中国南阳伏牛山世界地质公园地质灾害评价

中图分类号:F407

文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12022604

1引言

中国南阳伏牛山世界地质公园位于中国中央造山系秦岭造山带东部的核心地段。在宝天曼国家地质公园(国土资源部,2论文网001)。南阳恐龙蛋化石群国家级自然保护区(国务院,2002)。宝天曼国家森林公园(林业部,1998)。世界人与自然生物圈保护区(联合国教科文组织,2002)。伏牛山国家地质公园(国土资源部,2002)和南阳独山玉国家矿山公园(国土资源部,2005)的基础上整合而成[1],属河南省南阳市管辖,主要包括西峡。内乡中北部。南召西部等县市。园区面积为1340。9km2,地理坐标为:东经110°59′48″～112°36′51″。北纬33°01′44″～33°49′16″。其中,地质旅游及生态旅游区面积683。95m2,地球科学考察区面积656。98km2,地质考察线路208。348km。

该园是一座以有世界第九大奇迹“之称的恐龙蛋化石群。中央造山系秦岭造山带东部。宝天曼世界生物圈保护区,以秋林飞瀑。龙潭沟。七星潭等为典型代表的潭瀑水体景观,以化石群。峰林。峰丛花岗岩地貌等踪迹景观为核心,以南阳独山玉。内乡县衙。南阳府衙。南阳四圣“等著名人文旅游景点为补充的综合型世界地质公园[1]。

该地质公园主要分布于南阳市域的西部及北部的伏牛山。本次评价范围(以下简称评价区)包括内乡中北部。西峡县。南召县西部。受地形地貌。地层岩性。地质构造。工程地质及人类工程活动等因素的影响,评价区共发现地质灾害隐患点472处,其中崩塌123处。滑坡188处。泥石流沟50条[2～4]。尤其是旅游公路两侧的崩塌。滑坡,严重威胁旅游人员及管理人员的生命安全和财产。为此,在调查评价区地质灾害特征基础上,开展地质灾害易发性评价,并对地质灾害提出防治对策,有利于地质公园旅游资源开发利用和保护,保障当地旅游经济可持续发展。

2自然地理与地质环境概况

2。1气象水文

南阳地处北亚热带向暖温带的过渡地区,属于典型的大陆性季风型湿润。半湿润气候。全年平均气温在14。4～15。7℃,年平均降雨量为800～1000m。伏牛山区年平均总云量在5。0～6。0,日照百分率为45百分号～50百分号,日照时数全年约2000h,平均风速2m/s。

评价区发育的主要河流有白河。黄鸭河。鹳河。湍河。淇河等。其中,老灌河境内流程长109。4km,流域面积2523km2,径流量2。47×108m3;淇河流域面积575km2,境内干流长42。2km,最大流量1300m3/s;白河年平均流量11。7～19。8m3/s。

2。2地形地貌

公园属豫西山地,主峰犄角尖海拔2212。5m,最低处马山口镇海拔235。3m,相对高差1977。2m。伏牛山高峰突兀,山体完整,主脉山脊狭窄高耸,为河南省的屋脊,黄河。淮河和长江三大水系的分水岭。

地貌类型的划分以成因为主,形态与成因相结合的原则。园区内地貌类型划分为3个类型和6个亚类型(表1)。

2。3地层岩性

评价区地处秦岭造山带和华北陆块南缘[5],地层出露齐全,从太古界至新生界均有分布。太古界为一套变质较深并受不同程度混合岩化的片岩。片麻岩。石英岩。大理岩;下元古界出露的主要岩性为片岩。大理岩。石英岩。磁铁石英岩;中元古界出露的主要岩性为石英片岩。安山岩。砂岩;中―上元古出露的主要岩性为片岩。大理岩;上元古界出露的主要岩性为石英砂岩。页岩。白云岩。片岩。大理岩。凝灰岩。石英角斑岩;震旦系主要岩性为砾岩。白云岩。硅质岩。片岩。千枚岩;古生界寒武系的泥岩。砂岩。白云岩。灰岩。页岩。硅质岩;奥陶系的灰岩。大理岩。砂岩。泥岩;志留系的泥岩。砂岩;泥盆系的砂岩。片岩。灰岩。角闪岩。砾岩。页岩。粘土岩;石炭系的灰岩。白云岩。页岩。泥岩;中生界三叠系的砂岩。泥岩;侏罗系的石英砂岩。泥灰岩;白垩系的泥岩。粉砂岩。泥灰岩。砂砾岩;新生界下第三系的泥灰岩。泥岩。砾砂岩。白云岩。粉砂岩。页岩;下第三系的砂砾岩。泥岩;第四系的粘土。粉质粘土。砂砾石。此外分布大面积花岗岩。

2。4构造

南阳市地处华北地台南缘与秦岭构造带接壤部位,公园地区属于秦岭造山带。园区经历了长期复杂发展演化及多期不同层次变质变性改造,地质构造极其复杂。

园区内主要地质构造有瓦穴子―鸭河口―邢集断裂带。朱阳关―夏馆断裂带。商丹断裂。木家垭断裂。这些断裂带总体走向北西西向,波及宽数公里,均为长期多次活动。性质多变,以韧性剪切为主,叠加有脆性破裂的复合断裂带。断裂通过的地方多形成深切河谷。断裂崖。它们的形成和发展,塑造了园区内地貌,造成断裂带波及地层破碎,为地质灾害的发生提供基础。

2。5地下水类型及补。径。排条件

地下水主要类型有基岩裂隙水。碳酸盐类裂隙岩溶水。碎屑岩类孔隙裂隙水和松散岩类孔隙水。其中基岩裂隙水占园区面积的85百分号左右,碳酸盐类裂隙岩溶水分布在西峡西北及东北部,而碎屑岩类孔隙裂隙水主要分布在西峡境内,松散岩类孔隙水分布于内乡北侧,面积很小。地下水位埋藏深度除分布于内乡河流两侧约5m外,其余均埋藏较大,大于10m。地下水补给主要来自大气降水,径流强烈,山区多以泉的形式出露,盆地以开采为主。

2。6工程地质岩组根据岩土体特性,园区内岩土体类型划分为8个工程地质岩组:坚硬块状侵入岩岩组。坚硬块状混合岩。片麻岩变质岩组。较坚硬薄层状石英片岩变质岩组。较坚硬块状细碧岩变质岩组。坚硬厚层状中等岩化大理岩白云岩碳酸盐岩组。半坚硬厚层状砂岩碎屑岩组。层状结构土体。其中力学强度较高的岩组,易形成陡削的山坡临空面,存在崩塌隐患;而山体表面风化物质及沟床堆积物为滑坡。泥石流提供物源。

2。7主要工程经济活动

2。7。1矿业开发

园区内矿产资源较为丰富[6]。经过地质普查勘探有较高储量的有:石墨。红柱石。金红石。黄金。大理石。矽线石。橄榄石。铁。锰。铜。铅。锌。云母。水泥灰岩。花岗岩。黑绿玉。白绿玉。宝玉石等。矿产开采严重破坏周围的地质环境,水土流失。植被破坏,出现滑坡。崩塌。泥石流。地面塌陷等灾害,对园区内旅游业有较大影响。

2。7。2交通工程

近年来,评价区内交通工程建设取得快速发展。国道209线。国道311线。国道312线。豫48线。豫51线等构成园区内交通框架。这些交通工程一方面为园区内交通提供了方便,但另一方面,在修建过程中,破坏了岩体原有相对平衡稳定状态,出现边坡失稳,形成了滑坡。崩塌隐患,部分地段还相当严重,威胁公路。车辆。行人及附近居民生命财产安全。

2。7。3旅游业建设

伏牛山世界地质公园主要景观有老界岭。五道幢。龙潭沟。老君洞。蝙蝠洞。荷花洞。恐龙蛋博物馆等。开发旅游的过程中,修建道路。宾馆。索道。滑道等设施,周围地质环境会遭受不同程度的破坏,特别是崩塌。滑坡隐患尤为严重。汛期(6～9月)旅游,危害很大。

2。7。4城乡居民建设

在中。低山丘陵区,因受地形条件制约,建设用地短缺,常靠开挖山体坡脚获取更多建设用地,易导致坡体失稳,产生崩塌。滑坡灾害。

3主要地质灾害类型及发育特征

评价区主要地质灾害类型有崩塌。滑坡。泥石流,这三类灾害占灾害总数的75百分号。崩塌主要分布于中山区。公路两侧。居民区附近。矿山采场等人类工程活动相对强烈地段,以土质崩塌为主。土质崩塌体岩性构成主要为亚粘土。砂砾石层及残坡积碎石土等,坡体结构松散,孔隙。裂隙发育。岩质崩塌构成岩性包括碳酸岩类。变质岩类及碎屑岩类,岩体裂隙。节理发育,风化强烈。主要诱因为大气降雨及人类工程活动。

滑坡主要分布于中低山丘陵区,规模相差悬殊,大者可达70×104m3,小者仅为0。018×104m3,平面形态以圈椅形。舌形。矩形为主,剖面形态多为直线及台阶形。滑坡后缘一般形成高陡的下跌坎及弧形裂缝。滑坡体上房屋开裂变形。树木歪斜和滑动前缘有泉水溢出等现象。土休滑体中碎石含量不等,以粉质及砂质粘土为主。岩质滑坡岩性多为碎裂状风化基岩,滑坡体上以张裂缝发育为主,常出现于滑体顶部接近基岩出露部位。滑床多由强弱基岩风化层接触面构成。主要致灾因素为每年6～9月降雨及人类工程活动。

泥石流主要分布于评价区北部中山区,平面形态呈喇叭形。长条形,剖面形态呈阶梯形等。以冲为主,淤积次之,沟口扇形地多数完整性较差。泥石流规模0。5～50×104m3之间,碎石成分复杂。中低山区山高坡陡,高差悬殊,切割强烈,沟谷两侧坡度多在30°以上,山坡上多为几米厚的坡积物。沟内崩积物及矿渣堆放等,受山区降雨集中影响,沟谷内易形成泥石流。具群发特点。

4地质灾害易发性评价

采用定性划分方法和信息系统空间分析方法相结合,划分评价区地质灾害易发性。

4。1地质灾害易发区主要特征

根据评价区内主要地质灾害类型,结合地质环境条件,给出评价区地质灾害易发区主要特征[7](表2)。

4。2信息系统空间分析

4。2。1单元风格剖分

单元划分采用1∶100000比例尺地形图作为基础图件。取边长2。0cm,面积2km×2km的正方形网格,将地质公园园区运用栅格数据处理方法,进行网格剖分。共剖分335个单元,总面积1340。9km2。

4。2。2单元信息提取及数字化

依据地质灾害易发区主要特征(表2),对每个网格单元分别提取滑坡。崩塌。泥石流。地面塌陷。地裂缝等地质灾害易发程度信息,并进行数值化。

在计算机上,将剖分的网格与已数字化的地质灾害图件进行要素叠加,并将灾害划分为:A级――地质灾害高易发区,取值4;B级――地质灾害中易发区,取值3;C级――地质灾害低易发区,取值2;D级――地质灾害不易发区,取值1。

然后,将多种地质灾害进行叠加,当有两种以上地质灾害高易发区重叠时,则取值为5。根据上述标准,对调查所属单元进行地质灾害信息的提取和数字化:①滑坡崩塌灾害信息提取:滑坡崩塌灾害划分为滑坡崩塌高易发区。滑坡崩塌中易发区。滑坡崩塌低易发区。滑坡崩塌非易发区四类。②泥石流灾害信息提取:泥石流灾害划分为泥石流高易发区。泥石流中易发区。泥石流低易发区。泥石流非易发区四类。

4。2。3单元地质灾害评价

单元信息叠加结果(G)满足如下公式:

G=G滑∪G崩∪G泥。

式中,G为单元叠加结果,G滑为滑坡灾害数值,G崩为崩塌灾害数值,G泥为泥石流灾害数值。其中G=A“,即单元属于地质灾害高易发区。再将A分为以下5种情况:A=A1,滑坡崩塌灾害高易发区;A=A2,泥石流灾害高易发区;A=A3,滑坡。崩塌。泥石流灾害高易发区。

G=B“,即单元属于地质灾害中易发区。再将B分为以下5种情况:B=B1,滑坡崩塌灾害中易发区;B=B2,泥石流灾害中易发区;B=B3,滑坡。崩塌。泥石流灾害中易发区;G=C“,即单元属于地质灾害低易发区。

根据上述公式按1。2。3。4数值表示,进行单元各类地质灾害信息迭加,采用MAPGIS分析,评价区属地质灾害高易发区。4。3易发区划分结果评价

根据西峡。内乡。南召等县地质灾害调查,采用MAPGIS分析方法,评价区处于地质灾害高易发区。主要地质灾害为崩塌。滑坡。泥石流。地貌以中山。低山丘陵为主,海拔在600～2000m,相对高差在1000m以上。

在中山区,山体多由燕山期花岗岩组成,两侧为古老的变质岩层,局部地方有灰岩出露。大部分山坡上部为直线形,下部为凸形。北部山坡陡峭,坡度多在40°以上,有的超过80°,多是花岗岩风化后侵蚀形成的陡坡,也有断层崖。南部山坡较和缓,坡度25～40°,岭脊形态多呈锯齿状,山峰峻峭尖耸,多呈V“字形峡谷和深谷。低山丘陵区,山体坡度较大,冲沟发育,很多沟谷狭窄。组成岩性除部分古老变质岩外,花岗岩大面积出露,山体主要由花岗岩构成,山间盆地多为第三纪红色砂砾岩层。在60°以上的山坡。谷坡和道路边坡,汛期和大雪融化后易形成崩塌。滑坡。泥石流等地质灾害。

5地质灾害防治对策

5。1加强地质灾害科普宣传。提高全民防灾减灾意识

防灾减灾是一项减少自然灾害损失与促进经济发展的基本措施,公园管理部门及公园所在县级人民政府应组织有关部门开展地质灾害防治知识的宣传教育,增强公众的地质灾害防治意识和自救互救能力,特别是旅游区要加强这方面工作。充分依靠和发挥专业人员的作用,走群测群防。群专结合的道路是防治地质灾害最有效的措施。[8]

5。2加强领导,把地质灾害防治纳入国民经济和社会发展计划

各级政府的高度重视是实现地质灾害防治目标的关键。公园管理部门及公园所在县级人民政府应加强对地质灾害防治工作的领导,组织有关部门采取措施做好地质灾害防治工作。确立地质灾害在保障社会稳定和经济可持续发展中的基础地位,将地质灾害防治列入当地国民经济和社会发展规划。做到在工程建设。科学研究。宣传教育工作中有规划,各项工程经济活动。社会活动应有防治和减轻地质灾害的内容和指标。

5。3建立健全地质灾害监测预警体系,依法从严保护地质环境

地质灾害防治是一项系统工程,关系全局整体利益的大事,要建立从公园管理部门内容及公园所在县级人民政府到乡。村组人的监测监督管理体系,及时签订防灾明白卡“和防灾避险明白卡“,明确监测监督人员的目的任务,提高业务水平。县国土资源主管部门应会同建设。水利。交通。旅游等部门加强对地质灾害险情的动态监测,汛期应加强地质灾害险情的巡回检查,发现险情及时处理和报告。建立地质灾害气象预警预报系统,使地质灾害监测工作成为监督管理职能的眼睛“,将所有工程经济活动纳入监督管理体系之中,切实保证地质环境不受人为的破坏,否则依法进行处罚。

5。4增加勘查和治理资金投入,保障防灾减灾工作的实施

受地质灾害防治资金投入影响,地质灾害防治工作较为被动。因此,增加地质灾害勘查和治理资金投入是实施地质灾害防治工程及防灾减灾的关键。公园管理部门及公园所在县级人民政府在制定年度财政计划中,要有重点。有计划地安排地质灾害防治工程项目资金。积极拓宽融资渠道,加大防灾减灾的资金投入,使这项功在当今。泽被后世的工程有序发展。

5。5坚持综合防治措施,提高防治效果

在地质灾害防治中坚持预防为主,避让与治理相结合“和全面规划,突出重点“的原则。采取综合防治措施,才能提高防治效果。对出现地质灾害前兆,可能造成人员伤亡或重大财产损失的区域和地段,公园管理部门及公园所在县级人民政府应及时划定为危险区,设立警示标志,并采取有效的防治措施。在地质灾害易发区内进行的工程建设应在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估。对于威胁较大的地质灾害,要由专业队伍进行综合研究勘查,科学治理。对于分散的地质灾害要群测群防“。及时通报“,保证信息畅通,确保监测。防治工作取得积极主动。

5。6加强队伍建设,提高管理水平

健全的机构和高素质的管理队伍是搞好地质灾害工作的重要保证,也是提高地质灾害防治工作效率的关键。要加强公园管理部门及公园所在县级国土资源行政管理部门职能,有计划地开展人才培养和干部培训。尤其要提高基层干部和管理人员的防灾意识和业务素质,使之适应新时期发展的需要。

6结语

中国南阳伏牛山世界地质公园位于豫西南地质灾害高易发区,主要地质灾害有崩塌。滑坡和泥石流。作为地质旅游和科普基地,应加强园区内地质灾害防治,实施群测群防,确保旅游人员和当地人民群众的生命财产安全,保障当地经济可持续发展。

中国南阳伏牛山世界地质公园地质灾害评价