汉江流域%28湖北段%29孕灾地质环境条件与地质灾害发育关系.pdf

Open Journal of Natural Science 自然科学自然科学,2023,11(5),793-798 Published Online September 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/ojns https:/doi.org/10.12677/ojns.2023.115094 文章引用文章引用:华骐,华骥,俎全磊.汉江流域(湖北段)孕灾地质环境条件与地质灾害发育关系J.自然科学,2023,11(5):793-798.DOI:10.12677/ojns.2023.115094 汉江流域汉江流域(湖北湖北段段)孕灾地质环境条件与孕灾地质环境条件与地质地质 灾害发育关系灾害发育关系 华华 骐，华骐，华 骥，俎全磊骥，俎全磊 湖北省地质环境总站，湖北 武汉 收稿日期：2023年7月5日；录用日期：2023年8月22日；发布日期：2023年8月30日 摘摘 要要 汉江流域汉江流域(湖北段湖北段)地质灾害的发育与其独特的孕灾地质环境条件密切相关，不同的孕灾地质条件造就了地质灾害的发育与其独特的孕灾地质环境条件密切相关，不同的孕灾地质条件造就了流域内地质灾害发育的差异性特征。国内尚未对汉江流域流域内地质灾害发育的差异性特征。国内尚未对汉江流域(湖北段湖北段)地质灾害作系统研究工作，仅对汉江地质灾害作系统研究工作，仅对汉江流域上游流域上游(湖北段湖北段)丹江口库区地质灾害作过大量基础性工作。据汉江流域丹江口库区地质灾害作过大量基础性工作。据汉江流域(湖北段湖北段)地质灾害调查数据统地质灾害调查数据统计，流域内地质灾害共计发育计，流域内地质灾害共计发育7024处，地质灾害类型主要为滑坡与不稳定斜坡，其次为崩塌与地面塌陷；处，地质灾害类型主要为滑坡与不稳定斜坡，其次为崩塌与地面塌陷；泥石流、地裂缝、地面沉降相对不发育，本文以汉江流域泥石流、地裂缝、地面沉降相对不发育，本文以汉江流域(湖北段湖北段)地质灾害发育规律综合研究项目地质灾害发育规律综合研究项目(项目项目编号编号KJ2016-11)为基础，对汉江流域为基础，对汉江流域(湖北段湖北段)孕灾地质环孕灾地质环境背景与地质灾害发育关系进行探索研究，总境背景与地质灾害发育关系进行探索研究，总结地质灾害发育特点，为地质灾害防治提供依据。结地质灾害发育特点，为地质灾害防治提供依据。关键词关键词 孕灾地质环境条件，地质灾害发育关系，汉江流域孕灾地质环境条件，地质灾害发育关系，汉江流域(湖北段湖北段)Relationship between Disaster-Induced Geological Environmental Conditions and Geological Hazard Development in Hanjiang River Basin(Hubei Section)Qi Hua,Ji Hua,Quanlei Zu Hubei Provincial Geological Environment Station,Wuhan Hubei Received:Jul.5th,2023;accepted:Aug.22nd,2023;published:Aug.30th,2023 Abstract The development of geological disasters in the Han River Basin(Hubei section)is closely related 华骐 等 DOI:10.12677/ojns.2023.115094 794 自然科学 to its unique geological environment conditions,and different geological conditions contribute to the differential characteristics of geological disaster development within the basin.There has been no systematic research on geological disasters in the Han River Basin(Hubei section)in Chi-na,and only a large amount of basic work has been done on geological disasters in the Danjiang-kou Reservoir area in the upper reaches of the Han River Basin(Hubei section).According to the survey data of geological disasters in the Han River Basin(Hubei section),a total of 7024 geologi-cal disasters have developed in the basin.The main types of geological disasters are landslides and unstable slopes,followed by collapse and ground subsidence;Debris flow,ground fissures,and land subsidence are relatively underdeveloped.Based on the comprehensive research project on the development laws of geological disasters in the Han River Basin(Hubei section)(project number KJ2016-11),this article explores and studies the relationship between the geological en-vironment background and geological disaster development in the Han River Basin(Hubei sec-tion),summarizes the characteristics of geological disaster development,and provides a basis for geological disaster prevention and control.Keywords Disaster-Induced Geological Environmental Conditions,Development Relationship of Geological Hazards,Hanjiang River Basin(Hubei Section)Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.自然地理自然地理 汉江是长江中游最长的支流，干流流经陕西、湖北两省，全长 1577 km。汉江流域北以秦岭及外方山分水岭为界，东北以伏牛山及桐柏山与淮河为界，西南以大巴山、荆山与嘉陵江、沮漳河相邻，东南为江汉平原，水系纷繁，与长江干流无明显天然分界。汉江流域(湖北段)涵盖了汉江的上中下游，境内长878 km，占全长的 55.68%，流域面积 6.3 万 km2，占全省国土面积的 33.89%，多年平均流量 1710 m3/秒，天然落差 160.8 m，水力资源理论储藏量达 193.4 万千瓦(包括支流为 389.3 万千瓦)。均县以上省内江段为上游，长 228 km，流域面积 2.12 万 km2，流经鄂西北中低山区，以峡谷为主，间有宽谷；均县至钟祥江段为中游，长 270 km，流域面积 2.48 万 km2，流经低山丘陵和岗状阶地区；钟祥以下江段为下游，长 380 km，流域面积 1.7 万 km2，流经平原区。汉江流域地处中原腹地，区位优势突出是长江经济带的重要组成部分，涵盖了鄂北岗地的全部地区和江汉平原的大部分地区，是武汉城市圈和鄂西生态文化旅游圈的重要结合部，发挥着承南启北、贯通东西的桥梁纽带作用，是推进区域合作、加快开放开发的前沿平台和重要纽带。汉江流域(湖北段)包括神农架林区、襄阳市、荆门市、天门市、潜江市、仙桃市全境及随州市(曾都区、随县)、孝感市(孝南区、云梦县、汉川市、安陆市、应城市)、武汉市(江汉区、硚口区、汉阳区、东西湖区、蔡甸区、汉南区)的部分地区。2.地形地貌与地质灾害发育关系地形地貌与地质灾害发育关系 汉江流域(湖北段)范围内地跨中国地势第二级阶梯和第三级阶梯的过渡地带。鄂西山区为第二级阶梯的东部边缘，属云贵高原的一部分；其余地势为第三级阶梯的一部分1 2 3 4。区内地貌类型也较复杂，既有中山、低中山、低山、丘陵、岗地和平原等一般类型，也有河流、红层、古冰川等特殊地貌。Open AccessOpen Access华骐 等 DOI:10.12677/ojns.2023.115094 795 自然科学 中部平原向周围山地逐级上升，呈向南敞开的马蹄形不完整盆地。按照海拔高程，流域内可分为鄂西山区、鄂东岗地丘陵区、鄂东北低山丘陵区和江汉平原区四个地势区，叠加地质灾害点，分别进行地质灾害对比分析。据统计分析表明流域内地质灾害具有由西向东逐渐减少的特征，不同地貌单元地质灾害类型、数量、规模差异明显5 6 7 8。鄂西山区：本区位于汉江流域(湖北段)西北部，包括十堰市、襄阳市大部，其中有郧西、郧县、丹江口、竹溪、竹山、房县、保康、谷城、南漳、十堰、神农架林区等县(市)。区内地质灾害总数 6299 处，占流域内地质灾害总数 89.68%，排各类地貌单元第一位。其中滑坡最多 3974 处，占流域内滑坡总数的94.19%；不稳定斜坡 1998 处，占流域内不稳定斜坡总数的 85.05%；崩塌 257 处，占流域内崩塌总数的83.71%；泥石流52处，占流域内泥石流总数的91.23%。地面塌陷18处，占流域内地面塌陷总数的27.28%。区内以小型地质灾害为主，其中小型 4232 处，中型 1802 处，大型 246 处，巨型 19 处。鄂北岗地丘陵区：本区位于汉江流域(湖北段)北部，包括荆门市大部和襄阳市部分，其中有襄阳市、老河口市、宜城市、枣阳市、荆门市、钟祥市、京山县、应城市等县(市)。区内地质灾害总数 665 处，占流域内灾害点总数 9.47%，排各类地貌单元第二位。其中不稳定斜坡最多 338 处，滑坡 232 处，崩塌 48处，泥石流 4 处，地面塌陷 37 处，地裂缝 6 处。区内以小型地质灾害为主，其中小型 586 处，中型 70处，大型 9 处。江汉平原区：本区位于湖北腹地江汉平原，包括武汉市、天门市、潜江市、仙桃市、应城市大部分地区。区内地质灾害总数 56 处，占流域内灾害点总数 0.80%，排各类地貌单元第三位。其中地面沉降最多 18 处，滑坡 12 处，不稳定斜坡 11 处，地面塌陷 11 处，崩塌 1 处，泥石流 1 处，地裂缝 2 处。区内以小型地质灾害为主，其中小型 50 处，中型 3 处，大型 1 处，巨型 2 处。鄂东北低山丘陵区：本区位于区内东北部，包括枣阳市、随州市部分地区。区内地质灾害总数仅 4处，占灾害点总数 0.05%，排各类地貌单元第四位。其中滑坡 1 处，崩塌 1 处、不稳定斜坡 2 处。其中小型 3 处，中型 1 处。地面塌陷主要发育于鄂北岗地丘陵山区盆地中部矿产开采集中地带以及地形低洼处、河床及其两岸阶地、地下水天然排泄区及其附近，共计发育地面塌陷 37 处，占总地面塌陷数的 56.06%。流域内的地质灾害发育与地形地貌单元有着十分密切的联系，不同的地貌类型控制着地质灾害的类型。鄂西山区峡谷深切，高陡临空面为崩塌、滑坡的产生提供了有利地形，残坡积层较发育，软硬岩层相间的山区和丘陵区是崩塌、滑坡多发区；山高坡陡且较开阔的瓢状地形是泥石流产生的良好条件，地形起伏大、沟谷发育、岩土体破碎、松散的山区往往是泥石流的多发地区。3.地质构造与地质灾害发育关系地质构造与地质灾害发育关系 汉江流域(湖北段)范围内扬子准地台和秦岭褶皱系两个一级大地构造单元，现今大致沿房县、襄樊、孝感、武穴一线分界。北部为地壳相对活动的地区，属秦岭地槽区；南部是地壳相对稳定的地区，属扬子准地台。参照大地构造单元划分的一般原则，在地台区和地槽褶皱区分别依次划分二级、三级和四级构造单元。综合考虑印支旋回后的隆起、拗陷以及形变、岩浆活动和变质作用诸方面特征划分之。汉江流域(湖北段)大地构造单元划分为南秦岭褶皱带、上扬子台坪、下扬子台坪、两湖断坳、桐柏大别山中间隆起带。利用构造单元分区与地质灾害点进行叠置，对不同 II 级构造单元与地质灾害点分布、数量、类型进行统计分析。区内地质灾害发育分布受区内构造作用控制，具体表现在，区内地质灾害在南秦岭褶皱带密集发育，其次为上扬子台坪，其它二级构造单元地质灾害发育较少。据统计滑坡地质灾害主要集中分布于南秦岭褶皱带与上扬子台坪二级构造单元范围内，共计发育4207 处，占流域内滑坡总数的 99.72%；崩塌集中在上扬子台坪与南秦岭褶皱带内，共计发育 307 处，而华骐 等 DOI:10.12677/ojns.2023.115094 796 自然科学 崩塌灾害点密度最大则在南秦岭褶皱带内，达 0.6 处/100 Km2；泥石流集中分布在南秦岭褶皱带与上扬子台坪构造区内，为 57 处，占泥石流总数的 100%，泥石流灾害在其他构造区内未见发育；不稳定斜坡集中在南秦岭褶皱带内，共 1629 处，占斜坡总数的 69.35%，且该区不稳定斜坡灾害点密度居各区之首，达 5.62 处/100 Km2；地面塌陷地质灾害集中分布在上扬子台坪构造区内，共计发育 58 处，占地面塌陷灾害点总数的 87.88%，点密度达 0.25 处/100 Km2。南秦岭褶皱带为地质灾害集中发育分布区，滑坡、不稳定斜坡、崩塌地质灾害在该区内点密度均为最大；其原因主要为南秦岭褶皱带内断裂构造与褶皱构造发育较密集，导致区内的岩体结构破碎，斜坡稳定性大幅降低，致使地质灾害密集发育。上扬子台坪为地面塌陷地质灾害点密度最大区；泥石流灾害除在南秦岭褶皱带与上扬子台坪构造区内发育外，其余各区均未发育。由此可见，流域内不同构造单元地质灾害发育特征有明显差异。4.新构造运动与地质灾害发育关系新构造运动与地质灾害发育关系 流域范围内新构造运动比较活跃，迹象较多，如地震、地壳形变，第四纪地层错断，古文化遗址没于水中，河湖变迁等。运动性质具有普遍性、间歇性、继承性和不均衡性。新构造运动主要表现为鄂西山区的间歇性抬升和江汉平原的间歇性下降，其特点是隆起的不均匀性、掀斜性和间歇性。第四纪以来，地壳上升速度加剧，河流强烈下切，造就了汉江上游高陡岸坡和诸多崩滑体。汉江流域(湖北段)范围内以新构造运动强烈程度而言，按上升幅度强弱程度可分为强烈上升区、中等上升区、缓慢上升区和中更新世以来上升区，利用新构造运动不同分区与地质灾害点分布进行叠置，对不同新构造运动分区单元与地质灾害点分布、数量、类型进行统计分析。区内地质灾害的发育分布规律与新构造运动密切相关，具体表现在地质灾害主要密集发育于强烈上升区，该区域的地质灾害数量最为密集，共计发育地质灾害 5507 处，占流域内地质灾害总数的 78.40%。中等上升区次之，该区域共计发育地质灾害 1292 处，占流域内地质灾害总数的 18.39%。中更新世以来上升区、强烈沉降区、缓慢上升区发育地质灾害较少，该三处区域范围内共计发育地质灾害 225 处，占灾害总数的 3.21%。强烈上升区为灾害集中分布区，滑坡、不稳定斜坡、崩塌、泥石流地质灾害在该区内点密度均为最大；地面塌陷主要发育于中等上升区，地面沉降与地裂缝主要发育于更新世以来上升区，由此可见，流域内不同新构造运动单元地质灾害发育特征有明显差异。强烈上升区地质构造运动活跃，第四纪以来地壳上升速度加剧，河流强烈下切，造就了汉江流域(湖北段)上游高陡岸坡，加之区域性活动大断裂如竹山断裂、青峰断裂皆位于该区，导致该区内的岩体节理裂隙发育，使其具有易风化、易软化的特点，为地质灾害在该区域内的密集发育提供了空间及势能条件。5.岩土体类型与地质灾害发育关系岩土体类型与地质灾害发育关系 岩土体类型是各类地质灾害发生、发展的物质基础，它们的性状决定着各类地质灾害发生的可能性和发育成生时间的长短。岩土的坚固(密实)程度，风化程度及软化性、抗剪强度、颗粒大小、形状、透水性及可溶性等的不同，直接影响各类地质灾害的发生。按照流域内岩土体类型工程地质特征，将流域内划分为土体工程地质岩类、变质岩工程地质岩类、碳酸盐岩工程地质岩类、沉积碎屑岩工程地质岩类、岩浆岩工程地质岩类五个工程地质岩类。从区域各工程地质岩类分布区中地质灾害数量上统计分析表明，灾害体物质成分母岩为变质岩工程地质岩类的分布区中灾害数量最多，该工程地质岩类发育地质灾害 2918 处，占流域内地质灾害总数的41.54%。其次是灾害体物质成分母岩为碳酸盐岩工程地质岩类，该岩类共计发育地质灾害 1804 处，占流域内地质灾害总数的 25.68%。沉积碎屑岩工程地质岩类共计发育地质灾害 1769 处，占流域内地质灾害华骐 等 DOI:10.12677/ojns.2023.115094 797 自然科学 点总数的 25.19%。岩浆岩工程地质岩类共计发育地质灾害 280 处，占流域内地质灾害点总数的 3.99%。流域范围内土类分布区由于地形平坦，发育地质灾害较少。从地质灾害发育密度上分析，变质岩工程地质岩类是汉江流域(湖北段)发育地质灾害密度最大的工程地质岩类分布区，灾害点密度达 28.36 处/100 Km2；其次为岩浆岩工程地质岩类分布区，灾害点密度 16.84处/100 Km2；第三是沉积碎屑岩工程地质岩类分布区，灾害点密度 15.19 处/100 Km2；第四是碳酸盐岩工程地质岩类分布区，灾害点密度 11.93 处/100 Km2；流域范围内土类分布区由于地形平坦，灾害点密度仅1.25 处/100 Km2。汉江流域内(湖北段)变质岩由于特殊的矿物组成和片理、板理等多种微观构造的存在，构成变质岩风化的基础；同时使变质岩具有较强的吸水性强、软化性、膨胀性，从而加快了岩石的风化速度；加之该区处于强烈上升区的鄂西山区，构造活动强烈使得岩体破碎、节理裂隙发育，在冷热交替、干湿循环、冻融循环的自然条件下，该区变质岩风化严重，形成了大量的破碎软弱的危岩体、松散风化物堆积层，为地质灾害的发生提供了丰富的物质基础；流域内变质岩存在密集的光滑片(板)理面，摩擦力小，抗滑力低，因此存在大量的顺片(板)理面滑动的岩质、土质、岩土混合滑坡，并呈现出“大雨大滑，小雨小滑”的特点；流域范围内因变质岩松散、破碎、强度低、易软化是造成区内地质灾害多发、频发的主要原因。流域内的地质灾害发育程度与灾害体物质成分的母岩岩土体类型有着十分密切的联系，物质成分的差异导致岩体结构和后期第四系风化松散堆积物的差异，结合不同的地形地貌条件，导致地质灾害易发程度的差别。造成流域内各工程地质岩类分布区中数量差异的原因除岩性差异外，还有各自面积大小的差异和地形地貌的差异。6.结论结论 1)流域内地质灾害发育与地形地貌有着十分密切的联系，具有由西向东逐渐减少的特征。鄂西山区峡谷深切，地质灾害最为发育，该区的高陡临空面为崩塌、滑坡的产生提供了有利地形，残坡积层较发育，软硬岩层相间的山区和丘陵区亦是崩塌、滑坡多发区；地面塌陷主要发育于鄂北岗地丘陵山区盆地中部开采集中地带及地形低洼处、河床及其两岸阶地、地下水天然排泄区及其附近；山高坡陡且较开阔的瓢状地形是泥石流产生的良好条件，地形起伏大、沟谷发育、岩土体破碎、松散的山区往往是泥石流的多发地区。2)流域内不同构造单元地质灾害发育特征有明显差异。南秦岭褶皱带为地质灾害集中发育分布区，滑坡、不稳定斜坡、崩塌地质灾害在该区内点密度均为最大；其原因主要为南秦岭褶皱带内断裂构造与褶皱构造发育较密集，导致区内的岩体结构破碎，斜坡稳定性大幅降低，致使地质灾害密集发育。3)区内地质灾害的发育分布规律与新构造运动密切相关，具体表现在地质灾害主要密集发育于强烈上升区，中等上升区次之，中更新世以来上升区、强烈沉降区、缓慢上升区发育地质灾害较少。强烈上升区地质构造运动活跃，第四纪以来地壳上升速度加剧，河流强烈下切，造就了汉江流域(湖北段)上游高陡岸坡，加之区域性活动大断裂如竹山断裂、青峰断裂皆位于该区，导致该区内的岩体节理裂隙发育，使其具有易风化、易软化的特点，为地质灾害在该区域内的密集发育提供了空间及势能条件。4)流域内的地质灾害发育程度与灾害体物质成分的母岩岩土体类型有着十分密切的联系，物质成分的差异导致岩体结构和后期第四系风化松散堆积物的差异，结合不同的地形地貌条件，导致地质灾害易发程度的差别。流域范围内因变质岩分布区处于强烈上升区的鄂西山区，构造活动强烈使得岩体破碎、节理裂隙发育，在冷热交替、干湿循环、冻融循环的自然条件下，该区变质岩风化严重，形成了大量的破碎软弱的危岩体、松散风化物堆积层，为地质灾害的发生提供了丰富的物质基础，是造成变质岩分布区地质灾害多发、频发的主要原因。华骐 等 DOI:10.12677/ojns.2023.115094 798 自然科学 参考文献参考文献 1 孙锡年,李智民.湖北省 1:50 万区域环境地质调查报告R.荆州:湖北省水文地质工程地质大队,2000.2 杨世松,陈海波.湖北省水资源遥感调查报告R.武汉:湖北省地质调查院,2000.3 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