河南省嵩縣環境地質問題及影響因素成因分析

潘愷++李聰偉++宋睿智

摘 要：嵩縣地質環境條件復雜，地形地貌復雜多樣，斷裂構造發育，且人類工程活動較強烈，自然環境破壞較嚴重，特殊的自然地理環境和地質構造背景，導致該地區存在或者發育獨特環境地質問題。地質災害時有發生，是河南省地質災害較嚴重的縣（市）之一。嵩縣地質災害具有分布面廣，相對集中，穩定性差等特點。地質災害的發育與地形地貌、地層巖性等地質條件及修路、切坡建房、礦山開采等人類工程活動密切相關，降雨是最直接的引發因素。

關鍵詞：嵩縣環境 地質

中圖分類號：X142 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0233-02

根據實地調查，嵩縣地質災害主要有崩塌、滑坡、泥石流、不穩定斜坡、地面塌陷。區內地質災害主要分布于人口集中，人類活動強烈的北部、西部及南部中低山區，在中部、東部丘陵區地質災害較少發育。境內災害分布類型具有明顯的區域特點，滑坡、崩塌主要分布于縣境中低山地區及伊河、白河沿岸人口集中的谷坡地段，而泥石流地質災害多發生在采礦活動強烈的地區，如大章、車村、木植街等。

1 環境地質問題

環境地質問題或不良地質現象主要有水污染、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等，其中滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷是這一地區最為嚴重的地質災害類型。

1.1 滑坡

滑坡是嵩縣斜坡變形應力釋放的主要形式，按物質組成可以分為土質滑坡和巖質滑坡兩類。嵩縣地層種類繁多，從太古界到新生界地層均有出露，巖漿巖、沉積巖分布面積廣，風化程度從強風化—微風化，第四系粉質粘土、砂土、礫石層在嵩縣境內均有不同程度的分布，巖石風化以及第四系土層為滑坡發育提供了特定地質環境條件。

1.2 崩塌

崩塌是嵩縣斜坡變形應力釋放的主要形式，主要分布于居民區內，區房屋的毀壞，多是崩塌所致。按物質組成可以分為土質崩塌和巖質崩塌兩類。

土質崩塌：主要發育于人工平基建宅地段、人工切坡形成的陡崖地段、挖掘窯洞及修建簡易公路所形成的陡峭人工邊坡地帶。發生于坡角一般大于70°，崖高大于3 m，一般來說規模較小，剝離面多為黃土柱狀節理面、剪節理面及風化卸荷裂隙面；雨季發生概率大，但冬夏季及晝日溫差變化引起的崩塌也時有發生。

巖質崩塌：主要發育在人工平基建宅地段、人工切坡形成的陡崖地段及修建簡易公路所形成的陡峭人工邊坡地帶。一般坡度在70°以上，坡高大于3 m，一般來說規模較小。在縣境南部發育于公路沿線，崩塌體為裂隙極度發育的碎石、塊石危巖體。崩塌面為巖層層面和巖體節理裂隙面，一般雨季發生概率較大；而人類工程活動則是區內巖質崩塌地質災害的主導因素。

1.3 不穩定斜坡

區內不穩定斜坡按其物質組成主要為土質斜坡。主要發育于陡峭的溝谷地貌邊緣地段，溝谷地段地形切割強烈，相對高差大，坡體后緣為陡坎的微地貌。

1.4 泥石流

通常爆發突然、來勢兇猛、具有極強的破壞力。有豐富的可供搬運的松散物質來源；有利于貯集、運動和停淤的地形地貌條件；強度較大的降水是泥石流的形成三個基本條件。目前發現的泥石流主要為人類工程活動產生的大量棄渣隨意堆放，構成了泥石流的固體物源所致。

1.5 地面塌陷

嵩縣地面塌陷主要分布于北部、中部地下礦山開采地段。其形態多為不規則形狀、橢圓形，呈階狀遞次整體塌陷或呈漏斗狀遍布塌陷區，其伴生地裂縫多被掩埋覆蓋。根據調查結果分析，地面塌陷的產生應具備以下三個條件：一是下部基巖中具有一定規模、適當埋深的采空區；二是采空區上覆適當厚度的土層；三是礦井排水使地下水位降低到采空區以下一定深度。

2 人類活動對地質環境的影響

隨著經濟發展，區內人類活動對地質環境的干預及破壞程度也在不斷加深，產生了一系列地質環境問題。區內人類工程活動主要表現為水利工程及交通工程建設，礦山開采、城鄉建設等。

2.1 水利工程

嵩縣地表水資源豐富，解放后先后修建水庫三十余座。其中較大的水庫有陸渾水庫、青溝水庫。灌渠428條，塘堰壩1675座，機電灌站453處。以上工程建設使嵩縣水利化程度得到很大提高。但庫壩穩定性、庫底於積等問題越來越引起當地政府及有關部門的重視。

2.2 交通工程

嵩縣地處深山區，除修路時開山炸石造成邊坡體失穩及涵洞塌方外，公路兩側人為高陡邊坡易形成崩塌、滑坡隱患，威脅交通安全。目前洛欒高速公路已于2012年修建完成，道路修建過程中出現大量的滑坡、崩塌現象或存在滑坡、崩塌隱患，嚴重威脅著洛欒高速公路通車以后的交通安全。

2.3 礦山開采

嵩縣礦產資源豐富，“高都赤金”遠在漢代已有開采，以其成色赤足而聞名全國。嵩縣已躋身全國十余個年產黃金萬兩縣之一。礦山開采在帶來經濟效益的同時，也給嵩縣地質環境造成較大破壞，形成地質災害隱患。1996年8月3日上午8時許，位于高都川的祁雨溝金礦尾礦庫暴雨期間突然潰壩，形成泥石流，20余萬方礦渣灰順流而下，摧毀辦公樓兩座，宿舍樓一座，8部汽車和32名職工家屬被掩埋，造成直接經濟損失2100萬元。此外，車村鎮螢石礦采礦引發的地面塌陷隱患依然存在。

2.4 城鄉建設

嵩縣地處山區，素有“九山、半陵、半分川”之稱，存在建設用地短缺問題，建房開挖坡腳問題普遍。汛期崩滑災害多有發生。

3 滑坡成因分析

滑坡產生于特定的工程地質與水文環境，是在以重力為主的自然應力作用下或在人類工程活動影響下發生發展的斜坡變形運動，是依附于其內在軟弱結構面（帶）的地表斜坡巖土體，在一定的地質力學機制下失去原有平衡條件而產生以水平位移為主的順坡移動現象。

一般來說滑坡產生的原因主要有以下兩個方面：一是剪切應力的增大；二是斜坡土體（或其中的軟弱夾層）抗剪強度降低。前者如斜坡變陡（人工開挖、地殼上升）、超載（堆填棄土等）、震動（地震、爆破和機器震動）等；后者則較復雜，有地下水的作用、物理化學作用、分化作用、流變作用和結構破壞以及卸荷膨脹等。調查結果綜合分析認為，花花巖滑坡是自然滑坡。

根據滑坡體所在的地貌單元、地貌特征和產生滑移的誘因分析，在最不利的持續降雨或暴雨、地震作用條件下，斜坡體就會發生變形，有滑移失穩、導致地質災害形成的可能性。其形成機理如下。

（1）斜坡前地形坡角約20°～45°，主滑方向前緣坡角約35°，較陡的坡面為滑坡剪出口提供了充分的滑移空間。

（2）滑坡體的主要物質組成為第四系全新統滑坡堆積層和上元古界震旦系欒川群云母石英片巖層，大氣降水下滲形成淺層地下水，相對隔水的塊石土夾粉質粘土透晶體接受季節性地下水的反復浸泡，形成強度較低的飽和土體，極易形成滑動帶。在持續暴雨或強降雨等外部因素的作用下，因滑體土處于飽水狀態，滑體的自重增加，地下水在其內部徑流，不斷浸泡軟化滑體、降低其抗剪強度，便構成了斜坡失穩、產生滑動的又一重要條件。

（3）大氣降水是斜坡蠕變，形成滑坡的決定性因素。斜坡在大氣降水過程中，除接受滑體坡面形成的面流水體沿巖土孔隙和洞穴的入滲補給外，還接受較高地勢石英片巖裂隙水的補給，大量入滲的大氣降水在滑體內徑流的過程中，遇到滲透性較小的粉質粘土相對隔水層后，不斷聚集軟化土體，向上溝通大氣降水的運移通道，進而增加滑體內的地下水儲水量，在不斷增加的水壓力下，沿弱透水性的塊石土夾粉質粘土透晶體層底面形成地下水通道，使粉質粘土不斷遭受潛蝕，擴大了軟弱帶的面積，促使了滑動帶的形成，為滑體提供了滑動的潤滑劑。

綜上所述，大氣降水的大量入滲聚集，使滑體土因飽水而增加重度，軟化后降低其抗剪強度，在不斷增加的水壓力作用下，軟弱結構面達到貫通狀態，就造成了斜坡失穩滑移的地質災害。

4 結語

針對目前已有的地質災害根據實際情況選擇不同的工程進行治理。對小型有一定危險性的地質災害宜采用簡易工程治理，包括修建排水溝、對民居后坡體進行坡改梯工程、取土卸荷等。工程治理對威脅重大的修建進行大規模取土卸荷、修筑大梯級平臺、擋墻、抗滑樁等。對較危險的小型災害不易采用簡易工程治理的采用監測避讓等措施治理?？傊槍Σ煌愋偷刭|災害發生的主要原因，采取綜合的地質災害防治措施，可供采取的地質災害防治措施各有特點。endprint