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发育及形成的地质灾害论文范文

时间:2022-04-30 10:28:20

发育及形成的地质灾害论文

1地质灾害发育特征

1.1类型丹江口库区地质灾害十分发育,截止2013年7月,发育地质灾害点704处,灾害类型有滑坡、崩塌、不稳定斜坡三种地质灾害(图1)。其中:滑坡502处,占71.3%;崩塌12处,占1.7%;不稳定斜坡190处,占27.0%。地质灾害类型以滑坡为主,不稳定斜坡次之。

1.2规模地质灾害规模按受灾体体积可分为巨型、特大型、大型、中型及小型。丹江口库区境内各类地质灾害以小型为主,共489处,其中滑坡329处,崩塌11处,不稳定斜坡149处;中型192处,其中滑坡150处,崩塌1处,不稳定斜坡41处;大型21处,均为滑坡;特大型滑坡2处,体积分别为2816×104m3、1359×104m3。

1.3分布特征丹江口库区由于受其复杂的地形地貌、地质、气象水文条件和其强烈的构造运动及人类工程经济活动的影响,使得本地区地质灾害相对发育,其分布在地形和地域上有较明显差异。地质灾害点在库区境内30个乡镇均有分布,数量最多的5个乡镇依次为:龙山镇、柳陂镇、均县镇、武当山特区及习家店镇,分别为77处、65处、59处、47处、45处;六里坪镇、牛河镇、浪河镇、凉水河镇、丁家营镇、方滩乡、黄龙镇、杨溪镇、茶店镇、青山镇、城关镇、青曲镇、五峰乡、胡家营乡、羊尾镇等15个乡镇次之,点数13~36处;其余乡镇地质灾害分布较分散,地质灾害点数均<10处(图2)。

1.3.1地形分布主要分布在构造剥蚀丘陵区,其主要分布于库区堵河河口—韩家洲—青曲镇店子河村一线以下地带,高程150~500m,地势起伏较小,河谷由上至下逐渐开阔,两岸坡度多为15°~30°,植被一般较发育。由于城镇发展,人类工程活动频繁,自然植被破坏严重,在降雨或暴雨情形下,坡面侵蚀强烈,崩塌、滑坡、不稳定斜坡等地质灾害较发育。在704处地质灾害中,有428处发育在构造剥蚀丘陵区,占总数的60.80%。构造侵蚀低山峡谷区、构造盆地区次之,分别发育171处(占总数的24.29%)、105处(占总数的14.91%)。

1.3.2岩性分布丹江口库区境内有松散岩土体类、碎屑岩类、层状碳酸盐岩类、片状变质岩类、块状岩浆岩类等岩土类型,各岩类均有地质灾害分布。按岩土类型分类,主要分布在片状变质岩类、松散岩土体类岩性区,分别发育有298处(占总数的42.33%)、236处(占总数的33.52%);其次分布在碎屑岩类岩性区,数量131处,占总数的18.61%;层状碳酸盐岩类岩性区,数量24处,占总数的3.41%;块状岩浆岩类岩性区,数量15处,占总数的2.13%。

1.3.3构造单元分布地质灾害点具有与主构造线展布方向一致展布的特征,具体表现:沿断裂构造带两侧密集发育,其中两郧断裂带左右各1km影响范围内分布有地质灾害点60处,占总地质灾害的8.80%;公路断裂带左右各1km影响范围内分布有地质灾害点47处,占总地质灾害的6.68%;观音—茶店复背斜,共发育有47处,占总地质灾害的6.68%。

1.3.4时间分布主要集中在6—9月。这些时间点段也是区内降雨主要时段,集中了区内降雨量60%,共发生滑坡386处,占有时间记录滑坡的86.4%;而其它月份降雨量占40%,发育滑坡60处,占13.6%。由此可见,地质灾害在月份上分布不均,且多分布于汛期6—9月份,地质灾害的时间分布规律受降雨周期及降雨量影响明显。

1.3.5地质灾害点主要分布在人类工程活动较强烈的地带人类工程活动破坏了原有岩土体地质结构,易导致地质灾害的发生,且工程活动越强烈的地方地质灾害越发育。本次调查的地质灾害点中,158处滑坡、9处崩塌、48处不稳定斜坡均与人类工程活动有关,大多是因城乡建设与村民建房、基础设施(如公路)建设或库水位变化影响等形成的高陡切坡。如丹江口市旅游港等码头建设、均县镇等集镇迁复建、十郧高速、黄方公路等交通路网建设,诱发了较大规模的崩塌、滑坡、不稳定斜坡等地质灾害。

2形成条件和诱发因素

地质灾害的发生是地形地貌、地质构造、岩土体结构类型、降雨、地震、河流侵蚀、人类工程活动等诸多因素共同作用的结果,其中地形地貌、地层岩性与岩土体结构类型、地质构造、水文地质条件等是地质灾害产生的基础条件,降雨、人类工程活动、河流侵蚀、地震等是地质灾害形成的诱发因素。

2.1形成条件

2.1.1地形地貌条件崩塌、滑坡、不稳定斜坡是斜坡上的岩土体在自重以及其他动力作用下发生运动的结果。地形较陡是地质灾害产生的重要条件,是崩塌、滑坡、不稳定斜坡等重力地质灾害动力形成的基本条件,地形高差越大、坡度越陡,斜坡岩土体下滑力越大,发生崩塌、滑坡的可能性也就越大。据本次地质灾害调查资料显示,丹江口库区境内地质灾害分布与地形地貌关系密切,构造剥蚀丘陵区地质灾害点分布最多(占总数的60.80%),且相对较集中;灾害点主要为滑坡、崩塌、不稳定斜坡。其主要原因是该区地势高差相对较大,一般150~500m。沟谷多呈“U”形和“V”形,坡度较陡(坡角25°~40°);坡脚处常有厚度较大、结构松散的残坡积物堆积,有利于崩塌、滑坡的形成。

2.1.2地层岩性条件地层岩性是灾害形成的物质基础,地质灾害活动与岩土类型、性质、结构具有特别密切关系。软弱地层,在构造作用以及其它外力作用影响下,都容易形成土状或泥状的软弱夹层,成为潜在的滑动面或滑动带,具备产生滑动的基本条件,同时,在软弱地层中,由于抗风化能力弱,易形成大量的松散物质。相反,硬质岩类,岩体抗风化能力强,不易形成潜在滑移面和松散物质。岩性不同,其地质灾害的发育程度及类型也不同。根据本次调查资料显示,境内321处土质滑坡中,仅7处土质滑坡是发生在土体内部,其余全是沿岩土界面滑坡,占地质灾害点总数的44.6%。岩性主要为粘土、粉质粘土、粉土夹碎块石,结构松散,孔隙度大,透水性强,下伏基岩透水性相对较小,在饱水状态下易沿岩土接触面形成崩滑;110处岩土混合型滑坡中有103处发生于片岩地层,占总数的14.6%,强风化层厚度多在10m左右,岩石风化破碎,力学强度低,遭遇强降水和人类工程活动情况下发生崩滑;71处岩质滑坡中,有46处发生在元古界变质岩中,占地质灾害总数的6.5%,该类地层以绢云母片岩、绿泥石英片岩、钠长片岩等为主,岩性软弱,抗风化能力较弱,受降雨和工程活动影响易形成崩滑。根据调查分析统计,第四系松散岩和较坚硬—软弱的元古界武当山群变质岩为境内的易滑岩组。

2.1.3斜坡结构类型条件斜坡结构类型是崩滑灾害形成的直观地质基础条件,且可深入统计分析崩滑灾害的形成机理,地质灾害与其具有相关性[2]。在顺向坡中发生崩滑的可能性越大。根据本次调查,丹江口库区境内发生滑坡数量最多的斜坡结构是顺向坡,共167处,占地质灾害点总数的23.7%;其次是斜向坡,共156处,占地质灾害点总数的22.1%。不稳定斜坡中因存在部分人工切坡所致,故未参与统计分析。

2.1.4地质构造条件丹江口库区属于多旋回的秦岭地槽区,区内经历多期次构造运动,断裂及褶皱发育,地质构造复杂;加上大面积分布的变质岩岩性软弱,在构造作用下,使得岩体结构进一步破碎,完整性及稳定性较差,在降雨、工程活动等因素作用下,这些构造带往往也是地质灾害密集发育地带。

2.2诱发因素

2.2.1降雨根据本次调查,在丹江口库区已发生的崩塌、滑坡中,其具有群发性、周期性和季节性等特征,这些特征与降雨都存在紧密联系,汛期短时暴雨或持续强降雨是库区重要的地质灾害诱发因素之一。尤其最近数年以来,随着气候变化异常大背景的影响,汛期暴雨增多,并形成了一些新生滑坡崩塌灾害。以丹江口市为例,2003年8月28日—9月2日降雨量达178mm,发生地质灾害24处;2005年9月30日—10月2日降雨量123mm,发生地质灾害3处;2012年8月5日—7日六里坪镇降雨量300mm,发生地质灾害8处。均表明地质灾害的发生与强降雨存在密切关系。此外,许多滑坡在经历上述几个降雨时间段时,有明显加剧变形迹象。如丹江口市丹赵路街杨山林场蔡家包子滑坡于2005年9月30日发生变形,后缘形成弧形裂缝,延伸长约15m,宽约0.2m,下挫0.2~0.5m;2010年6月23日降雨后,变形急剧增加,裂缝加长至50m,宽0.5~1m,下挫1~2m。

2.2.2人为因素(1)人类工程活动不良工程地质作用是导致发生地质灾害的重要因素。据现场调查,与工程活动有直接或间接关系的地质灾害隐患点有215处,占总数的30.5%。由此可见,引发地质灾害的人类工程活动中,更多表现为对边坡的开挖,形成高陡人工切坡,边坡的临空面增大,边坡失去平衡后失稳,在降雨的作用下引发崩塌、滑坡。尤其是农村建房切坡是丹江口库区引发崩塌、滑坡灾害的主要工程活动,虽然灾害规模不大,但点多面广,直接威胁房屋建筑,危害性大。(2)库水作用丹江口水库蓄水后,滑坡坡体受到库水浸泡,滑坡岩土体与水发生相互作用,一方面,岩体发生软化,特别是滑动带的物理力学性质变差,抗剪强度值急剧降低,导致抗滑力减小,且这种软化常常具有不可逆性;另一方面滑坡部分浸水后,上浮力增大,对库岸稳定性造成影响,从而诱发滑坡的形成或复活。当库水位从高水位降落时,滑体中的孔隙水向坡下渗流,产生向下的渗透动水压力,这种压力和滑坡的滑动方向一致,从而增加了滑体的下滑力,引起滑体局部调整而出现变形。据现场调查,丹江口库区回水范围内,发育涉水地质灾害共有222处,占总数的31.5%。这些地质灾害前缘均受水库回水的淹没或受水位升降变化影响,如果长期淹没、冲蚀,将导致这些地质灾害体的前缘乃至整体发生变形失稳。

3结语

丹江口库区地质灾害形成和发展受多方面的因素控制,以地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境背景为内在因素,以人类工程活动、库水作用对地质环境的破坏和改造为外在因素,以降雨为诱发因素,是所有这些因素共同作用、相互影响的结果。从内在因素来说,以下地段易产生滑坡、崩塌:山高坡陡地段,岩石风化强烈、残坡积层厚度大的斜坡地段,裂隙发育岩石破碎地段,断裂褶皱发育地段。地质灾害发生与人类工程活动和降雨诱发因素关系密切,因此,做好汛期地质灾害监控和对工程建设活动进行规范管理是该库区地质灾害防治的关键。

作者:李隆平雷深涵郭峰单位:湖北省地质局水文地质工程地质大队

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