山区突发性地质灾害形成条件及影响因素分析

2019-08-20 01:11:02 中国房地产·综合版2019年5期

焦洋

摘要:近年来,我国各种自然灾害和人为灾害时有发生,给人民群众的生命财产造成重大损失,特别是山区地质灾害发生的次数增多,灾害程度增加,分布面积不断扩大,对我国国民经济和社会安定造成比较严重的影响。地质灾害的发生与地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水与地表水、降雨及人类工程活动密切相关,其中地形地貌、地层岩性、构造运动是地质灾害形成的基本条件,气象、人类工程活动是地质灾害发生的重要诱发因素。因此,及时总结以往工作经验,分析研究蓟州区山区突发性地质灾害形成条件及影响因素是十分必要的。

关键词:蓟州区;地质灾害;影响因素

中图分类号:P694

文献标识码:B

文章编号:1001-9138-(2019)05-0072-75

收稿日期:2019-04-01

1 引言

所谓地质灾害是以地质动力活动或地质环境异常为主要成因的自然灾害,包括滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等。地质灾害是地质活动与人类活动相互作用的结果。地质灾害的发生与地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水与地表水、降雨及人类工程活动密切相关,其中地形地貌、地层岩性、构造运动是地质灾害形成的基本条件,气象、人类工程活动是地质灾害发生的重要诱发因素。

近年来,经济的飞速发展和人类活动的剧增,我国各种自然灾害和人为灾害时有发生,给人民群众的生命财产造成重大损失。特别是山区地质灾害发生的次数增多,灾害程度增加,分布面积不断扩大,对我国国民经济和社会安定造成比较严重的影响。同时,随着全面实现小康的步伐加快,中国的城镇建设还将大规模进行。居民点、旅游景点、工矿企业、重要公路建设等投资大,建设周期长,如受到突发性地质灾害的破坏,必然给我国国民经济的发展造成严重损失。因此,及时总结以往工作经验,分析研究山区突发性地质灾害形成条件及影响因素是十分必要的。

2 研究区概况

研究区位于天津市最北部,燕山南麓,属暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,季风显着。降水量年内和年际变化大,年内降水量分配极不均匀。研究区位于燕山山脉与华北平原交接地带,地形地貌比较复杂。属华北地层区燕辽地层分区,前新生代各断代地层的发育与区域地层基本相同。研究区处在华北地台,燕山台褶带的蓟宝隆褶上,涉及蓟县穹褶和宝坻凹褶两个次一级构造单元。

3 突发性地质灾害形成条件及影响因素分析

3.1 地形地貌条件

地形地貌是地质灾害发生和活动的基础,它在很大程度上决定了地质灾害形成的类型、数量和规模。研究区的地貌类型可分为中低山、低山丘陵、山间盆地和山前冲积洪积平原。总体地势北高由低,北部及西部中低山区处于构造抬升区,山势陡峻,沟谷发育,纵坡降较大,沟谷上游又有支沟利于汇水。而长年有水的河流不发育,多为季节性的河流,河道常常被分选差的冲积、洪积、残积物所阻塞,为泥石流发生的地形地貌基础。大部分低山丘陵地区,由于地形相对低缓,自然形成的用滑流灾害的强度相对前者低,但人类工程活动强烈,对原有地形地貌破坏较大,从而引发用滑流地质灾害。

研究区用塌、滑坡和泥石流的分布与地貌单元类型存在密切的依存关系,集中分布在中低山和低山丘陵地带,分别占24.4%和75.6%,见表1。

3.2 地层岩性

地层岩性是产生地质灾害的物质基础,有的斜坡由坚硬的岩石组成,有的斜坡由软弱的岩石组成,有的斜坡则白土组成,见表2。由于组成岩性的不同,它们的抗剪强度各不相同,发生崩滑的难易程度也就不同。在坚硬、脆性块状结构的岩层上,如石灰岩、砾岩、砂岩、花岗岩等,抗剪强度很大,地质灾害主要表现为由于风化作用和人类工程活动形成的用塌和剥落。而结构松散,抗剪强度和抗风化能力低,在水作用下容易发生变化的松散覆盖层、页岩、泥岩等均是易于产生滑坡的地层。滑床岩体多为含有泥岩、页岩、泥灰岩等软弱岩层,由于软弱岩层抗风化能力差,风化产物中含有较多的粘土、泥质颗粒,这些物质既具有很高的亲水性、胀缩性、用解性等特征,同时又是相对隔水层。当雨水下渗到此界面时,形成流通面,润滑滑动面,加速滑坡体下滑。岩石地层各岩组物理力学性质及风化程度不一,其风化产物的多寡也决定泥石流活动的强弱。

3.3 地质构造

地质构造对地质灾害的形成发育有着明显的影响作用。一是地质构造控制着本区地貌的总体格局,在构造运动上升区形成中山、低山地貌,山势险峻,沟谷深切,临空面发育,易发生用塌、滑坡、泥石流灾害;二是各种地质构造结构面,如岩层中的各种节理、裂隙、层理面、断层面、岩性界面等,是形成地质灾害的内在地质环境条件;三是地质构造影响带内,岩土体的结构、物理性质和力学强度都受到影响,尤其在褶皱轴部、转折端、断裂带及其两侧,构造裂隙发育,岩体易于风化,风化层厚,岩石破碎,有利于崩塌、滑坡的形成。

研究区的地貌格局主要受蓟州区山前断裂、黄崖关断裂、杨庄断裂控制。构造抬升运动,使河流不断深切,斜坡陡峻,沟谷发育,为崩塌、滑坡和泥石流的形成提供了有利的地形条件。许多断裂和小型构造形成的破碎带,岩石支离破碎,沟谷发育,崩塌、滑坡的碎屑物为泥石流的产生提供了物质来源。

3.4 地表水与地下水

地表水入渗到斜坡软弱结构面,可软化结构面并降低其强度,同时也是加剧边坡失稳的润滑剂,这种作用在雨季更加明显。丰水期地表水入渗较强,水位升高,作用面增大,土体软化面变大,抗滑阻力减小,当边坡处于极限平衡状态时,由拉张裂缝和土体节理、孔隙渗入的水,可促使土体强度降低、荷载加大,诱发边坡失稳。另外,降水形成的地表径流,冲蚀边坡岩土体,在一定条件下,易激发形成泥石流。

研究区内绝大多数地质灾害的发生都有地下水的参与,与地质灾害有关的主要为孔隙水、裂隙水。风化坡残积层的浅层孔隙水使岩土体容重增大,塑性变形加强,抗滑力降低,渗透压力增高,这是滑坡、泥石流形成的重要诱发因素;在相对隔水部位易形成的上层滞水或饱水带,增大了岩土体重量,甚至形成孔隙水压力,而改变了坡体应力状态,降低了岩土体强度,从而触发崩塌、滑坡的发生;基岩裂隙水会导致软弱夹层的软化或对节理、裂隙或层面等结构面起润滑作用,形成滑坡床、崩塌面,产生地质灾害。

3.5 气候

研究区年内降水量分配极不均匀,6-8月降水量约占全年降水量的75%以上,一般夏季多为暴雨,秋季时有连阴雨,降水量年际变化很大,丰水年和枯水年相差3-4倍。强烈的融冰化雪、打雷、昼夜温差和降水等气候因素都是地质灾害的诱发因素,特别是暴雨或长时间的连阴雨是诱发崩滑流的主要因素。连阴雨历时较长,大部分渗入坡体,从而导致堆积层饱水软化,粘聚力降低,进而产生了滑动;暴雨强度大、历时短,遇厚度小,且疏松的残坡堆积层,一冲便失稳,多随强降雨形成洪水迅速汇入沟谷,引发泥石流。

3.6 人类工程活动

随着人口的递增,经济的发展和人类社会的进步,人类工程活动对地质环境的破坏与影响愈来愈大,已成为崩塌、滑坡、泥行流地质灾害形成的不可忽视的外营力。

3.6.1 采矿活动

研究区迅速发展的建材业给该区的地质环境带来了不良影响。石料的无序开采破坏植被,使基岩大量裸露,形成了许多不稳定斜坡,开挖坡脚和爆破振动极易诱发崩塌和滑坡,采石形成的弃土废渣也随意堆放,使沟内碎屑量剧增,定量弃渣随意堆放,或堵塞沟床,或悬于坡面,极易形成崩塌及滑坡。

3.6.2 削坡、平基建宅

研究区土地资源有限,新农村、重要经济、文化和旅游景点建设等工程活动,需要进行削坡,形成大量人工边坡,临空面增大,破坏原始斜坡平衡条件。削坡过程中又普遍存在坡度过大,房屋与坡脚之间距离过小,护坡措施不当等问题,易诱发崩塌、滑坡等地质灾害。人工在坡顶及坡面堆积弃土,能加大坡体载荷诱发滑坡,如遇到暴雨情况,在较大地表水流的作用下,甚至可能导致工程弃渣形成泥石流,引发更大规模的次生灾。

3.6.3 修建公路

修公路时不合理的人工切坡、开挖坡脚在公路沿线形成众多高陡边坡,易产生地质灾害;修公路弃土倾倒于河道、沟道,为泥石流形成提供了物源;基岩地段采用人工爆破方式丌挖,使原本稳定、完整性好的基岩遭到破坏,形成不规则裂缝、裂隙,在重力及降水作用下与母体剥离、坠落、掉块而成为崩塌隐患。

3.6.4 农业活动

由于山区平原坦途甚少,山区人口增加,对粮食和其他农产品的需求量逐年增加,毁林开荒以扩大耕地面积在所难免,山坡失去保护,土体疏松,大大加重水土流失,这也是促进泥石流活动的不可忽略的因素之一。

4 结语

蓟州区山区突发性地质灾害分布明显受地形地貌、地质构造、岩土体性质、降雨及人类工程经济活动等因素的控制和影响。地形地貌是地质灾害形成的控制性因素。地层岩性是地质灾害形成的物质基础。地质构造是地质灾害形成发育的重要影响因素。地下水活动改变了坡体应力状态,降低了岩土体强度从而诱发斜坡失稳。强降雨或持续降雨,雨水下渗增加了岩土体容重,坡体重量增大,斜坡内部应力发生变化,易破坏斜坡原有的平衡条件导致斜坡失稳。人类工程经济活动,采矿、修建公路和切坡建房等,区接切割坡脚,形成高陡临空面,诱发斜坡失稳。

参考文献:

1.陈瑞军等.湖地山庄建设工程地质灾害危险性评估报告.天津市环境地质研究所.2005

2.杨耀栋等.中国盘山北少林寺恢复重建工程地质灾害危险性评估报告.天津市环境地质研究所.2008

3.卢长军 杨耀栋等.天津市蓟县2009年度地质灾害隐患治理工程项目设计书.天津市环境地质研究所.2010

4.卢长军 杨耀栋等.天津市石矿矿山地质环境综合治理成果报告.天津市环境地质研究所.2009

5.杨耀栋等.天津市蓟县许家台乡小米庄废弃采砂坑地质环境治理可行性研究报告.天津市环境地质研究所.2010

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