湘西北古丈县地质灾害发育特征与成因机制分析论文_杨洛

四川省绵阳市涪城区西南科技大学 621000

摘要:古丈县位于湖南省西部武陵山区,近年来随着经济发展,地质灾害频发。在前人工作和野外调查的基础上,古丈县境内发现有地质灾害193处,其中滑坡73处,不稳定斜坡72处,地面塌陷40处,崩塌7处,泥石流1处。灾害规模以小型为主,占中型次之,大型最少,仅有2处。并研究分析得出古丈县地质灾害发育特征和成因机制。分析结果显示:地面塌陷在岩溶地区集中分布,滑坡、不稳定斜坡、崩塌等沿公路、河流呈带状分布或集中分布。从地形地貌、地层岩性、地质构造、降雨和人类工程活动五个方面简要讨论了地质灾害的形成机制,并对灾害防治提出了建议。

关键词:古丈县;地质灾害;发育特征;成因机制;

Abstact Guzhang county is located in wuling mountain area of Western Hunan province.In recent years,with the development of economy,geological disasters are frequent.On the basic of previous work and field investigation,there are 193 geological hazards in Guzhang county.73 landsides,72 unstable slopes,40 ground collapses,7 collapses,1 debris flows have been found in Guzhang county.91.19% of geological disasters are minitype dimensions,next are medium-sized,large-scale and a few geological hazards.The development characteristics and genetic mechanism of geological disasters in Guzhang county are studied and analyzed.Analyzed results show that land collapses are concentrated in karst area and landsides,unstable slopes collapses are zonaled along the highway and the river.The genesis mechanism of geological hazards is briefly discussed from five aspects:topography,stratigraphic lithology,geological structure,rainfall and human engineering activities.Suggestions for disaster prevention are also put forward.

Key words Guzhang county;Geological disaster;Developmental characteristics;

Genetic mechanism

0引言

古丈县位于湖南省西部武陵山区,为湘西土家族苗族自治州中部偏东的一个贫困山区县,总面积1297.45km2,属中亚热带山地型湿润季风气候区,雨量充沛,极易引发表层崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。尤其是近年来随着社会经济高速发展及人类工程活动日益频繁,对环境造成的影响也日趋严重,导致了古丈县地质灾害频发,给人类生命财产安全带来巨大威胁。据历史资料统计,灾情最为严重的是1998年7月17日发生在双溪乡排若村9组滑坡,造成3人死亡,直接经济损失50万;2011年地质灾害造成直接经济损失101万元,占历年来地质灾害直接经济损失的20.13%[1],地质灾害已经严重制约当地经济发展。而该区已有的地质灾害调查主要是大比例的地质灾害区划工作,没有对地质灾害发育规律及成因机理进行深层次研究,而且随着社会发展,一些隐患灾害点也相继被诱发,导致资料数据不精确。本文是在结合前人资料和实地调查的基础上,对古丈县的地质灾害发育分布特征进行分析,并对其成因机制进行简要探讨。

1区域地质环境概况

古丈县位于湖南省西部武陵山区,属中亚热带山地型湿润季风气候区。年均降水量1401.2mm,月均降水量116.8mm,最大月降水量为524.66mm(1999年6月),汛期在4-9月,降雨以暴雨形式出现较多。县内河流属酉水水系,主要河流有古阳河、龙鼻河、河蓬河、野竹河、广塘河。境内地形地貌分为中山、低山、丘陵三种地形,面积分别占22%、46.9%及31.1%。区内出露地层为蓟县系、青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、白垩系及第四系,根据岩石成因区域岩体工程地质类型可分为浅变质岩建造、沉积碳酸盐岩建造和沉积碎屑岩建造三个主要类型[2]。研究区地质构造属于中国东部新华夏系构造第三隆起带中段,古丈-凤凰新华夏亚带,构造线走向主要呈北北东展布,地震带位于大庸-吉首-古丈断裂带,地震加速度为0.05g,基本烈度Ⅵ度,属弱震区。古丈县新构造运动不强烈,主要表现为区域性间歇性不均匀升降运动。

2地质灾害发育特征

2.1地质灾害发育概况

根据本次调查数据统计,古丈县发现各类灾害点共计193个,其中不稳定斜坡72个,占灾害点总数37.31%;滑坡73个,占灾害点总数37.82%;崩塌7个,占灾害点总数3.63%;泥石流1个,占灾害点总数0.52%;地面塌陷40个,占灾害点总数20.72%(见图1)。和2005年区划资料相比新增灾害点130处[3]。

图3 古丈县地质灾害发生分布月份柱状图

2.2.3行政区域分布

古丈县下辖12个乡镇,地质灾害在各乡镇均有分布,其中地质灾害点数量最多的是红石林镇,达30处。全县地质灾害平均发育密度为14.9处/100km2,其中发育密度最大的是古阳镇,面密度为40.1/100km2。古丈县各乡镇地质灾害

点数量和发育密度见图4。

从表4可以看出,古丈县地质灾害主要发育于相对高差200-500m的低山区,次为丘陵区,而相对高差500-1000m的中山区发育灾害数量最少。这是由于在低山和丘陵区地表水发育,溪沟下切强烈,临空面发育,坡体表面多为风化残积层堆积,再加上人类工程活动主要在本区域进行,导致灾害频发。而中山区虽然沟谷切割大,坡体陡峻,但均为岩质斜坡,人类工程活动少且植被发育良好,因此地质灾害发育较少。

古丈县境内山坡形态可分为两类四型,两类即正向类和负向类,四型即直线形、凸形、凹形和阶梯形。坡形主要对滑坡、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害的形成产生影响,直接反映了在内外营力的作用下,坡体演变的历史过程。据调查,滑坡主要发生在凸性和直线形斜坡,崩塌发生在凸性、凹形和阶梯形斜坡,不稳定斜坡主要为凸性和直线形斜坡。

斜坡坡度越陡,沟谷切割越深,相对高差越大,越易形成地质灾害。古丈县本次调查结果显示在30-50°地质灾害最发育。其中滑坡主要发育在20-60°,其中30-50°最多,这是由于坡度较大形成陡坡以后,滑坡转化为崩塌,而坡度较小不易形成滑坡;崩塌主要发育在60-80°,坡度较陡为崩塌发生提供了势能条件和临空条件。

3.2地层岩性

地层岩性是产生地质灾害的内在决定因素,不同的地层岩性产生的地质灾害规模、类型也不同。

古丈县滑坡、不稳定斜坡主要发育于砂质板岩、绢云母板岩,长石石英砂岩、硅质白云岩、灰岩、泥灰岩、页岩、砂质泥岩等,这些岩层风化强烈,覆盖层松散或具有软弱夹层,风化后呈土状,地貌上多为陡坡地貌,为本区域的易滑层。

崩塌主要发育在上硬下软或软硬相间的岩性组合中,岩性主要为含磷硅质白云岩、长石石英砂岩夹少量砂质板岩以及灰质泥岩、泥质粉砂岩与砂质泥岩互层等,由于抗风化强度的差异,软弱岩层风化强烈,使得其上部坚硬岩层失去支撑在重力作用下形成崩塌和危岩体。

地面塌陷主要发育于灰岩、白云岩、白云质灰岩及含泥质灰岩等碳酸盐岩,由于地下岩溶发育强烈,表层基岩风化强烈,岩土体完整性较差,在内外力作用下形成地面塌陷。

3.3地质构造

古丈县位于古丈- 凤凰新华夏亚带,县内褶皱、断裂较发育。联系地质灾害分布情况与构造特征发现,在构造附近发育地质灾害共104处,占总灾害数的53.89%,其中断裂构造带附近分布73处,占总数的70.19%。构造对于地质灾害的影响主要表现与两个方面,一是对岩体切割破坏严重,降低岩土体力学性质,形成有利于灾害发生的地貌条件;二是构造带内岩土体破碎,为灾害提供物质来源,而造成的岩层裂隙面、节理面又成为滑坡、崩塌、不稳定斜坡等的控制结构面。

3.4降雨

降雨是导致地质灾害发生的重要因素[4]。降雨对地质灾害的影响体现在两个方面,一是控制了地质灾害发生的时间,古丈县内地质灾害发生频次集中在5-6月,与汛期相吻合;二是控制了地质灾害的空间分布,根据古丈县降雨量等值线图与灾害分布情况(见图5),古丈县地质灾害集中在年降雨量893-1549mm区间。

图7 芭蕉冲滑坡

古丈县矿产资源不丰富,因采矿而形成的地质灾害共3处。矿产开采会形成地下采空区,由于矿柱设计的承载力低于实际承载力或在长期承载过程中因风化、地震等其他因素使其承载力低于设计标准时,矿柱受到破坏改变围岩平衡状态,会造成采空区顶板冒落,地面开裂,进而形成滑坡、地面塌陷等地质灾害;采矿活动产生的废渣堆积不当会形成泥石流、滑坡等地质灾害。

4结论

(1)本次调查在前人工作基础上,开展遥感技术结合详细的野外实际勘查,详细的查明了古丈县地质灾害发育情况,更新了古丈县地质灾害数据和分布图;

(2)地质灾害在空间分布上呈带状或集中分布,主要表现在:岩溶地面塌陷集中分布在断龙山至马达坪碳酸盐岩地区;地质灾害沿着道路呈带状分布,即 S229 省道罗依溪至默戎沿线滑坡、不稳定斜坡带,古沅公路古丈县城至野竹坪段沿线滑坡、不稳定斜坡带,古高公路高望界至梨子坳段滑坡、不稳定斜坡带,泸古公路田马至河蓬段滑坡、不稳定斜坡带;地质灾害沿古阳河支流、岩头寨河、草潭河、河蓬河以及龙鼻河等河流沿线,尤其是西部的热家达和东部的洞溪沿河流地带集中分布;

(3)根据调查资料结果分析,古丈县地质灾害形成条件有地形地貌、地层岩性、地质构造、降雨和人类工程活动。其中,地形地貌、岩性构造是地质灾害形成的控制因素,降雨和人类工程活动是诱发因素;

(4)依据古丈县地质灾害发育特征及成因分析,建议将古丈县地质灾害防治规划分重点、次重点和一般防治区以及近期、中期和远期防治灾害点来防治。呼吁群众认识到地质灾害的严重性,积极参与灾害防治工作,而且在建设经济、发展城镇化的同时注意资源、环境的保护,做到可持续发展。

参考文献

湖南省地质环境监测总站.湘西北地区古丈县地质灾害详细调查成果报告[R].2012.

沈军,方琼,吴贤云,曹思沁.湖南古丈山体滑坡影响因子分析[J].气象,2017,43(11):1410-1419.

钟超群,喻刻.湖南省古丈县地质灾害及防治对策[J].中国地质灾害与防治学报,2007,18(3):138-140.

刘岁海,刘爱平.四川省康定县地质灾害特征及其形成机理研究[J].水土保持研究,2006,13(2):226-229.

论文作者:杨洛

论文发表刊物:《防护工程》2019年20期

论文发表时间:2020/3/7

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