武汉市黄陂北部低山丘陵区地质灾害发育特征及控制因素分析

刘 平

(湖北省地质局 武汉水文地质工程地质大队,湖北 武汉 430051)

武汉市黄陂北部低山丘陵区地质灾害发育特征及控制因素分析

刘 平

(湖北省地质局 武汉水文地质工程地质大队,湖北 武汉 430051)

黄陂区北部为武汉市地质灾害易发、多发区,通过对区域地质环境条件调查分析,灾害体基本特征、分布规律的统计,对控制地质灾害的因素进行分析,提出了城镇规划和建设在地质灾害防治工作方面应注意的问题和采取的应对、防范措施。

地质灾害;发育特征;控制因素;黄陂区

黄陂区地处湖北省武汉市的北部,位于大别山南麓,其北部为武汉市地质灾害易发、多发区,截至2016年8月初,黄陂区共有地质灾害隐患点18处,其中有13处为2016年6月30日—7月8日持续的强降雨期间新增。地质灾害发生虽未造成人员伤亡,但造成了较大的财产损失,给当地居民的生活和心理造成了不利影响。经调查,地质灾害集中发生在辖区北部的蔡店街、姚家集街、旅游景区道路沿线。地质灾害的发生除特定地质环境条件奠定了良好的基础外,还需要外因诱发[1]。根据调查、统计和对地质灾害的诱发因素进行分析,通过归纳总结,为山区城镇规划和基础建设及地方政府开展防灾治灾提供依据。

1 地质灾害发育特征与分布规律

黄陂区北部为大别山余脉,属低山丘陵区,位于襄(樊)—广(济)断裂以北的秦岭—大别造山带,广泛分布的前震旦系红安群(Pt2h)片麻岩系,岩体节理裂隙较发育,揉皱现象明显,岩体破碎、完整性差。其特殊的地质环境条件导致了地质灾害较发育。灾种以滑坡为主,其次为崩塌和泥石流。研究区发育的18处地质灾害隐患点中,滑坡11处,崩塌6处,泥石流1处,主要危及对象为居民、房屋和旅游景区人员、车辆。通过对研究区地质灾害的调查、统计、分析,总结其发育特征和分布规律如下。

1.1 地质灾害发育特征

1.1.1 滑坡发育特征

研究区11处滑坡规模均属小型,方量从50～2 000 m3不等。其中土质滑坡8处,岩土混合2处,岩质1处,所占比例分别为72.7%、18.2%、9.1%。滑体物质以粉质粘土夹碎石为主,滑体厚度1.0～5.0 m不等。根据滑坡稳定状态分,处于基本稳定状态4处,欠稳定状态3处,不稳定状态4处,在持续强降雨和暴雨等不利因素的影响下均有产生滑动的可能。研究区滑坡平面形态主要为舌形,其次为半圆形和不规则形;剖面形态以阶梯形和凸形为主。滑坡的边界较为清晰,滑坡后壁多表现为拉裂陡坎,滑坡侧壁多形成剪切裂缝,部分滑坡侧壁受岩土界线或冲沟控制。区内滑坡灾害主要集中发生在6—8月份降雨主要时段,受降雨周期及降雨量影响明显。

1.1.2 崩塌发育特征

研究区6处崩塌均为发育于前震旦系红安群片麻岩中的小型岩质崩塌,其中滑移式4处,拉裂式2处。崩塌发育的斜坡相对高度一般>10 m,地形坡度多>40°,危岩带斜长一般10～25 m,宽度5～30 m,崩塌体平面形态大致呈直线形或略向外鼓出。根据目前的稳定状态分为不稳定2处,欠稳定2处,基本稳定2处。

1.1.3 泥石流发育特征

区内沟谷两岸斜坡植被覆盖率>80%,水土保持良好,坡面松散堆积物较少,虽降雨较集中,沟谷坡降较大,但因物源少,因此泥石流灾害不发育。发生的1处泥石流为溃决型坡面泥石流,为强降雨造成斜坡中上部水渠溃决造成,规模属小型。

1.2 地质灾害分布规律

区内地质灾害主要分布于北部蔡店街(10 处)、姚家集街(2处)的低山丘陵区与木兰旅游景区及周边道路沿线(6处)。

主要发生在房前屋后和近期(2005年以后)修筑的道路两旁的斜坡地带。发生在房前屋后的地质灾害有8处,其中滑坡类7处,泥石流1处;发生在旅游景区、县乡道路沿线的地质灾害有10处,其中滑坡类有4处,崩塌6处。

1.3 地质灾害发生时间规律

根据地质灾害点发生的月份统计,区内有16处地质灾害点发生变形破坏的时间在6—8月份,此时间段也是区内主要降雨时段,由此可见,地质灾害的时间分布规律受降雨周期及降雨量影响明显。

2 地质灾害控制因素

地质灾害是内外地质营力及人为活动影响的共同结果,因而控制地质灾害发育的因素不仅是地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境因素,还与气象水文、人类活动密切相关。

2.1 地质环境因素

2.1.1 地形地貌因素

地形地貌是滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害形成的基础条件,在很大程度上决定了滑坡、崩塌、泥石流的类型、数量、规模等。不同类型的地质灾害具有不同的地形地貌条件。地形坡度的差异导致不同规模地质灾害的发生。具有高陡临空面积的陡坡段容易产生崩塌,陡坡中凸形坡与顺向坡容易产生滑坡。由于研究区为海拔在150～850 m、地形坡度15°～40°为主的低山丘陵区,原始斜坡相对较稳定,滑坡、崩塌等地质灾害主要分布于建房、筑路切坡形成的陡坡地段,且规模以小类型居多。

2.1.2 地层岩性因素

研究区主要地层岩性如下。

(1) 第四系残坡积(Qel+dl)粉质粘土夹碎石:黄褐色,稍湿,较松散,土石比8∶2左右,碎石成分主要为片麻岩,层厚0.5～5.0 m不等。

(2) 前震旦系红安群(Pt2h)片麻岩系:灰褐色,片理构造,岩体节理裂隙较发育,揉皱现象明显,表层和岩土接触面风化强烈,风化不均,强风化层厚1.0 m到数米不等。

残坡积层结构松散,极易在水的作用下沿岩土接触面产生滑动、流动形成滑坡、泥石流地质灾害;破碎风化的岩体在裂隙水压力的作用下容易沿裂隙和基岩片理层面发生崩塌、滑坡地质灾害。

2.1.3 地质构造因素

研究区位于襄(樊)—广(济)断裂以北,属秦岭—大别造山带,归属大别山核部基底杂岩构造区,以强烈的NE向构造置换及向南凸出的弧形构造为特点,发育界面南倾、从南向北的脆韧性逆冲推覆剪切带,其中可见早期滑伏构造残留及递进变形的褶皱状糜棱面理。第三纪以来,研究区与大别山一起呈间歇性抬升[2]。

受构造断裂的影响,构造断裂带附近岩体较破碎,裂隙发育,坡体易在水的作用下发生滑坡和崩塌地质灾害;地壳抬升使坡度加大和风化作用加强也容易引起斜坡灾害和水土流失。对灾害点的统计可知,崩塌滑坡的主滑、主崩方向偏向SW有6处,方向为190°～210°;主滑、主崩方向偏向SE有7个,方向为135°～170°;仅4处道路沿线的灾害点滑塌方向偏北。总体来看,近SW向和SE向是地质灾害的主要崩滑方向。

2.2 气象水文因素

黄陂区属亚热带季风气候,雨量充沛、光照充足。年均降水量在1 000～1 200 mm之间,降雨主要集中在6—9月,雨量分布的时空差异较大,存在着极端暴雨等灾害天气。

降水通过降水量、降水强度和持续时间3个因素影响地表地质灾害的发生[3]。

(1) 年降水量高的地区,地表径流活动强,河流深切,对坡脚产生冲蚀掏空作用,形成较多临空面。

(2) 暴雨能在短时间内激化斜坡危险区,并使其失稳。

(3) 长时间的持续降雨,特别是暴雨是引发崩塌、滑坡、泥石流地质灾害最主要的因素之一。

降雨对地质灾害的控制和影响主要表现在2个方面:

(1) 持续的强降雨渗入坡体,使坡体地下水位上升,其对坡体产生的动水和静水压力降低了斜坡的稳定性,易发生滑坡、崩塌等地质灾害。

(2) 持续的强降雨渗入坡体,使斜坡土体饱和,坡体自重增加,软化岩土体,当深部土体饱和度达到一定值时,抗剪强度急剧降低,致使斜坡的稳定性降低,从而发生崩塌、滑坡等地质灾害。

经统计,黄陂区北部地质灾害均在持续暴雨和大雨期间和停雨之后1—2天内发生。

2.3 人类活动因素

人类工程活动已成为强大的外动力,对地质灾害的影响主要表现在以下3个方面:

(1) 建房切坡。受地形条件的限制,山区房屋多靠山而建,在建房平整场地过程中多对房后山体进行了开挖切坡,且坡度多在50°～70°之间,切坡开挖后没有采取任何防护措施,坡面裸露,坡体自稳性降低(照片1)。在降雨等因素的影响下容易发生滑坡、崩塌地质灾害,在发生的18处地质灾害中,有10处发生在房前屋后。

照片1 建房切坡在房后形成60°～70°的陡坡Photo 1 60°～70°slope formed behind the house after house-building and slope-cutting

(2) 修路切坡。黄陂区以木兰文化为核心的旅游景区较多,景区和通往景区的公路多环山切坡而建,由于线路长,对开挖形成的坡体支护费用高,大多数地段开挖后直接裸露,局部地段因无放坡空间,坡体近直立。在陡坡地段修建的公路,路的上下都为50°～60°的陡坡,且排水设施不完善。大规模的修路切坡破坏了坡体原有的平衡状态,引起应力的重新分布,加之山体浅表层岩体风化强烈,节理裂隙发育,互相切割成块状,极易发生崩塌、滑坡和坠落掉块现象(照片2)。经统计,黄陂区北部发生在道路两旁的地质灾害有8处。

照片2 旅游景区道路边坡垮塌Photo 2 Road slope collapse in scenic spot

(3) 坡体耕种。农民在房后斜坡地带耕种破坏了坡体植被,有利大气降水和地表雨水的入渗,在持续降雨时,坡体地下水位上升和岩体裂隙水压力增加速度快,对坡体的稳定性产生不利影响。据统计有4处地质灾害坡顶有耕种现象。

3 防治对策

(1) 加强地质灾害防治知识的宣传,提高全民防灾意识,增强防灾避险能力。

(2) 尽快建立“四位一体”的地质灾害网格化管理体系,加强对地质灾害易发区潜在地质灾害隐患点,尤其是重要工程建设地段、旅游区等人类活动频繁区段的监测预警工作。

(3) 按照相关政策法规要求,科学规范人类工程活动,减少对地质环境的影响破坏,避免人为诱发地质灾害(包括地灾评估,筑路建房及其他工程建设坡体防护与完善排水系统等)。

(4) 地质灾害危害程度较小,交通不便,人居分散的偏远贫困地区,实行与新农村建设相结合的搬迁避让措施。

(5) 潜在危害性较大、社会影响大的地质灾害点尽快实施工程治理。

4 结论与建议

(1) 黄陂区北部低山丘陵区地质灾害的发生是在特定地质环境条件下,前期的人为活动和后期的强降雨共同诱发的结果。

(2) 地质灾害规模以小型为主;类型以滑坡为主;主要分布在房前屋后和道路沿线;发生时间受降雨的影响较大,每年雨季和多雨年份是地质灾害多发时段。

(3) 由于修路、建房切坡和坡体耕种等人类工程活动诱发和加剧了地质灾害的发生,因此建议地方政府和国土管理部门科学规范人类工程活动,减少地质灾害的发生。

(4) 加强雨季地质灾害巡排查与应急处置工作力度,尽量减少灾害损失。

[1] 张倬元,王士天,王兰生,等.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,2009.

[2] 谢广林,饶扬誉,蒋蔺珍,等.武汉地区的新构造运动与区域稳定性分析评价[J].地壳形变与地震,1993,13(3):59-60.

[3] 朱照宇,黄宁生,周厚云,等.广东沿海陆地表层地质灾害控制因素分析[J].地球学报,2003,24(23):246-247.

(责任编辑：陈姣霞)

Analysis on Geologic Hazard Developmental Characteristics and ControllingFactors of Hilly Area in Northern Huangpi,Wuhan

LIU Ping

(WuhanBrigadeofHydrogeologyandEngineeringGeology,HubeiGeologicalBureau,Wuhan,Hubei430051)

Northern Huangpi District is a geological disaster-prone area in Wuhan. Through the investigation and analysis on the regional geological environment conditions,the basic characteristics of disaster bodies,the statistics of distribution regularities and the analysis on the factors of controlling geological hazards,the problem and preventive measures on the geological hazard prevention and controlling work have been put forward,which should be noted and taken during the town planning and the construction.

Geological disasters; developmental characteristics; controlling factors; Huangpi district

2016-08-08;改回日期:2016-12-30

刘平(1974-)男,高级工程师,水文地质与工程地质专业,从事水文地质、工程地质、环境地质调查工作。E-mail:568065559@qq.com

P694

A

1671-1211(2017)03-0327-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.03.018

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170516.1351.004.html 数字出版日期:2017-05-16 13:51