佛山市禅城区地质灾害分布特征及潜在易发性区划评价

佛山市禅城区地质灾害分布特征及潜在易发性区划评价

刘智方 黄彬

广东省佛山地质局 广东佛山 528000

摘要：在广东省佛山市禅城区1:50000地质灾害详细调查的基础上，通过地质灾害统计分析，结合禅城区经济社会发展和地质环境条件，探究禅城区地质灾害（隐患）的分布规律。进而综合分析各类地质环境条件对地质灾害（隐患）的形成发育的影响程度，结合1：5万地灾详查地质灾害易发区、危险区划分方法确定潜在地质灾害强度评价因子评分标准，最终划出地质灾害易发分区，从而为当地政府有计划地开展地质灾害防治、改善和保护地质环境提供技术依据^[1]。

关键词：地质灾害；隐患；分布特征；佛山市禅城区

禅城区地质灾害发育程度受地质环境条件影响，同时与降雨、人类工程活动也密切相关，进而地质灾害分布特征各有差异，将地质灾害类型相同、发育条件相近、易发和危险程度相似或接近划分为同一区块并进行分区评价，对制定禅城区的地质灾害防治规划具有非常重要的现实意义。本次易发性区划评价主要采用地质灾害综合易发性指数法^[2]，结合定性和定量进行半定量的易发程度分区。在禅城区地质灾害1：5万详细调查项目的基础上，通过统计分析区内地质灾害隐患分布特征，再综合分析主要致灾因素，即比较人类工程活动、地形地貌、岩土体类型、降雨、断裂密度影响因子对地质灾害隐患形成发育的影响程度^[3]，进而对1：5万地灾详查地质灾害易发区、危险区划分方法中的影响因子权重值进行微调，确定禅城区的地质灾害隐患潜在易发性区划评价方法的影响因子权重值及评分标准，按“区内相似、区际相异”的原则，结合禅城区实际情况辅以修正，划分出高、中、低易发区，进行分区评价，为各级政府制定地质灾害防治规划、实施地质灾害预警工程及保障城市公共安全、地质环境安全提供基础地质依据^[3]。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

佛山市禅城区位于珠江三角洲腹地，地貌上以北江、西江三角洲平原为主体，地形总体较为平坦，其间有残丘台地零星分布。区内河网密布，堆积物厚度大，沉积物细小，植被发育，鱼塘星罗棋布。区内分布有基岩残丘，基岩残丘零星分布，自然坡度小于15°，风化层较厚。

1.2 气象水文

禅城区位于珠江三角洲平原中部，地处北回归线以南，属于南亚热带海洋性季风气候，温暖多雨为其气候基本特征。雨量充沛，年平均降雨量一般在1600～1900mm之间，降雨日数为145d，4～9月是主要降雨季。工作区位于珠江流域，属于北江及西江下游河网区，地势平缓，河网密布，纵横交错。

1.3 地层岩性及岩土体类型

禅城区隶属华南地层大区—东南地层区—东江地层分区，以大面积的第四系出露为特征，地表仅有古近系零星出露，第四系地层之下隐伏有白垩系、古近系。根据调查区岩土（层）结构、构造和岩土力学性质等特征，将区内岩土体划分五种类型的工程地质岩性组（图1）：①砂类土单层土体主要分布于禅城区西部边缘区域，岩性主要为砂类土，厚度多为30~40m；②砂类土、粘性土双层土体分布于分布于禅城区中部大沙—沙岗—石头一带，岩性主要为砂类土和粘性土；③砂类土、粘性土、淤泥类土多层土体分布于第四系三角洲平原区，岩性主要有砂类土、粘性土、淤泥类土，且厚度变化较大；④“红层”碎屑岩岩性组分布在石湾-张槎一带，岩性为砾岩、砾砂岩、泥岩、砂岩等；⑤块状喷出岩岩性组主要分布于分布在南庄紫洞、张槎王借岗，岩性为火山喷发的玄武岩、粗面岩类，块状，风化带厚度一般5~10m。

1.4 地质构造

工作区内地质构造现象主要表现为断裂，其中石碣—联合—街边—南庄、扶西、虫雷岗、罗村、勒流一带断裂较发育，以北东向断裂构造为主，与北西向断裂构造交错分布。

图1 禅城区岩土体类型分布示意图

2 地质灾害分布特征

2.1 地质灾害现状

截止2020年10月，禅城区已发地质灾害共有30处，其中历史地质灾害点26处，现存地质灾害点4处（崩塌3处，滑坡1处），经地质灾害详细调查未发现新增地质灾害点，全区地质灾害隐患总数33处，其中中型地质灾害隐患3处，小型地质灾害隐患30处，主要分为斜坡类和平原类两大类。其中以斜坡类地质灾害隐患（包括崩塌隐患斜坡和不稳定斜坡）为主，共计27处，占禅城区地质灾害隐患总数（33处）的81.82%，包括崩塌隐患点7处，不稳定斜坡20处（图2）；平原类地质灾害隐患主要为地面沉降隐患，共计6处，占禅城区地质灾害隐患总数（33处）的18.18%（图2）。已造成直接经济损失108万元，潜在威胁人口共183人，包括崩塌39人，地面沉降31人，不稳定斜坡113人；潜在经济损失为2107.5万元，包括崩塌285.5万元，地面沉降1320万元，不稳定斜坡502万元。

图2 禅城区地质灾害隐患点分布图（左图）及各镇街隐患斜坡分布图（右图）

2.2

地质灾害分布特征

（1）崩塌、滑坡及斜坡类地质灾害隐患分布规律

经地质灾害详细调查，发现斜坡类地质灾害隐患共27处，其中崩塌隐患点7处，占调查斜坡类地质灾害隐患总数的25.93%；不稳定斜坡20处，占比74.07%。根据调查，斜坡类地质灾害隐患以小型、土质斜坡为主，残坡积土相对较厚；坡高一般为5~20m，坡度大于60°（微地貌属陡崖）的居多；隐患斜坡结构类型多为无定向，岩质边坡多为反向；均为人类工程活动造成的人工边坡，无自然斜坡；其中以削坡建房为主，修建公路、采石取土次之；空间上，主要集中在南庄镇和石湾街道的残丘区域内（图2），这与两镇街残丘分布相对较多，同时厂企和民房依山而建的现状相符。由此可见，人类工程活动对隐患斜坡的形成起着主导作用。

（2）地面沉降隐患分布规律

根据地质灾害详细调查，发现地面沉降隐患点6处，均位于禅城区南庄镇吉利涌北部片区；且其中有5处集中于绿岛湖—瓷海国际一带，且为软土压缩固结沉降导致。禅城区地貌类型主要为平原，且软土分布广泛，厚度大埋藏浅，人类工程活动频繁，地下工程建设过程中抽排地下水，加之上覆荷载，易引发软土压密变形，地面沉降发生的概率较大。

（3）地质灾害时间与空间分布规律

根据地质灾害详细调查资料统计分析，禅城区地质灾害主要发生在汛期4~9月，其中7月份发生地质灾害数量最多。由此可见，强降雨是崩塌、滑坡发生的最主要的外在诱因，地质灾害发生的时间分布规律与其降雨时间分布规律基本一致。

根据禅城区各镇（街道）的地质灾害分布情况，地质灾害在空间分布上存在明显的地域性特征，整体上呈现“中间多、东西两侧少、集中连片、残丘地区地质灾害发生频率多、平原区相对较少”的分布特点。

3 地质灾害发育条件分析

禅城区地质灾害主要受地形地貌、岩土体特性等地质环境条件影响，同时降雨、人类削坡建房、抽排地下水、切坡修路、地下空间开发、城市轨道交通建设等工程活动也是导致地质灾害发育的重要因素。下面就以上因素对禅城区地质灾害（隐患）的影响进行分析。

3.1 地形地貌

斜坡类地质灾害的分布与地形地貌的关系十分密切，不利的地形地貌是斜坡类地质灾害发生的主控因素，为其灾害提供能量和活动场所；而地面沉降属于平原类地质灾害，受地形地貌影响相对较小。影响地质灾害发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。其中海拔高程对崩塌、滑坡等地质灾害的形成并没有内在的直接联系，而斜坡坡高、坡度与斜坡类地质灾害的发生存在着明显的控制关系，坡高越高，坡度越陡，重力势能越大，斜坡的稳定性越差，越易发生斜坡类地质灾害，但现状斜坡基本属于人类工程活动削坡造成，因此地形地貌对斜坡类地质灾害（隐患）的形成发育影响程度较高。

3.2 地质构造

地质构造对地质灾害形成发育的影响主要表现为控制地貌的形成发育、降低岩体的抗剪强度、岩体内节理裂隙发育，而禅城区斜坡类地质灾害隐患基本以土质斜坡为主，残坡积土相对较厚，说明地质构造对地质灾害（隐患）的形成发育影响程度低。

3.3 岩土体特性

根据对禅城区地质灾害空间分布特征进行统计分析，发现地质灾害点主要分布在砂类土、粘性土、淤泥类土多层土体、“红层”碎屑岩岩性组和块状喷出岩岩性组中。地面沉降主要发育在砂类土、粘性土、淤泥类土多层土体中，该类土体厚度大，软土发育，易发生压缩变形；而斜坡类地质灾害（崩塌、滑坡）多发育于“红层”碎屑岩岩性组，表层的残坡积层及全风化层厚度较大，土质较为松散，粘性较差，遇水易软化崩解，再加之受断裂构造影响，节理裂隙发育，岩体破碎、完整性较差，在强降雨或极端气候条件下易诱发地质灾害。因此，岩土体类型对斜坡类及平原类地质灾害（隐患）形成发育的影响程度均较高。

3.4 降雨

据统计，禅城区已发地质灾害主要发生在汛期4～9月份。对于崩塌，雨水下渗的过程中破坏岩土体的完整性及稳定性，降低岩土体抗剪强度，从而降低坡体稳定性；对于滑坡，雨水导致岩土体力学指标下降，抗压强度与抗剪强度下降，裂隙在致滑力（矩）的作用下不断发展最终贯通导致失稳，但这都需要在已形成斜坡隐患的基础上发生，说明强降雨是崩塌、滑坡发生的主要外在诱因。因此，降雨对地质灾害（隐患）形成发育的影响程度中等。

3.5 人类工程活动

调查结果显示，禅城区地质灾害（隐患）的形成与人类工程活动有极为密切的关系，其中斜坡类隐患共27处，均由人工削坡建房、切坡修路、采石取土等人类工程活动形成。由此可见，人类工程活动强度对地质灾害（隐患）形成发育的影响程度高。

综上所述，地形地貌、地质构造、地层岩性及岩土体类型是形成地质灾害的主要地质环境条件，是内在因素；而降雨和人类工程活动是形成地质灾害的外在诱发因素。在地质灾害诸多形成发育条件中，影响程度从高到低分别为人类工程活动、地形地貌、岩土体类型、降雨、断裂密度。

4 易发性评价指标

通过上述分析禅城区地质灾害形成发育条件的影响程度，采用傅勒三角形方法^[4]计算各类形成发育条件的权重，再根据1：5万地灾详查地质灾害易发区、危险区划分方法对潜在地质灾害强度评价因子的权重进行调整，从而得到禅城区斜坡类地质灾害隐患的各类潜在地质灾害强度评价因子的权重为人类工程活动0.25、地形地貌0.25、岩土体类型0.25、降雨0.15、断裂密度0.1，斜坡类地质灾害隐患的各类潜在地质灾害强度评价因子的权重为人类工程活动0.45（抽排地下水0.25、工程建设0.2）、软土层厚度0.2、顶层软土埋藏深度0.2、饱水砂层厚度0.15。根据禅城区实际地质环境条件，参考1：5万地灾详查地质灾害易发区、危险区划分方法确定潜在地质灾害强度评价因子评分标准（表1、表2）。

评价单元地质灾害（崩塌、滑坡）形成发育条件充分程度的表度分值，各评价指标的选取与评判标准如下：①根据各单元格主要岩土体类型，判定评分，一个单元格有多种岩土体类型则按其所对应的分值和所占面积比进行加权平均计算判定；②根据各单元格相邻五根等高线平面距离x以及五根等高线的高程差y，利用反正切公式可以计算出地形坡度，判定地形地貌评分；③根据各单元格所在的降雨量等值线区间，判定降雨影响评分；④人类工程活动的判定规则：a.评分单元格没有或者只有1处人工边坡且无其它人类活动迹象，则人类活动强度为弱；b.评分单元格有2-3处人工边坡或者1条公路通过，则人类活动强度为较弱；c.评分单元格有3-5处人工边坡且有公路通过或有中型工程措施，则人类活动强度为中等；d.评分单元格有5处以上人工边坡且有3条道路（包括公路和小路）通过或有重大工程措施，则人类活动强度为强烈；⑤断裂密度的判定规则：a.评分单元格及周围8个单元格无断裂构造通过，则为断裂稀疏区；b.评分单元格无断裂构造通过，周围8个单元格有1条断裂构造通过，则为断裂一般区；c.评分单元格有1条构造通过且周围单元格无构造通过，或评分单元格无构造通过且周围单元格有2条或以上构造通过，则为断裂较密区；d.评分单元格有2条或以上构造通过，或评分单元格有1条构造通过且周围单元格有1条或以上构造通过，则为断裂密集区。

评价单元地质灾害（地面沉降）形成发育条件充分程度的表度分值，各评价指标的选取与评判标准如下：①根据各单元格软土层厚度，判定软土层厚度评分，一个单元格有多种软土层厚度范围则按其所对应的分值和所占面积比进行加权平均计算判定；②根据各单元格顶层软土埋藏深度，判定顶层软土埋藏深度评分，一个单元格有多个顶层软土埋藏深度，则求其平均计算判定；③根据各单元格砂土层厚度，判定饱水砂层厚度评分，一个单元格有多种砂土层厚度范围则按其所对应的分值和所占面积比进行加权平均计算判定；④依据各单元格抽排地下水强弱进行判定抽排地下水评分。a.地下水开采强度大于5104m³/a.km²，地下开采活动强烈；b.地下水开采强度于3~5104m³/a.km²，地下开采活动较强烈；c.地下水开采强度大于1~3104m³/a.km²，地下水开采活动较弱；d.地下水开采强度小于1104m³/a.km²，地下开采活动弱；⑤依据各单元格人类工程建设强弱进行判定工程建设评分。a.评分单元格及周围8个单元格无地铁通过或基坑开挖，则为工程建设活动弱；b.评分单元格无地铁施工，周围8个单元格有1条地铁或者1个大型基坑施工，则为工程建设活动较弱；c.评分单元格有1条地铁施工或者有1个大型基坑施工，则工程建设活动较强烈；d.评分单元格有2条及以上地铁施工或者2个及以上大型基坑施工，则为工程建设活动强烈。

表2 潜在地质灾害（地面沉降）强度评价因子评分标准

5 潜在易发性区划结果分析

根据禅城区地质灾害形成条件及地质灾害发育现状，设置了地质灾害致灾因素的5个评价指标，按照上述取值和评分标准，利用MAPGIS空间分析功能，求取评价单元格的潜在地质灾害强度指数与现状地质灾害强度指数，分级赋值进行换算叠加，获得评价单元格的地质灾害综合易发性指数，结合禅城区地质灾害隐患的实际分布情况确定分区阈值，即高易发区4～6，中易发区3.2～4，低易发区2.5～3.2，不易发区1～2.5，再参考1：5万地灾详查地质灾害易发区、危险区划分方法，并根据禅城区实际情况做出微量调整，合并相邻类似单元格，划分为地质灾害高易发区（A）、地质灾害中易发区（B）和地质灾害低易发区（C）三类区（图3）。

根据分析结果，高易发区含有6个亚区，总面积26.53km²，主要分布于禅城区南庄镇吉利涌-绿岛湖-罗格工业区、南庄镇吉利涌-吉利工业园、南庄镇紫洞村下潘岗等区域，共有各类地质灾害隐患点11处，隐患点密度为0.41处/km²；中易发区含有12个亚区，总面积7.82km²，主要分布于禅城区山体区及小范围的平原区，共有地质灾害隐患点1处，隐患点密度为0.13处/km²；低易发区含有3个亚区，总面积120.33km²，主要分布于东平水道以东张槎街道-石湾街道-祖庙街道、南庄镇凤翔湾-紫洞村及大基工业区-华南交通电子产业园等区域，共有地质灾害隐患点1处，隐患点密度为0.008处/km²。该分析结果与禅城区地质灾害隐患的分布情况相符合。

图3 禅城区潜在易发性分区示意图

6 结语

通过统计禅城区内地质灾害及各类地质灾害隐患的特征，对地质灾害综合易发性指数法中潜在易发性指数的影响因子即人类工程活动、地形地貌、岩土体类型、降雨、断裂密度5个影响因子进行剖析，得出各影响因子对地质灾害隐患形成发育的影响程度的高低，由此计算影响因子的权重值，结合评价因子评分标准得到的潜在易发性指数基本符合禅城区的斜坡类和平原类地质灾害隐患分布情况。

文 献

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