陈爱和
(福建地矿建设集团公司,福州,350001)
福清市位于福建省东部沿海,属福州市管辖。地理坐标为东经119°03′~119°42′,北纬25°18′~25°52′,总面积1 518.24 km2。截至2013年初,全市共发现地质灾害隐患点83处,属于地灾隐患密集区。笔者通过福清市已经查明地质灾害隐患点发育的现状,对地质灾害主要致灾因素进行分析,并提出了防治建议。
福清市依山傍海,地势自西北向东南倾斜,西北部属戴云山脉向东蜿蜒的支脉,多为低山、高丘陵,海拔为200~500 m,自然坡度一般为20°~30°,植被发育,风化剥蚀程度较低。东南部龙高半岛以台地、低丘为主,低丘陵海拔为100~200 m,相对高差50 m,自然坡度坡度一般为15°~25°,植被稀疏,风化剥蚀程度较低;台地地貌以龙田、高山一带为主,海拔低于100 m,风化剥蚀强烈,自然坡度一般小于15°。在东南部的海口、江镜等地分布了海积平原及滩涂地带,地势平坦开阔,海拔20~80 m,人类工程和经济活动较为活跃。
境内属南亚热带气候,暖热湿润,年平均气温19.6℃。多年平均降雨量1 772.7 mm,3~9月份为雨季, 降雨量占全年的80%以上。其中5~6月份为主要降雨季节,平均降水量占全年的 32%;7~9月份为台风季节,以雷阵雨和台风雨为主,平均降雨量占全年的37%;每年5~8月份是境内突发性地质灾害滑坡、崩塌、泥石流易发时段。
境内地层发育主要有前泥盆系亲营山组,侏罗系长林组、鹅宅组、赤水组,白垩系黄坑组、寨下组及第四系[1],主要地层岩性特征(表1)。
侵入岩主要分布于东北部的南岭及龙高半岛东南部一带,在南部、西北部有零星出露,总面积约250 km2。主要为燕山早期侵入的二长花岗岩、石英正长斑岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩等。
境内位于长乐—南澳断裂带上,地质构造发育地段,节理裂隙发育与地形耦合易形成顺坡结构面。岩石受挤压而呈碎裂-碎块状结构,力学性能降低,易于风化,形成较厚的残坡积层和强风化带,易发生土质滑坡和岩质崩塌[2]。
表1福清市主要地层岩性特征
Table1lithologiccharacteristicsofmainformationinFuqingcity
系组地层代号主要岩性面积(km2)占全市面积(%)新生界第四系Q粘土、砂质粘土、含碎石粘土等386.1325.43中生界白垩系寨下组Kz钾长流纹质熔结凝灰岩、流纹岩凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩等162.1310.68黄坑组Kh英安质熔结凝灰岩、凝灰岩夹英安岩凝灰质砾岩、砂岩、粉砂岩等86.195.68侏罗系赤水组Jch钾长流纹质熔结凝灰岩、英安质熔结凝灰岩、凝灰岩等334.9522.06鹅宅组Je流纹质熔结凝灰岩、凝灰岩、英安质熔结凝灰岩、安山岩、英安岩等260.9217.19长林组Jc凝灰质砂岩、粉砂岩、泥岩等30.812.03古生界前泥盆系亲营山组AnDq云母(石英)片岩、变粒岩、混合岩7.110.47
1.3.1 岩体
(1)坚硬块状侵入岩岩体,力学强度高,构造作用的节理裂隙、风化作用及地下水是影响工程地质条件的不良因素。
(2)坚硬较坚硬块状火山岩岩体,力学强度较高,构造节理、风化作用以及凝灰岩、泥岩等软弱夹层存在及地下水作用,易产生软弱面滑动等问题。
(3)软硬相间碎屑岩岩体,力学强度较高,构造节理、风化作用以及凝灰岩、泥岩等软弱夹层存在及地下水作用,易产生软弱面滑动等问题。
1.3.2 土体
(1)侵入岩残积粘性土体,主要为燕山早期侵入的石英正长斑岩、闪长岩、钾长花岗岩类风化残积而成,其土体厚度明显受地形(地貌)和地质构造的控制。中低山山顶风化,残积厚度一般小于3 m;丘陵地带和山坡处风化壳,残积厚度一般3~5 m,断裂破碎带或节理密集带,残积厚度超过10 m,该类母岩风化残坡积粘性土分布区已有28处地质灾害点,多发生于残坡积层与下伏基岩的接触部位,少数为残坡积层内滑动。
(2)火山岩残积粘性土体,广泛分布于境内中部,土体厚度与地貌形态、地质构造和母岩岩性密切相关。在中低山和丘陵靠山顶部位堆积厚度一般1~3 m;坡脚附近缓坡地带和地质构造发育部位,残积厚度为3~4 m;英安岩、英安质凝灰岩等分布地带,受地貌位置或地质构造的影响,残积厚度达到5 m,是地质灾害滑坡易发部位。该类土体分布区见有32处地质灾害点。
(3)碎屑岩残积粘性土,岩性为凝灰质砂砾岩、粉砂岩、泥岩,砂页岩夹凝灰岩等风化残积形成。主要分布于渔溪、音西和阳下等镇(街)局部地段,出露面积小,其土体厚度小于3 m ,但由于下伏母岩软硬相间,具层理和节理双重结构面,加上该类型残积粘性土强度不高,易形成沿层面错动软弱结构面产生滑坡崩塌地质灾害。
1.4.1 松散岩类孔隙水
分布于河谷小盆地、坳洼地带及滨海河口地段。地下水储存于第四系的淤泥质砂、粉砂、泥质砂砾卵石层中。其中,山间盆地一般为孔隙水或具半承压性质,河口及滨海地段具承压性质,水量贫乏,局部地段水量中等。单孔涌水量一般小于100 m3/d,局部地段最大可达813.2 m3/d,地下水主要接受降水及山前地带基岩裂隙水补给,向河床或海排泄。
1.4.2 风化岩类孔隙裂隙水
分布于山坡表层和山前地带。地表主要为强风化含砾粘土、砂粘土,含水极微, 地下水主要储存于花岗岩及火山岩的强风化、弱风化及微风化带的孔隙裂隙中,呈孔隙裂隙潜水或承压水, 水量贫乏。民井出水量一般小于10 m3/d,泉水流量0.01~0.03 L/s,钻孔出水量小于100 m3/d,地下水主要接受降雨补给,向沟谷排泄。地下水位受降雨、人类活动及地形坡度影响较大。
1.4.3 基岩裂隙水
广泛分布于侏罗—白垩系的火山岩、火山碎屑岩以及燕山期侵入的花岗岩中。地下水主要储存于基岩的风化裂隙及构造裂隙中,一般呈脉状裂隙潜水,水量贫乏且极不均一,泉流量0.01~0.23 L/s,位于构造断裂带泉流量最大为0.45 L/s,地下水主要接受大气降水补给,多以下降泉的形式向溪谷排泄,少量向松散岩类孔隙含水层排泄,半岛及岛屿直接向海排泄,动态变化剧烈。
福清市地质灾害较为发育,其主要类型有滑坡、崩塌等。已查明的83处地质灾害隐患点中*福建省福清市地质灾害详细调查报告,福建省地矿建设集团公司,2013。*福清市2016年度地质灾害防治方案,福清市国土资源局,福建省闽东南地质大队,2016。*福清市气象局,2001~2012年气象资料。,危害性大、分布广的灾害是滑坡(51处),其次是崩塌(32处)。调查区地质灾害分布与时间、空间、地质环境及人类工程活动关系密切[3]。
根据在2001~2012年统计资料可以看出,境内地质灾害主要集中在每年的5~8月份,发生在这个时段的地质灾害点69处,占总灾害数83.13%。每年的5~8月份的月平均降雨量为239.83 mm,远远高于1~12月份的月平均降雨量136.37 mm,这一结果说明境内地质灾害发生与每年的5~8月份降雨量陡然升高密不可分。而在每年的5~8月份期间,每月平均暴雨次数为13.75次,也远远高于1~12月份的月平均暴雨次数6.42次,显示地质灾害发生发育与降雨量≥50 mm的过程强降(暴)雨关系密切。
福清市内发生于丘陵区(海拔500 m以下)的地质灾害点82处,占灾害点总数的97.59%(表2),而丘陵区中,海拔100~400 m的范围内,灾害点密度最大,这主要与该高程区间内人口密度较大,人类工程活动(削坡建房)较频繁有关。
表2 地质灾害与地形高程的分布关系
据统计,滑坡、崩塌多发生在坡度20°~30°的斜坡地带(滑坡30处,崩塌21处),其中发生于该地段滑坡地质灾害点,占全市调查发现滑坡总数的70.59%,而处于该地段崩塌地质灾害点,则占全市调查发现崩塌总数的70.00%。
调查数据统计分析表明,地质灾害分布发育程度与母岩岩性、节理或裂缝及岩性界面发育程度、风化程度关系密切,而侵入岩中地质灾害主要发生于石英正长斑岩分布区,共发现有29处,这主要与岩体出露面积较广,及其分布区残坡积层较厚关系密切(表3)。
表3 地质灾害分布与残坡积土的母岩岩性关系
福清市境内人类工程活动包括削坡建房、道路建设、采矿等工程经济活动,其中对地质灾害影响最大因素为削坡建房。据地灾调查统计,全市共有73处灾点系建房削坡引起,占灾害总数的87.95%,点多面广,应引起高度重视。
3.1.1 降雨
福清市境内地质灾害主要集中在每年的5~8月份,是福建沿海雨季及台风频发的季节,降雨量较大。长时间的暴雨和强降雨形成的地表水顺土体孔隙或斜坡裂缝渗入补给地下水,除增加斜坡土体自重,降低土体颗粒的粘结力外,降雨期间诱使地下潜水位迅速抬升、地下水作用增强,对岩土体产生浮托作用并软化岩土体,降低了土体抗剪强度而产生滑坡、崩塌,由此产生的地质灾害点急聚增加。
3.1.2 地形(地貌)
地形(地貌)条件是地质灾害形成的基本条件。福清市境内的滑坡、崩塌主要发生在海拔高程100~500 m的丘陵地带,这个地段居民点密集,人类活动频繁。滑坡、崩塌多发生在坡度20°~30°的斜坡,原始斜坡坡面形态呈凸形为主,这些地貌形态为地质灾害的形成创造了条件。
3.1.3 岩土体
岩土体是地质灾害产生的物质基础。土质斜坡其结构松散与下伏基岩接触界面常存在薄弱结构面,易发生滑坡灾害。据统计,控滑结构面位于岩土接触面产生的滑坡有37处,占灾害总数的72.55%;层内错动的(土体内部滑动)仅14处,占灾害总数的27.45%。特殊的岩土体对灾点分布在空间上具有控制作用。
境内的人类工程活动主要体现削坡建房、交通工程和采矿活动上,其中建房切坡又是影响区内地质灾害最主要的人类工程活动之一。由于境内地貌类型以低山和丘陵地貌为主,村民依山建房,开挖坡脚现象十分普遍,削坡建房形成临空面,坡度大部分大于50°,切坡高大部分5~10 m,坡脚与后墙脚距离一般在1~2 m,因建房切坡形成的高陡边坡,改变了斜坡结构,破坏了原始斜坡的应力分布状况,形成高陡临空面,又无采取任何有效支挡防护措施和排水系统,暴雨时极易引发滑坡、崩塌地质灾害。
为了避免和减轻地质灾害给人民生命、财产造成的损失,更好地建设福建生态文明先行示范区和美丽乡村,地质灾害防治工作应该先行,防患于未然。全市各级人民政府及有关部门积极开展地质灾害防治工作,组织防灾检查、应急处置和抢险救灾,工程治理了2处,搬迁且民房拆除了2处,同时开展群测群防和地质安全隐患再排查工作,连续4年全市未发生重大地质灾害,取得了显著成效。
(1)针对福清市地质灾害规模以小型为主,具有点多面广的特点,应该继续完善市、镇(街)、村(社区)、灾害点监测网,对调查区内所有存在灾害隐患点,采用群专结合的方式进行监测。除对灾害点进行监测外,还应把该灾害点威胁的对象和可能成灾的范围纳入监测范围。监测数据要列表记录按月、季统计上报并形成制度。台风暴雨季节,一次暴雨或大暴雨过后,应对区内各镇(街)降雨量及所发生的新灾点、类型、规模、灾情等监测数据进行统计、上报。
(2)根据地质灾害产生的规模、危险性、危害程度、稳定性、经济实力及可操作性,有针对性选择工程降险、生物、避让等措施中较为经济科学的方法进行防治。
(3)采用工程降险及生物治理措施,对危害大,重大级以上,具有一定规模滑坡,建议先进行工程地质勘察,查明地质灾害形成机理和影响因素,再进行针对性的工程治理,根据需要可结合生物措施进一步治理。在隐患点合理种植树木、草类,以防止水土的再次流失。
(4)避让措施,对于那些防治费用高于搬迁费用或场地条件等因素难以治理的,建议采取避让措施。
避让措施分临时避让与搬迁避让,临时避让是区内受地质灾害威胁的受灾户或单位,在灾害未治理或未搬迁前应采取雨天临时避让措施,临时避让应根据就近原则,转移到就近安全的地带避让;对工程治理费用较高或难以采用工程治理的灾害点应采用搬迁避让,受灾对象转移到不受地质灾害和其他灾害威胁的安全地段重建安居。
1 地矿部福建地质矿产勘查开发局. 福建省地质图1/50万说明书. 福州:福建省地图出版社,1998.
2 国土资源部. 县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则(修订稿).北京:国土资源部,2006.
3 中国地质调查局. 滑坡崩塌泥石流灾害调查规范. 北京:中国地质调查局,2008.