中山市地处广东省中南部,珠江三角洲中部偏南的西、北江下游出海处。地貌类型以平原和低山丘陵为主,中部低山丘陵山体坡脚一带,靠近人类聚集的区域和交通道路沿线分布着大量的人工边坡。全市崩塌、滑坡地质灾害点多面广,具有规模小、突然性强等特点[1~2]。截至2018年4月,中山市现有崩塌60处、滑坡69处,共计威胁人数共2062人,潜在经济损失达36810万元[3~4],对人民的生命财产安全和建筑物造成了极大的威胁[5]。为此,本文跟踪研究了中山市1 ︰ 50000地质灾害详细调查数据和相关资料,总结分析了中山市崩塌、滑坡地质灾害发育规律,为中山市崩塌、滑坡地质灾害防治工作提供技术支持和参考依据。
1 地形地貌与崩塌滑坡灾害关系 1.1 地形地貌地形地貌是崩塌、滑坡地质灾害产生的先决条件[6]。中山市中部低山丘陵区山高坡陡,沟谷发育,汇水条件优越;而山体四周边缘地带的剥蚀残丘,风化侵蚀严重,斜坡陡峭,坡面岩土体结构较疏松,靠近人类聚集区的斜坡,陡崖式人工边坡分布较为普遍,为崩塌、滑坡的形成提供了地形地貌条件(图 1)。
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图 1 中山市SPOT卫星影像图 Fig. 1 SPOT satellite image of Zhongshan City |
崩塌多发生于坡度大于60°~70°的斜坡上[7]。崩塌体为岩质者,称为岩崩;崩塌体为土质者,称为土崩。江、河、湖(水库)沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45°的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
滑坡多发生于坡度大于10°~45°的斜坡上,下陡中缓上陡、上部形成环状的坡形是产生滑坡的有利地形[7]。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡都是易发生滑坡的地貌部位。
1.2 斜坡坡型区内斜坡坡面形态可划分为4个基本类型,即凸型、凹型、直线型和阶梯型,这4种基本坡型的组合型在研究区亦十分常见。从山顶向四周,等高线先密后疏,为“凹型坡”;等高线先疏后密,为“凸型坡”[4](图 2),等高线均匀分布为直线型。
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图 2 凹型、凸型坡示意图[4] Fig. 2 Schematic diagram of concave slope and convex slope |
在调查的129处崩塌、滑坡地质灾害点中,有79处为凸型坡(图 3),占地质灾害点总数的61.24 %,凹型的有18处,占总数的13.95 %,直线型的有28处,占总数的21.71 %,阶梯型的有4处,占总数的3.10 %。从统计可见,凸型坡较多,且更容易发生崩塌或滑坡,其次为直线型斜坡,阶梯型和凹型斜坡较不易发生崩塌滑坡。从应力角度分析,凸型坡应力较为集中,而凹型坡和阶梯型斜坡应力集中程度较低,故凹型和阶梯型斜坡稳定性好于凸型坡。
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图 3 中山市不同坡型崩塌、滑坡数量统计图 Fig. 3 Statistical chart of collapse and landslide of different slope types in Zhongshan City |
斜坡类地质灾害多发生在较陡的边坡,边坡坡度小于40°为缓坡,大于等于40°小于等于80°为陡坡,大于80°为陡崖。斜坡类地质灾害点共129处,在60处崩塌中有37发生在陡坡,23处发生在陡崖;在69处滑坡中有64处发生在陡坡,占调查滑坡总数的92.7 % (图 4)。从图 4中数据分析可知,中山地区崩塌多发生在60°~80°的斜坡,滑坡多发生在30°~70°的斜坡。
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图 4 中山市不同坡度崩塌、滑坡数量统计图 Fig. 4 Statistical chart of collapse and landslide of different slopes in Zhongshan City |
调查研究表明,斜坡高度与地质灾害的发生存在着明显的控制关系[8]。斜坡的坡顶、坡面和坡脚的应力状态随着坡高的变化发生着显著变化,最终导致斜坡不同部位产生变形破坏。在各方面相同条件下,随着坡高的增大,坡体安全系数减小[9]。据调查资料统计,中山地区崩塌、滑坡多发生在坡高10~30 m的斜坡带上,共发育85处(图 5),占崩塌、滑坡总数的65.89 %。推测这是因为崩塌、滑坡地质灾害的形成的人工削坡,破坏了斜坡原始应力平衡。
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图 5 中山市不同高度崩塌、滑坡数量统计图 Fig. 5 Statistics chart of collapse and landslide at different heights in Zhongshan City |
崩塌、滑坡地质灾害的发生受距离断裂带距离的控制,主要表现在活动断裂分布的区域通常为差异运动升降强烈的地区,多形成谷深、坡陡、坡降大的地形地貌,易发生崩塌、滑坡地质灾害[10~11]。调查资料统计(表 1),在距离五桂山断裂带和湖洲-横门断裂带500 m的缓冲区内有34处崩塌、滑坡地质灾害点,地质灾害点密度达到0.20个/km2,0.5~1.0 km缓冲距离的有14处,地质灾害点密度为0.09个/km2,1~2 km缓冲距离的有20处,地质灾害点密度为0.08个/km2,大于2 km缓冲距离的有61处,地质灾害点密度为0.05个/km2。可见区内的崩塌、滑坡地质灾害与断裂距离呈负相关系,距离断裂越近,断裂活动越频繁,从而边坡岩土体破碎,降低边坡稳定性,其中,五桂山断裂带和湖洲-横门断裂带影响最大,其次为张家边断裂和雍陌断裂带。
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表 1 调查区崩塌、滑坡与断裂距离统计关系 Table 1 Statistical relationship between collapse, landslide and fracture distance in investigation area |
区内出露地层复杂,有岩浆岩类、沉积岩类和松散岩类等。岩浆岩类在调查区内为主要基岩类型,主要岩性为花岗岩,为加里东期和燕山二、三、四、五期侵入,该类地层主要发生地质灾害为崩塌和滑坡;沉积岩类主要地层为侏罗系高基坪组(J3gj)、泥盆系桂头组(D2g)、寒武系八村群(∈bc)和震旦系云开群(Z);第四系松散岩类广泛分布于调查区,主要地层为第四系残坡积土、冲洪积层、海陆交互相沉积层,该层发育地质灾害主要为崩塌、滑坡,以中小型为主[1]。
根据调查资料统计(图 6),调查的129处斜坡类地质灾害中,有64处为松散岩类斜坡,占总数的49.61 %,岩浆岩类斜坡有35处,占总数的27.13 %,沉积岩类斜坡有30处,占总数的23.26 %。
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图 6 中山市不同斜坡结构类型的崩塌、滑坡数量统计图 Fig. 6 Statistics chart of collapse and landslide of different slope structure types in Zhongshan City |
中山市地处低纬度区,全区均在北回归线以南,属亚热带季风气候,光热充足,雨量充沛,降雨主要集中在雨季4~9月。中山市的崩塌、滑坡地质灾害主要发生在汛期(4~9月)[12~13](图 7),约占崩塌、滑坡地质灾害的88 %。此时段降雨强度较高,日降雨量大,降雨较集中,其中月平均降雨量达增大,崩塌、滑坡地质灾害的发生频率也加大[14~16],因此降雨是崩塌、滑坡地质灾害的主要诱发因素。
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图 7 崩塌、滑坡数量与降雨关系统计图 Fig. 7 Statistical chart of the relationship between the number of collapse, landslide and rainfall |
近年来,随着经济建设的力度加大,公路的改扩建频繁,村民修房筑屋切坡削坡现象普遍,采石取土点众多,植被破坏严重,局部形成陡坡,进而改变了斜坡的原始状态,人类工程活动对崩塌、滑坡地质灾害的发生产生了较大的影响[17~19]。根据调查资料统计(图 8),区内受削坡建房影响的地质灾害点共有73处,其中,崩塌26处,滑坡47处;受修坡筑路影响的有40处,其中,崩塌23处,滑坡17处;受采石取土影响的有10处,其中,崩塌7处,滑坡3处。
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图 8 中山市崩塌、滑坡与人类工程活动关系统计图 Fig. 8 Statistical diagram of the relationship between collapse, landslide and human engineering activities |
通过对中山市崩塌、滑坡地质灾害的发育规律研究,主要取得以下认识:
(1) 中山市崩塌、滑坡地质灾害与地形地貌关系较密切,地质灾害多发育于地形坡度较陡斜坡。滑坡多发生在30°~70°的斜坡,崩塌多发生在60°~80°的斜坡;该地区的崩塌坡型一般为凸型和直线型,滑坡多发生于人工边坡,滑坡体外形多为凸型或直线型。
(2) 崩塌、滑坡地质灾害多发生在坡高10~30 m的斜坡带上,空间分布上崩塌、滑坡地质灾害主要沿山体坡脚分布和第四系残坡积地层和燕山期花岗岩类地层区。
(3) 崩塌、滑坡地质灾害多集中发生于每年的4~9月,大多与强降雨有关,同时削坡建房、切坡筑路等人类工程活动也会引发崩塌、滑坡地质灾害。
致谢: 感谢审稿专家建设性的修改意见!
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Abstract
With the development of social economy, the human engineering activities become more and more intense, and the geological disasters of Zhongshan City collapse and landslide become more and more serious. Based on the detailed survey data of 1 ︰ 50000 geological disasters in Zhongshan City and combined with the environmental geological characteristics of Zhongshan City, this paper analyzes the development law of landslide and landslide geological disasters in Zhongshan City. Statistical analysis shows that from April to September is the flood season and rainy season. Most of the geological disasters of collapse and landslide occur in slope zones with slope height of 10~30 m, which are distributed at the foot of slope, close to residential areas and buildings, and closely related to human engineering activities. The geological disaster of collapse and landslide in this region is characterized by strong suddenness, small scale and great harmfulness, which provides the basis for the prevention and control of the geological disaster of collapse and landslide in Zhongshan City in the future.