广东省茂名市电白区地质灾害特征与形成条件分析

2022-11-24 09:09周洪婵
城市建设理论研究(电子版) 2022年30期
关键词:茂名市岩性黏性

周洪婵

广东省地质局第四地质大队 广东 湛江 524000

茂名市电白区位于广东省粤西地区东部,茂名市东南部的低山丘陵平原地区,处于东经110°54′~111°29′,北纬21°22′~21°59′之间。其地形地貌、地层岩性、工程地质和地质构造等地质环境较为复杂。近20多年来,随着经济社会发展、人民生活水平提高,人类工程活动日趋频繁,因公路及铁路的建设,特别是电白区北部是山区,平地少,人口较密集,农村居民削坡建房产生的挖方边坡逐渐增多,这些挖方边坡岩土体的整体性和稳定性已遭到了严重的破坏,为地质灾害提供了孕育体。

本文在1:5万地质灾害调查(2018 -2019年)与多年电白区地质灾害治理项目(2010-2020年)的数据基础上,研究分析电白区地质灾害的发育特征和形成条件。

1 地质灾害概况

地质灾害的发生具有一定的必然性,它是多个因素综合作用而产生的。电白区北部属于低山丘陵地貌,局部地区断裂构造比较发育,且雨水较集中、雨量较大,随着经济发展,人类修建建房等工程活动强烈,为地质灾害的发生提供了有利的地质环境条件。近年来,地质灾害问题日益突出,频繁发的地质灾害给社会造成了严重影响,特别是因台风、暴雨等天气引发的地质灾害。

1999年至2017年近二十年期间,电白区共发现地质灾害点123处,其中崩塌灾害点113处,滑坡灾害点9处,泥石流1处,近二十年来共造成7人死亡,5人受伤,毁坏房屋16200平方米,农田382亩,直接经济损失448.7万元[1]。截止至2018年12月31日,经1:5万地质灾害详细调查发现茂名市电白区共有已发地质灾害点202处,人工边坡278处[2]。其中,滑坡3处,占总灾害数的1.5%;崩塌199处,占总灾害数的98.5%。茂名市电白区地质灾害以土质类型为主。茂名市电白区地质灾害岩质类型有2处,占灾害点总数1.0%;土质类型有188处,占灾害点总数93.1%;复合类型有12处,占灾害点总数5.9%。

2 地质灾害特征

2.1 时间分布

电白区地质灾害呈显著的季节性。

根据茂名市电白区气象局降雨量的监测资料,4~9月为茂名市电白区主要降雨期,其多年平均降雨量总和为1398.7mm,占年均降雨量的83.3%,尤以5~8月为多雨月,占全年的63.7%;10月至次年3月为少雨月,降雨量较少,多年平均降雨量之和为266.5mm,占全年的16.7%。

根据调查资料统计,地质灾害已知发生时间的共150处,占灾害总数(202处)的74.3%,未知地质灾害发生时间52处,占灾害总数的25.7%。如图1所示,在已知地质灾害中,主要发生在3~8月,共计146处,占灾害总数的72.3%(图1)。6月份共发生61处,是地质灾害发生数量最多的月份。

图1 地质灾害与多年平均降雨量关系图

2.2 地域分布

如图2所示,电白区地质灾害主要分布在那霍、罗坑、黄岭、沙琅、霞洞等镇境内。其中这主要是这些镇的地貌以丘陵为主,覆盖层岩性以花岗岩风化层(残积层、全风化、强风化)为主,且人口较密集,人类工程活动较强烈息息相关。

图2 广东省茂名市电白区各镇地质灾害数量

2.3 地质灾害规模

根据《县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则》修订稿(2007年10月)中各灾种规模分级标准,对茂名市电白区地质灾害点进行规模划分。茂名市电白区地质灾害已发规模皆为小型,而潜在地质灾害规模亦以小型为主。

产生这种现象主要原因有两个:一是电白区地质灾害主要发生在丘陵地区,地形地貌提供的势能有限;二是电白区地质灾害主要是诱因是降雨,且主要发生在花岗岩残坡积土层或强风化层内,这类地层一般透水性较差,雨水渗入地层深度有限,因而电白区崩塌、滑坡深度多为浅层。因此,限制了该处崩塌、滑坡灾害规模。

2.4 地质灾害危害性

电白区地质灾害多以小型崩塌为主,威胁对象多为坡前居民及其房屋。根据《广东省地质灾害隐患点特征认定和灾害分级标准(试行)》(2014年1月)中地质灾害灾情和险情分级标准,电白区地质灾害灾情等级均为小型;仅2处滑坡、1处崩塌险情为大型,其他的险情等级均为小型。

3 地质灾害形成条件

3.1 地形地貌

地形地貌与崩塌、滑坡等地质灾害有密切关系。不利的地形地貌可为崩塌滑坡提供高势能或者临空面,这些均有利于崩塌滑坡的发生。

电白区地貌主要有低山丘陵地貌以及平原台地地貌。如图3所示,电白区地质灾害主要分布在丘陵地区,罗坑、望夫、观珠、那霍及黄岭等镇境内。

图3 广东省茂名市电白区地形地貌与地质灾害分布关系图

通过表1统计分析可知,分布在丘陵地区的地质灾害点有184处,其中滑坡点2处、崩塌182处,占灾害总数的91.1%。发生在平原台地的地质灾害点有18处,其中滑坡1处、崩塌17处,占灾害总数的8.9%。低山地貌没有灾害发生。从灾害密度可知,丘陵地区发生的发育密度远大于其他两种地貌。

表1 广东省茂名市电白区地形地貌与地质灾害分布关系统计表

产生这种规律的原因主要由于低山地区人迹罕迹,没有承灾体;平原及台地地区,人口相对密集,但其地势平坦,削坡修路建房等人类工程活动相对较少,因而发生灾害较少。而在丘陵地区,一般均分布1~25m厚的坡残积层(致灾载体),同时由于这些区域可利用平地少,人口就相对集中,人类须削坡建房、开山修路、坡面开垦等强烈的工程活动来满足生活需求。因此,电白区地质灾害基本集中于丘陵地区。

3.2 地质构造

一般而言,区域地质构造对大部分的地质灾害的产生有两个主要的作用。一是在地貌形成的过程种,其主导作用。比如,若形成了高陡坡面或临空面,则有利于崩滑流的形成。二是地质构造在作用的过程种,极易改变地层、岩层的物理力学结构。例如在褶皱轴部、断裂带等部位,岩土体的节理裂隙均相对发育,也比较容易发生风化不均,或者岩层倾向相对边坡为外倾结构。这些情况均有利于灾害的发生。

电白区断裂构造总体走向为北东方向,主要的构造有黄岭断层、罗坑断层、那霍断层、水东断层、旦场断层、龙背岭断层、麻岗断层、树仔断层;以及龙山向斜。大部分灾害分布在黄岭断层、罗坑断层、那霍断层附近。由于电白区覆盖层厚,灾害类型以土质为主,少见岩质边坡,断裂构造对电白区地质灾害没有直接影响。电白区区域地质构造对其地质灾害的形成,主要体现在控制地貌的形成发育。

3.3 地层岩性

地层岩性是斜坡稳定性的主要控制因素之一。地层内含有软弱夹层或结构相对松散的岩土层不利于斜坡稳定性[3][4]。根据电白区区域地质资料,其东部、中部及西部地层主要由白垩世~奥陶纪、元古代花岗岩及古生代和元古代混合岩组成。

电白区202处地质灾害隐患点中,有189处发生在花岗岩残坡积土层或强风化层内,岩性主要为砾质黏性土、砂质黏性土、强风化花岗岩、全风化或强风化片的麻岩及混合岩等,占总灾害隐患点的93.6%,灾害类型有滑坡(3处)、崩塌(186处);有12处发生在云开群组内,岩性主要为砂岩、变质砂岩、粉砂质泥岩、石英砂岩等,占总灾害隐患点的5.9%;有1处发生在第四系冲洪积层或残坡积层中,岩性为粉质黏土、黏土等,灾害类型为滑坡,占灾害隐患点总数的0.5%。由此可见,电白区崩塌多发于含砂量高、黏性差的残积层及全~强风化层或者松散土体。

根据多年在罗坑、马踏、霞洞、那霍及黄岭等镇共15处灾害点取原状土样101件,以及1:5万地质灾害详细调查中取原状土样49件,通过对各灾点样品位置及崩塌位置的统计分析,各个灾点发生崩塌的位置,一般均位于砂质黏性土、砾质黏性土中,这类岩土中含砂量一般在40%~60%之间,甚至一些高达76%,黏聚力7~20KPa,内摩擦角20°~28°,这类岩土组成的边坡稳定较差,如图4所示;而当黏聚力大于20KPa时,这类岩土组成的边坡稳定性一般较好,甚至坡度大于60°的边坡在自然状态下都能保持较好的稳定性,如图5所示。

图4 罗坑水库旁崩塌

图5 罗坑镇高华村委会田心村人工边

3.4 降雨

根据前面2.1节所述,电白区地质灾害一般发生在3~8月份。这是电白区雨季,经常发生暴雨或连续降雨天气。大气降雨是诱发崩塌、滑坡及泥石流的主要自然因素。尤其是久旱后的连续大暴雨或台风天气,干燥的致灾体迅速吸水,自重增加,粘聚力、抗剪能力、土体之间的摩檫力等迅速降低,土层之间的平衡被打破,从而引发崩塌滑坡,甚至泥石流地质灾害的发生[5]。

降雨对地质灾害的诱发,因降雨强度可能会有区别。一种是连续降雨且强度大,地质灾害会被瞬时引发。另一种是连续降雨而强度小,且时间连续持久,雨水渗入地层或冲刷地层缓慢,需积累到一定程度,才引发的地质灾害。因此灾害一般发生在强降雨期间或其之后。

电白区地质灾害主要发生在花岗岩类岩层残坡积层及强风化岩层内。由于其风化层一般岩性为砂质黏性土,透水性较差,因而雨水渗入速度较慢且深度有限,因此电白区地质灾害规模一般为小型。

3.5 人类工程活动

电白区地质灾害的另一个主要诱发因素是人类工程活动。近二十年以来,随着人类社会经济的发展,修路建房、修水利等工程活动频发。据调查资料统计,电白区99.5%的地质灾害均与人类工程活动密切相关,其中主要以人工削坡建房为主,其次为削坡修路。削坡形成的高陡临空面为地质灾害发生提供了基础条件。

4 结论

本文通过研究分析广东省茂名市电白区地质灾害的形成条件,得出以下结论:

(1)茂名市电白区地质灾害以崩塌为主,地质灾害一般发育在人类工程活动频繁的丘陵地区。

(2)地质灾害与地层岩性密切相关。电白区地质灾害主要发生在花岗岩残坡积土层或强风化层内,占总灾害隐患点的93.6%。地质灾害一般发育于含砂量40%~60%、黏聚力7~20KPa的砂质黏性土、砾质黏性土中;而当黏聚力大于20KPa时,这类岩土组成的边坡稳定性一般较好,甚至坡度大于60°的边坡在自然状态下都能保持较好的稳定性。

(3)电白区大部分地质灾害发生在3~8月,与电白区降雨量呈一定的正比关系。降雨是电白区地质灾害的主要诱因。

(4)人类工程活动明显影响着地质灾害的发育。与人类工程活动有关系的地质灾害点占总数的99.5%。

总而言之,人类工程活动,如削坡建房等为边坡提供了临空面,为造成地质灾害的外因;降雨,使土体自重增加,抗剪能力降低,使得边坡稳定性大幅度降低,为造成地质灾害的诱因;边坡本身地形地貌、地层岩性及岩土体类型是形成地质灾害的内因。

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