红色碎屑岩区地质灾害发育特征及成因分析——以江西省宁都县为例.pdf

防灾减灾学报JOURNAL OF DISASTER PREVENTION AND REDUCTION第39卷第2期2023年6月Vol.39 No.2Jun.,2023文章编号：1674-8565（2023）02-0011-08红色碎屑岩区地质灾害发育特征及成因分析以江西省宁都县为例郑翔1，张恋1，罗建林1，王宇飞1，温智雄2（1.江西应用技术职业学院，江西赣州341000；2.宁都县自然资源局，江西宁都342800）摘要：宁都县境内地形切割严重，地层岩性、地质构造复杂多样，是江西省突发性地质灾害发生较为频繁的县之一，特别是在红色碎屑岩区，地质灾害频发，给人民生命和财产造成严重损失。以宁都县境内发生的红色碎屑岩区地质灾害为典型案例，分析研究了红色碎屑岩区地质灾害发育特征及成因。自然因素中地质环境条件和气象条件是地质灾害形成和发生的主要因素，人为因素中植被破坏是地质灾害发生的诱发因素；人类工程活动是地质灾害发生的重要因素。针对上述影响因素，对区域内红色碎屑岩区地质灾害隐患提出了防治措施及建议。关键词：地质灾害；红色碎屑岩；发育特征；成因分析；宁都中图分类号：P694文献标志码：ADOI：10.13693/21-1573.2023.02.002基金项目：江西省自然资源厅项目：江西省宁都县15万地质灾害风险调查与区划（赣自然资办函2019146号）；江西省国土资源厅项目：江西省宁都县15万地质灾害调查（赣国土资字2013185号）收稿日期：2022-04-10修订日期：2022-11-10编辑：李俏作者简介：郑翔（1990-），男，江西省金溪县人，2015年毕业于东华理工大学，硕士，讲师、工程师，主要研究方向为地质找矿和地质灾害防治。E-mail：0引言宁都县是江西省地质灾害多发县之一，近些年来宁都县境内红色碎屑岩地区发生了梅江镇河东村仙人掌滑坡、宁都县社会福利中心南侧滑坡、宁都县黄石镇沙子岭村东排组山体滑坡等地质灾害，严重威胁人民生命和财产安全。本文以江西省宁都县为例，就该县境内红色碎屑岩在地质灾害中的分布特征、典型案例、成因分析及相关防治措施建议进行了探讨。1区域自然地理与地质环境概况宁都县位于江西省东南部，赣州市北部，东与石城、抚州市广昌县交界，南与瑞金市、于都县为邻，西与兴国县、吉安市永丰县相连，北与抚州市乐安县、宜黄县、南丰县接壤1。地理坐标：11540201161715E，260518270813N。县域南北长117.2 km，东西宽61 km，国土面积为4 053 km2（图1）。该县地处亚热带季风性气候区，气候温和湿润，雨量充沛。区内多年年平均气温18.80，极端最高气温38.50，极端最低气温-5.90。宁都县多年年平均降雨量为1 824 mm，年最大降雨量为2 997.1 mm，年最小降雨量1 114.1 mm，最大月降雨量 755.16 mm，最小月降雨量为0 mm，最大日降雨量228.4 mm，最大小时降雨量82 mm。宁都县地处赣江一级支流贡江防灾减灾学报39卷源头。境内河流呈树枝状发育，大小河流638条，河网密度达 0.68 km/km2，主要河流有梅江、琴江、青塘河等1。宁都县地处武夷山脉西侧、于山山脉东南侧，境内群山峦峦，总的地势大致为北高南低、东西高中间低，中部为红层单斜盆地（图2）。区内出露地层岩性以中生界白垩系的红色碎屑岩、新元古界青白口系、南华系变质岩分布最广，震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系零星分布，第四系沿河谷两岸呈条带状分布2。按照岩体类型分类，区内可分为岩浆岩类、变质岩类、碎屑岩类和碳酸盐类，碎屑岩主要分布于县城南部黄贯、赖村、县城北部洛口及县城周边一带，分布面积为505.66 km2，占全县总面积的12.47%，其中红色碎屑岩主要分布于县城周边、赖村、黄石等地，分布面积为 492.61 km2，占全县总面积的12.15%（图3）。县境内是江西省突发性地质灾害发生较为频繁的县之一，主要以滑坡、崩塌为主。县内由于人多地少，人口密集，南部、西北部高坡陡、地形切割严重，特殊的自然地理环境和地质构造背景是该县地质灾害发生主要因素3。2红色碎屑岩地质灾害分布特征县域内碎屑岩分为一般碎屑岩和红色碎屑岩，一般碎屑岩岩性主要为长石石英砂岩、岩屑杂砂岩、石英质砾岩、石英质砂岩、凝灰质粉砂岩等；红色碎屑岩岩性主要为长石石英砂岩、粉砂岩、细砾岩、砂砾岩、泥质粉砂岩等4。碎屑岩主要分布于县城南部黄贯、赖村、县城北部洛口及县城周边一带，分布面积为505.66 km2，占全县总面积的12.47%，其中红色碎屑岩主要分布于县城周边、赖村、黄石等地，分布面积为 492.61 km2，占全县总面积的12.15%（图3）。红色碎屑岩出露于宁都县中部宁都红盆地，面积492.61 km2，占全县面积的12.15%。由红色碎屑岩组成，标高200300 m，相对高差一般小于 150 m，山体连续性差，丘顶多呈浑圆形，地形坡度一般在 20，冲沟发育，沟谷呈“V”或“U”型，局部有“丹霞”地貌景观，“丹霞”区地形坡度多大于45，植被稀疏。3典型地质灾害案例3.1 宁都县梅江镇河东村仙人掌滑坡滑坡位于宁都县水果批发市场，梅江以东约 0.5km，隶属宁都县梅江镇河东村管辖。滑坡形成于一红色碎屑岩侵蚀低丘地貌山体部位，地势总体呈北东高西南低，地形标高 224363.2 m，自然坡度2535，山体整体走向呈北北北东向，植被较发育，以灌木、松树为图1 宁都县行政区划及交通位置图Fig.1 Administrative division andtraffic location map of Ningdou County图2 宁都县地势图Fig.2 Topography map of NingdouCounty图3 宁都县岩土类型图Fig.3 Rock and soil type map of Ningdou County122期主（图4）。2017年因宁都县梅江镇河东村果蔬批发市场建设施工开挖山体，形成山体斜坡前缘高28 m，宽约 253 m，坡向 253的高陡岩质人工边坡。2018年6月上旬，该地区连降大雨，6月11日晚10时左右，山体发生滑坡。经现场调查，斜坡坡度约 35，坡高约50 m，坡脚为人工切坡，高约5 m，宽约30 m，斜坡240 m处见一裂隙，裂隙走向332，倾向242，倾角约70，宽约1 m，长约10 m，深约23 m。山体表面近山脊部位，形成了一条纵向（沿山脊延伸方向）滑坡裂缝；垂直山脊方向，形成了7条横向滑坡裂缝，最大一条横向裂缝张开宽度达到4.7 m，将山脊完全断开，裂缝两侧形成悬崖陡壁，裂缝南西侧丘陵山体由山脊部位向下陷落，距离约3.5 m，滑坡体规模较大（图5-7）。斜坡岩体风化程度较高，裂隙较为发育。图6仙人掌滑坡地形平面示意图Fig.6 Topographic map of Xianrenzhang landslide图7 仙人掌滑坡剖面示意图Fig.7 Diagrammatic cross-section of Xianrenzhanglandslide该滑坡出露地层为白垩系周田组（K2z）紫红色泥质砂岩、泥质粉砂岩、薄层砾岩，岩层产状23419，构成缓倾斜软弱夹层型顺向坡不稳定结构。岩石强风化层厚约38 m，残坡积层厚0.51m（图8）。根据 地质灾害危险性评估规范（GB/T401122021）技术规范中人工切坡稳定性量化评判标准表（表1）对该滑坡进行稳定性评价，根据表2中评价结果，该滑坡稳定性中等，在持续降雨或强降雨过程中，发生滑坡的可能性较大，对批发市场及周边居民的生命财产安全威胁较大。图8 仙人掌滑坡全貌图Fig.8 General view of Xianrenzhang landslide郑翔，等：红色碎屑岩区地质灾害发育特征及成因分析以江西省宁都县为例图4仙人掌滑坡交通位置图Fig.4 Traffic location map of Xianrenzhang landslide图5 仙人掌滑坡隐患体范围图Fig.5 Landslide body area map of Xianrenzhang13防灾减灾学报39卷表1人工切坡稳定性量化评判标准表（岩土混合边坡）3.2 宁都县社会福利中心南侧滑坡滑坡位于宁都县城西部（宁都县社会福利中心），县城以西约1km，隶属宁都县梅江镇刘坑村管辖。滑坡形成于一红色碎屑岩侵蚀低丘地貌，地势总体呈西南高北东低，地形标高206.5273.6m，自然坡度 2535，自然斜坡高约40m，山体整体走向呈北东向，植被较发育，以灌木、松树为主（图9）。因宁都县社会福利中心建设，在福利中心南侧形成宽约 30m，高 23m 的人工切坡。2021年4月上旬该区域连续降雨，山体在2021年4月10日凌晨发生滑动变形，滑坡造成福利中心宿舍楼和厨房墙体损坏（图10）。参评因子斜坡坡度（）斜坡高度（m）拟切坡高度（m）斜坡结构类型裂隙发育程度及岩体结构类型软弱夹层强风化带厚度(m)残坡积层厚度(m)备注权重0.140.100.140.140.120.130.110.12根据量化得分（K2）判别稳定性：K223.4，稳定性差；K2=16.723.4，稳定性中等；K216.7，稳定性好因子量级划分差505015顺向坡发育、散碎块有106得分4.23.64.24.23.63.33.33.6中等30502050515斜向坡较发育、块状、层状不连续51036得分2.82.42.82.82.42.22.22.4好30205逆向坡、块状坡不发育、层状、块状、块体状无53得分1.41.21.41.41.21.11.11.2表2人工切坡特征及稳定性评估结果表切坡仙人掌切坡项目特征分值斜坡坡度（）352.8斜坡高度（m）502.4切坡高度（m）52.8斜坡结构类型顺向4.2裂隙发育程度岩体结构类型较发育2.4较弱夹层不连续2.2强风化厚度（m）3.08.02.2残坡积层厚度（m）0.511.2综合分值20.2稳定级别中等经现场调查，滑坡体上发育有5条拉张裂缝，裂缝长512m，宽0.31.5m，深0.54 m，滑坡方向 20，滑坡堆积物是由大量泥质粉细砂岩碎屑块体，岩屑块体大小一般在30100 mm，滑坡堆积体长度约20 m，滑坡堆积体宽度约10 m，平均厚度约 5.0 m，堆积体方量约 1000 m3，在山坡坡顶处也发育有裂缝，裂缝与坡体中软弱夹层层理面贯通（图11-12）。图9 社会福利中心滑坡交通位置图Fig.9 Traffic location map of Social Welfare Centre landslide图10社会福利中心滑坡体范围图Fig.10 Landslide body area map of Social Welfare Centre142期图11 社会福利中心滑坡地形平面示意图Fig.11 Topographic map of Social Welfare Centre landslide图12 社会福利中心滑坡剖面示意图Fig.12 Diagrammatic cross-section of Social WelfareCentre landslide郑翔，等：红色碎屑岩区地质灾害发育特征及成因分析以江西省宁都县为例该滑坡出露地层为白垩系周田组（K2z）紫红色泥质砂岩、泥质粉砂岩、薄层砾岩，岩层产状34132，构成缓倾斜软弱夹层型顺向坡不稳定结构，岩石强风化层厚35 m，残坡积层厚0.51 m（图13）。图13 社会福利中心滑坡全貌图Fig.13 General view of Social Welfare Centre landslide根据人工切坡稳定性量化评判标准表（表1）对该滑坡进行稳定性评价，根据表3中评价结果，该滑坡稳定性中等，在持续降雨或强降雨过程中，滑坡体很有可能再次发生滑动，严重威胁宁都县社会福利中心居民的生命及财产安全。3.3 宁都县黄石镇沙子岭村东排组山体滑坡滑坡位于宁都县黄石镇沙子岭村东排组，县城以南约 10 km，隶属宁都县黄石镇沙子岭村管辖。滑坡形成于一红色碎屑岩岗丘地貌，地势总体呈东高西低，地形标高175.0189.20 m，自然坡度 1015，自然斜坡高约 15 m，山体整体多为缓坡形，植被稀疏（图14）。图14 黄石沙子岭东排滑坡交通位置图Fig.14 Traffic location map of Dongpai Shaziling Huangshilandslide因人工切坡建房，形成宽约 30m，高 46m的人工切坡，切坡坡向268。由于该区域连续降雨，山体在2022年1月16日凌晨发生滑动变形，滑坡造成房屋后墙损坏（图15）。图15黄石沙子岭东排滑坡全貌图Fig.15 General view of Dongpai Shaziling Huangshi landslide15防灾减灾学报39卷表3人工切坡特征及稳定性评估结果表切坡社会福利中心切坡项目特征分值斜坡坡度/（）25352.8斜坡高度/m402.4切坡高度/m231.4斜坡结构类型顺向4.2裂隙发育程度岩体结构类型发育3.6较弱夹层不连续2.2强风化厚度/m3.05.01.1残坡积层厚度/m0.511.2综合分值18.9稳定级别中等经现场调查，滑坡方向286，滑坡堆积物是由大量泥质砂岩碎屑块体组成，岩屑块体大小一般在10100 mm，滑坡堆积体长度约3 m，滑坡堆积体宽度约5 m，平均厚度约4.0 m，堆积体方量约60 m3。目前该滑坡仍处于不稳定状态，滑坡隐患体长约35m，宽约6 m，隐患体厚度约5 m，严重威胁居民的生命和财产安全。该滑坡出露地层为白垩系周田组（K2z）紫红色泥质砂岩、砂岩，岩层产状26436，岩石节理裂隙发育，构成缓倾斜软弱夹层型顺向坡不稳定结构，岩石强风化层厚35 m，残坡积层厚0.51 m。根据人工切坡稳定性量化评判标准表（表1）对该滑坡进行稳定性评价，根据表4中评价结果，该滑坡稳定性中等，在持续降雨或强降雨过程中，滑坡体很有可能再次发生滑动，严重威胁居民的生命及财产安全。4地质灾害成因分析地质灾害的形成与地质环境条件、降雨及人类工程活动等有密切关系，地质环境条件和降雨是自然因素，人类工程活动等是人为因素。地质环境条件对地质灾害的形成起主导作用，地质环境条件包含地形地貌、地层岩性和地质构造等。据地震部门有关资料，宁都县处于河源邵武地震带西侧，依据中国地震烈度区划图（GB18306-2015），宁都县地震动参数 0.05g，地震烈度度。历史上河源邵武地震带共发生5级以上强震6次，最早为1562年发生，最近一次则为1989年10月26日的河源地震。在宁都县境内，据历史记载，亦曾经发生过地震。地质灾害的发生由于地质作用（自然因素、人为因素、地质构造及综合因素）使地质环境发生变化或破坏，从而造成直接或间接的生命和财产安全损失事件5。宁都县境内发生的多起红色碎屑岩地质灾害的直接诱发因素与地质环境条件、局部强降雨和人类工程活动等有密切关系，自然因素引发居多，人为因素引发趋势增加6。4.1 自然因素4.1.1 地质环境条件该县境内中部为宁都红盆地，由红色碎屑岩组成。标高200300 m，相对高差一般小于150 m，山体连续性差，丘顶多呈浑圆形，地形坡度一般在 20，冲沟发育，沟谷呈“V”或“U”型，局部有“丹霞”地貌景观，“丹霞”区地形坡度多大于 45，植被稀疏。区内出露地层主要为白垩系周田组紫红色泥质砂岩、泥质页岩、薄层泥岩，地层倾向与斜坡坡向构成顺向坡，薄层泥岩构成倾斜软弱夹层型顺向坡不稳定结构7，多为缓坡陡坡，加之碎屑岩风化强烈、裂隙发育、地质构造条件、地震等，是易引发滑坡、崩塌等地质灾害的地质结构条件。4.1.2 气象条件据宁都县气象局统计，区内近几年来的持续强降雨有所增加，降雨渗入红色碎屑岩岩体表4 人工切坡特征及稳定性评估结果表切坡社会福利中心切坡项目特征分值斜坡坡度/（）10151.4斜坡高度/m151.2切坡高度/m462.8斜坡结构类型顺向4.2裂隙发育程度岩体结构类型发育3.6较弱夹层不连续2.2强风化厚度/m3.05.01.1残坡积层厚度/m0.511.2综合分值17.7稳定级别中等162期及岩石裂隙中，一是增大了斜坡岩石的重力；二是降低了岩体的力学强度，岩石受物理和化学作用等因素影响，从而降低了斜坡稳定性，是易引发滑坡、崩塌等地质灾害的主要因素。4.2 人为因素4.2.1 植被破坏县城境内红色碎屑岩区植被以灌木、松树为主，植被覆盖率发育较发育，由于植被砍伐、破坏，使大气降雨和地表水容易渗入红色碎屑岩岩体及岩石裂隙中，是易引发滑坡、崩塌等地质灾害的诱发因素。4.2.2 人类工程活动随着经济发展和城市发展，人类工程活动对山体地质环境进行了改造的同时也造成了破坏，地质环境的改造主要表现为切坡建房、修建道路等；地质环境的破坏主要表现为山体开挖、矿产资源开采等，不合理的人类工程活动对地质环境的改造，破坏了山体的天然稳定平衡，使山体岩土体应力重新分布，是造成滑坡、崩塌等地质灾害的重要因素。综上所述，自然因素和人为因素的共同作用，造成了宁都县红色碎屑岩区域内滑坡、崩塌等地质灾害的形成和发生。自然因素中地质环境条件和气象条件是地质灾害形成和发生的主要因素，人为因素中植被破坏是地质灾害发生的诱发因素；人类工程活动是地质灾害发生的重要因素。5防治措施及建议结合宁都县红色碎屑岩区域内发生地质灾害的特点，采取“预防为主、防治结合、综合治理”方式的同时，大力开展地质灾害防治宣传和培训工作，政府加强监督管理，从而尽可能减少和避免地质灾害的形成和发生，减轻或避免地质灾害造成的损失，保障人民生命和财产安全。（1）根据地质灾害的危害程度，及时制定完善的三级（县、乡、村）地质灾害防灾预案，加强地质灾害防治科普知识宣传教育和培训，增强干部和群众对地质灾害危害性的认知，提升干部群众防灾避灾的安全意识。（2）联合气象部门坚持和完善的气象-地质灾害预测预报会商制度，并完善县辖区地质灾害预报区域划分、预报发布标准制定的工作。及时发布地质灾害气象风险预警信息，预警信息要在县有线电视台播出，并通过其他各种手段迅速下传到各地质灾害隐患点的责任人、监测人和受威胁人员。（3）考虑城市和乡镇发展的同时，严格把控破坏生态环境、切坡建房、矿产资源开采等易引发地质灾害的人为工程活动，避免区内生态地质环境遭受不同程度的破坏，确保人民生命和财产安全。（4）因地制宜，科学规划设计，对地质灾害点进行综合治理，根据地质灾害点或隐患点的现场条件采取相对应的工程治理措施，如：削方减载、挡土墙、截排水沟、坡面绿色等措施从而消除地质灾害隐患，保障人民生命财产安全。参考文献：1孙智杰，高宗军，王新峰，等.赣南山区矿泉水出露模式探讨 J.地球学报，2018，39（5）：565-572.2张明，陈国光，刘红樱，等.长江三角洲表层土壤Sn元素的空间分布特征及影响因素 J.地质通报，2011，30（7）：1147-1154.3罗建波.集中渗水诱发老滑坡复活机理研究 D.西安：长安大学，2018.4宫江华.熊耳山西段银多金属矿床控矿规律及深边部找矿预测 D.长沙：中南大学，2009.5张洪信，罗阳乔，丁俊，等.贵州省安龙县地质灾害发育特征及成因分析 J.地球与环境，2012，40（3）：430-437.6陆艺.贵州省望谟县地质灾害发育特征及成因分析J.地质灾害与环境保护，2012，23（3）：18-21，26.7顾博渊.特殊地质条件下特长公路隧道设计阶段安全风险评估技术研究 D.西安：长安大学，2013.郑翔，等：红色碎屑岩区地质灾害发育特征及成因分析以江西省宁都县为例17防灾减灾学报39卷Development Characteristics and Genesis Analysis of GeologicalHazards in Red Clastic Rock AreaA Case Study of NingdouCounty，Jiangxi ProvinceZHENG Xiang1，ZHANG Lian1，LUO Jianlin1，WANG Yufei1，WEN Zhixiong2（1.Jiangxi College of Applied Technology，Jiangxi Ganzhou 341000，China；2.Ningdou Natural Resources Burean，Jingxi Ningdou 342800，China）Abstract：Ningdou County is one of the counties where geological hazards occur frequently in Jiangxi Province because of the severe terrain cutting，complex and diverse stratigraphic lithology and geological structure.Especially in the red clastic rock area，the frequent occurrence of red clastic rock geological hazardsposes a serious threat to the lives and property of residents.This paper takes the red clastic rock geologicalhazards in Ningdou County as a typical case to analyzes the development characteristics and genesis of redclastic rock geological hazards.Geological environmental conditions and meteorological conditions are themain factors for the formation and occurrence of geological hazards.Among human factors，vegetation destruction is the inducing factor of geological hazards；human engineering activities are an important factor inthe occurrence of geological hazards.In view of the above influencing factors，this paper puts forward preventive measures and suggestions for the hidden dangers of red clastic rocks in the region.Key words：geological disaster；red clastic rock；development characteristic；genesis analysis；Ningdou18