云貴高原東部地區(qū)滑坡發(fā)育類型與時(shí)空分布特征——以江口縣為例

張克亮

(貴州省江口縣國(guó)土資源局，貴州江口 554400)

0 引言

近年來(lái)，在凍雨、降雨、降雪等自然因素和工程活動(dòng)人為因素作用下，地質(zhì)災(zāi)害越來(lái)越頻繁，尤其是人為不合理的工程活動(dòng)直接或間接導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的頻繁發(fā)生，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，影響和制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、健康發(fā)展和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，所以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患較多的地區(qū)進(jìn)行有針對(duì)性的野外地質(zhì)災(zāi)害隱患詳細(xì)調(diào)查并對(duì)調(diào)查資料進(jìn)行有針對(duì)性的分析整理，對(duì)政府制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃和實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工程具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

滑坡災(zāi)害因其規(guī)模較大、分布廣泛、破壞程度最大以及難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等性質(zhì)［1-3］，在六類地質(zhì)災(zāi)害中是人類關(guān)注和學(xué)者研究的重點(diǎn)。江口縣88個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)中，滑坡56個(gè)，占63.6%，本文就以江口縣滑坡災(zāi)害為例，總結(jié)滑坡發(fā)育類型，分析滑坡分布規(guī)律，為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供參考，而且對(duì)于摸索云貴高原區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患詳細(xì)調(diào)查方法與經(jīng)驗(yàn)具有重要的意義。

1 地質(zhì)環(huán)境概況

云貴高原發(fā)展到今天，實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)山地性的高原。江口縣位于貴州省東部、武陵山脈主峰—鳳凰山南東側(cè)，處于云貴高原(東部)向兩湖丘陵地(湘西)過(guò)渡的斜坡地帶，是我國(guó)生態(tài)環(huán)境最為脆弱地區(qū)之一。境內(nèi)多為山地，沿錦江及其支流可見(jiàn)地勢(shì)平緩的谷地，山地和丘陵占土地面積的93%以上?？傮w地勢(shì)北西高、南東低。巖溶發(fā)育，屬典型的喀斯特地貌［4］。

縣域西部為武陵山脈，主峰梵凈山的最高點(diǎn)鳳凰山，海拔2570 m，為黔東第一高峰;東北部桃映鄉(xiāng)的矮埂為境內(nèi)最低點(diǎn)，海拔275 m，相對(duì)高差2295 m，相對(duì)高差大，地形起伏大。

縣境內(nèi)地形可分為高中山、中山、低中山、低山地形，地貌類型按成因可分為溶蝕、溶蝕侵蝕和侵蝕剝蝕等次級(jí)地貌［5］(圖1)。

圖1 江口縣地貌分區(qū)圖Fig．1 Geomorphological zoning map of Jiangkou county

2 主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

特殊的自然地理環(huán)境和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造背景，導(dǎo)致該地區(qū)存在獨(dú)特的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，如滑坡、崩塌、泥石流等。據(jù)2011年詳查結(jié)果和近三年新發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)，共造成32人死亡(其中滑坡造成4人死亡)，2人受傷，毀壞房屋98間，造成直接經(jīng)濟(jì)損失累計(jì)達(dá)316.35萬(wàn)元。仍存在威脅的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共88處，其中滑坡56處、崩塌27處、泥石流5處。共威脅559戶2619人，各類公路2570 m，威脅財(cái)產(chǎn)折合人民幣約2540萬(wàn)元。

3 滑坡類型

江口縣滑坡災(zāi)害具有點(diǎn)多面廣、群發(fā)性、密集性和威脅對(duì)象重要等特點(diǎn)。將滑坡按物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)形式、滑坡體積、發(fā)生成因等因素進(jìn)行分類。

3.1 按物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)形式分類

根據(jù)滑坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)形式，將區(qū)內(nèi)滑坡分為殘坡積層滑坡和巖質(zhì)順層滑坡，其特征如下:

(1)殘坡積層滑坡

由基巖風(fēng)化殼、殘坡積土等構(gòu)成，通常為淺表層滑動(dòng)。大多因河流侵蝕、大氣降雨、人為建房切坡等引起，一般規(guī)模不大，以小-中型為主，該類滑坡在調(diào)查區(qū)分布較少，僅發(fā)現(xiàn)6處，占總數(shù)的10.7%。

(2)巖質(zhì)順層滑坡

由基巖構(gòu)成，多形成于由軟、半堅(jiān)硬及軟硬互層結(jié)構(gòu)的順向斜坡，多為層狀-裂隙結(jié)構(gòu)巖體，原生結(jié)構(gòu)面為控滑結(jié)構(gòu)面，以滑移拉裂為主，滑坡規(guī)模一般小-中型，該類滑坡在調(diào)查區(qū)內(nèi)分布較廣，共50處，占總數(shù)的89.3%。

3.2 按厚度及規(guī)模分類

按滑體的厚度和規(guī)模分類標(biāo)準(zhǔn)［6］，江口縣滑坡災(zāi)害中淺層滑坡(滑體厚度＜10 m)、中層滑坡(滑體厚度10～25 m)和深層滑坡(滑體厚度25～50 m);小型滑坡(滑坡體積＜10×104m3)、中型滑坡(10×104m3≤滑坡體積＜100×104m3)和大型滑坡(滑體體積≥100×104m3)(表1)。從表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果可見(jiàn)，江口縣滑坡災(zāi)害以淺層、小型為主。

表1 滑坡厚度和規(guī)模分類統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of landslide classification by thickness and size

3.3 按成因分類

在56處滑坡中，按發(fā)生原因分以自然滑坡、工程滑坡，其統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。從表2可以看出，江口縣滑坡災(zāi)害以自然滑坡為主。

表2 滑坡成因分類統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of landslide classification by causes

總之，江口縣境內(nèi)的滑坡災(zāi)害是以巖質(zhì)順層滑坡、淺層滑坡、小型滑坡、自然滑坡和現(xiàn)代滑坡為主，工程滑坡也是重要類型。

4 滑坡時(shí)空分布特征

一般認(rèn)為降雨，特別是暴雨是巖質(zhì)滑坡的主要誘發(fā)因素［7-11］。對(duì)本區(qū)以往大型、特大型滑坡及滑坡泥流的實(shí)例分析，巖質(zhì)滑坡一般發(fā)生在暴雨期間。

4.1 時(shí)間分布特征

江口縣滑坡災(zāi)害在時(shí)間上的分布特征主要受年內(nèi)月平均降雨量分布特征控制。

江口縣降水量比較豐富，多年平均降水量1369.6 mm，平均降水日178天，雨季平均長(zhǎng)達(dá)6個(gè)半月。降水量的年度變化為:高峰出現(xiàn)在4～6月，次峰出現(xiàn)在8～10月，雨季期間多年平均降雨量為1045 mm，其中，4～8月931.2 mm，分別占年降雨量的76%和68%。降雨量的年際變化也比較明顯，最高年達(dá)1756 mm，最低年僅有900.1 mm，相差861.5 mm。

滑坡活動(dòng)存在著一定的年內(nèi)變化規(guī)律(圖2)。像降雨量一樣，在4～6月和8～10月形成滑坡活動(dòng)的兩個(gè)高發(fā)時(shí)段。多年4～6月共發(fā)生滑坡災(zāi)害23起，占滑坡總數(shù)的41.1%;8～10月共發(fā)生滑坡災(zāi)害17起，占滑坡總數(shù)的30.4%。可以看出，集中性的降雨對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響是很不利的。此外，初春凍融作用也對(duì)滑坡穩(wěn)定性造成一定影響。

圖2 滑坡災(zāi)害年內(nèi)變化折線圖Fig．2 Variation line chart of landslide disasters in a year

4.2 空間分布特征

(1)平面和垂直分布與巖層堅(jiān)硬程度有關(guān)

根據(jù)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、巖性及組合關(guān)系，將江口縣鏡內(nèi)巖層劃分為四種工程地質(zhì)巖組，分別為硬質(zhì)巖類巖組、軟硬相間巖類巖組、較堅(jiān)硬變質(zhì)巖組、軟質(zhì)巖類巖組(圖3、表3)。

圖3 工程巖組、滑坡及降雨分布圖Fig．3 Distribution of engineering rock group，landslide and rainfall

表3 巖土體工程地質(zhì)巖組分類表Table 3 Engineering geological classification of rock and soil

由滑坡災(zāi)害在平面上的分布(圖3)可見(jiàn)，全縣滑坡災(zāi)害在平面空間上的分布不均勻。結(jié)合江口縣地層出露、地質(zhì)構(gòu)造條件、水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件可以看出，滑坡災(zāi)害的分布與巖層堅(jiān)硬程度對(duì)應(yīng)關(guān)系密切，具體表現(xiàn)在:①巖質(zhì)順層滑坡均分布于工程地質(zhì)條件較差的硬質(zhì)巖夾軟質(zhì)巖或軟硬巖互層類工程地質(zhì)巖組、軟質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組;②殘坡積層滑坡全部分布在松散巖類工程地質(zhì)巖組出露區(qū)(表4)。

(2)與地形地貌有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系

結(jié)合圖1和圖3不難發(fā)現(xiàn)，江口縣滑坡災(zāi)害主要分布在溶蝕侵蝕地貌單元內(nèi)，約占滑坡總數(shù)的85%以上;其次在西南部侵蝕剝蝕地貌單元內(nèi)，約占10%;溶蝕地貌單元內(nèi)的滑坡數(shù)量?jī)H占不到5%。

表4 江口縣各地層發(fā)育的滑坡統(tǒng)計(jì)表Table 4 Statistics of landslides developed in every stratum in Jiangkou county

(3)與降雨在空間上的分布有關(guān)

江口縣降雨量的地區(qū)分布為:南部及東南部地區(qū)降雨量較少，年均1100 mm;梵凈山東側(cè)太平鄉(xiāng)等地，年均降雨量1500 mm以上。全縣降雨量總體上有由南向北遞增趨勢(shì)(圖3)?；聻?zāi)害分布總體趨勢(shì)是由南向北遞增，由西向東遞增，這與降雨量變化趨勢(shì)相同。并且在降雨量等高線1200 mm以低區(qū)域滑坡分布最少(除受人類影響最少的梵凈山自然保護(hù)區(qū)以外)。

(4)與人類工程活動(dòng)較密切

從分布特點(diǎn)來(lái)看，主要分布于居住人口集中、工程活動(dòng)強(qiáng)烈的斜坡地帶。人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為房屋建設(shè)和公路建設(shè)切坡。同樣是碎屑巖出露區(qū)、巖層碎裂程度也大體相同，但縣區(qū)東部人類活動(dòng)頻繁，地質(zhì)災(zāi)害隱患分布較多，而自然環(huán)境良好、人類活動(dòng)較少的北部地區(qū)滑坡災(zāi)害分布就少得多。在北部?jī)H有的2處滑坡均由于近年來(lái)公路建設(shè)切坡引發(fā)。

4.3 時(shí)空分布特征

總之，江口縣滑坡災(zāi)害分布特征，在時(shí)間上受年內(nèi)季節(jié)性降雨控制，與降雨量在月份上的變化規(guī)律大體相同，即4～6月和8～10月是滑坡發(fā)生的高峰和次高峰期;在空間上受多因素控制，既受地形地貌、地層巖性(巖層的硬度和地層結(jié)構(gòu))等內(nèi)因控制，又受到降雨量在空間上的分布和人類工程活動(dòng)等外因影響，所以江口縣滑坡災(zāi)害空間分布特征是多因素共同作用的結(jié)果。

5 防治對(duì)策

對(duì)江口縣滑坡災(zāi)害分布特征分析可知，降雨及人類工程活動(dòng)對(duì)區(qū)內(nèi)滑坡多發(fā)、頻發(fā)起著決定性作用，因此有效地控制誘發(fā)因素(外因)是減少滑坡災(zāi)害發(fā)生的最佳途徑［12-14］。

5.1 避讓

分為規(guī)劃避讓和搬遷避讓。規(guī)劃避讓是在項(xiàng)目選址階段，根據(jù)滑坡空間分布特點(diǎn)，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行合理規(guī)劃，統(tǒng)籌布局，盡量避開(kāi)滑坡密集區(qū)。搬遷避讓，對(duì)于地質(zhì)條件較差的滑坡多發(fā)區(qū)，若居民較分散，可采取就近集中搬遷安置的方式，徹底擺脫地質(zhì)災(zāi)害威脅。

5.2 工程治理

對(duì)于規(guī)模較大、危險(xiǎn)性大、威脅城鎮(zhèn)或居民集中區(qū)、社會(huì)影響較大、不宜實(shí)施搬遷安置的滑坡災(zāi)害，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)對(duì)比，論證可行，可集中有限資金進(jìn)行工程治理，如削坡或設(shè)置抗滑樁、擋墻、截、排水溝等。

5.3 群測(cè)群防

尤其是在滑坡多發(fā)地區(qū)及高發(fā)時(shí)段，提高群眾認(rèn)識(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度。多個(gè)成功的地質(zhì)災(zāi)害防治實(shí)例證明:增強(qiáng)全民地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)意識(shí)，是防災(zāi)的最有效手段［15］。

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)共發(fā)現(xiàn)56處滑坡，其類型主要為巖質(zhì)順層滑坡、淺層滑坡、小型滑坡、自然滑坡和現(xiàn)代滑坡。為后期滑坡的防治對(duì)策的制定提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

(2)對(duì)區(qū)內(nèi)有時(shí)間記錄的56處滑坡分布特征總結(jié)發(fā)現(xiàn)，江口縣滑坡分布具有一定時(shí)間和空間的特征，其特征與地質(zhì)環(huán)境條件及誘發(fā)因素有著密切的關(guān)系，空間分布特征是多因素共同作用的結(jié)果。這是一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，為該縣滑坡預(yù)警系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)，具有重要的理論意義。

(3)結(jié)合區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害時(shí)空分布特征提出因地制宜的防治對(duì)策，可輔助滑坡災(zāi)害防治決策的制定與實(shí)施，為區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)。

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