安徽南陵地質(zhì)災(zāi)害類型及發(fā)育特征研究

［關(guān)鍵詞］南陵縣；地質(zhì)環(huán)境；地質(zhì)災(zāi)害類型；地質(zhì)災(zāi)害特征；地質(zhì)災(zāi)害空間分布

南陵縣地處沿江丘陵平原區(qū)，地勢(shì)總體特征是西與南高、北與東低，地形起伏較大[1]。根據(jù)地貌形態(tài)及成因，結(jié)合海拔高度、遙感解譯等將調(diào)查區(qū)分為平原、丘陵、山地三個(gè)地貌類型，河漫灘、一級(jí)階地、崗地、低丘、高丘、低山六個(gè)微地貌形態(tài)類型[2]。南陵縣地形地貌復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，是地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地區(qū)，不同類型的地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。公路建設(shè)、城鎮(zhèn)和農(nóng)村建設(shè)工程，造成土地及地貌景觀破壞，產(chǎn)生諸多高陡切坡，一定程度上破壞了地貌景觀，帶來(lái)了不良高陡斜坡環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題等。高速公路建設(shè)沿線不良高陡斜坡環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題突出，甚至發(fā)生了崩塌、滑坡災(zāi)害。受自然條件的限制，南陵縣丘陵山區(qū)城鎮(zhèn)及農(nóng)村不得不削坡建房，因此，形成了眾多的人工高陡斜坡，且大部分斜坡未進(jìn)行防護(hù)，成為不良高陡斜坡，部分斜坡段發(fā)展演變?yōu)楸浪?、滑坡地質(zhì)災(zāi)害：此類環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題最為突出。本文在充分收集已有資料的基礎(chǔ)上，開展南陵縣境內(nèi)的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，基本查明區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害及其隱患發(fā)育特征、分布規(guī)律以及形成的地質(zhì)環(huán)境條件，為減災(zāi)防災(zāi)提供地質(zhì)依據(jù)。

1. 區(qū)域地質(zhì)概況

南陵縣前第四紀(jì)地層區(qū)劃屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)，分布的地層有寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系和第三系。第四紀(jì)地層主要分布于青弋江、漳河及其支流的兩側(cè)至丘陵的前緣地段，以沖積成因?yàn)橹鱗3]。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育一般，主要為侵入巖體，侵入時(shí)期主要為燕山晚期，以大小不等的巖株、巖枝產(chǎn)出，巖性主要為石英二長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、花崗斑巖等，主要巖體有板石嶺巖體、小工山巖體、鳳凰山巖體、戴家匯巖體。構(gòu)造單元屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)、下?lián)P子臺(tái)坳、沿江拱斷褶帶、石臺(tái)穹褶斷束。區(qū)內(nèi)斷裂主要形成于印支期和燕山期，尤其是燕山期活動(dòng)強(qiáng)烈。斷裂方向主要為北東、北西向2組，其次為北北東向。斷裂的形成一般是：北東向較早，北北東向次之，北西向較晚。區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)不強(qiáng)烈，也不頻繁，屬中弱發(fā)震區(qū)[4，5]。

2. 工程與水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

地質(zhì)災(zāi)害的形成是各種工程地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果，單一因素分析使得地質(zhì)災(zāi)害形成條件的差異性小，不利于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)的劃分，進(jìn)而影響地質(zhì)災(zāi)害防治等一系列的分析研究和程度細(xì)化，根據(jù)《滑坡崩塌泥石流災(zāi)害調(diào)查規(guī)范（1/50000）》進(jìn)行區(qū)域工程地質(zhì)條件的區(qū)劃，全面反映調(diào)查區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件，并按工程地質(zhì)特征的同、異性進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)。基于巖土體巖組類型，依據(jù)調(diào)查資料，根據(jù)巖體的風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙的發(fā)育、巖土體結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育及其地形地貌、水文地質(zhì)條件等，進(jìn)行工程地質(zhì)條件區(qū)劃，分出4個(gè)區(qū)。工程地質(zhì)條件好區(qū)分布面積最廣，占全區(qū)面積的59.60%，工程地質(zhì)調(diào)價(jià)差區(qū)分布最少，占全區(qū)面積的12.83%。

2.2 水文地質(zhì)條件

按含水介質(zhì)、空隙類型和地下水的賦存條件，區(qū)內(nèi)地下水類型可分為松散巖類孔隙水、紅層孔隙裂隙水、碳酸鹽巖裂隙溶洞水和基巖裂隙水[6]?？h境內(nèi)地下水主體由南西向北東徑流，多以泉的形式排泄，或以地下徑流就近排泄到溪溝及河流內(nèi)，另外，蒸發(fā)也是地下水的排泄方式之一。平原區(qū)松散巖類孔隙水主要來(lái)源于大氣降水及山區(qū)地下水的徑流補(bǔ)給，同時(shí)，地表水與地下水存在互補(bǔ)關(guān)系，枯水期地下水補(bǔ)給地表水，汛期地表水補(bǔ)給地下水。地下水的排泄一是向河流（湖泊）排泄，二是蒸發(fā)排泄，三是人工開采。

3. 地質(zhì)災(zāi)害類型

經(jīng)過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的分類劃分。本次共調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)22處，其中新增地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)2處，根據(jù)其變形趨勢(shì)將不穩(wěn)定斜坡劃入崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，消除地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)4處，確定地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)18處，地質(zhì)災(zāi)害類型以崩塌為主，次為地面塌陷、滑坡、泥石流，其中崩塌10處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的56%；滑坡2 處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的11％；泥石流2處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的11％ ；地面塌陷4 處（采空塌陷3 處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的17％；巖溶塌陷1處，占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的5％），災(zāi)害規(guī)模以小型為主，共17處，其中滑坡2處，崩塌10處，泥石流1處，地面塌陷4處；中型災(zāi)害點(diǎn)僅1處，為泥石流地質(zhì)災(zāi)害（表1、圖1）；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定性較差。危害及威脅對(duì)象主要是居民及交通基礎(chǔ)設(shè)施。

4. 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律

受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、降雨及人類工程活動(dòng)的影響[2，4-6]，地質(zhì)災(zāi)害主要分布于南陵縣西部及南部，東部及北部地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育或相對(duì)較少。南陵縣有8個(gè)鎮(zhèn)，由于各鎮(zhèn)的地形地貌特征、地質(zhì)環(huán)境背景、地層巖性、斷裂構(gòu)造發(fā)育程度、地下水情況等都不相同，導(dǎo)致各個(gè)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度存在集中性和差異性。本次調(diào)查的18處地質(zhì)災(zāi)害（隱患）點(diǎn)，主要分布于何灣鎮(zhèn)、工山鎮(zhèn)、三里鎮(zhèn)、煙墩鎮(zhèn)、家發(fā)鎮(zhèn)等地，何灣鎮(zhèn)最多，其次為工山鎮(zhèn)（表2）。全縣地質(zhì)災(zāi)害在地理空間上分布具有不均勻性，主要是受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及人類活動(dòng)的控制和影響。

本區(qū)西部（何灣鎮(zhèn)、工山鎮(zhèn)等鎮(zhèn)）處在高丘-低山區(qū)，地勢(shì)高低起伏變化大，高陡臨空面普遍發(fā)育，構(gòu)造強(qiáng)烈，巖體風(fēng)化破碎，加上人口密集，多筑路、建房切坡及礦業(yè)活動(dòng)，致使這一地區(qū)災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā)，該地區(qū)災(zāi)害點(diǎn)12處，占全縣現(xiàn)狀災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的66.67%。

西北部、南部及中南部（煙墩鎮(zhèn)、三里鎮(zhèn)、家發(fā)鎮(zhèn)等鎮(zhèn)）地處崗地-低丘地區(qū)，地勢(shì)較緩，地形起伏較小，災(zāi)害較為稀少，該區(qū)災(zāi)害點(diǎn)6 處，僅占全縣災(zāi)害（隱患）點(diǎn)總數(shù)的33.33%。

北部、東部及中部（籍山鎮(zhèn)、弋江鎮(zhèn)、許鎮(zhèn)鎮(zhèn)等鎮(zhèn)）地處沿江平原區(qū)，地勢(shì)平坦，地形起伏較小，無(wú)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布。

4.1與地形坡度、地面高程、坡向的關(guān)系

南陵縣地質(zhì)災(zāi)害分布與地形坡度、地面高程、坡向的分布有明顯相關(guān)性（圖2）。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在坡度方面，地質(zhì)災(zāi)害主要分布于20～40°。通過(guò)在三維場(chǎng)景中的直觀展示與分析，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生于地形坡度由緩變陡的轉(zhuǎn)折地區(qū)和臨空的山體部位[1-3]。高程方面，地質(zhì)災(zāi)害主要分布在地面高程100～300 m，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的70%；地面高程小于100 m分布有6處地質(zhì)災(zāi)害，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的20%；高程大于300 m分布有3處地質(zhì)災(zāi)害，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的10%。坡向方面，地質(zhì)災(zāi)害在各個(gè)方向均發(fā)育，但在坡向上為南向最發(fā)育。

4.2 與時(shí)間的關(guān)系

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育表現(xiàn)出明顯的時(shí)段性[1，4-6]，主要原因有三點(diǎn)：主汛期有集中性強(qiáng)降雨；人類工程活動(dòng)（主要為切坡）加劇，導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境劣化[7]；群眾防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)明顯增強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)災(zāi)害及時(shí)上報(bào)[8]。各年份地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)發(fā)生數(shù)量與降雨量對(duì)比關(guān)系如圖3所示。

同一年內(nèi)，南陵縣地質(zhì)災(zāi)害一般發(fā)生在5～10月的汛期，6、7 月的主汛期最多，共計(jì)17 處，約占災(zāi)害總數(shù)的94.4%（圖4）。

5. 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

（1）崩塌

崩塌是南陵縣最主要的地質(zhì)災(zāi)害，共有崩塌10處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的56%，多發(fā)生在建房或修路切坡段。崩塌規(guī)模均為小型，按物質(zhì)成分均為巖質(zhì)崩塌。崩塌地質(zhì)災(zāi)害大多發(fā)生在60～85°陡峭或近直立斜坡上，崩塌按剖面形態(tài)可劃分為凸型、凹型、直線型、階梯型[1-3]，主要發(fā)育于坡高小于10 m的范圍內(nèi)。但崩塌致崩結(jié)構(gòu)面不盡相同，總體可分為層理面、節(jié)理裂隙面、層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶及覆蓋層與基巖接觸面四類[4]。

（2）滑坡與泥石流

滑坡與泥石流往往相伴而生，主要受降雨影響[1-3]。南陵縣現(xiàn)存滑坡2處，平面形態(tài)均為半圓形，滑坡剖面形態(tài)有階梯形和凹形，階梯形1處，凹形1處。滑坡體的物質(zhì)組成不盡相同，總體分為兩類，一是由第四系殘坡積層組成的土質(zhì)滑坡，這類滑坡體松散破碎、滲透性強(qiáng)；二是由風(fēng)化、節(jié)理切割的巖體組成的巖質(zhì)滑坡，這類滑坡體裂隙發(fā)育，滲透性極強(qiáng)。此2處滑坡床均為滑坡體下部穩(wěn)定的基巖，滑坡床巖性主要為二疊系下統(tǒng)棲霞組的灰?guī)r及燕山晚期石英二長(zhǎng)巖?；陆Y(jié)構(gòu)面主要為層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶及覆蓋層與基巖接觸面。

泥石流物源主要為因礦山開采形成的大量棄石、廢渣，這些棄石、廢渣順坡堆積，或在沖溝上游邊坡堆積，呈松散狀。廢渣堆平均厚度3.5～5.2 m，坡度30～48°，在強(qiáng)降雨作用下，廢石堆被水流侵蝕產(chǎn)生滑坡并沿著溝谷向下游流動(dòng)。溝谷兩側(cè)地形坡度超過(guò)30°，部分為25～30°；溝槽橫斷面呈Ｖ 型谷或拓寬U 型谷，主溝縱坡200‰～450‰，補(bǔ)給段長(zhǎng)度比為13％ ～20％ ，溝谷堵塞程度輕微－中等，流域面積0.05～3.0 km²。泥石流的發(fā)生是降雨的主動(dòng)作用和地面受暴雨作用的被動(dòng)作用兩個(gè)系統(tǒng)相互影響的結(jié)果。

（3）塌陷

南陵縣塌陷主要為采空塌陷與巖溶塌陷。區(qū)內(nèi)采空塌陷均為開采淺部礦體，采深采厚比小，一般為5～30，且采空區(qū)跨度較大，頂板圍巖為花崗斑巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)巖等，淺表為中—強(qiáng)風(fēng)化，裂隙發(fā)育、巖石破碎，穩(wěn)定性較差，加之部分礦山對(duì)預(yù)留保安礦柱的回采，使頂板巖體失去支撐，因此，這些采空塌陷處均處于不穩(wěn)定狀態(tài)。區(qū)內(nèi)采空塌陷均為金屬礦山地下開采引起。因此，地下采空區(qū)是地面塌陷形成的直接原因，而采空區(qū)的面積、采空區(qū)的高度、采空區(qū)的跨度、采深采厚比、頂板圍巖、采礦方法及充填程度等則影響采空塌陷的規(guī)模和空間分布。

南陵縣巖溶塌陷位于山間坳谷盆地，坳谷兩側(cè)丘坡為三疊系下統(tǒng)南陵湖組的薄層—中厚層灰?guī)r，坳谷表層為第四系全新統(tǒng)蕪湖組的亞黏土及含碎石亞黏土，結(jié)構(gòu)疏松，厚度3.0～11.5 m；下伏基巖為巖溶發(fā)育的三疊系下統(tǒng)南陵湖組灰?guī)r。三疊系下統(tǒng)南陵湖組灰?guī)r巖溶極發(fā)育，溶洞、巖溶漏斗、溶蝕洼地、地下暗河發(fā)育，巖溶裂隙規(guī)模大。山坡巖溶裂隙管道與坳谷下伏的南陵湖組灰?guī)r的裂隙、溶洞連通性很好，組成統(tǒng)一的巖溶管道含水系統(tǒng)。暴雨時(shí)，降雨沿暴露于地表的巖溶裂隙管道迅速入滲到地下，通過(guò)連通的巖溶管道流向坳谷下伏的巖溶裂隙、溶洞，坳谷下伏的溶洞中的地下水位迅速上升，流速增大，使土體與灰?guī)r界面上的土體浸泡崩解脫落，并隨巖溶裂隙管道及地下暗河水流搬運(yùn)，形成土洞，在巖溶地下水位如此反復(fù)波動(dòng)下，土洞不斷向上擴(kuò)展，土洞頂板變薄，土洞頂板向下陷落，形成巖溶塌陷。

6. 結(jié)論

（1）基本查明了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境背景。區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，工程地質(zhì)條件較復(fù)雜多變，工程地質(zhì)條件較差；水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，這些都構(gòu)成了發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)條件。

（2）南陵縣現(xiàn)存的18處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，災(zāi)害類型為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷。這些地質(zhì)災(zāi)害與坡向、坡度等因素有關(guān)，且與年份、月份均有一定相關(guān)性。

（3）查明了南陵縣地質(zhì)災(zāi)害的特征與誘發(fā)因素，區(qū)域構(gòu)造對(duì)地質(zhì)災(zāi)害有一定的控制作用；地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展與降雨量和降雨形式有一定的相關(guān)性。