浙江省岱山县地质灾害发育特征及其控制因素

2013-02-26 05:34胡荣荣金立权陈国军
地质灾害与环境保护 2013年2期
关键词:强降雨泥石流降雨

胡荣荣,金立权,陈国军

(1.浙江省水文地质工程地质大队,宁波 315000;2.岱山县国土资源局,舟山 316200)

岱山县位于浙江省舟山群岛中部,属于典型的海岛丘陵区,岛屿众多,共有大小岛屿404个,其中有人居住的岛屿12个,境内海岛地形起伏,海岸线蜿蜒曲折。近几年来随着经济的发展,岱山县地质灾害现象明显增多,地质灾害防治任务也十分严峻,因此查明地质灾害发育特征及其控制因素是制定正确的防灾减灾措施以及有效防治地质灾害的前提[1]。

1 岱山县地质灾害发育概况

1.1 地质灾害发育地质背景

岱山县地形地貌类型属于海岛丘陵区,区域地质上位于华南褶皱系浙东南褶皱带丽水-宁波隆起之新昌-定海断垄的东北部,也是浙闽沿海燕山期火山活动带的北段,温州-镇海北北东向大断裂从岱山县西部海域通过,昌化-普陀东西向大断裂从其南侧通过,龙泉-宁波北东向断裂带斜贯本区,断裂构造走向多为NE、NNE以及EW向。根据《浙江省地震动峰值加速度区划图》,本区属于区域地壳相对稳定区。

受区域性断裂构造的影响,区内出露地层岩石类型较多,主要有上侏罗统中-酸性火山碎屑岩、火山熔岩、火山沉积岩、前寒武系陈蔡群的片麻岩、燕山晚期侵入的花岗岩以及众多的脉岩侵入体等,岩石风化程度差异较大,丘陵山体表部残坡积层厚薄不均;第四系松散沉积物分布在丘陵间的海积、冲海积平原区和山麓沟谷地带。

1.2 地质灾害类型与分布特征

通过调查,目前岱山县发育有各类地质灾害点及不稳定斜坡200余处,重点地质灾害及隐患点共有40处,地质灾害类型以崩塌、滑坡、泥石流3种类型为主,其中崩塌21处、滑坡17处、泥石流2处,涉及受威胁群众295人。灾害点主要集中分布于岱山岛、衢山岛等人类活动较强烈的岛屿。从地质灾害的规模来看,基本为小型,中、大型地质灾害很少。

(1)地质灾害类型

滑坡:以浅层松散岩土体滑坡为主,多发生在自然丘陵山坡、海边岸坡、路堑边坡区域。在海岛丘陵区强降雨带来的地表水冲刷、下渗、浸泡和润滑作用下,使结构松散、厚度较大和存在倾斜结构面的斜坡表部松散岩土体、全强风化岩土体发生失稳滑坡。

崩塌:主要发生于石料矿山采矿开挖形成的宕口边坡及采坑。岱山县历史上遗留的老宕口数量较多,现状开挖的矿山也较多,开挖形成大小不一、数量众多的人工边坡,受爆破裂隙以及原生岩体结构面控制,在长期降雨、植物根劈、采矿震动等因素触发下,边坡容易引发崩落、掉块、散落等崩塌现象。

泥石流:已发生的泥石流主要为稀性的坡面型泥石流为主。泥石流的发生多是在台风雨季或强降雨期间,山坳沟谷内短时集聚大量的坡面汇水,导致山坡坡面或山坳内堆积的大量松散残坡积物和风化岩土体受快速的流水冲蚀而引发泥石流地质灾害。

(2)地质灾害空间分布特征

岱山县地质灾害的分布受地形地貌、地质岩性条件、降雨以及人类活动影响明显,在岱山县境内多以点状和线状分布为特征。

地质灾害类型分布特征:滑坡地质灾害受地质岩性条件的控制,多发育于花岗岩、片麻岩风化区,残坡积岩土体厚度较大区;崩塌地质灾害多由人为开挖山体等引发,多发育于岩体节理发育、岩体破碎的坚硬岩区或者建房开挖后房前屋后形成的人工边坡;泥石流地质灾害受地形条件控制,多发育于丘陵山坳沟谷或凹坡坡面,一般山坳汇水面积较大,排水不畅,坡面松散岩土层厚度较大的区域。

地质灾害在各乡镇岛屿分布特征:岱山本岛高亭镇、东沙镇,衢山岛、长涂岛等乡镇和主要岛屿地质灾害较发育,这4个乡镇重点地质灾害点有36处,占了40处重点地灾点总数的90%,其中又以衢山岛最多。

地质灾害地理空间分布特征:在丘陵山区地质灾害呈面状离散分布,地质灾害类型主要是崩塌、滑坡、泥石流;在人类聚居的低丘陵和缓坡区以密集点状分布,地质灾害以崩塌、滑坡为主,并且往往造成较大的经济损失,危害较大;在道路沿线呈线状密集分布,地质灾害类型主要是滑坡和不稳定斜坡;在海岸带主要呈线性或点状零星分布,类型以崩塌、滑坡为主。

2 地质灾害发育的控制因素

2.1 地质环境因素

(1)地形坡度与坡向对地质灾害发育的控制

地形坡度对地质灾害的形成、运动、规模具有明显的控制作用[2]。对岱山县40处重点地质灾害点的统计分析表明(图1),一般自然山体滑坡多发生在地形坡度20°~40°的范围内,本次统计中最大值发生在坡度为40°~50°的范围内则是因为造成危害较大的重点地质灾害点多为人工开挖形成的边坡;崩塌均发生于人工开挖后形成的边坡,开挖坡度多在45°~90°之间,其中60°~70°以上边坡发生崩塌数量最多;由于泥石流地质灾害发育不多,对现状发生的泥石流点调查后认为一般泥石流易于发育在地形纵坡在15°~35°之间的丘陵山坳沟谷或凹坡坡面。

图1 地质灾害类型数量与坡度关系图Fig.1 Relationship between quantity of each type of geohazard and slope gradient

坡面朝向对本区地质灾害的发育主要表现为不同的坡向造成日照时间、气温、降雨量和降雨强度的差异[3]。阳坡的温度和湿度变化强烈,致使岩石风化速度加快。阳坡的降雨雨水多,径流大,导致水土流失频发。同时台风通常由东南方向登陆海岛,东南侧的山坡更容易引发滑坡崩塌等地质灾害。此外,海岛内村民建房多选择朝南、南东的方向切坡开挖,也造成了地质灾害一般多发于海岛丘陵的阳坡或东南区域。

岱山县丘陵海岛区一般地形海拔不高,因土地资源较少,人类活动相对较广泛,地质灾害的垂向分布发育特征不明显。

(2)地层岩性对地质灾害发育的控制

地层岩性是控制地质灾害发育的重要内在因素[4],岱山县现状地质灾害点多发育于坚硬或较坚硬块状凝灰岩、熔结凝灰岩以及花岗岩分布区(图2),这些岩体一般岩质坚硬,节理裂隙发育,风化程度差异较大,特别是花岗岩,区内的花岗岩体差异风化明显,风化后呈砂土状且风化层厚度较大,降雨和地面汇水极容易渗入坡体引发滑坡地质灾害。而凝灰岩区岩体多坚硬,节理裂隙发育,节理倾角较陡,人工开挖后坡度陡直,岩面破碎,容易引发崩塌地质灾害。除去人为因素,一般风化花岗岩分布区以及残坡积层厚度较大的凝灰岩分布区是地质灾害的多发区域。

2.2 气象水文因素

岱山县属于亚热带南缘海洋性季风气候,区内年降水量大致分布于1 000~1 300mm/a线之间,雨量较为充沛。全年有两个主要雨季:其中5~6月是梅雨期,降雨强度不大,但持续时间较长,雨水下渗进入坡体或节理裂隙结构较为发育的岩体,在雨水的渗透作用下,岩土体结构面间的粘结强度降低,尤其是在排水不畅的条件下,岩土体容重逐渐增加,静水压力增大,容易引发缓变型的滑坡、崩塌等地质灾害,是地质灾害的易发期;7~9月是台风雨季,降雨强度大、雨量集中、次数多,短时过程降雨量大,在台风带来的短时间强降雨的冲刷、冲蚀作用下,使具备较陡临空面的高陡边坡岩体结构面扩张,坡体表部松散层在水动力的作用下引发崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害。

图2 地层岩性与地质灾害数量分布图Fig.2 Relationship between lithology and geo-hazard quantity

根据岱山县历年汛期地质灾害防治经验[5],梅雨期日降雨量50mm以上,连续降雨3d以上或者短时过程降雨量100mm以上;台汛期台风强降雨开始时至降雨停止后48h时段是地质灾害的易发和重点防范时段。

岱山县海岸线全长717km,其中侵蚀型海岸线长度占三分之一以上,组成侵蚀型海岸的主要岩性为凝灰岩和花岗岩等节理裂隙较发育的岩体,海岸带受海浪侵蚀、潮位涨落等影响,在侵蚀性岸坡容易引发崩塌、滑坡等地质灾害。在2012年“6.18”强降雨期间以及台风布拉万登陆期间,海岸带发生的崩塌、滑坡造成沿海路面塌方、滑坡有6处,台风期间海潮大浪的侵蚀作用是诱发崩塌、塌岸等地质灾害的主要自然作用因素。

2.3 人类工程活动因素

随着岱山县经济的发展,人类工程活动已成为形成潜在地质灾害的主要外动力因素[6]。2012年的“6.18”强降雨期间以及台风布拉万登陆期间,岱山县上报发生的200余处地质灾害点,有183处为人工开挖后的边坡失稳,即90%以上均与人类工程活动有关。人类工程活动对地质环境的影响主要表现在:

(1)矿山开采。由于历史原因以及现状开发,岱山县境内分布有众多石料矿山,特别是历史上乱采乱挖遗留的众多采挖宕口。一方面采石开挖改变了丘陵山体斜坡原始外形,破坏了斜坡稳定性,开挖后形成的宕口边坡多未经治理,形成的边坡高陡、岩质破碎,形成崩塌、滑坡等地质灾害隐患;另一方面由于海岛地区建设用地紧张,大量的村民房屋和建筑物占用边坡坡脚宕底场地,成为地质灾害隐患威胁对象。

(2)道路等基础设施建设。道路、港口建设开挖形成的边坡也是地质灾害的多发地段,由于受地形条件的限制,岛内局部路段的修建必须开挖坡脚,破坏山体斜坡原本的稳定性,在长期风化及降雨作用下,边坡上的岩土体易向下塌落,形成崩塌、滑坡灾害。特别是丘陵山区道路,一般均无相应的防护措施,形成了大量的不稳定斜坡,容易引发滑坡、崩塌。

(3)削坡建房。村民不合理的削坡建房破坏了山坡原有的稳定结构,一般坡高不大,但坡度较陡,在暴雨、连续强降雨等因素的影响下容易失稳发生地质灾害。这些灾害一般规模较小,但危害性较大,往往造成人员伤亡、房屋毁坏等重大损失。

3 结论

通过以上对岱山县地质灾害相关发育特征以及控制因素的分析可以看出:地形坡度和地层岩性是境内地质灾害产生的前提条件和必要因素;降雨(持续降雨或短时强降雨)是诱发地质灾害的主要控制因素,绝大多数地质灾害发生在暴雨或连续强降雨期间或次日;人类工程活动是形成潜在地质灾害的主要外动力因素,人类工程活动常常影响或破坏了当地原有的地质环境,引发或加剧地质灾害。因此,岱山县地质灾害发生的主要的控制因素为地形坡度、地层岩性条件、降雨条件以及人类的工程活动等因素。

针对岱山县地质灾害发育特征及控制因素,境内地质灾害的重点防治区域一般为:一是自然地形坡度在20°~40°的范围内的山坡或者地形纵坡在15°~35°之间的丘陵山坳沟谷;二是在花岗岩区及其风化强烈的凝灰岩分布区;三是采石开挖形成的宕口;四是道路沿线边坡以及削坡建房形成的房前屋后边坡;五是海浪侵蚀性岸线地段。

[1]舟山市国土资源局.浙江省舟山市地质灾害防治规划(2004-2020年)[R].舟山,2004.

[2]朱兆宇,黄宁生,等.广东沿海陆地表层地质灾害控制因素分析[J].地球学报,2003,4,24(3):243-248.

[3]李波,夏跃珍,等.浙江省突发性地质灾害时空统计规律探讨[J].浙江国土资源,2012,(增刊):207-212.

[4]潘懋,李铁峰.灾害地质学[M].北京大学出版社,2004.

[5]岱山县国土资源局.2011年岱山县地质灾害防治方案[R].岱山,2011.

[6]唐增才,袁强.浙江地质灾害发育类型和分布特征[J].灾害学,2007,22(1):94-97.

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