濰坊市地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及易發(fā)性評(píng)價(jià)

王成鋒

(濰坊市地質(zhì)博物館，山東 濰坊 261041)

地質(zhì)災(zāi)害是指由自然產(chǎn)生和人為誘發(fā)的對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成危害的地質(zhì)現(xiàn)象，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等[1-4]。地質(zhì)災(zāi)害問題不僅制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也威脅著人類的生命及財(cái)產(chǎn)安全。該文是在濰坊市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查①和濰坊市地質(zhì)災(zāi)害排查②2個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，對(duì)濰坊市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、現(xiàn)狀及易發(fā)程度進(jìn)行了研究，并提出了相應(yīng)的防治對(duì)策與建議。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布及其危害程度與地質(zhì)環(huán)境背景條件(包括地貌、地質(zhì)構(gòu)造格局和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度與方式，巖土體工程地質(zhì)類型、水文地質(zhì)條件等)、氣象水文及植被條件、人類經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)及其強(qiáng)度等有著極為密切的關(guān)系[5]。

1 研究區(qū)概況

1.1 地形地貌

濰坊市地處膠東半島西部，南依泰沂山脈與臨沂、日照市相連，北臨渤海萊州灣，東與青島、煙臺(tái)市相接，西與東營、淄博市為鄰。南北長188km，東西寬164km，面積1.58萬km2，海岸線為ES—WN走向，呈弧形曲線狀，西起淄脈河口，東到膠萊河口，全長143km。

濰坊市地處泰沂山北麓，地形自南向北由高逐漸變低，緩緩傾入渤海萊州灣，形成了幾個(gè)明顯的臺(tái)階[6-7]。南部為低山丘陵區(qū)，地形起伏變化大，從南向北逐漸由高到低一直延伸到膠濟(jì)鐵路附近[6-7]。向北至萊州灣依次為沖積、洪積平原，濱海海積低地，地形平坦微向N傾斜[6-7]。沿海地帶形成微向海岸傾斜的海積平原和沼澤地，海灘寬闊，鹽堿地普遍發(fā)育[8]。濰坊市最高點(diǎn)位于臨朐縣沂山玉皇頂，主峰海拔1032.0m；最低點(diǎn)在寒亭區(qū)北部，南北落差達(dá)1000m以上。

1.2 氣象

濰坊市屬暖溫帶季風(fēng)性半濕潤大陸性氣候，四季分明[9]。多年平均氣溫13.3℃，冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行偏南風(fēng)，春季偏北風(fēng)減弱，偏南風(fēng)增強(qiáng)，秋季與春季正好相反[10]。極端最高氣溫40.7℃，(1982年5月25日)，極端最低氣溫-24.2℃，(1985年12月8日)。多年(1986—2016年)平均降水量為614.05mm，最大年降水量為948.24mm(2011年)，最小年降水量為386.44mm(2006年)。平均降水量最大的地區(qū)為諸城市，為702.87mm，最小分布區(qū)為昌邑市，為568.16mm。高于平均降雨量的地區(qū)主要集中在南部丘陵地帶，如諸城、高密、安丘和青州，濰坊北部地區(qū)都低于多年平均降雨量，如壽光市、濰坊市區(qū)、昌樂縣。

圖1 濰坊市1986—2016年平均降雨量圖

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

濰坊地區(qū)地層跨華北平原地層分區(qū)、魯西地層分區(qū)、魯東地層分區(qū)等3大分區(qū)[11-12]。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育齊全，分布廣泛，從老到新有上太古界、下太古界、古生界、中生界和新生界等[13]。研究區(qū)大地構(gòu)造跨華北板塊華北坳陷區(qū)(Ⅰ)、魯西隆起區(qū)(Ⅱ)、膠遼隆起區(qū)(Ⅲ)等3個(gè)Ⅱ級(jí)大地構(gòu)造單元，主要活動(dòng)斷裂有沂沭斷裂帶(鄌郚-葛溝斷裂、沂水-湯頭斷裂、安丘-莒縣斷裂、昌邑-大店斷裂)、齊河-廣饒斷裂、青島-五蓮斷裂、五井?dāng)嗔押鸵娑紨嗔训萚11-12]。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀

根據(jù)該次調(diào)查結(jié)果，濰坊市地質(zhì)災(zāi)害主要分為崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等4種類型，規(guī)模以中小型為主。崩塌、滑坡和泥石流主要位在濰坊市西南部的青州、臨朐、安丘等地區(qū)，采空塌陷主要位于青州、臨朐、昌樂、高密、昌邑等礦山采空區(qū)。濰坊市境內(nèi)共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)104處，包括崩塌48處，滑坡27處，泥石流11處，地面塌陷18處(表1)。近年來濰坊市加大了地質(zhì)災(zāi)害治理力度，截至2017年6月，已治理或正在治理中的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)崩塌9處、滑坡11處、泥石流2處、采空塌陷1處，共計(jì)23處；存在責(zé)任主體、治理資金已落實(shí)以及威脅對(duì)象已消除等情況的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)崩塌21處、滑坡4處、泥石流1處，共計(jì)26處。

表1 濰坊市地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點(diǎn)類型及規(guī)模分布

區(qū)內(nèi)崩塌類型分為巖質(zhì)崩塌和土質(zhì)崩塌2種，其中巖質(zhì)崩塌37處、土質(zhì)崩塌11處，多為自然因素和人為因素誘發(fā)，多發(fā)生于高陡邊坡坡肩坡角大于60°的高臨空面。一般發(fā)育有多組陡傾裂隙，雜亂排列，不規(guī)則狀，在主裂隙控制及降雨的影響下巖體裂隙進(jìn)一步加長加寬，直至產(chǎn)生崩塌[14-15]。滑坡類型分為土質(zhì)滑坡和巖質(zhì)滑坡2種，其中巖質(zhì)滑坡22處、土質(zhì)滑坡5處，成災(zāi)規(guī)模不大，以小型為主，但危險(xiǎn)性較明顯、危害性較大，多危及居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。普遍表現(xiàn)為將房屋拉裂變形甚至歪斜倒塌，滑坡上房屋地基變形、院壩開裂下錯(cuò)普遍，易危及居民生命安全[16]。泥石流物質(zhì)來源主要為已發(fā)生的崩塌、滑坡的巖(土)體和山坡處的梯田壘石等。地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造是崩塌、滑坡的基礎(chǔ)，降水、巖土體類型、植被及人類活動(dòng)對(duì)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)展起著重要作用。

采空塌陷主要是人工活動(dòng)強(qiáng)烈的采礦活動(dòng)，其基本原理是地下礦層大面積采空后，礦層上部巖層失去支撐，平衡條件被破壞，隨后產(chǎn)生彎曲、塌落，以致發(fā)展到地表下沉變形[17]；區(qū)內(nèi)采空塌陷主要分為土洞型和冒頂型，其中土洞型塌陷12處、冒頂型塌陷6處。

3 易發(fā)性評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)方法

該次采用“地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法”，對(duì)濰坊市內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)研究[18-22]。計(jì)算方法如下：

Z=Zq·r1+Zx·r2

(1)

Zq=∑Ti·Ai

(2)

崩塌、滑坡、泥石流強(qiáng)度指數(shù)(Zx)：R=a+b+c

(3)

地面塌陷強(qiáng)度指數(shù)(Zx)：R=a+b

(4)

a=ρfi/ρf

(5)

b=ρsi/ρs

(6)

c=ρvi/ρv

(7)

Z—地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)；Zq—潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；r1—潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值,該次取0.6；Zx—現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)；r2—現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度權(quán)值，該次取0.4；Ti—評(píng)價(jià)單元地質(zhì)災(zāi)害形成的表度分值(表2)；Ai—各形成條件的權(quán)值(表3)；a—災(zāi)害個(gè)數(shù)密度系數(shù)；b—災(zāi)害面積密度系數(shù)；c—災(zāi)害體積密度系數(shù)；ρfi—評(píng)價(jià)單元災(zāi)害個(gè)數(shù)密度；ρf—研究區(qū)災(zāi)害個(gè)數(shù)密度；ρsi—評(píng)價(jià)單元災(zāi)害面積密度；ρs—研究區(qū)災(zāi)害面積密度；ρvi—評(píng)價(jià)單元災(zāi)害體積密度；ρv—研究區(qū)災(zāi)害體積密度。

表2 潛在地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)度評(píng)價(jià)因子分級(jí)

表3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

利用MapGIS空間分析功能，按2km×2km網(wǎng)格進(jìn)行剖分，共劃分單元網(wǎng)格3965個(gè)。根據(jù)公式1～7，計(jì)算得到各單元地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)，參照表4，利用MapGIS繪制研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖(圖2,表5)。

表4 地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

圖2 濰坊市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分

3.2.1 地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)(Ⅰ)

崩塌、滑坡、泥石流高易發(fā)區(qū)，主要分布于青州、臨朐、安丘西南低山丘陵區(qū)，總面積2310km2。區(qū)內(nèi)海拔大部分在400m以上，其中以沂山主峰最高，達(dá)1031.70m。地形變化大，坡度多在20°～40°，溝谷切割較深，常見崮形地貌及危巖峭壁。巖石裸露，節(jié)理裂隙發(fā)育，表面風(fēng)化程度強(qiáng)，在極端條件情況下，易形成崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。另外，部分地段坡面松散堆積物較厚，存在不穩(wěn)定邊坡。另外，區(qū)內(nèi)青州市文登、店子、朱崖、馬嶺杭等鐵礦開采區(qū)也存在地面采空塌陷。

3.2.2 地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)(Ⅱ)

地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)主要指煤、鐵、重晶石、鉛鋅礦等已開采和規(guī)劃期內(nèi)可能開采的區(qū)域，昌樂縣五圖、朱劉煤礦等采煤區(qū)；高密化山、安丘景芝的重晶石開采區(qū)等，總面積882km2。這些礦區(qū)雖然大都已經(jīng)停產(chǎn)，但是采空區(qū)周圍巖層不穩(wěn)定，采空區(qū)也未進(jìn)行填埋，在地震或強(qiáng)降雨情況下極易發(fā)生采空塌陷，嚴(yán)重威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.2.3 地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)(Ⅲ)

主要分布于坊子區(qū)眉村鎮(zhèn)一帶的膨潤土礦開采區(qū)以及高密市注溝鎮(zhèn)—井溝鎮(zhèn)—雙羊鎮(zhèn)—塔耳堡鎮(zhèn)一線露天采石區(qū)，總面積226km2。坊子區(qū)眉村鎮(zhèn)一帶的膨潤土礦開采區(qū)主要分布在坊子區(qū)眉村鎮(zhèn)寧家莊、富郭莊村南、莊家莊、戴家莊等地，采坑10多處，深度15～45m，巖石易風(fēng)化，且具有膨脹性，采坑邊坡不穩(wěn)定，容易引發(fā)小型崩塌；高密市注溝鎮(zhèn)—井溝鎮(zhèn)—雙羊鎮(zhèn)—塔耳堡鎮(zhèn)一線露天采石區(qū)，大部分采坑都遠(yuǎn)離村莊，個(gè)別靠近公路，區(qū)域內(nèi)多數(shù)已停采，采坑30余處，深度10～50m不等，采坑邊坡巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，易引起小型崩塌。

表5 濰坊市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分區(qū)

3.2.4 地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)(Ⅳ)

分布于上述區(qū)域之外的廣大地區(qū)，地形平坦或高差較小，總面積12441km2。主要為無礦產(chǎn)資源開采的緩丘或平原地帶，滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等不易發(fā)生。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果合理性分析

從評(píng)價(jià)結(jié)果看地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)主要分布在青州西南部、臨朐南部、安丘西南部等中低山丘陵區(qū)，共有地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)90個(gè)；中易發(fā)區(qū)主要分布在安丘、昌樂、高密等礦山開采區(qū)，共有地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)14個(gè)；低易發(fā)區(qū)主要分布在坊子膨潤土開采區(qū)、高密采石區(qū)等，區(qū)內(nèi)尚未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，但隨著礦山開采、修路等人類活動(dòng)的不斷加劇，易造成邊坡不穩(wěn)，引起小型崩塌。從地質(zhì)災(zāi)害分布及災(zāi)害數(shù)量看，該次評(píng)價(jià)方法是正確的，結(jié)論是可信的。

4 防治措施與建議

(1)按照以人為本，宜避則避，宜治則治、先急后緩的原則。針對(duì)濰坊市主要地質(zhì)災(zāi)害種類進(jìn)行綜合治理，由于崩塌點(diǎn)規(guī)模多為中小型，人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和風(fēng)化、降水是其主要影響因素，因此宜采用工程治理措施，如削坡、護(hù)坡和擋墻等，另外對(duì)一些規(guī)模大的災(zāi)害點(diǎn)輔之以生物治理和監(jiān)測(cè)手段；地質(zhì)環(huán)境、降水和人類工程活動(dòng)是滑坡災(zāi)害的主要影響因素，宜采取生物防治、工程措施、監(jiān)測(cè)等措施，并實(shí)施必要的搬遷避讓；該區(qū)泥石流規(guī)模以中小型為主，潛在經(jīng)濟(jì)損失較大，受威脅人數(shù)多。區(qū)別不同情況，綜合整治，采取工程措施、生物措施、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、搬遷避讓手段，避免災(zāi)害造成損失；主要由鐵礦開采引起的地面塌陷，現(xiàn)在礦山采礦多已停止，塌陷趨于穩(wěn)定，工程建設(shè)應(yīng)采取避讓或工程治理措施。

(2)建成完善的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫，通過互聯(lián)網(wǎng)查詢目的區(qū)的地質(zhì)環(huán)境狀況、地質(zhì)災(zāi)害歷史和致災(zāi)隱患點(diǎn)的分布、危險(xiǎn)性等。實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)信息的采集、存儲(chǔ)、傳輸、處理及成果發(fā)布等全過程的有效管理與監(jiān)控，提高處理突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的能力。

(3)當(dāng)?shù)卣訌?qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治管理的領(lǐng)導(dǎo)，完善地質(zhì)災(zāi)害管理組織，合理安排地質(zhì)災(zāi)害防治，做到統(tǒng)一規(guī)劃，分期治理，同時(shí)，要加大地質(zhì)災(zāi)害科普宣傳力度，普級(jí)地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)，提高人民群眾和政府的防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)。