石门县地质灾害成因及防治对策研究.pdf

第3 3 卷第6 期 2 0 1 3 年1 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G D 唾您R 矾G V 0 1 ．3 3 №6 D e c e m b e r2 0 1 3 石门县地质灾害成因及防治对策研究① 文选国 湖南省常德青峰煤矿，湖南石门4 1 5 3 0 0 摘要根据湖南省石门县的地质环境条件、气象条件、人类工程活动的特点，分析了该地地质灾害的成因，并针对区内地质灾害 的特点提出了几点防治建议。 关键词地质灾害；成因分析；防治对策；石门县 中图分类号P 5 1 2 文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 6 ．0 3 0 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 3 0 6 0 11 4 0 4 C a u s e so fG e o l o g i c a lH a z a r d si nS h i m e nC o u n t ya n d C o r r e s p o n d i n gP r e v e n t i v eM e a s u r e s W E NX u a n g u o H u n a nP r o v i n c eC h a n g d eQ i n g f e n gC o a lM i n e ，S h i m e n4 1 5 3 0 0 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt od i s t i n c t i v ef e a t u r e so fl o c a lg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o n s ，m e t e o r o l o g i c a lc o n d i t i o n sa n d h u m a ne n g i n e e r i n ga c t i v i t i e s i nS h i m e nC o u n t yo fH u n a np r o v i n c e ，c a u s e so fg e o l o g i c a lh a z a r d st h e r ew e r ea n a l y z e da n d s u g g e s t e dp r e v e n t i v em e a s u r e sf o rl o c a lp l a c ew a sp u tf o r w a r d ． K e yw o r d s g e o l o g i ch a z a r d s ；c a u s e sa n a l y s i s ；p r e v e n t i v em e a s u r e ；S h i m e nC o u n t y 地质灾害是指在自然或者人为因素作用下形成 的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用 现象 。常见的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流、地面 塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾 害⋯。石门县位于湖南省北部澧水中游，地理坐标为 东径1 1 0 0 2 9 ’0 4 ”～1 10 3 2 ’3 0 ”，北纬2 9 0 1 6 ’0 6 ”～3 0 0 0 8 ’ 4 9 ”。面积39 3 4 ．5 6k m 2 ，人口6 9 万，辖1 9 个乡镇，聚 居着汉、土家、苗等1 2 个民族。地势北高南低，西北层 峦叠嶂，高峻多山，东南丘陵起伏，渐趋平坦。矿产资 源丰富，采矿历史悠久。特有的地质环境条件和气候 条件，导致各种地质灾害时有发生。地质环境的恶化 对经济发展的影响不断加剧，危害1 3 趋严重。因此，对 该地区地质灾害的成因和防治对策研究具有非常重要 的意义。 1 石门县主要地质灾害类型与危害 1 ．1 主要地质灾害类型 1 ．1 ．1 滑坡滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受 河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等 因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱 带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。地 形坡度大于1 0 。，小于4 5 。，下陡中缓上陡、上部成环状 的坡形是产生滑坡的有利地形。 1 ．1 ．2 崩塌崩塌又叫崩落、垮塌或塌方，是较陡 斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚 动、堆积在坡脚 或沟谷 的地质现象。坡体中的裂隙 越发育，越易产生崩塌，与坡体延伸方向近乎平行的陡 倾角构造面，坡度大于4 5 0 的高陡边坡，孤立山嘴或凹 形陡坡均为崩塌形成的有利地形。 1 ．1 ．3 泥石流泥石流是指在山区或者其他沟谷深 壑、地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害 引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪 流。陡峭便于集水集物的适当地形、上游堆积有丰富 的松散固体物质、短期内有突然性的大量流水来源是 泥石流形成的3 个条件。 1 ．1 ．4 地面塌陷地面塌陷是指地表岩、土体在自然 或人为因素作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑 洞 的一种地质现象。 1 ．2 石门县常见地质灾害类型和规模 石门县地处滨湖平原向武陵山地过渡地带，山地 和丘陵面积占7 1 ．8 ％；西北部属高山，地势中部为高山 与丘陵过渡带，东南部地形起伏舒缓。属于地质灾害 ①收稿日期2 0 1 3 0 6 2 8 作者简介文选国 1 9 6 5 一 ，男 土家族 ，湖南石门人，工商管理硕士，工程师，主要从事矿井地质技术管理工作。 万方数据 第6 期文选国石门县地质灾害成因及防治对策研究 多发区，地质灾害具有种类多、分布广、灾情严重等特 点，已发生的灾害种类有十几种，其中常见的有滑坡、 崩塌、泥石流和地面塌陷等。滑坡、崩塌、泥石流主要 发生在西北部的壶瓶山、磨市、罗坪等地，而地面塌陷 与地裂缝则与矿产资源的开发和各类大中型岩土体工 程紧密相关。据不完全统计全县已发生滑坡5 6 处， 其中大型3 处，中型2 4 条，小型2 9 条；崩塌4 处；泥石 流1 6 条，其中巨型1 条，大型2 条，中型2 条，小型1 1 条【2J 。境内现有地质灾害隐患点2 8 9 处，这些灾害隐 患点正在孕育和发展中，一旦条件成熟就会突发成灾； 有些隐患点如果发展成灾害甚至较已发生的灾情更为 严重，直接威胁1 50 0 0 余人的生命财产安全。 1 ．3 地质灾害的危害情况 1 9 8 1 年7 月1 7 ～3 1 日，渫水支流昌溪河源头九斗 峪，共降雨3 8 2 ．6m m ，山洪暴发，发生了罕见的泥石 流，冲走的土、砂、石块约2 0 0 万立方米，使九斗峪溪沟 底约抬高5 ～1 0m ，冲毁耕地9 2 亩，毁掉房屋5 栋，2 人死亡“ J 。2 0 1 1 年6 月，石门全县普降暴雨，1 6 个乡 镇3 0 多万人受灾，倒塌损毁房屋8 0 0 多间，1 8 万亩农 作物受灾，县乡村2 0 0 多公里公路水毁，省道 3 0 3 线 黄虎港段因山体滑坡中断，导致大型山体滑坡多处，冲 毁渠道近百公里，冲毁桥梁1 7 座。部分乡镇电力、通 讯中断，引发的洪灾还导致该县两座小型水库发生严 重险情。2 0 1 2 年5 ～7 月，石门县共遭受4 轮强降雨， 其中6 月2 5 2 7 日强降雨过程中，全县平均降雨超过 2 0 0m m ，蒙泉镇、夹山镇、楚江镇、二都乡、易家渡镇、 白云乡等超过3 0 0m m ，蒙泉镇青玄村、蒙泉水库等地 超过4 0 0m m ，在3 轮强降雨过程中，全县共发生危害 比较严重的山体滑坡、泥石流、崩塌、地面沉陷等地质 灾害5 9 起，涉及蒙泉镇、夹山镇、磨市镇、维新镇、三圣 乡、子良乡等1 3 个乡镇，共有5 0 间房屋因地质灾害倒 塌，3 2 0 间房屋受损，30 0 0 余亩农田被毁，3 3 0 余处公 路出现淤塞或垮塌，70 0 0 余人被紧急转移，累计造成 直接经济损失70 0 0 万元。随着人类工程活动的增加， 地质灾害也有逐渐加剧的趋势。 2 地质灾害成因分析 2 ．1 地质环境条件 石门县地形特点是北阔南窄，以山体为主的“倒 葫芦”状地形；南北幅源辽阔，山脉走向呈南西．北东及 北东走向。境内地势西北高峻，东南平缓，从山地、丘 陵到平原的过渡中有梯级降低现象。地势自西向东南 倾斜，西北部群山叠翠，东南部平岗交错。南部有十九 峰、观国山、太浮山；中部有燕子山、云落观、八户山；西 部有东山峰、亮垭山、鹅公山；北部有太青山、壶瓶山 等。壶瓶山是国家级自然保护区，主峰海拔2 0 9 8 ．9 m ，为湖南第一高峰，故有“湖南屋脊”之称。区内有海 拔10 0 0m 以上的山峰2 6 6 座和东山峰等总面积近 1 0 0k m 2 的山原4 片，有7 条呈放射状的峡谷深涧汇人 澧水一级支流渫水，山峰与峡谷相对高差大部分在 8 0 0m 以上，相对高差最大达18 4 7 ．7m 。峡谷总长度 达2 0 0 多公里，最窄处仅2m 余宽，最宽处10 0 0m 左 右，呈“一线天”绝境的峪谷有数十处，是中国中东部 地区峡谷发育最幽深狭长伟岸的地区。陆地最低处为 蔡家溪与澧水汇合处，海拔4 2 ．5m 。全县平均海拔在 5 0 0m 左右。 区内地形复杂多变，北部多呈起伏较大的尖棱状、 锯齿状山脊或山岭，具塔状山、桌状山等形态，山势陡 峻、壁立如削，陡崖、峭壁极为发育，强烈切割的深沟大 川是崩塌滑坡最有利的发生地段；各级阶地和剥夷面 间的斜坡地带，崩塌滑坡也十分发育；上下陡中间缓的 折线山坡，当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积 大时，易产生沿基岩面滑动的土层。如果遭到滥伐山 林破坏植被，岩土体变得疏松，斜坡的稳定性被破坏， 为泥石流形成提供大量固体物来源。如九斗峪特大型 粘土泥石流，即是由于大量开荒造田所致。 2 ．2 水源条件 2 ．2 ．1 降雨 石门县位于“3 5 ．7 ”暴雨中心的南翼 和西太平洋副热带高压边缘；受四川低凹云团的控制， 易形成强暴雨云团，属于中亚热带向北亚热带过度的 季风湿润气候区内，雨水丰沛，多年平均降水量15 1 6 m m ，年最大降水量25 6 2m m ，是湖南省的5 大暴雨区 之一；最大3h 降雨量可达1 7 8 ．9m m ，E l 降雨量2 5 5 ．8 m m 1 9 7 0 年7 月1 3 日皂市站实测资料 。降雨时空 分配不均，水平方向上具有西多东少的分布规律，全县 和地降雨变率为1 l ％一1 7 ％，雨日为1 2 0 ～2 0 0d ，垂直 方向上具有随地势升高而增加的变化规律，平均海拔 每上升1 0 0m ，降雨量增加3 0 ．8m m 。年内分布不均， 全年降水多集中在4 ～9 月，降水量为10 0 7 ．2m m ，占全 年降水量的7 3 ．7 ％，尤其是7 ～8 月降水3 5 0 ．4m m ，较 同纬度的其它县 市 偏多。 雨水是滑坡、崩塌和泥石流发生的催化剂。雨水 一方面降低了岩土体的抗剪强度，特别是其结构面的 抗滑强度，使其发展成为滑动面；- - 是增加了岩体的自 重，并增大了地下水的动水压力和静水压力，进一步降 低了斜坡的稳定性，从而发生滑坡。已发生的滑坡和 崩塌9 0 ％以上发生在雨季里，且绝大多数是在降暴雨 过程中或稍后发生。因此，暴雨是滑坡、崩塌和泥石流 发生最主要的直接诱发因素。据以往的资料表明，一个 降雨过程的降雨量大于1 5 0l n i n ，或日降雨量大于1 0 0 万方数据 1 1 6 矿冶工程第3 3 卷 t o n i ，就容易发生滑崩，降雨量越大，诱发机率也越高。 2 ．2 ．2 地表水系由于特殊的地理条件，致使境内水 资源分布不平衡。据统计，至2 0 0 8 年年底，全县共拥 有各类水类设施3 ．5 万余处，其中大型水库1 座，中型 水库7 座，小I 型水库3 8 座，小Ⅱ型水库1 1 7 座，山塘 河坝2 ．3 万处，堤防1 0k m ，防渗渠道12 0 0k m ，中型电 排站1 处，小型堤灌站1 5 8 处，全县蓄引提水量达2 ．6 7 亿立方米。 地表水系发育，全县境内溪河密布，纵横全境的河 流沟溪有2 3 6 条，发源或流经县境的有澧、渫、沱、澹、 道、黄、涔7 条水，沱水、澧水、道水自西向东，分别贯穿 县境北部、中部、南部，入松滋，临澧，而后汇人洞庭。 渫水从西北往东南纵贯，经泥沙、磨岗隘、袁公渡、新关 等1 4 个乡镇，至三江口注入澧水，长约1 6 5 公里。沱、 渫、道、澧四水域有子良坪、磨香坪、雁池坪、邓家坪、仙 阳坪、古溪坪、二都坪、易家渡、白洋湖等河谷平原，构 成了纵横交错的水网体系。每到汛期来临，受山地地 形的影响，山洪暴发，河水猛涨。 河谷的深切，细小支沟冲刷和侵蚀沟侧及沟底为 泥石流流通提供渠道，斜坡形态上多三面环山、一面开 口的环状地貌，地势起伏较大，前缘岩土体存在顺坡向 临空面，为滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害创造了良好 的临空条件。 水库蓄水对岸坡稳态构成一定的破坏性，主要表 现在水库水位的涨落和波浪冲刷对岸坡的影响。再就 是由于水库蓄水后，使库岸地下水位抬高，使易溶的碳 酸盐岩体、风化岩体及坡积层内部应力的物理、化学性 能发生变化，其凝聚力和抗剪强度大幅下降，特别是库 区内的山坡脚受到水浸泡软化，以及水渗入岩土体内， 使库岸坡上堆积物内含水量增加，进而使库岸质量增 加，摩擦力减小，引起了坡体不稳定，产生一系列的岸 坡地质灾害，如岸坡滑崩、岸坡倾斜变形、边坡塌陷等。 如2 0 1 2 年5 月2 9 日，石门县蒙泉镇青林峪 小Ⅱ 水 库大坝右端发生滑坡。库区地质灾害使滨库地区建筑 物、农田遭到破坏，塌陷的堆积物则成为库区的淤积 物，进而减少库容。 2 ．3 人类工程活动 2 ．3 ．1矿产资源开发石门县矿产资源丰富，有“矿 都”之称，以非金属、化工、燃料矿产为主，主要矿种有 煤、石煤、磷矿、石膏、石灰石、白云岩、石英砂、海泡石、 雄黄矿、赤铁矿、钒矿、重晶石、大理石、滑石、方解石、 硫铁矿、硬质粘土、陶土等3 0 多种。有矿床、矿点3 2 0 多处，矿石总量4 6 53 8 2 ．3 4 万吨。其中煤炭资源保有贮 量23 8 7 ．4 万吨，主要分布在夹山、洛甫、新铺、白云、太 平、江坪等地HJ 。雄黄矿储量居世界之最，有着15 0 0 多年的开采历史，矽砂矿储量居亚洲之首，磷矿储量为 全国之冠。 采矿业自2 0 世纪8 0 年代开始长时间无序开采， 矿山一度达到4 0 0 余处。目前石门县有矿山总数1 5 9 家，其中中型仅有5 家，所占比例仅为3 ％，而与之相对 应的是1 5 4 家小型矿山和小矿。矿山废水年排放量 4 4 6 0 ．4 6 万立方米，废渣排放量2 1 ．4 9 万吨，全县矿山 占用破坏土地面积达到3 ．9 2k m 2 。 无序的资源开采，导致区内次生地质灾害较发育。 采空区没有及时回填导致地面塌陷，如2 0 0 6 年8 月 1 9 日蒙泉天德石膏矿老采空区发生大面积塌方。建 筑石料等露天开采，由于切坡过高、过陡，在汛期暴雨 的诱发下产生顺层滑坡。矿山开采过程中产生的废 渣、尾矿常堆积在山坡或沟谷，缺乏规范管理，在暴雨 的诱发下，产生泥石流；小煤窑滥采乱挖以及其它采坑 或采硐废弃的小煤窑积聚的老窑水引发恶性突水事 故。矿区由于长期疏排地下岩溶水，地下水位下降后 形成一个降落漏斗，使漏斗内岩溶洞穴口上方覆土失 去平衡而发生塌陷。而且矿区地表水与地下水之间具 有水力联系，强排地下水会导致附近泉、井干涸，地表 水漏失严重，影响农田灌溉及人畜饮水，其次矿山排放 的含泥矿坑水，淤塞山塘、水库等水利设施。煤矸石、 尾矿、废土石等矿业废渣不仅侵占土地、破坏植被，而 且造成对水土的污染。如雄黄矿几十亩土地被雄黄伴 生矿砷污染，导致寸草不生。 2 ．3 ．2 其它人类工程活动包括修建公路、铁路及水 库等工程挖坡切方，农业垦荒耕种等活动，能快速改变 地形坡度和浅层地下水的补给、迳流和排泄条件，诱发 地质灾害的原因有以下几个方面一是破坏森林植被， 降低了森林植被的固土能力，水土流失强烈，加剧了岩 石的风化进程，使大气降水得以下渗，加剧山洪泥石流 地质灾害的发生；- - 是工程建设时开挖坡脚，致使坡体 应力失衡导致滑坡、崩塌产生；三是由于水电开发及新 农村建设施工过程中，弃渣的随意处理，容易为泥石流 的发生提供固体物质，引发或加大泥石流灾害。随着 现代化的进程，人类工程活动对斜坡稳定性影响程度 日益增大。 3 地质灾害防治对策 根据地质灾害防治防治条例及国务院关于加 强地质灾害防治工作的决定，结合本地的实际情况， 提出如下几点防治对策，供有关部门参考。 3 ．1 开展地质灾害调查 加大区内地质灾害调查力度，全面查清山洪、泥石 流、滑坡、崩塌等灾害隐患点的基本情况及气象致灾因 万方数据 第6 期 文选国石门县地质灾害成因及防治对策研究 子情况，确定灾害隐患点威胁的对象，评价灾害隐患点 在自然和人为因素作用下的发生、发展规律及对当地 人民生命财产的危害程度；进行区内地质灾害易发程 度区划和风险评价，划定灾害危险等级，编制地质灾害 风险图，在地质灾害防治区，每年开展汛前排查、汛中 检查和汛后核查，及时消除灾害隐患。 3 ．2 加强地质灾害评估 在地质灾害易发区内进行工程建设，要严格按规 定开展地质灾害危险性评估，严防人为活动诱发地质 灾害。强化资源开发中的生态保护与监管，开展易灾 地区生态环境监测评估。 3 ．3 专业的地质灾害监测和群防群治相结合 根据区内地质灾害的类型、规模、危险程度和危害 程度，构建地质灾害监测和预警系统。县、乡、村各级 政府成立专业队伍，组织群众建立群测群防监测网络， 对可能危及人民生命财产安全的潜在大中型地质灾 害，要安排专人进行定期检查。特别是雨季，要加强巡 查，在重点地段指定专人检测。 3 ．4 工程防治措施 1 对于危害、影响较严重，治理难度较大，治理投 入收益不大的地质灾害，采取搬迁、避让的措施。 2 对于崩塌、滑坡，除加强监测外，采取地表排 水、地下排水、削方减载，支挡及植树种草等工程措施。 3 对于泥石流，除加强监测外，采取固坡、拦渣、 排导、生物工程等措施。 4 对于地面塌陷、地裂缝，除加强采空区管理外， 采取回填塌陷坑、充填采空区、填埋地裂缝等工程措 施，防止地面沉陷对建筑物及农田造成破坏。 4 结语 地质灾害是一种严重的人地灾害，工程整治耗资 较大，一旦造成人员伤亡和经济损失，社会影响大。因 此应该提前监测和预防，切实贯彻预防为主、避让与治 理相结合和全面规划、突出重点的原则。石门县作为 湖南省的重灾区，地质灾害发育有其自身特点，研究其 成因有利于针对性地开展地质灾害的预防和治理工 作，有利于当地人民安居乐业，有利于社会稳定，避免 地质灾害影响范围内的房屋、桥梁、水库、农田等设施 遭受破坏及附近居民伤亡，从而有利于全县经济的可 持续发展。 参考文献 [ 1 ]周勇，任江，袁江雅，等．基于因子叠加法的滑坡灾害危险性 区划[ J ] ．公路工程，2 0 1 2 1 1 2 1 5 ． [ 2 ]申旭辉，唐建忠．湖南省石门县主要地质灾害发育特征及形成机 制分析[ J ] ．城市建设，2 0 1 2 2 3 ．[ E B ／O L ] h t t p ／／d ．．g ． w a n f a n g d a t a ．c o m ．c n ／P e , 4 0 d i c a lc s j s y s y w d 2 0 1 2 2 3 0 6 3 ．a s p x ． [ 3 ] 龚佑平．石门县自然灾害情况及防灾减灾措施[ J ] ．湖南水利， 1 9 9 4 6 4 1 4 4 ． [ 4 ] 杨顺泉，李佐海．湖南省地质灾害分布特征及防治对策[ J ] ．湖南 地质，1 9 9 6 6 1 2 8 1 3 6 ． 上接第1 1 3 页 参考文献 [ 1 ]A U e I l b yBR ，R i c h a r d sDJ ．T h eG r e e n i n go fI n d u s t r i a lE c o s y s t e m s [ M ] ．N a t i o n a lA c a d e m yP r e s s ，1 9 9 4 ． [ 2 ] H o u s t o nD ．5L o n g ．- d i s t a n c ec o m m u n i t y an e wa p p r o a c ht om i n i n gi n A u s t r a l i a [ J ] ．G e o g r a p h i c a lJ o u r n a l ，1 9 9 3 3 2 8 1 2 9 0 ． [ 3 ] A n g r i s t ，P i s e h k e ．M o s t l yH a r m l e s sE c o n o m e t r i c s [ M ] ．P r i n c e t o n P r i n - 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