高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害分布特征及形成條件淺析
——以貴州省興仁縣為例

王 源

(貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 背景

貴州省興仁縣位于貴州省西南部，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，是貴州省各縣市分布地質(zhì)災(zāi)害較多的縣。開展興仁縣11鎮(zhèn)1鄉(xiāng)4街道高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害排查，摸清該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布特征及形成條件，特別是高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害，為地質(zhì)災(zāi)害防控提供決策依據(jù)。

2 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

通過排查，興仁縣現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害隱患點共計144處，地質(zhì)災(zāi)害類型主要以滑坡、崩塌及地面塌陷為主，其中滑坡76處，占隱患點總數(shù)的53%；崩塌31處，占隱患點總數(shù)的21%；地面塌陷35處，占隱患點總數(shù)的25%；泥石流2處，占隱患點總數(shù)的1%。

地質(zhì)災(zāi)害隱患點分布具有廣泛性，在全縣16個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))及街道辦均有分布，詳見圖1。在潘家莊鎮(zhèn)、下山鎮(zhèn)、新龍場鎮(zhèn)、城南街道辦、回龍鎮(zhèn)集中分布，分別分布地質(zhì)災(zāi)害24處、21處、17處、13處、11處，共分布86處，占地災(zāi)總數(shù)的59.7%，分布密度最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為潘家莊鎮(zhèn)、下山鎮(zhèn)、新龍場鎮(zhèn)，分別為22.8處/100 km2、12.9處/100 km2、16.1處/100 km2。從地質(zhì)災(zāi)害分布上看，其分布具有分散性和集中性。

圖1 興仁縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道辦)災(zāi)害點分布柱狀圖Fig.1 Distribution of disaster points in each townof Xingren County

從地質(zhì)災(zāi)害的分布可以看出，不同的災(zāi)種在空間上分布特征各不相同?；碌刭|(zhì)災(zāi)害主要集中分布在興仁縣中部的城南街道辦；興仁縣北部的下山鎮(zhèn)、潘家莊鎮(zhèn)；興仁縣西部的新龍場鎮(zhèn)，沿構(gòu)造分布較為明顯。而崩塌主要分布在巴鈴鎮(zhèn)、城南街道辦和潘家莊鎮(zhèn)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布受巖性、構(gòu)造控制，但受人類工程活動影響較大；在調(diào)查區(qū)的廣泛分布的軟硬相間的砂泥巖、灰?guī)r與頁巖、灰?guī)r與泥巖互層地區(qū)(調(diào)查區(qū)中部、北部及西部)，地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，同時地質(zhì)災(zāi)害距離斷裂越近，越發(fā)育。

3 高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害分布特征

3.1 高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害分布特征

在144處現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害隱患點中，判定為高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害的有33處，其類型為滑坡和崩塌，其中高位滑坡有10處，占高位隱患點總數(shù)的30.3%；高位崩塌有23處，占高位隱患點總數(shù)的69.7%。高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害只在全縣的11個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))及街道辦有分布，在潘家莊鎮(zhèn)、巴鈴鎮(zhèn)、波陽鎮(zhèn)、馬馬崖鎮(zhèn)集中分布，分別分布地質(zhì)災(zāi)害8處、5處、3處、4處，共20處，占隱患點總數(shù)的62.8%，高位地質(zhì)災(zāi)害分布密度為19.6處/100 km2。

3.2 高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

(1)高位滑坡發(fā)育特征

高位滑坡是興仁地質(zhì)災(zāi)害中分布廣泛的一種類型，共發(fā)育10處，面密度1.88處/100 km2。區(qū)內(nèi)高位滑坡最發(fā)育的區(qū)段位于縣城北部及中部，行政區(qū)劃屬真武山街道辦、新龍場鎮(zhèn)、潘家莊鎮(zhèn)，同時該區(qū)域為面積分布較廣的軟硬巖互層分布區(qū)。

按滑坡體規(guī)模角度分析：興仁縣域內(nèi)發(fā)育有高位滑坡大型2處、中型5處、小型3處。分別占高位滑坡點數(shù)的20%、50%、30%。全縣高位滑坡總方量994.8×104m3。

表1 高位滑坡規(guī)模統(tǒng)計表Tab.1 Statistical table of the scale of high-position landslides

按滑坡的物質(zhì)組成可將滑坡劃分為土質(zhì)滑坡和巖質(zhì)滑坡，經(jīng)調(diào)查認(rèn)識和數(shù)據(jù)分析：興仁縣發(fā)育高位土質(zhì)滑坡3處，占30%。其組成主要以碎石土、粉質(zhì)黏土夾碎石為主，成因以殘坡積和古滑坡堆積為主，滑體結(jié)構(gòu)較松散；巖質(zhì)滑坡有7處，占70%，主要以沿灰?guī)r、白云巖(硬質(zhì)巖)中軟弱夾層中滑動為主。區(qū)內(nèi)高位滑坡主要以淺、中層滑坡為主，其中淺層滑坡有3處；中層滑坡有3處，占25%；深層滑坡有4處，占6.6%。

(2)高位崩塌發(fā)育特征

興仁縣共有發(fā)育高位崩塌23處，面密度為1.3處/100 km2。集中分布于巴鈴鎮(zhèn)、城南街道辦和潘家莊鎮(zhèn)。按規(guī)模大小劃分：興仁縣高位崩塌特大型1處、大型崩塌4處、中型崩塌11處、小型崩塌7處。全縣現(xiàn)有高位崩塌(危巖體)總方量734.07×104m3。從崩塌的形成機制和發(fā)育地層角度分析，興仁縣崩塌主要是發(fā)育在灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，以傾倒式崩塌為主，占52%，其次為拉裂式崩塌占26%，詳見表2。

表2 高位崩塌規(guī)模統(tǒng)計表Tab.2 Statistical table of the scale of high-position collapses

興仁縣區(qū)內(nèi)高位崩塌均為巖質(zhì)崩塌，規(guī)模以中型為主，運動形式以傾倒式為主，現(xiàn)狀穩(wěn)定性以不穩(wěn)定為主。從巖性角度講，工作區(qū)崩塌主要分布于二疊系、三疊系地層中，受巖性控制作用較明顯，由于其該層主要以灰?guī)r、白云巖為主，裂隙發(fā)育，整體硬度較大，極易發(fā)生形成崩塌危巖體。

4 高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害形成條件淺析

地質(zhì)災(zāi)害的成因主要受地質(zhì)條件、大氣降雨、地震、河流侵蝕、人類工程活動以及植被發(fā)育情況等因素共同作用的結(jié)果，地質(zhì)條件包括地形地貌條件、地質(zhì)構(gòu)造條件及巖土體結(jié)構(gòu)類型，其中地質(zhì)條件控制是興仁縣高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害形成的基本條件，而降雨、人類工程活動和河流侵蝕等作用是誘導(dǎo)因素。

本次對興仁縣的地質(zhì)災(zāi)害隱患點形成條件進(jìn)行分析統(tǒng)計，力求更加真實的反映興仁縣地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布規(guī)律及形成條件，總共參與統(tǒng)計的災(zāi)害點數(shù)量為144處，詳見表3。

表3 參與地質(zhì)災(zāi)害形成條件及規(guī)律統(tǒng)計的樣本數(shù)量統(tǒng)計表Tab.3 Number of samples participating in the statistics of theformation conditions and rules of geological hazards

4.1 地形地貌影響

(1)地形坡度與地質(zhì)災(zāi)害

地形陡峭，對地質(zhì)災(zāi)害的形成造就了有利的形態(tài)條件。原始斜坡的坡度越陡，坡體穩(wěn)定性越差，本文對調(diào)查的滑坡隱患點進(jìn)行了統(tǒng)計分析。

①滑坡

工作區(qū)共發(fā)育滑坡76處，根據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計結(jié)果(表4)，滑坡發(fā)生的斜坡坡度一般為20°～60°，以30°～50°斜坡最多，達(dá)43處，占滑坡隱患點總數(shù)的56.6%。

不同類型的滑坡發(fā)育于不同的地形坡度。根據(jù)統(tǒng)計分析，該區(qū)內(nèi)殘坡積層滑坡坡度15°～30°，滑面比較平緩；而崩積體、洪積物滑坡坡度一般為20°～45°，該類滑坡一般發(fā)育的地形坡度相對較陡，尤其是在30°～35°左右，一般大于崩積體、洪積物堆積體的自然休止角；基巖滑坡則以40°～60°居多。

②崩塌

工作區(qū)共發(fā)育崩塌31處，據(jù)統(tǒng)計結(jié)果(表5)顯示，崩塌發(fā)育發(fā)生的斜坡坡度一般為40°～80°，以60°～80°斜坡最多，達(dá)78處，占崩塌隱患點總數(shù)的51.6%。

表5 地形坡度與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的關(guān)系表Tab.5 Relationship between topographic slope andoccurrence of geological hazards

(2)地貌類型與地質(zhì)災(zāi)害

從地貌形態(tài)來看，區(qū)內(nèi)滑坡、崩塌主要發(fā)育于剝蝕-侵蝕和溶蝕-侵蝕構(gòu)造地貌區(qū)，峰叢谷地僅有零星地質(zhì)災(zāi)害分布；崩塌為興仁縣最主要的地質(zhì)災(zāi)害類型，各個地貌單元均有分布，尤其在溶蝕-侵蝕構(gòu)造地貌單元分布較為集中，由于該地貌單元中受溶蝕作用和構(gòu)造力共同作用，巖體較破碎，卸荷裂隙發(fā)育，加之溶蝕作用下巖體內(nèi)部形成大量的層面溶蝕現(xiàn)象，層面次生夾泥現(xiàn)象明顯，為崩塌災(zāi)害形成提供了有利的軟弱結(jié)構(gòu)面。

4.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震影響

興仁縣地處揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆普安旋扭構(gòu)造變形區(qū)，斷裂以壓性、壓扭性為主，地質(zhì)構(gòu)造對高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害的形成起到主導(dǎo)控制作用。在興仁縣興仁斷層構(gòu)造區(qū)域，共發(fā)育滑坡地質(zhì)災(zāi)害22處、崩塌7處、地面塌陷6處，共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害35處，發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害密度為12.96處/100 km2，大于全縣的平均密度8.06處/100 km2。

4.3 巖土體工程地質(zhì)條件影響

斜坡巖土體的組成決定了地質(zhì)災(zāi)害形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、破壞形態(tài)都起到?jīng)Q定作用。通過對區(qū)內(nèi)發(fā)育的144處災(zāi)害點進(jìn)行統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)育于軟-半堅硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組共發(fā)育88處；其次為滑坡松散巖類工程地質(zhì)巖組共發(fā)育56處。

表6 地層與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的關(guān)系表Tab.6 Relationship between stratum and geological hazards

對區(qū)內(nèi)發(fā)育的66處中型以上災(zāi)害進(jìn)行分析，主要發(fā)育于中-厚層狀砂夾軟弱薄層狀泥巖、泥灰?guī)r及煤線巖中，共有34處、占52%，其次發(fā)育于堅硬的碳酸鹽巖、碎屑巖中，共有11處、占16.7%。

區(qū)內(nèi)發(fā)育的31處崩塌，根據(jù)崩塌分布的地層統(tǒng)計分析，大部分發(fā)育于二疊系和三疊系地層中，且均發(fā)育于巖質(zhì)斜坡、陡坡上，斜坡結(jié)構(gòu)主要為堅硬塊狀、層狀巖體和上硬下軟的層狀巖質(zhì)斜坡，巖層傾角均比較平緩，加之受卸荷裂隙作用，與母巖分離形成崩塌危巖體。

4.4 氣象水文條件影響

水是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要因素，水就像潤滑劑，不同類型的水作用地質(zhì)災(zāi)害的方式不同，主要對滑坡的影響巨大，且其具有相互轉(zhuǎn)化、共同作用的特點。

①地表水與地質(zhì)災(zāi)害的形成

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有北盤江、打邦河、麻沙河(縣境內(nèi)長8 km)、波秧河(縣境內(nèi)長10 km)、新寨河(縣境內(nèi)長13 km)，其支流、溝谷十分發(fā)育，區(qū)內(nèi)河流灣多水急，河水對兩岸存在不同程度的沖刷作用和浸潤作用現(xiàn)象；由于河流對滑坡前緣不斷沖刷，前緣局部產(chǎn)生滑塌，導(dǎo)致斜坡體存在臨空面，從而產(chǎn)生牽引式累進(jìn)性滑動，且多發(fā)育于沖刷岸(凹岸)；按照地表水流域、類型及岸坡類型，受地表誘發(fā)(影響)滑坡共發(fā)育19處。

②降雨與地質(zhì)災(zāi)害的形成

降雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害形成的重要因素[2]。雨水滲入滑坡體內(nèi)增加了坡體重量，同時促進(jìn)了潛在滑移面的形成，并降低了潛在滑移面的抗剪強度指標(biāo)，造成潛在滑移面的剪應(yīng)力集中，導(dǎo)致滑坡穩(wěn)定性降低，因此，降雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一個關(guān)鍵因子。

③地下水與滑坡的關(guān)系

區(qū)內(nèi)與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)地下水主要為淺層地下水，淺層地下水的充盈和強化作用取決于大氣降水；本區(qū)滑坡與枯水季節(jié)活動一般低于5%；大部分情況下，多數(shù)滑坡基本處于干燥狀態(tài)，到了汛期，降水補給地下水，滑坡多發(fā)生于此段時間。因此區(qū)內(nèi)的淺層地下水具有明顯的季節(jié)性；滑坡的水源補給來源于大氣降水和部分地表水，以降水補給為主；地下水的賦存不均勻；滑坡的活動主要集中分布于雨季。

4.5 采礦工程活動影響

根據(jù)興仁縣工礦企業(yè)統(tǒng)計情況，興仁縣工礦企業(yè)以采煤活動為主，經(jīng)過整合，現(xiàn)有煤礦52家，金礦5家以及74家砂石廠。興仁由采礦工程活動(包括爆破振動、棄渣堆積)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型以滑坡、崩塌、地面塌陷為主，共55處(其中包括滑坡28處，崩塌6處，地面塌陷20處，泥石流1處)，統(tǒng)計結(jié)果詳見表7。

表7 興仁重大礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患類型統(tǒng)計表Tab.7 Statistical table of hidden dangers of major geologicaldisasters in mines in Xingren

區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患主要集中分布于北部的潘家莊鎮(zhèn)～下山鎮(zhèn)、西部的新龍場鎮(zhèn)、中部的真武山街道辦～城南街道辦的國營大礦分布區(qū)域。另外，從礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患行政區(qū)分布情況來看，以潘家莊鎮(zhèn)分布最多，共18處，占礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的32.7%，其次為下山鎮(zhèn)、新龍場鎮(zhèn)和真武山街道辦，分別為16處、6處、5處，分別占礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患點總數(shù)的29.1%、10.9%和9.1%。按穩(wěn)定性劃分，區(qū)內(nèi)礦山開采誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害為55年，其中欠穩(wěn)定性的有18處，不穩(wěn)定性37處。

5 結(jié)語

1)興仁縣高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害的分布特征表現(xiàn)為：高位滑坡主要發(fā)育于軟硬巖互層分布區(qū)、以淺中層土質(zhì)滑坡為主；高位崩塌以傾倒式崩塌為主，巖層傾角以平緩為主，主要分布于二疊系、三疊系硬質(zhì)巖地層中，受巖性控制作用較為明顯。

2)興仁縣高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害主要受地質(zhì)條件、大氣降雨、地震、河流侵蝕、人類工程活動以及植被發(fā)育情況等因素共同作用，其中地質(zhì)條件控制是興仁縣高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害形成的基本條件，而降雨、人類工程活動和河流侵蝕等作用是誘導(dǎo)因素。