甘肃主要城市地质灾害特征及防治措施探讨

2011-05-26 02:46
中国地质灾害与防治学报 2011年2期
关键词:斜坡泥石流黄土

周 斌

(甘肃省地质环境监测院,甘肃 兰州 730050)

0 概况

甘肃省是我国文化、经济发展较早的省份之一,地处黄河上游。在地形地貌上处于青藏高原、黄土高原与内蒙古高原的交汇处,分属于黄河流域、长江流域和内陆河流域。省境由东南向西北斜长绵亘,地跨我国东亚季风区、西北干旱区、青藏高寒区等三大自然区,降水量从东南向西北递减,年降雨量多集中在6~9月份,占全年的50% ~70%。

全省境内历经多期造山运动,地质构造、地形地貌、地质地理条件十分复杂。受上述条件制约,区内地质灾害环境恶劣,地质灾害问题复杂多样。

甘肃省城市地质灾害非常严重,兰州、天水、陇南等城市地质灾害危害严重。每年汛期是地质灾害的高发时期,居住于地质灾害危险区的居民往往人心惶惶。而政府也必须付出高昂的管理代价防治地质灾害。因此,地质灾害无论是对居民的心理和政府的财力都提出了严峻的考验,其影响是综合的和巨大的。

1 地质灾害史

甘肃省地质灾害种类多、分布范围广,城市地区地质灾害主要分布在兰州、天水、定西、平凉、陇南、临夏等东部城市,白银、武威、张掖、金昌、嘉峪关、酒泉、敦煌、合作等城市地质灾害不发育[1]。

甘肃省城市地质灾害发生的历史悠久,近、现代关于地质灾害的记录较多。建国以来,地质灾害造成的损失更是触目惊心,死亡数十到数百人的灾害多有记载。天水罗峪沟泥石流、锻压机床厂滑坡、2010年“8.8”特大山洪泥石流等均造成了惨重的灾害,在国内都属罕见(表1)。

2 主要城市地质灾害类型

甘肃省城市地区地质灾害类型主要有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流、地面塌陷(含黄土湿陷)五种类型[1],分布于兰州、天水、定西、平凉、陇南、临夏等六个城市(表2)。其中滑坡108处,崩塌2处,不稳定斜坡102处,泥石流238条,地面塌陷3处,以泥石流、滑坡危害最为严重[1]。

2.1 兰州市地质灾害类型

兰州市地处侵蚀堆积黄河河谷平原,是典型的河谷盆地型城市。市区出露地层以第四系为主,新构造运动以垂直升降运动为主,形成Ⅰ-Ⅷ级阶地,各阶地高差十分显著。地震对市区南北两山滑坡具有极大的引发作用。兰州市突发性地质灾害主要以滑坡、不稳定斜坡及泥石流为主。

2.1.1 滑坡

根据地质环境条件,按物质组成,可将滑坡分为黄土滑坡、黄土-泥岩滑坡、堆积层滑坡等3种类型。

(1)黄土滑坡:其滑坡体主要由各类成因的黄土及次生黄土组成,主要分布于黄河河谷Ⅱ-Ⅳ级阶地前缘及其支流沟谷台地前缘、黄土丘陵区等黄土地带。该类滑坡平面形态多呈椭圆型或簸箕状,规模一般较小,滑动面较陡且往往位于黄土层内,多呈规则的圆弧形。多由地震、降雨及人类活动引发。

(2)黄土-泥岩滑坡:该类滑坡主要分布于黄河河谷两侧局部地段(如皋兰山、西固南山、西柳沟以西地带[2])及其部分支流沟谷岸坡的前缘地带,又可以分为黄土-泥岩切层滑坡和黄土-泥岩顺层滑坡,滑坡体由黄土及泥岩组成,滑动时泥岩托动上部黄土一起运动,滑动面一般为泥岩中的软弱夹层或裂隙。该类滑坡发育于高陡的斜坡地段,成群出现,多以中-大型为主。单个滑坡形态完整,呈典型的“圈椅状”,多由地震、降雨诱发,滑坡机制为蠕变 -拉裂 -剪断型和滑移-压致-拉裂型。

表1 甘肃省主要城市重大地质灾害一览表[1-3]Table 1 List of major rep resentative geological disasters in major cities of Gansu Province

表2 甘肃主要城市地质灾害隐患点一览表[1]Table 2 List of areas vulnerable to geological disasters in major cities of Gansu province

(3)堆积层滑坡:其滑坡体主要由各种松散堆积物组成,主要分布于黄河谷地之南部基岩出露地带及古、老滑坡分布地段[2]。多由地震、降雨及人类活动引发。

2.1.2 泥石流

分为泥流和泥石流两大类。泥流主要分布于南北两山黄土覆盖区;泥石流主要分布于南北两山基岩出露地带,如雷台河、城关区的青白石东部、白塔山至沙井驿、西固、红古区的大部分地段。降雨是泥石流的主要引发因素,其危害方式则为冲蚀破坏。

2.1.3 崩塌

主要为黄土崩塌,广泛发育于河谷阶地前缘及黄土丘陵区的高陡斜坡地带,其作用方式主要是倾倒式或滑移式。基岩崩塌主要分布于市区南北两山红层出露地带,其作用方式主要是倾倒式。主要的引发因素为地震、降雨及人类工程活动。规模一般较小,以突发性为主。

2.1.4 地面塌陷

主要分布于市区的人防工程分布地段、采砂形成的洞体地带以及工程建设回填不当部位。其主要的引发因素为水动力条件(地表水、地下水),往往具有突发性。规模一般较小。

2.2 天水市地质灾害类型

天水市坐落于渭河河谷及其一级支流藉河谷地中。城市区内出露地层以第四系为主,第三系在局部地段出露(下伏于第四系之下)。断裂、褶皱构造控制着滑坡、崩塌、泥石流的发育与分布。地震对市区南北两山地质灾害具有极大的引发作用。

天水市主要发育滑坡、不稳定斜坡、泥石流等三种突发性地质灾害类型。

2.2.1 滑坡:根据滑坡体的物质组成,滑坡可分为黄土滑坡、黄土-泥岩滑坡、堆积层滑坡等几种类型:

(1)黄土滑坡:滑体基本由黄土组成,广泛发育于市区所在藉河、渭河及其支流两岸的黄土梁峁区,按其滑动面位置又可分为黄土层内滑坡和黄土接触面滑坡两种类型。滑坡的破坏方式主要为压埋。

①黄土层内滑坡:其特点是滑动面较为规则,近似圆弧形,滑壁陡直,常受控于黄土垂直节理。滑坡规模较小,属小型或中型。其滑移机制多为滑移-拉裂型,滑速较快,滑距较大。其引发因素主要为地震、降水及人类不合理的工程活动等。

②黄土接触面滑坡:其特点是黄土以披覆的形式堆积于高低起伏的古地形之上,下伏基岩多为新第三系泥岩,这种由渗透性较好的黄土和渗透性较差的泥岩构成的双层异质体斜坡结构,其接触面易于汇集地下水,使黄土下部处于湿润、软化状态,从而成为滑坡发育的有利软弱结构面。此类滑坡滑面较平缓,滑坡以中层和浅层为主,规模以大型为主,中型次之。该类滑坡形态较完整,微地貌特征多为“圈椅状”,其滑移机制多为滑移拉裂型或塑流拉裂型。

(2)黄土-泥岩滑坡:其特征是滑体由黄土和泥岩共同组成,滑动时泥岩托动上部黄土一起运动,滑动面一般为泥岩中的软弱夹层或裂隙及其与基岩接触面。按其滑面与泥岩层面的关系又可分为顺层滑坡和切层滑坡。区内以后者居多,一般发育于河流中、下游地形较陡,临空面条件较好的地段。滑坡厚度以中、深层为主,规模巨大,多为大型或巨型滑坡,成群成带出现,新老滑坡叠置。滑坡形态完整,平面形态呈典型的“圈椅状”,两侧多形成双沟同源,舌部泥岩和黄土混杂堆积难辨层次。其多因地震、降雨形成,滑移机制为滑移-压致-拉裂型。

(3)堆积层滑坡:滑体由堆积于斜坡之上的各种松散堆积物组成,一般分布于河流谷坡较陡、汇水条件较好的凹形地段。滑体遇暴雨或连阴雨时饱水,突然发生,基本无前兆。滑体厚度较浅,规模较小。

2.2.2 崩塌

主要分布于河谷平原两侧的高阶地前缘、黄土梁峁高陡斜坡前缘及部分基岩出露地段。以黄土斜坡为主,其规模一般较小,破坏形式一般为倾倒式或崩坠式,主要的引发因素是地震、降雨及人为不良工程活动。

2.2.3 泥石流

分为泥流和泥石流。主要分布于藉河和渭河的支流沟谷中。一般以中、小型的沟谷型为主,山坡型次之,河谷型少见。多为粘性,稀性少见,暴发频率0.4~0.8次/年,降雨是其主要的引发因素。

2.3 定西市地质灾害类型

定西市市区处于关川河河谷平原,河谷蜿蜒,丘陵连绵,地形切割强烈,沟壑十分发育;大部分黄土冲沟沟岸陡峭,地形条件有利于滑坡、崩塌发生。新构造运动抬升及流水下切所造就的密集沟网及高陡的临空面为泥石流、滑坡的形成奠定了基础。

定西市突发性地质灾害的类型主要有泥石流、滑坡两种类型:

2.3.1 泥石流

主要表现为泥流与泥石流。泥流主要分布于关川河左岸及其支流西河两岸,泥石流主要分布在关川河右岸;平面形态以长条形、扇状为主,规模以中型和小型为主。泥石流固体物质主要来源于沟道中下游沟岸坍塌、沟道内的松散堆积物、面状侵蚀物及弃土废渣。其主要的引发因素是降雨,危害方式主要为冲蚀破坏。

2.3.2 滑坡

根据地质环境条件,按物质组成,可将滑坡分为土质滑坡、土质-岩质滑坡。

(1)土质滑坡:土质滑坡的滑坡体主要由各类成因的黄土及次生黄土组成,分布于市区所在河、沟谷两岸。该类滑坡平面形态多呈半椭圆形或矩形,滑坡体滑动面较陡,多呈规则的圆弧形。滑动面往往位于黄土层内由黄土的垂直节理演化而成。滑坡规模以大、中型为主,并以中、浅层滑坡居多,变形破坏机制多为蠕滑-拉裂型,其主要的引发因素是地震和降雨。次为人类不良工程活动,危害方式主要为压埋。

(2)土质-岩质滑坡:该类滑坡体由各种成因的黄土和泥岩组成,主要分布于关川河河谷两岸,滑坡平面形态多为矩形,滑坡体滑动面陡,滑动面由黄土的垂直节理和岩石解理或层面演化而成。规模以巨型或大型为主,变形破坏机制多为推移型。引发因素主要是地震、降雨及人类活动。

2.4 平凉市地质灾害类型

平凉市区所在地处于泾河河谷平原,岩土体破碎,人类工程活动较强,滑坡(不稳定斜坡)、泥石流等地质灾害较为发育。

平凉市发育的突发性地质灾害类型主要有滑坡、泥石流。

2.4.1 滑坡

以黄土滑坡为主,滑坡体主要由各类成因的黄土及次生黄土组成,主要分布于泾河北岸河谷Ⅳ级阶地前缘、残塬发育的黄土丘陵台地前缘及泾河南侧黄土高陡坡。滑体沿黄土中的某一层面滑动,滑动面倾角较陡,常受控于黄土中的垂直节理及构造裂隙。滑坡规模以大、中型为主,滑体厚度以中、厚层居多。其主要的引发因素为降雨及人类不良工程活动,滑动特征以低速蠕滑为主,高速滑动较少,危害性较大。

2.4.2 泥石流

以泥流为主,主要分布于市区周边的柳湖乡、崆峒镇一带,多为稀性,粘性次之,暴发频率一般为1次/3~5a,以小型为主,其物质来源主要是滑坡、沟底再搬运等重力堆积物及面蚀堆积物。均由暴雨所诱发,其爆发突然,危害极大。危害方式主要为冲蚀破坏。

2.5 陇南市地质灾害类型

陇南市市区所在地位于白龙江河谷盆地,地处我国四大滑坡、泥石流密集区范围内。地质灾害的发育程度、爆发频率、发生规模和危害、威胁程度均居全国之首。

陇南市的突发性地质灾害有滑坡(含崩塌)、泥石流。地质灾害主要分布于河谷谷地和中半山区。

2.5.1 滑坡

滑坡可分为堆积层滑坡、黄土滑坡、黄土-基岩滑坡、基岩滑坡等四个类型。

(1)堆积物滑坡:堆积物滑坡发育在由松散的残坡洪积物等构成的斜坡。滑坡体物质主要为第四系残坡积的砂碎石、碎石土等。其特点是滑坡体松散,遇水易软化滑动,滑速较低,滑距较短,复活性较强等。地震、降雨及人类活动是主要的引发因素。

(2)黄土滑坡:滑坡体由第四系中上更新统黄土组成,沿基岩接触面滑动。主要分布于区内黄土梁、峁斜坡等地带,降雨及地下水沿其接触面运动并汇集,使黄土下部处于过湿软化状态,成为滑坡滑动的有利软弱结构面。这类滑坡的特点是:滑坡厚度较小(取决于上覆黄土的厚度),面积较大,形态不规则,周界不明显,滑面较平滑,后壁较陡,大多滑速较慢,滑距较小,多发生在雨季,复活性强。引发因素主要是地震、降雨和人类活动次之。

(3)黄土-基岩滑坡:滑坡体由黄土和基岩共同组成,并沿软弱结构面同时下滑。该类滑坡一般多发育在地形坡度较大的斜坡,以大、巨型居多。具滑速较快、滑距较远,危害严重等特点。引发因素主要是地震、降雨及人类活动。

(4)基岩滑坡:基岩滑坡的形成主要受控于构成斜坡岩层中的构造裂隙及软弱岩层。主要分布于市区城郊等地。此类滑坡具有规模大、滑动势能高、滑速快等特点。基岩滑坡由地震作用引发。

2.5.2 泥石流

泥石流灾害是陇南市最主要的地质灾害。按物质组成分为泥石流、泥流、水石流,主要分布于市区所在范围内白龙江干流两岸及支流沟谷中,规模以中大型为主,巨型较少。泥石流爆发频率一般为2~3年1次,每年爆发几次至十几次的泥石流沟主要分布于白龙江干流。其物质来源主要是滑坡(崩塌)、沟底再搬运等重力堆积物及面蚀堆积物。均由暴雨所诱发,其爆发突然,危害极大。危害方式主要为冲蚀破坏。

3 地质灾害发育的时空分布特征

3.1 地质灾害空间分布特征

3.1.1 泥石流

甘肃是全国四大泥石流危害区之一,全省15个主要城市中,有6个城市发生过泥石流灾害。泥石流类型按泥石流的物质组成划分,可分为泥石流、泥流和水石流。

省内泥石流的分布受区域地质构造、地层岩性、地形地貌、人类工程活动等因素的制约,空间分布具有以下的分布规律:

(1)泥石流沿河流两岸呈线状分布。如兰州市沿黄河南岸分布有阳洼沟、烂泥沟等30多条泥石流,类型以泥流为主,泥石流次之;沿黄河北岸分布有马圈沟等40多条泥石流沟,以泥流为主,泥石流次之。陇南市沿白龙江北岸分布北峪河、东江水沟等45条泥石流沟;南岸分布张家沟等22条泥石流沟。定西、平凉具有类似的情况。

(2)泥石流的分布类型因区域地层不同而略显差异。天水市城区周围多分布黄土和上第三系泥岩,因而多发育泥流;南部地层多以软硬岩相间为主的区段则发育泥石流。陇南市白龙江北岸以软硬相间的岩层为主,泥石流较南岸泥石流更为发育。

(3)泥石流的分布与人类经济活动的趋向密切相关。城市地区大规模的基础建设、修建公路、采煤、采砂、采石等人类活动较为活跃,在建设活动中的弃土、废渣堆积于沟道中,遇大雨或暴雨,引发泥石流,如2001年兰州大狼沟泥石流,就是由于修公路,沿线沟谷中大量的弃土为泥石流提供了丰富的物质来源,遇暴雨则形成泥石流。陇南地区则由于历史上大规模的采伐树木,致使植被大量破坏,从而使市区泥石流灾害极为发育。

3.1.2 滑坡、崩塌的空间分布特征

甘肃省地貌类型多样,地质构造复杂,使得区内滑坡、崩塌灾害在空间分布显示出如下规律:

(1)滑坡、崩塌呈带状分布

滑坡在伏龙坪、皋兰山北侧山坡、靖远路的王宝城、五一山、徐家坪一带呈片、带状集中分布,如皋兰山滑坡群、五一山滑坡群、伏龙坪滑坡群、华林坪滑坡群等。

(2)滑坡、崩塌体在特定的岩土体中分布

崩塌、滑坡主要发育在黄土和新第三系泥岩中,老第三系砂砾岩次之。黄土、软弱层状泥岩岩组、软弱层状千枚岩组、断层破碎带和残坡积层构成了易滑岩组,反映出地层对滑坡形成的决定性作用。

(3)集中分布于人为活动强烈的地段

本区各类地质灾害均与人类活动密切相关,尤其是滑坡、崩塌及不稳定斜坡的分布呈现出明显的区域性。经调查分析,兰州、天水、平凉等城市的高阶地边缘,削坡建房活动极为强烈,该区由于削坡、排水等人为因素引发的滑坡、崩塌密集。

(4)滑坡(不稳定斜坡)、崩塌的分布因地貌而异

地形地貌是滑坡、崩塌发育形成的决定性因素之一。地形陡峭、破碎,沟壑密度大,滑坡、崩塌容易发生,斜坡坡度和坡高是滑坡崩塌发生的基本条件。据调查资料统计分析,斜坡坡度在30°左右,坡高在100~200m,容易发生滑坡灾害。另外黄土斜坡上大量发育的串珠状落水洞、陷穴等黄土溶蚀地貌,有利于降水入渗,增加坡体自重,降低抗滑力,引发滑坡、崩塌灾害的发生。

3.1.3 地面塌陷的空间分布特征

地面塌陷(黄土湿陷)主要在兰州市区,每年发生数次。兰州市区的地面塌陷多属湿陷性土所造成的塌陷,规模一般为小型,深度一般在15m以内。

3.2 地质灾害的时间分布特征

(1)滑坡、崩塌:区内滑坡、崩塌多因降水或地震诱发。从滑坡、崩塌的时间分布特征来看,往往降水多的年份,也是滑坡、崩塌多发的年份。滑坡大多集中于雨季,据资料统计约有68%以上发生于6~9月[3]。地震引起的滑坡表现与地震同步或稍滞后。

(2)泥石流:暴雨型泥石流的发生时间与暴雨密切相关。根据甘肃省主要城市泥石流暴发的资料统计,暴雨在年内主要集中于4~10月份,而7~8月份却占了全年暴雨发生次数的60%以上,因此泥石流的发生也具有一致的时间分布规律。但是泥石流的发生并不是每次暴雨都发生泥石流,而是在积累一定的松散物质储备量后,才可能发生。

泥石流的发生频率在地域分布上具有明显的差异性。陇南市区泥石流发生频率较高,一般在0.2~1次/a,甚至每年高达数次,天水、平凉等城市次之,一般在0.2~0.5次/a年,兰州、定西则频率更低,一般在0.1~0.2次/a。

(3)地面塌陷:基本无规律可循。

4 地质灾害形成条件及影响因素

4.1 泥石流形成条件

陡峭的地形、丰富的松散固体物质和充沛的水源是泥石流形成的基本要素[1,3]。

(1)地形条件

影响泥石流形成的地形要素主要有流域形状、面积、山坡坡度、主沟纵坡、相对高差等。本区大多数沟谷流域形态呈“瓢形”、“桃叶形”、“漏斗形”,利于雨洪汇集和固体物质的起动。流域面积也是泥石流形成的主要影响要素,据有关统计资料,流域面积小于10 km2的占70%,大于10km2的占30%,从统计数据来看,小流域更有利于泥石流的形成。沟岸岸坡坡度大于25°的占 72.1%,沟床纵坡降一般在 21‰ ~367‰,各种地形条件均利于雨洪汇集和固体物质的起动,利于泥石流的形成。

(2)降水条件

甘肃省泥石流形成的水动力主要为暴雨。受地形等因素影响,境内形成泥石流所需的最小降雨强度由东南向西北增大。据统计资料,陇南地区为15~20mm/h,庆阳、平凉地区为 20~30mm/h,天水、兰州市区大约为 25mm/h,河西地区达 30 ~ 40mm/h[1,4]。小流域泥石流受短时段雨强所控制。武都泥湾沟,当10min降雨达8~10mm或30min降雨达20mm时,必然发生泥石流[4]。泥石流形成的最小雨强还与其成因有关,重力成因泥石流较水动力型所需雨强小。

泥石流的成灾雨强,在降水历时超过1h的情况下,陇南地区降水强度超过25mm/h,庆阳、平凉地区超过35mm/h,兰州天水市超过40mm/h,河西地区超过 50mm/h,往往形成灾害[1,4]。

(3)固体物质条件

甘肃省境内固体物质补给类型主要有岩石风化物、崩滑堆积物、残积物、黄土、冲洪积物和冰积物等。

甘肃东部以软弱岩土为主,大量的滑坡、崩塌、泻溜等重力堆积物以及陡坡开垦、工程建设的弃土,为泥石流的形成提供了充足的松散固体物质来源。统计资料表明:固体物质补给量大于50×104m3/km2,多形成粘性泥石流;补给量在20×104m3/km2以下时,多形成稀性泥石流。补给量小于4×104m3/km2时,一般不发生泥石流[1,4]。

4.2 崩塌、滑坡形成条件

4.2.1 地质构造与地震

地质构造对崩塌、滑坡的作用,主要表现在第四纪以来区内明显的差异性升降运动。崩塌、滑坡在上升的地区较下降的地区发育,新构造运动发展强烈上升区,一般河谷深切,山坡陡峻,山体相对高差大,在河谷两侧边坡以及正、负地形过渡地带往往是大断裂发育带,由于历次构造运动,使岩石支离破碎,构造发育,也为滑坡产生提供有利条件。如白龙江北岸的压扭性深大断裂,天水凤凰山断裂等,均有成带的滑坡群分布,且规模巨大,而沉积盆地中部则滑坡现象很少。

兰州、天水、陇南是我国著名的地震多发区。地震是新构造运动的外部表现形式之一。地震在短时间内释放出大量的能量破坏岩体结构,从而间接促进斜坡的变形破坏而触发大量的、规模较大的(包含很多低角度的)滑坡。

4.2.2 地形地貌

地貌格局受构造控制,挽近上升的地区,侵蚀加剧,沟壑纵横,地形支离破碎,极易形成高陡边坡。斜坡越高越陡,其坡脚处应力更为集中,稳定性更差,发生变形破坏的可能性更大。大量调查资料显示坡度为20°~50°,坡高50~150m的斜坡时滑坡发生优势地段;当斜坡坡度大于60°时,一般产生崩塌破坏形式,在陇南山区和陇东黄土地区较为常见[3]。

斜坡横剖面形状对滑坡发育有一定的影响。滑坡主要分布于凸形坡上,平形坡上也较发育,凹形坡相对较稳定,滑坡较少。在相同条件下,斜坡凸出部位或斜坡延伸方向变化部位的稳定性较差,较易发生滑坡。对坡向而言,则是受冲刷强烈的岸坡较为发育,如渭河、关川河、泾河等河流,水流长期侵蚀北岸,导致滑坡在北岸十分发育。

4.2.3 地层岩性

滑坡的分布、物质组成、规模大小均与地层岩性密切相关。广泛分布于中东部的第四系松散黄土,中、新生界泥质红层软岩,以及志留系和泥盆系的页岩、千枚岩、炭质千枚岩、板岩等,均属易滑地层[3]。只要有适宜的外界条件,如一定的降雨强度、地下水入渗、一定的临空面等,即会产生滑坡。特别是黄土层,结构疏松,孔隙大,垂直裂隙发育,且具有强湿陷性,如遇降雨入渗,便很快形成地下水,在不透水的粘土或红色泥岩顶面运动,形成滑动面,从而产生滑坡灾害(如天水锻压机床厂在暴雨后发生大型滑坡)。这是一般雨后黄土滑坡频繁发生的主要原因。

4.2.4 降水、地下水与地表水

降水是区内现代滑坡的主要致灾动力。降水的作用主要表现在以下方面:一是增加边坡的自重并软化滑带土,从而破坏土体或岩体的抗剪强度;二是降雨的强度和时间,控制着滑坡的变形或复活。降水集中的6~9月也是滑坡发生高峰期,占发生频率的68%以上[3]。相同条件下,地下水发育的斜坡,其稳定性会大为降低[3]。在黄土地区较为典型,如著名的黑方台滑坡。

河流侵蚀(侧蚀和下切)是斜坡形成的主导外动力,也是滑坡发生的主要因素。区内的河流河谷两侧常呈不对称性,一般在河流侵蚀强烈的一侧沟岸或部位,滑坡比较发育。

4.2.5 人为活动

随着社会生产力、经济发展及人口不断增加,人类活动对大自然的作用能力迅速增强,人为活动已成为不可忽视的地质营力,加入到地球表面演化的行列,在越来越多的工程 -经济活动中,不可避免地诱发了一些滑坡灾害。主要表现为不合理的开挖、加载,形成一定的斜坡和陡壁,破坏了本来固结程度差的岩层支持力,从而导致山坡失稳,发生滑坡。

4.3 地面塌陷形成条件分析

(1)岩性条件

湿陷性土的存在是地面塌陷形成的物质基础。兰州市区所在范围内大面积分布湿陷性黄土,具中强湿陷性。

(2)水动力条件

黄土湿陷的发生主要是湿陷性土受到水的浸泡、冲刷以后,产生机械潜蚀和化学溶蚀作用,从而使地表以下的黄土产生空洞,黄土空洞顶板失稳则造成地面塌陷。由于市区管网多布于湿陷性土中,因此管网渗漏是地面塌陷频发的主要因素之—。

(3)构造条件

黄土或黄土状土中均存在着原生构造裂缝或次生裂缝,往往形成水流和物质搬运的通道,也是地面塌陷的主要影响因素之—。

5 地质灾害危害特征

5.1 对城镇的危害

本文所提城市均为山间河谷盆地型城市,四周多被高陡的斜坡环绕,使得城市处于地质灾害高发区域,常常受到地质灾害的侵袭。如陇南市区长期受到泥石流危害;兰州的庙滩子滑坡、徐家坪滑坡、姐姐沟滑坡、皋兰山滑坡,天水市的王家半坡滑坡等均对城市居民的生命财产安全形成极大威胁。

5.2 对交通的危害

甘肃东部地区的铁路、公路多穿行于高山峡谷和黄土丘陵地区,地质灾害危害较为严重的主要有陇海铁路宝天段、国道212线陇南段、国道316线天水稍子坡段和国道310线等,近年来,随着高等级铁路、公路的建设,在工程建设及运营中均出现了大量的地质灾害并造成了灾害损失,且长期影响交通运输安全。

5.3 对农村的危害

甘肃省东部地区39%的土地上聚集着81%的人口,且主要分布于黄土高原和陇南基岩山区,这些地区也是地质灾害最为严重的地区。地质灾害对农村的危害主要表现为摧毁村庄、破坏房屋等设施,蚕食、破坏耕地甚至造成生命的损失。这在陇南、定西、天水、平凉等城市屡见不鲜。据调查,陇南市每年都要花费大量资金用于清理泥石流堆积物,疏通河道。

5.4 对工矿的危害

甘肃省矿产资源丰富,矿产的开发在繁荣了经济产业的同时也造成了许多的地质灾害问题,严重影响和威胁着厂矿区的安全。如有的厂矿企业修建在泥石流的冲积扇上或在滑坡灾害影响范围内,受到泥石流、滑坡等灾害的威胁危害,严重时会发生厂毁人亡的惨剧;有的厂矿企业生产作业区采用露天开采的方式(如白银有色金属公司折腰山铜矿),产生了大量的不稳定边坡变形和滑坡灾害;有的厂矿企业生产作业区采用地下开采(如窑街煤矿地下采空区)的方式,出现了大范围强烈的地下采空区,以及大量矿渣的堆放等对斜坡稳定性产生很大影响,使得矿区遭受地面塌陷和边坡变形滑坡的严重危害。

6 城市地质灾害防治措施

(1)对于人口稠密,经济较发达的兰州市、天水市(人类的工程建设活动已延伸到了河谷两侧的山脚处)提出以下防治措施或对策:

①加强领导,明确责任。认真贯彻执行有关政策法规,并随时上报灾害发展情况,接受上级部门的监督检查。②编制并组织实施地质灾害防治规划,同时报经政府部门批准、备案,将地质灾害防治工作纳入到社会经济发展计划中,并对规划执行情况进行严格监督。③划定、管理地质灾害危险区,并设置警示标志,同时加强对地质灾害危险区的监督管理。④制定地质灾害防灾预案,切实落实预防措施,完善汛期值班制度、险情巡视制度和灾情速报制度,组织开展地质灾害监测、预报工作,增强应急反应能力,变被动救灾为主动防灾。⑤开展地质灾害调查,编制重要地质灾害隐患点防治方案。⑥杜绝人为诱发地质灾害的发生,消除隐患,确保人民生命财产安全。⑦加强对地质灾害评估、勘查、设计、治理及监理资质的审查、评定、管理和对地质灾害防治工程的验收工作。⑧加强对地质灾害责任鉴定、纠纷调处及奖励与奖惩工作。根据现行的《地质灾害防治管理办法》和《甘肃省地质环境保护条例》来执行。

(2)定西市、平凉市及临夏市的人口及经济发展均较兰州市、天水市差,且该区域的城市人口的工程建设活动相对较轻,距离河谷两侧的山脚较远或在山脚处无经济建设活动,因此提出以下防治措施或对策:

①加强领导、明确责任、健全机构、强化管理,把地质灾害防治同当地的经济建设结合起来。②加强地质灾害的勘查、评价技术的管理工作,积极推进灾害管理的信息化、科学化、规范化和法制化。③加强法制建设,完善管理职能,推行地质灾害防治目标责任制度,推行地质灾害汛期预报制度、值班制度和灾情速报制度,做到未雨绸缪,有备无患。④加强统一管理、做好分工负责,实行分级管理,推进防灾减灾社会化,最终形成群测群防的监测网络。⑤加强政府对地质灾害防治规划执行情况的检查和监督管理,防止规划流于形式。⑥加强和完善地质灾害危险性评估制度。

(3)陇南市市区处于我国四大地质灾害高发密集区范围内,人类经济建设及工程活动强烈,山坡坡脚及泥石流沟谷沟口随处可见居民修建的房屋。故针对该区域的特点,提出以下防治措施与对策:

①应全面贯彻执行《地质灾害防治条例》,规范人类工程活动,将地质灾害造成的损失降低到最低程度,加强辖区地质灾害的管理制度的建设。

②制定地质灾害防治规划,将地质灾害防治工作纳入到政府的社会经济发展规划当中。

③建立地质灾害高易发区建设活动制度:严格控制地质灾害高易发区居民建房和企、事业单位建房,鼓励地质灾害危险区居民搬迁到城市安全地带,逐步达到地质灾害危险性大区无人化(常住人口)。

④加强地质灾害群测群防监测网络建设,建立地质灾害应急系统,建立为全社会服务的地质灾害信息网络。

⑤加强对地质灾害防治的宣传,建立地质灾害速报制度,加强汛期地质灾害巡查。

⑥成立地质灾害防治基金,专门用于日常地质灾害防治工作和地质灾害应急治理。大力鼓励企业、个人或集体治理地质灾害,控制人为破坏地质环境和引发地质灾害。

⑦实施地质灾害工程治理,根据全面规划与重点防治相结合的原则,对稳定性差、危害性较大需要在近期内进行治理的重点灾害点,应由具相应资质的单位进行地质灾害的勘查与设计,提交治理方案。

[1]甘肃省地质环境监测院.甘肃省主要城市环境地质问题调查与评价研究[R].2007.Geology and Environment Monitoring Institute of Gansu Province.The study of investiqate and valuation for the problem of Environment Geology in major cities of Gansu Province.[R].2007.

[2]丁祖全,黎志恒,等.兰州市地质灾害与防治[M].兰州:甘肃科学技术出版社,2009.DING Zu-quan,LI Zhiheng,et al.The preventive treatment for Geology disaster in Lanzhou city[M].Lanzhou:Published by the Publishing House of science and technology in Lanzhou,2009.

[3]吴玮江,王念秦,等.甘肃滑坡灾害[M].兰州:兰州大学出版社,2006.WU Weijiang,WANG Nianqin,et al.Landslide calamity in gansu province[M].Lanzhou:Lanzhou university Publishing Company,2006.

[4]中国科学院兰州冰川冻土研究所,甘肃省交通科学研究所.甘肃泥石流[M].北京:人民交通出版社,1982.Lanzhou Institute of Glaciologe and Cryopedologe,Academia sinica traffic science institute of Gansu province,China.debris flow in gansu province[M].Beijing:Published by the Publishing House of Peopls’s Transportation,1982.

[5]中国地质环境监测院.全国地质灾害防治规划研究[M].北京:地质出版社,2008.Geology and Environment Monitoring Institute of China.The study of preventive treatment and planning for Geology disaster in China.[M].Beijing:Geological Publishing Company,2008.

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