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半坚硬工程地质岩组

发布时间: 2021-02-13 16:06:40

⑴  四川省万县市滑坡群灾害灾情评估

一、万县市自然地理及地质灾害概况

(一)地理位置及自然地理概况

万县市地处四川盆地东部边缘,上距重庆327km,下距宜昌321km,是长江流域的主要港口之一。1978年国务院批准,列为长江旅游线上对外开放城市。为适应长江三峡经济区社会经济发展的需要,1992年国务院批准撤销万县地区设立万县市(地级),辖三区(龙宝、五桥、天城),八县(开县、忠县、梁平、云阳、奉节、巫山、巫溪、城口)。全市除南端小部分山地外,其余为200~600m的丘陵区,海拔1075—1118m。其气候属亚热带湿润性季风型气候,年平均气温为18.1℃,霜期仅16天;平均降水量1185.4mm,平均年日照数1484.4h。城区境内主要有长江、苎溪河、龙宝河、五桥溪等河流,河网密度为0.28km/km2,径流总量为1.36×106m3

(二)地质环境及地质灾害概况

1.地质环境

区内出露地层单一,主要为侏罗系中统上沙溪庙组第三段,局部残存侏罗系上统遂宁组。此外,第四系崩、坡积层分布较广,冲、洪积层沿江零星分布。万县市城区处于万县市复向斜中万县向斜东北段。旧城区位于向斜轴部,新城区跨轴部和两翼。区内未见较大断层,但裂隙较发育,裂隙率多在0.31%~0.85%之间。本区属川东弱震区,地震基本烈度小于Ⅵ度。其水文地质环境单一,地下水分布受构造、地貌及含水层空间展布的严格控制,主要有松散岩类孔隙水及红层孔隙裂隙水两类。区内工程地质岩组可分为坚硬岩石、半坚硬岩石及松散岩组三类。坚硬工程地质岩组由侏罗系中统沙溪庙组第三段长石砂岩、岩屑长石砂岩及长石石英砂岩组成。它的特点为厚度大、连续性好,抗风化能力较强。其中:半坚硬岩石工程地质岩组由泥岩、砂质泥岩夹长石砂岩构成,抗风化能力弱;松散岩类工程地质岩组主要分布在江、河岸边及崩滑流堆积区,主要为亚粘土、轻亚粘土及砂卵砾石层或亚粘土含块碎石,厚度10~20m,最厚达62m,结构复杂,物理力学性质差异大。

2.历史地质灾害概况

万县市城区的地质灾害主要为危岩崩塌和滑坡,其它地质灾害极为少见。据《万县地区五百年灾害研究(1440~1990)》,建国前城区的地质灾害计有6次(表11-29)。建国后,城区先后出现4起7个地段的滑坡和1980年6月多处的陡崖崩塌。现城区共有滑坡、危岩47处,体积23370.42×104m3。其中:滑坡19个,体积23014.30×104m3;危岩8处,体积356.12×104m3。平均面密度为0.78处/km2,面模数为384.26×104m3/km2(图11-27)。

实际上,万县市城区有很大一部分座落在危岩之下的老滑坡体上。近年来,由于人类工程活动及自然因素的作用,部分地段产生了新的滑移变形,时刻显示出潜在的灾害危险。

二、地质灾害灾情评估研究范围

本次研究仅于万县市长江西岸龙宝区的局部和天城区的局部,方里线坐标为X:36531.677~36539.299;Y:347.903~3413.570,面积约为23.54km2。包容了安乐寺滑坡、草街子滑坡、枇杷坪滑坡、太白岩崩滑体、吊岩坪崩塌体、五梁桥-万二小崩滑体等六大滑坡(崩塌)群的灾害源及其灾害影响区。

图11-27万县市城区滑坡崩塌危岩分布略图

1—较老滑坡;2—较新滑坡;3—危岩;4—崩塌;5—滑坡台阶;6—水系;7—万县市老城区

表11-29万县市城区建国前地质灾害简况

三、地质灾害危险性评价

据有关地质资料分析,万县市城区的六大滑坡群在目前条件下,整体是稳定的,不稳定区主要分布在老滑体前缘或陡边坡地带。目前万县城区的整体活动迹象尚未见到,但新的、较小的活动迹象却不时出现,如豆芽棚、康家坡、麦地坪、苎溪河两岸、胜利路等等,都预示着本区潜在地质灾害的危险。这些已出现的和潜在的灾害危险,主要分布在六大滑坡群中,其次为映水坪及其以西隔河而峙的新滑动体。

本次危险性评价,采用单元面积评价法。即将研究区划分为若干面积相等的单元,按照统一的评价标准,对每个单元逐一评价,然后再作整体评价。危险性评价统一标准的制定,是通过对六大滑坡群成生原因及新出现的灾害活动特征进行研究,找出地区致灾因素而实现的。

本区危岩、滑坡的产生因素有自然因素及人为因素两类。属自然因素的有岩石性质与结构、地形坡度、坡高、降水、江水涨落、河流冲刷、地下水活动、地震。属人类工程活动的有不合理开挖、不合理加载、不合理排水和浇灌。在上述诸多因素中,任何一个单因素都不足以引起地质灾害的发生,致灾只能是几种因素的组合。在评价过程中,以上述因素进行评价并不合适,因为其中有一些因素属于不恒定因素。去掉一些不恒定因素,再进行一些合并,共以四种因素作为危险性评价的基础,即岩体工程地质条件、构造条件、地形地貌条件和气象水文条件。

评价时,将此四项因素用系统工程层次分析法,求出各自的权值。然后以专家评分办法,将分值乘以权值,求出各单元的危险性指数。其公式为:

WD=Qy·Y+Qg·G+Qx·X+Qs·S

式中:WD为单元内的危险性指数;Qy·Y、Qg·G、Qx·X、Qs·S分别为单元内岩体工程地质条件、构造条件、地形地貌条件、气象水文条件分值与它们各自权值的积。在得出单元危险性指数后,即可作出研究区的危险性指数等值线图(图11-28)。

有了上述结果,再根据本区地质灾害发育特点,考虑到可能发展为灾害的现状及预测的内容,将本区危险性分为极重(Ⅰ)、重度(Ⅱ)、轻度(Ⅲ)、无危险(Ⅳ)四级(表11-30)。

表11-30危险性分级指标表

图11-28万县市地质灾害危险性指数等值线图

四、地质灾害易损性评价

易损性通常分为物质、经济和社会三类。本次评价时,因社会易损性基本无法量化,故只将物质及经济易损性列入评价范围。物质易损性转化为货币价值。

就目前情况看,通过价值分布图进行易损性评价是比较合适的办法。在完成万县市研究区价值分布图方面,本次研究是通过实地调研访问、收集城市统计资料、抽样调查等方法,获得了土地、房屋、设备、室内财产等数据,然后对各利用类型土地进行了单位面积价值计算;最后将计算结果标示于城市规划图中,形成价值分布图。与危险性评价一样,易损性也进行分单元评价,以求出单元面积内的单位面积价值。其计算公式为:

地质灾害灾情评估理论与实践

式中:ZY——单元易损性指数;

Wj——各类用地在单元中占地百分数;

Yj——各类用地单位面积价值的常用对数。

在求出单元易损性指数后,便可绘制易损性指数等值线图(图11-29)。

上述工作成果中得出,万县城区的易损性高值区主要集中在城区的繁华区。其值为3.0(1000元/m2)以上的面积约为6.6km2,为研究区23.54km2的28.04%。需加以说明的是,易损性高值区中,有一小部分与现今状况有差异。其原因为价值分布图是在城市规划图基础上计算的,个别地方规划尚未实施,故与现状有区别,如映水坪附近一带。

五、万县市地质灾害破坏损失评价

(一)灾害强度的确定

在进入地质灾害风险评价时,首先应确定的是灾与非灾。其办法是危险性指数与易损性指数在单元内叠加,或以等值线叠加;表达式为:

QZ=WZ·YZ

式中:QZ——灾害强度指数;

WZ——危险性指数;

YZ——易损性指数。

求取方法,仍以统一划分的单元分别求取。所得之值,可绘制灾害强度等值线图,从而作出灾与非灾的判断。该值及等值线图又为灾害的空间概率求取奠定了基础。

(二)灾害发生概率的确定

地质灾害并非平均散布在每寸土地之上,即使在灾害块段内,其灾害作用强度也有差异。地质灾害不是每时每刻都在发生,它们常有自己的的活跃期和静歇期。这样,灾害发生的概率,就包含了空间和时间两种因素。灾害发生概率的求取,是较准确地计算灾害期望损失和判别地质灾害风险程度的重要数据。

地质灾害空间概率求取是在区内灾害强度指数基础上确定的。以区内地质灾害强度的最高值为100%,再求出各级地质灾害强度的百分数。以此作为不同地块的地质灾害空间概率。地质灾害时间概率的求取依据《万县市地区五百年灾害研究》之统计数及地域特征进行校正,本区地质灾害时间概率为26%(即每年有灾0.26次)。空间概率和时间概率之积,即为本区各单元内的灾害发生概率。依各单元之概率值,可作本区地质灾害概率等值线图(图11-30)。

图11-29万县市地质灾害易损性指数等值线图

图11-30万县市地质灾害概率等值线图

地质灾害概率值的大小,可反映本区各地块易灾程度。由此,将本区易灾程度分为5级(表11-31)。

表11-31研究区灾害概率及易灾程度分级表

按照上述分级标准,本研究区各类易灾区的分布面积为:Ⅰ类区3.848km2;Ⅱ类区6.094km2;Ⅲ类区11.089km2;Ⅳ类区2.419km2;Ⅴ类区0.09km2

(三)地质灾害破坏率的确定

地质灾害破坏率,是指灾害造成社会物质的损坏程度。这也是一种概率,与灾害发生概率不同处,它反映的是灾害的结果。破坏率的计量,小到一个建筑物,大则为一个块段或一个区域。在本次研究中,是以潜在地质灾害区为单位,且以破坏性作用的面积为计算基础,于是有了下述计算方法:

地质灾害灾情评估理论与实践

式中:Pmin——研究区破坏率下限;

Hf——区内复活滑坡总面积;

Hz——区内崩滑体总面积;

Dn——豆芽棚滑坡裂隙、鼓丘总面积;

Dz——豆芽棚滑坡总面积。

经计算得出,本区之破坏率下限Pmin=4.02%。

将此值作为本区的破坏率下限,上限为100%。这一确定表明,下限是目前万县市地质灾害处在总体稳定、局部活动的破坏状况。当出现更多活动迹象时,破坏率则可能在4.02%~100%之间游动。

(四)地质灾害损失计算

求取的地质灾害损失是期望损失,不是灾后统计的实际损失。其损失值通过下述模型求得:

地质灾害灾情评估理论与实践

式中:Su——研究区地质灾害期望损失/(元/a);

Mj——不同易灾程度的面积/m2;

Yj——单位面积拥有价值/(元/m2);

Fcj——地质灾害发生概率/%;

Pj——地质灾害破坏率/%。

求取方法为,将灾害概率等值线图与易损性指数等值线图输入486微机,使两图叠合;采用ARC/INFO(地理信息系统)软件完成计算。其结果为24.410亿元/a。再用破坏率校正,分别得:

Su1=24.410×100%=24.410亿元/a;

Su2=24.410×4.02%=0.981亿元/a。

同样,当三峡水库蓄水,万县市部分被淹没后的期望损失为11.773亿元/a。经破坏率校正后为:

Suy1=11.773×100%=11.773亿元/a;

Suy2=11.773×4.02%=0.473亿元/a。

目前,采用Su2及Suy2作评价基础,因为它最符合万县市目前的实际。

(五)万县市地质灾害风险分区

在损失计算的基础上,以ARC/INFO软件支撑,在486微机上,通过重新组合的单位面积损失(WORTH*DACODE%)及其分级面积(SUB-AREA)显示风险程度的差异(表11-32)。

表11-32万县市地质灾害程度分级表

风险计算结果,除了以数字显示外,并以图形的形式显示(图11-31、11-32)。

六、万县市城区地质灾害防治对策及费用分析

万县市城区大部座落在六大滑坡(崩塌)群上,崩塌、滑坡所造成的灾害,长期侵袭着城区。三峡水库蓄水后,万县市的地质灾害风险区部分被淹没。但防治地质灾害仍是万县市必须做的工作。仅就研究区地质灾害损失计算看,期望损失为9812.766万元/a(1993年现价),而研究区面积仅为龙宝、天城两区的一小部分,两区的国民生产总值之和为165746万元(1993年现价),与灾害损失之比,地质灾害损失竟达两区国民生产总值的5.92%!可见损失之巨。现提出以下对策建议:①建立专门的地质灾害管理机构;②制定切实可行的地质灾害防治规划;③制定地方性地质灾害管理法规;④坚持做好地质灾害监测预报工作;⑤开展地质灾害科普教育,树立全民防灾意识;⑥开展地质灾害的群防群治工作;⑦地质灾害防治经费投入量按1/20“投保比”计,万县市现状为9812.766×1/20=490.6万元/a,淹没后为4730万元/a×1/20=236.5万元/a。

图11-31万县市地质灾害风险分布图(三峡水库淹没前)

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

图11-32万县市地质灾害风险分布图(三峡水库淹没后)

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 岩土体工程地质类型分区

平原区广泛分布以冲洪积成因为主的第四系堆积物,低山丘陵区出露多种类型的岩组,沂沭断裂带西侧的鄌郚-葛沟断裂、沂水-汤头断裂纵贯南北,总体看工程地质条件较复杂(图1-8-3)。

图1-8-3 昌乐县岩土体工程地质类型分区略图

(一)岩体工程地质类型

1.坚硬的块状侵入岩岩组

分布于营邱—河头一带,为古元古代吕梁期侵入岩,岩性以弱片麻状中粒含角闪二长花岗岩、弱片麻状中粒含黑云二长花岗岩,岩石坚硬,力学强度高,工程地质性质良好,山区风化带厚度<3m,丘陵及准平原区20~30m,fc=130~170MPa,fr=90~130MPa(fc为岩石极限干抗压强度,fr为岩石饱和极限抗压强度)。

2.坚硬的块状-似层状喷出岩岩组

主要分布在南郝—崔家埠—五图一线以南、鄌郚-葛沟断裂以西地区,为新近纪临朐群牛山组、尧山组火山喷出岩,岩性为玄武岩。岩石坚硬,柱状节理发育,工程地质性质良好。风化带厚20~30m,fc=140~160MPa。

3.坚硬的块状变质岩岩组

主要分布在鄌郚—阿陀一带,为新太古代泰山岩群山草峪组黑云变粒岩,岩石坚硬,风化带厚度30~40m,fc=180~200MPa。

4.坚硬较坚硬的中厚-厚层状灰岩岩组

仅分布于朱刘街道、五图街道一带,主要为寒武纪长清群朱砂洞组、馒头组、九龙群张夏组、崮山组和炒米店组白云质灰岩、泥灰岩、泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩等,局部夹细砂岩。灰岩坚硬,力学强度高,泥灰岩强度低。白云质灰岩fc=50~190MPa;灰岩fc=90~160MPa,fr=70~120MPa。

5.较坚硬的中厚—厚层碎屑岩岩组

主要分布在鄌郚-葛沟断裂带与沂水-汤头断裂带,以及五图煤矿一带,岩性为白垩纪淄博群三台组砂岩、砾岩,莱阳群城山后组角砾岩、砂砾岩、砂岩,青山群八亩地组凝灰岩、集块角砾岩、粉砂岩,大盛群马郎沟组粉砂岩、细砂岩,田家楼组泥质粉砂岩、细砂岩、黏土岩,古近纪五图群朱壁店组砾岩、砂砾岩、砾岩,李家崖组黏土岩、砂岩、黏土岩、油页岩等。风化带厚度<40m,砂岩和砾岩fc=30~80MPa,fr=20~50MPa。

6.较坚硬的薄层状页岩夹灰岩岩组

局限分布在阿陀东北部,岩性为中寒武系、下寒武系及元古宇土门群页岩、博层灰岩、泥灰岩。页岩夹泥灰岩fc=30~40MPa,fr=10~15MPa。

(二)土体工程地质类型

1.北部冲洪积上层黏性土多层或双层结构

分布于北部山前平原地区,以上层黏性土多层结构为主,上层黏性土厚<5m或5~10m,仅局部>10m,黏性土岩性以粉质黏土、黏土为主,中等压缩性。砂性土为粉细砂、中细砂,其次粗砂、砾石,砂层颗粒自北至南变粗,工程地质性质良好。黏性土fk=120~180kPa,砂性土fk=140~200kPa(fk为地基承载力标准值)。

2.山前及河谷平原冲洪积上层黏性土双层、多层结构及黏性土单层结构

分布于山前坡麓、山间河谷地区,上部黏性土为粉质黏土、粉土、黏土,厚度5m左右,中等压缩性。下部砂性土为中粗砂、细砂、砂砾石,紧密状态,厚>5m。黏性土fk=140~220kPa,砂性土fk=160~250kPa。

3.山麓地区坡洪积及残坡积黏性土单层结构或上层黏性土双层结构

分布于南部低山丘陵坡麓地带,以黏性土单层结构或上层为黏性土双层结构为主。黏性土厚<5m或5~10m,以黄褐色至棕红色粉质黏土及黏土为主,含铁锰质及钙质结核,可塑—硬塑,中等压缩性,部分地区分布湿陷性黄土。下部夹透镜体状碎石土及泥钙质胶结砾岩,紧密状态,工程地质性质良好。黏性土fk=160~220kPa,碎石土fk=200~500kPa。

总之,昌乐县工程地质主要问题是沂沭断裂带的活动性,其次是地面沉陷、岩溶塌陷、局部黄土湿陷等问题。

⑶ “6·” 浙江省遂昌县大熟村泥石流

1 引言

灾害点位于遂昌县黄沙腰镇大熟村大熟会自然村北西侧山坳中,大熟村有通村公路通达遂昌县城,直距约50km,交通条件一般(图1)。泥石流沟口中心地理坐标:东经118°48′19″,北纬28°24′36″。

照片4 冲毁村庄及有关设施(镜向下游)

2.3 泥石流产生的原因

(1)泥石流所处冲沟纵坡陡,沟道狭窄、弯曲,沟内原本堆积有较多块石,沟道存在一定程度的堵塞情况,为泥石流的发生埋下了隐患。

(2)沟道右岸斜坡碎块石土厚度大,结构松散,工程地质条件差,为泥石流灾害提供了丰富的物质来源。

(3)近期持续强降雨,尤其灾害发生前过程降雨量达107mm,冲沟汇水面积达2.3km2,大量汇水难以及时、顺畅的排泄,沟道堵塞造成水位骤涨,源源不断的汇水冲刷坡面松散土体,造成土体下滑,夹杂原有碎块石在水动力作用下混合形成泥石流灾害地质灾害。

3 地质灾害巡查监测

3.1日常巡查监测

水利、国土、气象等部门及时预警,镇政府、国土所、村委员会安排了监测人,24小时值班监测,并保持信息畅通,做好值班、动态监测记录等,确保人民群众生命财产安全。对群众进行宣传教育,发放防灾明白卡,农民自我防范意识较强。

3.2 灾害应急预警机制

2014年6月27日,遂昌县起动了强降雨预警,水利、国土、气象等部门及时预警,遂昌县黄沙腰镇大熟村村主任和巡查人员在排查过程中,发现险情,随即组织人员积极应对,最快速度将18户75人及贵重财产进行撤离和搬移。灾害发生以后,县政府立即启动地质灾害应急预案,成立应急抢险领导小组,采取积极有力的措施,开展应急抢险救援,组织受威胁人员紧急撤离和避险,保证人民群众生命安全,且安排赈灾资金救助受灾村民,保障村民的基本生活,同时组织专业技术人员开展地质灾害应急排险调查。而且,灾情也引起了省国土厅、市国土局等有关领导、专家的高度重视,并多次莅临现场指导防灾、减灾工作。

4 地质灾害避险安置

灾害发生后,遂昌县国土资源局,国土所、镇政府等工作人员,及时赶到现场,遵照地质灾害应急预案,本着以人为本、避让为主;统一领导、分级负责;部门配合、分工协作的原则,成立现场指挥部,设置警戒线、警示牌,除抢险救灾队员外,其他人员不得进入该危险区域;使用电话、短信形式,紧急通知灾害区附近的生产人员安全转移到避灾安置点。

5 经验与启示

此次地质灾害发生前,由于县政府及、国土、水利及气象等相关部门高度重视、组织人员积极应对、群众防灾意识强且积极配合,最快速度将18户75人及贵重财产进行撤离和搬移,最大程度地保证了居民及行人的生命财产安全。通过此次成功避让,不仅提高了遂昌县应对突发地质灾害应急反应能力,也增强了广大人民群众的安全意识和对突发地质灾害应变能力,主要经验如下:

(1)政府高度重视地质灾害防治工作,将其作为“生命工程”的任务摆在全局工作的突出位置来抓,多次部署和细化各项防灾措施。国土资源系统组织学习传达贯彻,确保了在发布预警后的极短时间内,受威胁群众能够有组织地安全撤离。

(2)灾害发生前,监测人员及时发现险情,及时发出预警,这是本次成功避险的前提。

(3)县国土资源部门把地质灾害防治知识宣传培训和应急演练列为重点工作之一,突出培训演练重点,注重工作方式的创新,增强防灾工作效果。培训为识灾、辨灾打下了基础,演练为群众及时避灾赢得了时间。

(4)进一步落实地质灾害防范责任,将各项防灾措施下沉至基层一线,切实加强地质灾害动态巡查、排查,强化监测人员履职尽责,狠抓地质灾害监测预警和主动预防避让,着力提高基层操作层面防灾能力和意识,确保广大人民群众生命财产安全。

⑷ “8·”广东乳源瑶族自治县必背口村滑坡

2013年8月17日,受持续降雨的影响,乳源瑶族自治县必背镇必背口村发生滑坡。因当地镇政府及国土所监测到位、措施及时,当地47户180人成功避险,未造成人员伤亡。该滑坡造成280间房屋无法居住,周边地区183户1100人受威胁,直接经济损失2000万元,潜在经济损失超过1亿元。

1 地质灾害灾情概况

1.1 地质环境条件

地形地貌:按照地貌形态特征划分,必背镇属于高—中山地貌类型,该地区山峰标高800~1900m,山体多呈南北向及北东向展布。据现场观察灾害点微地貌为“V”形河谷,两侧为高陡边坡,自然坡度在60°左右,两侧边坡被当地村民改造成梯田,底部有一条呈近南北向展布的小溪,山谷中雨水汇入该条小溪后流入杨溪河。

地层岩性:灾害点处出露的地层为震旦系乐昌峡群,岩性主要为浅变质砂岩、绢云母板岩,顶部硅质岩。现场调查发现,滑坡体主要位于浅变质砂岩中,地表风化作用强烈,原岩已经强风化呈砂土状。

地质构造:乳源县位于南岭纬向构造带之九峰东西向构造带与大东山-贵东东西向构造带之间,经历了加里东期以来的多次构造运动,褶皱断裂构造发育,岩浆活动频繁。在《广东省地震烈度区划图》中,乳源县为地震烈度小于六度区,地壳稳定,新构造运动不活跃。

工程岩组组合:上部为第四系残坡积土,下部为震旦系乐昌峡群浅变质砂岩,属于松散岩类工程地质岩组和半坚硬工程地质岩组,经过长期的物理化学风化作用,原岩结构发生变化,由硬变软,其稳定性逐渐变差,在降雨的渗透作用下,易形成滑坡地质灾害。

地下水:降雨渗入是区内地下水的主要补给来源。地下水获得降雨补给后,顺坡或沿岩溶通道潜流至谷地中,部分以泉水形式出露地表。

1.2 灾害规模及诱发因素

灾害规模:滑坡共造成70间房屋倒塌,210间房屋受损成危房,直接经济损失达2000万元,危害性程度(灾情分级)为特大型。同时,由于该滑坡群部分滑坡仍处于蠕动变形阶段,后缘出现明显裂缝,滑坡体不稳定,坡下的必背希望小学、村委办公楼及周边地区183户1100人受威胁,潜在经济损失超过1亿元,地质灾害危险性等级(险情分级)为大型。

图2 必备口村被滑坡体推到的房屋

诱发因素:乳源瑶族自治县必背镇必背口村附近区域属于高三河谷地貌,河谷底部为村庄,两侧为高陡山坡,地形高差大,自然坡度在60°左右,且山坡被当地村民开发出梯田,长年累月进行农田灌溉及强降雨条件下,坡面水流无法及时排出,均容易引起坡面水流入渗、软化土体。边坡表层残积土层较厚,属第四系松散工程岩(土)组,为砂岩强风化而成,黏结力差,松散易液化、崩解,其下伏为震旦系乐昌峡群浅变质砂岩、绢云母板岩,硅质岩,岩层软硬相间,软弱结构面发育。此外,两侧边坡汇水面积大,在降雨时易短时间内形成较大的坡面水流渗入坡体,并沿土岩界面一带集中渗流。由以上分析可知该处为地质环境脆弱点(广东省乳源县地质灾害分布与易发区图中属于地质灾害中易发区),在灾害性强降雨气候条件下,极易形成滑坡地质灾害。提取2013年8月12日~19日乳源县8天的日降雨量数据可知,由于受台风“尤特”影响,16日~18日连续三天均为大暴雨天气,连续降雨使表层松散土体中孔隙水达到饱和,并使土体自重增加,抗剪强度降低,当17号,乳源县日平均降雨量达到280mm,超过地质灾害气象预警预报二级降雨临界值时开始发生山体滑坡。2013年8月17日,广东省地质灾害预警预报中心预测该日乳源瑶族自治县周边未来24小时地质灾害二级预警,相对较准确的预测地质灾害发生靶区范围综上所述,地质灾害的产生是有多方面综合作用的结果,灾害点所属复杂地形地貌、松散岩类工程地质岩组和半坚硬工程地质岩组组合是导致该滑坡群发生的内因,而8月16~18日连续三天强降雨是诱发滑坡地质灾害形成的主要原因。因此乳源瑶族自治县必背镇必背口村是在强降雨下引发的地质灾害,属自然因素引发的地质灾害。

2 地质灾害巡查监测

台风“尤特”到来之前,乳源瑶族自治县国土资源局已接收到省、市国土资源部门及地质灾害预警预报中心发来的预警短信,并根据应急预案要求通知各镇国土资源所所长及地质灾害隐患点责任人和监测人加强巡查监测。8月12日,乳源瑶族自治县国土资源局根据气象信息分析,向每个地质灾害隐患点责任人发送了地质灾害预警信息,要求24小时值班并排查每个地质灾害点及有可能发生地质灾害的隐患点。8月17日下午4时许,必背镇国土资源所巡查人员邓良铭在巡查时发现到必背口村地面有凹陷现象,部分地区涌出偏黄和浑浊的地下水,初步认定为滑坡地质灾害,第一时间通知了必背口村委主任并向必背镇政府、乳源瑶族自治县国土资源局作了汇报,并上报了地质灾害险情。乳源瑶族自治县国土资源局、必背镇政府接报后立即启动应急预案。下午4时许,部分地区开始发生滑坡。

3 地质灾害避险安置

乳源县国土资源局、必背镇政府接报后立即联系和组织必背口村“两委”干部逐家逐户通知居住在可能受地质灾害威胁范围的群众并组织其进行了转移到必背镇政府及安全地带的居民区。8月18日1时许,所有村民安全转移到镇政府及周边民居。2时许,人员集中的居民区发生滑坡地质灾害。由于发现及时、转移迅速,当地群众无一人在此次地质灾害中受伤或死亡。8月21日,广东省地质环境监测总站派出2名技术人员会同韶关市国土资源局、韶关市韶关市矿产资源与地质环境监测中心工作人员前往地质灾害发生现场进行应急调查,分析滑坡群产生原因及发展趋势,提出应急措施和相关建议。截至2013年底,该地质灾害点正在开展治理工程的勘察和设计。

4 经验与启示

(1)夯实防治工作基础是核心。此次山体滑坡灾害发生时间是凌晨,人员正在熟睡之时,从出现迹象到发生仅仅只有十多个小时。应急避险之所以能迅速、成功的开展,与扎实的地质灾害防治工作基础是分不开的。

(2)落实巡查监测责任是关键。在第一时间发现迹象并及时上报,为开展避险行动争取到了宝贵的时间。

(3)动员群众主动防灾是根本。群众既可能是致灾对象,也是主动防灾的主体,只有把他们动员起来、组织起来,地质灾害防治工作才能顺利开展。

⑸ 雅砻江中游牙根—卡拉河段地质灾害发育规律浅析

于文贞

(四川省地矿局九〇九水文地质工程地质队,江油,621701)

内容摘要雅砻江是国家确定的12大水电基地之一。雅砻江中游牙根—卡拉河段全长198.3km,初步规划7个梯级,在雅砻江干流水电开发中占有举足轻重的地位。但地质构造复杂,新构造运动强烈,地质灾害发育,主要有滑坡、崩塌、泥石流等。严重制约着该河段的水电开发,因此,查清该河段的地质灾害发育现状和发育规律,是进行该河段水电开发的前提。

关键词水电开发地质灾害浅析

雅砻江发源于青海省玉树州巴颜喀拉山南麓,至呷衣寺附近进入四川省,流经四川甘孜、凉山两个民族自治州,在攀枝花附近汇入金沙江。

雅砻江干流全长1571km,流域面积13.6万km2,天然落差3830m,年径流量596亿m3;水力资源技术可开发容量346.96万kW,其中干流技术可开发容量2856万kW,占四川全省的24%,是国家确定的12大水电基地之一。雅砻江中游牙根—卡拉河段全长198.3km,初步规划7个梯级,在雅砻江干流水电开发中占有举足轻重的地位。

雅砻江中游位于青藏高原与四川盆地过度地带,地质构造复杂,新构造运动强烈,河谷地貌以高山峡谷为主,物理地质作用十分强烈,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害十分发育,严重制约着该河段的水电开发,因此,查清该河段的地质灾害发育现状和发育规律,是进行该河段水电开发的前提。

1河段自然经济地理

该河段位于四川甘孜、凉山两个民族自治州境内,地理坐标:北纬28°20′~29°40′,东经100°50′~101°30′,北起雅江县恶古乡牙根村,南至木里县卡拉乡,流经县境有雅江、康定、九龙、木里4县,全长198.3km,北端距雅江县城50km,南端距木里县城200多公里,南北两端各有简易通乡公路分别至雅江、木里两县城。区内山高谷深,地形崎岖,江中险滩密布,水流湍急,交通极为不便。

区内气象特征属川西高原气候区,主要受高空西北环流和西南季风的影响,干、湿分明。据九龙与新都桥气象站资料,多年平均气温5.1~8.7℃,最高气温31℃,最低气温-32.2℃,极值差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月为干季,降水少,占全年5%~10%,5月至10月为雨季,气候湿润,降雨集中,占全年的90%~95%。

河段由于为高山峡谷,岭谷高差大于1000m,在两侧一级分水岭区,一般海拔5000m左右,因此又具有河谷地带特有的气候特征,垂直分带甚为明显,河谷内冬季温暖、干燥,春末夏初干旱多风,夏季闷热,四季不分明。在两岸山顶地带,每年11月开始积雪,至翌年3~4月才融化解冻,属高山寒带气候。

雅砻江多年平均流量为1220m3/s,最大年平均流量为1850m3/s,最小年平均流量为236m3/s。历年实测最大流量为8020m3/s(1980.8.18),最小流量为236m3/s(1985.2.11),年径流量596亿m3。洪水主要由暴雨形成,暴雨多出现在6~9月,主要集中在7~8月,较大洪水多为两次连续降雨形成,洪水具有洪峰不高、洪量大、历时长的特点。

区内共9个乡、81个自然村,居民以藏民为主,多居住在2000~3000m高程段的缓坡及沟谷内,以从事农业和畜牧业为主。在缓坡及冲洪积台地上有少量耕地,主要农作物有小麦、玉米、青稞、土豆等。植被发育特点:一般在海拔4000m以上为草甸带;3000~4000m段为乔木带,以杉木为主;2700~3000m高程段为灌木丛带,以青杠为主;2700m以下大多为裸岩带。木材是区内主要资源之一,矿产品由于受交通条件所限,目前勘探程度较低。

2河段基本地质条件

2.1地形地貌

规划河段处于川西高原与四川盆地的过渡带,地跨著名的川滇南北向构造和青藏滇缅印尼巨型“歹”字型构造,区域地貌形态严格受其控制,山川水系与构造线方向近乎一致,多呈南北向展布。总的地貌特征是高山峡谷,由极高山至中高山,岭谷高差达1000m以上。按其成因类型及形态特征划分为构造侵蚀地形和侵蚀堆积地形。

2.1.1构造侵蚀地形

该地貌类型纵贯全部河段,河谷以长段峡谷和短段中宽谷相间展布,前者横断面均呈“V”形峡谷、嶂谷,水流汹涌,两侧一级分水岭为4800~5400m的古高原剥夷面,山头缓圆,多有终年积雪或高山草甸带。从一级分水岭向河谷呈阶梯状递降;二级台面多位于3500~4000m一带,呈宽缓的山脊,岸坡中段坡度一般40°~50°,近河谷地带,岸坡陡峻,坡度一般在60°~70°之间,陡者达80°以上。两侧坡面冲沟发育,受雅砻江干流强烈切割控制,支沟多呈悬谷,沟床纵坡降极大。近谷底地带,一般多呈基岩石槽,水面呈带状或线状,局部段形成近于直立的绝壁,岸边常有岩块崩于江中,形成急滩跌水。从一级分水岭至干流河谷谷底高差2500~3000m,河床纵坡降3‰左右,差距大者可达10‰。

中宽谷呈“U”形,中上段与峡谷段相同,仅在河谷底部有少片阶地,河谷形态较峡谷开阔。

2.1.2侵蚀堆积地形

新生代以来地壳上升强烈,侵蚀切割作用剧烈,谷狭水急,不利于流水堆积,故堆积地形不甚发育,仅在库绒巴、达霍、牙依河、角坝、八窝龙、麦地龙等中宽谷段内有小面积分布,主要为零星的漫滩和阶地。此外,在一些较大的支沟沟口部位亦发育一些规模不等的冲洪积扇;在崩滑堆积区前缘也常有崩坡积分布,见图1。

图1技术战略的类型

2.2地层岩性

规划河段沿岸出露的地层岩性主要为岩浆岩、三叠系浅变质砂、板岩及第四系松散岩类。

2.2.1岩浆岩

沿岸岩浆岩多为规模不大的岩体,沿江两岸均有零星出露。分布面积约占测区面积的20%,主要为中生代中酸性侵入岩,局部亦有喷出岩。侵入岩一般呈岩株、岩墙、岩脉产出。岩性有黑云母花岗岩、花岗闪长岩、普通花岗岩、伟晶花岗岩脉、辉绿岩、辉绿玢岩、玄武岩等构成。花岗岩类一般具有中—粗粒结构,块状构造,矿物成分及其含量野外无法截然分开,一般呈浅灰、灰绿色,岩脉多呈白色,晶粒粗大。

玄武岩主要为三叠系晚期喷出岩,区内仅在加囊西南约2km的上三叠系上统底部有小规模的透镜体产出。岩体呈灰绿色,具杏仁状结构,块状构造。玄武岩夹于深灰色变质细砂岩中。

2.2.2变质岩

依据四川省1∶50万区调查资料,区内有两个地层分区,从马蹄湾以下以江为界,左岸为马尔康分区,出露地层主要为三叠系上统(T3)杂谷脑组、侏倭组、新都桥组和两河口组。右岸为义墩、中甸分区,出露地层主要有古生界二迭系冈达概组和中生界三叠系领麦沟组、三珠山组、索马山组、曲嘎寺组、图姆沟组。

马尔康分区主要岩性为灰黑色浅变质砂岩、深灰—灰黑色板岩。薄—中层状构造,呈互层或夹层产出,总体具有由粗到细的沉积韵律。

义墩、中甸分区主要岩性为深灰、绿灰色板岩、变质砂岩夹角砾状灰岩、结晶灰岩及玄武岩为主,岩层致密坚硬。

2.2.3第四系松散岩类

1.第四系冲洪积物(Qp、Qh

主要包括雅砻江干流及两侧较大的支沟冲洪积形成的阶地、漫滩及冲洪积扇,分布零星。主要分布于恶古河、库绒巴、马河、木恩、牙依河、角坝、阿姜永、西河、八窝龙、麦地龙等宽谷河段及较大的支沟内。区域地质报告中一般未将其详细划分,根据测区的岩性及分布特征,Ⅱ级以上阶地划为更新统(Qp),主要岩性特征为漂石、块石及砾卵石、砂混杂堆积,局部具有层状结构,表层多为含碎块石的砂、粘土,漂砾卵石成分复杂,但多以花岗岩为主,次圆状,风化程度不一,高阶地风化较强烈,部分花岗岩漂砾风化成砂状。岩层多已胶结或半胶结,结构密实。主要在达霍、角坝、八窝龙、麦地龙等地有分布。单层厚数米至数十米。在支沟及干流的I级阶地、漫滩分布区的冲洪积层可划为全新统(Qh),主要岩性成分亦为漂石、块石及砂砾卵石混杂堆积,漂块石及卵石成分仍以花岗岩为主,伴有砂岩、板岩及其他岩石,具次圆状,Ⅰ级阶地一般具层理,台面多为含碎石粘土,支沟内冲洪积层理较差。堆积物结构松散,厚数10米。

2.重力堆积碎块石土(

分布于河流岸坡的缓坡坡面及坡脚地带,主要有牙根—恶古段、达霍—日岗段、牙依河—布林永段、木兄—田埂等段的2500~2800m高程带的坡积体,雨日、夏日、木恩、牙依河、姜忠堂等地的坡积和崩、滑堆积,岩性以碎块石为主,充填少量岩屑及粘土,半胶结至松散状结构,厚10~30m。

3.残积碎块石土(

主要由风化残积物组成,分布于谷肩的平缓山顶区域,由于受本次测绘所用底图幅面限制,对3000m以上区域调查较少,因而图幅内对该类地层反映较少,仅在楞古、鱼儿顶及木里县上田正有零星分布。岩性以碎石夹黄褐色或绛红色粘土为主,结构松散,厚度一般数米。

2.3地质构造与地震

2.3.1规划河段所处大地构造部位

根据现今活动断裂构造的格局,按断块学说,本区处于鲜水河断裂带、安宁河断裂带、则木河—小金断裂带及金沙江—红河断裂带所围的“川滇菱形断块”内,次级构造单元隶属甘孜—丽江断块区,第三级划分为雅江—九龙断块内,如图2所示。

图2川滇菱形断块图

2.3.2河段及其邻区主要构造形迹

根据区调资料反映,雅砻江中游河段外围主要发育有理塘—德巫断裂带和玉农希断裂带。前者位于河谷西部,于理塘—德巫一线呈北西—南东向延伸,至河谷边缘与区内的北北西向断裂归并;后者位于河谷东部,于玉农希—六巴一线向南西延伸,至河谷边缘与区内的北东向断裂归并。

区内构造形迹受区域构造体系控制,以走向近南北向、北北西向和北东向的断裂为主,褶皱次之,各构造形迹展布及特征见表1。

表1规划河段构造形迹特征表

续表

2.3.3新构造运动与地震

进入第四纪以来,测区新构造运动较为明显,主要表现为活动断块边界断裂的差异和块内大面积上升。

1.块内上升运动

块内上升运动强烈,反映在地貌方面的特征主要表现在以下几个方面:

(1)高山峡谷地貌发育

测区外缘沿雅砻江两岸一级分水岭区域,山岳海拔一般在3500~5500m之间,河谷下切深度多在千米以上,河谷形态形成“V”型峡谷及嶂谷,区域内广泛分布不同高度的残余夷平面,显示了测区形成第一级夷平面以来,地壳处于大面积均衡间歇上升状态。

(2)堆积阶地不发育

雅砻江及其支流断续出现高度稳定的多级侵蚀阶地和基座阶地,堆积阶地少见,如麦地龙最高一级阶地高出河水位315m。阶地连续性差,阶面窄,各级阶地高差明显,这些特征说明了在形成阶地的时期间,块内地壳是间歇平稳上升的。

(3)支沟形态的演变

沿雅砻江两侧的支沟,其发源地常有冰斗湖、U形谷,许多冲沟的中上游段往往比较开阔,纵向比降小,但下段汇入干流前往往变窄,切割加深,有些成为悬谷,反映了大面积的抬升,使干流切割速度大于支沟的切割速度,因而加强了支沟下段的侵蚀作用。

2.断块边界差异性活动

断块边界差异性活动主要表现在地震、地热活动及微地貌差异。

(1)地震

有史记载以来,区内地震频繁发生,许多地震震中多位于较大的断裂带上。如1948年6月8日麦地龙地震,震中位于前波断层的北西端,等震线呈椭圆形,长轴与前波断层走向一致。1972年及2001年的雅江县孜河地震,震中也位于宋玉断层和牙依河断层的南西端。测区外围有较多的地震记载,多与断块边界主干断裂有成生联系,地震形成的主要原因是断块边界差异性活动的结果见表2。

(2)地热

区内地热活动主要以温泉形式表现,分布于雅江县牙依河、康定县宋玉、九龙县八窝龙、木里县热水沟、岗尖等地。这些温泉多位于断裂带上,多为裂隙上升泉,水温在40℃左右(见表2),含硫或钙质,其成因与断层有着必然联系。

表2主要地震统计表

(3)微地貌特征

在规划河段下游麦地龙至卡拉河段,顺前波断层带,表现出沿断层两岸阶地截然不同,主要阶地均在左岸,右岸阶地不发育,是该断层活动使右岸(上升盘)抬升,左岸(下降盘)上升相对较慢所致。此外,八窝龙、江忠堂段雅砻江中宽谷、西河、大孔、阿姜、三岩龙支沟等较大支流的发育,均分别受放马坪断层、阿姜断层、三岩龙断层的控制。

综上所述,进入第四纪以来,区内新构造运动强烈,其中牙衣河断层、宋玉断层、八窝龙断层、前波断层为活动断层,对地震、地热活动、微地貌形态均起到一定的控制作用。

2.4水文地质条件

测区属高山峡谷区,雅砻江是区内最低排泄基准面。受气候、地形、岩性及构造条件的制约,区内水文地质条件也有明显的差异。

按地下水贮存条件划分,区内地下水类型主要为松散层孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩溶隙裂隙水。

2.4.1松散层孔隙水

主要分布于河谷沿岸阶地、漫滩及较大支流两侧的松散堆积体及冲洪积扇内。由于该类地层分布零星,规模较小,受斜坡地形控制,其贮存条件欠佳,因此,一般富水性较差,野外调查期间,在该区基本未见泉水出露。在一些较大的冲洪积扇及漫滩分布区,由于分布位置低,受河流侧向补给,地下水相对富集,但雨洪期多被江水淹没。

2.4.2基岩裂隙水

分布范围较广,主要赋存于三叠系(T)、二叠系(P)浅变质岩岩体中。其赋存条件受岩性、构造及地形控制明显。三叠系、二叠系层状变质岩以浅变质的砂板岩为主,粗细交替,具有多个沉积韵律,经多期构造运动影响后,岩层中裂隙发育,含构造裂隙水,各层间具有一定的水力联系,受地形控制,一般在河谷中下部陡崖下及坡脚地带有小股泉水出露,泉流量一般小于1l/s。

另外,在岩层及花岗岩体表部,由于风化裂隙发育,其间含有一定量的风化裂隙水,该类地下水埋藏一般较浅,因此,其动态受气候影响明显,常形成散流或伏流顺松散堆积层排泄。据1/50万区域水文地质普查资料统计,该类地下水平均径流模数一般为3.26~3.35l/(s·km2)。

2.4.3碳酸盐岩溶隙裂隙水

测区碳酸盐岩仅在下段麦地龙—卡拉一带的三叠系、二叠系地层中,呈条块状或夹层状零星分布,分布范围极小,地表溶蚀现象轻微,仅见有小型溶沟、溶槽发育,含少量的溶隙裂隙水,并与相邻砂板岩裂隙水有一定的水力联系。

2.4.4地下热水

区内出露有7处地下热水,分别位于鸡打、宋玉、牙依河、八窝龙、旦波、麻撒、卡拉乡岗尖。其形成条件受构造控制明显,多出露在南北向及北北西向断层带上,泉流量一般1~5l/s,大者达14l/s,水温在40℃左右。

3工程地质岩组及岩体结构划分

根据岩土体的工程地质特性及结构特征,把区内岩土体划分为块状结构工程地质岩组、层状结构工程地质岩组、块裂—碎裂状结构工程地质岩组和松散结构工程地质岩组。各类工程地质岩组及岩体结构划分列于表3。

表3岩土体工程地质类型划分表

3.1块状结构花岗岩类工程地质岩组

主要有三叠系黑云母花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等组成,岩体结构呈块状,其工程地质特性主要表现为岩体坚硬致密,抗风化能力强,岩体较为完整,形成块状结构岸坡。主要分布在牙根段、木灰—楞古段、决尼、大空坝址、孟底沟坝址和扬房沟坝址段。分布面积约占测区面积的20%。

3.2层状结构工程地质岩组

主要有二叠系和三叠系的玄武岩、灰岩、浅变质砂板岩构成。砂板岩常成互层状或夹层状,玄武岩、灰岩多呈夹层状,分布范围极少;根据岩层组合特征及其工程地质特性,将其进一步划分为坚硬—较坚硬工程地质岩组和半坚硬工程地质岩组,前者主要为砂岩夹板岩和砂岩夹玄武岩、灰岩组成的岩组,后者主要为板岩夹砂岩或砂板岩互层的岩性组合。该类工程地质岩组分布广泛,是规划河段内主要岩组,分布情况见附图1。该岩组常构成层状结构岸坡。层面裂隙及次生构造裂隙较为发育,物理地质作用表现较为强烈,工程地质特性较块状花岗岩差。

3.3块裂—碎裂结构工程地质岩组

主要由层状工程地质岩组经构造裂隙分解和进一步的风化作用形成的碎块状岩体。岩块块径一般为20~30cm,岩块多为矩形,多形成镶嵌结构,主要分布于断裂带上和易于形成风化的谷肩地带,厚20~30m,常形成不连续的碎裂结构岸坡,由于其完整性差,因此工程地质特性较块状和层状结构岩组差,易产生崩塌、滑坡、冲蚀、危岩等物理地质现象。

3.4松散结构工程地质岩组

由冲洪积、坡积及重力堆积物组成,主要物质成分为碎块石夹土、含漂石砂砾卵石和含碎石亚粘土等。冲洪积层一般具有层状结构,多形成阶地,主要分布于中宽谷河段内,如达霍、牙依河、姜忠堂—角坝、八窝龙、麦地龙等地,组成不完整的松散结构岸坡。坡积及重力堆积的碎块石土较冲洪积更加松散,不具层理,连续性差,常形成分散的堆积体,如:唐古栋滑坡和夏日滑坡体具有一定规模,形成相应的松散结构岸坡,其他多形成零散的松散堆积体。

由于该岩组结构松散,对地下水,地表水及其他外动力作用敏感性强,因此其工程地质特性较差,易发生坍塌、溜滑、冲蚀等变形破坏。

3.5河谷与岸坡结构类型

3.5.1河谷结构类型划分

根据河谷走向与岩层走向之间的交角及岩体结构,对河谷类型作如下划分:

(1)横向谷:河谷走向与岩层走向之间的交角≥60°的河谷。

(2)斜向谷:河谷走向与岩层走向之间的交角>30°而<60°的河谷。

(3)纵向谷:岩层走向与河流流向的夹角<30°的河谷。

(4)块状河谷:由岩浆岩组成的侵蚀性河谷。

(5)混合型河谷:由岩浆岩和层状变质岩组合而成的河谷。

3.5.2岸坡结构类型

岸坡结构类型的划分主要根据组成岸坡岩体的结构和岩层倾向与岸坡坡向之间的夹角两大因素。按岩体结构,规划河段内岸坡可分为块状结构岸坡、层状结构岸坡、碎裂结构岸坡和松散结构岸坡。按岩层倾向与岸坡坡向的夹角可划分为横向坡、反向坡、顺向坡、斜顺向坡、斜反向坡。将两者进行组合,区内大至可划分出12种岸坡结构类型,如表4。

表4岸坡结构类型划分表

4地质灾害发育现状及发育规律

4.1地质灾害发育现状

规划河段内目前发育滑坡、崩塌、泥石流、剥落、危岩、坍塌等变形破坏现象,其中以滑坡、崩塌、泥石流为主要变形破坏形式。经野外实地调查,规划河段内目前共有各类变形体184个。总方量约37640.7万m3,线密度0.93个/km,线变形模数约189.82万m3/km。其中>1000万m3的特大型崩滑体6处。

(1)滑坡。规划河段内共有滑坡54处,体积≤10万m3的有7处,体积大于10万m3,小于50万m3的有21处,体积大于50万m3,小于100万m3的有7处,体积大于100≤1000万m3的有14处,其中大于1000万m3的特大型滑坡体5处。滑坡主要发育在砂板岩地层中,其主要类型为拉裂式,滑坡成因主要为高高程岩体在强风化作用下形成碎裂结构岩体,在地形、降雨、地震等因素作用下形成滑坡。堆积物多为碎块石土,形成不稳定岸坡,较大的滑坡体常形成边滩或堵江,形成险滩。

(2)崩塌。规划河段共发育崩塌体89处,体积≤10万m3的有39处,体积大于10万~50万m3的有38处,体积大于50万~100万m3的有7处,体积大于100万~1000万m3的有4处,其中大于1000万m3的特大型崩塌体1处。崩塌多发生在岸坡中部的陡、缓坡变坡地带,多以层状碎裂岩体为主,其成因主要为岩体在构造作用下,形成多组裂隙切割,经风化进一步作用后,形成碎裂岩体,在地形控制下,产生卸荷作用,最终导致失稳崩落。崩塌体变形特征多以浅表层崩落为主,一次性形成大规模崩塌较少。崩塌体形成碎块石堆积,堆积体多呈锥状,有些形成大片石漠,是岸坡松散堆积物的重要组成部分,也是今后库岸变形的主要地段。

(3)泥石流。规划河段共发育泥石流沟38条,其中大—特大型泥石流沟23条,泥石流沟在规划河段两岸均有分布,且较分散。其类型多以沟谷型泥石流为主,堆积物以巨大漂石、块石和碎石为主,含泥质较少,在调查的泥石流沟谷中,仅唐古栋滑坡体形成的泥石流含泥质成份较多,为粘性泥石流,其余均为稀性泥石流。泥石流发育规律表现出受岩性及地貌形态控制明显,其一多位于层状砂板岩地层分布区。其二以坡面型冲沟发育为主,成形的较大的支沟一般无泥石流活动。泥石流活动特征主要取决于物源区供给量的多少、沟谷形态及降雨强度。规划河段内泥石流沟多为年轻的坡面冲沟,沟床坡降大,沟谷延伸距离短,物源区多位于3000m高程以上的区域,岩体风化强烈,物源丰富,沟谷水流量枯、洪期悬殊较大,在强降雨作用下,沟水流量呈数倍、甚至数十倍增长。成为泥石流活动的主要激发因素,因此,泥石流多随降雨作用呈间隔性的活动。一次性携带量取决于降雨强度的大小。

泥石流堆积物多为轴线坡度3°~5°的扇体,对江水形成阻碍,多数形成险滩,也是河段淤积的重要固体物质来源。

4.2变形体分布及发育规律

从野外调查的实例资料和各项统计结果表明,规划河段内斜坡变形破坏的规律主要有以下几点:

(1)变形体分布规律右岸多于左岸。全河段的146个崩滑体,分布在右岸的有92个,左岸有54个,两者之比为1.75∶1。其中大中型以上的崩滑体有85%分布在右岸。

(2)浅层变形较多。从调查的崩滑体平面形态、变形体厚度及滑移面形态特征分析,区内除几处特大型崩滑体外,大型、中小型变形体多具有面积大,厚度小的特点,反映出变形体以浅层变形为主,尤其是崩塌体,其活动特征多为多次剥落,没有明显的一次性形成的变移面。变形体厚度一般小于10m。

(3)层状岩层多于块状岩层。组成规划河段的岸坡岩层主要为三叠系中、上统的砂板岩,一般属半坚硬—较坚硬岩层。岩层中除原生层面外,节理裂隙发育,且易于风化作用。外表部形成碎裂结构岩体,因此较有利于变形破坏的产生,尤其利于浅层滑坡及剥落形成。从统计资料看出,发育在层状岩层中的各类变形体127处,而发育在块状(花岗岩)岩体中的变形体为12处,两者之比为11∶1。

(4)地貌位置较为明显。纵观沿岸变形体分布的位置,可明显反映出一定的规律性,即多分布在岸坡的中下部,这些部位多为上部缓坡向下部陡坡转变的变坡地带,坡度一般在60°以上,临空面较大,利于卸荷作用,因此是变形体多发地段。

4.3变形破坏控制因素分析

从区内变形体分布规律、规模、物质结构等特征综合分析,影响变形破坏的因素主要有以下几种:

4.3.1地形控制因素

由于雅砻江的强烈下切,沿江形成高山峡谷地貌,河谷断面呈“V”形峡谷或嶂谷,岸坡陡竣,尤其是下部近河床地段,坡度多大于60°,局部在80°以上,多部分形成谷中谷。加之坡面沟谷的冲蚀破坏,岸坡完整性一般较差,从而使一些坡体三面临空,因而加剧了斜坡岩体的变形破坏。

此外,由于河谷中下部岸坡陡竣,岩土体蕴含地下水的能力较低,因此,中下部坡面植被稀少,基岩裸露,利于浅部岩层的风化作用,至使表部岩层风化裂隙十分发育,岩层尤其是层状砂岩、板岩多呈碎裂结构,直接导致浅表部岩层变形,从而破坏其形成。

4.3.2岸坡结构

岸坡结构是斜坡变形破坏的物质基础,不同的岩性组合、不同的岸坡结构类型在很大程度上控制着斜坡变形破坏的方式和规模。

在坚硬完整的花岗岩体中,一般仅在地形控制下的临空陡峭地段形成小规模的崩塌,而在层状岩层中,尤其在砂岩与板岩互层产出的地层中,由于层面及次生裂隙的存在,易于风化作用,岸坡岩体多形成碎裂结构。因此,变形破坏的规模、变形率及变形模数均高于坚硬完整的岩体。

在下软上硬的岸坡结构区,也常形成较大规模的崩滑体,如夏日滑坡就是典型案例。

4.3.3构造因素

在断层分布区,受断层影响,岩层较为破碎,在地形控制下易形成变形破坏。规划河段的左岸由于发育多条主干断裂,因此左岸变形体发育多于右岸。

⑹ 什么是地质岩组

组是一个比较小的单元。。是个地质分层的单位,比如
东营凹陷

沙河街组
、东营组、馆陶组,,泌阳凹陷下
第三系
的核桃园组等等,,岩性就是该组内的岩石(或岩屑)的特性。。

⑺ 地质灾害信息系统

整理集成全国地质环境与地质灾害调查、监测和研究成果,编制全国地质灾害气象预警预报信息图层30个,建立全国地质灾害气象预警预报信息系统。

5.2.1 信息图层编制原则

在地质灾害气象预警信息图层编制过程中,充分考虑到影响地质灾害发生的各种地质环境背景条件因子、历史地质灾害点分布、社会经济条件、人类工程设施等因素。依据如下几个原则:

1)全面性。将目前能够收集到的影响地质灾害发生的各种因素,尽可能地考虑全面,至于每种因素的影响贡献大小在权重计算部分考虑。

2)时效性。每个信息图层的编制中,尽可能以最新最翔实的数据资料为基础,从而保证对最新资料信息和研究成果的及时利用和更新。

3)适用性。收集到的数据资料,根据全国地质灾害气象预警预报的具体工作实际需要,进行相应的改编处理。

4)最大可能使用数据。全国地质灾害气象预警预报的基本比例尺定位为1∶100万,一些关键的图层数据,如地理底图、地质底图、土地利用底图均可达到1∶100万的比例尺需求,但部分信息图层无法达到1∶100万的比例尺,本项目本着最大可能使用数据的原则,暂且采用小比例尺的图层直接投影变换代替,以后工作中再逐步更新。

5.2.2 信息图层概况

信息图层的投影参数如下:

比例尺:1∶100万

投影类型:亚尔博斯等积圆锥投影坐标系;坐标单位:mm

第一标准纬度:25°00༼″;第二标准纬度:47°00༼″

中央子午线经度:105°00༼″;投影原点纬度:0°00༼″

地质灾害气象预警预报信息图层基本情况见表5.1。

5.2.3 信息图层说明

各信息图层编制按照各因子的分布特点进行分级。

5.2.3.1 年均雨量

全国年均雨量分为11个级别,各级别年均雨量分段:<50mm,50~100mm,100~200mm,200~400mm,400~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1600mm,1600~2000mm,>2000mm。

5.2.3.2 年均气温

根据《中国自然地理图集》(2004),将全国年均气温分为9个级别,各级别年均气温分段如下:<-4℃,-4~0℃,0~4℃,4~8℃,8~12℃,12~16℃,16~20℃,20~24℃,>24℃。

5.2.3.3 年蒸发量

根据《地下水资源与环境图集》(2004),将全国年蒸发量分为10个级别,各级别分段如下:<500mm,500~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1400mm,1400~1600mm,1600~2000mm,2000~2400mm,>2400mm。

表5.1 全国地质灾害气象预警预报信息图层简表

5.2.3.4 年干燥度

干燥度,又称干燥指数或干燥因子。描述气候干燥程度的指数,与湿润系数互为倒数,一般用水分的可能消耗量与收入量的比值表示。它是表征一个地区干湿程度的指标。

根据《地下水资源与环境图集》(2004),将全国年干燥度分为12个级别,各级别分段如下:<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

采用第三代《中国地震烈度区划图》(1990),将全国地震烈度按5级区划:Ⅴ度区、Ⅵ度区、Ⅶ度区、Ⅷ度区、Ⅸ度区。

5.2.3.6 历史地震点

来源于科学数据共享工程,中国地震局共享数据网,近年来(1999年1月1日至2006年11月2日)的已发地震点数据,共203个。

5.2.3.7 地层岩性

根据“中国地质科学院地质研究所,1∶100万地质图”重新进行编制划分。

(1)划分原则

地质灾害的产生与地层岩性关系密切。地层岩性是地质灾害形成的内在因素,对地质灾害的产生起着主导和控制作用,岩性及其组合特征的控制作用决定着地质灾害的区域分布。从沿海向内陆,地层岩石由火成岩为主变为变质岩、碎屑岩相间分布,进而变为碳酸盐岩、碎屑岩、变质岩相间分布。

斜坡岩土体的性质及其结构是形成滑坡、崩塌的物质基础。一般易形成滑坡、崩塌的岩体,大都是碎屑岩、软弱的片状变质岩,岩性多为泥岩、页岩、板岩、含碳酸盐类软弱岩层、泥化层、构造破碎岩层。这些软弱岩层经水的软化作用后,抗剪强度降低,容易出现软弱滑动面,形成崩滑体。

黏性土滑坡在四川分布密集,在中南、闽、浙、晋西、陕南、河南等地也较密集,在长江中下游、东北等地也有一定分布;半成岩类粘土岩滑坡在青海、甘肃、川滇地带、山西几个断陷盆地中分布密集;黄土滑坡在黄河中游、青海等省较密集;泥岩、千枚岩、砂质板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、云南、四川、甘肃等地十分发育。

泥石流主要发育在变质岩区和黄土区,火成岩区和碎屑岩地区次之,碳酸盐岩地区泥石流相对不发育。

根据全国地质灾害发育的普遍规律并结合不同地区地质灾害发育的特殊性,主要考虑以下几个方面的原则划分地质灾害敏感性岩组。

1)地层岩性与地质灾害分布的关系;

2)地层岩性的成因、物质组成与空间分布特征;

3)地层岩性的时代;

4)岩土体(不同时代地层)的工程地质性质;

5)水岩相互作用的敏感性;

6)1∶100万中国地质图的精度。

(2)划分方案

根据地质灾害发育的普遍规律以及地层岩性对地质灾害的敏感程度,将地质灾害敏感性岩组划分为10种类型。敏感性指数值越高,则相应的岩组对地质灾害的发生也越敏感。

Ⅰ类:主要为水体、粉砂质食盐、食盐壳、盐碱壳、风积物砂等区域,这些区域不会发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。

Ⅱ类:主要是火成岩类。岩性为闪长岩、石英闪长岩、辉长岩、花岗岩、辉绿岩等,岩性坚硬,力学强度大,是很好的地基和建筑材料。

Ⅲ类:主要是火成岩类。岩性为钾长花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩、片麻状花岗岩、斜长花岗岩、紫苏花岗岩、正长岩、石英正长岩、煌斑岩、白岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、辉石闪长岩、辉长闪长岩、花岗斑岩、英安斑岩、辉绿岩、橄榄岩、橄榄辉绿岩、玄武岩、橄榄玄武岩、苦橄玄武岩、石英二长岩、石英二长斑岩、辉石岩、角闪正长岩、闪长玢岩、英安玢岩、辉绿玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、碱性岩、英安岩、粗面岩、科马提岩、云辉二长岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、细碧岩、石英钠长斑岩、霏细斑岩、辉长苏长岩等,岩性坚硬,力学强度较大。

Ⅳ类:主要是变质岩类和部分火成岩及沉积岩。岩性为白云质灰岩、灰岩、白云岩、黑云母花岗岩、白云母花岗岩、黑云斜长花岗岩、二云母花岗岩、流纹岩、变粒岩、片麻岩、角闪岩、砂砾岩、砾岩、变质橄榄辉长岩、糜棱岩、蛇纹岩、大理岩、珍珠岩、硅质岩、蛇绿岩、浅粒岩、岩溶角砾岩、铝铁岩系、黑云角闪闪长岩、斑状云母橄榄岩、榴辉岩、黑云母霞石白榴岩、霏细岩等,岩性较坚硬,力学强度较大。

Ⅴ类:主要是沉积岩类。岩性为页岩、夹页岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、凝灰岩、糜棱岩等,半坚硬岩组,力学强度较低,易风化,遇水软化,是地质灾害较易发生的地层。

Ⅵ类:主要是沉积岩类。岩性为泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、夹泥岩、粘土岩、泥页岩、煤系、泥质粉砂岩、冰碛泥砾岩等,半坚硬岩组,力学强度低,遇水泥化,是地质灾害容易发生的地层。

Ⅶ类:岩性为黄土、黄土状土,黄土的地层年代为Q1p,Q2p,渗透性弱、抗剪强度高。

Ⅷ类:主要为冲海积物、海积物、冲湖积、湖积、沼泽堆积、石英斑岩风化层、花岗斑岩风化层等松散层。

Ⅸ类:主要是冲积物、冲洪积物、洪冲积物、残坡积物、坡冲积物、冰碛物、苦橄玄武岩风化层、辉绿岩风化层、花岗岩风化层、冰积物等松散堆积物,是产生地质灾害的主要物源。

Ⅹ类:岩性为黄土,地层年代为Q3p,Qh,疏松、大孔隙,垂直节理发育,渗透性强、抗剪强度低、具湿陷性(表5.2)。

5.2.3.8 断裂分布

根据“中国地质科学院地质研究所,1∶100万地质图”编制。考虑到网格单元的大小和断层断裂的影响范围,计算时采用网格区内断层断裂的密度进行计算。

5.2.3.9 第四系成因时代

根据1∶250万第四纪地质图编制,将第四系的成因时代分为7类:N2-Q1p,Q,Qp,Q1p,Q2p,Q3p,Qh。

5.2.3.10 岩土体类型

来源于1∶400万岩土体类型图,将岩土体类型分为7类:火成岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩、砂质土、黄土、其他土。

5.2.3.11 第四系成因类型

根据1∶250万第四纪地质图编制,将第四系成因类型分为19类:冰碛、冰水沉积、冰水-洪积、冰水-湖积、洪积、残积、残坡积、冲积、冲积-洪积、冲积-湖积、寒冻风化残坡积、红土化残积、黄土堆积、风积、湖积、坡积、岩溶化残坡积、火山堆积、海陆交互相及海相堆积。

表5.2 中国工程地质岩组划分表

5.2.3.12 水文地质类型

将水文地质类型分为5大类、18亚类:

1)松散沉积孔隙水(滨河平原冲海积层孔隙水、堆积平原冲洪积层孔隙水、黄土高原黄土层孔隙水、内陆盆地冲洪积层孔隙水、沙漠风积沙丘孔隙水、山间盆地冲积层孔隙水);

2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩浆岩裂隙水、山地变质岩裂隙水);

3)多年冻土冻结层上水(高纬度山地基岩冻结层上水、中低纬度高原基岩冻结层上水、中低纬度高原松散沉积冻结层上水);

4)碳酸盐岩裂隙溶洞水(峰丛峰林裂隙溶洞水、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

从1∶100万地理地貌底图中提取,将海拔高程分为6类:极高海拔(>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

从1∶100万地理地貌底图中提取,将地形起伏分为6类:极大起伏(>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 地貌类型

从1∶100万地理地貌底图中提取,并重新归类,将地貌类型分为11类:山地、黄土梁峁、黄土台塬、黄土塬、风蚀地貌、台地、平原、冲积扇平原、低河漫滩、现代冰川、湖泊。

5.2.3.16 土壤侵蚀

根据“中国土壤侵蚀图”,将土壤侵蚀类型及侵蚀强度分为3大类、15亚类:

1)水力侵蚀(剧烈侵蚀、极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、无明显侵蚀、微度侵蚀);

2)冻融侵蚀及冰川侵蚀(强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀);

3)风力侵蚀(极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀)。

5.2.3.17 水系

从1∶100万地理底图中提取的线形河流。实际计算时,采用网格单元内水系密度参加计算。

5.2.3.18 植被

从1∶100万地理地貌底图中提取,将植被覆盖分为6类:红树林滩、森林、经济林与竹林、灌木林、草地、其他。

5.2.3.19 土地利用

根据“1∶100万土地利用类型图”编制,将土地利用类型分为6大类、13亚类。分别是: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(高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地);④水域;⑤城乡工矿居民用地(城镇用地、农村居民点、其他建设用地);⑥未利用土地。

5.2.3.20 公路

从1∶100万地理底图中提取的线形公路,又分为5类,即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。实际计算时,采用网格单元内所有公路密度参加计算。

5.2.3.21 铁路

从1∶100万地理底图中提取的线形铁路,补充青藏铁路线路。实际计算时,采用网格单元内铁路密度参加计算。

5.2.3.22 矿山点

全国矿山调查点共11万多个。

5.2.3.23 分县人口密度

根据2003年人口普查数据,分县计算人口密度,分为5类:>750,450~750,150~450,50~150,<50。单位:人/km2

5.2.3.24 水坝分布

从1∶100万地理底图中提取,水坝工程点共885个。

5.2.3.25 塔庙宇文化要素分布

从1∶100万地理底图中提取,包括塔、庙宇和其他文化设施,计193个点。

5.2.3.26 灾害点—滑坡

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据,2004~2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的滑坡灾害点数据。合计45917个点。随着更新的数据成果,将继续更新。

5.2.3.27 灾害点—泥石流

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据,2004~2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的泥石流灾害点数据。合计9253个点。随着更新的数据成果,下一步将继续更新。

5.2.3.28 灾害点—崩塌

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据,2004~2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的崩塌灾害点数据。合计13094个点。随着更新的数据成果,下一步将继续更新。

5.2.3.29 地震动参数

根据“中国地震动参数图GB18306-2001”,分为7个级别:≥0.40,0.30,0.20,0.15,0.10,0.05,<0.05。单位:g。

5.2.3.30 中国第四纪岩性图

根据1∶250万第四纪地质图编制,将第四系岩性分为11类:

砾质土;砂质土;黏质土;黄土类土;盐类为主;砾质土、黄土类土;黏质土、砂质土、砾质土;砂质土、黏质土;黏质土、砾质土;砂质土、砾质土。

⑻  评估区自然地理和地质环境

一、自然地理概况

(一)地形地貌

评估区地形复杂多样。西段为晋西黄土高原和吕梁山地,中段为临汾盆地,东段为太岳、太行山地,地形起伏变化较大,海拔在430~1500m,相对高差1070m。总的地势是中部低,东、西两侧高。永和关—化乐(EA001—EC144),长度113.803km,为晋西黄土高原。地形破碎,沟壑纵横,海拔600~1500m,相对高差900m,由东向西倾斜,黄河岸边一带最低,海拔在600m左右。双锁山最高,海拔1503m,是芝河和桑壁河的地表分水岭。化乐—土门(EC144—ED073),长度233.55km,海拔700~1500m,相对高差800m,属吕梁山南部余脉。土门—大阳(ED073—ED121),长度22.551km,为临汾盆地区,地势平坦,海拔430~700m,相对高差270m,汾河现代河床为最低点,海拔430m。大阳—东要(ED121—EF037),长度25.7144km,为侵蚀黄土台地,海拔700~1100m,相对高差400m,地形自西向东逐渐升高。东要—斑鸠岭(EF037—EJ102),长度138.0611km,为太岳、太行山地,海拔700~1400m,相对高差700m。

根据地貌形态和成因划分为中山、低山、台地与丘陵、山间河谷和山间盆地5类地貌类型和16个亚区。详见表10-1。

(二)气候气象

评估区属暖温带半干旱大陆性季风气候。多年平均气温7.9~12.6℃,极端最低气温-18.6~-25.6℃,极端最高气温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,山区大于盆地,东南部大于西北部,降水主要集中在每年的6~9月,约占全年降水量的70%。年蒸发量893.4~2034.2mm。春冬季以西北风为主,夏秋季以东南风居多,平均风速1.4~2.8m/s。最大冻结深度永和、蒲县103~107cm;临汾、浮山、沁水61~67cm;阳城、泽州41~43cm。

(三)河川水文

评估区主要河流有芝河、昕水河、汾河、沁河,均属黄河水系。黄河是陕西、山西两省的天然分界线,自评估区西端流过。与管线相交的主要河流基本情况见表10-2。

二、地质环境条件

(一)地层岩性

评估区出露地层有古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和中生界三叠系以及新生界新近系、第四系,自西向东地层时代由新到老。

永和关—化乐(EA001—EC144),主要分布为第四系上、中、下更新统和新近系松散层,永和一带出露三叠系铜川组和延长组。隰县—蒲县出露三叠系刘家沟组和和尚沟组,二马营组零星出露。化乐—土门(EC144—EC073),分布奥陶系、石炭系、二叠系的下马家沟组—上石盒子组。土门—大阳(ED073—ED121),全部被第四系上更新统和全新统松散土覆盖。大阳—东要(ED121—EF037),分布第四系中、上更新统及新近系松散层,局部有三叠系中、上统铜川组、延长组及侵入岩出露。东要—斑鸠岭(EF037—EJ102),出露寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系,其中浮山—沁水间以三叠系为主,沁水—阳城以二叠系出露广泛,阳城—泽州(斑鸠岭)以奥陶系居多。评估区综合地层见表10-3。

表10-1地貌分区说明表

续表

表10-2河流基本情况一览表

表10-3评估区地层综合柱状表

(二)岩土工程地质特征

根据岩土体的岩性、结构、物理力学性质等的差异,山西段沿线出露的岩土体可划分为7个工程地质岩组,即:

1.坚硬夹软弱中厚—厚层状岩类(

、O1、O2x、O2s)

分布于泽州县晋庙铺、李寨和吕梁山一带。由寒武系上统和奥陶系中下统碳酸盐岩组成。灰岩干抗压强度115~140MPa,软化系数0.78;泥灰岩软化系数0.33~0.44。溶洞、溶沟、落水洞等岩溶现象发育,溶蚀作用较强烈。

2.较坚硬厚层状岩类(T1l)

广泛分布于浮山县东部—沁水县。由三叠系刘家沟组较坚硬厚层状砂岩构成。

3.软弱夹坚硬薄—中厚层状岩类(C3t、C3s、P1x、P2s、P2sh、T2er、T2t、T3y)

广泛分布于浮山东部—泽州李寨、犁川,零星分布于吕梁山一带。由石炭系上统太原组和山西组、二叠系下统下石盒子组与上统上石盒子组和石千峰组、三叠系中统二马营组与上统铜川组和延长组组成。岩性主要为砂岩、灰岩、泥页岩及煤层。岩石干抗压强度10~100MPa,软化系数0.3~0.7。

4.软弱薄层状岩类(C2b、T1h)

零星分布于阳城县润城和泽州县李寨、犁川等地及沁水县大尖山山顶。由石炭系本溪组铝土质页岩、三叠系下统和尚沟组泥页岩组成。岩石干抗压强度10~40MPa,软化系数0.3~0.60铝土页岩和泥页岩呈碎片状,易风化。

5.粘性土类(N2+Q1

零星分布于管线西段永和—蒲县黄土沟谷,由新近系和第四系下更新统构成。岩性为棕红色粘土、粉质粘土,含数层钙质结核。土质较均匀,中密,呈可塑—硬塑状态,无湿陷性和胀缩性。承载力200~300kPa。

6.黄土类(Q2+3

广泛分布于永和县—蒲县和浮山县。由第四系中、上更新统构成,岩性为粉土。离石黄土(Q2)成因为洪积,黄褐色,上部稍湿,中密,具湿陷性,中下部湿陷性逐渐减弱,直至消失。马兰黄土(Q3)成因为风坡积,浅黄—黄褐色,稍湿,稍密—中密,具湿陷性,多属自重湿陷性黄土。北留—周村一带马兰黄土成因为坡洪积,浅黄色,稍湿,稍密,具湿陷性,属非自重湿陷性黄土。

7.砂卵砾石类(Q4

条带状分布于芝河、昕水河、沁水河、芦苇河、沁河等山间河谷,由第四系全新统组成,岩性主要为砂卵砾石,颗粒大小不均。

(三)地质构造与地震

山西处于一级构造单元华北准地台的中部。总体可划分为鄂尔多斯断块(台坳)和吕梁—太行断块(山西断隆)。管线经过的构造单元见表10-4,各单元构造形迹见图10-1。评估区共有断裂19条,与管线相交的有12条,其中有4条具活动性。

(1)离石断裂:是鄂尔多斯断块与吕梁—太行断块的分界构造,总长约270km。发生于蒲县一带的3次5级地震均位于该断裂。

(2)罗云山山前活动断裂:洪洞—临汾凹陷北段西界断裂。走向呈北北东向,延伸长度20km。自新生代起,断裂的西盘呈反向发展为正断层,东盘下降,不但石炭系、二叠系被错断,第四系下更新统也被错断。据钻孔揭示,上更新统底界埋深近40m,按晚更新世10万年计算,断层平均活动速率为0.4mm/a。

表10-4评估区构造单元区划表

(3)浮山活动断裂:是临汾—运城新裂陷东侧断裂,与管线相交于EF038的298°方向600m处,走向北北东,延伸长度约70km。在北王—北韩和赵家坡都可见断陷错断中更新统、上更新统下部。在王子堡村东,中更新统被错断达50m,表明断裂活动至第四纪中更新世、晚更新世早期仍有活动。1209年沿断裂带发生过

级地震。

(4)晋获活动断裂:又称太行大断裂,是沁水块坳与太行山块隆的分界断裂,断裂南端距管线(EJ012)1300m,总体走向北北东,山西境内延伸长度约320km。在该断裂经过的和顺、高平、晋城等发生过多起地震,属继承性活动断裂。

管线经过汾渭地震带(也称山西地震带)。据记载,山西地震带绝大多数中、强地震集中在临汾断陷盆地中;而两侧山区地震相对较少,是地震活动较弱的地区。

从公元446年到2000年,盆地内记录到M≥4级的地震14次,其中

级地震4次,

级地震1次,8级地震1次(表10-5)。据地震部门分析认为1695年临汾

级地震后,临汾盆地处于以积累应变能为主的稳定状态,未来该地区发生最大地震为

级。

西气东输管道工程地质灾害危险性研究

根据最新地震区划,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—云中山东麓Ⅶ度,云中山东麓—大阳(临汾盆地)Ⅷ度,大阳—沁水Ⅶ度,沁水以东Ⅵ度。地震动加速度峰值:午城以西50gal,午城—云中山东麓100~150gal,云中山东麓—浮山200gal,浮山—沁水100~150gal,沁水以东50gal。地震危险性分析,临汾为8级潜在震源区,浮山为7级潜在震源区。

(四)水文地质条件

评估区地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水4类(图10-2)。各类水对管线施工和运营影响不大。

1.松散岩类孔隙水

(1)丘陵区

黄河以东及临汾盆地两侧黄土丘陵区,大面积出露黄土类土,地下水含水层为粉土、粉质粘土,局部为砂砾石或钙质结核,由于受水的侵蚀切割作用,沟谷发育,不利于地下水的储存。在梁峁地区一般是透水而不含水,仅在冲沟沟头,当下伏新近系红土隔水时,局部赋存少量上层滞水或潜水,动态变化大,没有统一的地下水位,富水性较差,仅能作为人畜饮用水源。在现代较大山间河谷中,由于受地表水的补给,富水性相对较好,如昕水河蒲县河段和芦苇河芹池—润城。水位埋深2~10m。管线在河谷地段有时要遇到地下水。水质类型以HCO3—Ca型为主,矿化度20~45mg/L。

(2)盆地平原区

① 浅层潜水

图10-1西气东输管道工程山西段地质构造图

燕山期断块:1.二级构造单元界线;2.三级构造单元界线;3.四级构造单元界线;喜马拉雅期新裂陷:4.新裂陷边界线;5.新裂陷内次级单元界线;6.背斜、向斜;7.推测背向斜;8.基底断裂;9.盖层断裂;10.一般断裂;11.正断层;12.性质不明断断层(实测、推测);13.管道线路

在临汾盆地中部,含水层为上更新统和全新统砂、砂砾石层,厚10~30m,是良好的含水层,地下水量丰富,且有由中心向两侧递减的规律。地下水由边山向汾河方向径流,排向河流。水质类型为HCO3·SO4—Na·Mg型水,矿化度100~300mg/L;高阶地和山前地带水质良好,为HCO3·SO4—Ca·Mg型水,矿化度50~100mg/L。该区地下水位埋深5~12m,水位年变幅0.2~1.5m,水位以下在细砂分布地段有液化现象,对管道施工有影响。

② 中深层水

中深层水含水岩组为中下更新统冲洪积、湖积砂层、粉质粘土,含水层厚度30~50m,具承压性,富水性中等,水质类型为SO4·Cl—Na、HCO3·SO4—Na、HCO3—Na·Mg型水,矿化度50~300mg/L。地下水位埋深在30~160m,对管线无影响。

2.碎屑岩类裂隙水

含水介质主要为二叠系和三叠系砂页岩,广泛分布于永和—蒲县、沁水—阳城地段,由于含水层出露位置较高,地形切割严重,降水入渗后多在沟谷低凹处以下降泉的形式排泄于地表。泉流量一般小于1L/s,富水性属水量贫乏,水化学类型多属重碳酸型和重碳酸硫酸型,矿化度130~550mg/L,动态呈季节性变化。

3.碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水

含水岩组为石炭系山西组和太原组。零星出露于阳城县润城—北留和蒲县黑龙关、泽州李寨、犁川、晋庙铺和阳城润城等地,含水介质主要为砂页岩间所夹5~7层灰岩,同时灰岩下部的煤层和页岩起相对隔水作用,较富水,单井涌水量多在360~960m3/d,但由于采煤影响,破坏了含水层结构,致使地下水呈逐渐疏干状态,水化学类型一般为重碳酸硫酸型,矿化度210~1290mg/L。

4.碳酸盐岩类裂隙岩溶水

主要出露于泽州县,在临汾盆地西边山一带也有零星分布。含水岩组主要为上、下马家沟组。含水介质主要为灰岩。富水性极不均匀,评估区内出露的岩溶大泉有龙子祠泉、延河泉、三姑泉等,泉水出露标高分别为478m、464m、302m,流量分别为623L/s、4500L/s、3370L/s,水化学类型分别为HCO3—Ca型、HCO3·SO4—Ca型,HCO3·SO4—Ca·Mg型,矿化度分别为500mg/L、370mg/L、430mg/L。

(五)矿产资源

评估区蕴藏的固体矿产集中分布于沁水块坳,即EF—EJ段,其次是吕梁块隆,即EC段东部和ED段西部,主要有煤、铁、石灰岩、粘土矿、铝土矿、重晶石、白云岩等十余个矿种。其中分布面积和蕴藏量最大的为沁水煤田和河东煤田,目前探明的储量仅晋城就达271.77亿吨,占山西无烟煤的54.65%,占全国无烟煤的25.6%。含煤地层主要为石炭系太原组和山西组。太原组含煤5~8层,其中15#煤厚1.23~7.7m,稳定可采,属主采煤层,9#、10#在EF段局部可采;山西组含煤4层,其中3#煤厚3.42~6.91m,稳定可采,属主采煤层。评估区现有煤矿159座,年产量一般在10万吨以下,较大的有临汾蛇凹沟,蒲县黑龙关、阳城卧庄煤矿,年产量分别达21万吨、30万吨、21.9万吨。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。管线经过的煤矿有19座。

铁矿分布于EF、EH、EJ段,含矿层位主要是中石炭系本溪组底部,一般厚0.5~2m。多为小型矿床或矿点,评估区内铁矿共有53座,集中分布于EH段。其他矿种储量小,呈零星点分布,开发利用程度低。

此外,在EG—EH段的沁水煤田还蕴藏有丰富的煤层气资源。含气面积约400km2,煤炭平均埋深在600~700m,3#、9#、15#煤总厚约15~20m,目前探明地质储量1000多亿m3,属特大型非常规天然气田。

图10-2西气东输管道工程山西段水文地质图

松散岩类孔隙水:1.水量丰富;2.水量中等;3.水量贫乏;碳酸盐类裂隙岩溶水:4.水量中等;5.水量贫乏;碎屑岩类裂隙水:6.水量中等;7.水量贫乏;8.变质岩类裂隙水;9.岩浆岩类裂隙水;10.有供水意义的下伏岩溶水含水岩层(中等富水);11.

;12.

;13.断裂;14.活动性断裂;15.推测隐状断裂;16.地下水类型及富水程度界线;17.水位下降漏斗区;18.泉域边界线;19.地下水流向;20.输气管道线路

三、人类工程活动对地质环境的影响

评估区地质灾害主要是因采煤、铁引起的地裂缝、地面塌陷和由此而诱发的滑坡和崩塌,人类工程活动破坏或恶化了自然地质环境,这是不可恢复和很难恢复的。有些非人为引起的灾种经改造后逐渐消失,如临汾盆地(ED段)以往盐碱化严重,多年来人类在生产活动中对其整治、改良,目前盐碱化已消失。

四、地质环境条件复杂性等级的分段划分

地质环境条件简单的管线长度88.504km,占总长的27.36%;中等的管线长度122.26km,占全长的37.80%;复杂的管线长度112.72km,占全长的34.84%。地质环境条件复杂程度分段划分见表10-6和图10-3。

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