三明市区沙溪河两岸地质灾害现状特征及防治对策

2021-11-06 04:00王小平
四川水泥 2021年10期
关键词:溪河强降雨降雨量

王小平

(福建省闽西地质大队, 福建 三明 350404)

地质灾害主要是指由于自然因素或人为活动引起的的灾害,比如山体滑坡、泥石流、崩塌等,造成人民生命和财产安全受损。三明市区沙溪河流经城区,受强降雨和人类活动影响,地质灾害时有发生,严重威胁了城市的正常运行。因此,需要加强对区沙溪河两岸地质灾害现状特征的研究,有针对性地开展地质灾害监测、治理工作,确保地质灾害发生前及时预警和有效防治。

1 三明市区沙溪河自然地理概况

1.1 地质情况

三明市沙溪河两岸位于城区内,北起碧湖,南到台江水电站两侧,以第一重山人为及工程影响范围内,区内面积约40.5km2。地形地貌上以山间盆地、河流阶地和剥蚀丘陵为主。区内地层发育不全,地层主要为第四系(Q)冲洪积和残坡积层,侏罗系长林组(J3c)砂岩、粉砂岩层及石炭系林地组(C1l)石英砂岩层,其中长林组岩层主要分布在沙溪河东岸。区内大地构造位置处于闽西南拗陷带北部边缘,受此影响,区内地质体多呈北东向带状分布,北东向断裂带构造呈现沿河两侧穿过市区,破碎带宽度10~200m。

1.2 气象条件

该区属亚热带季风气候,受季风和山地地形影响降雨量变化明显,降雨较为丰富。根据气象资料显示1990-2020 年期间,该地区年平均降雨量达1700mm,2005 年5 月月最大降雨量达到了731.9mm,2019 年5 月15 日20 点至16 日11 点,三明站降雨量为189.7mm,3 小时降雨量达126mm,为1961 年以来当地记录的最大降雨量;降雨时空分布不均,降雨过程主要集中在每年4~7 月的台风天气,平均暴雨日数一般4-6 天、最多达8-9 天,洪水一般发生在4-7 月、尤以5、6 月为甚。

2 三明市区沙溪河地质灾害形成条件与发育特征

2.1 地质灾害发育类型、规模及特征

区内为沙溪河山间盆地,地貌上以河流阶地和剥蚀丘陵为主。总体地势是南西高、北东低,地面局部坡降大,地质环境条件发育复杂,岩性岩相变化较大。

根据在2016 年-2017 年排查和调查区内地质灾害类型主要是滑坡、崩塌、潜在泥石流、高陡边坡及弃土场隐患等,其中潜在地面塌陷(岩溶塌陷)隐患系根据区域地质资料及以往工程地质勘察资料分析确定[1-4]。各类型地质灾害(隐患)点数量统计见表1。

表1 调查区各类型地质灾害(隐患)点统计表

2.2 地质灾害点分布特征

2.2.1 空间分布

区内地质灾害点分布不均匀,从地质条件上看,地形地貌上看,沙溪河两岸剥蚀丘陵山坡地带主要的地质灾害为滑坡、潜在泥石流、崩塌等,这些灾害与人的建设工程关联度大,开展的各类工程如房地产开发、道路修建等容易改变地质环境发生灾害的危险性高。地质灾害的总体特点呈现出河的东侧多西侧少,在工程建设比较频繁的东侧山坡地带,发生的地质灾害也比较频繁。在河的两岸坡度比较平缓的地带,虽然人口及建筑比较密集,但由于采取了一些工程治理的防护措施,地质灾害发生的比较少,在岩溶发育的区内有潜在塌陷的风险。区内地质灾害主要分布在人为因素影响明显的山间沟谷地带,主要是道路、房产建设等,其中形成了11个弃土场、分布在沙溪河两岸山坡地带。具体分布如下图1。

2.2.2 地质灾害发生时间分布特征

从年份上看,区内地质灾害(隐患)点主要发生在近二、三十年,这些特征与三明市经济建设发展,工程建设活动迅速增加,以及全球生态环境变化、极端气候异常等因素有密切关系。按分布月份统计,滑坡、崩塌地质灾害发生时间基本集中在5-7 月份,特别是每年5-6 月份雨季发生频率最高,该时间段为干热气候条件,暴雨集中,地质灾害发生时间与降雨分配、强度紧密相关。如2015 年5 月19 日,日降雨量达156.9mm,为2010年-2016 年最大日降雨量,受强降雨影响,区内地质灾害频发。

图1 滑坡、崩塌、高陡边坡等地质灾害空间分布位置

3 地质灾害影响因素分析

3.1 工程建设活动诱发地质灾害

根据实地地质调查,诱发区内地质灾害的主要外部因素是人类的各种工程建设活动,开山建房建厂挖矿、道路建设、水利设施等大型工程活动,破坏了山体地质结构,使山体失去了应力平衡,改变了状态,极易引发滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害,成为各类地质灾害的潜在隐患点。特别是房地产开发开挖山体形成大量弃土,弃土堆放在山间沟谷低洼地带,区内大多数弃土场没有采取工程防护措施,场内土量多坡度高,存在泥石流、崩塌等地质灾害隐患,且具备发生大型泥石流的条件。人类的地下水开采,兴修水利设施等也极易引发地面塌陷[5]。

3.2 强降雨是诱发地质灾害的重要因素

短时间内强降雨极易诱发山体滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害。在强降雨过程中,大量的地表水渗入松散的土层后,通过地质构造、裂隙等渗入岩土层内部,增大了岩土体的容重,抬升了地下水位,增加了孔隙水压力,使得土体饱和原有岩体结构面软化,抗剪强度降低。这些都极大影响了斜坡的稳定性,对引发地质灾害起到了诱发作用。强降雨形成的大量水源还是引发泥石流的必要条件,短时、持续的强降雨在山谷汇集会形成洪水,给泥石流带来大量的水源,而滑坡、崩塌带来的岩土等成为泥石流的物质来源。溪沙河两岸工程建设形成的弃土场存放大量的岩土,土质松散而土堆高度大,在弃土场周围还存在大量的高陡边坡,一旦发生强降雨,地表排水不畅通,很容易诱发滑坡、泥石流等地质灾害,而且往往规模会很大、危害也会很大。

4 地质灾害点危险性评估

依据上述调查和排查情况,结合地质灾害危害程度和发育程度,从表2 的危险性分级来看,区内危险性大的点15 处,占18.75%;危险性中等的点28 处,占35.0%;危险性小的点37 处,占46.25%。说明区内地质灾害点危险性以小-中等为主。

表2 地质灾害危险性分级一览表

5 地质灾害点防治措施

针对上述区内地质灾害点(隐患)的防治措施,一般采用三种防治手段:建立群测群防网络、工程防治和其它限制性措施等。防治地质灾害要以“防为主、避为宜、治为辅,防、避、治相结合”的基本方针。从灾点的特征、地质、地形地貌条件及诱发因素等入手,采用多种防治措施,有针对性地制定防治方案,才能有效防范化解地质灾害。

5.1 监测预报

地质灾害隐患点的监测及防灾信息预报是地质灾害防治工作的重要组成部分,通过对地灾隐患点稳定性的发展趋势及其相关影响因素(降雨量等)的监测,将监测收集到的相关信息资料上报到地灾群测群防指挥中心(或设区市、区地质灾害防治领导小组),中心将收集信息整理分析作出判断后向社会或灾点所在乡镇、村发布,采取相应的防治措施,以达到防灾减灾目的。

5.2 避让措施

避让是一种有效的地质灾害防护措施。避让一般分永久性搬迁避让和汛期避让两种。搬迁避让:一般对规模、危险性较大,威胁范围较广地质灾害隐患点,难以找到经济有效防治措施,实行受灾(威胁)村民举家搬迁,另选址安居,永久防止地灾造成危害。汛期避让:对仍在采取监测控制措施中或潜在地质灾害隐患危险性较大的高陡斜坡危险点,在汛期强降雨或暴雨期间,对受灾害威胁的村民采取的临时搬迁避让措施,以防不测造成危害。

5.3 工程治理措施

地质灾害的工程治理方法较多,有的复杂,有的简单。根据地质灾害隐患点的形成条件、规模等特征,选择相适应的治理措施,是地质灾害防治工作取得经济合理、有效的重要举措。

5.4 生物防治

生物防治主要是指植树造林,种草护坡及合理耕种。适合斜坡土层较浅,结构较松,易被雨水冲刷产生滑塌造成坡面泥石流或阻挡山坡滚石对民房的危害等。

5.5 其它限制性措施

限制性措施是针对区内地质灾害的具体情况而制定的具有中长期性质的某些预防性措施,其目的是限制或减少人类工程活动对地质环境的破坏和影响或责令建设单位采取相应有效防护措施,达到防灾减灾效果。主要有区内建设用地应尽量避免或减少人为削坡,必须削坡时,放坡坡度应达到相关规范要求或采取相应支护、防护措施。对滑坡体危害性较大的地质灾害,应进行专项工程治理。

根据上述提出的几种措施,结合地质灾害点的危险性特征,针对危险性较大的点建议进行工程治理:滑坡、崩塌一般采用坡脚挡墙、坡面格构锚固、截排水沟、绿化组合措施,特别是麒麟山国道205 靠山坡一侧潜在滑坡,该处为构造影响的中型滑坡体,建议采取坡顶裂缝和深层水平和垂直位移长期观测,平时加大人工巡查,一旦松散坡体产生局部滑塌时,可采用应急避让。对于弃土场,建议进行长期的巡查、监测,同时做好挡墙(或抗滑桩)+截排水+绿化措施。对潜在容易发生泥石流的地区一般可以采取①稳住或固定松散物质来源,②在中上游设置拦挡坝,③流通段设置排导渠(槽),如龙源山沟谷、东乾社区齿轮厂宿舍楼后山及绿道沿线沟谷均可采取上述三种组合措施。

对于危险性小-中等的地质灾害点一般设立群策群防网,加大汛期的监测、巡查次数,做好绿化和截排水措施,局部采取简易支护(矮挡墙或削坡减载等),一旦发生险情及时避让。

6 结束语

三明市区沙溪河的地质灾害具有点多、分布集中、危害程度较大等特征,地质灾害形成复杂,主要是受人为工程因素和强降雨等自然因素影响。区内已发生的地质灾害以小型土质、岩土质混合型滑坡、崩塌为主;潜在地质灾害则以高陡边坡、中小型泥石流隐患、弃土场隐患为主。强降雨过程及人为破坏活动是地质灾害发生的主要诱发影响因素。因此,在对区内地质灾害(隐患)点进行了分类整理统计基础上,提出了监测、防治措施建议,特别是隐患较大的弃土场、潜在泥石流提出了可行的防治建议。

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