淺談典型巖溶區(qū)崩塌災(zāi)害形成條件及時(shí)空分布特征

趙建芳　齊善忠

摘要：指出了貴州省是我國巖溶的典型分布區(qū)之一，由于該區(qū)特殊的環(huán)境地質(zhì)條件及頻繁人類活動，使得該區(qū)巖溶崩塌災(zāi)害的形成原因有其自身的特殊性。論述了該區(qū)崩塌災(zāi)害的形成原因，歸納了其時(shí)空分布的特征。

關(guān)鍵詞：貴州省；巖溶；崩塌；形成原因；時(shí)空分布

中圖分類號：TU457文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）01019403

1引言

貴州省位于我國西南腹地，面積約17萬km2，處于我國典型巖溶區(qū)的中心位置，巖溶面積廣大，發(fā)育著獨(dú)特的地表和地下巖溶形態(tài)。地表以溶蝕洼地和峰叢為主，主要分布于珠江和長江的上游的高原面；在水溶作用之下，眾多地下河把各個(gè)高度不同的巖溶洞穴相聯(lián)在一起。貴州省的巖溶地貌是獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造、氣候、地形等多因素相互影響下長期水溶的結(jié)果，該處地質(zhì)災(zāi)害頻繁；近年來人類活動的不斷加劇，影響程度逐漸加深，地質(zhì)災(zāi)害尤其是崩塌災(zāi)害加劇，且規(guī)模較大，嚴(yán)重影響了整個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和速度。

2貴州省災(zāi)害類型及崩塌災(zāi)害的規(guī)模

貴州省地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、分布面積廣大、種類較多但區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害較為單一。根據(jù)1993年以來數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑坡發(fā)生頻率約為55%，崩塌為22%，泥石流9%，地面沉降8%，地裂縫5%，其他1%。其中以崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害為主。

省內(nèi)目前共有崩塌隱患點(diǎn)595處，占全省地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)的9.88%，多為巖體崩塌，且以中小型為主[1]。根據(jù)其發(fā)生的規(guī)模劃分為四個(gè)等級，規(guī)模小于1萬m3為小型，規(guī)模在1～10萬m3為中型，規(guī)模在10～100萬m3為大型，規(guī)模在100萬m3以上為巨型。其中該區(qū)崩塌災(zāi)害小型規(guī)模為61%。中型規(guī)模為14%，大型規(guī)模為18%，巨型規(guī)模為7%。

3崩塌災(zāi)害誘發(fā)因素

地質(zhì)災(zāi)害的誘因分為自然原因和人為原因，其中自然原因誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害所占比重約為83%，人為原因誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害所占約為17%。一般情況是自然因素引起的地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模較小，而人為誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的規(guī)模則相對較大[2]。

3.1自然因素

3.1.1地形

貴州省位于我國云貴高原的東部，平均海拔1000m左右，地勢由東向西逐漸升高，大致呈三級階梯。安龍-貴定以東海拔多在800m以下，以低山丘陵為主，地勢較為平坦，中間較高，往南北方向下降，斜坡坡度一般大于30°，地勢起伏較大，是珠江流域和長江流域的分水嶺；普安-織金-畢節(jié)以東平均海拔在1000m以上，以峰叢谷地和低山山地為主，中間地形起伏不大，河流下切較淺，邊緣轉(zhuǎn)變帶地形起伏較大，河流下切較深，內(nèi)部山地地勢起伏變大，山體坡度在20°～40°；西部地形以高山山地為主，地勢起伏劇烈，坡度在30～50°之間，峽谷河流廣泛發(fā)育。該區(qū)坡度大于15°的地表面積占全省總面積的69.4%[3]。

3.1.2氣候和水文

該區(qū)是亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，貴州氣候因地形復(fù)雜而表現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性。在河谷和山地分布區(qū)，垂直地域分異明顯，區(qū)內(nèi)雨量充沛，年際變化量小，由東南向西北逐漸遞減。降水季節(jié)變化顯著，雨季主要集中在下半年（5～10月），強(qiáng)降雨頻率大，多發(fā)生災(zāi)害性天氣，降雨誘發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流和地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，從1995～2003年降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害達(dá)210次之多。

3.1.3植被

貴州省石漠化土地總面積達(dá) 13888萬hm2，約占全省土地總面積的7.9%，并以平均每年508160m2的速度不斷擴(kuò)展[3]。植被覆蓋率低，土壤侵蝕嚴(yán)重，基巖大面積裸露，地表植被維持崩塌面尤其是邊坡的穩(wěn)定性降低。另外植物的落葉、根莖對地表阻力，截留地表徑流，減緩徑流速度的能力也下降。在雨水的直接沖刷和溶蝕作用下，崩塌災(zāi)害發(fā)生率加大。

3.1.4地層巖性

崩塌主要發(fā)生在二疊系棲霞一茅口組的厚層狀、塊狀灰?guī)r地區(qū)，其次見二疊系蛾眉山玄武巖和三疊系飛仙關(guān)組的砂巖、粉砂巖和永寧鎮(zhèn)組、關(guān)嶺組灰?guī)r、白云巖地醫(yī)；上述巖層組合大多是上部為硬質(zhì)巖體，下部為軟質(zhì)巖體，軟質(zhì)巖易風(fēng)化形成坡退，硬質(zhì)巖體受構(gòu)造、溶蝕作用，常形成節(jié)理裂隙或溶裂，在降水或人工作用下極易卸荷崩塌[3]。

3.1.5地震因素

該研究區(qū)內(nèi)另一類崩塌，主要是由地震所引發(fā)。2001年6月8日發(fā)生在黔西縣沙井鄉(xiāng)源泉村的地震造成了當(dāng)?shù)卮罅繋r石瞬間崩落和山腳大面積巖石堆積，崩塌規(guī)模為45000m2。因此，地震也是崩塌災(zāi)害發(fā)生的主要誘因之一。

3.2人為因素

人為因素誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害也逐年突出：根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中不合理的切坡占24%，采礦占36%，采石26%，不合理的地下水開采占7%，施工不當(dāng)占2%，人工開溝、施工不當(dāng)、采空區(qū)頂板坍塌等因素占5%。

在人類開發(fā)改造自然的過程中伴隨著各種工程施工，在建設(shè)中出現(xiàn)的不合理的施工活動，主要為村落所在山坡的陡坡開墾（以修筑梯田為主）、引水灌溉、坡腳開挖人工溝渠和交通建設(shè)及坡頂超載等。由于人口的持續(xù)增長和山區(qū)村落的修建，改變了原有坡度，增加了坡體自重，加大了崩塌的發(fā)生；農(nóng)田灌溉增加了坡體的含水量，使地下潛水水位上升，影響坡體和危巖的穩(wěn)定性，加大崩塌等災(zāi)害發(fā)生的可能性；由于大規(guī)模的劈山修路，開挖坡腳，形成大量的切坡，進(jìn)而加劇了崩塌災(zāi)害的發(fā)生[4]。農(nóng)村居民建筑一般缺少統(tǒng)一規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)意識，更缺少地質(zhì)災(zāi)害防治知識，不適當(dāng)?shù)叵髌氯⊥粒徰陆ǚ浚彍辖ǚ浚瑴喜鄱烟睿瑳]有統(tǒng)一完善的排水系統(tǒng)、邊坡加固、泥石流防治等基礎(chǔ)設(shè)施，加重了地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性[5]。

該區(qū)礦產(chǎn)資源蘊(yùn)藏量大，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求不斷加大，對礦產(chǎn)資源的開采規(guī)模和力度也不斷加大，開采區(qū)內(nèi)地表形態(tài)變化迅速，地表植被破壞嚴(yán)重，地表土體和巖體裸露，石漠化加劇；開采過后，礦坑廢棄和不及時(shí)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，使采空區(qū)地基不穩(wěn)，加上地表水的下滲，采空區(qū)頂板因土體或巖體重力作用坍塌等極易引發(fā)崩塌。山區(qū)工程建設(shè)中，難免要挖方填方，從而改變了斜坡的臨空條件及穩(wěn)定性[2]，從而加大了崩塌災(zāi)害的發(fā)生。endprint

4崩塌災(zāi)害時(shí)空分布特征

4.1時(shí)間分布特征

降雨是導(dǎo)致該區(qū)崩塌災(zāi)害發(fā)生的主要誘因之一，故崩塌災(zāi)害的發(fā)生在時(shí)間上與降雨具有一定的耦合性。一般5～10月是雨季，但主汛期多在6～7月，此時(shí)暴雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害約占總數(shù)的70%，重大級、特大級地質(zhì)災(zāi)害往往集中在這段時(shí)期[3]。崩塌災(zāi)害主要集中在5～7月份，此時(shí)正是降雨的集中期，雨水可以卸荷與風(fēng)化裂隙、落水洞、陷穴等發(fā)育部位，同時(shí)可沿空隙下滲甚至灌入，在相對隔水部位形成上層滯水或飽水帶，增大巖土體重力、甚至形成孔隙水壓力，降低巖土體強(qiáng)度，從而觸發(fā)崩塌的發(fā)生[6]，占全年發(fā)生崩塌災(zāi)害的70%～75%，是崩塌的高發(fā)期；其次是4月份和8～10月份，降水較少，但大部分雨水仍可下滲，使地下水位上升，影響巖體的穩(wěn)定性，占全年發(fā)生崩塌災(zāi)害的15%～20%，是崩塌的中發(fā)期；1～3月、11～12月份，占全年崩塌災(zāi)害的2%～5%，是崩塌災(zāi)害的低發(fā)期（圖1）。

圖1崩塌災(zāi)害時(shí)間分布

4.2空間分布變化

崩塌災(zāi)害在地域上主要分布于全省的9個(gè)地（市、州），每年都有規(guī)模大小不等的崩塌災(zāi)害發(fā)生，其中在遵義市、銅仁地區(qū)、畢節(jié)地區(qū)和六盤水市為崩塌災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，主要位于貴州省北部，在第一階梯上，發(fā)生崩塌災(zāi)害所占比重均是10%以上；貴陽市、黔東南州和黔西南州為崩塌災(zāi)害中易發(fā)區(qū)，分布于貴州省的東南和西南部，均在8%～10%；而安順市、黔南州為崩塌災(zāi)害低易發(fā)區(qū)，所占比重在8%以下。

2014年1月綠色科技第1期5治理措施

崩塌災(zāi)害嚴(yán)重制約著該區(qū)經(jīng)濟(jì)快速高效的發(fā)展，同時(shí)威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)貴州省地質(zhì)災(zāi)害類型及分布特點(diǎn)和地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合貴州省各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，將崩塌災(zāi)害防治分區(qū)劃分為北部重點(diǎn)防治區(qū)、中南部的次重點(diǎn)防治區(qū)，使經(jīng)濟(jì)建設(shè)與災(zāi)害防治協(xié)調(diào)發(fā)展。

崩塌災(zāi)害大多發(fā)生在廣大山區(qū)地區(qū)，災(zāi)害點(diǎn)多而比較分散，崩塌災(zāi)害突發(fā)性強(qiáng)，其危害性較大，同時(shí)由于救災(zāi)不及時(shí)等多種原因，在防災(zāi)治理工作中，加強(qiáng)崩塌災(zāi)害中工程災(zāi)害的危險(xiǎn)性評估，加強(qiáng)進(jìn)行群防群測的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。

工程治理要進(jìn)一步加大，不僅要加強(qiáng)各崩塌災(zāi)害隱患點(diǎn)的治理，同時(shí)應(yīng)加大已發(fā)生崩塌災(zāi)害地點(diǎn)的治理，防治次生災(zāi)害的發(fā)生；還要重點(diǎn)加強(qiáng)人為工程活動的管理，特別是在礦區(qū)及交通線路。完善開采區(qū)的地表及地下修復(fù)，加固道路溝渠兩旁的邊坡等。使崩塌災(zāi)害發(fā)生次數(shù)和規(guī)模逐漸降低。

開展地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估。 地質(zhì)災(zāi)害防治是一項(xiàng)繁重的公益性事業(yè)，應(yīng)充分發(fā)揮國家、地方、部門、集體、個(gè)人的積極性，爭取多渠道、多層次、多方面的資金投入[7]。 各級政府在制定年度支出預(yù)算計(jì)劃時(shí)，要根據(jù)本轄區(qū)地 質(zhì)災(zāi)害防治工作的急需和財(cái)政承受能力，設(shè)立地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)防治資金，用于開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作，定期按計(jì)劃投入，建立穩(wěn)定的資金保障機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張殿發(fā)，鄒永廖.喀斯特地質(zhì)災(zāi)害的形成條件及其環(huán)境背景-以貴州省為例[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2002（1）.

[2] 辛存林，楊國林，趙志鵬，等.天水市北山黃土崩塌災(zāi)害特征、成因及防治[J].水土保持通報(bào)，2013（1）.

[3] 王德耀，杜忠潮，張滿社.陜西省涇陽南塬崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害及成因分析[J].水土保持通報(bào)，2004（4）.

[4] 毛正君，倪萬魁，楊曉華，等.寧夏回族自治區(qū)彭陽縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征與形成條件分析[J].水土保持通報(bào)，2010（5）.

[5] 潘紹艷.通化市地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀與防治措施[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（8）.endprint