1台州市国土资源局浙江台州318000;2浙江省工程物探勘察院浙江杭州310012
摘要:本文是在天台县小流域地质灾害调查评价及天台县农村山区地质灾害调查评价、地质灾害应急调查等工作取得的成果资料为基础,对天台县历史上发生的滑坡地质灾害进行系统整理,总结了天台县滑坡地质灾害特征,统计了滑坡分布规律,对滑坡成因进行分析。
关键词:地质灾害;滑坡;特征;分布规律;成因;分析;天台
1引言
天台县位于浙江省中东部,全县总面积1432.10平方公里,全县目前常住人口为59.63万人,平均人口密度为416人/平方公里。县域属浙东低山丘陵地貌区,区内低山和丘陵占全县总面积82.3%。近年来,随着经济发展,公路、康庄大道、低丘缓坡的建设和开发以及建房切坡等破坏地质环境的人类工程活动加强,人为引发的地质在灾害时有发生,其中主要以滑坡地质灾害为主,全县以往发生滑坡地质灾害41处,占全县地质灾害总数的51%,因此研究天台县滑坡地质灾害特征、分布规律及成因对本县地质防治有着重要意义。
2、研究区概况
天台县属亚热带季风气候区,气候温暖湿润,雨量充沛,四季分明,又因四周山体环绕,中部为低平盆地,因而小区域气候特征显著,带有一定的盆地特征。年平均气温17.1℃,年平均最高气温22.4℃,年平均最低气温12.9℃。
天台县降雨量具有降水充沛,变幅较大,分布不均的特点。年降水量平均值约为1399.4毫米,最多年为1962年1780.5毫米,最少年为1967年的838.4毫米。降雨量总体由周边山区向中部盆地地区呈递减趋势,降雨主要集中于南部龙溪、雷峰、南屏乡和北东部石梁、泳溪、坦头镇北一带山区(图1)。区内降水的年内分配受季风、台风活动影响,分配很不均匀,一般3-7月上旬为春雨及梅雨季节,约占年降雨量的49%以上;8-10月为台风期,约占全年降雨量的34%;最大月降雨量出现在8月份。
天台县境内水域总面积50.78平方公里,大小溪流120条,分隶属于椒江、曹娥江、白溪、清溪、海游溪五大水系。全县多年平均地表水年径流深为871.0毫米,年径流量为123700万立方米,正常蓄水量1.68亿立方米,多年平均地下水径流量为2.606亿立方米。除部分流入曹娥江、白溪、清溪、海游溪外,绝大部分呈树枝状独自流入始丰溪干流后注入椒江口。
天台县地形地貌属浙东低山丘陵区,区内低山和丘陵占全县总面积82.3%(面积约1178.6平方公里),河谷平原占16.8%(面积约240.6平方公里),台地占0.9%(面积约12.9平方公里)。境内地势北东、北西和南西较高,向东和南东倾斜,境内有天台山脉和大雷山脉,天台山脉为浙江主要的山脉之一,绵亘天台,主峰华顶山柏树尖,海拔1110.0米;大雷山脉由大盘山南峰发脉,绵亘天台西南部,主峰大雷山,海拔1129.4米,形成四面环山、中部较为平坦的丘陵盆地地貌,中部始丰溪两岸为河谷平原,海拔50-120米,称天台盆地。
天台县地处华南褶皱系浙东南褶皱带中部,区内出露地层以白垩系为主,岩性为一套酸性-中酸性火山碎屑岩间夹喷发-沉积相沉积岩(大爽组、高坞组、西山头组、茶湾组及九里坪组)以及一套类磨拉石建造的沉积碎屑岩(馆头组、朝川组、塘上组、两头塘组及赤城山组),少量出露第三系火山喷溢相玄武岩及玄武玢岩(嵊县组)。第四纪地层为上更新统及全新统冲积、冲洪积、坡洪积以及山体表部广泛分布的残坡积层。岩浆岩主要为早白垩世燕山晚期侵入岩及晚白垩世潜火山,其中侵入岩主要有牌前单元细粒钾长花岗岩(K1P)、良坑单元中细粒二长花岗岩(K1LK)、三大单元(K1S)石英二长斑岩、中门单元(K1Z)细中粒花岗闪长岩、岭下单元(K1L)石英闪长岩等,岩体一般风化较强,具明显的差异风化现象,风化后浅地表呈粗砂、中砂状,尤其断裂带附近,风化厚度大。主要分布在石梁镇北西大部区域、坦头镇欢岙、南屏乡一带。晚白垩世潜火山岩多呈小岩株侵入于下白垩统火山岩中,分布范围较小。
区内的主要构造形迹,褶皱不发育,断裂方向以北东、北西向为主,次为东西向,少量南北向。断裂具多期活动特征,力学性质复杂,其形成时代大多为燕山期。
3、滑坡特征
天台县已发生的滑坡41处,均为土体滑坡,滑坡体主要由残坡积层碎石土或全风化岩构成,通常为浅表层滑动。滑坡主要发育在山区丘陵土层较厚的斜坡地带、山前坡地、玄武岩台地边部,发育地形坡度多在25°~45°,滑坡规模多为小型,仅1处达到中型规模。经总结其具有以下特征:
(1)滑坡的平面、剖面形态特征
天台县已发生的滑坡在平面上形态较多,总结起来主要有不规则椭圆形(图2)、弧形、簸箕形、锥形、不规则形等,滑坡形态主要受滑坡物质组成和地形地貌条件控制;滑坡体剖面形态有呈阶梯状(图3)、圆弧状、平面状、锥状等,滑坡前缘多有人工切坡或田坎,切坡坡度较陡,形成临空面。
图2街头镇后岸村南山体不规则椭圆形中型滑坡
图3阶梯状滑坡剖面形态(街头镇后岸村)
(2)滑坡的边界特征
滑坡的边界主要由滑坡后壁和侧壁组成,滑坡后壁一般呈直线型、缓弧形,高度一般0.5~5.0米,落差大多不大,后壁一般较为粗糙,坡度多在45~80°,后缘为原始山坡。区内小型滑坡一般侧壁和后壁特征相近,无明显区别;规模较大的滑坡侧壁由断续的雁列式滑坡裂缝组成,发生不久尚未完全滑塌的滑坡壁上可见有清晰的滑动擦痕。而前部边界为滑坡堆积前缘,有的为松散堆积,有的为前缘鼓丘。
(3)滑坡的表部特征
规模较大的滑坡,滑坡体表部特征较为完整,发育有纵横向的裂缝、滑坡台阶甚至滑坡洼地等构造,台阶落差数厘米至数米不等,裂缝外侧坡体有下错现象,另外部分滑坡前缘可见放射状剪裂缝,并有鼓出现象。当裂缝通过民房时,屋内地面、墙体明显开裂,甚至出现局部墙体倒塌;规模较小的滑坡,坡面在快速滑动过程中遭受破坏,表部滑动后呈散乱的堆积状,有些植被发育的山坡,缓变形的滑坡体表部可发育有典型的“醉汉林”等现象。
(4)滑坡体内部特征
滑坡体内部特征主要指其物质组成、滑动结构面特征。滑体一般由松散残坡积层碎石土和全-强风化基岩组成,在花岗岩区多由花岗岩风化形成的砂质土、全风化层组成;在玄武岩分布区多由厚层的褐红色粉质粘土组成;在火山碎屑岩地区则多为含碎石的粉质粘土组成。滑坡的滑面一般平直或呈弧形,滑动面多为土体内部的软弱层面或者土岩分界面,滑床除较典型的中型滑坡外,绝大部分小滑坡无滑床。滑坡的剪出口因斜坡的岩土体结构和所处地段不同而异,全土质滑坡剪出口多为地下水位或地下渗水的出露线;土岩型滑坡剪出口基本为土体与基岩的交界面或岩石节理的交切面剪出。
(5)滑坡的活动特征
滑坡大多发生在强降雨期间和强降雨后24h内,按照滑坡的受力和变形特征一般可分为蠕动变形阶段、滑动破坏阶段、稳定阶段。蠕动变形阶段断续形成拉张裂缝,裂缝的出现使地表水入渗作用加强,变形进一步发展并出现错断;此后滑坡快速进入滑动破坏阶段,滑体下陷,滑壁明显出露,滑坡整体下滑并使前方建筑物、道路等遭受破坏掩埋。斜坡应力释放后进入暂时的稳定阶段,摩擦阻力大于下滑力后滑坡体堆积稳定。根据调查,实际情况中大部分滑坡的过程并不完全遵循上述三个发展阶段,大多仅有滑动破坏一个阶段,如区内的小型滑坡发生时速度较快,从产生裂缝到滑动破坏往往是瞬时的,具有崩塌式滑坡的特征[1]。
4、滑坡分布规律
(1)空间分布特征
地域分布特征:主要分布在天台县南部和北部的山区乡镇,如石梁镇、平桥镇、白鹤镇、赤城街道、南屏乡等,其中石梁镇尤为集中。
高程分布特征:天台县境内海拔高程在50.0~1129.4米之间,经统计区内滑坡地质灾害点在200~500米之间的陡坡地带分布最多。此外,石梁镇位于海拔高于500m的低山区,因此滑坡在500-800m区域也较发育。上述高程段也是天台县农村山区居民点、村庄较为集中分布、人类工程活动较强烈的区域。
坡度分布特征:坡度25~35°是自然山体滑坡地质灾害发生最多的坡段。
岩土体类型特征:作为地质灾害发生的载体,地层岩性或岩土体工程地质条件对地质灾害的发生有明显的控制作用[2]。侵入岩和沉积岩类大多岩石风化强烈,发育有明显的差异风化现象,全风化层厚度大,是易发生滑坡地质灾害地段[5]。
(2)时间分布特征
年内分布特征:滑坡明显集中发生在降雨集中的8~10月份的台风暴雨期,灾害点发生的时段分布基本与年内降雨相对应稍有一定的滞后性。
年际分布特征:主要集中在台风暴雨灾害性天气严重的年份,如1999年“桑美”台风、2005年“麦莎”台风、2012年“海葵”台风、2013年“菲特”台风、2015年的“苏迪罗”台风期间等。
5、滑坡成因分析
(1)自然因素
地形地貌因素:天台县的山地面积占全县总面积82.3%,地形坡度往往较陡,多在15~45°之间,具备产生滑坡地质灾害的地形地貌条件。
岩土体因素:岩土体类型是区内各类地质灾害产生的内在决定因素[3],不同的工程地质岩组岩性及其组合关系与斜坡稳定性存在必然的联系。由于地层岩性的不同,岩石的抗剪强度及受人类工程活动的影响程度也就各不相同,因而发生地质灾害的难易程度也就不同。从统计情况看,天台县滑坡地质灾害主要以土质滑坡为主,即以含碎砾石粉质黏土层最为多发,属浅层土体或全风化层滑坡,在风化强烈的玄武岩台地、花岗岩分布区较多发。
地质构造因素:地质构造对地质灾害的发生有着很大的控制作用,一方面断裂构造破坏了岩石的完整性,使之破碎、更易于风化,使得在构造带附近的斜坡带更易形成较厚的残坡积松散堆积土,为滑坡地质灾害发生提供了丰富的物质来源;另一方面,断裂、节理裂隙等地质构造在特定的组合条件下,它们本身就可以构成滑坡的滑动面,且控制着地质灾害的空间产出位置及其规模,地质构造不仅为地下水的渗透提供了有利的通道,使其附近岩土体发生软化,削弱了岩土体的抗剪强度,同时也增大了岩土体中的动水压力及坡体自身的重量,为滑坡的形成和发生提供了极为有利的条件[4]。
降雨因素:强降雨天气往往是诱发滑坡直接因素。降雨主要使岩土体含水量处于饱和状态,增加岩土体的重度并产生软化作用,坡面松散土体吸水饱和,土体内孔隙部分闭合,渗透性降低,排水不畅,在滑动面(土体与基岩接触面)附近易形成暂态的滞水层。滞水层的形成一方面导致土体中孔隙水压力增加,有效应力降低,从而使土体的抗剪强度降低;另一方面,原来非饱和土体充分吸水软化,也会导致土体抗剪强度的降低。最终使坡面松散土层的稳定性降低。从而可能发生滑坡地质灾害。天台县现有滑坡的95%与降雨有关[1]。
(2)人为因素
经统计,天台县76.7%的滑坡地质灾害与切坡建房、道路修建、矿山开采、植被破坏、水库(水渠)渗漏等人类工程活动有关,也是诱发滑坡的的主要因素之一。
6、结论与建议
(1)天台县滑坡均为土体滑坡,滑坡体主要由残坡积层碎石土或全风化岩构成,通常为浅表层滑动。滑坡主要发育在山区丘陵土层较厚的斜坡地带、山前坡地、玄武岩台地边部,发育地形坡度多在25°~45°,滑坡规模多为小型,仅1处达到中型规模。
(2)滑坡形态主要受滑坡物质组成和地形地貌条件控制,平面上形态较多。规模较大的滑坡其边界特征及地表变形特征较为明显,小规模滑坡往往不具有典型滑坡的形态特征。滑坡体主要由松散残坡积层碎石土和全-强风化基岩组成。滑坡大多发生在强降雨期间和强降雨后24h内。
(3)天台县滑坡空间分布特征较为明显,主要分布在天台县南部和北部的山区乡镇,其中石梁镇尤为集中。区内滑坡地质灾害点在200~500米之间的陡坡地带分布最多;从时间分布来看,年内发生滑坡明显集中发生在降雨集中的8~10月份的台风暴雨期,发生的时段分布基本与年内降雨相对应稍有一定的滞后性,年际主要集中在台风暴雨灾害性天气严重的年份,与降雨时间关系密切[6]。
(4)滑坡成因的自然因素包括地形地貌、岩土体、地质构造、降雨等因素,滑坡多发生在地形坡度为15~45°之间,95%的滑坡与降雨有关;人为因素主要为切坡建房、道路修建、矿山开采、植被破坏、水库(水渠)渗漏等,76.7%的滑坡与人类工程活动有关,也是诱发滑坡的的主要因素之一。
(5)根据总结的滑坡特征及其分布规律,分析的滑坡成因,建议天台县滑坡防治在坚持“预防为主,避让与治理相结合,全面规划,重点突出”的原则下,重点做好汛期排查、汛中巡查、汛后检查工作,同时规范人工工程活动,尽可能的减少因人类工程活动引发的地质灾害。
参考文献:
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