图4 崂山区示意图
3.2 崂山区气象条件和地质构造
崂山区属中低山丘陵区,为剥蚀构造地形,受长期强烈剥蚀切割作用,山势陡峻,沟壑纵横,以崂山主峰为中心,呈中间高四周低的地形地貌特征,最高点崂山主峰海拔1132·7m。崂山区属温带大陆季风气候区,受海洋气候影响,空气湿润,雨量充沛,全区多年平均降水量849·9mm,最大年降水量1426·1mm,全年降水大多集中在6~8月份,约占全年降水量的60%,历年日最大降水量267·9mm,小时最大降水量49mm。区内共有大小河流23条,均属季节性独流入海河流,以崂山为分水岭呈放射状展布,分别向西注入胶州湾和向东、南注入黄海。区内出露的地层从老至新依次为元古界变质岩、中生界白垩系碎屑岩和厚度较小的新生界第四系山间谷地松散堆积物。岩体主要为坚硬块状崂山花岗岩和坚硬块状变质岩,其分布面积约占80%以上。在大地构造上,崂山区地处华北板块南边缘胶南—文威造山带日照隆断东北部的胶南隆起北端,断裂构造发育,以NEE向韧性剪切带和NW向脆性断裂构造为主。区域地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水,大气降水入渗是地下水的主要补给来源,地下水资源比较贫乏。从历史地震分析,该区历史上曾发生过5级以下有感地震,未发生过破坏性地震,该区地震烈度区划为Ⅵ~Ⅶ度。
3.3 崂山区地质灾害现状
崂山区地质灾害及隐患点发育的类型主要是滑坡、崩塌和泥石流。据调查,区内地质灾害及隐患点83处,其中已发生灾害17处(滑坡5处、泥石流3处、不稳定斜坡及崩塌9处),新的灾害隐患66处(滑坡7处、泥石流4处、不稳定斜坡55处),已发生仍有隐患的16处。现状条件下高风险2处,中风险35处;按未来发展趋势预测,高风险31处,中风险42处。区内地质灾害及隐患点主要集中分布在王哥庄、沙子口、北宅办事处的范围内,绝大多数灾害及隐患点分布在海拔250m以下,而区内村庄及居民点、旅游景点绝大多数坐落在海拔200m以下,因此区内地质灾害的发生将会给人民生命财产的安全和国民经济造成巨大损失。
经调查发现,崂山区地质灾害及隐患点发育类型主要为:崩塌、滑坡和泥石流3种类型,区内有重要地质灾害及隐患点共50处,其中崩塌34处,滑坡12处,泥石流4处,各街道办事处不同地段及景区地质灾害及隐患点情况见表2
表2 崂山区地质灾害及隐患点分布情况
崂山区地质灾害及隐患点绝大多数分布在海拔250m以下,少数灾害点分布在300 m以上。从地形特点上,多分布在山坡陡峭及河流切割深度强烈的区域,除此之外,一部分由人类工程地质活动造成的灾害及隐患点分布在交通干道两侧。
崂山区地质灾害发生及隐患存在是内外动力地质作用和人类地质活动共同影响的结果,地壳区域性抬升和较强烈的断裂活动是导致地形陡峭、山势险峻、岩石节理裂隙发育、山体顶部岩石多呈散体状的内在因素;流水切割、风化则是沟谷纵横“V”型谷发育的外部条件;人类工程地质活动和社会经济活动破坏地质
环境则是造成灾害隐患的不可忽视的重要方面。区内山体或危岩体崩塌占灾害隐患数量比重较大,大多分布在山势陡峭、岩体破碎、坡面巨石堆积的地域,泥石流灾害隐患多为陡峭的“V”型谷、谷底被流水剥蚀形成阶地及小型滑坡、不稳定斜坡等不良地质现象存在的出口部位。交通干线的不稳定斜坡(崩塌)均为人工开挖路基形成。针对崂山区地质灾害情况,崩塌、滑坡和泥石流分别选取一个典型地质灾害点,按照彻底清查,力求根治的原则;“景治合一”的原则;经济合理,充分考虑施工技术条件的原则,进行崂山区地质灾害危险性分析和治理施工方案设计。
3.4 崂山区地质灾害危险因子分析
因崂山区地质灾害历史样本收集数量较少,不能满足综合分析统计的需要,根据崂山区的实际情况,引用了国内已开展工作并获成效的一些相似地区的统计分析结论,经过专家论证,其结论可在崂山区选用。
3.4.1 地质灾害基础因子
崂山区地质灾害基础因子主要是地形坡度、地质构造、地面高程、岩体、植被、水系、坡形等,其基础因子分析见表3。
表3 崂山区地质灾害致灾基础因子分析
3.4.2 地质灾害诱发因子
崂山区地质灾害诱发因子主要是大气降水、人类工程活动和地震,其诱发因子分析见表4。
表4 崂山区地质灾害致灾诱发因子分析
3.4.3 地质灾害危险因子分析
通过上述分析,在诸多基础因子和诱发因子中,导致地质灾害发生的大多数因子是变化缓慢的,只有大气降水是变化频繁且较为敏感的致灾因子。
大气降水是导致地质灾害的一个重要的诱发因子。以大气降水与滑坡、崩塌的关系为例,在久雨、暴雨山区、沟谷两侧、采石场边坡及公路两侧山坡,发生崩塌、滑坡的总数和密度与降水量大小密切相关。同时地质灾害的发生与降水历时密切相关,降水引起的地质灾害一般发生在降水中后期或滞后几天(一般3天内),滞后时间不超过10天,且95%以上的地质灾害是降水直接诱发引起的。
通过分析崂山区日降水量、持续累计降水量与地质环境条件、地质灾害发生频率、发生时间的关系,结合国内其他地区的分析结论,初步选定崂山区地质灾害预报预警降水量临界值(表5)
表5 崂山区地质灾害预报预警
4崂山区主要地质灾害类型防治措施
4.1 崩塌灾害点危险性分析与治理方案
崩塌以王哥庄街道办黄山社区3号崩塌地质灾害最为典型。该点位于王哥庄办事处黄山社区西山坡之上,东为黄海,所在地区的地貌形态为低山和近海坡地,地面坡度35°左右,地面标高200~500m之间,出露元古宙黑云二长花岗岩,花岗岩山体的风化剥蚀物为崩塌隐患提供了固体物源。
4.1.1 地质灾害危险性分析
4.1.1.1 基本情况
危岩体下距黄山社区山前民房约70m,威胁附近3户居民的生命财产安全。此处2个危岩体上下叠置,其中1号危岩体东北底部半悬空,顺坡向倾斜,坡向NW方向,地面坡度35°,高15m,平均直径约9m,体积达500 m3,重达1 350 ,t下部1/3处紧靠2号危岩体,并依靠其支撑,空隙约30m3; 2号危岩体底部接触基岩风化层,最下部有8.5m3空隙,其底部受冲蚀作用后稳定性会越来越差,风化剥蚀底部接触支撑面越来越小,一旦滑动, 1号危岩体亦将失去支撑而崩落,虽然崩塌规模级别为小型,但将直接危害下部的黄山社区居民生命财产,危险性较大。 4.1.1.2 崩塌影响范围分析
崩塌活动的主要特征参数除崩塌体体积外,主要为崩塌体的运动速度和沿边坡的弹跳距离。若忽略声能,则崩塌、落石的势能仅转化为动能及克服摩擦做功(热能),设初速度为零,则崩塌体的运动速度为:
??= 2gh(1?fcos??) 式中:v—崩塌体沿斜坡运动的速度(m/s); g—重力加速度(m/s2);
h—坡顶至坡底的垂直高度(m); f—斜坡平均阻力系数; α—斜坡坡度(°)。 崩塌落体沿斜坡的弹跳距离:
2ν212
s= tanα·sinβ?sinβ2
g·cosα2200+2a 1?45 β= 3ν 式中:β—崩塌体的弹跳抛射角;其他符号同前。
a