张联志,屈添强
湖南省有色地质勘查局二总队,湖南 湘潭 411102
湘乡地区地质灾害一崩塌、滑坡、泥石流三种为主,地面塌陷、采空塌陷等仅占少部分。其中崩塌、滑坡具有突发性和不确定性,也是湘乡地区地质灾害重点防治对象,且点多面广,多数为小型地质灾害。本文基于笔者常年在湘乡地区地区进行地质灾害调查,对湘乡地区区域概况和时空分布特征进行分析。
湘乡地区主要地质灾害主要为崩塌、滑坡,其次为地面塌陷和泥石流。根据湘乡地区2020 年地质灾害调查最新统计数据,现共有215 处地质灾害隐患点,其中小型212 处,占比高达98.6%。
据湘乡地区气象局统计资料,境内多年平均降雨量为1387.4mm,年降雨量最大1865.4mm,最小1031.3mm,日降雨量最大171.9mm,月降雨量最大400.0mm,最小0.0mm。春夏两季降雨量占年总降雨量的69%,其中4~9 月(湘乡汛期)占年降雨量的64%。
据湘乡地区年均降雨量统计,年降雨量超过1300mm 的分布区域大致有4 个:金薮乡中部、白田镇中西部、月山镇中部、东山-中沙一带,其中东山-中沙一带面积广泛,其中心部位的中沙镇、栗山镇一带,年降水超过1400mm,为湘乡地区的降雨中心。
境内地表水系较发育,分涟水、沩水(乌江)和靳水3 个汇水区域。
涟水属湘江一级支流,是湘乡地区境内主要河流,在境内分上、下两段。据湘乡地区水文站资料,涟水河年平均流量125.35m3/s,最小流量6.24m3/s,年平均径流量39.54亿m3,最大年径流量为61.43 亿m3,最小年径流量16.80 亿m3。
乌江属沩水支流,境内汇水面积237km2,向北东经区内21km 入宁乡县;勒水发源于市境北端金石镇罗仙寨西麓地带,向北经区内4.5km 入宁乡县。
区内地表水体分布较广,除上述河流和水府庙大型水库外,还有赤石、合东、红日、桃林、长江中型水库5 座,小(Ⅰ)型水库31 座,小(Ⅱ)型水库139 座。
湘乡地区地总体上呈一向北东、东开口的箕状地形概貌,西、南部地势较高,东部及东北部较宽缓低平。境内褒忠山的三尖峰最高,涟水河出境处最低。境内地势高低起伏,山体层峦叠嶂,地势变化多姿。
按照《工程地质编图规范》(ZBD14001-89)要求,市域地貌形态可分为平原、丘陵和山地三类,其中,平原面积为493.17km2,占湘乡地区总面积的25.07%;丘陵面积为1054.58km2,占53.61%;山地面积为419.21km2,占21.32%。
湘乡地区地质灾害点在行政区域的分布上存在明显的差异性(表2)。从分布地域看,18 个乡镇及湘乡地区城区的东山办事处、昆仑桥办事处和望春门办事处均分布地质灾害,仅新湘路办事处未分布地质灾害。各乡镇发生的地质灾害险情严重程度不一,潜在经济损失情况存在明显差异,白田镇隐患点数量最多达24 处,壶天镇险情最为严重,威胁655 人,潜在经济损失达5964 万元(其中影响最大的壶天村25 组泥石流威胁267 人,潜在经济损失2000 万元);其次为棋梓镇、白田镇、翻江镇、月山镇、中沙镇。前述6 个乡镇潜在经济损失达12681万元,威胁人口1723 人,占湘乡地区潜在经济损失的69.3%,威胁人口占50.8%。
湘乡地区各乡镇地质灾害统计表表2
地形地貌是孕育地质灾害的主要因素。境内滑坡、崩塌多分布在海拔80~500m 之间,据调查数据统计,灾害点在海拔高100~200m之间的数最多。造成这一成灾规律原因,一是该高程地域为花岗岩丘陵分布区,岩石风化强烈,残坡积层发育,为土质滑坡、崩塌等地质灾害提供了物质和前提条件;二是该高程区域大多为当地居民建房和道路建设等主要人类活动区域,边坡开挖普遍,破坏了原有斜坡体的应力平衡和稳定性,为地质灾害诸如滑坡、崩塌等的发生提供了有利地形和临空条件,故造成该高程范围内地质灾害发生率明显高于其他地段。
境内滑坡地质灾害大多发生在30°以内的缓坡地段,少部分发生在30°以上的较陡斜坡。境内崩塌多为土质,其分布跟斜坡地带原始地形坡度关系不大,与人工切坡后形成的较陡峻的临空面密切相关。
根据境内地层、地形地貌与地质灾害分布关系,湘乡地区地质灾害具有呈区域性分布的特点。根据调查,湘乡地区地质灾害点分布大致可分为以地面塌陷集中区(Ⅰ)和滑坡崩塌泥石流集中区(Ⅱ)。
5.3.1 地面塌陷集中区(Ⅰ)
(1)壶天矿区及其周边地区地面塌陷集中分布区(Ⅰ1)
该区位于壶天镇,共分布7 处地质灾害,均为岩溶地面塌陷,多数为恩口煤矿地下开采大量疏排地下水时引发的岩溶地面塌陷。
5.3.2 滑坡崩塌泥石流集中区(Ⅱ)
(1)白田-月山滑坡崩塌泥石流集中分布区(Ⅱ1)
该区共分布49 处地质灾害,其中崩塌滑坡泥石流共计48处,占98%,不稳定斜坡仅1 处,主要为居民切坡建房破坏坡体原有应力平衡所致失稳所致。
(2)梅桥-中沙滑坡崩塌泥石流集中分布区(Ⅱ2)
该区共分布62 处地质灾害,其中崩塌、滑坡共计56 处,主要为居民切坡建房破坏坡体原有应力平衡所致失稳所致。
(3)翻江-毛田滑坡崩塌较集中分布区(Ⅱ3)
该区共有地质灾害38 处,其中崩塌27 处占71%,其余滑坡4 处,泥石流2 处,地面塌陷1 处,不稳定斜坡4 处,主要为居民切坡建房破坏坡体原有应力平衡所致失稳所致。
除上述4 个地质灾害较集中区域外,其它范围也有地质灾害分布,但灾点较分散,密度小,规律性不强,各类型的地质灾害都有,引发因素包括人为和自然。
根据资料统计分析,湘乡地区地质灾害时间分布上主要与降雨周期关联度大,在年际时间分布上与年降雨总量关系不大,在降雨月份上具有与降雨规律存在高度的一致性。
根据湘乡地区已有时间记载的地质灾害统计,湘乡地区地质灾害多发生于近30 年,主要表现为地质灾害数量逐年变化。湘乡地区境内1940~1980 年共发生5 起地质灾害,为少发期;1981~1991年累计发生9起地质灾害,为低发期;1992~2001年累计发生44 起地质灾害,为中发期;2002~2003 年仅2 年共发生176 起地质灾害,为高发期。2003 年高发期后地质灾害发生频率骤减,2004~2005 年未发生过地质灾害,2006~2012年每年发生不超过6 起;随着近年来受全球气候变化影响,2013~2014 年共发生48 起,又处于中发期,并呈上升趋势。2015 年~2019 年共发生158 起,再次回到高发期。主要是近年城镇建设发展和居民新建房屋增多有关,与年度总降雨量关联度不大,规律性不强。如根据气象资料,2003 年年降雨量仅1109.4mm,未达到1981~2010年的年均降雨量1387.4mm,但该年的地质灾害发生数量却高达148 处,为湘乡地区发生地质灾害数量最多的年份。
月份分布规律和年内降雨量高度一致。湘乡地区主要降雨时段为4~7 月(汛期),亦是各类地质灾害发生的高峰期。据历年统计数据分析,5~6 月是地质灾害高发生期,约占总数的80%。因此,境内滑坡和崩塌的发生与年内集中降水时段及暴雨期完全一致。
湘乡地区主要地质灾害以崩塌、滑坡、泥石流为主,包含少部分地面塌陷等,均处于易发区,其中较易发区分布在湘乡地区白田-月山集中分布区(Ⅱ1)、梅桥-中沙集中分布区(Ⅱ2)和翻江-毛田集中分布区(Ⅱ3),多发生在18-30°的斜坡上,月份大多集中在5-6 月份,多为人类工程活动和采矿工程,分布数量多,危害大。通过本次对湘乡地区地质灾害分布特征的研究,为该地区的地质灾害防治工作提供了参考。