杜雪明,王聯軍,原振雷
(1.中國地質大學 (北京),北京100083;2.中國國土資源經濟研究院,北京 101149)
貴州省地質災害誘因分析
杜雪明1,2,王聯軍2,原振雷2
(1.中國地質大學 (北京),北京100083;2.中國國土資源經濟研究院,北京 101149)
貴州省是我國地質災害最嚴重的省區之一。地質災害對貴州省社會、經濟發展及居民生活產生了重大的影響。本文對貴州省主要地質災害的誘導因素進行分析,并且提出一些有效的防治措施,對貴州省的可持續發展具有重要意義。
地質災害;滑坡;泥石流;貴州省地質環境
全球自然災害的頻繁發生給人類社會造成了巨大的生命財產損失,是國際社會共同面臨的挑戰。中國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一,。隨著全球氣候變化和我國經濟社會發展及城鎮化進程的加快,包括地質災害在內的自然災害將呈現出加劇的趨勢,其減災形勢也更加嚴峻和復雜。貴州省地處我國第二臺階的云貴高原東部,由于其特有的地質背景而導致地質環境極易被破壞,地質災害嚴重。此外,隨著貴州省人口的增加,人類活動對貴州省地質環境的破壞程度也越來越大。因此,了解貴州省地質環境的現狀及存在的問題,以及如何采取有效措施對貴州省地質環境問題進行改善,是非常重要且具有現實意義的問題。
地質環境是指由巖石圈、水圈和大氣圈組成的環境系統,巖石圈和水圈之間、巖石圈和大氣圈之間、水圈和大氣圈之間通過物質交換和能量流動建立了地球化學物質的相對平衡,經過地球長期演化,形成一個平衡的開放系統。地質環境是人類和其它生物賴以生存和發展的基礎,同時人類和其它生物的活動又不斷地對地質環境產生影響。地質環境同生物關系密切,主要表現在:①地質環境為生物提供生存空間和活動場所;②地質環境提供生物生存所必需的物質,如空氣、水、各種元素等;③生物(尤其是人類)也可以在一定程度上改變地質環境,且隨著技術水平的提高,對地質環境的影響越來越大。
地質環境主要分為地質災害、礦山地質、農業地質、地質遺跡與地質公園、地下水、地熱和礦泉水等方面。本文以貴州省為例,介紹我國地質災害的防治情況及出現的問題。
地質災害是地質學中的一個專業術語,它是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。常見的地質災害有:崩蹋、滑坡、泥石流、水土流失、地裂、土地沙漠化以及地震、火山噴發等。
我國地質災害種類較多,按地質作用的性質及發生的地點,可將地質災害分為12大類共48種[1], 見表1。

表1 地質災害的分類
貴州省位于我國西南部,地處云貴高原東部,地勢西高東低,平均海拔約1100m。省內多山,是我國山地面積所占比例最高的省(占92%)。值得注意的是,貴州省巖溶地貌發育非常好,喀斯特出露面積高達10.91萬km2,占全省國土面積的61.95%,是世界上巖溶地貌發育最典型的地區之一[2]。貴州省地貌復雜,以山地丘陵為主(占總面積的92.5%),全省山高坡陡地形險峻,溝壑密布地貌復雜,是我國唯一一個沒有平原的內陸省區。
從地質條件來看,貴州省特有的地理、地質、氣候、水文條件致使貴州省地質環境十分脆弱,屬于地質災害易發、高發區域,具有“災種齊全,災害嚴重,隱患多廣,發生頻繁”的特點,外加省內切坡開挖、坑道洞室開挖、蓄水飲水、亂抽排地下水、棄渣堆土等對地質環境破壞較大的人類工程活動日益強烈,極易引發大量的地質災害,是國家地質災害防治規劃的重點防治區域。
貴州省地質災害損失重且隱患點非常多。僅“十一五”期間,貴州省先后發生地質災害1606起,其中滑坡1029起,崩塌338起,泥石流37起,地面塌陷89起,地裂113起,共造成332人死亡,直接經濟損失高達3.47億元。目前全省已知地質災害隱患點共10992處,如表2所示(數據來源于貴州省國土資源公報)。
貴州省地質災害有以下幾個特點:①地質災害數量多,地質災害隱患點也多,為全國之最;②斜坡類地質災害占全省地質災害的畢生較大;③自然因素仍是地質災害發生的主導因素,但近幾年隨著人類活動的加劇,人為因素導致的地質災害也越來越多;④地質災害多以中小型為主,大型、特大型相對較少,但形成的災情在重大級以上的卻不少。

表2 貴州省地質災害隱患點統計表/起
貴州省地形以山地和丘陵為主,因此貴州省地質災害類型也多為斜坡類和地裂類為最多,其中最主要的災害有滑坡、崩塌、泥石流、地裂、地面塌陷等。此外,石漠化作為貴州特有的一種地質環境問題,也將在本節單獨說明。
滑坡是指斜坡上的土體或巖石體受到河流或雨水沖刷等因素的影響,在重力作用下沿著坡面向下滑動的自然現象。由于貴州省多山地丘陵且氣候濕潤多雨,易導致滑坡發生。滑坡貴州省最常見的地質災害,也是造成死亡人數和經濟損失最多的地質災害。1988年晴隆大廠鎮發生滑坡使周圍兩個村鎮被埋,損失達500萬元。
貴州省內發生的滑坡主要分布在中東和中西部地區,此外北部和中南部也屬于滑坡危險地帶。許湘華[3]利用權重線形組合模型(WLC)對滑坡災害的危險性分區做了研究,認為貴州省內滑坡低危險區、中危險區、高危險區和極高危險區分別占貴州省總面積的近四分之一。全省危險程度較高。
滑坡的形成很大程度是由人類活動不當引發的。主要分為以下幾類:①露天開采的設計不合理,尤其是露采場邊坡角度過大極易引發滑坡;②固體廢棄物(如礦渣等)不適當堆積也較容易引起滑坡。
滑坡造成的危害十分嚴重,主要表現在:①人員傷亡,財產損失;②毀壞房屋,掩埋村落;③堵塞交通、破壞水利設施;④毀壞耕地。
崩塌一般是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下的突然崩落,它也是貴州省最主要的地質災害之一,主要分布在西部的六盤水市、畢節市以及北部的遵義市,而在東部地區相對較少。崩塌的特點是突發性強、且易引發其它災害。貴州省多高山陡坡,許多村寨都處于崩塌威脅之下。
崩塌最初多是由山體不同程度的開裂引起的。一般崩塌前會有一些前兆,如:①崩塌體的后部出現一些小的裂縫;②有土塊掉落,大小崩塌時髦發生;③坡面出現土石的剝落。根本原因一方面在于巖石的貫通性較好,此外,人類不規范的礦山開采活動也會加劇并引發崩塌災害。
礦山崩塌造成危害主要為致死、致傷人畜,毀壞房屋,毀壞公路,中斷交通運輸等,對其下村寨、工礦居民、村民的生活生產經濟構成了嚴重的威脅。據統計,崩塌事件在礦區年年都有發生,并且潛在危害較大。
泥石流是指在山區或其它地形險峻的地區,因為暴雨引起的山體滑坡并攜帶有大量漏水以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質容量大和破壞力強等特點。泥石流的物源主要分兩種,一種是滑坡、崩塌等地質災害形成的松散堆積體,它們容易在暴雨的作用下形成泥石流災害。二是由于礦山在開采過程中產生的礦渣或礦產品加工、冶煉中產生的棄渣不合理堆放,這些礦渣在災害性降水作用或人為水體作用下形成泥石流。后者是貴州省的泥石流的主要類型,約占總數的85%。
礦山泥石流的危害主要有:沖毀城鎮、工廠、礦山、村落等;造成人畜死亡;破壞農作物、耕地;污染土壤等;此外。泥石流有時也會淤塞河道,嚴重時還能引起水災,是山區最嚴重的自然災害。
地裂主要是指由于構造運動而產生的土地開裂,它在地表發育,在構造活動強烈的地區或者地下開采資源的地區容易產生極大的危害。礦區的地表容易產生地裂縫,根本原因是地下進行的大規模的開采活動導致礦井頂板變成產生一定張裂,進行發展成較大的地裂縫。
地裂造成的危害也是相當大的,主要表現在以下幾方面。①毀壞房屋。這種情況在煤礦開采區更為普遍。②影響地下資源的開發和利用。因為地裂縫為地表水向地下滲透提供了通道,尤其雨季時礦井經常由于被淹而停產。③毀壞耕地、林地。有的裂縫成群發育且規模非常大,導致該地段耕地荒蕪,甚至威脅牛、馬、羊群的生命。
“石漠化”一詞最早由貴州科學院蘇維詞提出[4],與“荒漠化”概念相區別,石漠化土地特指在亞熱帶濕熱環境下喀斯特地區特有的土地類型,土石按照一定比例交互存在于石灰巖山丘中,在陷穴、巖隙中有不同厚薄的土層覆蓋,而在突起的部分多裸巖分布。
石漠化過程主要發生在陡坡耕地上,它的發展直接導致山區耕地面積的大量減少。據統計,貴州省在1974~1979年間,石漠化面積增加了624km2,平均每年喪失的耕地面積占全省耕地總面積的1.6%,且石漠化速度仍在加快[4]。
土地石漠化的成因主要有幾個方面:①碳酸鹽巖的搞風蝕能力強,不易風化,這是發生土地石漠化的最基本的要素[5];②貴州省多山區,地面起伏大,不利于水土保持;③貴州省的降雨多集中在春夏兩季,而此時農作物尚處于幼苗時期,坡土得不到充分的覆蓋[5],加劇了土地石漠化的發展;④貴州省農業人口增長過快,加重了土地的負擔,使得西南地區陷入了“人口增加—過度開墾—土壤退化—石漠化擴展—經濟貧困”的惡性循環之中。
總結上文對貴州省滑坡、崩塌、泥石流、地裂等主要地質災害連同石漠化的分析,發現它們的形成機制在許多方面是相似的。
1)貴州省的地質背景是種類地質災害的根本要素。首先,貴州省地質構造復雜,處于斷層斷裂交匯地帶上,地震較為頻繁,巖層松散,構造運動強烈,易導致地質災害的發生。其次,貴州省的巖石多為碳酸鹽巖類,此類巖石具有搞風華能力強但易溶解的特點。在潮濕的地區容易溶解造成地面塌陷、崩塌等災害,而在相對干旱地區由于其較高的抗風化性而加劇土地的石漠化。由此可以,碳酸鹽巖的地貌一方面形成了貴州省獨特的喀斯特地貌,另一方面,卻也為貴州省的種類地質災害提供了基礎。
2)降雨量充沛是地質災害的主要誘發因素之一。貴州省氣候濕潤多雨,降雨量非常大,且特別集中。而暴雨極易引發滑坡等災害。郭振春對1993~2000年貴州省地質災害的月份作了統計,發現貴州省的地質災害全年均有發生,多集中在4~8月[3],尤其是6~7月(4~8月占91.7%,其中6~7月占62.1%)。而貴州省的雨季集中于春夏之交,降雨最在5~7月最大。記錄中也顯示有多起大型地質災害是由暴雨引發的。此外,貴州省地下水系也特別發育,斜坡土體長期被浸泡而導致軟化、溶蝕,容易引發崩塌、地裂和地面塌陷。
3)各種不規范的工程活動是貴州省地質災害的人為誘因。值得一提的是,除了自然因素外,人為因素在貴州省地質災害中所占的分量雖然較小但也呈現出逐年增長的趨勢。人類活動對地質環境影響主要有:①毀林開荒對植被的破壞很大,是導致水土流失的重要因素,進而可引發滑坡、泥石流等地質災害;②礦產資源的開采不合理,尤其是一些鄉鎮礦山的開采,不顧及礦山的地質結構和采礦技術,對礦區也沒有進行合理規劃,容易引發地裂、地面塌陷、礦井涌水等災害。許多災害還造成了嚴重的人身傷心和經濟損失;③工程建設設計不合理,只追求效率,忽視了工程中的安全問題和環境問題。非常容易導致地質災害的發生。
地質災害對于貴州省無論經濟發展還是居民安全都造成了極大的威脅,要針對貴州省地質災害的特點及其誘因進行防治。
1)發展綠色產業,保護地質環境。貴州省的地質環境比較有利于地質災害尤其是滑坡、泥石流等斜坡類地質災害的發育,因此要把握貴州省地質環境的特點,進行針對性的保護。考慮到貴州省是農業大省,農業人口比重高達80%以上,可以推行發展生態農業,運用系統工程方法和現代科學技術進行集約化經營的生態模式,在不適宜耕地的土地上(如坡度較大的斜坡等)進行退耕還林、退耕還草等工作,這樣能有效地防止斜坡上常見的地質災害。也可以在斜坡上種牧草,大大減少斜坡地區的水土流失。
2)嚴格法律法規,提高居民意識。當前關于地質環境保護的國家法律及由各省政府出臺的法律法規非常多,關鍵在于這些法律法規能否認真實施和嚴格執行。尤其是貴州省的地質災害高發地區,更要組織專門的部門進行嚴格地監督管理,才能有效地防止地質災害的發生。此外,提高當地居民的防災意識也是貴州省地質災害的重要手段之一。如開展地質災害教育和宣傳、進行防災演習等。當大多數居民都深刻感受到地質災害的嚴重性,不再亂開墾土地、亂破壞環境時,人為地質災害的數目會有效減少。
3)開展防災工作,加強污染治理。除了做好對地質災害的宣傳和培訓外,政府部門還要加強對種類人類工程活動的防災工程管理,如公路施工、開采石料、抽取地下水等,極易對地質環境造成破壞,是突發性地質災害的主要隱患之一,必須做好監督和防治工作。許多工程完成后的污染治理恢復情況也要嚴格監督,如礦坑填埋、改善土壤環境、礦山污水處理等,也可以有效地防止地質災害的發生。
[1]國土資源部地質環境管理司.地質災害防治知識[R].1998.
[2]貴州省國土資源廳.貴州省國土資源公報2013[R].2014.
[3]許湘華.貴州省滑坡災害危險性分區編制研究[J].鐵道科學與工程學報,2009(8):59-63.
[4]蘇維詞,周濟祚.貴州喀斯特山地的“石漠化”及防治對策[J].長江流域資源與環境,1995(5):177-182.
[5]蘇維詞,楊華,李晴,等.我國西南喀斯特山區土地石漠化成因及防治[J].土壤通報,2006(6):447-451.
Analysis of geological disaster sincentive in Guizhou province
DU Xue-ming1,2,WANG Lian-jun2,YUAN Zhen-lei2
(1.China University of Geoscience(Beijing),Beijing 100083,China;2.Chinese Academy of Land &Resource Economics,Beijing 101149,China)
Guizhou province is one of the most serious geological disasters in China.These disasters have a significant impact on social and economic development and residents’life in Guizhou province.In this paper,the main factors of these geological hazards in Guizhou are analyzed,and several efficient measures are put forward.These measures must be of great significance to the sustainable development of Guizhou province.
geological disasters;landslide;debris flow;geological environment in Guizhou province
杜雪明(1987-),男,漢族,山東濟南人,博士研究生,攻讀中國地質大學(北京)資源產業經濟專業,主要從事地質環境研究。E-mail:duxueminglove@163.com。
X4
A
1004-4051(2014)S2-0089-04
2014-08-12