瀘溪新縣城地質災害發育特征及地質背景解讀

李 晉

（湖南省地質礦產勘查開發局403隊，湖南常德 415000）

瀘溪新縣城地質災害發育特征及地質背景解讀

李 晉

（湖南省地質礦產勘查開發局403隊，湖南常德 415000）

新城鎮的建設由于選址時論證不足導致后續發生連鎖的地質環境問題，為了科學的分析新城建設與地質災害的關系，為今后類似建設項目提供警示與借鑒。本文依據最新的詳細調查數據，對沅水中游瀘溪新縣城地質災害發育特征與地質背景進行了分析，結果顯示，沅麻盆地復雜的地質背景導致新城地質災害易發和多樣，脆弱的地質環境條件是新城地質災害易發的基礎，新城下伏地層巖溶發育，使得地面塌陷與地面沉降的發生機率較大，大大制約了城市發展潛力，今后應布設專業監測，進一步科學論證，為城市規劃提供基礎依據。

地質災害；地質環境；沅麻盆地；沅水；白沙新城

0 前言

近幾十年來，我國時常出現大型水電站建設導致城鎮整體搬遷的事例，人們對新城鎮的選址進行了大量研究，以長江三峽地區最為著名。實際上，許多次一級的河流上也有類似的案例，受建設時間、經費、級別等影響，一些新縣城在選址論證階段的研究不足，導致后續出現一系列的環境地質問題。本文通過最新的詳細調查成果（湖南省地質礦產勘查開發局403隊，2016），全面分析了瀘溪新縣城地質災害發育特征，并結合其所處的地質背景予以解讀，用客觀回顧與科學分析的辦法，總結經驗，為今后類似的新城選址及建設提供指導。

1 研究區概況

瀘溪縣新縣城名白沙新城，20世紀80年代，沅水中游修建五強溪水庫，瀘溪老縣城成為淹沒區，于是在老城往沅水上游9km處的白沙村，耗資10多億新建此城。新縣城從1989年10月動工，到1995年8月縣府喬遷，距今僅僅20多年（圖1）。

圖1 白沙新城建設前后對比照片（上：1989年；下：2015年）Fig.1 The before-and-after pictures of construction in Baisha new town (above:1989; below:2015)

今天的白沙新城素以環境優美、風光旖旎、空氣清新聞名，享有“中國最年輕的氧吧城”等美稱，美中不足的是，新城的地質災害發生頻率較高，威脅到學校、居民區等人口密集區，成為湖南省較為著名的地質災害易發縣城之一（楊順泉等，2000）。另外，根據后續工程地質鉆孔揭露，地基下伏溶洞發育，很大程度上限制了城市發展潛力，這些環境地質問題成為人們詬病瀘溪新縣城選址的主要理由。

2 地質災害發育特征

（1）發災頻率高

據2014—2015年完成的瀘溪縣1∶5萬地質災害詳細調查，白沙新城共發育地質災害12處，數量雖然不是特別多，但由于城區面積小，相當于每1.37km2便發育1處地質災害。考慮到這些災害發生在中心城區內部或周邊，此發災頻率很高。從時間分布上看，新城地質災害從縣城搬遷的第二年，即1996年便開始出現，近5年來有增加的趨勢（圖2）。

圖2 白沙新城地質災害年份分布Fig.2 Time distribution of geo-disasters occurred in Baisha new town

（2）致災地層多

白沙新城的地質背景較復雜，第一，區內地質構造發育，斷層交錯復雜；第二，出露地層多，以新城的中心區域為例，在不足10km2的范圍內，出露了寒武系、二疊系、白堊系、第四系等多套地層；第三，白沙新城下伏地層巖溶較發育，為巖溶塌陷、地面沉降等災害的發育提供了條件。

（3）災害類型多樣

由于致災地層多，白沙重點地段的地質災害類型多樣，而瀘溪縣甚至沅麻盆地其他地區一般僅發育滑坡和崩塌，二者形成鮮明對比。到目前為止，白沙新城的災害類型包括：滑坡6處、崩塌2處、不穩定斜坡1處、地面塌陷2處、地面沉降1處（圖3），涵蓋了較為全面的地質災害類型。

（4）規模小但威脅大

新城已發生的12處地質災害的規模全部為小型，但由于這些災害發生在中心城區及周邊，其威脅范圍人口較多，學校、公路、民房等設施多，故威脅程度高。按湖南省現行評價規范，有災情大型1處，中型2處，小型4處，共威脅人口976人，公路370m，潛在經濟損失2070萬元。

（5）人為影響程度高

白沙新城從20多年前的一小漁村演變而來，發生了翻天覆地的變化，修建過程進行了大量開挖、切坡等工程活動。由于當時人們在地質災害、地質環境方面的意識欠缺，對人工開挖斜坡的維護措施不到位或不合理，誘發了多處地質災害。最典型的如縣一中東南邊坡、縣職中的南部邊坡、白沙小學的西部邊坡等，這些地段先后發生了滑坡或崩塌災害。

圖3 白沙新城主要地層分布面積與發育災害數對比Fig.3 The Exposed area ratios and occurred geo-disasters of major strata in Baisha new town

3 地質背景解讀

白沙新城位于沅麻盆地的邊緣，既有盆地內最常見的陸相紅層，又有海相碎屑巖或碳酸鹽巖地層，盆地內地質構造復雜（柏道遠等，2015）。短短的幾年時間，新城從一個小漁村迅速演變為現代化的縣城，極強烈的工程活動疊加在了該地區的地質背景之上（圖4）。

（1）陸相紅層碎屑巖

白堊系陸相紅層是沅麻盆地的主要地層，在白沙新城內，陸相紅層與海相碎屑巖交錯接觸，紅層的工程特殊性——巖性遇水易崩解，導致了它常常成為致災地層（李俊，2009；卿篤干等，2008）。在誘發地質災害的過程中，白沙城區進行了大量工程活動，需要在紅層山丘中通過開挖整平場地，周邊形成了許多人造巖質邊坡，且往往是陡坡或陡崖，這是白沙新城的紅層災害既有滑坡，也有崩塌的原因。由于紅層基巖節理裂隙發育，護坡措施又不足，在降雨、風化等因素的疊加下，常常發生巖體的滑動或崩落。

（2）海相碎屑巖

白沙新城的修建不光開挖了紅層碎屑巖，也開挖了寒武系的海相碎屑巖，與紅層相比，寒武系碎屑巖較為堅硬，巖性以頁巖為主。但白沙新城有大型斷裂穿過，是頁巖與紅層的分界帶，導致了斷裂附近的頁巖較為破碎，節理裂隙大量發育。在這樣的地質背景下，人類工程活動往往是滑坡產生的直接誘因，而大氣降水是進一步加速變形的重要條件。如職業中學東南邊坡，前緣為場地內側陡坎，切坡嚴重影響了邊坡穩定，坡體物質主要由粉質粘土組成，夾少量碎石，其特征是結構松散、大小混雜，凝聚力小，而下伏頁巖形成隔水層，在暴雨季節，造成了邊坡失穩，形成滑坡。

圖4 白沙新城地質剖面簡圖與典型地質災害發育Fig.4 The section-map and typical geo-disasters in Baisha new town

（3）碳酸鹽巖

研究區碳酸鹽巖分為兩類，第一類是泥質含量較高的泥灰巖，或者夾海相碎屑巖，這類碳酸鹽巖溶蝕作用較弱，但在內外地質營力共同作用下，在斜坡上形成坡積與崩積物，塊石粒徑較大，甚至形成巨石，它們與后期的殘坡積物混合后，形成了今天碳酸鹽巖斜坡上的覆蓋土層。例如在白浦公路黃金坨至辛女橋一段，公路內側切坡影響了斜坡穩定性，在降雨下滲后導致早期崩積、坡積物滑動。

另一類是質純的碳酸鹽巖，這類巖石溶蝕作用強烈，地下溶洞、溶蝕管道發育，新城主城區被沅水干流環繞，地下水與地表水的頻繁活動加劇了溶蝕過程，在地下溶蝕過程中，部分上覆土層被潛蝕，當土層的應力場平衡被打破后，形成地面塌陷，這類塌陷往往具有突發性，如國土資源局院內塌陷和縣一中操場塌陷。白沙新城的地面沉降的速率較緩慢，可能是城市建筑物加載與地下溶蝕作用相結合的結果。

4 結論與建議

瀘溪新縣城是湖南省典型的地質災害易發縣城，災害發生頻繁高，類型多樣，目前威脅核心城區，包括眾多的居民樓、企事業單位、政府機關、城區街道等。地質背景決定了白沙新城的地質災害發育特征，體現當地較為脆弱的地質環境條件。人類工程活動是新縣城絕大多數地質災害的直接誘因，及時對切坡采取防護措施可以大大降低發災率。

瀘溪新縣城應重點防范地質災害的區域包括：第一，縣城西部及白浦公路沿線丘陵區，屬新城的郊區地帶，易發地質災害類型為崩塌與滑坡；第二，白沙核心城區，下伏地層巖溶較發育，易發災害類型是地面塌陷、地面沉降。地面沉降雖然目前未造成明顯的災情和隱患，但其影響范圍較大，目前仍在緩慢發展之中，今后會造成房至變形等危害。

瀘溪新縣城的案例，進一步說明了對城鎮整體搬遷選址評估的重要性，在巖溶地區，由于地下巖溶具隱伏性，僅地表調查得出的結論是遠遠不夠的，必須在選址階段就利用鉆探、物探等手段論證。目前，有關瀘溪新縣城的地面塌陷和地面沉降資料很缺乏，且未得到地質環境管理部門的足夠重視，今后應加大監測與科學論證，成為城市規劃的重要依據。

柏道遠，姜文，鐘響，等，2015. 湘西沅麻盆地中新生代構造變形特征及區域地質背景[J]. 中國地質， 42(6)：1851-1974.

湖南省地質礦產勘查開發局403隊，2016. 湖南省瀘溪縣1∶5萬地質災害詳細調查報告[R].

李俊，2009. 湖南紅層地區順層巖質高陡邊坡穩定性及處治技術研究[D]. 長沙：中南大學博士學位論文：55-64.

卿篤干，朱自強，楊鎧，2008. 常吉高速沿線紅砂巖工程地質特征研究[J]. 公路工程，33(6)：1-4.

楊順泉，場培焱，李佐海，等，2000. 湖南省地質災害[M]. 長沙：湖南科學技術出版社：191-197.

Growth Characteristics of Geo-disasters and Its Geological Background in Luxi New County Town

LI Jin
(No. 403 Team, The Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Hunan Proνince, Changde, Hunan 415000)

The new towns’ construction will lead to many geological environmental issues if it is not enough to demonstrate. This paper attempts to provide some experiences and warnings about new towns’ construction and geological disasters based on their relationship. By the recent data from detailed survey, this paper mainly studies the growth characteristics of geo-disasters and its geological background in Luxi New County Town, located in the middle reaches of the Yuanjiang River. The following conclusions are obtained: (1) the geo-disasters’ susceptibility and variety are caused mainly by complicated geological conditions of Yuanma basin, which will lead to the weak geologic environment, and form the geo-disasters in the new town; (2) A developed karst from the lower strata probably increases the risk of surface collapse and subsidence, which will restrict the development of new town in future; (3)In other town planning, new techniques should play an important role in hazards monitoring, which will provide some experiences for other towns' scientific construction.

Geological disasters; Geological background; Yuanma basin; The Yuanjiang River; Baisha new town

A

1007-1903（2017）04-0050-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.04.009

湖南省國土資源廳地質調查工作項目（湘[2013]地詳433130-44）

李晉（1984- ），男，碩士，主要從事環境地質研究。E-mail: hard115@163.com