佛山市禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布特征及潛在易發(fā)性區(qū)劃評價

1、佛山市禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布特征及潛在易發(fā)性區(qū)劃評價摘要：在廣東省佛山市禪城區(qū)1:50000地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計分析，結(jié)合禪城區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展和地質(zhì)環(huán)境條件，探究禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害（隱患）的分布規(guī)律。進而綜合分析各類地質(zhì)環(huán)境條件對地質(zhì)災(zāi)害（隱患）的形成發(fā)育的影響程度，結(jié)合1：5萬地災(zāi)詳查地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)劃分方法確定潛在地質(zhì)災(zāi)害強度評價因子評分標準，最終劃出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)，從而為當?shù)卣杏媱澋亻_展地質(zhì)災(zāi)害防治、改善和保護地質(zhì)環(huán)境提供技術(shù)依據(jù)1。關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；隱患；分布特征；佛山市禪城區(qū)禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度受地質(zhì)環(huán)境條件影響，同時與降雨、人類工程活動也密切相關(guān)，進而地質(zhì)

2、災(zāi)害分布特征各有差異，將地質(zhì)災(zāi)害類型相同、發(fā)育條件相近、易發(fā)和危險程度相似或接近劃分為同一區(qū)塊并進行分區(qū)評價，對制定禪城區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃具有非常重要的現(xiàn)實意義。本次易發(fā)性區(qū)劃評價主要采用地質(zhì)災(zāi)害綜合易發(fā)性指數(shù)法2，結(jié)合定性和定量進行半定量的易發(fā)程度分區(qū)。在禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害1：5萬詳細調(diào)查項目的基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)計分析區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患分布特征，再綜合分析主要致災(zāi)因素，即比較人類工程活動、地形地貌、巖土體類型、降雨、斷裂密度影響因子對地質(zhì)災(zāi)害隱患形成發(fā)育的影響程度3，進而對1：5萬地災(zāi)詳查地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)劃分方法中的影響因子權(quán)重值進行微調(diào)，確定禪城區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患潛在易發(fā)性區(qū)劃評價方法的影響因

3、子權(quán)重值及評分標準，按“區(qū)內(nèi)相似、區(qū)際相異”的原則，結(jié)合禪城區(qū)實際情況輔以修正，劃分出高、中、低易發(fā)區(qū)，進行分區(qū)評價，為各級政府制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃、實施地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工程及保障城市公共安全、地質(zhì)環(huán)境安全提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)3地質(zhì)環(huán)境條件地形地貌佛山市禪城區(qū)位于珠江三角洲腹地，地貌上以北江、西江三角洲平原為主體，地形總體較為平坦，其間有殘丘臺地零星分布。區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布，堆積物厚度大，沉積物細小，植被發(fā)育，魚塘星羅棋布。區(qū)內(nèi)分布有基巖殘丘，基巖殘丘零星分布，自然坡度小于15，風化層較厚。氣象水文禪城區(qū)位于珠江三角洲平原中部，地處北回歸線以南，屬于南亞熱帶海洋性季風氣候，溫暖多雨為其氣候基本特征。雨量充沛

4、，年平均降雨量一般在16001900mm之間，降雨日數(shù)為145d,49月是主要降雨季。工作區(qū)位于珠江流域，屬于北江及西江下游河網(wǎng)區(qū)，地勢平緩，河網(wǎng)密布，縱橫交錯。地層巖性及巖土體類型禪城區(qū)隸屬華南地層大區(qū)東南地層區(qū)東江地層分區(qū)，以大面積的第四系出露為特征，地表僅有古近系零星出露，第四系地層之下隱伏有白堊系、古近系根據(jù)調(diào)查區(qū)巖土（層）結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和巖土力學性質(zhì)等特征，將區(qū)內(nèi)巖土體劃分五種類型的工程地質(zhì)巖性組（圖1）:砂類土單層土體主要分布于禪城區(qū)西部邊緣區(qū)域，巖性主要為砂類土，厚度多為3040m:砂類土、粘性土雙層土體分布于分布于禪城區(qū)中部大沙一沙崗一石頭一帶，巖性主要為砂類土和粘性土；砂類土、粘

5、性土、淤泥類土多層土體分布于第四系三角洲平原區(qū)，巖性主要有砂類土、粘性土、淤泥類土，且厚度變化較大；“紅層”碎屑巖巖性組分布在石灣-張槎一帶，巖性為礫巖、礫砂巖、泥巖、砂巖等；塊狀噴出巖巖性組主要分布于分布在南莊紫洞、張槎王借崗，巖性為火山噴發(fā)的玄武巖、粗面巖類，塊狀風化帶厚度一般510m。地質(zhì)構(gòu)造工作區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象主要表現(xiàn)為斷裂，其中石碣聯(lián)合街邊南莊、扶西、蟲雷崗、羅村、勒流一帶斷裂較發(fā)育，以北東向斷裂構(gòu)造為主，與北西向斷裂構(gòu)造交錯分布。wi*e-iNcMt.EhT埔EM切IW圖1禪城區(qū)巖土體類型分布示意圖地質(zhì)災(zāi)害分布特征地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀截止2020年10月，禪城區(qū)已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害共有30處，其中

6、歷史地質(zhì)災(zāi)害點26處，現(xiàn)存地質(zhì)災(zāi)害點4處（崩塌3處，滑坡1處），經(jīng)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查未發(fā)現(xiàn)新增地質(zhì)災(zāi)害點，全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)33處，其中中型地質(zhì)災(zāi)害隱患3處小型地質(zhì)災(zāi)害隱患30處，主要分為斜坡類和平原類兩大類。其中以斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患（包括崩塌隱患斜坡和不穩(wěn)定斜坡）為主，共計27處，占禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)（33處）的81.82%，包括崩塌隱患點7處，不穩(wěn)定斜坡20處（圖2）；平原類地質(zhì)災(zāi)害隱患主要為地面沉降隱患，共計6處，占禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)（33處）的18.18%（圖2）。已造成直接經(jīng)濟損失108萬元，潛在威脅人口共183人，包括崩塌39人，地面沉降31人，不穩(wěn)定斜坡113人；潛在經(jīng)濟

7、損失為2107.5萬元，包括崩塌285.5萬元，地面沉降1320萬元，不穩(wěn)定斜坡502萬元。圖2禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點分布圖（左圖）及各鎮(zhèn)街隱患斜坡分布圖（右圖）地質(zhì)災(zāi)害分布特征（1）崩塌、滑坡及斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患分布規(guī)律經(jīng)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患共27處，其中崩塌隱患點7處，占調(diào)查斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的25.93%；不穩(wěn)定斜坡20處，占比74.07%根據(jù)調(diào)查，斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患以小型、土質(zhì)斜坡為主，殘坡積土相對較厚；坡高一般為520m,坡度大于60（微地貌屬陡崖）的居多；隱患斜坡結(jié)構(gòu)類型多為無定向，巖質(zhì)邊坡多為反向；均為人類工程活動造成的人工邊坡，無自然斜坡；其中以削坡建房為

8、主,修建公路、采石取土次之；空間上,主要集中在南莊鎮(zhèn)和石灣街道的殘丘區(qū)域內(nèi)（圖2）,這與兩鎮(zhèn)街殘丘分布相對較多,同時廠企和民房依山而建的現(xiàn)狀相符。由此可見,人類工程活動對隱患斜坡的形成起著主導作用。（2）地面沉降隱患分布規(guī)律根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查,發(fā)現(xiàn)地面沉降隱患點6處,均位于禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)吉利涌北部片區(qū)；且其中有5處集中于綠島湖瓷海國際一帶,且為軟土壓縮固結(jié)沉降導致。禪城區(qū)地貌類型主要為平原,且軟土分布廣泛,厚度大埋藏淺,人類工程活動頻繁,地下工程建設(shè)過程中抽排地下水,加之上覆荷載,易引發(fā)軟土壓密變形,地面沉降發(fā)生的概率較大。（3）地質(zhì)災(zāi)害時間與空間分布規(guī)律根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查資料統(tǒng)計分析,禪城

9、區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在汛期49月,其中7月份發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多。由此可見,強降雨是崩塌、滑坡發(fā)生的最主要的外在誘因，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時間分布規(guī)律與其降雨時間分布規(guī)律基本一致。根據(jù)禪城區(qū)各鎮(zhèn)（街道）的地質(zhì)災(zāi)害分布情況，地質(zhì)災(zāi)害在空間分布上存在明顯的地域性特征，整體上呈現(xiàn)“中間多、東西兩側(cè)少、集中連片、殘丘地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率多、平原區(qū)相對較少”的分布特點。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育條件分析禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要受地形地貌、巖土體特性等地質(zhì)環(huán)境條件影響，同時降雨、人類削坡建房、抽排地下水、切坡修路、地下空間開發(fā)、城市軌道交通建設(shè)等工程活動也是導致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要因素。下面就以上因素對禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害（隱患）的影響進行

10、分析。3.1地形地貌斜坡類地質(zhì)災(zāi)害的分布與地形地貌的關(guān)系十分密切，不利的地形地貌是斜坡類地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主控因素，為其災(zāi)害提供能量和活動場所；而地面沉降屬于平原類地質(zhì)災(zāi)害，受地形地貌影響相對較小。影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要地形地貌因素包括海拔高程、斜坡高度、地形坡度等。其中海拔高程對崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的形成并沒有內(nèi)在的直接聯(lián)系，而斜坡坡高、坡度與斜坡類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生存在著明顯的控制關(guān)系，坡高越高，坡度越陡，重力勢能越大，斜坡的穩(wěn)定性越差越易發(fā)生斜坡類地質(zhì)災(zāi)害，但現(xiàn)狀斜坡基本屬于人類工程活動削坡造成，因此地形地貌對斜坡類地質(zhì)災(zāi)害（隱患）的形成發(fā)育影響程度較高。地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害形成發(fā)育的影響

11、主要表現(xiàn)為控制地貌的形成發(fā)育、降低巖體的抗剪強度、巖體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，而禪城區(qū)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患基本以土質(zhì)斜坡為主，殘坡積土相對較厚，說明地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害（隱患）的形成發(fā)育影響程度低。巖土體特性根據(jù)對禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害空間分布特征進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點主要分布在砂類土、粘性土、淤泥類土多層土體、“紅層”碎屑巖巖性組和塊狀噴出巖巖性組中。地面沉降主要發(fā)育在砂類土、粘性土、淤泥類土多層土體中，該類土體厚度大，軟土發(fā)育，易發(fā)生壓縮變形；而斜坡類地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡）多發(fā)育于“紅層”碎屑巖巖性組，表層的殘坡積層及全風化層厚度較大，土質(zhì)較為松散，粘性較差，遇水易軟化崩解，再加之受斷裂構(gòu)造影響，節(jié)理裂

12、隙發(fā)育，巖體破碎、完整性較差，在強降雨或極端氣候條件下易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。因此，巖土體類型對斜坡類及平原類地質(zhì)災(zāi)害（隱患）形成發(fā)育的影響程度均較高。降雨據(jù)統(tǒng)計，禪城區(qū)已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在汛期49月份。對于崩塌，雨水下滲的過程中破壞巖土體的完整性及穩(wěn)定性，降低巖土體抗剪強度，從而降低坡體穩(wěn)定性；對于滑坡，雨水導致巖土體力學指標下降，抗壓強度與抗剪強度下降裂隙在致滑力（矩）的作用下不斷發(fā)展最終貫通導致失穩(wěn)，但這都需要在已形成斜坡隱患的基礎(chǔ)上發(fā)生，說明強降雨是崩塌、滑坡發(fā)生的主要外在誘因。因此，降雨對地質(zhì)災(zāi)害（隱患）形成發(fā)育的影響程度中等。人類工程活動調(diào)查結(jié)果顯示，禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害（隱患）的形成與人類工

13、程活動有極為密切的關(guān)系，其中斜坡類隱患共27處，均由人工削坡建房、切坡修路、采石取土等人類工程活動形成。由此可見，人類工程活動強度對地質(zhì)災(zāi)害（隱患）形成發(fā)育的影響程度高。綜上所述，地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及巖土體類型是形成地質(zhì)災(zāi)害的主要地質(zhì)環(huán)境條件，是內(nèi)在因素；而降雨和人類工程活動是形成地質(zhì)災(zāi)害的外在誘發(fā)因素。在地質(zhì)災(zāi)害諸多形成發(fā)育條件中，影響程度從高到低分別為人類工程活動、地形地貌、巖土體類型、降雨、斷裂密度。易發(fā)性評價指標通過上述分析禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成發(fā)育條件的影響程度，采用傅勒三角形方法4計算各類形成發(fā)育條件的權(quán)重，再根據(jù)1：5萬地災(zāi)詳查地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)劃分方法對潛在地質(zhì)災(zāi)害強

14、度評價因子的權(quán)重進行調(diào)整，從而得到禪城區(qū)斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患的各類潛在地質(zhì)災(zāi)害強度評價因子的權(quán)重為人類工程活動0.25地形地貌0.25、巖土體類型0.25、降雨0.15、斷裂密度0.1，斜坡類地質(zhì)災(zāi)害隱患的各類潛在地質(zhì)災(zāi)害強度評價因子的權(quán)重為人類工程活動0.45（抽排地下水0.25、工程建設(shè)0.2）、軟土層厚度0.2、頂層軟土埋藏深度0.2、飽水砂層厚度0.15。根據(jù)禪城區(qū)實際地質(zhì)環(huán)境條件，參考1：5萬地災(zāi)詳查地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)劃分方法確定潛在地質(zhì)災(zāi)害強度評價因子評分標準（表1、表2）。評價單元地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡）形成發(fā)育條件充分程度的表度分值，各評價指標的選取與評判標準如下：根據(jù)各單元格

15、主要巖土體類型，判定評分，一個單元格有多種巖土體類型則按其所對應(yīng)的分值和所占面積比進行加權(quán)平均計算判定；根據(jù)各單兀格相鄰五根等咼線平面距離x以及五根等咼線的咼程差y，利用反正切公式可以計算出地形坡度，判定地形地貌評分；根據(jù)各單元格所在的降雨量等值線區(qū)間，判定降雨影響評分；人類工程活動的判定規(guī)則：a.評分單元格沒有或者只有1處人工邊坡且無其它人類活動跡象，則人類活動強度為弱b.評分單元格有2-3處人工邊坡或者1條公路通過，則人類活動強度為較弱；c.評分單元格有3-5處人工邊坡且有公路通過或有中型工程措施，則人類活動強度為中等；d.評分單元格有5處以上人工邊坡且有3條道路（包括公路和小路）通過或有

16、重大工程措施，則人類活動強度為強烈；斷裂密度的判定規(guī)則：a.評分單元格及周圍8個單元格無斷裂構(gòu)造通過，則為斷裂稀疏區(qū)；b.評分單元格無斷裂構(gòu)造通過，周圍8個單元格有1條斷裂構(gòu)造通過，則為斷裂一般區(qū)；c.評分單元格有1條構(gòu)造通過且周圍單元格無構(gòu)造通過，或評分單元格無構(gòu)造通過且周圍單元格有2條或以上構(gòu)造通過，則為斷裂較密區(qū)；d.評分單元格有2條或以上構(gòu)造通過，或評分單元格有1條構(gòu)造通過且周圍單元格有1條或以上構(gòu)造通過，則為斷裂密集區(qū)。表1潛在地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡）強度評價因子評分標準賦值巖土類型地形地貌降雨量人類活動斷裂密度評價單元地質(zhì)災(zāi)害（地面沉降）形成發(fā)育條件充分程度的表度分值，各評價指標的選

17、取與評判標準如下：根據(jù)各單元格軟土層厚度，判定軟土層厚度評分,一個單元格有多種軟土層厚度范圍則按其所對應(yīng)的分值和所占面積比進行加權(quán)平均計算判定；根據(jù)各單元格頂層軟土埋藏深度，判定頂層軟土埋藏深度評分，一個單元格有多個頂層軟土埋藏深度，則求其平均計算判定；根據(jù)各單元格砂土層厚度，判定飽水砂層厚度評分，一個單元格有多種砂土層厚度范圍則按其所對應(yīng)的分值和所占面積比進行加權(quán)平均計算判定；依據(jù)各單元格抽排地下水強弱進行判定抽排地下水評分。a.地下水開采強度大于5104m3/a.km2，地下開采活動強烈；b.地下水開采強度于35104m3/a.km2，地下開采活動較強烈；c.地下水開采強度大于13104m

18、3/a.km2，地下水開采活動較弱；d.地下水開采強度小于1104m3/a.km2，地下開采活動弱；依據(jù)各單元格人類工程建設(shè)強弱進行判定工程建設(shè)評分。a.評分單元格及周圍8個單元格無地鐵通過或基坑開挖，則為工程建設(shè)活動弱；b.評分單元格無地鐵施工，周圍8個單元格有1條地鐵或者1個大型基坑施工，則為工程建設(shè)活動較弱；c.評分單元格有1條地鐵施工或者有1個大型基坑施工，則工程建設(shè)活動較強烈；d.評分單元格有2條及以上地鐵施工或者2個及以上大型基坑施工，則為工程建設(shè)活動強烈。表2潛在地質(zhì)災(zāi)害（地面沉降）強度評價因子評分標準賦值軟土層厚度1288-44頂層軟土埋藏深度38-312-812飽水砂層厚度1

19、212-88-44抽排地下水強烈較強烈較弱弱工程建設(shè)強烈較強烈較弱弱5潛在易發(fā)性區(qū)劃結(jié)果分析根據(jù)禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成條件及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀，設(shè)置了地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)因素的5個評價指標，按照上述取值和評分標準，利用MAPGIS空間分析功能，求取評價單元格的潛在地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)與現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害強度指數(shù)，分級賦值進行換算疊加，獲得評價單元格的地質(zhì)災(zāi)害綜合易發(fā)性指數(shù)，結(jié)合禪城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患的實際分布情況確定分區(qū)閾值，即高易發(fā)區(qū)46,中易發(fā)區(qū)3.24,低易發(fā)區(qū)2.53.2,不易發(fā)區(qū)12.5,再參考1：5萬地災(zāi)詳查地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)劃分方法，并根據(jù)禪城區(qū)實際情況做出微量調(diào)整，合并相鄰類似單元格，劃分為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)（A）、地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)（B）和地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)（C）三類區(qū)（圖3）。根據(jù)分析結(jié)果，高易發(fā)區(qū)含有6個亞區(qū)，總面積26.53km2，主要分布于禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)吉利涌-綠島湖-羅格工業(yè)區(qū)、南莊鎮(zhèn)吉利涌-吉利工業(yè)園、南莊鎮(zhèn)紫洞村下潘崗等區(qū)域，共有各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點11處，隱患點密度為0.4