不同因素對地質(zhì)災(zāi)害分布特征的影響研究

李恒之，李遠(yuǎn)娟

(江西省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)，江西 新余 338000)

0 引言

隨著人口增長和城市化進(jìn)程的加快，土地資源的開發(fā)和利用越來越頻繁，地質(zhì)災(zāi)害所帶來的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。如何有效預(yù)防和應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，成為社會各界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。然而，由于地質(zhì)災(zāi)害分布特征和影響因素的復(fù)雜性，需要對各種類型地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析。由于不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境和自然條件的不同，導(dǎo)致各種類型的地質(zhì)災(zāi)害在不同地理位置和環(huán)境下的分布特征存在差異。因此，深入研究地質(zhì)災(zāi)害分布特征及其影響因素，對于科學(xué)預(yù)防和有效應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害具有重要意義。

已經(jīng)有學(xué)者對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和分布進(jìn)行了相關(guān)研究，賀小黑等[1]研究了安化縣地區(qū)斷層對地質(zhì)災(zāi)害的影響；姜建偉等[2]根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果，統(tǒng)計(jì)和分析了區(qū)內(nèi)73處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的調(diào)查數(shù)據(jù)；焦廷朝[3]進(jìn)行了為期1年的野外地址勘探，并使用GIS綜合信息模型分析等方法，總結(jié)歸納出魯?shù)榭h各類地質(zhì)災(zāi)害的分布特征；李惠民等[4]為深入探究汶川地區(qū)崩滑災(zāi)害的發(fā)育規(guī)律，分析了汶茂公路走廊帶的地表坡度，坡向，工程地質(zhì)巖組等6個環(huán)境因子與地質(zhì)災(zāi)害之間的關(guān)系；李瑞冬等[5]在綜合甘肅省文縣區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造研究背景的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了地質(zhì)構(gòu)造與巖體工程地質(zhì)性狀的關(guān)系；李雪楓[6]對馬邊縣山區(qū)洪澇災(zāi)害情況的成因進(jìn)行分析與研究并總結(jié)出了有效的防御措施。

本文通過實(shí)地勘察，收集和整理地質(zhì)環(huán)境、地形地貌等數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)等工具，繪制出各類地質(zhì)災(zāi)害的空間分布圖，進(jìn)一步分析不同地理位置和環(huán)境下地質(zhì)災(zāi)害的分布規(guī)律和影響因素。

1 研究區(qū)域概況

本文所研究的區(qū)域是一個典型的地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害類型繁多，主要包括山體滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡、泥石流、地裂縫等多種類型。山體滑坡是該區(qū)域的主要地質(zhì)災(zāi)害類型之一，主要發(fā)生在陡峭的山坡和河谷等地區(qū)；由于該地區(qū)地勢復(fù)雜、山體高差大，且多受地震、暴雨等自然因素影響，因此滑坡災(zāi)害頻繁發(fā)生；地面崩塌陷也是該區(qū)域的一種常見地質(zhì)災(zāi)害類型，分布范圍較廣，主要發(fā)生在礦井、建筑工地、道路、城市等地區(qū)?？傮w來說，該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類型豐富，且頻繁發(fā)生。其主要特點(diǎn)是多樣化、復(fù)雜性和危害性大。因此，對地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的研究和預(yù)防，對保障當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)域位于某省中部，屬于一處典型的山地地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，由于板塊的碰撞和擠壓作用，該區(qū)域地殼發(fā)生了劇烈變形，形成了許多斷裂帶、巖漿活動帶和褶皺帶等地質(zhì)構(gòu)造。其中，斷裂帶是區(qū)域最顯著的地質(zhì)構(gòu)造之一。斷裂帶沿著區(qū)域內(nèi)的巖層裂隙走向伸展，形成了許多裂谷和斷層。在該地區(qū)的地質(zhì)演化過程中，斷層的活動對地形地貌和地下水系統(tǒng)等方面都產(chǎn)生了深刻的影響。此外，在該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造中，還有許多褶皺帶和巖漿活動帶。褶皺帶主要分布在山地區(qū)域，這些褶皺帶通常是以北西-南東向的花崗巖或片麻巖等硬質(zhì)巖石為主。巖漿活動帶則分布在該地區(qū)的東南部，主要由玄武巖、安山巖等火山巖組成。

3 不同因素對地質(zhì)災(zāi)害分布特征的影響

3.1 地形地貌因子

地形地貌是指地表地球物理形態(tài)和地貌構(gòu)成的總和，包括山地、丘陵、平原、河流、湖泊、海岸線等地貌類型。地形地貌因子是指影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和分布的地形地貌特征，例如坡度、坡向、坡型、地面起伏度等地形地貌特征。這些地形地貌特征會影響降雨水的分布和流動，巖石的穩(wěn)定性，以及水文地質(zhì)條件的形成，從而影響地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和分布。

災(zāi)害分布與坡度關(guān)系圖如圖1所示，在坡度在10°～35°區(qū)間內(nèi)時，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多，總計(jì)253個，約占災(zāi)害總數(shù)量的84%，平均點(diǎn)密度為0.176個/km2。其中在坡度為20°～30°之間災(zāi)害數(shù)量最為發(fā)育，總計(jì)123個，平均點(diǎn)密度是0.184個/km2。在坡度為40°～55°之間，災(zāi)害數(shù)量最少，共有6個，其中在40°～45°之間災(zāi)害數(shù)量不足1個。這與國內(nèi)外多位學(xué)者的研究成果一致，既坡度在20°～50°區(qū)間范圍內(nèi)時，災(zāi)害數(shù)量最為發(fā)育。

圖1 災(zāi)害分布與坡度關(guān)系圖

災(zāi)害分布與坡向關(guān)系如圖2所示，從圖2可以看出，在坡向?yàn)闁|和東南時，災(zāi)害數(shù)量相對較多，累計(jì)總數(shù)93個，占災(zāi)害總數(shù)量的百分比為31.1%。在所有坡向中災(zāi)害數(shù)量相差不大，這表明坡向?qū)?zāi)害數(shù)量的影響較小。

圖2 災(zāi)害分布與坡向關(guān)系圖

如圖3所示，災(zāi)害數(shù)量在地面起伏度為0～60m/km2時較少，總計(jì)數(shù)量約為26個，占災(zāi)害總數(shù)量的8.6%；在地面起伏度大于60m/km2時，災(zāi)害數(shù)量最多，累計(jì)總數(shù)273個，占災(zāi)害總數(shù)量的91%。隨著地面起伏度的增大，災(zāi)害數(shù)量逐漸增加，在地面起伏度在區(qū)間0～60m/km2范圍內(nèi)時，災(zāi)害數(shù)量的增加幅度不大，在地面起伏度達(dá)到60m/km2之后，災(zāi)害數(shù)量的增加幅度大幅度提升。一方面，地面起伏度的增加會導(dǎo)致土地的坡度和坡向變化，增加了土地的崩塌和滑坡的發(fā)生概率；另一方面，地面起伏度增加后，地質(zhì)構(gòu)造變化也更加復(fù)雜，如斷層和褶皺等地質(zhì)構(gòu)造的分布范圍更廣，地震和地面裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生也更加頻繁。因此，當(dāng)?shù)孛嫫鸱冗_(dá)到60m/km2時，需要更加重視地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)防和減輕措施。

圖3 災(zāi)害分布與地面起伏度關(guān)系圖

如圖4所示，顯示出在坡型為凸形時，災(zāi)害數(shù)量最多，為153個，占總數(shù)量的51%；坡型為平面型時災(zāi)害數(shù)量次之，有99個，占總數(shù)量的33%；在坡型為凹形時災(zāi)害數(shù)量最少，為50個，占總數(shù)量的16%。當(dāng)坡型為凸形時，地勢向下凸起，沿坡面的水和物質(zhì)都會向下聚集，形成滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生條件，因此災(zāi)害數(shù)量會相對較多。而當(dāng)坡型為凹形時，地勢向下凹陷，沿坡面的水和物質(zhì)會向坡心聚攏，形成累積的趨勢，這種地形在一定程度上可以減緩降雨水流速度，減少了山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生可能性。

圖4 災(zāi)害分布與坡型關(guān)系圖

3.2 構(gòu)造因子

構(gòu)造因子是指影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和分布的地質(zhì)構(gòu)造因素，如斷層、褶皺、巖性變化等。這些地質(zhì)構(gòu)造因素會對地表形態(tài)和巖土體性質(zhì)產(chǎn)生影響，從而對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和分布產(chǎn)生影響。斷層和褶皺的存在會導(dǎo)致地表形態(tài)的不平坦，加劇了坡度的陡峭程度，同時斷層和褶皺的地質(zhì)變化也會導(dǎo)致巖土體性質(zhì)的不穩(wěn)定，增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。因此，構(gòu)造因素是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和分布的重要影響因素之一。

如圖5所示，在地層巖性為以泥巖和砂巖為主的侏羅系(J)和白堊系(K)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多，共計(jì)204處，占總數(shù)量的68%；其次是以砂巖、白云巖和灰?guī)r為主的三疊系(T)、志留系(O)、和寒武系()，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量57處，占總數(shù)量的19%；最后是以灰?guī)r和玄武巖為主的堅(jiān)硬巖組的二疊系(P)、以碎石、卵石為主的松散巖組的第四系(Q)以及其它土層，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量共計(jì)39處，占比13%。

圖5 地層與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

如圖6所示，在距離河流0～500m范圍內(nèi)，災(zāi)害數(shù)量最多，總數(shù)量為105個，占總數(shù)量的35%，平均點(diǎn)密度0.29個/km2；其次是距離河道500～1000m范圍內(nèi)，災(zāi)害數(shù)量57個，占總數(shù)量的19%，平均點(diǎn)密度0.147個/km2；在1000～1500m范圍內(nèi)，災(zāi)害數(shù)量55個，占總數(shù)量的18.3%，平均點(diǎn)密度0.139個/km2；在1500～2000m范圍內(nèi)，災(zāi)害數(shù)量22個，占總數(shù)量的7.3%，平均點(diǎn)密度0.058個/km2。根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，隨著與河道距離的增加，災(zāi)害數(shù)量減少。

圖6 水系與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

斷層褶皺與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖如圖7所示，觀察圖7可以發(fā)現(xiàn)，隨著與斷層和褶皺距離的增加，災(zāi)害的點(diǎn)密度逐漸降低，即與斷層和褶皺的距離越近，災(zāi)害數(shù)量越多，其中滑坡的數(shù)量最多，這說明斷層和褶皺的存在會導(dǎo)致地層的不均勻變形，形成不穩(wěn)定的地質(zhì)體系。這種不穩(wěn)定性會導(dǎo)致地層的崩塌、滑移和塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。同時，斷層和褶皺的活動會引發(fā)地震，地震是引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的重要因素之一。

圖7 斷層褶皺與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

如圖8所示，與震中距離越近，災(zāi)害數(shù)量越多，平均點(diǎn)密度越大；與震中距離越遠(yuǎn)，災(zāi)害數(shù)量越少，點(diǎn)密度也越小。其中與震中的距離越近滑坡和崩塌的數(shù)量越多，主要是因?yàn)榈卣饡Φ貙釉斐蓮?qiáng)烈的震動和變形，導(dǎo)致地層的破壞和滑移。震中周圍的地層往往受到震源影響更加強(qiáng)烈，這就使得震中周圍的地區(qū)更容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，尤其是滑坡和崩塌等災(zāi)害。

圖8 地震與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

4 結(jié)論

本文通過對某區(qū)域進(jìn)行實(shí)地勘察，收集和整理地質(zhì)環(huán)境、地形地貌等數(shù)據(jù)，繪制出各類地質(zhì)災(zāi)害的空間分布圖，進(jìn)一步分析不同地理位置和環(huán)境下地質(zhì)災(zāi)害的分布規(guī)律和影響因素，得到以下結(jié)論。

(1)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害類型以滑坡、泥石流、崩塌、不穩(wěn)定斜坡為主，災(zāi)害總數(shù)300個。

(2)在地形地貌因子上，災(zāi)害數(shù)量受坡度、坡型、地面起伏度影響比較明顯，受坡型影響較小。災(zāi)害數(shù)量在坡度在20°～30°、地面起伏度大于60m/km2、坡型為凸形情況下最多。

(3)在構(gòu)造因子上，災(zāi)害數(shù)量受水系、地層、與斷層褶皺和震中的距離影響比較明顯，其中以地層為泥巖和砂巖為主的侏羅系(J)和白堊系(K)、斷層和褶皺距離在0～0.5km、與河道距離在0～0.5km、與震中距離在0～1km情況下地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多。