河北省遷西縣地質(zhì)災害分析及其防治對策

文士茵，龐國興

(河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021)

遷西縣位于河北省唐山市北部，多年來，由于自然及人為因素共同影響，地質(zhì)災害活動頻繁，已造成全縣281間房屋損毀，88人喪生、部分栗樹、田地沖毀，其直接經(jīng)濟損失達300余萬元，給當?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)安全造成巨大損失。近年來，遷西縣以礦產(chǎn)資源為經(jīng)濟迅猛發(fā)展，造成地質(zhì)環(huán)境破壞嚴重，并面臨汛期氣候異常等因素綜合作用。為遷西縣進行地質(zhì)災害的調(diào)查及災害防治規(guī)劃工作提出新的任務。

1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

1.1 地形地貌

遷西縣地處燕山南麓，長城腳下，為典型的山區(qū)縣，總的地勢四周高陡，中間低洼。由北向南有高－低－高的趨勢，北部山區(qū)山頂標高為500～600m，往南地勢逐漸低緩，至高家店—黃槐嶺—下營一線山頂標高多為400m左右;再往南至中部灤河東西流向段一帶地勢最低，山頂標高僅為100～200m，其最低處為羅家屯灤河河床，標高僅為70m;往南地勢漸高漸陡，在牽馬嶺—馬蹄峪一帶山頂標高多達500～600m。

1.2 氣象水文

遷西縣屬暖溫帶大陸性季風氣候、半濕潤地區(qū)，降水年際變化大，四季相差懸殊，長城沿線一帶易形成暴雨中心。多年年平均降雨量817 mm，夏季降水集中，易形成暴雨，占全年的70%以上，是誘發(fā)各種地質(zhì)災害頻繁發(fā)生的外部動力因素。地域分布具有自長城一帶由北向南逐漸遞減。

區(qū)內(nèi)地表水資源較豐富，河流以灤河、灑河、長河、清河、橫河、還鄉(xiāng)河六條河流為主，除還鄉(xiāng)河屬薊運河水系外，其余均屬灤河水系。

1.3 構(gòu)造巖性

境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，褶皺、斷裂發(fā)育。整個區(qū)域為馬蘭峪—山海關復背斜中軸偏南，次一級的背斜和向斜發(fā)育，主要為近東西向斷裂、北東向斷裂和北西向斷裂構(gòu)造及弧形構(gòu)造，新構(gòu)造運動以來，本區(qū)以上升構(gòu)造剝蝕、侵蝕為主，地震活動頻繁，地震烈度為Ⅵ度。

出露地層由老到新主要由太古界、中元古界、中生界、新生界。境內(nèi)太古界片麻巖出露面積廣泛，為800多km2，占遷西總面積的一半以上。遷西巖群片麻巖的深變質(zhì)構(gòu)造環(huán)境與出露地表后的自然環(huán)境相差極為懸殊，使得片麻巖易風化，其風化松散堆積很厚;長城系頁巖質(zhì)軟，易風化，遇水易軟化，為易滑地層。

1.4 巖土體工程地質(zhì)

根據(jù)境內(nèi)出露的地層巖性組合及其物理力學性質(zhì)，可分為6個工程地質(zhì)巖組:中厚層稀裂狀中等鹽溶化堅硬碳酸巖組、薄層稀裂狀堅硬碎屑巖組、碎裂狀堅硬變質(zhì)巖組、稀裂狀堅硬巖漿巖組、粘性土單層土體及砂卵石雙層土體松散巖組。

2 地質(zhì)災害類型及基本特征

據(jù)調(diào)查，遷西縣地質(zhì)災害隱患點共有145處，主要有泥石流95處，占災害點總數(shù)65.6%，滑坡23處，占災害點總數(shù)15.9%，崩塌20處，占災害點總數(shù)，13.8%，地面塌陷7個，占災害點總數(shù)4.8%(見圖1)。

圖1 遷西縣災種分布圖

遷西縣地質(zhì)災害的發(fā)育分布主要受地形地貌、地層巖性、降雨因素、人為因素的控制，其分布規(guī)律:在空間分布和時間分布上具有一定的規(guī)律性，空間分布規(guī)律主要表現(xiàn)為條帶性、垂直分帶性、相對集中性等，時間分布規(guī)律主要表現(xiàn)為同發(fā)性、滯后性、隨機性等特點。

2.1 泥石流

2.1.1 發(fā)育特征

泥石流據(jù)調(diào)查，境內(nèi)泥石流共95處，其中72%分布在漢兒莊—灤陽—上營—金廠峪—漁戶寨—太平寨等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，多屬于溝谷型泥石流見圖2，山體溝谷發(fā)生泥石流主要受降雨量及降雨持續(xù)時間的影響。

圖2 孫家峪泥石流溝谷

圖3 孫家峪泥石流溝谷工程地質(zhì)斷面圖

2.1.2 成因分析

泥石流災害在境內(nèi)發(fā)生較普遍，從災害的發(fā)生情況及危險性分析，北部山區(qū)較中部及東南山區(qū)更易發(fā)生泥石流且嚴重的多，說明泥石流具明顯的地域性。其中孫家峪泥石流為典型泥石流災害點見圖2、圖3，孫家峪泥石流溝由一條主溝和10余條支溝組成，主溝位于孫家峪村南側(cè)，溝谷走向近南北，呈“V—U”字型，上陡下緩，主溝長約4.48 km，溝谷兩岸地形明顯對稱，坡度一般為25°～40°，區(qū)域內(nèi)構(gòu)成源區(qū)較大的扇形體下凹地形廣泛，岸坡殘積土、風化基巖廣泛裸露，植被以灌木、草叢為主，山脊，緩坡地帶生長較茂密。

通過現(xiàn)場調(diào)查分析，該泥石流溝流域面積約6.0 km2，該泥石流溝為活動性泥石流溝，有資料記載以來，上世紀60年代和1983年年發(fā)生過兩次較大的泥石流。由于降雨、地震及人為活動造成溝谷兩側(cè)山體崩塌，松散物堵塞溝道，該處地域暴雨較頻繁，雨量集中，降雨始于山頭，向山腳擴展，形成大洪峰，成為產(chǎn)生泥石流的水動力條件。

建議防治措施:針對孫家峪泥石流溝調(diào)查分析，該泥石流為水石流，建議物源形成區(qū)下部適當?shù)囟?，以攔擋和固源為主。并結(jié)合當?shù)刂卫斫?jīng)驗，應以低壩為主，壩高3m為宜，多級攔擋，修建透水谷坊壩治理措施。

2.2 滑坡

2.2.1 發(fā)育特征

滑坡主要發(fā)育于西城峪一栗樹灣子一帶，夏家峪一多龍峪一大牛峪，柳溝峪一松山峪及沙澗一帶，所調(diào)查滑坡體體積均小于10×104m3，故皆為小型滑坡。

按滑坡的物質(zhì)組成分:土質(zhì)滑坡6處，滑坡體主要由黃土、風化堆積物碎石土組成，控滑結(jié)構(gòu)面為軟弱層面或土、巖接觸面;巖質(zhì)滑坡14處，滑坡體主要由薄層長城系串嶺溝、團山子組黑灰色頁巖，頁巖質(zhì)軟，易風化，抗剪強度低風化層厚3～5m，其控滑結(jié)構(gòu)面是由頁巖、片麻巖層巖層面構(gòu)成的軟弱結(jié)構(gòu)面。

2.2.2 成因分析

引起該區(qū)滑坡發(fā)生的主要因素是陡峻的地形，軟弱巖層，節(jié)理裂隙發(fā)育的巖土體及集中的降雨。地理、地質(zhì)環(huán)境是滑坡形成的基本條件，控制著滑坡的發(fā)育范圍與規(guī)模，降雨特征及相關的人類活動是滑坡發(fā)生的誘發(fā)因素，影響著滑坡活動時間及特點。而甘草峪滑坡形成是由上部覆蓋松散物厚0.5m，下伏片麻巖巖體裂隙發(fā)育，且?guī)r體風化破碎嚴重，裂隙發(fā)育，易于降雨入滲，再加上人為切坡建房坡腳臨空，從軟弱結(jié)構(gòu)面而滑動而形成滑坡(見圖3)。

圖3 甘草峪滑坡

2.3 崩塌

境內(nèi)受人類工程活動影響產(chǎn)生的崩塌共20處，多數(shù)分布在多條省、縣級及鄉(xiāng)村公路，因切坡修路所致或極少數(shù)為人工切坡修建房屋所致，其中全部為為巖質(zhì)崩塌，巖性為片麻巖、白云巖等。

牽馬嶺崩塌因修建鄉(xiāng)村公路，開挖山體成路塹，開挖深度20m，長約120m，寬約4m，坡度近直立狀，局部傾向公路，巖性為長城系高于莊組白云巖，其原始裂隙與卸荷裂隙很發(fā)育，巖體破碎，其上部共有三組裂隙發(fā)育，此為人為作用所致。在降雨、地震等影響下，易發(fā)生崩塌，對過往行人、車輛及公路本身的安全會造成嚴重危害(見圖4)。

圖4 牽馬嶺崩塌

2.4 地面塌陷

境內(nèi)地面塌陷主要由于鐵礦、金礦等礦產(chǎn)資源的開采所引起，分布范圍集中礦山開采區(qū)，且多分布于山區(qū)地帶。采礦方式的不同或采礦過程不規(guī)范的操作是造成塌陷的根本原因。致使采空區(qū)巖體應重新分布，在局部應力集中部位巖體變形、破壞，巖體大幅降低，巖體承載力降低，加上部分預留保護層薄，在降雨或震動因素的影響下巖體向下塌落產(chǎn)生塌陷。

3 地質(zhì)災害防治

3.1 防治分區(qū)

3.1.1 分區(qū)評估劃分原則

地質(zhì)災害防治分區(qū)主要依據(jù)地質(zhì)災害形成的地質(zhì)環(huán)境條件、易發(fā)程度、災害危害程度以及當?shù)亟?jīng)濟與社會發(fā)展規(guī)劃等因素綜合確定。即在分析地質(zhì)環(huán)境條件基礎上，根據(jù)遷西縣地質(zhì)災害發(fā)育密度、穩(wěn)定狀態(tài)、危害程度和人口密度、城鎮(zhèn)和重要企業(yè)、工程設施的分布等，劃分為地質(zhì)災害重點防治區(qū)、次重點防治區(qū)和一般防治區(qū)三個級別。每一防治分區(qū)中根據(jù)地質(zhì)災害類型、密度、危害程度進一步劃分防治亞區(qū)。

3.1.2 防治分區(qū)

1)重點防治區(qū)(A)。重點防治區(qū)一般為有重要保護對象的地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)及有較重要保護對象的地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū)。本區(qū)共分五個小區(qū)，主要包括上營—漁戶寨泥石流、崩塌滑坡重點防治區(qū);漢兒莊泥石流重點防治區(qū);東蓮花院泥石流、滑坡重點防治區(qū);麻家峪采空塌陷重點防治區(qū);沙澗滑坡重點防治區(qū)。本區(qū)總面積為511.6 km2，占全縣總面積的35.6%。金廠峪鎮(zhèn)、上營、灤陽等人口集中區(qū)，國有大中型工礦企業(yè)所在地和京沈高速公路連接線沿線，潘家口水庫等重點水利電力工程是重點防治區(qū)中的防治重點。

2)次重點防治區(qū)(B)。次重點防治區(qū)一般為有較重要保護對象的地質(zhì)災害中易發(fā)區(qū)、有重要保護對象的地質(zhì)災害低易發(fā)區(qū)及地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū)，本區(qū)有1個小區(qū)，為灤河次重點防治區(qū)。主要包括灤河南北流向段兩側(cè)及東西流向段北側(cè)，及牽馬嶺—東蓮花院一帶?？偯娣e為531.5平方公里，占全縣總面積的36.9%。該區(qū)的重要及較重要保護對象，漢兒莊、灑河橋鎮(zhèn)、漁戶寨、三屯營、太平寨、羅家屯、東蓮花院等人口集中區(qū)是次重要保護區(qū)中的防治重點。

3)一般防治區(qū)(C)。除重點、次重點防治區(qū)以外的地區(qū)，該區(qū)主要為灤河古河道、現(xiàn)代河道及兩側(cè)沖洪積平原，即遷西縣城—忍字口一帶。一般處于地質(zhì)災害中、低易發(fā)區(qū)，地質(zhì)災害發(fā)育度低，不存在重要地質(zhì)災害隱患點，危害對象主要是分散居住地。本區(qū)面積395.9 km2，占全縣總面積的27.5%。本區(qū)地質(zhì)災害及其影響范圍是地質(zhì)災害防治重點。

4 地質(zhì)災害防治對策

根據(jù)“以人為本、預防為主，避讓與治理相結(jié)合”的原則，地質(zhì)災害防治措施主要包括監(jiān)測預警、工程治理、搬遷避讓三類，同時做好地質(zhì)災害應急調(diào)查與處置，地質(zhì)災害防治宣傳與培訓工作。對現(xiàn)有的145處地質(zhì)災害隱患點按危害性、變形發(fā)展趨勢等，分輕重緩急進行防治，并分別提出防治措施。

4.1 監(jiān)測預警是地質(zhì)災害防范的主要措施之一

按監(jiān)測手段及方式，包括地質(zhì)災害專業(yè)監(jiān)測和群測群防監(jiān)測預警體系。

本次防治規(guī)劃全縣共有7個專業(yè)監(jiān)測點，其中近期4個，遠期3個，由遷西縣國土資源局委托專業(yè)地質(zhì)隊伍實施。對大型或重要地質(zhì)災害隱患點實施專業(yè)監(jiān)測，初步形成全縣重要地質(zhì)災害隱患點專業(yè)監(jiān)測預警網(wǎng)絡，做好地質(zhì)災害的預警預報工作。

4.2 建立群測群防網(wǎng)絡

建立覆蓋全縣的地質(zhì)災害群測群防網(wǎng)絡體系，為地質(zhì)災害的正確分析評價、預測預報及防治工程規(guī)劃和實施等提供可靠的資料和科學依據(jù)。將遷西縣地質(zhì)災害監(jiān)測網(wǎng)初步擬建為3級網(wǎng)絡，即縣級網(wǎng)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級網(wǎng)和村組級網(wǎng)。

4.3因地制宜，因災設防

地質(zhì)災害防治堅持以“以人為本、預防為主，避讓與治理相結(jié)合”的原則，根據(jù)各地質(zhì)災害(隱患)點的地質(zhì)環(huán)境條件、危險性和危害程度，確定因地制宜、因災設防、科學合理、經(jīng)濟有效的防治方案。

4.4 應急反應系統(tǒng)建設

以鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府(街道辦)為主導，國土資源局為主管，縣相關部門分管，市地質(zhì)災害監(jiān)測站技術(shù)支撐單位為技術(shù)依托，組成應急反應技術(shù)隊伍，發(fā)揮信息系統(tǒng)作用，建立地質(zhì)災害應急反應－系統(tǒng)。加強對全縣汛期地質(zhì)災害防治的組織領導和監(jiān)督，對突發(fā)的重大地質(zhì)災害進行應急調(diào)查和處置。

4.5 信息系統(tǒng)建設

建立縣級地質(zhì)災害監(jiān)控中心，基本建成基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)災害數(shù)據(jù)庫和信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)地質(zhì)災害的有效監(jiān)控，為全縣防災減災提供基礎信息。

4.6 地質(zhì)災害防治措施

對重要地質(zhì)災害隱患點采取工程措施，進行災害治理。對泥石流、滑坡、地面塌陷、和崩塌災害按照輕、中、緩、急的原則，對其進行近期、中期、遠期的防治規(guī)劃。

(1)近期對3處危險性大的崩塌實施削坡治理，對8處泥石流和2處滑坡實施工程治理，對1處危害性較大且穩(wěn)定性較差的地面塌陷地質(zhì)災害隱患點實施回填治理，對4處危害等級較大級以上的滑坡地質(zhì)災害隱患點實施專業(yè)監(jiān)測工程建設，對128處地質(zhì)災害隱患點實施群測群防。

(2)遠期對20處危險性較大、危害程度較高的地質(zhì)災害隱患點實施工程治理，對3處大型以上的地質(zhì)災害隱患點實施專業(yè)監(jiān)測，對114處地質(zhì)災害隱患進行群測群防監(jiān)測。

5 結(jié)語

遷西縣地處燕山南麓，地形地貌復雜，中低山及低山丘陵占全縣總面積的73.3%。山坡陡峭，溝谷長，主溝縱坡降較大，多為100‰～150‰，匯水面積較大，加之降雨量充沛且以汛期暴雨大雨形成集中降水，因此地質(zhì)災害發(fā)育種類多，數(shù)量大。其地質(zhì)災害主要包括泥石流、滑坡、崩塌、地面塌陷等。災害分布廣、強度大，不僅造成了巨大的財產(chǎn)損失，而且破壞了資源和地質(zhì)環(huán)境，對全縣社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展造成嚴重的影響。通過實施地質(zhì)災害防治規(guī)劃，采取合理的防治工程措施，可將災害損失減少80%以上，防治工程將產(chǎn)生巨大的防災效益。此外，建議以政府為主導，多部門合作加強地質(zhì)災害監(jiān)測的組織和管理工作，實施系統(tǒng)的地質(zhì)災害防治措施，嚴格按照監(jiān)測網(wǎng)絡運行，及時捕捉地質(zhì)災害的特征信息，預報災害險情，防災于未然。為解除遷西縣地質(zhì)災害威脅、改善地質(zhì)環(huán)境必將產(chǎn)生巨大的社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益。

［1］河北省國土資源廳.唐山市遷西縣地質(zhì)災害調(diào)查與區(qū)劃［R］.2003.

［2］龐國興.宋利震.文士茵，等.河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院.遷西縣汛前地質(zhì)災害核查報告［R］.2011.

［3］河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院.遷西縣地質(zhì)災害防治規(guī)劃［R］.2009.

［4］龐國興，李金軒，等.山西省太谷縣地質(zhì)災害分析及防治對策［J］.中國地質(zhì)災害與防治學報.2008，18(2).

［5］湯明高，許強，馬和平，等.西藏昌都鎮(zhèn)地質(zhì)災害發(fā)育特征及防治對策［J］.中國地質(zhì)災害與防治學報.2006，17(4).

［6］馬建德，等.遼寧省朝陽縣地質(zhì)災害基本特征及防治對策［J］.地質(zhì)災害與環(huán)境保護.2007，18(1).