191.88km2，約占全市國土面積15.36%。

(1)崩塌、滑坡和泥石流次重點(diǎn)防治區(qū)。主要分布于泰山風(fēng)景區(qū)，徂汶景區(qū)徂徠山，新泰市蓮花山，肥城市潮泉鎮(zhèn)，寧陽縣葛石鎮(zhèn)-磁窯鎮(zhèn)，寧陽縣堽城鎮(zhèn)—蔣集鎮(zhèn)和東平縣銀山鎮(zhèn)-戴廟鎮(zhèn)等地，面積約1059.02km2。該區(qū)共分布地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)43處，其中崩塌17處，泥石流24處，滑坡2處。

(2)巖溶塌陷次重點(diǎn)防治區(qū)。主要分布于泰安市城區(qū)—舊縣水源地外圍、岱岳區(qū)東武水源地、新泰市宮里鎮(zhèn)—泉溝鎮(zhèn)—翟鎮(zhèn)、寧陽縣伏山鎮(zhèn)等地，面積約132.86km2。該區(qū)共分布巖溶塌陷8處。

4.3.3 一般防治區(qū)

除重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)以外的其他區(qū)域劃為一般防治區(qū)，總面積約6417.64km2，約占全市國土面積82.69%。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

爭取各級資金對重點(diǎn)和次重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)的重要地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行治理，對有條件的地區(qū)逐步開展受地質(zhì)災(zāi)害威脅的居民搬遷避讓工作。一般防治區(qū)內(nèi)目前沒有地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，主要以監(jiān)測為主[20]。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)現(xiàn)狀分布，健全群測群防機(jī)構(gòu)，完善地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，強(qiáng)化汛前排查、汛中巡查和汛后復(fù)查的工作機(jī)制[21]。

5 結(jié)論

(1)影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的因素主要有發(fā)育的地質(zhì)構(gòu)造、復(fù)雜的地形地貌、有利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的巖土體、雨季集中降水及人類工程活動。

(2)采用地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法，同時(shí)依據(jù)泰安市地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合泰安市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀和人類工程活動，對泰安市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度進(jìn)行綜合分區(qū)評價(jià)，將泰安市全域分為高易發(fā)區(qū)(面積約151.74km2)、中易發(fā)區(qū)(面積約457.47km2)、低易發(fā)區(qū)(面積約734.41km2)和不易發(fā)區(qū)(面積約6417.64km2)。

(3)依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)原則和方法，將全市劃分為重點(diǎn)防治區(qū)、次重點(diǎn)防治區(qū)和一般防治區(qū)。