梅 泓 (安徽省地質礦產勘查局326地質隊,安徽 安慶 246001)
安徽省安慶市轄區地質災害形成條件及誘發因素淺析
梅 泓 (安徽省地質礦產勘查局326地質隊,安徽 安慶 246001)
安徽省安慶市轄區人口密集,地質環境較復雜,屬地質災害的易發、多發區。2014~2016年,作者有幸參加了安慶市轄區地質災害調查工作(1∶50000)。據統計:區內現有地質災害(隱患)點38處,嚴重威脅人民生命財產的安全。文章在野外調查的基礎上,對安慶市轄區地質災害的形成條件和誘發因素做進一步的總結研究,以期對安慶市轄區地質災害防治工作有所借鑒。
安慶市轄區;地質災害;形成條件;誘發因素
安慶市位于安徽省西南部、長江中下游北岸。市轄區地理坐標范圍東經116°44′04″~117°14′42″,北緯30°12′04″~30°46′16″,國土總面積901.00km2,人口密度約873人/km2。區內現有滑坡、崩塌、地面塌陷等地質災害(隱患)點38處,尚未造成人員傷亡,共造成直接經濟損失85.2萬元,目前仍威脅859人生命及4762萬元財產的安全,因此,地質災害防治工作十分嚴峻。
轄區內38處地質災害(隱患)點包括崩塌、滑坡、不穩定斜坡、地面塌陷(采空塌陷、巖溶塌陷)、岸崩等5種類型(見表1)。災害點規模均為小型。

安慶市轄區地質災害類型統計表 表1
3.1 地形地貌
安慶市轄區屬沿江丘陵平原地貌區,地勢自北西向南東逐漸降低,呈階梯狀的地貌景觀。區內最高峰為楊橋鎮境內的三縣尖,山峰高程690.0m,最低處位于長江河漫灘,地面高程8.7m。
通過對各地貌形態分布的地質災害情況進行分析統計(表2)可以看出,區內崩塌、滑坡等地質災害多分布于西部及中北部低山丘陵區,這些區域地形起伏較大,溝谷發育,山體自然坡度多在20°~35°之間,為突發性崩塌、滑坡地質災害提供了有利的空間條件。

安慶市市轄區各地貌形態類型地質災害分布統計表 表2
崩塌、滑坡地質災害與微地貌也密切相關。崩塌多發生于坡度大于60°的人工邊坡及自然陡坡地段,坡度越陡越易引發崩塌災害。高陡邊坡巖石風化強烈,構造裂隙發育,巖層被裂隙切割分離呈塊狀或碎塊狀,加之坡體前緣臨空,在降雨、地震等外力作用下則引發崩塌。滑坡一般發生于25~45°的斜坡地段。滑坡受地面形態的控制也較明顯,當地面形態呈圈椅狀等有利于匯水且地表排水不暢時,則有利于滑坡的發生和發展。大觀區獅子山公園內滑坡位于低丘區,地面形態為圈椅狀,有利于大氣降水的匯集,前緣因修筑公路形成高約6m、近直立的人工陡坎,造成前緣臨空,2011年強降雨期間上部土層發生滑移。
3.2 地(巖)層巖性及巖土體類型
根據安徽省區域地層志,安慶市轄區地層區劃屬揚子地層區下揚子地層分區安慶地層小區,地層自奧陶系至第四系皆有出露。
區內巖漿巖分布十分廣泛,巖漿活動頻繁且劇烈,主要發生在燕山期,形成了以中酸性巖漿巖為主的侵入巖及各類脈巖。各巖體受構造作用控制,大部分呈北東向或北北東向展布。
地(巖)層巖性及巖土體類型是地質災害產生的物質基礎。轄區地層巖性復雜,不同的地(巖)層巖性及巖土體類型產生不同類型、不同規模的地質災害。西部及中北部侵入巖以及碎屑巖分布區巖石大多出露地表,風化強烈,各類軟弱結構面發育,巖石松散破碎,穩定性差,極易產生崩塌、滑坡等地質災害。區內地質災害主要分布在碎屑巖建造及巖漿巖建造,占全區地質災害總數的60.5%(見表3)。

安慶市轄區地質災害分布的巖土體類型一覽表 表3
巖溶塌陷則發育于淺覆蓋型碳酸鹽巖分布區。山口鄉百子山村新塘組及其周邊地區下伏基巖為奧陶系大理巖、白云石大理巖等,巖溶較發育,上覆第四系松散層厚度5~8m,結構松軟。當地下水在巖土界面附近大幅波動時上覆松散層垮塌則造成地面塌陷。
采空塌陷的發生與礦床分布特征及其頂板的(地層)巖性密切相關。區內長風鄉柘山村煤礦開采的煤系地層賦存于二疊系上統龍潭組砂質頁巖、頁巖、炭質頁巖中,可采煤層埋深10~400m。其直接頂板巖性主要為二疊系大隆組、龍潭組、孤峰組的泥質頁巖、粉砂巖等,其巖性較軟,完整性差,穩固性差,有利于采空塌陷的發生。該煤礦于上世紀90年代發生多起地面塌陷。
3.3 地質構造
安慶市轄區大地構造單元位于揚子準地臺下揚子臺坳沿江拱斷褶帶安慶凹斷褶束。以頭坡斷裂為界,其北西側為懷寧褶斷帶,南東側為沿江槽地中的安慶盆地。
區內崩塌、滑坡地質災害具有與構造形跡相伴生的特征。多分布于頭坡斷裂、百子山倒轉背斜等構造發育的區域。這些區域構造裂隙、風化裂隙、層理、巖土界面等各種結構面密集,將巖土體分解成楔形、散體狀、碎裂狀及碎塊狀,為崩塌、滑坡地質災害提供了有利的邊界條件。經初步統計,38處災害點中有28處與斷裂構造相關,占全部災害點的73.7%。可見地質構造對地質災害的控制作用十分明顯。
此外,從表4可以看出,境內35處崩塌、滑坡地質災害(隱患)點中有17處的主滑方向在135~225°之間,與區內主要地質構造(斷裂、節理)的傾向方向基本一致,進一步說明地質構造與地質災害具有明顯的相關性。
區內山口鄉百子山村新塘組巖溶塌陷也位于頭坡斷裂附近。塌陷坑呈線(帶)狀分布,走向與構造跡線(頭坡斷裂)基本一致。
3.4 水文地質條件
地下水活動在地質災害的形成過程中也起著重要的作用,且對不同類型的地質災害的作用是不同的。
水文地質條件對崩塌、滑坡地質災害的作用表現為對巖土體產生浮托力、軟化控滑結構面、降低抗剪強度等。
地下水動態變化特征是巖溶塌陷形成的動力條件。區內山口鄉百子山村新塘組附近地下水位埋深8~15m。人工抽水造成地下水位在巖土界面附近大幅波動,造成地下水流速加快,水力坡度加大,從而加大了對土層的沖蝕作用,并減小了水對土層的浮托力,由此引發了多處地面塌陷。
地質災害的誘發因素包括大氣降雨、地震、人類工程活動等,其中前二者屬于自然因素,后者屬于人為因素。
4.1 大氣降雨
安慶市轄區地處亞熱帶濕潤氣候區。據1951-2014年氣象資料統計,本區多年平均降雨量1411.05mm,年最大降雨量2294.1mm(1954年),年最小降雨量758.6mm(1978年)。降雨年內分布不均,多集中于4~7月,占全年降雨量的57.2%。每年的4~7月,常會出現連續陰雨或暴雨天氣,其間降雨的特點是持續時間長、暴雨天氣多。

安慶市轄區崩塌、滑坡等地質災害(隱患)點邊坡坡向統計表 表4
大氣降雨對崩塌、滑坡地質災害的作用主要表現為表層松散的巖土體在降雨入滲和浸潤作用下坡體自重增加、巖土體結構面軟化,導致表層巖土體下滑力增加而抗滑力減小,從而使坡體出現裂縫、膨脹、下挫、剝墜落等各種變形現象,進一步發展便產生崩塌滑坡地質災害。安慶市市轄區32處崩塌、滑坡中有28處發生于4~7月份汛季,占崩塌、滑坡總數87.5%。強降雨特別是持續性的降雨是區內崩塌、滑坡的首要誘發因素。
4.2 地震
地震是地殼運動過程中能量快速釋放引起的地表振動。安慶市轄區隸屬華南地震區長江中下游地震亞區揚州——銅陵地震帶。根據《中國地震動參數區劃圖(GB18306—2015)》(1:400萬),本區地震動峰值加速度為0.10g。區內地震活動較為頻繁但并不強烈。最大震級4.8級。
地震對地質災害的作用主要表現為地表強烈振動使巖土體結構松散而失穩,災害類型以崩塌為主。不同的地形地貌條件及巖土體類型地震作用的效應明顯不同,在低山丘陵區陡坡地段地震效應加大。安慶市中部以及西北部巖漿巖分布區,山脊及陡坡處球狀風化體分布較多,在地震作用下易引發崩塌地質災害。安慶市楊橋鎮2011年1月19日12時07分發生的4.8級地震,在楊橋、大龍山等鄉鎮的陡坡地段即引發了多起崩塌地質災害,其運動方式為球狀體的滾動或跳躍,其破壞力大。如楊橋鎮溪安村小銅鑼危巖體崩塌即為本次地震作用造成危巖體失穩而產生的。
4.3 人類工程活動
人類在工程建設活動以及自然資源的開發利用過程中,會不同程度地改變地質環境條件并破壞巖土體原有的力學平衡狀態,從而可能導致地質災害的發生。境內地質災害的發生幾乎都與人類欠合理的工程活動緊密相關。
4.3.1 工程建設切坡
工程建設切坡包括道路交通沿線的高陡邊坡、工業民用建筑建設切坡、當地居民建房切坡等,這些活動往往形成高陡臨空面又未能及時防護,使坡體巖石直接裸露,加劇了巖石風化并有利于降水的入滲,使坡體變形失穩,產生崩塌、滑坡地質災害。
4.3.2 礦產資源的開發利用
區內的礦山自上世紀五十年代開始,特別是在上世紀八十年至2010年,礦山數量劇增,礦山的開采方式為露天開采和井下開采兩種,露天開采礦山遺留的永久邊坡,形成高陡臨空面又未能有效防護,使坡體巖石直接裸露,在風化作用、地震等其他影響因素的共同作用下,易發生崩塌地質災害。區內坑采礦山(現均已閉坑)大部分采用預留礦柱法,在閉坑之前將礦柱全部采掉,任其頂板自由崩落。采空區的面積越大,采掘高度越大,就越易發生采空塌陷。如安慶市長風鄉柘山村煤礦礦區由于重復開采引發了多處塌陷坑。
地下水也是一種重要的礦產資源,安慶市轄區抽采巖溶地下水的活動主要集中于于上世紀80年代至上世紀90年代,高峰期抽采量達2000m3/d。原向陽化工廠及獨秀武校均發生多起巖溶塌陷。
綜上所述,安慶市轄區崩塌滑坡等地質災害的形成條件包括地形地貌、地層巖性與巖土體類型、地質構造、水文地質條件等,主要誘發因素有大氣降雨、地震及人類工程活動等。前者是崩塌滑坡形成的內因,后者是地質災害形成的外部誘發因素。地形地貌為崩塌、滑坡地質災害的形成提供了空間條件,地(巖)層巖性及巖土體類型和地質構造是地質災害形成的物質基礎。大氣降雨是崩塌滑坡的首要自然誘發因素,人類工程活動則是崩塌滑坡形成的人為誘發因素。
巖溶塌陷的形成條件主要包括3個條件,即:①分布有淺層開口型溶洞、溶隙的可溶巖;②分布有一定厚度的松散覆蓋層;③地下水動力條件的改變。采空塌陷的形成條件主要為礦床所在區的地層巖性、礦體的分布特征及礦山開采方式。
針對上述地質災害的形成條件和主要誘發因素,我們在地質災害防治工作中,在開發利用自然資源的同時,尊重客觀規律、尊重自然,盡最大可能減少人類工程活動對地形地貌、自然植被的破壞,保護自然環境,也就從根本上減少了地質災害的人為誘發因素。
[1]梅泓,洪文二,等.安徽省安慶市市轄區地質災害調查(1:50000)報告[R].2016.
[2]彭玉懷,等.安徽省環境地質圖系及空間數據庫建設說明書[Z].2014.
[3]工程地質手冊編委會.工程地質手冊(第四版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.
[4]劉傳正.重大地質災害防治理論與實踐 [M].北京:科學出版社,2009.
TU432
B
1007-7359(2016)06-0102-03
10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.039
梅泓(1968-),女,安徽安慶人,高級工程師,主要從事水文地質、工程地質、環境地質等方面的工作。