廣西融安縣地質(zhì)災(zāi)害的形成條件及影響因素

周思裕，陳 翔，潘世佳

融安縣位于廣西壯族自治區(qū)北部，柳州市西北部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)109° 12′ 52″～109° 46′ 43″，北緯24°45′31″～25°34′39″，地處貴州高原和廣西盆地接壤的斜坡地帶，地勢東北高西南低，山地多平原少，主要以山地丘陵和巖溶地貌分布。近年來，隨著國家對地質(zhì)災(zāi)害防治的投入提高和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，該地區(qū)先后進(jìn)行了一些環(huán)境地質(zhì)研究工作，尤其是1：5 萬地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查工作，比較全面地調(diào)查與核實(shí)了融安縣地質(zhì)災(zāi)害的類型、分布、規(guī)模等特征。本次研究對全縣現(xiàn)有79 處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及歷年地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行綜合分析，查明各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的分布規(guī)律，進(jìn)而探尋其形成條件及影響因素，為現(xiàn)階段該地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)工作提供依據(jù)。

1 研究區(qū)基本情況

融安縣轄12 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、137 個行政村、11 個社區(qū)、2041 個村民小組。截至2019 年末，常住人口35.83 萬人，有壯、苗、瑤、侗等少數(shù)民族15.08 萬人，占總?cè)丝诘?5.98%。融安縣地處貴州高原和廣西盆地接壤的斜坡地帶，地勢東北高西南低，工作區(qū)分布碎屑巖地貌、巖溶地貌和河谷地貌等三大類型地貌，分別占全縣面積的64.7%、32.8%、2.5%。共有江河93 條，其中主要河流20 條，均屬于珠江流域西江水系柳江支流，總長525.7km。融安縣屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降雨量為1853.78mm，最大的1994年達(dá)2596.30mm，最少的1991 年也有1393.90mm。境內(nèi)主要出露有石炭系、泥盆系、寒武系、震旦系、丹洲群及第四系地層。據(jù)區(qū)域資料，融安縣處于南華準(zhǔn)地臺桂中-桂東臺陷桂中凹陷的羅城褶斷帶，為四級構(gòu)造單元，大致經(jīng)歷了四堡期、加里東期、印支-燕山期、燕山期等多期構(gòu)造發(fā)展階段。融安縣發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型有危巖、崩塌、滑坡和巖溶塌陷4 種，本次地災(zāi)風(fēng)險普查工作核查地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)共76 處，核銷地質(zhì)隱患點(diǎn)3 處，新增地質(zhì)隱患點(diǎn)6 處，目前已查明地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)、隱患點(diǎn)共79 處。其中，危巖30 處，占全縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的37.90%；崩塌32 處，占全縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的40.50%；滑坡16 處，占全縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的20.20%；巖溶塌陷1 處，占全縣地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的1.20%。危巖、崩塌和滑坡是融安縣主要的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種。

地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征，與地質(zhì)災(zāi)害的形成條件和影響因素之間的關(guān)系十分密切，地質(zhì)災(zāi)害的形成是由多種因素共同決定的（李術(shù)才等，2018；任磊等，2020）。影響地質(zhì)災(zāi)害形成的因素主要包括地形地貌、巖土體類型及工程地質(zhì)特征、降雨、人類工程活動等（張秦華等，2018，曾貞和張志強(qiáng)，2018；陳緒鈺等，2019），其中，地形地貌、巖土體類型及工程地質(zhì)特征和降雨等自然因素為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了基本條件，不當(dāng)?shù)娜祟惞こ袒顒觿t加劇了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生（張淑虹，2017；陳誠等，2020）。

2 地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害

融安縣地質(zhì)災(zāi)害在各地貌區(qū)均有發(fā)育，多發(fā)育于侵蝕溶蝕峰叢洼地、谷地地貌區(qū)，共112 處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的31.82%；構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山丘陵地貌區(qū)、構(gòu)造侵蝕中低山次之，分別為102處，110 處；侵蝕溶蝕峰林谷地地貌區(qū)無地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。從地災(zāi)發(fā)育密度看，侵蝕溶蝕峰叢洼地、谷地地貌區(qū)，溶蝕堆積孤峰平原地貌區(qū)地災(zāi)發(fā)育密度最大，為0.15 處/km2，0.79 處/km2；構(gòu)造侵蝕中低山，構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山丘陵地貌區(qū)次之，發(fā)育密度為0.12，0.10 處/km2；侵蝕溶蝕峰林谷地地貌區(qū)發(fā)育密度為0 處/km2，主要是人煙稀少或工程活動少。

3 地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害

縣內(nèi)構(gòu)造總體上以北東向、北北東向構(gòu)造最為發(fā)育，其次為南北向構(gòu)造及弧形構(gòu)造。融安縣地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)僅局部沿?cái)嗔褞?、向斜兩?cè)呈線狀分布，似乎沒有明顯集中的條帶狀分布特征，構(gòu)造帶兩側(cè)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)還是較分散的。融安縣地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育程度，對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育有一定的促進(jìn)影響，在其他致災(zāi)條件相同的情況下，地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育程度會對災(zāi)害的發(fā)生有一定的控制作用。從實(shí)際調(diào)查情況來看，無論是主構(gòu)造還是次級構(gòu)造，對于危巖和崩塌、滑坡形成的作用較為明顯，主要是構(gòu)造帶上巖石受擠壓、拉張和扭轉(zhuǎn)等多種應(yīng)力影響，構(gòu)造節(jié)理裂隙較為發(fā)育。在構(gòu)造帶兩側(cè)的邊坡揭露的巖體更加破碎，危巖多受2 組～3 組或多組節(jié)理裂隙切割，巖體穩(wěn)定性差；強(qiáng)-全風(fēng)化層更厚，崩塌和滑坡往往以構(gòu)造面作為崩滑面。如在長安-東起斷層、沙子斷層、沙子背斜等南北構(gòu)造帶和雅瑤斷層、板欖斷層、大將背斜、馬步向斜東西向構(gòu)造帶上，危巖、崩塌和滑坡明顯沿著構(gòu)造帶上和兩側(cè)分布。

4 地層巖性與地質(zhì)災(zāi)害

融安縣本次調(diào)查核實(shí)地災(zāi)及隱患點(diǎn)79 處，類型有危巖、崩塌、滑坡和巖溶塌陷。其中，危巖30 處，崩塌32 處，滑坡16 處，巖溶塌陷1 處，主要發(fā)生于泥盆系灰?guī)r、白云巖地層，其次發(fā)生于寒武系砂、泥巖地層，往后是石炭系灰?guī)r、白云巖地層及丹州群變質(zhì)千枚巖地層，主要與不同地層分布面積有關(guān)。

在寒武系地層邊溪組（∈b）、清溪組（∈q）和泥盆系唐家灣組（D2t）、桂林組（D3g）、桂林組-額頭村組（D3g-e）地層中地災(zāi)分布數(shù)量較大，其與地層分布面積大小有關(guān)，這些地層地質(zhì)災(zāi)害隱患數(shù)量為69 處，占全縣地災(zāi)隱患總數(shù)的87.34%。同時也可以認(rèn)為這些地層為融安縣的主要致災(zāi)地層。

5 風(fēng)化土層厚度與地質(zhì)災(zāi)害

融安縣地災(zāi)發(fā)育數(shù)量最多的為≤1m 區(qū)域，該區(qū)域發(fā)育地災(zāi)點(diǎn)32 處，占全縣地災(zāi)點(diǎn)發(fā)育總數(shù)的40.51%，發(fā)育類型有危巖、崩塌，以危巖為主要災(zāi)種，而該區(qū)域占全縣面積為38%；風(fēng)化土層厚度1m ～3m 的區(qū)域，發(fā)育地災(zāi)點(diǎn)32 處，占全縣地災(zāi)點(diǎn)發(fā)育總數(shù)的40.51%，發(fā)育類型有危巖、崩塌、滑坡、和巖溶塌陷，以崩塌和滑坡為主要災(zāi)種，而該區(qū)域占全縣面積為43%；風(fēng)化土層厚度3m ～≤5m 區(qū)域發(fā)育地災(zāi)14 處，占全縣地災(zāi)點(diǎn)發(fā)育總數(shù)的17.72%，發(fā)育類型有崩塌、滑坡，而該區(qū)域占全縣面積為16%；風(fēng)化土層厚度＞5m 區(qū)域發(fā)育地災(zāi)點(diǎn)1 處，占全縣地災(zāi)點(diǎn)發(fā)育總數(shù)的1.26%，發(fā)育類型為滑坡，而該區(qū)域占全縣面積為3%。

從地災(zāi)發(fā)育密度看，風(fēng)化土層厚度≤1m、1m ～≤3m、3m ～≤5m 區(qū)域地災(zāi)發(fā)育密度和全縣平均水平相當(dāng)，風(fēng)化土層厚度＞5m 區(qū)域地災(zāi)點(diǎn)發(fā)育密度最小，這也與融安縣切坡建房的實(shí)際情況相符合，居民較少在＞5m 的風(fēng)化土層處建房。

6 人類工程活動與地質(zhì)災(zāi)害

隨著經(jīng)濟(jì)社會的迅猛發(fā)展，人類工程活動無論是在深度上還是在廣度上都日益加劇，對自然的改造愈演愈烈。特別是對自然斜坡的不合理開挖，打破了地質(zhì)歷史時期形成的斜坡平衡狀態(tài)，使斜坡穩(wěn)定性系數(shù)降低或造成斜坡變形失穩(wěn)。自然斜坡的不合理開挖已成為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一，另外不合理的棄渣等在局部容易引發(fā)泥石流。

研究區(qū)城鎮(zhèn)與農(nóng)村房屋建設(shè)、道路建設(shè)、水利工程建設(shè)和礦產(chǎn)資源開發(fā)等主要人類工程活動最主要的方式即為切坡。由于融安縣山多地少，近些年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類工程活動呈加劇之勢，對地質(zhì)災(zāi)害的影響也越來越大。根據(jù)野外調(diào)查，區(qū)內(nèi)發(fā)生的崩塌、滑坡和不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害大多跟切坡有關(guān)。切坡對崩塌、滑坡的影響主要表現(xiàn)在切坡不僅為崩塌、滑坡產(chǎn)生提供了陡峭臨空面，并且自然斜坡經(jīng)人工開挖后，使原來受外界氣候影響較小的深部巖土體暴露于大氣環(huán)境中，在大氣環(huán)境干濕循環(huán)變化影響下，邊坡坡面暴露的巖土體風(fēng)化加劇，在卸荷、降雨、自重等作用下，邊坡表層巖土體變松散，邊坡穩(wěn)定性降低，在降雨影響下易產(chǎn)生邊坡淺表層巖土體的崩塌、滑坡。

隨著人類工程活動增強(qiáng)，地質(zhì)災(zāi)害造成的危害也越來越大。其主要原因：一是當(dāng)?shù)鼐用穹课菖c人工切坡坡腳的距離較近，以1m ～1.5m 居多，而隨著施工方式的從人工到機(jī)械的轉(zhuǎn)變，切坡卻越來越高、越來越陡，并且形成的邊坡由土質(zhì)邊坡向巖土質(zhì)邊坡轉(zhuǎn)變；二是房屋本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差，現(xiàn)在當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居民一部分還住著土坯瓦頂或磚瓦結(jié)構(gòu)的房屋，此類房屋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度非常差，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，僅小方量的崩滑就可使墻體產(chǎn)生破壞甚至倒塌，而對于結(jié)構(gòu)較好的磚混結(jié)構(gòu)房屋來說小規(guī)模土質(zhì)崩滑完全是可以承受的，但巖質(zhì)和碎塊石的崩塌滑坡對各類房屋的破壞都很大。

近年來，縣級公路建設(shè)及村村通公路建設(shè)大規(guī)模施工，道路拓寬開挖形成的邊坡高陡，許多地段切坡高20m ～30m，局部達(dá)40m，如此高陡的邊坡一旦發(fā)生崩滑，往往需要花近一個月清理，嚴(yán)重影響道路安全。另外公路開挖形成的廢土石未考慮集中處理而隨意的順著沖溝堆積，大部分地段未做任何防護(hù)使得廢石土成為泥石流的物源，暴雨時可能引發(fā)泥石流災(zāi)害。

長安鎮(zhèn)、大坡鄉(xiāng)的城鎮(zhèn)建設(shè)，其城鎮(zhèn)建設(shè)場地平整以切坡、削坡及填方為主?，F(xiàn)狀存在較多的高切坡，挖方高度多在5m ～15m 之間，局部達(dá)20m ～30m，多數(shù)邊坡無有效的護(hù)坡及排水設(shè)施，如果不及時采取有效措施進(jìn)行護(hù)坡及坡面排水，隨著時間推移，易發(fā)生邊坡崩塌、滑坡、堆土泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。此外，調(diào)查區(qū)低山丘陵、中低山區(qū)分布面積廣，人口密度大。近年來，隨著居民收入的大幅增長，為改善居住條件，許多村民采取在坡腳或半坡切坡建房。從野外調(diào)查情況看，切坡高度多在5m ～10m 之間，少數(shù)達(dá)15m ～20m。由于經(jīng)濟(jì)條件限制及防災(zāi)觀念淡薄，往往重建設(shè)、輕防護(hù)，因而絕大多數(shù)邊坡無基本的護(hù)坡及有效的坡面截排水設(shè)施。由于調(diào)查區(qū)境內(nèi)的低山丘陵、中低山區(qū)斜坡表面多分布有厚度大、結(jié)構(gòu)松散的坡殘積粉質(zhì)粘土、粘土、砂質(zhì)粘土等，而不合理切坡易打破山坡的自然平衡狀態(tài)，在強(qiáng)降雨、震動、地面加載、坡面持續(xù)風(fēng)化剝落等因素綜合作用下，易發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)查區(qū)目前已經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的81 處地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)中，除去29 處危巖災(zāi)害類型屬于自然形成的外，有44處崩塌、滑坡與切坡建房有關(guān)，占總數(shù)的84.62%。此外，據(jù)融安縣近年來的突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查情況上看，切坡建房形成的高陡斜坡往往會發(fā)展成崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，調(diào)查區(qū)切坡建房形成的高陡斜坡共計(jì)394 處，威脅929 戶4122 人，威脅財(cái)產(chǎn)約20805 萬元，其中巖土質(zhì)斜坡353 處，土質(zhì)斜坡5 處，巖質(zhì)斜坡36 處，坡高主要集中在5m ～15m 之間、切坡坡度在55°～75°之間。斜坡結(jié)構(gòu)類型統(tǒng)計(jì)，順向坡64 處，斜向坡159處，橫向坡101 處，逆向坡62 處，其余斜坡類型8 處。

調(diào)查區(qū)內(nèi)394 處人工切坡中，有267 處（占總數(shù)67.77%）無防護(hù)措施，127 處（占總數(shù)32.23%）采取了簡易的分級削坡、擋墻、排水溝、坡面措施，大部分防護(hù)措施不規(guī)范，防護(hù)效果一般，主要以分級削坡為主。建房、修路等人類工程活動切割自然坡體高陡斜坡，人工切坡改變了自然斜坡體結(jié)構(gòu)，引起應(yīng)力重分布，破壞斜坡前緣支撐體，形成臨空面，為斜坡發(fā)生變形破壞提供前提條件。強(qiáng)降雨時，降雨沿坡面或坡體后緣下滲，增加坡體自重力，進(jìn)而增大下滑力，并引起坡體內(nèi)部土體顆粒之間或者結(jié)構(gòu)面上的摩擦力減小，降低斜坡的穩(wěn)定性。在強(qiáng)降雨等因素影響下，斜坡發(fā)生變形從而形成不穩(wěn)定斜坡，嚴(yán)重者進(jìn)一步發(fā)生變形破壞，從而形成崩塌或滑坡。

融安縣采石場較多，均為露天開采，但大多數(shù)規(guī)模較小。近年來經(jīng)整合、整頓，原位于公路邊或村莊附近的采石場大部分已搬離村莊或公路一定的距離，減少了人為采石對村莊或公路安全的威脅。但在一些未進(jìn)行邊坡治理的廢棄采石場底部依然有人類工程活動，開采時通過剝離地表的覆蓋層，首先使地表的植被被破壞，改變了原有地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，使礦山山體巖層裸露，礦區(qū)內(nèi)大部分礦山開采后的邊坡角較陡，部分邊坡高度太高，開采邊坡無明顯的開采臺階，使得地形坡度增大，同時，開采形成的高邊坡多為裸露的巖質(zhì)邊坡，坡面分布有大量的碎石和石塊形成危巖，依然存在危巖崩塌的地災(zāi)安全隱患。個別露天大型采石場在生產(chǎn)爆破活動時依然會對周邊的村莊產(chǎn)生爆破震動的影響，個別采石場不按有關(guān)規(guī)范規(guī)程安全生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生巖崩災(zāi)害。

7 降雨與地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害集中在雨季發(fā)生：融安縣地質(zhì)災(zāi)害受降雨作用影響明顯，集中在雨季發(fā)生。融安縣地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在每年4 月～9 月的雨季，以5 月份～8 月份最為多發(fā)，5 月～8 月的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育數(shù)量占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的80%，其他月份發(fā)生數(shù)量較少。融安縣的地質(zhì)災(zāi)害基本上屬于降雨誘發(fā)型，降雨為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素。融安縣屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。降雨量總體較充沛，時間多集中在每年4 月份～9 月份，尤其以5 月、6 月、7 月、8 月降雨較多，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率與月降雨量變化基本一致。由于發(fā)生的持續(xù)強(qiáng)降雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量眾多，發(fā)生時間也相對集中，且引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害占全縣已查明地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量的近6 成。在暴雨的誘發(fā)下，同一時間內(nèi)集中爆發(fā)大量地質(zhì)災(zāi)害，也是融安縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的一個特點(diǎn)。

區(qū)內(nèi)邊坡崩塌一般都是在降雨誘發(fā)下產(chǎn)生，降雨對邊坡崩塌影響主要體現(xiàn)如下：邊坡經(jīng)開挖后，原來不受大氣降雨影響的深部巖土體暴露于大氣環(huán)境中，風(fēng)化加劇，產(chǎn)生大量的風(fēng)化孔、裂隙，結(jié)構(gòu)變松散，并伴隨抗剪強(qiáng)度顯著衰減。松散的巖土體結(jié)構(gòu)及裂隙的發(fā)育使得雨水易于滲入到深部，直至形成淺層大氣影響帶。該淺層帶一旦受降雨影響吸水飽和，有效凝聚力將急劇降低，接近于零，引發(fā)邊坡淺表層土體崩塌破壞。

降雨對滑坡的影響主要體現(xiàn)在三個方面，一是增加滑體容重，在重力作用下加速了斜坡失穩(wěn)；二是由于巖性的差異，下部強(qiáng)風(fēng)化巖體相對隔水，降雨易于在土巖風(fēng)化界面處形成上層滯水，浸潤軟化接觸面處土體，減弱其抗剪強(qiáng)度；三是降雨形成坡面洪流，對坡體沖刷、侵蝕，掏蝕斜坡前緣、兩翼和坡腳，降低斜坡穩(wěn)定性。

8 結(jié)論

本文在資料收集、實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對全縣現(xiàn)有79處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及歷年地質(zhì)災(zāi)害的綜合分析，基本搞清了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成條件及影響因素。研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)育于侵蝕溶蝕峰叢洼地、谷地地貌區(qū)，構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山丘陵地貌區(qū)、侵蝕中低山地貌；在其他致災(zāi)條件相同的情況下，地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育程度會對災(zāi)害的發(fā)生有一定的控制作用；寒武系邊溪組（∈b）、清溪組（∈q）和泥盆系唐家灣組（D2t）、桂林組（D3g）、桂林組-額頭村組（D3g-e）為融安縣的主要致災(zāi)地層；風(fēng)化土層厚度對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有直接影響，但崩塌基本上都發(fā)生在房前屋后和公路人工切坡上，所以崩塌體厚度不大；危巖與巖溶塌陷基本都為自然因素引起的地質(zhì)災(zāi)害，而崩塌和滑坡，大多為人類活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，人類工程活動的加劇，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生增加；融安縣地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在每年4 月～9月的雨季，以5 月份～8 月份最為多發(fā)，5 月～8 月的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育數(shù)量占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的80%，其他月份發(fā)生數(shù)量較少。融安縣的地質(zhì)災(zāi)害基本上屬于降雨誘發(fā)型，降雨為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素。

本次的調(diào)查研究使廣西融安縣地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀更加清晰，對該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警及防治工作提供了科學(xué)基礎(chǔ)，促進(jìn)當(dāng)?shù)丨h(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。