河南南召县地质灾害形成条件与分布规律

曾琳洁，张 涛，冯文凯

(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都 610059;2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，河南焦作 450001)

0 前言

南召县位于豫西南，隶属河南省南阳市，北靠伏牛山，南临宛襄平原，全县总面积2946km2，辖16个乡镇，总人口62万。由于境内断裂构造发育，地质环境条件复杂，人类活动较强烈，导致地质灾害频发。冯琳［1］等对该区进行过1:10万地地质灾害现状研究，采用野外调查的方法初步查清了该地区地质灾害发育概况，但仍缺乏该区大比例尺的详细调查，且调查方式较为单一，调查结果有待补充并进行进一步完善和研究。本次采用遥感解译［2］、地面测绘、野外调查［3］、详细勘察［4］和室内试验［5］等多种手段相结合的方法对该区进行了大比例尺的详细调查，完成1∶50000遥感解译2933.14km2，重点区地质灾害详细调查968km2，1∶2000 地形测绘6.58km2，1∶2000 工程地质测绘5.8km2，野外调查卡片1642份，路线调查7条共170.6km，1∶1000工程地质剖面测量11.3km，探井51m，探槽131m3，工程钻探948.3m，物探300点，岩土室内试验52件，并采用Mapgis等软件［6-9］对野外调查结果进行了矢量化和耦合分析，对该区的地质灾害形成条件和发育分布规律形成了全面系统的认识，为该区的经济发展和地质灾害防治规划提供了有力的支撑，对当地的经济发展和人民生命财产安全保障有着重大意义。

1 自然地理及环境地质条件

1.1 气象水文

该区位于北亚热带大陆性季风气候区的北缘，气候属暖温带与亚热带交汇区，累年平均气温14.8℃。年平均降雨量851.9 mm左右［1］。

1.2 地形地貌

南召县地处豫西中低山区，西部、北部、西南部均为伏牛山区，中间开阔向东南敞开，与南阳盆地相连，形成一个三面环山的“簸箕”形［1］。整个地势为西部、北部高，东南部低，海拔高度在143～2153.1 m，地貌组合以中山、低山、丘陵为主，兼有河川平地，面积分别为 232 km2、774 km2、1829 km2和 90 km2，占全县总土地面积的7.9%、26.5%、62.5%和3.1%。

1.3 地层岩性

该区内两大地层单元以磨平-上官庄断裂为界，南侧为秦岭地层区，北侧为华北地层区，主要发育变质岩和岩浆岩(图1)。

1.4 地质构造

该区属秦岭纬向构造带的东支部分，东西向构造形成区内基本的构造格架。主要发育有磨平-上官庄断裂(F1)、佛爷沟-跑马岭断裂(F2)、三道岗-小罗沟断裂(F3)、乔端-冯庄-苇湾断裂(F4)和洞街-果子沟口断裂(F5)(图2)。

图1 南召县地层分布图Fig.1 Stratigraphic distribution of Nanzhao

图2 区内断裂构造体系略图Fig.2 Faults system sketch of the area

2 地质灾害类型及发育分布特征

2.1 地质灾害类型

经调查，该区地质灾害发育232处，其中滑坡75处、不稳定斜坡52处、崩塌92处、泥石流5处，地面塌陷8处(图3)。

图3 南召县地质灾害类型统计分布图Fig.3 Statistical distribution of geological disasters type of Nanzhao

2.2 地质灾害分布特征

从数量上来看，南召县16个乡(镇)共发育232处地质灾害，发育数量最多的为崔庄乡，达49处，其次依次是马市坪乡、乔端镇和四棵树乡3个乡(镇)，地质灾害点均在25处以上。

从密度上来看，全县地质灾害点平均分布密度7.51处/100km2，密度较大的乡(镇)依次为城关镇、崔庄乡、马市坪乡、四棵树乡和小店乡5个乡镇，灾害密度最大66.67处/100km2，最小11.31处/100km2;(图4)。

从空间位置上来看，区内地质灾害沿河流及公路分布较集中，主要分布于国道207、省道231、331以及松河、狮子河、古路河、空山河、留山河和黄鸭河等支流，县域北部、西部分布较密集。

图4 南召县地质灾害点分布示意图Fig.4 Geological disasters distribution in Nanzhao

从灾种分布特征上来看，不同灾种分布特征各不相同。滑坡点主要分布于四棵树乡、崔庄乡、皇后乡、小店乡、乔端镇、马市坪乡、板山坪镇和留山镇等乡镇，即白河及其主要支流(松河、空山河、留山河)两岸，呈现沿河分布的特点;泥石流主要分布于留山河、白河、黄鸭河、松河及其支沟;不稳定斜坡主要分布于崔庄乡、马市坪乡、四棵树乡和乔端镇等乡镇;崩塌主要分布于县城西北部，断裂构造较密集部位及白河、古路河空山河等河谷沿线，包括马市坪乡、乔端镇、崔庄乡、四棵树乡和小店乡等乡镇。

2.3 地质灾害形成条件及规律

图5 地貌类型与地质灾害发育关系图Fig.5 Relationship of landforms and geological hazards

2.3.1 地形地貌与地质灾害的关系

地质灾害的发生与地形地貌的关系十分密切，是地质灾害形成的主控因素之一(图5)。

从高程分布来看，该区地质灾害主要发育于丘陵区，发育崩塌58处，滑坡61处，不稳定斜坡37处，具体见表1。

表1 地质灾害发育高程统计表Table 1 Elevation statistics of geological disasters

地质灾害主要分布在200～500m高程段，这与该高程段第四系大量分布和人类居住及工程活动密不可分。该高程段发育的崩塌、滑坡和不稳定斜坡分别占总数的81.3%、72.2%和63.1%。

从地形坡度来看，滑坡主要发育在30°～70°且发育分布较均匀，崩塌发育的地形坡度一般高于60°，不稳定斜坡主要发育在60°～80°，但相比崩塌其发育的地形坡度略有降低趋势(表2)。

从斜坡坡型来看，崩塌、滑坡、不稳定斜坡发育的主要坡型基本为凸形坡，部分滑坡坡型为凹形，不稳定斜坡坡型部分为直线型，其他形状发育极少(表3)。

该区泥石流沟谷平均纵坡降集中于200%～400%，从规模上来看，大型泥石流如崔庄乡泥石流其堆积体积为11.5×104m3;中型泥石流平均堆积体积为6×104m3。

2.3.2 地质构造与地质灾害的关系

地质构造既控制地形地貌，又可控制岩层的岩体结构及其组合特征，对地质灾害的发育起综合控制影响作用。

区内地质灾害多发育于断裂构造较密集部位附近，具有沿构造线方向密集展布的特点，说明构造对地质灾害的控制作用(图6)。

表2 地质灾害与地形坡度关系统计表Table 2 Relationship of geological hazards and terrain slope

表3 地质灾害与斜坡坡形关系统计表Table 3 Geological hazards and ramp shape relationship

2.3.3 岩土体类型及其工程特性与地质灾害的关系

该地区岩土体工程地质类型大体可划分为:松散土体类、中等坚硬岩类和块状坚硬岩类。分别分布于东南部平原区及河谷区、低山、丘陵地带、北部的中低山区和南部的低山丘陵地带;三类岩组里发育的地质灾害数量分别为8处、106处和118处(图7)，分别占总数的3.4%、45.7%和50.9%，其主要工程地质性质见表4。

图6 地质构造与地质灾害关系图Fig.6 Relationship of geological structure and geological disasters

表4 岩土体工程地质类型划分表Table 4 Geotechnical engineering geological Type divided

图7 岩土体类型与地质灾害关系图Fig.7 Relationship of rock and soil types and geological disasters diagram

2.3.4 降雨与地质灾害的关系

南召县发生的滑坡、崩塌地质灾害有百分之九十是由于降雨诱发形成的;如留山镇马湾滑坡、留山镇大庄滑坡、小店乡雷音寺滑坡等都是由连降暴雨引发的［10］。南召县由于年内降雨分布不均，使地质灾害的发生在时间上存在差异。该区泥石流、滑坡及崩塌等地质灾害发生的时间多集中在每年5～9月份，尤其6、7月最多，每年第一次暴雨或持续降雨发生滑坡、泥石流的几率最大。地质灾害发生频率与降雨量变化有较明显的一致性(图8)。

图8 地质灾害多年各月分布统计图Fig.8 Distribution chart of geological disasters in each month of year

2.3.5 人类工程活动与地质灾害

该区内由人类工程活动诱发的地质灾害共有158处，占灾害点总数的68.1%(表5)，造成的危害较大。比如由矿产开采引起的白土岗镇大青山岭大理石矿区不稳定斜坡，矿渣顺坡堆积高度约100 m，对山下10个村，近500口居民生活生命安全构成严重威胁。再如1991年9月207国道公路建设引发滑坡，造成直接经济损失50万元。再如鸭河水库附近的白土岗镇鸭河口村，由于近几年鸭河水位提升，造成该村大面积湿地，三户6间房屋被泡塌，该村小学操场被淹［11］。另外野外调查中发现因建房开挖山体引发的地质灾害达十余处;还有乱砍乱伐不合理耕种等也可能构成地质灾害诱发因素。

表5 地质灾害主要诱发因素统计表Table 5 Major causes of geological disasters statistics

3 结论

(1)南召县地质条件复杂，地貌组合以中山、低山、丘陵为主，主要发育变质岩和岩浆岩。区内发育5条断裂构造，均呈近东西向展布。

(2)区内地质灾害以崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡为主要类型。全县有地质灾害点232处，其中滑坡75处、不稳定斜坡52处、崩塌92处、泥石流5处，地面塌陷8处。

(3)从数量上来看，区内发育地灾数量最多的为崔庄乡，达49处;从密度上来看，全县地质灾害点平均分布密度7.51处/100km2，密度最大的为城关镇，达66.67处/100km2;从空间位置上来看，地质灾害沿河流及公路分布较集中。

(4)该区地质灾害发育与地质环境有密切联系。地质灾害主要分布与丘陵区，发育斜坡坡度主要在30°～70°，主要坡型为凸形坡;存在沿断裂密集带展布的特点;主要发育于中等坚硬岩类和块状坚硬岩类里;发生频率与该区降雨量变化时间有较明显的一致性，人类工程活动诱发的地灾占该区总地灾数量的68.1%。

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