摘要:本文分析了磨西臺(tái)地邊坡地質(zhì)災(zāi)害類型、分布與形態(tài)特征及地質(zhì)災(zāi)害的誘因,研究了磨西臺(tái)地兩側(cè)岸坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不平衡原因及對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行了預(yù)測(cè),提出了磨西臺(tái)地邊坡防護(hù)建議,具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞:磨西臺(tái)地,地質(zhì)災(zāi)害,誘因,邊坡防護(hù)
磨西臺(tái)地是著名國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)海螺溝冰川森林公園和燕子溝森林公園水系的匯集地。磨西臺(tái)地是四川省西南高山峽谷地區(qū)難得的一塊較開闊平坦區(qū)域,是外界通往海螺溝、燕子溝等各風(fēng)景區(qū)的必經(jīng)之路,是旅游接待的基地。但近年來(lái)由于人類活動(dòng)的加劇、高山融雪和極端天氣的影響,磨西臺(tái)地不斷遭受河流的侵蝕而面積縮小。
一、磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害類型、分布與形態(tài)特征
磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害根據(jù)成因和形態(tài)可為兩種類型:沖蝕滑塌和淺層流滑。沖蝕滑塌32處,分布在臺(tái)地東側(cè)岸坡26處,西岸坡僅有6處。淺層流滑共7處,6處位于西側(cè)岸坡,東側(cè)岸坡1處。
沖蝕滑塌是岸坡坡腳受河流沖蝕,失去支撐的上部冰水堆積物膠結(jié)力不足以平衡順坡向下滑力,巖土體以先滑后塌的方式從岸坡分離,滑塌體在河床中被水流裹挾后形成現(xiàn)今災(zāi)害場(chǎng)景。沖蝕滑塌形成較完整的圓椅狀高陡后壁,頂趾高差一般與臺(tái)地邊坡頂趾高差相近,后壁剖面弧形--平直,少量未被沖蝕的滑塌體呈錐形堆積體。滑塌前地貌一般32°~65°,平均42°;后壁坡度位于50°~85°之間,平均67°,大部分滑壁現(xiàn)有水滲出;滑塌體殘余堆積物百分比32%~85%,平均41%,殘余松散堆積體坡度為22°~39°,平均28°。
淺層流滑是磨西臺(tái)地岸坡表層殘坡積巖土體的滑動(dòng)崩解破壞。誘因主要為坡面匯水沖蝕和筑路人為破壞。在磨西平緩岸坡,表層殘坡積物與冰水堆積物之間存在軟弱層面,埋深一般為1~4m,在降雨匯水或人工擾動(dòng)下表層殘坡積物沿接觸面易產(chǎn)生滑動(dòng),在滑動(dòng)中殘坡積物解體崩落。表層破壞后,會(huì)加劇下部冰水堆積物中的塊(漂)石、礫石的崩落。淺層流滑發(fā)育的岸坡坡度25°~45°之間,平均34°,小于滑塌(42°)的坡度;尤其是流滑后壁的平均坡度為39°,比沖蝕滑塌后壁坡度要小20°以上。
二、磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害誘因分析
研究發(fā)現(xiàn),磨西地質(zhì)災(zāi)害的直接誘因有3方面:(1)河流凹岸沖蝕。凹岸沖蝕是磨西臺(tái)地周邊所有大方量、不穩(wěn)定、高威脅的地質(zhì)災(zāi)害的直接誘因。磨西臺(tái)地兩側(cè)河道比降大、河道水量豐富,且冰水堆積物遇水軟化性質(zhì)明顯。臺(tái)地地層與花崗巖地層凸凹接觸,形成硬巖阻水,軟巖受侵的岸坡形態(tài)。(2)人工修路開挖邊坡。出入臺(tái)地必須經(jīng)過臺(tái)地邊緣的岸坡,因此不可避免要在邊坡上開挖筑路,改變邊坡原始的穩(wěn)定狀態(tài),冰水堆積物一旦遭受了外部擾動(dòng),其力學(xué)強(qiáng)度將明顯降低,且不易恢復(fù)。(3)臺(tái)頂排水與降雨坡面匯水沖蝕。臺(tái)地頂部徑流及降雨匯水經(jīng)岸坡泄入河道,對(duì)岸坡的殘坡積地層侵蝕作用明顯,易引發(fā)淺層流滑。總之,磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要受控于臺(tái)地兩側(cè)河流的演化與冰水堆積物的工程地質(zhì)性質(zhì),且大方量的地質(zhì)災(zāi)害都是由河流凹岸沖蝕引發(fā)的。
三、磨西臺(tái)地兩側(cè)岸坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育不平衡原因分析
從災(zāi)害數(shù)量、災(zāi)害體方量、對(duì)臺(tái)地的破壞程度方面比較,東側(cè)岸坡的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度明顯強(qiáng)于西側(cè)岸坡,這一現(xiàn)象與臺(tái)地兩側(cè)的徑流和巖土性質(zhì)有關(guān)。主要是雅家埂河的徑流量大于西側(cè)的磨西河,在暴雨季節(jié)易于形成強(qiáng)侵蝕的洪峰,雅家埂河流域面積大、整個(gè)流域形狀近似勺形,支流順直短促,一般長(zhǎng)2~5km,比降大,在暴雨期間匯流迅速,易于形成洪峰;磨西河流域面積相對(duì)較小,流域呈羽狀匯流,3條主要支流都發(fā)源于高山冰川,流經(jīng)距離較長(zhǎng)(約20km),小支溝眾多,地表堆積物豐富,產(chǎn)匯流較慢,在暴雨期間水流相對(duì)雅家埂河平緩。其次,磨西河的3條支流給干流帶來(lái)豐富的沖積物,一定程度上起到保護(hù)岸坡的作用,減少了側(cè)蝕。雅家埂河?xùn)|岸為堅(jiān)硬的花崗巖,西岸坡為磨西臺(tái)地的松散巖類,河流在軟硬岸坡夾持下流淌,軟弱岸坡必將遭受更為嚴(yán)重的側(cè)蝕;而磨西河兩側(cè)岸坡均為軟弱的冰水堆積地層,會(huì)共同分擔(dān)河流的下切侵蝕量?傊,臺(tái)地兩側(cè)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的差異是由于徑流量、支流的匯水過程、臺(tái)地兩側(cè)巖土性質(zhì)共同決定的。
四、磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性預(yù)測(cè)結(jié)果
分別采用沖蝕滑塌和淺層流滑的Logistic回歸系數(shù),基于ArcGIS平臺(tái)計(jì)算可得到?jīng)_蝕滑塌易發(fā)性與淺層流滑易發(fā)性。磨西臺(tái)地邊坡沖蝕滑塌易發(fā)性有3個(gè)特征:(1)臺(tái)地東岸坡的沖蝕滑塌易發(fā)性總體強(qiáng)于西側(cè)岸坡;(2)易發(fā)性較高區(qū)主要集中在河流的凹岸;(3)易發(fā)性與岸坡長(zhǎng)度基本成反比,如西側(cè)上游長(zhǎng)岸坡的易發(fā)性總體較低。淺層流滑易發(fā)性中高地區(qū)主要集中在西側(cè)岸坡,與河流的凹曲相關(guān)性不明顯,東側(cè)岸坡中下段全部為淺層流滑的低易發(fā)段。對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,預(yù)測(cè)的結(jié)果有其合理性,東岸由冰水堆積物組成的高陡邊坡一旦坡腳受沖蝕失穩(wěn)即產(chǎn)生較大規(guī)模的塌岸,而西岸的緩長(zhǎng)邊坡坡腳抵御沖蝕能力強(qiáng),但較大的表面積為降雨匯水提供了條件,成為淺層流滑的誘因。
磨西臺(tái)地岸坡總體的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性可由沖蝕滑塌與淺層流滑二者的易發(fā)性線性組合而成。綜合考慮兩種地質(zhì)災(zāi)害的面積、數(shù)量和方量,確定沖蝕滑塌易發(fā)性的權(quán)重為0.8,淺層流滑易發(fā)性的權(quán)重為0.2。加權(quán)組合后的磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性按Logistic模型的
數(shù)學(xué)意義分為4級(jí),高、較高、中和低分別占總岸坡面積的20.8%、32.4%、27.2%和19.6%?傮w上,地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)主要位于岸坡緩長(zhǎng)、平直段;易發(fā)性東岸強(qiáng)于西岸,預(yù)測(cè)的高—較高易發(fā)區(qū)與調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害有較好的吻合。
五、磨西臺(tái)地邊坡防護(hù)建議
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)及查找資料表明表明,河流的彎曲度、河流流量、岸坡坡度、河床寬度、岸坡寬度5項(xiàng)河流屬性與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生密切相關(guān)。以此為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)的岸坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性準(zhǔn)確率在83%以上,反映了參數(shù)和模型選取的合理性。磨西臺(tái)地岸坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度總體較高,東部岸坡以滑塌高—中易發(fā)為主,西岸坡以流滑高易發(fā)為主,總體易發(fā)程度東側(cè)高于西側(cè)。根據(jù)臺(tái)地岸坡的破壞形式和地質(zhì)災(zāi)害空間預(yù)測(cè)結(jié)果,削坡措施不適于臺(tái)地的邊坡穩(wěn)定,這將減少臺(tái)地土地的使用面積,應(yīng)根據(jù)臺(tái)地及周邊地層巖體特性采取相應(yīng)的防護(hù)措施:
(1)疏通河道,截彎取直,排除河道急轉(zhuǎn)彎處凸岸基巖,減少凹岸沖蝕;
(2)因地制宜,利用坡腳滑塌堆積物建筑防護(hù)擋墻;
(3)修筑管溝排泄臺(tái)地上的徑流,防止對(duì)坡面的侵蝕;
(4)臺(tái)地岸坡筑路要加強(qiáng)固腳護(hù)坡,一次投資到位,避免反復(fù)加固擾動(dòng)冰水堆積物,降低巖體強(qiáng)度;
(5)在臺(tái)地西岸緩坡要加強(qiáng)植樹造林,防止水土流失形成匯流沖溝,繼而惡化為表層流滑災(zāi)害;
(6)裸露的陡峭岸坡滑壁后壁不宜采用人工加固,錨固易擾動(dòng)巖土體,坡面噴漿阻礙地下水的的自然滲出,易產(chǎn)生超孔隙水壓力降低巖土體抗剪性原巖的性質(zhì)決定了自然恢復(fù)植被的高陡邊坡具有較好的穩(wěn)定性。
參考
文獻(xiàn):
【2】鄭本興.貢嘎山東麓第四紀(jì)冰川作用與磨西臺(tái)地成因探討[J].
冰川凍土,2001,23(3).
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