兰州市地质灾害类型及其分布规律

兰州市地质灾害类型及其分布规律摘要:在深入分析地质灾害发育现状的基础上,研究了兰州市地质灾害的类型和发育规律。兰州市突发性地质灾害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四种类型。滑坡类型以混合式、中层、小型黄土滑坡为主,崩塌类型以人为黄土崩塌为主。区内滑坡、崩塌呈带(片)状分布,多在特定的岩土体中,集中分布于人为活动强烈的地段,而且分布因地貌而异。兰州市泥石流以小型、沟谷型泥石流为主,其沿河岸呈线状分布,与人类工程活动相关联。地面塌陷属于开采煤矿、人防工程、采砂洞和回填不当引发形成的,造成以点状分布的地面塌陷。关键词:兰州市;地质灾害;类型;分布规律中图分类号:P694文献标识码:A文章编号:1672-1683(2010)04-0053-05TypesandDistributionofGeologicalHazardsinLanzhouCityMEIHai,ZHANGJi-xunAbstract:OnthebasisofinvestigationandanalysisofthegeologicalhazardsofLanzhoucity,thetypesanddistributioncharacteristicsofgeologicalhazardsarestudied.ThemaingeologicalhazardsofLanzhoucityarelandslides,avalanches,debrisflowsandgroundcollapses.Thelandslidesarepredominatedbycompoundmediumdepthsmallloessialtype,andtheavalanchesaredominatedbyartificialloessialtype.Bothlandslideandavalanchedistributeinzoneswithintheparticularsoilandrocks,concentrateintheareaswithstronghumanactivity,anddifferwithgeomorphology.Smallscalegullytypeisthemaintypeofdebrisflowswhichdistributealongthebanksofstreamsandarealsocloselyrelatedtohumanactivity.Groundcollapsesarecausedbyminingofcoals,damageofundergroundairdefenseworksandsandminingandpresentdotteddistribution.Keywords:LanzhouCity;geologicalhazards;types;distributioncharacteristics兰州市地处甘肃省中部,位于陇西黄土高原的西部,是我国地形第一阶梯——青藏高原向第二阶梯——黄土高原的过渡地区,是我国地质灾害最为严重的城市之一。每年因崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害死亡人数占各类自然灾害死亡人数的1/4。经调查统计,自1949年以来,兰州市地质灾害已造成660多人死亡,累计直接经济损失达7.56亿元[1]。随着经济社会的发展和自然环境的破坏,兰州市地质灾害发生的频度和规模有逐年增加的趋势,给境内人民群众的生命财产安全造成了极大的威胁。2009年5月16日下午,九洲开发区石峡口小区发生山体滑坡,崩塌的2万余方黄土将小区内4号楼2个单元的楼体全部摧毁,30余户居民受灾,8人被埋压,除成功救援生还1人外,其余7人遇难。因此,深入研究和加强地质灾害防治工作已成为促进经济建设和维护社会安定的迫切任务。国内学者在兰州市地质灾害的调查、研究方面已经做了大量有效的工作[2-7],尤其是近年来,在兰州市各级国土资源行政管理部门的参与配合下,开展完成了全市各县区地质灾害调查与区划、地质灾害群测群防工作,结合城市建设进行了境内十余处地质灾害防治工程的勘查和设计工作。本文在深入分析地质灾害发育现状的基础上,研究兰州市地质灾害的类型和发育规律,以对兰州市科学防治地质灾害起到指导作用。1地质灾害概况兰州市突发性地质灾害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷等四种类型。据调查统计,全市现有地质灾害隐患点达754处,其中滑坡181处、崩塌102处、不稳定斜坡236处、泥石流沟218处、地面塌陷17处(图1)。由此可见,兰州市的地质灾害以斜坡变形破坏为主。即以崩塌、滑坡灾害占主导地位,其次是泥石流灾害,也与崩塌、滑坡的关系较为密切。图1兰州市地质灾害分布图Fig.1DistributionofgeologicalhazardsinLanzhouCity图2兰州市滑坡类型划分Fig.2ClassificationofgeologicalhazardsinLanzhouCity①黄土滑坡。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。主要分布于兰州市南、北部河谷Ⅳ级阶地前缘(图3)及各沟谷台地前缘和黄土丘陵区。图3城关区庙巷子滑坡实测剖面图Fig.3ProfileofMiaoxiangzilandslide在地域分布,在兰州市所辖的8个县区中,永登县的地质灾害数量位居首位,这主要与该县大面积的黄土丘陵区分散居住的村庄一致,小规模的崩塌、滑坡为主;城关区、七里河区的地质灾害数量也较高,这与脆弱的地质环境条件以及强烈的人类工程活动密切相关;相对于地质环境条件简单、人类工程活动一般的皋兰县而言,地质灾害相对发育程度较低。2滑坡、崩塌灾害类型及其分布规律2.1滑坡、崩塌类型2.1.1滑坡类型兰州市滑坡分布面广,密度高,规模较大,活动性强,各类滑坡的数量和所占比例统计见图2。从图中可以看出,兰州市的滑坡在物质组成上以黄土滑坡为主,在力学性质上以混合式为主,牵引式滑坡次之,在滑面埋深上以中层滑坡为主,在滑体规模上以小型为主。下面以滑坡物质组成分类为主,对区内滑坡进行分别阐述。该类滑坡平面形态多呈半椭圆形或簸箕状,规模一般较小,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或者位于黄土与下伏基岩的接触面,其中部、后部由黄土的垂直节理演化而成。滑坡后壁高差悬殊,小者仅数米,大者超过15m,滑坡规模以小型为主,多以浅层滑坡居多。②黄土-红层滑坡。黄土-红层滑坡,其滑体由各种成因的黄土和古近系、新近系砂砾岩、砂岩、泥岩共同组成。主要分布于兰州市城关区皋兰山、西固南山和西柳沟以西地带,多为切层滑坡,主要发育在具有高陡临空面的斜坡地段,平面上呈舌形或半圆形,其形态较为完整,具有“圈椅状”地形和双沟同源现象,并保留有滑坡平台。滑动面多为较陡的弧形。滑坡规模以巨型、大型为主,并以深层滑坡居多。③堆积层滑坡。堆积层滑坡,其滑坡体由各种成因的残积、坡积物组成。主要形成于基岩出露地带。该区域山体坡度较陡,残坡积物厚度较小,一般2~5m,若遇大雨或暴雨,堆积层即可突然发生滑动,滑坡前兆特征不明显。该类滑坡规模较小,多为浅层滑坡。如发育于老狼沟老滑坡体上的三号滑坡系滑坡堆积体的再次滑动。④基岩滑坡。基岩滑坡,其滑坡体由较坚硬的层状、层块状岩石组成。主要分布于兰州市基岩分布地带,大多发生在古近系砂砾岩、砂岩和前新近系地层。滑坡往往分布在斜坡临空条件好,冲沟发育,地形陡峻的地段。滑坡规模较大,主要分布于皋兰山南部、八盘峡西南侧、阿干镇、窑街一带。2.1.2崩塌类型兰州市崩塌共有78处,按物质组成分为黄土崩塌和基岩崩塌,两者分别为66和12处;按动力成因分为自然崩塌和人为崩塌,分别为21处和57处;按运动形式分为倾倒式崩塌和滑移式崩塌,分别为58和20处。下面以崩塌物质组成分类为主,对区内崩塌进行分别阐述。①黄土崩塌。黄土崩塌主要发生于河谷阶地前缘及黄土丘陵区的高陡斜坡地带。黄土崩塌的起始运动形式为倾倒式或滑移式。兰州市高陡斜坡坡脚往往有人居住,一旦崩塌发生,便造成严重的人员伤亡和财产损失,如八里镇陆家台潜在崩塌(图4)。图4陆家台黄土潜在崩塌剖面图Fig.4ProfileofLujiataipotentialcollapse②基岩崩塌。基岩崩塌主要分布于兰州市基岩出露的南北两山红层出露地带和基岩出露的青白石东部,白塔山至砂井驿、七里河区、西固区南部山区、红古区窑街一带,如阿郎公路崩塌、红古崖崩塌及享堂峡潜在崩塌等(图5)。图5享堂峡岩质潜在崩塌剖面图Fig.5ProfileofXiangtangxiapotentialcollapse区内基岩构造节理和卸荷裂隙非常发育,在外动力作用和不合理人类工程活动的影响下,岩体在中下部被剪断,发生倾倒式崩塌,其最初的运动形式多为滑移式,如享堂峡崩塌。部分崩塌发育在人烟稀少的基岩山区,成灾几率较低,但大量的崩塌体堆放于沟道及山坡,为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质,威胁沟道下游及沟口城镇、村庄、厂矿、重要交通干线及市政工程设施等的生命和财产安全。2.2滑坡、崩塌分布规律①滑坡、崩塌呈带(片)状分布。兰州市滑坡、崩塌分布呈带、成片分布,主要集中分布于伏龙坪、皋兰山北侧山坡、靖远路的王宝宝城、五一山、徐家坪、阿干镇、徐家湾、扎马台、达家台、八盘峡两岸、享堂峡和七山地区。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、阿干镇滑坡群、窑街滑坡群等。②滑坡、崩塌体在特定的岩土体中分布。兰州市崩塌、滑坡主要发育在黄土状粉土、新近系砂泥岩、砂砾岩地层中,其它地层中较为少见。在本次调查的崩塌、滑坡主要分布于上述地层中,皋兰山群变质岩地区分布较少,主要为风化的残坡积层形成的滑坡,数量很少,约占滑坡数量的2%。③集中分布于人为活动强烈的地段。兰州市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,兰州市城区及城乡结合部,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;另外兰州市中南部西果园、达川、青白石一带由于人类采砂及阿干镇、窑街采煤塌陷区引发的山体滑坡极为强烈。④滑坡、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。如果地形平坦宽阔,即使其它因素存在,滑坡崩塌灾害也不会发生,但如地形陡峭、破碎,沟壑密度大,滑坡崩塌则容易产生。斜坡坡度和坡高是滑坡、崩塌产生的基本条件。据调查资料分析统计,斜坡坡度在30(左右,坡高在100~200m,容易产生滑坡灾害。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,引发滑坡崩塌发生。3泥石流类型及分布规律3.1泥石流类型泥石流是兰州市最为发育的地质灾害类型之一,共发育218条泥石流沟。泥石流按物质组成分为泥流和泥石流,以泥石流为主,达139条;按流域形态分为沟谷型和山坡型,以沟谷型为主,达168条;按规模划分为巨型、大型、中型和小型,以小型为主,共108条,其次为中型,为86条。下面以泥石流物质组成分类为主,对区内泥石流进行分别阐述。3.1.1泥流泥流是一种含有大量泥沙的洪流,其固体物质主要由0.05mm以下的黏粒和粉粒组成,偶夹石块和圆砾,其含量一般不超过固体物质总量的10%。兰州市地处陇西黄土高原,黄土广泛分布,重力侵蚀及面蚀作用较强,地形切割较强,泥流较为发育,主要分布于兰州市中北部及东南部的黄土丘陵区,这些区域植被稀疏,泥流灾害较为发育。各泥流沟横断面多呈“V”字型,沟谷平面形态多呈扇状或长条状,泥流规模为中型和小型。按泥石流易发程度分,分为以中、低易发居多,沟口洪积扇相对不发育,主要以下切为主,危害方式主要为冲蚀和淤埋。3.1.2泥石流泥石流主要分布于兰州市中部的南北两山基岩出露地带,如雷坛河、城关区的青白石东部、白塔山至砂井驿(图6)、西固、红古区的大部分地段。各沟谷横断面多呈“V”字型,流域平面形态多呈长条状或树冠状。泥石流规模以中型和小型为主,巨、大型次之。泥石流暴发频率约每年2~3次至几十年1次。泥石流以冲毁危害为主,淤埋危害次之。泥石流固体物质