中國(guó)崩塌滑坡泥石流災(zāi)害成因類型

劉傳正

1) 國(guó)土資源部地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指導(dǎo)中心, 北京, 100081; 2) 中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院, 北京, 100081

內(nèi)容提要: 通過(guò)收集編錄中國(guó)1920～2013年間160例重大滑坡泥石流災(zāi)害事件基本數(shù)據(jù)，結(jié)合筆者多年來(lái)從事地質(zhì)災(zāi)害防治研究的體驗(yàn)，按引發(fā)因素初步劃分了中國(guó)崩塌滑坡和泥石流災(zāi)害的成因類型。崩塌滑坡災(zāi)害成因分為降雨引發(fā)型、地震激發(fā)型、自然演化型、凍融滲透型、地下開(kāi)挖型、切坡卸荷型、工程堆載型、水庫(kù)浸潤(rùn)型、灌溉滲漏型和爆破振動(dòng)型等10種，初步描述了每種類型的作用機(jī)理、破壞模式、運(yùn)動(dòng)特征和危害方式，列舉了典型案例。泥石流災(zāi)害成因分為溝谷演化型、坡地液化型、滑坡壩潰決型、工程棄碴潰決型、尾礦壩潰決型、冰湖壩潰決型和堆積體滑塌侵蝕型等7種，描述了每類的引發(fā)因素、啟動(dòng)模式、運(yùn)動(dòng)特征和危害方式，列舉了典型案例。這個(gè)分類方案擬為重大地質(zhì)災(zāi)害成因的快速研判和應(yīng)急響應(yīng)決策技術(shù)支持系統(tǒng)的研發(fā)提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 問(wèn)題的提出

多年地質(zhì)災(zāi)害防治研究工作過(guò)程中，特別是在參與諸多重大地質(zhì)災(zāi)害事件應(yīng)急調(diào)查處置決策的技術(shù)支撐過(guò)程中，筆者常常被問(wèn)到某次地質(zhì)災(zāi)害事件的成因問(wèn)題，甚至直接要求回答是自然成因的？還是人為活動(dòng)引起的？盡管任何一處地質(zhì)災(zāi)害的成因可能是復(fù)雜的或涉及諸多因素的。認(rèn)真思考起來(lái)，這類問(wèn)題的正確解答不但是個(gè)科學(xué)問(wèn)題，是防災(zāi)減災(zāi)公共管理關(guān)注的基本問(wèn)題，是公眾社會(huì)防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)和知識(shí)的核心問(wèn)題，也是正確回應(yīng)社會(huì)輿論和新聞媒體客觀報(bào)道需要解決的基本問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)關(guān)于崩塌滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的幾何形態(tài)、規(guī)模、厚度、運(yùn)動(dòng)方式、成分、結(jié)構(gòu)和地質(zhì)成因及危害大小等方面的分類已有多種，國(guó)際上也有比較通行的斜坡運(yùn)動(dòng)方式和速度分類，但主要局限于按自然屬性描述問(wèn)題，而很少?gòu)纳鐣?huì)屬性或?yàn)?zāi)害屬性方面予以界定問(wèn)題的性質(zhì)(劉傳正，2009；王恭先等，2006；晏同珍等，2000；Hoek et al.，1981；Schuster et al. 1978；Varnes，1978)。由于地質(zhì)災(zāi)害成因類型描述的不規(guī)范抑或存在隨意性，造成某次地質(zhì)災(zāi)害事件發(fā)生后因不能明確及時(shí)地回應(yīng)社會(huì)輿論的關(guān)切而備受責(zé)難或抨擊。因?yàn)?，滑坡泥石流等突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知不僅屬于科學(xué)范疇，而更多地表現(xiàn)為社會(huì)公共安全事件。事實(shí)上，“地質(zhì)災(zāi)害”一詞提出時(shí)就考慮了其關(guān)聯(lián)的的地質(zhì)技術(shù)、相關(guān)立法和社會(huì)保險(xiǎn)需求等就是這個(gè)原因(Arnould，1976)。

筆者結(jié)合自己多年研究工作的積累，收集編錄了中國(guó)1920～2013年間的160例重大崩塌滑坡和泥石流災(zāi)害事件的基本數(shù)據(jù)(表1)(孫玉科等，1983；康志成等，2004；黃潤(rùn)秋等，2008；殷躍平，2007；吳瑋江等，2006；譚繼中，1993；王禮先等，2001；中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，1995～2013)。入選的事件都是造成重大人員傷亡、直接或間接經(jīng)濟(jì)損失巨大，或具有比較廣泛的社會(huì)影響者。盡管數(shù)據(jù)很不完整，尤其是1949年以前的數(shù)據(jù)缺失較多，但對(duì)于歸納概括中國(guó)崩塌滑坡和泥石流災(zāi)害的基本成因類型還是基本滿足的。

本文所指的重大滑坡泥石流災(zāi)害事件成生原因或簡(jiǎn)稱“成因”是基于引發(fā)因素考慮問(wèn)題的，主要是指對(duì)引發(fā)因素相對(duì)宏觀的定性的描述界定(劉傳正，2013)。地質(zhì)災(zāi)害事件是多因素促成的，但一般存在一個(gè)起主導(dǎo)作用的因素或激發(fā)條件。引發(fā)因素體現(xiàn)為地質(zhì)塊體運(yùn)動(dòng)的邊界條件、初始條件和激發(fā)條件三者綜合作用的反映。經(jīng)過(guò)研判，確認(rèn)某次地質(zhì)災(zāi)害的引發(fā)因素是自然的還是人為的，或多種因素耦合的。如果可能，還可以給出促使地質(zhì)體邊界條件和初始條件急劇變化的各類因素組合及其作用大小的定性研判。

2 崩塌滑坡災(zāi)害成因類型

2.1 崩塌滑坡災(zāi)害成因分類

崩塌與滑坡一般都屬于斜坡巖土體失穩(wěn)問(wèn)題，成因上往往相互關(guān)聯(lián)，可以作為一類問(wèn)題考慮?；谥鲗?dǎo)因素優(yōu)先的原則，崩塌滑坡災(zāi)害成因類型劃分為降雨引發(fā)型、地震激發(fā)型、自然演化型、凍融滲透型、地下開(kāi)挖型、切坡卸荷型、工程堆載型、水庫(kù)浸潤(rùn)型、灌溉滲漏型和爆破振動(dòng)型等10種。前4種以自然作用成因?yàn)橹鳎?種以工程活動(dòng)作用為主，具體到某種類型的滑坡案例則多種因素并存。表2列出了每種災(zāi)害類型的作用機(jī)理、破壞模式、運(yùn)動(dòng)特征和危害方式。

2.2 崩塌滑坡災(zāi)害成因類型

2.2.1降雨引發(fā)型

降雨引發(fā)型崩塌滑坡的發(fā)生主要起因于持續(xù)降雨或前期降雨累積作用背景下的短歷時(shí)暴雨激發(fā)。降雨引發(fā)斜坡變形破壞的作用機(jī)理是降雨滲流導(dǎo)致斜坡巖土體重度增加、巖土軟化、滑帶巖土強(qiáng)度降低、裂縫注水水楔作用、斜坡內(nèi)地下水位形成或升高后的浮托作用、斜坡體內(nèi)水力梯度形成的滲透壓力或承壓水形成之孔隙水壓力作用等。大型滑坡的發(fā)生一般滯后于主降雨過(guò)程3～5天，甚至更長(zhǎng)，主要取決于巖土的滲透能力。巖土體的破壞模式主要表現(xiàn)為塑性流動(dòng)、平推式滑移、楔形沖出或巖體結(jié)構(gòu)崩潰破壞等。崩塌滑坡運(yùn)動(dòng)特征表現(xiàn)為崩塌、滑坡、碎屑流。危害特點(diǎn)表現(xiàn)為沖擊、摧毀、壓覆、堵河等鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

2010年6月28日14時(shí)，貴州關(guān)嶺縣崗烏鎮(zhèn)大寨村發(fā)生特大型崩滑碎屑(石)流災(zāi)害，造成99人死亡失蹤。分析研究認(rèn)為，裂隙化砂泥巖斜坡巖體具有“干砌塊石結(jié)構(gòu)”是發(fā)生崩潰式破壞的主要內(nèi)在原因。2010年6月27～28日崗烏鎮(zhèn)當(dāng)?shù)氐倪^(guò)程降雨量達(dá)237mm，斜坡區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特征使超常暴雨條件下斜坡巖體后緣裂縫充水形成持續(xù)的“水楔作用”是斜坡巖體松動(dòng)、傾倒垮塌和沖出的主要外部引發(fā)因素(劉傳正，2010；殷躍平等，2010)。

2.2.2地震激發(fā)型

地震激發(fā)型崩塌滑坡的作用機(jī)理是強(qiáng)烈地震的反復(fù)張拉、快速剪切和瞬態(tài)拋射。破壞模式是層間脫離、脆性剪斷和脆性拉斷等。運(yùn)動(dòng)特征是彈射、崩塌、落石、滑坡、碎屑流。

2008年5月12日汶川地震激發(fā)的大型滑坡主要分布在汶川地震Ⅸ～Ⅺ烈度區(qū)內(nèi)，一般出現(xiàn)在順向斜坡結(jié)構(gòu)地帶。

(1)韓家大坪滑坡：位于四川綿竹清平鄉(xiāng)文家溝上游，滑坡物質(zhì)為泥盆紀(jì)觀霧山組中厚層石灰?guī)r，體積約4450×104m3，滑坡碎屑填充覆蓋文家溝溝道長(zhǎng)度達(dá)3.6km，并造成48人遇難。

(2)東河口滑坡：位于四川青川縣西南40km左右的東河口村，滑坡體由寒武紀(jì)凝灰質(zhì)砂板巖、千枚巖和白云質(zhì)灰?guī)r構(gòu)成，體積約1000×104m3，碎屑流沖抵青竹江形成滑坡壩，造成780余人死亡失蹤。

2.2.3自然演化型

自然演化型崩塌滑坡是指由于長(zhǎng)期的物理、化學(xué)和生物風(fēng)化作用以及區(qū)域地震與斷裂構(gòu)造活動(dòng)長(zhǎng)期影響引起的斜坡巖土體變形破壞。作用機(jī)理是漸進(jìn)式松動(dòng)、開(kāi)裂、蠕動(dòng)和滑移。運(yùn)動(dòng)特征是落石、崩塌、滑坡和碎石流等。

2004年12月3日3時(shí)40分，貴州納雍縣中嶺鎮(zhèn)左家營(yíng)村巖腳組后山發(fā)生危巖崩塌，造成44人死亡，13人受傷。危巖崩塌體積約4000m3，前后緣高差350m，水平?jīng)_擊距離約500m。危巖體由三疊紀(jì)灰?guī)r、泥灰?guī)r和粉質(zhì)砂巖軟硬相間組成。地質(zhì)環(huán)境方面利于長(zhǎng)期匯水溶蝕作用，地質(zhì)結(jié)構(gòu)上節(jié)理裂隙發(fā)育。裂縫中樹(shù)木生長(zhǎng)起到根劈作用。

2001年4月23日，西藏昌都芒康縣318國(guó)道鏡山段由于凍脹融縮、風(fēng)蝕干燥引發(fā)山體持續(xù)的崩塌碎屑流現(xiàn)象(稱為“干塌”)也屬此類。

2.2.4凍融滲透型

凍融滲透型崩塌滑坡主要是由于冰雪凍融引發(fā)斜坡巖土體的變形破壞。作用機(jī)理是冰雪融水灌入裂縫造成巖土軟化和滲流作用。破壞模式是開(kāi)裂、蠕動(dòng)、座落、滑移和沖出。冰雪凍融引發(fā)的崩塌滑坡可以細(xì)分為三種：一是冰雪凍融提供水源，沿松散斜坡表面下滲并向深部發(fā)展孕育形成滑坡；二是農(nóng)林灌溉滲入斜坡內(nèi)部隔水層積水，冬季在斜坡前緣因凍結(jié)膨脹作用形成“滯水效應(yīng)”，春天冰融軟化土體，被阻止?jié)B透的水壓力釋放引起滑坡；三是土體冬季凍結(jié)，孔隙水成冰膨脹，初春表層土體融化軟化直接形成小規(guī)模滑塌現(xiàn)象。規(guī)模大、發(fā)展快和危害大的是第一種，其作用機(jī)理主要是冰雪消融滲水逐漸使土體重量增加，結(jié)構(gòu)軟化，強(qiáng)度降低，滲入的水在隔水界面聚集后發(fā)生軟化侵蝕作用形成滑動(dòng)帶，逐漸破壞其整體穩(wěn)定性而發(fā)展成崩塌或滑坡(劉傳正，2014)。

表1 中國(guó)1920～2013年某些重大崩塌滑坡泥石流災(zāi)害基本數(shù)據(jù)Table 1 Data of some landslide and debris flow disasters in 1920～2013 in China

續(xù)表 1

續(xù)表 1

續(xù)表 1

表2 中國(guó)崩塌滑坡災(zāi)害成因類型Table 2 Genetic types of landslide disasters in China

2010年3月10日1時(shí)30分，陜西子洲縣雙湖峪鎮(zhèn)石溝村發(fā)生黃土崩塌災(zāi)害，崩塌體積約8.9×104m3，造成27人死亡，17人獲救。崩塌土體為砂質(zhì)黃土，孔隙度大，結(jié)構(gòu)疏松，裂隙和落水洞發(fā)育，地形高陡。該區(qū)冬季降雪量約為往年同期均值的4倍。氣溫變化從2月26日的+18.7℃降到3月8日的-11.4℃，黃土坡體受冰雪凍融作用交替影響引發(fā)崩塌破壞，直接壓覆沖擊背靠高陡斜坡而建的房屋(窯洞)釀成災(zāi)害。

2013年1月11日8時(shí)18分，云南鎮(zhèn)雄縣果珠鄉(xiāng)趙家溝特大型滑坡災(zāi)害導(dǎo)致46人遇難，2人受傷?；碌闹苯右l(fā)因素是持續(xù)冰雪融水不斷灌入山體裂縫導(dǎo)致斜坡中下部強(qiáng)度弱化而首先滑動(dòng)沖出，上部斜坡接續(xù)卸荷牽引下滑，經(jīng)多級(jí)斜坡臺(tái)坎俯沖，形成遠(yuǎn)程滑坡災(zāi)害。

2.2.5地下開(kāi)挖型

地下開(kāi)挖型崩塌滑坡主要起因于地下工程開(kāi)挖或采礦。此類崩塌滑坡的發(fā)生具備三個(gè)成因要素：(1)地形上高陡臨空為開(kāi)裂傾倒乃至發(fā)生大規(guī)模崩塌滑坡提供自由空間；(2)山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在軟弱夾層和豎直裂隙或溶蝕脆弱帶使山體易于張裂拉開(kāi)和蠕動(dòng)滑移；(3)山體下部或底部存在一定范圍的采空區(qū)形成“懸板”或“懸臂梁”張拉作用效應(yīng)，且山體開(kāi)裂變形直至崩滑破壞可以滯后于地下采空作用數(shù)年乃至數(shù)十年。

1980年6月3日5時(shí)35分，湖北遠(yuǎn)安縣鹽池河磷礦發(fā)生崩塌，體積大于100×104m3，導(dǎo)致284人死亡。鹽池河崩塌的特點(diǎn)是山體高陡，地形高差超過(guò)500m，地層緩傾向坡外，采空區(qū)位于崖腳，山體底部采空而形成懸板作用，造成山體開(kāi)裂并逐漸發(fā)展延伸，最終從相對(duì)軟弱帶滑移剪出(孫玉科等，1983)。長(zhǎng)江三峽鏈子崖危巖體和重慶武隆雞尾山山體崩塌具有類似的破壞模式(劉傳正，2009，2010)。

2.2.6切坡卸荷型

切坡卸荷型崩塌滑坡主要是由于地表截?cái)嘈逼禄蚱履_開(kāi)挖切坡引發(fā)的。作用機(jī)理是前緣卸荷減壓導(dǎo)致支撐力弱化。破壞模式是座落、牽引發(fā)展成崩塌或滑坡。

2010年9月1日22時(shí)20分，云南保山市隆陽(yáng)區(qū)瓦馬鄉(xiāng)河?xùn)|村大石房后山發(fā)生滑坡，造成48人死亡。持續(xù)降雨作用和多級(jí)切坡是引發(fā)此次地質(zhì)災(zāi)害事件的主要原因。鄉(xiāng)村公路從滑坡體中后部呈“之”字形三次穿過(guò)，3次開(kāi)挖切坡且沒(méi)有支護(hù)，破壞了斜坡的完整性，是孕育多級(jí)卸荷牽引，多級(jí)變形破壞，下滑推動(dòng)形成多級(jí)滑移破壞模式的原因(劉傳正，2013)。

2.2.7工程堆載型

工程堆載型崩塌滑坡主要是由于斜坡后緣過(guò)量堆載土石形成的，有時(shí)伴隨降雨或冰雪消融等誘發(fā)作用。作用機(jī)理主要是土石堆積的斜坡角逐漸超過(guò)其臨界休止角導(dǎo)致前緣蠕動(dòng)，后緣推動(dòng)，最后松散土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)崩潰而形成推移式滑坡—碎屑(石)流。

2013年3月29日6時(shí)許，西藏墨竹工卡縣扎西岡鄉(xiāng)普朗溝澤日山(即“碎石山”)東坡發(fā)生滑坡碎屑流，初始啟動(dòng)體積約30×104m3，推動(dòng)更多的土石運(yùn)動(dòng)沖擊，造成83人死亡失蹤?；潞缶壐叱?359m，運(yùn)動(dòng)沖擊距離約2km，碎屑流終止高程4535m?；挛镔|(zhì)主要是具有“等粒度”或“等塊度”特征或單一級(jí)配的碎塊石土體，運(yùn)動(dòng)特征表現(xiàn)為“等粒體”的流動(dòng)現(xiàn)象?；聠?dòng)過(guò)程系后緣松散堆積體的整體重力平衡逐漸向不穩(wěn)定方向調(diào)整，物理本質(zhì)是碎塊石點(diǎn)接觸與面接觸的統(tǒng)計(jì)摩擦力學(xué)平衡逐漸被破壞，宏觀休止角最后被突破而逐漸蠕動(dòng)—轉(zhuǎn)動(dòng)—開(kāi)裂—崩潰形成“顆粒流”運(yùn)動(dòng)。2013年3月以來(lái)，連續(xù)多次降雪消融與滲透作用起到了增加碎塊石土體重量，潤(rùn)滑降低塊石之間摩擦力的作用，成為引發(fā)斜坡整體失穩(wěn)的直接因素。

類似的案例有，2012年7月31日0時(shí)30分，新疆新源縣阿熱勒托別鎮(zhèn)西溝滑坡，造成28人死亡失蹤。

2.2.8水庫(kù)浸潤(rùn)型

水庫(kù)浸潤(rùn)型崩塌滑坡主要是由于水庫(kù)水位漲落伴隨的反復(fù)浸潤(rùn)作用引發(fā)的。作用機(jī)理是水位升降在斜坡內(nèi)部產(chǎn)生軟化作用、浮托作用和向外的動(dòng)水壓力作用。破壞模式表現(xiàn)為崩落、平移、推移、牽引、座落和沖擊涌浪運(yùn)動(dòng)特征。水庫(kù)水位升降產(chǎn)生動(dòng)水壓力會(huì)改變斜坡體內(nèi)的地下水滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。水位上升會(huì)造成巖土體的強(qiáng)度軟化和懸浮減重效應(yīng)。水位快速下降則會(huì)在坡體內(nèi)引起向外的動(dòng)水壓力急劇增大而坡面的庫(kù)水壓力急劇減小，從而引發(fā)斜坡急劇變形甚至整體滑坡。

2003年7月13日0時(shí)20分，湖北秭歸千將坪順層斜坡在長(zhǎng)江三峽水庫(kù)蓄水后發(fā)生滑坡，造成24人死亡，1100多人緊急撤離?；麦w積約20.4×106m3，前緣堵塞長(zhǎng)江支流青干河形成滑坡壩，激起的涌浪打翻22條漁船。滑坡物質(zhì)主要為侏羅紀(jì)砂泥巖塊裂巖體，滑動(dòng)帶主體為順層層間剪切，前緣切層剪出?；率窃谇捌诔掷m(xù)降雨影響下，水庫(kù)蓄水浸潤(rùn)、浮托和軟化約50%長(zhǎng)度的滑床而產(chǎn)生大規(guī)模順層牽引式滑動(dòng)而形成的(楊海平等，2009)。

2.2.9灌溉滲漏型

灌溉滲漏型滑坡主要是由于農(nóng)林草地灌溉引發(fā)的。作用機(jī)理是灌溉水流滲漏、軟化斜坡土體，在隔水界面處產(chǎn)生浮托和動(dòng)水壓力作用，逐漸導(dǎo)致斜坡開(kāi)裂、蠕動(dòng)、座落和滑移形成滑坡。

1963年以來(lái)，甘肅永靖縣黑方臺(tái)地區(qū)長(zhǎng)期利用水庫(kù)提水漫灌耕地，大量地表水浸潤(rùn)滲入黃土體內(nèi)，甚至沿黃土節(jié)理或落水洞灌入，在地下隔水界面(黃土/泥巖接觸面)形成地下水富集，在黃土斜坡面或坡腳滲流溢出，此過(guò)程逐漸軟化土體孕育成滑坡。黑方臺(tái)塬邊已發(fā)生滑坡60余次，體積一般在數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)立方米之間，造成14人死亡，公路交通經(jīng)常中斷，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐恼Ｉa(chǎn)生活?；掳l(fā)生時(shí)間主要集中在每年的3月份和7月份，即春季凍融和夏季灌溉季節(jié)。灌溉滲透存在較長(zhǎng)的滯后期，冬季凍結(jié)滯水，春季冰凍消融，凍結(jié)的土體變?yōu)樗苄詰B(tài)甚至流態(tài)，土體強(qiáng)度大幅降低而在黃土塬邊產(chǎn)生群發(fā)性滑坡。夏季滑坡一般是由農(nóng)田灌溉的水體滲漏造成黃土濕陷而直接引起的(吳瑋江等，2006)。

2.2.10爆破振動(dòng)型

爆破振動(dòng)型崩塌滑坡主要是由于爆破等人為振動(dòng)引發(fā)的。作用機(jī)理一般是由于爆破直接激發(fā)或工程振動(dòng)造成巖土體的疲勞破壞和剪切張拉作用。破壞模式是蠕動(dòng)、松動(dòng)和崩落或垮塌。

2007年11月20日8時(shí)44分，湖北巴東縣318國(guó)道宜萬(wàn)鐵路巴東段高陽(yáng)寨隧道Ⅱ線進(jìn)口邊坡爆破施工引起崩塌，造成路過(guò)的客車一輛損毀，施工人員和旅客35人死亡、1人受傷。崩塌發(fā)生的直接原因是隧道洞口邊坡巖體在表生地質(zhì)作用下，邊坡巖石沿原生節(jié)理面與母巖逐漸分離成為危巖體，受施工爆破振動(dòng)激發(fā)，危巖突然脫離母巖，發(fā)生崩塌解體，形成災(zāi)害事件(大唐，2008)。

3 泥石流災(zāi)害成因類型

3.1 泥石流災(zāi)害成因分類

泥石流是松散巖土與水混合形成的一種特殊流體，常見(jiàn)的是溝谷型泥石流和坡面型泥石流。中國(guó)的泥石流災(zāi)害可初步劃分為溝谷演化型、坡地液化型、滑坡壩潰決型、工程棄碴潰決型、尾礦壩潰決型、冰湖壩潰決型和堆積體滑塌侵蝕型等7種類型。表3列出了7種泥石流災(zāi)害類型的引發(fā)因素、啟動(dòng)模式、運(yùn)動(dòng)特征和危害方式。

表3 基于主要引發(fā)作用的中國(guó)泥石流災(zāi)害成因類型Table 3 Genetic types of debris flow disasters in China

3.2 泥石流災(zāi)害成因類型

3.2.1溝谷演化型

溝谷演化型泥石流是指自然溝谷受地質(zhì)環(huán)境演化過(guò)程控制按一定時(shí)空規(guī)律出現(xiàn)的巖土堆積體飽水、運(yùn)移、侵蝕、沖刷和堆積作用現(xiàn)象。溝谷泥石流可以劃分出物源區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三個(gè)部分。固體物源主要來(lái)自于溝谷源頭匯水區(qū)的松散堆積物以及流通區(qū)兩側(cè)的崩滑堆積。基本特征是流域匯水面積大，運(yùn)動(dòng)路徑長(zhǎng)，破壞能力強(qiáng)，呈現(xiàn)一定周期性，且常常與崩塌滑坡相伴生。中國(guó)西南、西北地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)區(qū)多發(fā)溝谷型泥石流。

2010年8月8日0時(shí)12分，甘肅舟曲縣城區(qū)及上游村莊遭受三眼峪和羅家峪兩條溝谷型山洪泥石流的襲擊，造成1765人死亡失蹤和二十多棟樓房損毀，沖入白龍江造成河道淤填長(zhǎng)度約1km，江面壅高回水使舟曲縣城部分被淹，縣城交通、電力、供水和通訊中斷等重大損失。舟曲山洪泥石流災(zāi)害的形成存在客觀因素：一是山高溝深，流域高差超過(guò)2400m，三眼峪的大、小眼峪溝谷內(nèi)存在多級(jí)高20m以上的陡坎跌水段；大眼峪出口段縱坡降46.1%，局部達(dá)275%以上，成為山洪泥石流勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的加速段；二是8月7日23～24時(shí)上游局地區(qū)域過(guò)程降水量達(dá)96.77mm，30min降雨強(qiáng)度77.3mm，超過(guò)歷史記載的最大降雨強(qiáng)度(47mm/h)；三是山洪泥石流發(fā)生在午夜，當(dāng)?shù)鼐用竦姆婪兑庾R(shí)和行動(dòng)能力受到一定限制。這次事件的教訓(xùn)也是深刻的：一是當(dāng)?shù)厝酥廊塾且粭l高發(fā)山洪泥石流溝谷，歷史上曾多次形成災(zāi)害；二是三眼峪流域內(nèi)實(shí)施過(guò)山洪泥石流防治工程；三是當(dāng)?shù)厝朔罏?zāi)意識(shí)不強(qiáng)，減災(zāi)知識(shí)不足，部分建筑占據(jù)了山洪泥石流進(jìn)入白龍江的通道，增大了人居建筑遭遇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)性(劉傳正等，2011)。

3.2.2坡地液化型

坡地液化型(坡面型)泥石流主要是指區(qū)域臺(tái)風(fēng)暴雨或持續(xù)的局地暴雨在陡峻山地丘陵區(qū)引發(fā)的斜坡巖土因快速飽水液化而突然向下流動(dòng)傾瀉的現(xiàn)象。坡面泥石流的特點(diǎn)是：① 規(guī)模小但多點(diǎn)成群成帶出現(xiàn)；② 一般在數(shù)百至數(shù)千平方千米區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)；③ 斜坡上部松散堆積層逐漸飽水軟化，下部堅(jiān)硬基巖表面隔水，二者接觸帶處形成滲流滑移帶；④ 同一地點(diǎn)可能出現(xiàn)崩塌—滑坡—泥石流次第快速轉(zhuǎn)化的“鏈?zhǔn)健狈磻?yīng)現(xiàn)象；⑤ 單點(diǎn)損害小，群發(fā)區(qū)域總體危害大。中國(guó)中南—東南沿海臺(tái)風(fēng)暴雨影響區(qū)、大別山區(qū)和秦嶺—大巴山區(qū)多發(fā)坡面泥石流。

2000年7月13日，陜西省安康地區(qū)紫陽(yáng)縣西南部持續(xù)降雨，導(dǎo)致11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)約500km2范圍內(nèi)全面暴發(fā)群發(fā)性坡面泥石流災(zāi)害，造成231人死亡，財(cái)產(chǎn)損失巨大。2010年6月2日，廣西容縣與岑溪縣接壤地區(qū)11小時(shí)過(guò)程降雨量大于300mm，約300km2區(qū)域內(nèi)暴發(fā)滑坡泥石流數(shù)百處，導(dǎo)致43人死亡。其中，容縣六王鎮(zhèn)陳村滑坡泥石流造成一戶共11人死亡。

2009年8月8日，“莫拉克”臺(tái)風(fēng)暴雨重創(chuàng)臺(tái)灣中南部，山洪泥石流造成689人死亡失蹤。其中，高雄縣甲仙鄉(xiāng)小林村因泥石流死亡失蹤237人。“莫拉克”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度僅有5～10km/h，9小時(shí)移動(dòng)了40km。臺(tái)風(fēng)使高雄、屏東的過(guò)程降雨量達(dá)2900mm，日最大雨量1800mm。

3.2.3滑坡壩潰決型

滑坡壩潰決型泥石流是指由于地震、降雨或工程活動(dòng)引發(fā)的崩塌滑坡堵塞江河，因水位逐漸壅高、松散巖土滲透變形或新的因素激發(fā)導(dǎo)致滑坡堰塞湖潰決而形成的泥石流。

1933年8月25日15時(shí)50分，四川茂縣疊溪發(fā)生Ms7.5級(jí)地震。地震毀滅了疊溪古城，引發(fā)的崩塌滑坡堵塞岷江形成多處滑坡堰塞湖(“海子”)。當(dāng)年10月9日19時(shí)，強(qiáng)烈余震引發(fā)了松平溝、白蠟寨等七處“海子”滑坡壩潰決形成山洪泥石流，造成下游6865人死亡失蹤，1925人受傷。據(jù)記載，潰決洪水在岷江校場(chǎng)的水位高達(dá)60m，到達(dá)都江堰時(shí)涌浪高度仍達(dá)12m，洪水流量達(dá)10.2×103m3/s(圖1)。

2000年4月9日20時(shí)05分，西藏波密縣易貢藏布一帶發(fā)生落差達(dá)2500m的巨型崩塌，崩塌沖擊剝蝕形成的“滑坡壩”堵塞了易貢藏布河(劉偉，2002)。當(dāng)年6月11日2時(shí)50分滑坡壩潰決時(shí)，壅塞河水位的最大漲幅達(dá)41.77m。潰決形成的山洪泥石流摧毀了沿途建筑、山林茶場(chǎng)和318國(guó)道通麥大橋，并造成下游100多人失蹤。

圖1 疊溪地震滑坡壩潰決洪峰分布Fig. 1 Inundation peak distribution caused by landslide dam outburst in Diexi seismic area

3.2.4工程棄碴潰決型

工程棄碴潰決型泥石流是工程建設(shè)過(guò)程中因地表開(kāi)挖剝離或地下洞庫(kù)開(kāi)鑿出碴而在溝谷內(nèi)不合理排放堆積，土石堆積體阻礙了地表徑流或山洪通道，在強(qiáng)烈降水條件下形成暫時(shí)性堰塞湖，急劇的水位壅高和滲透變形使土石堆積體快速液化、沉陷和潰決而形成泥石流。

2009年7月23日2時(shí)57分，四川康定縣大渡河長(zhǎng)河壩水電工程施工場(chǎng)地響水溝發(fā)生特大泥石流災(zāi)害，造成54人死亡失蹤，4人受傷。引發(fā)泥石流的局地2小時(shí)過(guò)程降雨量為56.1mm，接近歷史上最大降雨量72.3mm/d。泥石流固體物質(zhì)主要是隧洞棄碴，塊石邊長(zhǎng)約0.2～0.5m。2007年以來(lái)，長(zhǎng)河壩水電工程施工在響水溝溝口地段堆置了大量棄碴，并將施工人員臨時(shí)住房建在響水溝溝口。響水溝泥石流是在局地強(qiáng)降雨下引發(fā)的，但工程棄碴不合理、工棚選址不當(dāng)、防災(zāi)意識(shí)不強(qiáng)、減災(zāi)知識(shí)不足及應(yīng)急響應(yīng)措施缺乏，也是造成災(zāi)難的原因。

類似的案例有，2012年6月28日6時(shí)，金沙江白鶴灘水電工程工地矮子溝發(fā)生泥石流災(zāi)害，造成住在溝口的40位施工人員死亡。所幸的是，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息安全撤離了同一條溝域內(nèi)的當(dāng)?shù)鼐用?57人和水電武警施工人員38人。

3.2.5尾礦壩潰決型

尾礦壩潰決型泥石流是由于尾礦、礦渣和水體的混合物逐漸使尾礦攔擋壩滲透變形、潰決沖出形成的。尾礦壩潰決一般起因于后期堆積壩體工程存在質(zhì)量隱患、運(yùn)營(yíng)維護(hù)不到位、監(jiān)測(cè)預(yù)警缺乏和防災(zāi)意識(shí)不足等原因。因?yàn)槲驳V壩內(nèi)地下水浸潤(rùn)線升高會(huì)導(dǎo)致滲流梯度增大，向外的地下水壓力導(dǎo)致壩外坡管涌、流土、塌滑等滲透變形加劇而發(fā)展為潰壩。尾礦壩攔截形成的尾礦庫(kù)是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流物源區(qū)，一旦尾礦壩潰決就容易造成重特大事故。尾礦庫(kù)不但可能孕育泥石流災(zāi)害，也會(huì)污染土地和水資源，特別是居民點(diǎn)和重要設(shè)施附近的“頭頂庫(kù)”災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)更大。

2008年9月8日8時(shí)許，山西襄汾縣陶寺鄉(xiāng)塔山礦區(qū)的尾礦庫(kù)潰決，造成下游村莊和集貿(mào)市場(chǎng)277人死亡，34人受傷。尾礦庫(kù)壩高約50m，庫(kù)容30×104m3，尾礦固體物流失約20×104m3，沿途帶出大量泥沙，流經(jīng)長(zhǎng)度達(dá)2km，最大扇面寬度約300m。尾礦壩潰決的原因主要是違法違規(guī)生產(chǎn)，隱患排查治理不到位，管理監(jiān)督不力，安全整改不落實(shí)以及漠視險(xiǎn)情現(xiàn)象等。

3.2.6冰湖壩潰決型

冰湖壩潰決型泥石流是形成于高寒山區(qū)的一種特殊泥石流類型?，F(xiàn)代冰川前進(jìn)躍動(dòng)、冰舌斷裂、冰湖岸坡出現(xiàn)崩塌或滑坡、溫度上升導(dǎo)致冰川融化加速、湖口向源侵蝕加劇和冰壩下部管涌引起塌陷等作用下容易引發(fā)冰湖潰決。冰湖潰決會(huì)導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)乃至上億立方米的水體瞬時(shí)傾瀉而下，沖刷、裹挾大量泥沙石塊，形成來(lái)勢(shì)猛、洪峰高、流量大、歷時(shí)短、破壞力強(qiáng)的山洪泥石流災(zāi)害。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：① 終磧堤的長(zhǎng)度、寬度和溢流口的寬度決定了潰決臨界水頭的高度；② 冰湖規(guī)模適中有利于潰決，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)潰決冰湖的面積多在4.5×105m2左右；③ 冰滑坡的規(guī)模、滑程坡度與沖擊力對(duì)冰湖潰決的形成及規(guī)模具有重要作用(崔鵬等，2003)。

西藏地區(qū)是冰湖潰決型泥石流的多發(fā)地區(qū)。1964年9月26日，西藏工布江達(dá)縣唐不朗溝上游暴發(fā)了冰湖潰決泥石流。1968～1970年間，西藏定日縣朋曲流域的阿亞錯(cuò)連續(xù)3次暴發(fā)冰湖潰決泥石流和洪水。1981年7月11日0時(shí)30分，西藏聶拉木的樟木藏布溝發(fā)生冰湖潰決型泥石流，損毀了中(國(guó))尼(泊爾)公路聶友段，甚至危害到尼泊爾境內(nèi)。1988年7月15日23時(shí)，川藏公路48道班處的波密縣米堆溝上游光謝錯(cuò)冰湖潰決形成了稀性泥石流。

3.2.7堆積體滑塌侵蝕型

堆積體滑塌侵蝕型泥石流是指自然或人為新生的崩塌滑坡或松散巖土堆積體因急劇降雨，斜坡表層因滲透飽水首先產(chǎn)生液化，形成塑流式滑坡或滑塌，繼而沿滑坡洼地多次沖刷侵蝕，形成進(jìn)行性溝道塑造和溝道侵蝕型泥石流。地震引發(fā)的崩塌滑坡碎屑流堆積體或自然/人為堆積的巖土體處于松散欠壓密、欠固結(jié)狀態(tài)，在持續(xù)強(qiáng)降雨條件下會(huì)孕育形成此類泥石流，實(shí)質(zhì)上是一種新斜坡的沖溝塑造問(wèn)題。表層滑塌起因于松散堆積體因排泄持續(xù)降雨入滲的能力不足而造成地下水滯留和水位升高，導(dǎo)致斜坡體的穩(wěn)定性降低。當(dāng)?shù)叵滤崭咚幻孢_(dá)到水平時(shí)，堆積體內(nèi)滲透動(dòng)水壓力達(dá)到最大，堆積體表層最易發(fā)生滑塌潰決。

汶川“5.12”地震區(qū)的崩塌滑坡堆積體在后續(xù)的強(qiáng)降雨過(guò)程中發(fā)生的泥石流多屬此類。例如，2008～2010年期間，四川綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝發(fā)生的8次泥石流事件都是在地震滑坡堆積體上因持續(xù)強(qiáng)降雨滲透變形滑塌與后續(xù)侵蝕產(chǎn)生的，侵蝕作用塑造、擴(kuò)展了溝道。文家溝崩滑堆積體斜坡上新生沖溝的容積就是8次泥石流活動(dòng)沖出松散固體物的總體積。文家溝泥石流的成因模式是，強(qiáng)降雨過(guò)程在滑坡堆積體上先期出現(xiàn)“滲流管涌、暫態(tài)壅水、潰決滑塌”的造溝作用模式，后期出現(xiàn)“溯源侵蝕、沖刷刨蝕、側(cè)蝕坍塌、混合奔流(攪拌機(jī))”的擴(kuò)溝作用模式(劉傳正，2012)。2008年的“6.21”和2010年的“7.31”兩次泥石流事件主要起因于前者，其他6次事件主要起因于后者。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)崩塌滑坡泥石流災(zāi)害的成因分類是從個(gè)性歸納出共性，以共性概化作為指導(dǎo)，個(gè)性挖掘提高認(rèn)識(shí)深度，從而確立地質(zhì)災(zāi)害是可認(rèn)識(shí)的，可防治的科學(xué)理念。

(2)崩塌滑坡泥石流的成因類型盡可能反映地質(zhì)體變形破壞乃至運(yùn)動(dòng)成災(zāi)的綜合模式，以便基于“原型觀測(cè)”、“原型試驗(yàn)”和“原型研究”思想，為基本建立“原型設(shè)計(jì)”和“原型處置”的防治系統(tǒng)提供依據(jù)。

(3)鑒于我國(guó)應(yīng)急平臺(tái)建設(shè)與管理的現(xiàn)實(shí)需要，在科學(xué)描述基本清楚，分析研判基本正確的前提下，力圖把感性認(rèn)識(shí)、理性思維和基本原理貫穿起來(lái)，采用盡可能簡(jiǎn)單的方法體系解決復(fù)雜的問(wèn)題。具體言之，本文的分類方案可以作為逐步建立10類崩塌滑坡、7類泥石流災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)決策技術(shù)支持體系的科學(xué)基礎(chǔ)，是為防災(zāi)減災(zāi)公共管理、應(yīng)急處置甚至社會(huì)糾紛調(diào)解評(píng)判建立公共語(yǔ)言平臺(tái)的一種“頂層設(shè)計(jì)”性質(zhì)的分類。

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