张秦华
(陕西省地质调查中心,陕西西安710068)
蓝田县地质灾害发育特征和影响因素分析
张秦华*
(陕西省地质调查中心,陕西西安710068)
蓝田县是西安市辖县之一,境内河流众多,地质构造复杂,大断裂发育,岩土体结构类型复杂,人类活动强度地域差异大,降水量大且集中,地质灾害发育。目前共有地质灾害201处,其中滑坡93处,崩塌106处,泥石流2处。受地形地貌、地质构造、地层和岩土体结构等因素的影响,在降雨和人类工程活动的双重作用下,地质灾害类型和时间—空间分布规律存在显著的地域性特点。
蓝田县;滑坡;崩塌;泥石流;地质灾害;发育特征;分布规律;影响因素
蓝田县是西安市辖县之一,境内河流众多,地势南北高、中间低,整体由东南向西北倾斜,地质构造复杂,大断裂发育,地质环境条件复杂,降水量大且集中,地质灾害发育。2011年发生地质灾害33处,直接经济损失约2388万元;2012年经过7~9月的讯期后,发生地质灾害29处,直接经济损失约2100万元。同时降雨对区内的地质环境造成了严重破坏。目前,地质灾害已经成为威胁该县人民生命财产安全和阻碍社会经济发展的重要不利因素。尤其是近年随着雨洪等自然灾害的增多,地质灾害呈高发态势。因此,研究其发育特征和影响因素对掌握地质灾害的发生、发展以及危害具有现实意义,并对当地政府防灾减灾具有指导意义。
调查的地质灾害点中,滑坡93处,崩塌106处,泥石流2处[1-2]。不同灾害点的类型划分和发育特征如下。
1.1滑坡类型和发育特征
1.1.1滑坡分类
调查滑坡93处,按物质组成有黄土滑坡88处,岩质滑坡5处;全县滑坡为牵引式;按滑体厚度有浅层滑坡60处,中层滑坡9处,深层滑坡19处,超深层滑坡5处;按其发生原因有工程滑坡65处,自然滑坡28处;按发生时代有老滑坡28处,新滑坡65处;按规模有小型54处,中型14处,大型13处,特大型9处,巨型3处。
1.1.2滑坡发育特征
(1)形态与规模特征:平面、剖面形态:滑坡平面形态有半圆形和不规则形态2种,剖面形态老滑坡多呈阶梯形、凸形,而新滑坡主要呈直线、凹型。
长度、宽度和厚度:据93处滑坡实地调查资料,其长度跨度范围大,自7~3000m都有分布。但主要集中在7~50m间,共有32处;50~500m间有46处。其宽度跨度范围比较大,在8~3100m间都有,但主要在20~500m间。其厚度分布范围为0~150m,主要集中在0~10m,有60处,占64.5%。
(2)边界特征:①滑坡后壁:位置较高,多呈典型的圈椅状,形态明显,多处于黄土梁峁斜坡的中上部和岩质斜坡处。后壁坡度陡,在50°~90°间,坡度明显大于原坡面;壁面总体上较平直,受自然界风化侵蚀,滑坡由老至新,壁面则由破碎趋于完整。②滑坡侧界:分为2部分,上部为侧壁,与后壁特征相近;下部为滑体边界,在滑动中滑体堆积于下方,向两侧扩展。③滑坡前缘:出露于河流或沟谷斜坡坡脚。大多数老滑坡滑体前缘基本没有保存,而新滑坡前缘保存较好。
(3)表部特征:滑体表面波状起伏。老滑坡和新滑坡完整性较好,冲沟浅且少。同时老滑坡时代久远,滑体上裂缝早已彻底充填,现今没有迹象可寻。近代发生的新滑坡保留着典型的滑坡特征,不仅后壁和侧壁黄土裸露,壁面新鲜清晰,且滑坡体基本没有被侵蚀,其上裂缝清晰可见。
(4)内部特征:滑体:主要由黄土状土和碎石组成,土体组成较单一。由于降水原因,水土流失较严重,滑坡体内一般不含地下水,但在大型黄土滑坡内有地下水。滑面:主要为节理面和层面2大类。滑带:埋藏于滑体之下,调查中仅在一些滑坡前缘断面处可见其露头且多数为一个面,较为平直或微显弯曲,滑动面光滑。滑床:野外露头不明显,仅在前缘侵蚀断面上可见有部分露头。在基岩中滑床为基岩层面或节理面。
1.2崩塌类型和发育特征
1.2.1崩塌类型
崩塌可分为黄土崩塌、堆积层崩塌和岩质崩塌3种,其中黄土崩塌73处,堆积层崩塌12,岩质崩塌21处;从其规模来看,小型97处,占91.51%;中型9处,占8.49%;按形成机理可分为倾倒式、鼓胀式、拉裂式、滑移式及错断式。
1.2.2发育特征
(1)数量多,规模以小型为主:调查106处崩塌,中型的崩塌9处,其余为小型崩塌。
(2)发生速度快,危害大:因该灾害瞬间发生,速度快,一旦发生基本没有避让撤离的时间。
(3)发生的坡度陡,变形破坏模式多样:调查的106处崩塌,坡度多为80°~90°。黄土崩塌变形模式有倾倒式、滑移式和错断式3种,基岩崩塌变形模式只有倾倒式。
1.3泥石流和发育特征
泥流仅有2处,位于葛牌镇上游5大支沟和玉川镇印沟村1组小支沟。按照泥石流的活动状态来分类,调查的泥石流1处属于发育期泥石流,1处属于停歇期泥石流。其主要物源都为人工弃渣、滑坡崩塌堆积物、坡积物以及冲洪积物。同时,泥石流沟谷坡降较大,流域面积较小,汇水面积小,2处泥流都为低易发。
2.1地质灾害空间分布规律
区内地质灾害分布规律严格受自然地质条件和人为因素的制约,地质灾害在空间上有相对集中和条带状展布的分布规律[3-4,6]。具体表现为:
(1)地质灾害在县境的西部、北部较多且集中分布,东南部少且零星分布。西部黄土塬和北部黄土丘陵区,村民主要以砖房、土房居住梁顶斜坡处,在暴雨和连阴雨作用下,黄土塬斜坡和黄土梁斜坡发生地质灾害较多。东南部的石质中低山,因修建公路形成的基岩边坡,在降雨下发生崩塌少。
(2)地质灾害在人类工程活动强烈的区域相对集中。在斩坡、建房、修路等改变原始地形地貌活动强烈的辋川镇、葛牌镇、蓝桥镇、普化镇等镇,灾害较多。
(3)在凸型和直线型边坡地段相对集中。在调查的201个灾害点和隐患点中,集中在凸型和直线型正向坡158处,占79.4%,集中在凹型和阶梯型负向坡41处,占20.6%。
(4)在易滑或易崩地层岩性组合部位相对集中。区内易滑、易崩地层或软弱结构面主要为黄土、坡积层、古土壤层、新近系红粘土、古近系砂泥岩互层以及基岩中的风化壳界面。就滑坡而言,黄土层内错动占46.2%,黄土与红粘土型占20.4%,坡积层/黄土—基岩型占32.2%,坡积层—冲积层型占1.1%。由此可见区内滑坡多在黄土层内滑动。崩塌以黄土和岩质崩塌为主。
2.2地质灾害时间分布规律
在时间域上,地质灾害也呈现出集中分布的规律[1,5]。主要表现在以下3个方面:
(1)在晚更新世末和全新世初期相对集中:调查的93个滑坡,发生于全新世以来而现今整体基本稳定的老滑坡28个,占30.1%;近年来发生或目前仍有活动迹象的新滑坡65个,占69.9%。
(2)在现代人类活动强烈的时期相对集中:调查的93处滑坡,有65处与建房有关;106处崩塌,多数与斩坡、建放、修路有关,也与自然条件相关。
(3)在雨季相对集中:对蓝田县2000~2013年发生的地质灾害做不完全统计表明:每年的7~10月份是该区的降雨季节,集中降雨是本区滑坡、崩塌发生的主要诱发因素。
3.1地形地貌
地形地貌是影响本区地质灾害发育程度的决定性因素。区内在地貌上可分为黄土丘陵区、黄土台塬区、山前洪积扇、河谷平原和基岩山区5种地貌,其中4个地貌类型为斜坡地貌,具有产生滑坡、崩塌变形活动的临空条件,其具体情况见表1。
从表1和现场的调查分析显示,调查区内地质灾害在黄土丘陵区和基岩山区分布较多。
3.2地质构造
该县位于因骊山凸起和秦岭上升形成的蓝田凹陷盆地。区域性长期活动性大断裂的存在控制了断陷盆地的发展,并对崩塌、滑坡的空间分布和发育产生了深远的影响。主要断裂对灾害的影响如下:
表1 地貌类型与地质灾害关系统计表
(1)灞河断裂,沿灞河河谷分布,晚近期活动较强,控制了滑坡沿白鹿塬边呈带状发育。通过调查,塬边有9个老滑坡1个新滑坡灾害。
(2)辋峪口—流峪口—清峪口断裂(秦岭山前大断裂),展布于蓝田中部秦岭山前,第四纪以来活动较强。通过调查,该断裂的西北侧分布有较多的地质灾害。
在以上二者断裂的强烈活动下,抬升了北部的黄土丘陵区。在该区共有滑坡32处,崩塌46处。
(3)浐河断裂,晚近期活动较弱,断裂附近灾害点较少。同时,该断裂和灞河断裂决定了黄土塬区灾害的发育。通过调查,黄土塬区共有灾害点25处。
(4)汤峪口—腰市镇断裂,该断裂与秦岭山前大断裂相接,对该区块的基岩影响严重,节理、裂隙发育,导致崩塌灾害发育,共有7处崩塌灾害点。
(5)商县—板庙子断裂,横贯全区,断层所及处岩石破碎、糜棱岩化显著。该断裂的北部有69处灾害点,东南部有14处灾害点。
3.3地层及岩土体结构
地层和岩土体结构是地质灾害产生的物质基础,是影响斜坡稳定的主要因素。
3.3.1容易发生灾害的地层
第四系黄土、新近系红粘土和古近系的砂泥岩地层是区内易滑、易崩地层。
3.3.2岩土体结构
区内5种斜坡岩土体结构决定了斜坡变形破坏的方式和软弱结构面的位置,对滑动面和崩塌发生位置具有明显的控制作用。
(1)黄土层型:坡体由第四系黄土构成,主体为中上更新统黄土分布于西部黄土塬区和北部黄土丘陵区。黄土质地松散,极易在临空面附近形成卸荷裂隙,经风化侵蚀和雨水冲刷易形成软弱滑动面,进而是滑坡体与下部母体分离,条件成熟时可沿谷底坡脚剪出。
(2)黄土+红粘土型:县内西部沟谷中下部红粘土断续出露,此种类型坡体多位于灞河边。
(3)黄土+基岩型:此类斜坡发育在北部黄土丘陵区的沟谷内和较大河流两侧局部地段残留,一般为基岩出露较高,黄土覆盖其上,地下水部分从基岩节理裂隙渗出。
(4)坡积(冲洪积)层+基岩型:分布于县内的东南部和南部大小河谷两侧的坡面上。坡积层和冲洪积层坡均为松散的大孔隙物质,而下部基部为相对隔水层,在基岩面易形成软弱带,进而产生崩滑灾害。
(5)纯基岩型:分布于东南部和南部的基岩山区,坡体以片麻岩、片岩、大理岩等组成,沿公路和房屋后多形成崩塌地质灾害。
(1)蓝田县发育滑坡、崩塌、泥石流3种地质灾害,其中滑坡93处,以黄土滑坡为主,小型居多,大型、特大型和巨型都有,且以浅层工程滑坡居多,力学模式较简单,以牵引式为主;崩塌106处,以黄土崩塌为主,规模以小型为主且变形破坏模式多样;泥石流有2处且为低易发。
(2)该县地质灾害从空间上看,在县境的西部、北部较多且集中,并为人类工程活动强烈的区域,东南部少且零星分布。同时,在凸型和直线型边坡和易滑或易崩地层岩性组合部位相对集中。
(3)该县地质灾害从时间分布上而言,发生在晚更新世末和全新世初期,在现代人类活动强烈的时期相对集中。同时,每年的7~10月份是降雨季节,也是该县地质灾害发生的主要时段。
(4)该县地质灾害的分布,受地形地貌、地质构造、地层和岩土体结构等因素的影响,进而灾害类型和分布存在显著的地域差别。
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Geological Disaster Development Characteristics and Influence FactorsAnalysis in Lantian County
ZHANG Qin-hua
(Shaanxi Center of Geological Survey,Xi’an Shanxi 710065, China)
Lantian County is one of the counties under the jurisdiction of Xi'an City.In the county there are many rivers,the geological structure is complex with major faults,rock and soil structure type is diverse,the human activities is strong and large diversity in different areas;the rainfall is large and concentrated,the geological hazard is development.At present,there are 201 geological disasters,including 93 landslides,106 collapses,2 debris flows.Influenced by topography and geomorphology,geological structure, strata and rock mass structure,under the dual function of rainfall and unreasonable human engineering activities,the geological disaster type and time-space distribution have significant regional characteristics.
Liantian County;landslide;collapse;debris flow;geological hazard;developing character;distributing rule;affecting factors
P66
A
1004-5716(2016)11-0010-04
2016-05-30
2016-06-06
《陕西省地质调查院关于地质灾害里外调查中标通知的函》(陕地调院函[2013]19号)。
张秦华(1979-),女(汉族),陕西岐山人,高级工程师,现从事水工环方面的工作。