半堅硬工程地質岩組
⑴ 四川省萬縣市滑坡群災害災情評估
一、萬縣市自然地理及地質災害概況
(一)地理位置及自然地理概況
萬縣市地處四川盆地東部邊緣,上距重慶327km,下距宜昌321km,是長江流域的主要港口之一。1978年國務院批准,列為長江旅遊線上對外開放城市。為適應長江三峽經濟區社會經濟發展的需要,1992年國務院批准撤銷萬縣地區設立萬縣市(地級),轄三區(龍寶、五橋、天城),八縣(開縣、忠縣、梁平、雲陽、奉節、巫山、巫溪、城口)。全市除南端小部分山地外,其餘為200~600m的丘陵區,海拔1075—1118m。其氣候屬亞熱帶濕潤性季風型氣候,年平均氣溫為18.1℃,霜期僅16天;平均降水量1185.4mm,平均年日照數1484.4h。城區境內主要有長江、薴溪河、龍寶河、五橋溪等河流,河網密度為0.28km/km2,徑流總量為1.36×106m3。
(二)地質環境及地質災害概況
1.地質環境
區內出露地層單一,主要為侏羅系中統上沙溪廟組第三段,局部殘存侏羅繫上統遂寧組。此外,第四系崩、坡積層分布較廣,沖、洪積層沿江零星分布。萬縣市城區處於萬縣市復向斜中萬縣向斜東北段。舊城區位於向斜軸部,新城區跨軸部和兩翼。區內未見較大斷層,但裂隙較發育,裂隙率多在0.31%~0.85%之間。本區屬川東弱震區,地震基本烈度小於Ⅵ度。其水文地質環境單一,地下水分布受構造、地貌及含水層空間展布的嚴格控制,主要有鬆散岩類孔隙水及紅層孔隙裂隙水兩類。區內工程地質岩組可分為堅硬岩石、半堅硬岩石及鬆散岩組三類。堅硬工程地質岩組由侏羅系中統沙溪廟組第三段長石砂岩、岩屑長石砂岩及長石石英砂岩組成。它的特點為厚度大、連續性好,抗風化能力較強。其中:半堅硬岩石工程地質岩組由泥岩、砂質泥岩夾長石砂岩構成,抗風化能力弱;鬆散岩類工程地質岩組主要分布在江、河岸邊及崩滑流堆積區,主要為亞粘土、輕亞粘土及砂卵礫石層或亞粘土含塊碎石,厚度10~20m,最厚達62m,結構復雜,物理力學性質差異大。
2.歷史地質災害概況
萬縣市城區的地質災害主要為危岩崩塌和滑坡,其它地質災害極為少見。據《萬縣地區五百年災害研究(1440~1990)》,建國前城區的地質災害計有6次(表11-29)。建國後,城區先後出現4起7個地段的滑坡和1980年6月多處的陡崖崩塌。現城區共有滑坡、危岩47處,體積23370.42×104m3。其中:滑坡19個,體積23014.30×104m3;危岩8處,體積356.12×104m3。平均面密度為0.78處/km2,面模數為384.26×104m3/km2(圖11-27)。
實際上,萬縣市城區有很大一部分座落在危岩之下的老滑坡體上。近年來,由於人類工程活動及自然因素的作用,部分地段產生了新的滑移變形,時刻顯示出潛在的災害危險。
二、地質災害災情評估研究范圍
本次研究僅於萬縣市長江西岸龍寶區的局部和天城區的局部,方里線坐標為X:36531.677~36539.299;Y:347.903~3413.570,面積約為23.54km2。包容了安樂寺滑坡、草街子滑坡、枇杷坪滑坡、太白岩崩滑體、吊岩坪崩塌體、五梁橋-萬二小崩滑體等六大滑坡(崩塌)群的災害源及其災害影響區。
圖11-27萬縣市城區滑坡崩塌危岩分布略圖
1—較老滑坡;2—較新滑坡;3—危岩;4—崩塌;5—滑坡台階;6—水系;7—萬縣市老城區
表11-29萬縣市城區建國前地質災害簡況
三、地質災害危險性評價
據有關地質資料分析,萬縣市城區的六大滑坡群在目前條件下,整體是穩定的,不穩定區主要分布在老滑體前緣或陡邊坡地帶。目前萬縣城區的整體活動跡象尚未見到,但新的、較小的活動跡象卻不時出現,如豆芽棚、康家坡、麥地坪、薴溪河兩岸、勝利路等等,都預示著本區潛在地質災害的危險。這些已出現的和潛在的災害危險,主要分布在六大滑坡群中,其次為映水坪及其以西隔河而峙的新滑動體。
本次危險性評價,採用單元面積評價法。即將研究區劃分為若乾麵積相等的單元,按照統一的評價標准,對每個單元逐一評價,然後再作整體評價。危險性評價統一標準的制定,是通過對六大滑坡群成生原因及新出現的災害活動特徵進行研究,找出地區致災因素而實現的。
本區危岩、滑坡的產生因素有自然因素及人為因素兩類。屬自然因素的有岩石性質與結構、地形坡度、坡高、降水、江水漲落、河流沖刷、地下水活動、地震。屬人類工程活動的有不合理開挖、不合理載入、不合理排水和澆灌。在上述諸多因素中,任何一個單因素都不足以引起地質災害的發生,致災只能是幾種因素的組合。在評價過程中,以上述因素進行評價並不合適,因為其中有一些因素屬於不恆定因素。去掉一些不恆定因素,再進行一些合並,共以四種因素作為危險性評價的基礎,即岩體工程地質條件、構造條件、地形地貌條件和氣象水文條件。
評價時,將此四項因素用系統工程層次分析法,求出各自的權值。然後以專家評分辦法,將分值乘以權值,求出各單元的危險性指數。其公式為:
WD=Qy·Y+Qg·G+Qx·X+Qs·S
式中:WD為單元內的危險性指數;Qy·Y、Qg·G、Qx·X、Qs·S分別為單元內岩體工程地質條件、構造條件、地形地貌條件、氣象水文條件分值與它們各自權值的積。在得出單元危險性指數後,即可作出研究區的危險性指數等值線圖(圖11-28)。
有了上述結果,再根據本區地質災害發育特點,考慮到可能發展為災害的現狀及預測的內容,將本區危險性分為極重(Ⅰ)、重度(Ⅱ)、輕度(Ⅲ)、無危險(Ⅳ)四級(表11-30)。
表11-30危險性分級指標表
圖11-28萬縣市地質災害危險性指數等值線圖
四、地質災害易損性評價
易損性通常分為物質、經濟和社會三類。本次評價時,因社會易損性基本無法量化,故只將物質及經濟易損性列入評價范圍。物質易損性轉化為貨幣價值。
就目前情況看,通過價值分布圖進行易損性評價是比較合適的辦法。在完成萬縣市研究區價值分布圖方面,本次研究是通過實地調研訪問、收集城市統計資料、抽樣調查等方法,獲得了土地、房屋、設備、室內財產等數據,然後對各利用類型土地進行了單位面積價值計算;最後將計算結果標示於城市規劃圖中,形成價值分布圖。與危險性評價一樣,易損性也進行分單元評價,以求出單元面積內的單位面積價值。其計算公式為:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:ZY——單元易損性指數;
Wj——各類用地在單元中佔地百分數;
Yj——各類用地單位面積價值的常用對數。
在求出單元易損性指數後,便可繪制易損性指數等值線圖(圖11-29)。
上述工作成果中得出,萬縣城區的易損性高值區主要集中在城區的繁華區。其值為3.0(1000元/m2)以上的面積約為6.6km2,為研究區23.54km2的28.04%。需加以說明的是,易損性高值區中,有一小部分與現今狀況有差異。其原因為價值分布圖是在城市規劃圖基礎上計算的,個別地方規劃尚未實施,故與現狀有區別,如映水坪附近一帶。
五、萬縣市地質災害破壞損失評價
(一)災害強度的確定
在進入地質災害風險評價時,首先應確定的是災與非災。其辦法是危險性指數與易損性指數在單元內疊加,或以等值線疊加;表達式為:
QZ=WZ·YZ
式中:QZ——災害強度指數;
WZ——危險性指數;
YZ——易損性指數。
求取方法,仍以統一劃分的單元分別求取。所得之值,可繪制災害強度等值線圖,從而作出災與非災的判斷。該值及等值線圖又為災害的空間概率求取奠定了基礎。
(二)災害發生概率的確定
地質災害並非平均散布在每寸土地之上,即使在災害塊段內,其災害作用強度也有差異。地質災害不是每時每刻都在發生,它們常有自己的的活躍期和靜歇期。這樣,災害發生的概率,就包含了空間和時間兩種因素。災害發生概率的求取,是較准確地計算災害期望損失和判別地質災害風險程度的重要數據。
地質災害空間概率求取是在區內災害強度指數基礎上確定的。以區內地質災害強度的最高值為100%,再求出各級地質災害強度的百分數。以此作為不同地塊的地質災害空間概率。地質災害時間概率的求取依據《萬縣市地區五百年災害研究》之統計數及地域特徵進行校正,本區地質災害時間概率為26%(即每年有災0.26次)。空間概率和時間概率之積,即為本區各單元內的災害發生概率。依各單元之概率值,可作本區地質災害概率等值線圖(圖11-30)。
圖11-29萬縣市地質災害易損性指數等值線圖
圖11-30萬縣市地質災害概率等值線圖
地質災害概率值的大小,可反映本區各地塊易災程度。由此,將本區易災程度分為5級(表11-31)。
表11-31研究區災害概率及易災程度分級表
按照上述分級標准,本研究區各類易災區的分布面積為:Ⅰ類區3.848km2;Ⅱ類區6.094km2;Ⅲ類區11.089km2;Ⅳ類區2.419km2;Ⅴ類區0.09km2。
(三)地質災害破壞率的確定
地質災害破壞率,是指災害造成社會物質的損壞程度。這也是一種概率,與災害發生概率不同處,它反映的是災害的結果。破壞率的計量,小到一個建築物,大則為一個塊段或一個區域。在本次研究中,是以潛在地質災害區為單位,且以破壞性作用的面積為計算基礎,於是有了下述計算方法:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:Pmin——研究區破壞率下限;
Hf——區內復活滑坡總面積;
Hz——區內崩滑體總面積;
Dn——豆芽棚滑坡裂隙、鼓丘總面積;
Dz——豆芽棚滑坡總面積。
經計算得出,本區之破壞率下限Pmin=4.02%。
將此值作為本區的破壞率下限,上限為100%。這一確定表明,下限是目前萬縣市地質災害處在總體穩定、局部活動的破壞狀況。當出現更多活動跡象時,破壞率則可能在4.02%~100%之間游動。
(四)地質災害損失計算
求取的地質災害損失是期望損失,不是災後統計的實際損失。其損失值通過下述模型求得:
地質災害災情評估理論與實踐
式中:Su——研究區地質災害期望損失/(元/a);
Mj——不同易災程度的面積/m2;
Yj——單位面積擁有價值/(元/m2);
Fcj——地質災害發生概率/%;
Pj——地質災害破壞率/%。
求取方法為,將災害概率等值線圖與易損性指數等值線圖輸入486微機,使兩圖疊合;採用ARC/INFO(地理信息系統)軟體完成計算。其結果為24.410億元/a。再用破壞率校正,分別得:
Su1=24.410×100%=24.410億元/a;
Su2=24.410×4.02%=0.981億元/a。
同樣,當三峽水庫蓄水,萬縣市部分被淹沒後的期望損失為11.773億元/a。經破壞率校正後為:
Suy1=11.773×100%=11.773億元/a;
Suy2=11.773×4.02%=0.473億元/a。
目前,採用Su2及Suy2作評價基礎,因為它最符合萬縣市目前的實際。
(五)萬縣市地質災害風險分區
在損失計算的基礎上,以ARC/INFO軟體支撐,在486微機上,通過重新組合的單位面積損失(WORTH*DACODE%)及其分級面積(SUB-AREA)顯示風險程度的差異(表11-32)。
表11-32萬縣市地質災害程度分級表
風險計算結果,除了以數字顯示外,並以圖形的形式顯示(圖11-31、11-32)。
六、萬縣市城區地質災害防治對策及費用分析
萬縣市城區大部座落在六大滑坡(崩塌)群上,崩塌、滑坡所造成的災害,長期侵襲著城區。三峽水庫蓄水後,萬縣市的地質災害風險區部分被淹沒。但防治地質災害仍是萬縣市必須做的工作。僅就研究區地質災害損失計算看,期望損失為9812.766萬元/a(1993年現價),而研究區面積僅為龍寶、天城兩區的一小部分,兩區的國民生產總值之和為165746萬元(1993年現價),與災害損失之比,地質災害損失竟達兩區國民生產總值的5.92%!可見損失之巨。現提出以下對策建議:①建立專門的地質災害管理機構;②制定切實可行的地質災害防治規劃;③制定地方性地質災害管理法規;④堅持做好地質災害監測預報工作;⑤開展地質災害科普教育,樹立全民防災意識;⑥開展地質災害的群防群治工作;⑦地質災害防治經費投入量按1/20「投保比」計,萬縣市現狀為9812.766×1/20=490.6萬元/a,淹沒後為4730萬元/a×1/20=236.5萬元/a。
圖11-31萬縣市地質災害風險分布圖(三峽水庫淹沒前)
1->577.76元/m2;2—577.76~419.16元/m2;3—419.16~301.15元/m2;4—301.15~214.03元/m2;5—214.03~150.00元/m2;6—<150.00元/m2
圖11-32萬縣市地質災害風險分布圖(三峽水庫淹沒後)
1—>577.76元/m2;2—577.76~419.16元/m2;3—419.16~301.15元/m2;4—301.15~214.03元/m2;5—214.03~150.00元/m2;6—<150.00元/m2
⑵ 岩土體工程地質類型分區
平原區廣泛分布以沖洪積成因為主的第四系堆積物,低山丘陵區出露多種類型的岩組,沂沭斷裂帶西側的鄌郚-葛溝斷裂、沂水-湯頭斷裂縱貫南北,總體看工程地質條件較復雜(圖1-8-3)。
圖1-8-3 昌樂縣岩土體工程地質類型分區略圖
(一)岩體工程地質類型
1.堅硬的塊狀侵入岩岩組
分布於營邱—河頭一帶,為古元古代呂梁期侵入岩,岩性以弱片麻狀中粒含角閃二長花崗岩、弱片麻狀中粒含黑雲二長花崗岩,岩石堅硬,力學強度高,工程地質性質良好,山區風化帶厚度<3m,丘陵及準平原區20~30m,fc=130~170MPa,fr=90~130MPa(fc為岩石極限干抗壓強度,fr為岩石飽和極限抗壓強度)。
2.堅硬的塊狀-似層狀噴出岩岩組
主要分布在南郝—崔家埠—五圖一線以南、鄌郚-葛溝斷裂以西地區,為新近紀臨朐群牛山組、堯山組火山噴出岩,岩性為玄武岩。岩石堅硬,柱狀節理發育,工程地質性質良好。風化帶厚20~30m,fc=140~160MPa。
3.堅硬的塊狀變質岩岩組
主要分布在鄌郚—阿陀一帶,為新太古代泰山岩群山草峪組黑雲變粒岩,岩石堅硬,風化帶厚度30~40m,fc=180~200MPa。
4.堅硬較堅硬的中厚-厚層狀灰岩岩組
僅分布於朱劉街道、五圖街道一帶,主要為寒武紀長清群硃砂洞組、饅頭組、九龍群張夏組、崮山組和炒米店組白雲質灰岩、泥灰岩、泥質條帶灰岩和生物碎屑灰岩等,局部夾細砂岩。灰岩堅硬,力學強度高,泥灰岩強度低。白雲質灰岩fc=50~190MPa;灰岩fc=90~160MPa,fr=70~120MPa。
5.較堅硬的中厚—厚層碎屑岩岩組
主要分布在鄌郚-葛溝斷裂帶與沂水-湯頭斷裂帶,以及五圖煤礦一帶,岩性為白堊紀淄博群三台組砂岩、礫岩,萊陽群城山後組角礫岩、砂礫岩、砂岩,青山群八畝地組凝灰岩、集塊角礫岩、粉砂岩,大盛群馬郎溝組粉砂岩、細砂岩,田家樓組泥質粉砂岩、細砂岩、黏土岩,古近紀五圖群朱壁店組礫岩、砂礫岩、礫岩,李家崖組黏土岩、砂岩、黏土岩、油頁岩等。風化帶厚度<40m,砂岩和礫岩fc=30~80MPa,fr=20~50MPa。
6.較堅硬的薄層狀頁岩夾灰岩岩組
局限分布在阿陀東北部,岩性為中寒武系、下寒武系及元古宇土門群頁岩、博層灰岩、泥灰岩。頁岩夾泥灰岩fc=30~40MPa,fr=10~15MPa。
(二)土體工程地質類型
1.北部沖洪積上層黏性土多層或雙層結構
分布於北部山前平原地區,以上層黏性土多層結構為主,上層黏性土厚<5m或5~10m,僅局部>10m,黏性土岩性以粉質黏土、黏土為主,中等壓縮性。砂性土為粉細砂、中細砂,其次粗砂、礫石,砂層顆粒自北至南變粗,工程地質性質良好。黏性土fk=120~180kPa,砂性土fk=140~200kPa(fk為地基承載力標准值)。
2.山前及河谷平原沖洪積上層黏性土雙層、多層結構及黏性土單層結構
分布於山前坡麓、山間河谷地區,上部黏性土為粉質黏土、粉土、黏土,厚度5m左右,中等壓縮性。下部砂性土為中粗砂、細砂、砂礫石,緊密狀態,厚>5m。黏性土fk=140~220kPa,砂性土fk=160~250kPa。
3.山麓地區坡洪積及殘坡積黏性土單層結構或上層黏性土雙層結構
分布於南部低山丘陵坡麓地帶,以黏性土單層結構或上層為黏性土雙層結構為主。黏性土厚<5m或5~10m,以黃褐色至棕紅色粉質黏土及黏土為主,含鐵錳質及鈣質結核,可塑—硬塑,中等壓縮性,部分地區分布濕陷性黃土。下部夾透鏡體狀碎石土及泥鈣質膠結礫岩,緊密狀態,工程地質性質良好。黏性土fk=160~220kPa,碎石土fk=200~500kPa。
總之,昌樂縣工程地質主要問題是沂沭斷裂帶的活動性,其次是地面沉陷、岩溶塌陷、局部黃土濕陷等問題。
⑶ 「6·」 浙江省遂昌縣大熟村泥石流
1 引言
災害點位於遂昌縣黃沙腰鎮大熟村大熟會自然村北西側山坳中,大熟村有通村公路通達遂昌縣城,直距約50km,交通條件一般(圖1)。泥石流溝口中心地理坐標:東經118°48′19″,北緯28°24′36″。
照片4 沖毀村莊及有關設施(鏡向下游)
2.3 泥石流產生的原因
(1)泥石流所處沖溝縱坡陡,溝道狹窄、彎曲,溝內原本堆積有較多塊石,溝道存在一定程度的堵塞情況,為泥石流的發生埋下了隱患。
(2)溝道右岸斜坡碎塊石土厚度大,結構鬆散,工程地質條件差,為泥石流災害提供了豐富的物質來源。
(3)近期持續強降雨,尤其災害發生前過程降雨量達107mm,沖溝匯水面積達2.3km2,大量匯水難以及時、順暢的排泄,溝道堵塞造成水位驟漲,源源不斷的匯水沖刷坡面鬆散土體,造成土體下滑,夾雜原有碎塊石在水動力作用下混合形成泥石流災害地質災害。
3 地質災害巡查監測
3.1日常巡查監測
水利、國土、氣象等部門及時預警,鎮政府、國土所、村委員會安排了監測人,24小時值班監測,並保持信息暢通,做好值班、動態監測記錄等,確保人民群眾生命財產安全。對群眾進行宣傳教育,發放防災明白卡,農民自我防範意識較強。
3.2 災害應急預警機制
2014年6月27日,遂昌縣起動了強降雨預警,水利、國土、氣象等部門及時預警,遂昌縣黃沙腰鎮大熟村村主任和巡查人員在排查過程中,發現險情,隨即組織人員積極應對,最快速度將18戶75人及貴重財產進行撤離和搬移。災害發生以後,縣政府立即啟動地質災害應急預案,成立應急搶險領導小組,採取積極有力的措施,開展應急搶險救援,組織受威脅人員緊急撤離和避險,保證人民群眾生命安全,且安排賑災資金救助受災村民,保障村民的基本生活,同時組織專業技術人員開展地質災害應急排險調查。而且,災情也引起了省國土廳、市國土局等有關領導、專家的高度重視,並多次蒞臨現場指導防災、減災工作。
4 地質災害避險安置
災害發生後,遂昌縣國土資源局,國土所、鎮政府等工作人員,及時趕到現場,遵照地質災害應急預案,本著以人為本、避讓為主;統一領導、分級負責;部門配合、分工協作的原則,成立現場指揮部,設置警戒線、警示牌,除搶險救災隊員外,其他人員不得進入該危險區域;使用電話、簡訊形式,緊急通知災害區附近的生產人員安全轉移到避災安置點。
5 經驗與啟示
此次地質災害發生前,由於縣政府及、國土、水利及氣象等相關部門高度重視、組織人員積極應對、群眾防災意識強且積極配合,最快速度將18戶75人及貴重財產進行撤離和搬移,最大程度地保證了居民及行人的生命財產安全。通過此次成功避讓,不僅提高了遂昌縣應對突發地質災害應急反應能力,也增強了廣大人民群眾的安全意識和對突發地質災害應變能力,主要經驗如下:
(1)政府高度重視地質災害防治工作,將其作為「生命工程」的任務擺在全局工作的突出位置來抓,多次部署和細化各項防災措施。國土資源系統組織學習傳達貫徹,確保了在發布預警後的極短時間內,受威脅群眾能夠有組織地安全撤離。
(2)災害發生前,監測人員及時發現險情,及時發出預警,這是本次成功避險的前提。
(3)縣國土資源部門把地質災害防治知識宣傳培訓和應急演練列為重點工作之一,突出培訓演練重點,注重工作方式的創新,增強防災工作效果。培訓為識災、辨災打下了基礎,演練為群眾及時避災贏得了時間。
(4)進一步落實地質災害防範責任,將各項防災措施下沉至基層一線,切實加強地質災害動態巡查、排查,強化監測人員履職盡責,狠抓地質災害監測預警和主動預防避讓,著力提高基層操作層面防災能力和意識,確保廣大人民群眾生命財產安全。
⑷ 「8·」廣東乳源瑤族自治縣必背口村滑坡
2013年8月17日,受持續降雨的影響,乳源瑤族自治縣必背鎮必背口村發生滑坡。因當地鎮政府及國土所監測到位、措施及時,當地47戶180人成功避險,未造成人員傷亡。該滑坡造成280間房屋無法居住,周邊地區183戶1100人受威脅,直接經濟損失2000萬元,潛在經濟損失超過1億元。
1 地質災害災情概況
1.1 地質環境條件
地形地貌:按照地貌形態特徵劃分,必背鎮屬於高—中山地貌類型,該地區山峰標高800~1900m,山體多呈南北向及北東向展布。據現場觀察災害點微地貌為「V」形河谷,兩側為高陡邊坡,自然坡度在60°左右,兩側邊坡被當地村民改造成梯田,底部有一條呈近南北向展布的小溪,山谷中雨水匯入該條小溪後流入楊溪河。
地層岩性:災害點處出露的地層為震旦系樂昌峽群,岩性主要為淺變質砂岩、絹雲母板岩,頂部硅質岩。現場調查發現,滑坡體主要位於淺變質砂岩中,地表風化作用強烈,原岩已經強風化呈砂土狀。
地質構造:乳源縣位於南嶺緯向構造帶之九峰東西向構造帶與大東山-貴東東西向構造帶之間,經歷了加里東期以來的多次構造運動,褶皺斷裂構造發育,岩漿活動頻繁。在《廣東省地震烈度區劃圖》中,乳源縣為地震烈度小於六度區,地殼穩定,新構造運動不活躍。
工程岩組組合:上部為第四系殘坡積土,下部為震旦系樂昌峽群淺變質砂岩,屬於鬆散岩類工程地質岩組和半堅硬工程地質岩組,經過長期的物理化學風化作用,原岩結構發生變化,由硬變軟,其穩定性逐漸變差,在降雨的滲透作用下,易形成滑坡地質災害。
地下水:降雨滲入是區內地下水的主要補給來源。地下水獲得降雨補給後,順坡或沿岩溶通道潛流至谷地中,部分以泉水形式出露地表。
1.2 災害規模及誘發因素
災害規模:滑坡共造成70間房屋倒塌,210間房屋受損成危房,直接經濟損失達2000萬元,危害性程度(災情分級)為特大型。同時,由於該滑坡群部分滑坡仍處於蠕動變形階段,後緣出現明顯裂縫,滑坡體不穩定,坡下的必背希望小學、村委辦公樓及周邊地區183戶1100人受威脅,潛在經濟損失超過1億元,地質災害危險性等級(險情分級)為大型。
圖2 必備口村被滑坡體推到的房屋
誘發因素:乳源瑤族自治縣必背鎮必背口村附近區域屬於高三河谷地貌,河谷底部為村莊,兩側為高陡山坡,地形高差大,自然坡度在60°左右,且山坡被當地村民開發出梯田,長年累月進行農田灌溉及強降雨條件下,坡面水流無法及時排出,均容易引起坡面水流入滲、軟化土體。邊坡表層殘積土層較厚,屬第四系鬆散工程岩(土)組,為砂岩強風化而成,黏結力差,鬆散易液化、崩解,其下伏為震旦系樂昌峽群淺變質砂岩、絹雲母板岩,硅質岩,岩層軟硬相間,軟弱結構面發育。此外,兩側邊坡匯水面積大,在降雨時易短時間內形成較大的坡面水流滲入坡體,並沿土岩界面一帶集中滲流。由以上分析可知該處為地質環境脆弱點(廣東省乳源縣地質災害分布與易發區圖中屬於地質災害中易發區),在災害性強降雨氣候條件下,極易形成滑坡地質災害。提取2013年8月12日~19日乳源縣8天的日降雨量數據可知,由於受台風「尤特」影響,16日~18日連續三天均為大暴雨天氣,連續降雨使表層鬆散土體中孔隙水達到飽和,並使土體自重增加,抗剪強度降低,當17號,乳源縣日平均降雨量達到280mm,超過地質災害氣象預警預報二級降雨臨界值時開始發生山體滑坡。2013年8月17日,廣東省地質災害預警預報中心預測該日乳源瑤族自治縣周邊未來24小時地質災害二級預警,相對較准確的預測地質災害發生靶區范圍綜上所述,地質災害的產生是有多方面綜合作用的結果,災害點所屬復雜地形地貌、鬆散岩類工程地質岩組和半堅硬工程地質岩組組合是導致該滑坡群發生的內因,而8月16~18日連續三天強降雨是誘發滑坡地質災害形成的主要原因。因此乳源瑤族自治縣必背鎮必背口村是在強降雨下引發的地質災害,屬自然因素引發的地質災害。
2 地質災害巡查監測
台風「尤特」到來之前,乳源瑤族自治縣國土資源局已接收到省、市國土資源部門及地質災害預警預報中心發來的預警簡訊,並根據應急預案要求通知各鎮國土資源所所長及地質災害隱患點責任人和監測人加強巡查監測。8月12日,乳源瑤族自治縣國土資源局根據氣象信息分析,向每個地質災害隱患點責任人發送了地質災害預警信息,要求24小時值班並排查每個地質災害點及有可能發生地質災害的隱患點。8月17日下午4時許,必背鎮國土資源所巡查人員鄧良銘在巡查時發現到必背口村地面有凹陷現象,部分地區湧出偏黃和渾濁的地下水,初步認定為滑坡地質災害,第一時間通知了必背口村委主任並向必背鎮政府、乳源瑤族自治縣國土資源局作了匯報,並上報了地質災害險情。乳源瑤族自治縣國土資源局、必背鎮政府接報後立即啟動應急預案。下午4時許,部分地區開始發生滑坡。
3 地質災害避險安置
乳源縣國土資源局、必背鎮政府接報後立即聯系和組織必背口村「兩委」幹部逐家逐戶通知居住在可能受地質災害威脅范圍的群眾並組織其進行了轉移到必背鎮政府及安全地帶的居民區。8月18日1時許,所有村民安全轉移到鎮政府及周邊民居。2時許,人員集中的居民區發生滑坡地質災害。由於發現及時、轉移迅速,當地群眾無一人在此次地質災害中受傷或死亡。8月21日,廣東省地質環境監測總站派出2名技術人員會同韶關市國土資源局、韶關市韶關市礦產資源與地質環境監測中心工作人員前往地質災害發生現場進行應急調查,分析滑坡群產生原因及發展趨勢,提出應急措施和相關建議。截至2013年底,該地質災害點正在開展治理工程的勘察和設計。
4 經驗與啟示
(1)夯實防治工作基礎是核心。此次山體滑坡災害發生時間是凌晨,人員正在熟睡之時,從出現跡象到發生僅僅只有十多個小時。應急避險之所以能迅速、成功的開展,與扎實的地質災害防治工作基礎是分不開的。
(2)落實巡查監測責任是關鍵。在第一時間發現跡象並及時上報,為開展避險行動爭取到了寶貴的時間。
(3)動員群眾主動防災是根本。群眾既可能是致災對象,也是主動防災的主體,只有把他們動員起來、組織起來,地質災害防治工作才能順利開展。
⑸ 雅礱江中游牙根—卡拉河段地質災害發育規律淺析
於文貞
(四川省地礦局九〇九水文地質工程地質隊,江油,621701)
內容摘要雅礱江是國家確定的12大水電基地之一。雅礱江中游牙根—卡拉河段全長198.3km,初步規劃7個梯級,在雅礱江幹流水電開發中佔有舉足輕重的地位。但地質構造復雜,新構造運動強烈,地質災害發育,主要有滑坡、崩塌、泥石流等。嚴重製約著該河段的水電開發,因此,查清該河段的地質災害發育現狀和發育規律,是進行該河段水電開發的前提。
關鍵詞水電開發地質災害淺析
雅礱江發源於青海省玉樹州巴顏喀拉山南麓,至呷衣寺附近進入四川省,流經四川甘孜、涼山兩個民族自治州,在攀枝花附近匯入金沙江。
雅礱江幹流全長1571km,流域面積13.6萬km2,天然落差3830m,年徑流量596億m3;水力資源技術可開發容量346.96萬kW,其中幹流技術可開發容量2856萬kW,佔四川全省的24%,是國家確定的12大水電基地之一。雅礱江中游牙根—卡拉河段全長198.3km,初步規劃7個梯級,在雅礱江幹流水電開發中佔有舉足輕重的地位。
雅礱江中游位於青藏高原與四川盆地過度地帶,地質構造復雜,新構造運動強烈,河谷地貌以高山峽谷為主,物理地質作用十分強烈,滑坡、崩塌、泥石流等地質災害十分發育,嚴重製約著該河段的水電開發,因此,查清該河段的地質災害發育現狀和發育規律,是進行該河段水電開發的前提。
1河段自然經濟地理
該河段位於四川甘孜、涼山兩個民族自治州境內,地理坐標:北緯28°20′~29°40′,東經100°50′~101°30′,北起雅江縣惡古鄉牙根村,南至木里縣卡拉鄉,流經縣境有雅江、康定、九龍、木里4縣,全長198.3km,北端距雅江縣城50km,南端距木里縣城200多公里,南北兩端各有簡易通鄉公路分別至雅江、木里兩縣城。區內山高谷深,地形崎嶇,江中險灘密布,水流湍急,交通極為不便。
區內氣象特徵屬川西高原氣候區,主要受高空西北環流和西南季風的影響,干、濕分明。據九龍與新都橋氣象站資料,多年平均氣溫5.1~8.7℃,最高氣溫31℃,最低氣溫-32.2℃,極值差63.2℃,多年平均降雨量897.4~949.1mm,最大年降雨量1217.5mm。每年11月至次年4月為乾季,降水少,佔全年5%~10%,5月至10月為雨季,氣候濕潤,降雨集中,佔全年的90%~95%。
河段由於為高山峽谷,嶺谷高差大於1000m,在兩側一級分水嶺區,一般海拔5000m左右,因此又具有河谷地帶特有的氣候特徵,垂直分帶甚為明顯,河谷內冬季溫暖、乾燥,春末夏初乾旱多風,夏季悶熱,四季不分明。在兩岸山頂地帶,每年11月開始積雪,至翌年3~4月才融化解凍,屬高山寒帶氣候。
雅礱江多年平均流量為1220m3/s,最大年平均流量為1850m3/s,最小年平均流量為236m3/s。歷年實測最大流量為8020m3/s(1980.8.18),最小流量為236m3/s(1985.2.11),年徑流量596億m3。洪水主要由暴雨形成,暴雨多出現在6~9月,主要集中在7~8月,較大洪水多為兩次連續降雨形成,洪水具有洪峰不高、洪量大、歷時長的特點。
區內共9個鄉、81個自然村,居民以藏民為主,多居住在2000~3000m高程段的緩坡及溝谷內,以從事農業和畜牧業為主。在緩坡及沖洪積台地上有少量耕地,主要農作物有小麥、玉米、青稞、土豆等。植被發育特點:一般在海拔4000m以上為草甸帶;3000~4000m段為喬木帶,以杉木為主;2700~3000m高程段為灌木叢帶,以青杠為主;2700m以下大多為裸岩帶。木材是區內主要資源之一,礦產品由於受交通條件所限,目前勘探程度較低。
2河段基本地質條件
2.1地形地貌
規劃河段處於川西高原與四川盆地的過渡帶,地跨著名的川滇南北向構造和青藏滇緬印尼巨型「歹」字型構造,區域地貌形態嚴格受其控制,山川水系與構造線方向近乎一致,多呈南北向展布。總的地貌特徵是高山峽谷,由極高山至中高山,嶺谷高差達1000m以上。按其成因類型及形態特徵劃分為構造侵蝕地形和侵蝕堆積地形。
2.1.1構造侵蝕地形
該地貌類型縱貫全部河段,河谷以長段峽谷和短段中寬谷相間展布,前者橫斷面均呈「V」形峽谷、嶂谷,水流洶涌,兩側一級分水嶺為4800~5400m的古高原剝夷面,山頭緩圓,多有終年積雪或高山草甸帶。從一級分水嶺向河谷呈階梯狀遞降;二級檯面多位於3500~4000m一帶,呈寬緩的山脊,岸坡中段坡度一般40°~50°,近河谷地帶,岸坡陡峻,坡度一般在60°~70°之間,陡者達80°以上。兩側坡面沖溝發育,受雅礱江幹流強烈切割控制,支溝多呈懸谷,溝床縱坡降極大。近谷底地帶,一般多呈基岩石槽,水面呈帶狀或線狀,局部段形成近於直立的絕壁,岸邊常有岩塊崩於江中,形成急灘跌水。從一級分水嶺至幹流河穀穀底高差2500~3000m,河床縱坡降3‰左右,差距大者可達10‰。
中寬谷呈「U」形,中上段與峽谷段相同,僅在河谷底部有少片階地,河谷形態較峽谷開闊。
2.1.2侵蝕堆積地形
新生代以來地殼上升強烈,侵蝕切割作用劇烈,谷狹水急,不利於流水堆積,故堆積地形不甚發育,僅在庫絨巴、達霍、牙依河、角壩、八窩龍、麥地龍等中寬谷段內有小面積分布,主要為零星的漫灘和階地。此外,在一些較大的支溝溝口部位亦發育一些規模不等的沖洪積扇;在崩滑堆積區前緣也常有崩坡積分布,見圖1。
圖1技術戰略的類型
2.2地層岩性
規劃河段沿岸出露的地層岩性主要為岩漿岩、三疊系淺變質砂、板岩及第四系鬆散岩類。
2.2.1岩漿岩
沿岸岩漿岩多為規模不大的岩體,沿江兩岸均有零星出露。分布面積約占測區面積的20%,主要為中生代中酸性侵入岩,局部亦有噴出岩。侵入岩一般呈岩株、岩牆、岩脈產出。岩性有黑雲母花崗岩、花崗閃長岩、普通花崗岩、偉晶花崗岩脈、輝綠岩、輝綠玢岩、玄武岩等構成。花崗岩類一般具有中—粗粒結構,塊狀構造,礦物成分及其含量野外無法截然分開,一般呈淺灰、灰綠色,岩脈多呈白色,晶粒粗大。
玄武岩主要為三疊系晚期噴出岩,區內僅在加囊西南約2km的上三疊繫上統底部有小規模的透鏡體產出。岩體呈灰綠色,具杏仁狀結構,塊狀構造。玄武岩夾於深灰色變質細砂岩中。
2.2.2變質岩
依據四川省1∶50萬區調查資料,區內有兩個地層分區,從馬蹄灣以下以江為界,左岸為馬爾康分區,出露地層主要為三疊繫上統(T3)雜谷腦組、侏倭組、新都橋組和兩河口組。右岸為義墩、中甸分區,出露地層主要有古生界二迭系岡達概組和中生界三疊系領麥溝組、三珠山組、索馬山組、曲嘎寺組、圖姆溝組。
馬爾康分區主要岩性為灰黑色淺變質砂岩、深灰—灰黑色板岩。薄—中層狀構造,呈互層或夾層產出,總體具有由粗到細的沉積韻律。
義墩、中甸分區主要岩性為深灰、綠灰色板岩、變質砂岩夾角礫狀灰岩、結晶灰岩及玄武岩為主,岩層緻密堅硬。
2.2.3第四系鬆散岩類
1.第四系沖洪積物(Qp、Qh)
主要包括雅礱江幹流及兩側較大的支溝沖洪積形成的階地、漫灘及沖洪積扇,分布零星。主要分布於惡古河、庫絨巴、馬河、木恩、牙依河、角壩、阿姜永、西河、八窩龍、麥地龍等寬谷河段及較大的支溝內。區域地質報告中一般未將其詳細劃分,根據測區的岩性及分布特徵,Ⅱ級以上階地劃為更新統(Qp),主要岩性特徵為漂石、塊石及礫卵石、砂混雜堆積,局部具有層狀結構,表層多為含碎塊石的砂、粘土,漂礫卵石成分復雜,但多以花崗岩為主,次圓狀,風化程度不一,高階地風化較強烈,部分花崗岩漂礫風化成砂狀。岩層多已膠結或半膠結,結構密實。主要在達霍、角壩、八窩龍、麥地龍等地有分布。單層厚數米至數十米。在支溝及幹流的I級階地、漫灘分布區的沖洪積層可劃為全新統(Qh),主要岩性成分亦為漂石、塊石及砂礫卵石混雜堆積,漂塊石及卵石成分仍以花崗岩為主,伴有砂岩、板岩及其他岩石,具次圓狀,Ⅰ級階地一般具層理,檯面多為含碎石粘土,支溝內沖洪積層理較差。堆積物結構鬆散,厚數10米。
2.重力堆積碎塊石土(
分布於河流岸坡的緩坡坡面及坡腳地帶,主要有牙根—惡古段、達霍—日崗段、牙依河—布林永段、木兄—田埂等段的2500~2800m高程帶的坡積體,雨日、夏日、木恩、牙依河、姜忠堂等地的坡積和崩、滑堆積,岩性以碎塊石為主,充填少量岩屑及粘土,半膠結至鬆散狀結構,厚10~30m。
3.殘積碎塊石土(
主要由風化殘積物組成,分布於谷肩的平緩山頂區域,由於受本次測繪所用底圖幅面限制,對3000m以上區域調查較少,因而圖幅內對該類地層反映較少,僅在楞古、魚兒頂及木里縣上田正有零星分布。岩性以碎石夾黃褐色或絳紅色粘土為主,結構鬆散,厚度一般數米。
2.3地質構造與地震
2.3.1規劃河段所處大地構造部位
根據現今活動斷裂構造的格局,按斷塊學說,本區處於鮮水河斷裂帶、安寧河斷裂帶、則木河—小金斷裂帶及金沙江—紅河斷裂帶所圍的「川滇菱形斷塊」內,次級構造單元隸屬甘孜—麗江斷塊區,第三級劃分為雅江—九龍斷塊內,如圖2所示。
圖2川滇菱形斷塊圖
2.3.2河段及其鄰區主要構造形跡
根據區調資料反映,雅礱江中遊河段外圍主要發育有理塘—德巫斷裂帶和玉農希斷裂帶。前者位於河谷西部,於理塘—德巫一線呈北西—南東向延伸,至河谷邊緣與區內的北北西向斷裂歸並;後者位於河谷東部,於玉農希—六巴一線向南西延伸,至河谷邊緣與區內的北東向斷裂歸並。
區內構造形跡受區域構造體系控制,以走向近南北向、北北西向和北東向的斷裂為主,褶皺次之,各構造形跡展布及特徵見表1。
表1規劃河段構造形跡特徵表
續表
2.3.3新構造運動與地震
進入第四紀以來,測區新構造運動較為明顯,主要表現為活動斷塊邊界斷裂的差異和塊內大面積上升。
1.塊內上升運動
塊內上升運動強烈,反映在地貌方面的特徵主要表現在以下幾個方面:
(1)高山峽谷地貌發育
測區外緣沿雅礱江兩岸一級分水嶺區域,山嶽海拔一般在3500~5500m之間,河谷下切深度多在千米以上,河谷形態形成「V」型峽谷及嶂谷,區域內廣泛分布不同高度的殘余夷平面,顯示了測區形成第一級夷平面以來,地殼處於大面積均衡間歇上升狀態。
(2)堆積階地不發育
雅礱江及其支流斷續出現高度穩定的多級侵蝕階地和基座階地,堆積階地少見,如麥地龍最高一級階地高出河水位315m。階地連續性差,階面窄,各級階地高差明顯,這些特徵說明了在形成階地的時期間,塊內地殼是間歇平穩上升的。
(3)支溝形態的演變
沿雅礱江兩側的支溝,其發源地常有冰斗湖、U形谷,許多沖溝的中上游段往往比較開闊,縱向比降小,但下段匯入幹流前往往變窄,切割加深,有些成為懸谷,反映了大面積的抬升,使幹流切割速度大於支溝的切割速度,因而加強了支溝下段的侵蝕作用。
2.斷塊邊界差異性活動
斷塊邊界差異性活動主要表現在地震、地熱活動及微地貌差異。
(1)地震
有史記載以來,區內地震頻繁發生,許多地震震中多位於較大的斷裂帶上。如1948年6月8日麥地龍地震,震中位於前波斷層的北西端,等震線呈橢圓形,長軸與前波斷層走向一致。1972年及2001年的雅江縣孜河地震,震中也位於宋玉斷層和牙依河斷層的南西端。測區外圍有較多的地震記載,多與斷塊邊界主幹斷裂有成生聯系,地震形成的主要原因是斷塊邊界差異性活動的結果見表2。
(2)地熱
區內地熱活動主要以溫泉形式表現,分布於雅江縣牙依河、康定縣宋玉、九龍縣八窩龍、木里縣熱水溝、崗尖等地。這些溫泉多位於斷裂帶上,多為裂隙上升泉,水溫在40℃左右(見表2),含硫或鈣質,其成因與斷層有著必然聯系。
表2主要地震統計表
(3)微地貌特徵
在規劃河段下游麥地龍至卡拉河段,順前波斷層帶,表現出沿斷層兩岸階地截然不同,主要階地均在左岸,右岸階地不發育,是該斷層活動使右岸(上升盤)抬升,左岸(下降盤)上升相對較慢所致。此外,八窩龍、江忠堂段雅礱江中寬谷、西河、大孔、阿姜、三岩龍支溝等較大支流的發育,均分別受放馬坪斷層、阿姜斷層、三岩龍斷層的控制。
綜上所述,進入第四紀以來,區內新構造運動強烈,其中牙衣河斷層、宋玉斷層、八窩龍斷層、前波斷層為活動斷層,對地震、地熱活動、微地貌形態均起到一定的控製作用。
2.4水文地質條件
測區屬高山峽谷區,雅礱江是區內最低排泄基準面。受氣候、地形、岩性及構造條件的制約,區內水文地質條件也有明顯的差異。
按地下水貯存條件劃分,區內地下水類型主要為鬆散層孔隙水、基岩裂隙水和碳酸鹽岩溶隙裂隙水。
2.4.1鬆散層孔隙水
主要分布於河谷沿岸階地、漫灘及較大支流兩側的鬆散堆積體及沖洪積扇內。由於該類地層分布零星,規模較小,受斜坡地形控制,其貯存條件欠佳,因此,一般富水性較差,野外調查期間,在該區基本未見泉水出露。在一些較大的沖洪積扇及漫灘分布區,由於分布位置低,受河流側向補給,地下水相對富集,但雨洪期多被江水淹沒。
2.4.2基岩裂隙水
分布范圍較廣,主要賦存於三疊系(T)、二疊系(P)淺變質岩岩體中。其賦存條件受岩性、構造及地形控制明顯。三疊系、二疊系層狀變質岩以淺變質的砂板岩為主,粗細交替,具有多個沉積韻律,經多期構造運動影響後,岩層中裂隙發育,含構造裂隙水,各層間具有一定的水力聯系,受地形控制,一般在河谷中下部陡崖下及坡腳地帶有小股泉水出露,泉流量一般小於1l/s。
另外,在岩層及花崗岩體表部,由於風化裂隙發育,其間含有一定量的風化裂隙水,該類地下水埋藏一般較淺,因此,其動態受氣候影響明顯,常形成散流或伏流順鬆散堆積層排泄。據1/50萬區域水文地質普查資料統計,該類地下水平均徑流模數一般為3.26~3.35l/(s·km2)。
2.4.3碳酸鹽岩溶隙裂隙水
測區碳酸鹽岩僅在下段麥地龍—卡拉一帶的三疊系、二疊系地層中,呈條塊狀或夾層狀零星分布,分布范圍極小,地表溶蝕現象輕微,僅見有小型溶溝、溶槽發育,含少量的溶隙裂隙水,並與相鄰砂板岩裂隙水有一定的水力聯系。
2.4.4地下熱水
區內出露有7處地下熱水,分別位於雞打、宋玉、牙依河、八窩龍、旦波、麻撒、卡拉鄉崗尖。其形成條件受構造控制明顯,多出露在南北向及北北西向斷層帶上,泉流量一般1~5l/s,大者達14l/s,水溫在40℃左右。
3工程地質岩組及岩體結構劃分
根據岩土體的工程地質特性及結構特徵,把區內岩土體劃分為塊狀結構工程地質岩組、層狀結構工程地質岩組、塊裂—碎裂狀結構工程地質岩組和鬆散結構工程地質岩組。各類工程地質岩組及岩體結構劃分列於表3。
表3岩土體工程地質類型劃分表
3.1塊狀結構花崗岩類工程地質岩組
主要有三疊系黑雲母花崗岩、花崗閃長岩、二長花崗岩等組成,岩體結構呈塊狀,其工程地質特性主要表現為岩體堅硬緻密,抗風化能力強,岩體較為完整,形成塊狀結構岸坡。主要分布在牙根段、木灰—楞古段、決尼、大空壩址、孟底溝壩址和揚房溝壩址段。分布面積約占測區面積的20%。
3.2層狀結構工程地質岩組
主要有二疊系和三疊系的玄武岩、灰岩、淺變質砂板岩構成。砂板岩常成互層狀或夾層狀,玄武岩、灰岩多呈夾層狀,分布范圍極少;根據岩層組合特徵及其工程地質特性,將其進一步劃分為堅硬—較堅硬工程地質岩組和半堅硬工程地質岩組,前者主要為砂岩夾板岩和砂岩夾玄武岩、灰岩組成的岩組,後者主要為板岩夾砂岩或砂板岩互層的岩性組合。該類工程地質岩組分布廣泛,是規劃河段內主要岩組,分布情況見附圖1。該岩組常構成層狀結構岸坡。層面裂隙及次生構造裂隙較為發育,物理地質作用表現較為強烈,工程地質特性較塊狀花崗岩差。
3.3塊裂—碎裂結構工程地質岩組
主要由層狀工程地質岩組經構造裂隙分解和進一步的風化作用形成的碎塊狀岩體。岩塊塊徑一般為20~30cm,岩塊多為矩形,多形成鑲嵌結構,主要分布於斷裂帶上和易於形成風化的谷肩地帶,厚20~30m,常形成不連續的碎裂結構岸坡,由於其完整性差,因此工程地質特性較塊狀和層狀結構岩組差,易產生崩塌、滑坡、沖蝕、危岩等物理地質現象。
3.4鬆散結構工程地質岩組
由沖洪積、坡積及重力堆積物組成,主要物質成分為碎塊石夾土、含漂石砂礫卵石和含碎石亞粘土等。沖洪積層一般具有層狀結構,多形成階地,主要分布於中寬谷河段內,如達霍、牙依河、姜忠堂—角壩、八窩龍、麥地龍等地,組成不完整的鬆散結構岸坡。坡積及重力堆積的碎塊石土較沖洪積更加鬆散,不具層理,連續性差,常形成分散的堆積體,如:唐古棟滑坡和夏日滑坡體具有一定規模,形成相應的鬆散結構岸坡,其他多形成零散的鬆散堆積體。
由於該岩組結構鬆散,對地下水,地表水及其他外動力作用敏感性強,因此其工程地質特性較差,易發生坍塌、溜滑、沖蝕等變形破壞。
3.5河谷與岸坡結構類型
3.5.1河谷結構類型劃分
根據河谷走向與岩層走向之間的交角及岩體結構,對河谷類型作如下劃分:
(1)橫向谷:河谷走向與岩層走向之間的交角≥60°的河谷。
(2)斜向谷:河谷走向與岩層走向之間的交角>30°而<60°的河谷。
(3)縱向谷:岩層走向與河流流向的夾角<30°的河谷。
(4)塊狀河谷:由岩漿岩組成的侵蝕性河谷。
(5)混合型河谷:由岩漿岩和層狀變質岩組合而成的河谷。
3.5.2岸坡結構類型
岸坡結構類型的劃分主要根據組成岸坡岩體的結構和岩層傾向與岸坡坡向之間的夾角兩大因素。按岩體結構,規劃河段內岸坡可分為塊狀結構岸坡、層狀結構岸坡、碎裂結構岸坡和鬆散結構岸坡。按岩層傾向與岸坡坡向的夾角可劃分為橫向坡、反向坡、順向坡、斜順向坡、斜反向坡。將兩者進行組合,區內大至可劃分出12種岸坡結構類型,如表4。
表4岸坡結構類型劃分表
4地質災害發育現狀及發育規律
4.1地質災害發育現狀
規劃河段內目前發育滑坡、崩塌、泥石流、剝落、危岩、坍塌等變形破壞現象,其中以滑坡、崩塌、泥石流為主要變形破壞形式。經野外實地調查,規劃河段內目前共有各類變形體184個。總方量約37640.7萬m3,線密度0.93個/km,線變形模數約189.82萬m3/km。其中>1000萬m3的特大型崩滑體6處。
(1)滑坡。規劃河段內共有滑坡54處,體積≤10萬m3的有7處,體積大於10萬m3,小於50萬m3的有21處,體積大於50萬m3,小於100萬m3的有7處,體積大於100≤1000萬m3的有14處,其中大於1000萬m3的特大型滑坡體5處。滑坡主要發育在砂板岩地層中,其主要類型為拉裂式,滑坡成因主要為高高程岩體在強風化作用下形成碎裂結構岩體,在地形、降雨、地震等因素作用下形成滑坡。堆積物多為碎塊石土,形成不穩定岸坡,較大的滑坡體常形成邊灘或堵江,形成險灘。
(2)崩塌。規劃河段共發育崩塌體89處,體積≤10萬m3的有39處,體積大於10萬~50萬m3的有38處,體積大於50萬~100萬m3的有7處,體積大於100萬~1000萬m3的有4處,其中大於1000萬m3的特大型崩塌體1處。崩塌多發生在岸坡中部的陡、緩坡變坡地帶,多以層狀碎裂岩體為主,其成因主要為岩體在構造作用下,形成多組裂隙切割,經風化進一步作用後,形成碎裂岩體,在地形控制下,產生卸荷作用,最終導致失穩崩落。崩塌體變形特徵多以淺表層崩落為主,一次性形成大規模崩塌較少。崩塌體形成碎塊石堆積,堆積體多呈錐狀,有些形成大片石漠,是岸坡鬆散堆積物的重要組成部分,也是今後庫岸變形的主要地段。
(3)泥石流。規劃河段共發育泥石流溝38條,其中大—特大型泥石流溝23條,泥石流溝在規劃河段兩岸均有分布,且較分散。其類型多以溝谷型泥石流為主,堆積物以巨大漂石、塊石和碎石為主,含泥質較少,在調查的泥石流溝谷中,僅唐古棟滑坡體形成的泥石流含泥質成份較多,為粘性泥石流,其餘均為稀性泥石流。泥石流發育規律表現出受岩性及地貌形態控制明顯,其一多位於層狀砂板岩地層分布區。其二以坡面型沖溝發育為主,成形的較大的支溝一般無泥石流活動。泥石流活動特徵主要取決於物源區供給量的多少、溝谷形態及降雨強度。規劃河段內泥石流溝多為年輕的坡面沖溝,溝床坡降大,溝谷延伸距離短,物源區多位於3000m高程以上的區域,岩體風化強烈,物源豐富,溝谷水流量枯、洪期懸殊較大,在強降雨作用下,溝水流量呈數倍、甚至數十倍增長。成為泥石流活動的主要激發因素,因此,泥石流多隨降雨作用呈間隔性的活動。一次性攜帶量取決於降雨強度的大小。
泥石流堆積物多為軸線坡度3°~5°的扇體,對江水形成阻礙,多數形成險灘,也是河段淤積的重要固體物質來源。
4.2變形體分布及發育規律
從野外調查的實例資料和各項統計結果表明,規劃河段內斜坡變形破壞的規律主要有以下幾點:
(1)變形體分布規律右岸多於左岸。全河段的146個崩滑體,分布在右岸的有92個,左岸有54個,兩者之比為1.75∶1。其中大中型以上的崩滑體有85%分布在右岸。
(2)淺層變形較多。從調查的崩滑體平面形態、變形體厚度及滑移面形態特徵分析,區內除幾處特大型崩滑體外,大型、中小型變形體多具有面積大,厚度小的特點,反映出變形體以淺層變形為主,尤其是崩塌體,其活動特徵多為多次剝落,沒有明顯的一次性形成的變移面。變形體厚度一般小於10m。
(3)層狀岩層多於塊狀岩層。組成規劃河段的岸坡岩層主要為三疊系中、上統的砂板岩,一般屬半堅硬—較堅硬岩層。岩層中除原生層面外,節理裂隙發育,且易於風化作用。外表部形成碎裂結構岩體,因此較有利於變形破壞的產生,尤其利於淺層滑坡及剝落形成。從統計資料看出,發育在層狀岩層中的各類變形體127處,而發育在塊狀(花崗岩)岩體中的變形體為12處,兩者之比為11∶1。
(4)地貌位置較為明顯。縱觀沿岸變形體分布的位置,可明顯反映出一定的規律性,即多分布在岸坡的中下部,這些部位多為上部緩坡向下部陡坡轉變的變坡地帶,坡度一般在60°以上,臨空面較大,利於卸荷作用,因此是變形體多發地段。
4.3變形破壞控制因素分析
從區內變形體分布規律、規模、物質結構等特徵綜合分析,影響變形破壞的因素主要有以下幾種:
4.3.1地形控制因素
由於雅礱江的強烈下切,沿江形成高山峽谷地貌,河谷斷面呈「V」形峽谷或嶂谷,岸坡陡竣,尤其是下部近河床地段,坡度多大於60°,局部在80°以上,多部分形成谷中谷。加之坡面溝谷的沖蝕破壞,岸坡完整性一般較差,從而使一些坡體三面臨空,因而加劇了斜坡岩體的變形破壞。
此外,由於河谷中下部岸坡陡竣,岩土體蘊含地下水的能力較低,因此,中下部坡面植被稀少,基岩裸露,利於淺部岩層的風化作用,至使表部岩層風化裂隙十分發育,岩層尤其是層狀砂岩、板岩多呈碎裂結構,直接導致淺表部岩層變形,從而破壞其形成。
4.3.2岸坡結構
岸坡結構是斜坡變形破壞的物質基礎,不同的岩性組合、不同的岸坡結構類型在很大程度上控制著斜坡變形破壞的方式和規模。
在堅硬完整的花崗岩體中,一般僅在地形控制下的臨空陡峭地段形成小規模的崩塌,而在層狀岩層中,尤其在砂岩與板岩互層產出的地層中,由於層面及次生裂隙的存在,易於風化作用,岸坡岩體多形成碎裂結構。因此,變形破壞的規模、變形率及變形模數均高於堅硬完整的岩體。
在下軟上硬的岸坡結構區,也常形成較大規模的崩滑體,如夏日滑坡就是典型案例。
4.3.3構造因素
在斷層分布區,受斷層影響,岩層較為破碎,在地形控制下易形成變形破壞。規劃河段的左岸由於發育多條主幹斷裂,因此左岸變形體發育多於右岸。
⑹ 什麼是地質岩組
組是一個比較小的單元。。是個地質分層的單位,比如
東營凹陷
的
沙河街組
、東營組、館陶組,,泌陽凹陷下
第三系
的核桃園組等等,,岩性就是該組內的岩石(或岩屑)的特性。。
⑺ 地質災害信息系統
整理集成全國地質環境與地質災害調查、監測和研究成果,編制全國地質災害氣象預警預報信息圖層30個,建立全國地質災害氣象預警預報信息系統。
5.2.1 信息圖層編制原則
在地質災害氣象預警信息圖層編制過程中,充分考慮到影響地質災害發生的各種地質環境背景條件因子、歷史地質災害點分布、社會經濟條件、人類工程設施等因素。依據如下幾個原則:
1)全面性。將目前能夠收集到的影響地質災害發生的各種因素,盡可能地考慮全面,至於每種因素的影響貢獻大小在權重計算部分考慮。
2)時效性。每個信息圖層的編制中,盡可能以最新最翔實的數據資料為基礎,從而保證對最新資料信息和研究成果的及時利用和更新。
3)適用性。收集到的數據資料,根據全國地質災害氣象預警預報的具體工作實際需要,進行相應的改編處理。
4)最大可能使用數據。全國地質災害氣象預警預報的基本比例尺定位為1∶100萬,一些關鍵的圖層數據,如地理底圖、地質底圖、土地利用底圖均可達到1∶100萬的比例尺需求,但部分信息圖層無法達到1∶100萬的比例尺,本項目本著最大可能使用數據的原則,暫且採用小比例尺的圖層直接投影變換代替,以後工作中再逐步更新。
5.2.2 信息圖層概況
信息圖層的投影參數如下:
比例尺:1∶100萬
投影類型:亞爾博斯等積圓錐投影坐標系;坐標單位:mm
第一標准緯度:25°00༼″;第二標准緯度:47°00༼″
中央子午線經度:105°00༼″;投影原點緯度:0°00༼″
地質災害氣象預警預報信息圖層基本情況見表5.1。
5.2.3 信息圖層說明
各信息圖層編制按照各因子的分布特點進行分級。
5.2.3.1 年均雨量
全國年均雨量分為11個級別,各級別年均雨量分段:<50mm,50~100mm,100~200mm,200~400mm,400~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1600mm,1600~2000mm,>2000mm。
5.2.3.2 年均氣溫
根據《中國自然地理圖集》(2004),將全國年均氣溫分為9個級別,各級別年均氣溫分段如下:<-4℃,-4~0℃,0~4℃,4~8℃,8~12℃,12~16℃,16~20℃,20~24℃,>24℃。
5.2.3.3 年蒸發量
根據《地下水資源與環境圖集》(2004),將全國年蒸發量分為10個級別,各級別分段如下:<500mm,500~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1400mm,1400~1600mm,1600~2000mm,2000~2400mm,>2400mm。
表5.1 全國地質災害氣象預警預報信息圖層簡表
5.2.3.4 年乾燥度
乾燥度,又稱乾燥指數或乾燥因子。描述氣候乾燥程度的指數,與濕潤系數互為倒數,一般用水分的可能消耗量與收入量的比值表示。它是表徵一個地區干濕程度的指標。
根據《地下水資源與環境圖集》(2004),將全國年乾燥度分為12個級別,各級別分段如下:<0.5,0.5~0.75,0.75~1.0,1.0~1.5,1.5~2.0,2.0~3.0,3.0~5.0,5.0~10,10~25,25~50,50~100,>100。
5.2.3.5 地震烈度
採用第三代《中國地震烈度區劃圖》(1990),將全國地震烈度按5級區劃:Ⅴ度區、Ⅵ度區、Ⅶ度區、Ⅷ度區、Ⅸ度區。
5.2.3.6 歷史地震點
來源於科學數據共享工程,中國地震局共享數據網,近年來(1999年1月1日至2006年11月2日)的已發地震點數據,共203個。
5.2.3.7 地層岩性
根據「中國地質科學院地質研究所,1∶100萬地質圖」重新進行編制劃分。
(1)劃分原則
地質災害的產生與地層岩性關系密切。地層岩性是地質災害形成的內在因素,對地質災害的產生起著主導和控製作用,岩性及其組合特徵的控製作用決定著地質災害的區域分布。從沿海向內陸,地層岩石由火成岩為主變為變質岩、碎屑岩相間分布,進而變為碳酸鹽岩、碎屑岩、變質岩相間分布。
斜坡岩土體的性質及其結構是形成滑坡、崩塌的物質基礎。一般易形成滑坡、崩塌的岩體,大都是碎屑岩、軟弱的片狀變質岩,岩性多為泥岩、頁岩、板岩、含碳酸鹽類軟弱岩層、泥化層、構造破碎岩層。這些軟弱岩層經水的軟化作用後,抗剪強度降低,容易出現軟弱滑動面,形成崩滑體。
黏性土滑坡在四川分布密集,在中南、閩、浙、晉西、陝南、河南等地也較密集,在長江中下游、東北等地也有一定分布;半成岩類粘土岩滑坡在青海、甘肅、川滇地帶、山西幾個斷陷盆地中分布密集;黃土滑坡在黃河中游、青海等省較密集;泥岩、千枚岩、砂質板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、雲南、四川、甘肅等地十分發育。
泥石流主要發育在變質岩區和黃土區,火成岩區和碎屑岩地區次之,碳酸鹽岩地區泥石流相對不發育。
根據全國地質災害發育的普遍規律並結合不同地區地質災害發育的特殊性,主要考慮以下幾個方面的原則劃分地質災害敏感性岩組。
1)地層岩性與地質災害分布的關系;
2)地層岩性的成因、物質組成與空間分布特徵;
3)地層岩性的時代;
4)岩土體(不同時代地層)的工程地質性質;
5)水岩相互作用的敏感性;
6)1∶100萬中國地質圖的精度。
(2)劃分方案
根據地質災害發育的普遍規律以及地層岩性對地質災害的敏感程度,將地質災害敏感性岩組劃分為10種類型。敏感性指數值越高,則相應的岩組對地質災害的發生也越敏感。
Ⅰ類:主要為水體、粉砂質食鹽、食鹽殼、鹽鹼殼、風積物砂等區域,這些區域不會發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。
Ⅱ類:主要是火成岩類。岩性為閃長岩、石英閃長岩、輝長岩、花崗岩、輝綠岩等,岩性堅硬,力學強度大,是很好的地基和建築材料。
Ⅲ類:主要是火成岩類。岩性為鉀長花崗岩、二長花崗岩、鹼長花崗岩、片麻狀花崗岩、斜長花崗岩、紫蘇花崗岩、正長岩、石英正長岩、煌斑岩、白崗岩、花崗閃長岩、英雲閃長岩、輝石閃長岩、輝長閃長岩、花崗斑岩、英安斑岩、輝綠岩、橄欖岩、橄欖輝綠岩、玄武岩、橄欖玄武岩、苦橄玄武岩、石英二長岩、石英二長斑岩、輝石岩、角閃正長岩、閃長玢岩、英安玢岩、輝綠玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、鹼性岩、英安岩、粗面岩、科馬提岩、雲輝二長岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、細碧岩、石英鈉長斑岩、霏細斑岩、輝長蘇長岩等,岩性堅硬,力學強度較大。
Ⅳ類:主要是變質岩類和部分火成岩及沉積岩。岩性為白雲質灰岩、灰岩、白雲岩、黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、黑雲斜長花崗岩、二雲母花崗岩、流紋岩、變粒岩、片麻岩、角閃岩、砂礫岩、礫岩、變質橄欖輝長岩、糜棱岩、蛇紋岩、大理岩、珍珠岩、硅質岩、蛇綠岩、淺粒岩、岩溶角礫岩、鋁鐵岩系、黑雲角閃閃長岩、斑狀雲母橄欖岩、榴輝岩、黑雲母霞石白榴岩、霏細岩等,岩性較堅硬,力學強度較大。
Ⅴ類:主要是沉積岩類。岩性為頁岩、夾頁岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸鹽岩、凝灰岩、糜棱岩等,半堅硬岩組,力學強度較低,易風化,遇水軟化,是地質災害較易發生的地層。
Ⅵ類:主要是沉積岩類。岩性為泥岩、鈣質泥岩、泥灰岩、夾泥岩、粘土岩、泥頁岩、煤系、泥質粉砂岩、冰磧泥礫岩等,半堅硬岩組,力學強度低,遇水泥化,是地質災害容易發生的地層。
Ⅶ類:岩性為黃土、黃土狀土,黃土的地層年代為Q1p,Q2p,滲透性弱、抗剪強度高。
Ⅷ類:主要為沖海積物、海積物、沖湖積、湖積、沼澤堆積、石英斑岩風化層、花崗斑岩風化層等鬆散層。
Ⅸ類:主要是沖積物、沖洪積物、洪沖積物、殘坡積物、坡沖積物、冰磧物、苦橄玄武岩風化層、輝綠岩風化層、花崗岩風化層、冰積物等鬆散堆積物,是產生地質災害的主要物源。
Ⅹ類:岩性為黃土,地層年代為Q3p,Qh,疏鬆、大孔隙,垂直節理發育,滲透性強、抗剪強度低、具濕陷性(表5.2)。
5.2.3.8 斷裂分布
根據「中國地質科學院地質研究所,1∶100萬地質圖」編制。考慮到網格單元的大小和斷層斷裂的影響范圍,計算時採用網格區內斷層斷裂的密度進行計算。
5.2.3.9 第四系成因時代
根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系的成因時代分為7類:N2-Q1p,Q,Qp,Q1p,Q2p,Q3p,Qh。
5.2.3.10 岩土體類型
來源於1∶400萬岩土體類型圖,將岩土體類型分為7類:火成岩、變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩、砂質土、黃土、其他土。
5.2.3.11 第四系成因類型
根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系成因類型分為19類:冰磧、冰水沉積、冰水-洪積、冰水-湖積、洪積、殘積、殘坡積、沖積、沖積-洪積、沖積-湖積、寒凍風化殘坡積、紅土化殘積、黃土堆積、風積、湖積、坡積、岩溶化殘坡積、火山堆積、海陸交互相及海相堆積。
表5.2 中國工程地質岩組劃分表
5.2.3.12 水文地質類型
將水文地質類型分為5大類、18亞類:
1)鬆散沉積孔隙水(濱河平原沖海積層孔隙水、堆積平原沖洪積層孔隙水、黃土高原黃土層孔隙水、內陸盆地沖洪積層孔隙水、沙漠風積沙丘孔隙水、山間盆地沖積層孔隙水);
2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩漿岩裂隙水、山地變質岩裂隙水);
3)多年凍土凍結層上水(高緯度山地基岩凍結層上水、中低緯度高原基岩凍結層上水、中低緯度高原鬆散沉積凍結層上水);
4)碳酸鹽岩裂隙溶洞水(峰叢峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);
5)其他(湖泊、雪被)。
5.2.3.13 海拔高度
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將海拔高程分為6類:極高海拔(>6000m)、高海拔(4000~6000m)、中高海拔(2000~4000m)、中海拔(1000~2000m)、低海拔(<1000m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.14 起伏程度
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將地形起伏分為6類:極大起伏(>2500m)、大起伏(1000~2500m)、中起伏(500~1000m)、小起伏(200~500m)、丘陵(<200m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.15 地貌類型
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,並重新歸類,將地貌類型分為11類:山地、黃土梁峁、黃土台塬、黃土塬、風蝕地貌、台地、平原、沖積扇平原、低河漫灘、現代冰川、湖泊。
5.2.3.16 土壤侵蝕
根據「中國土壤侵蝕圖」,將土壤侵蝕類型及侵蝕強度分為3大類、15亞類:
1)水力侵蝕(劇烈侵蝕、極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、無明顯侵蝕、微度侵蝕);
2)凍融侵蝕及冰川侵蝕(強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、微度侵蝕);
3)風力侵蝕(極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕)。
5.2.3.17 水系
從1∶100萬地理底圖中提取的線形河流。實際計算時,採用網格單元內水系密度參加計算。
5.2.3.18 植被
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將植被覆蓋分為6類:紅樹林灘、森林、經濟林與竹林、灌木林、草地、其他。
5.2.3.19 土地利用
根據「1∶100萬土地利用類型圖」編制,將土地利用類型分為6大類、13亞類。分別是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地);④水域;⑤城鄉工礦居民用地(城鎮用地、農村居民點、其他建設用地);⑥未利用土地。
5.2.3.20 公路
從1∶100萬地理底圖中提取的線形公路,又分為5類,即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。實際計算時,採用網格單元內所有公路密度參加計算。
5.2.3.21 鐵路
從1∶100萬地理底圖中提取的線形鐵路,補充青藏鐵路線路。實際計算時,採用網格單元內鐵路密度參加計算。
5.2.3.22 礦山點
全國礦山調查點共11萬多個。
5.2.3.23 分縣人口密度
根據2003年人口普查數據,分縣計算人口密度,分為5類:>750,450~750,150~450,50~150,<50。單位:人/km2。
5.2.3.24 水壩分布
從1∶100萬地理底圖中提取,水壩工程點共885個。
5.2.3.25 塔廟宇文化要素分布
從1∶100萬地理底圖中提取,包括塔、廟宇和其他文化設施,計193個點。
5.2.3.26 災害點—滑坡
2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的滑坡災害點數據。合計45917個點。隨著更新的數據成果,將繼續更新。
5.2.3.27 災害點—泥石流
2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的泥石流災害點數據。合計9253個點。隨著更新的數據成果,下一步將繼續更新。
5.2.3.28 災害點—崩塌
2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的崩塌災害點數據。合計13094個點。隨著更新的數據成果,下一步將繼續更新。
5.2.3.29 地震動參數
根據「中國地震動參數圖GB18306-2001」,分為7個級別:≥0.40,0.30,0.20,0.15,0.10,0.05,<0.05。單位:g。
5.2.3.30 中國第四紀岩性圖
根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系岩性分為11類:
礫質土;砂質土;黏質土;黃土類土;鹽類為主;礫質土、黃土類土;黏質土、砂質土、礫質土;砂質土、黏質土;黏質土、礫質土;砂質土、礫質土。
⑻ 評估區自然地理和地質環境
一、自然地理概況
(一)地形地貌
評估區地形復雜多樣。西段為晉西黃土高原和呂梁山地,中段為臨汾盆地,東段為太岳、太行山地,地形起伏變化較大,海拔在430~1500m,相對高差1070m。總的地勢是中部低,東、西兩側高。永和關—化樂(EA001—EC144),長度113.803km,為晉西黃土高原。地形破碎,溝壑縱橫,海拔600~1500m,相對高差900m,由東向西傾斜,黃河岸邊一帶最低,海拔在600m左右。雙鎖山最高,海拔1503m,是芝河和桑壁河的地表分水嶺。化樂—土門(EC144—ED073),長度233.55km,海拔700~1500m,相對高差800m,屬呂梁山南部余脈。土門—大陽(ED073—ED121),長度22.551km,為臨汾盆地區,地勢平坦,海拔430~700m,相對高差270m,汾河現代河床為最低點,海拔430m。大陽—東要(ED121—EF037),長度25.7144km,為侵蝕黃土台地,海拔700~1100m,相對高差400m,地形自西向東逐漸升高。東要—斑鳩嶺(EF037—EJ102),長度138.0611km,為太岳、太行山地,海拔700~1400m,相對高差700m。
根據地貌形態和成因劃分為中山、低山、台地與丘陵、山間河谷和山間盆地5類地貌類型和16個亞區。詳見表10-1。
(二)氣候氣象
評估區屬暖溫帶半乾旱大陸性季風氣候。多年平均氣溫7.9~12.6℃,極端最低氣溫-18.6~-25.6℃,極端最高氣溫37.8~42.0℃。多年平均降水量548.8~622.8mm,年最大降水量893.4~1010.1mm。降水分布不均,山區大於盆地,東南部大於西北部,降水主要集中在每年的6~9月,約佔全年降水量的70%。年蒸發量893.4~2034.2mm。春冬季以西北風為主,夏秋季以東南風居多,平均風速1.4~2.8m/s。最大凍結深度永和、蒲縣103~107cm;臨汾、浮山、沁水61~67cm;陽城、澤州41~43cm。
(三)河川水文
評估區主要河流有芝河、昕水河、汾河、沁河,均屬黃河水系。黃河是陝西、山西兩省的天然分界線,自評估區西端流過。與管線相交的主要河流基本情況見表10-2。
二、地質環境條件
(一)地層岩性
評估區出露地層有古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和中生界三疊系以及新生界新近系、第四系,自西向東地層時代由新到老。
永和關—化樂(EA001—EC144),主要分布為第四繫上、中、下更新統和新近系鬆散層,永和一帶出露三疊系銅川組和延長組。隰縣—蒲縣出露三疊系劉家溝組和和尚溝組,二馬營組零星出露。化樂—土門(EC144—EC073),分布奧陶系、石炭系、二疊系的下馬家溝組—上石盒子組。土門—大陽(ED073—ED121),全部被第四繫上更新統和全新統鬆散土覆蓋。大陽—東要(ED121—EF037),分布第四系中、上更新統及新近系鬆散層,局部有三疊系中、上統銅川組、延長組及侵入岩出露。東要—斑鳩嶺(EF037—EJ102),出露寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系,其中浮山—沁水間以三疊系為主,沁水—陽城以二疊系出露廣泛,陽城—澤州(斑鳩嶺)以奧陶系居多。評估區綜合地層見表10-3。
表10-1地貌分區說明表
續表
表10-2河流基本情況一覽表
表10-3評估區地層綜合柱狀表
(二)岩土工程地質特徵
根據岩土體的岩性、結構、物理力學性質等的差異,山西段沿線出露的岩土體可劃分為7個工程地質岩組,即:
1.堅硬夾軟弱中厚—厚層狀岩類(
分布於澤州縣晉廟鋪、李寨和呂梁山一帶。由寒武繫上統和奧陶系中下統碳酸鹽岩組成。灰岩干抗壓強度115~140MPa,軟化系數0.78;泥灰岩軟化系數0.33~0.44。溶洞、溶溝、落水洞等岩溶現象發育,溶蝕作用較強烈。
2.較堅硬厚層狀岩類(T1l)
廣泛分布於浮山縣東部—沁水縣。由三疊系劉家溝組較堅硬厚層狀砂岩構成。
3.軟弱夾堅硬薄—中厚層狀岩類(C3t、C3s、P1x、P2s、P2sh、T2er、T2t、T3y)
廣泛分布於浮山東部—澤州李寨、犁川,零星分布於呂梁山一帶。由石炭繫上統太原組和山西組、二疊系下統下石盒子組與上統上石盒子組和石千峰組、三疊系中統二馬營組與上統銅川組和延長組組成。岩性主要為砂岩、灰岩、泥頁岩及煤層。岩石干抗壓強度10~100MPa,軟化系數0.3~0.7。
4.軟弱薄層狀岩類(C2b、T1h)
零星分布於陽城縣潤城和澤州縣李寨、犁川等地及沁水縣大尖山山頂。由石炭系本溪組鋁土質頁岩、三疊系下統和尚溝組泥頁岩組成。岩石干抗壓強度10~40MPa,軟化系數0.3~0.60鋁土頁岩和泥頁岩呈碎片狀,易風化。
5.粘性土類(N2+Q1)
零星分布於管線西段永和—蒲縣黃土溝谷,由新近系和第四系下更新統構成。岩性為棕紅色粘土、粉質粘土,含數層鈣質結核。土質較均勻,中密,呈可塑—硬塑狀態,無濕陷性和脹縮性。承載力200~300kPa。
6.黃土類(Q2+3)
廣泛分布於永和縣—蒲縣和浮山縣。由第四系中、上更新統構成,岩性為粉土。離石黃土(Q2)成因為洪積,黃褐色,上部稍濕,中密,具濕陷性,中下部濕陷性逐漸減弱,直至消失。馬蘭黃土(Q3)成因為風坡積,淺黃—黃褐色,稍濕,稍密—中密,具濕陷性,多屬自重濕陷性黃土。北留—周村一帶馬蘭黃土成因為坡洪積,淺黃色,稍濕,稍密,具濕陷性,屬非自重濕陷性黃土。
7.砂卵礫石類(Q4)
條帶狀分布於芝河、昕水河、沁水河、蘆葦河、沁河等山間河谷,由第四系全新統組成,岩性主要為砂卵礫石,顆粒大小不均。
(三)地質構造與地震
山西處於一級構造單元華北准地台的中部。總體可劃分為鄂爾多斯斷塊(台坳)和呂梁—太行斷塊(山西斷隆)。管線經過的構造單元見表10-4,各單元構造形跡見圖10-1。評估區共有斷裂19條,與管線相交的有12條,其中有4條具活動性。
(1)離石斷裂:是鄂爾多斯斷塊與呂梁—太行斷塊的分界構造,總長約270km。發生於蒲縣一帶的3次5級地震均位於該斷裂。
(2)羅雲山山前活動斷裂:洪洞—臨汾凹陷北段西界斷裂。走向呈北北東向,延伸長度20km。自新生代起,斷裂的西盤呈反向發展為正斷層,東盤下降,不但石炭系、二疊系被錯斷,第四系下更新統也被錯斷。據鑽孔揭示,上更新統底界埋深近40m,按晚更新世10萬年計算,斷層平均活動速率為0.4mm/a。
表10-4評估區構造單元區劃表
(3)浮山活動斷裂:是臨汾—運城新裂陷東側斷裂,與管線相交於EF038的298°方向600m處,走向北北東,延伸長度約70km。在北王—北韓和趙家坡都可見斷陷錯斷中更新統、上更新統下部。在王子堡村東,中更新統被錯斷達50m,表明斷裂活動至第四紀中更新世、晚更新世早期仍有活動。1209年沿斷裂帶發生過
(4)晉獲活動斷裂:又稱太行大斷裂,是沁水塊坳與太行山塊隆的分界斷裂,斷裂南端距管線(EJ012)1300m,總體走向北北東,山西境內延伸長度約320km。在該斷裂經過的和順、高平、晉城等發生過多起地震,屬繼承性活動斷裂。
管線經過汾渭地震帶(也稱山西地震帶)。據記載,山西地震帶絕大多數中、強地震集中在臨汾斷陷盆地中;而兩側山區地震相對較少,是地震活動較弱的地區。
從公元446年到2000年,盆地內記錄到M≥4級的地震14次,其中
西氣東輸管道工程地質災害危險性研究
根據最新地震區劃,山西段50年超越概率10%水平的地震烈度:午城以西Ⅵ度,午城—雲中山東麓Ⅶ度,雲中山東麓—大陽(臨汾盆地)Ⅷ度,大陽—沁水Ⅶ度,沁水以東Ⅵ度。地震動加速度峰值:午城以西50gal,午城—雲中山東麓100~150gal,雲中山東麓—浮山200gal,浮山—沁水100~150gal,沁水以東50gal。地震危險性分析,臨汾為8級潛在震源區,浮山為7級潛在震源區。
(四)水文地質條件
評估區地下水可劃分為鬆散岩類孔隙水、碎屑岩類裂隙水、碎屑岩夾碳酸鹽岩類岩溶裂隙水和碳酸鹽岩類裂隙岩溶水4類(圖10-2)。各類水對管線施工和運營影響不大。
1.鬆散岩類孔隙水
(1)丘陵區
黃河以東及臨汾盆地兩側黃土丘陵區,大面積出露黃土類土,地下水含水層為粉土、粉質粘土,局部為砂礫石或鈣質結核,由於受水的侵蝕切割作用,溝谷發育,不利於地下水的儲存。在梁峁地區一般是透水而不含水,僅在沖溝溝頭,當下伏新近系紅土隔水時,局部賦存少量上層滯水或潛水,動態變化大,沒有統一的地下水位,富水性較差,僅能作為人畜飲用水源。在現代較大山間河谷中,由於受地表水的補給,富水性相對較好,如昕水河蒲縣河段和蘆葦河芹池—潤城。水位埋深2~10m。管線在河谷地段有時要遇到地下水。水質類型以HCO3—Ca型為主,礦化度20~45mg/L。
(2)盆地平原區
① 淺層潛水
圖10-1西氣東輸管道工程山西段地質構造圖
燕山期斷塊:1.二級構造單元界線;2.三級構造單元界線;3.四級構造單元界線;喜馬拉雅期新裂陷:4.新裂陷邊界線;5.新裂陷內次級單元界線;6.背斜、向斜;7.推測背向斜;8.基底斷裂;9.蓋層斷裂;10.一般斷裂;11.正斷層;12.性質不明斷斷層(實測、推測);13.管道線路
在臨汾盆地中部,含水層為上更新統和全新統砂、砂礫石層,厚10~30m,是良好的含水層,地下水量豐富,且有由中心向兩側遞減的規律。地下水由邊山向汾河方向徑流,排向河流。水質類型為HCO3·SO4—Na·Mg型水,礦化度100~300mg/L;高階地和山前地帶水質良好,為HCO3·SO4—Ca·Mg型水,礦化度50~100mg/L。該區地下水位埋深5~12m,水位年變幅0.2~1.5m,水位以下在細砂分布地段有液化現象,對管道施工有影響。
② 中深層水
中深層水含水岩組為中下更新統沖洪積、湖積砂層、粉質粘土,含水層厚度30~50m,具承壓性,富水性中等,水質類型為SO4·Cl—Na、HCO3·SO4—Na、HCO3—Na·Mg型水,礦化度50~300mg/L。地下水位埋深在30~160m,對管線無影響。
2.碎屑岩類裂隙水
含水介質主要為二疊系和三疊系砂頁岩,廣泛分布於永和—蒲縣、沁水—陽城地段,由於含水層出露位置較高,地形切割嚴重,降水入滲後多在溝谷低凹處以下降泉的形式排泄於地表。泉流量一般小於1L/s,富水性屬水量貧乏,水化學類型多屬重碳酸型和重碳酸硫酸型,礦化度130~550mg/L,動態呈季節性變化。
3.碎屑岩夾碳酸鹽岩類岩溶裂隙水
含水岩組為石炭系山西組和太原組。零星出露於陽城縣潤城—北留和蒲縣黑龍關、澤州李寨、犁川、晉廟鋪和陽城潤城等地,含水介質主要為砂頁岩間所夾5~7層灰岩,同時灰岩下部的煤層和頁岩起相對隔水作用,較富水,單井涌水量多在360~960m3/d,但由於採煤影響,破壞了含水層結構,致使地下水呈逐漸疏干狀態,水化學類型一般為重碳酸硫酸型,礦化度210~1290mg/L。
4.碳酸鹽岩類裂隙岩溶水
主要出露於澤州縣,在臨汾盆地西邊山一帶也有零星分布。含水岩組主要為上、下馬家溝組。含水介質主要為灰岩。富水性極不均勻,評估區內出露的岩溶大泉有龍子祠泉、延河泉、三姑泉等,泉水出露標高分別為478m、464m、302m,流量分別為623L/s、4500L/s、3370L/s,水化學類型分別為HCO3—Ca型、HCO3·SO4—Ca型,HCO3·SO4—Ca·Mg型,礦化度分別為500mg/L、370mg/L、430mg/L。
(五)礦產資源
評估區蘊藏的固體礦產集中分布於沁水塊坳,即EF—EJ段,其次是呂梁塊隆,即EC段東部和ED段西部,主要有煤、鐵、石灰岩、粘土礦、鋁土礦、重晶石、白雲岩等十餘個礦種。其中分布面積和蘊藏量最大的為沁水煤田和河東煤田,目前探明的儲量僅晉城就達271.77億噸,佔山西無煙煤的54.65%,佔全國無煙煤的25.6%。含煤地層主要為石炭系太原組和山西組。太原組含煤5~8層,其中15#煤厚1.23~7.7m,穩定可采,屬主採煤層,9#、10#在EF段局部可采;山西組含煤4層,其中3#煤厚3.42~6.91m,穩定可采,屬主採煤層。評估區現有煤礦159座,年產量一般在10萬噸以下,較大的有臨汾蛇凹溝,蒲縣黑龍關、陽城卧庄煤礦,年產量分別達21萬噸、30萬噸、21.9萬噸。主采9#、10#煤中EC段11座,ED段38座,EF段2座;主采3#煤EH段52座;主采15#煤EJ段55座。管線經過的煤礦有19座。
鐵礦分布於EF、EH、EJ段,含礦層位主要是中石炭系本溪組底部,一般厚0.5~2m。多為小型礦床或礦點,評估區內鐵礦共有53座,集中分布於EH段。其他礦種儲量小,呈零星點分布,開發利用程度低。
此外,在EG—EH段的沁水煤田還蘊藏有豐富的煤層氣資源。含氣面積約400km2,煤炭平均埋深在600~700m,3#、9#、15#煤總厚約15~20m,目前探明地質儲量1000多億m3,屬特大型非常規天然氣田。
圖10-2西氣東輸管道工程山西段水文地質圖
鬆散岩類孔隙水:1.水量豐富;2.水量中等;3.水量貧乏;碳酸鹽類裂隙岩溶水:4.水量中等;5.水量貧乏;碎屑岩類裂隙水:6.水量中等;7.水量貧乏;8.變質岩類裂隙水;9.岩漿岩類裂隙水;10.有供水意義的下伏岩溶水含水岩層(中等富水);11.
三、人類工程活動對地質環境的影響
評估區地質災害主要是因採煤、鐵引起的地裂縫、地面塌陷和由此而誘發的滑坡和崩塌,人類工程活動破壞或惡化了自然地質環境,這是不可恢復和很難恢復的。有些非人為引起的災種經改造後逐漸消失,如臨汾盆地(ED段)以往鹽鹼化嚴重,多年來人類在生產活動中對其整治、改良,目前鹽鹼化已消失。
四、地質環境條件復雜性等級的分段劃分
地質環境條件簡單的管線長度88.504km,占總長的27.36%;中等的管線長度122.26km,佔全長的37.80%;復雜的管線長度112.72km,佔全長的34.84%。地質環境條件復雜程度分段劃分見表10-6和圖10-3。