2000～2016年陜西省地質災害時空分布規(guī)律及變化趨勢

寧奎斌，李永紅，何 倩，韓健楠，劉海南，李衛(wèi)波，張玲玉，李傲雯

(1.礦山地質災害成災機理與防控重點實驗室，陜西 西安 710054；2.陜西省地質調查院，陜西 西安 710054；3.陜西省地質環(huán)境監(jiān)測總站，陜西 西安 710054；4.西安科技大學地質與環(huán)境學院，陜西 西安 710054；5.長安大學地質工程與測繪學院，陜西 西安 710054；6.陜西省地質調查中心，陜西 西安 710068；7.長安大學環(huán)境科學與工程學院，陜西 西安 710054)

基于地質災害的發(fā)育特征與分布規(guī)律研判地質災害發(fā)展變化趨勢，是多年來各級國土資源部門地質災害趨勢研判的重要組成部分[1-2]。目前，這方面的研究成果主要體現(xiàn)在三個方面，一是基于地質環(huán)境條件和氣象因素，各級國土資源部門和氣象部門形成地質災害氣象預報產品，預報發(fā)生地質災害發(fā)生的“可能性”；二是許多專家學者在某一時段，以某一研究區(qū)域為研究對象，形成不同調查精度的成果，研究地質災害隱患點的發(fā)育特征與分布規(guī)律[3-9]，在此基礎上形成地質災害風險評價成果[10-16]；三是針對具體的地質災害案例開展災情分析、致災機理研究及趨勢研判[17-20]，進行工程地質條件類比，排查周邊地質災害隱患的分布情況[1-2]。分析三個方面的研究成果，一是屬于災前研判，為地質災害防范提供依據(jù)，但它過分依賴氣象資料且精細化程度較低，一般用可能性很大、可能性大、可能性較大、可能性較小來表示[21]；二也是災前研判的一種，它將風險性評價區(qū)劃分為極低易損、低度易損、中度易損、高度易損、極高易損五個級別[1-2]，該類成果往往以調查發(fā)現(xiàn)的地質災害隱患點和受威脅對象的生命財產等為依據(jù)進行地質災害趨勢研判，這種研判結果面臨一種尷尬的局面是“測者未滑、滑者未測”[22]，也就是真正發(fā)生地質災害的地方往往不是集各種監(jiān)測手段于一體的地質災害的極高或高度易損區(qū)域；三是屬于災后研判，旨在為搶險救援和成災機理提供依據(jù)，以期達到“亡羊補牢”的效果。

事實上，由于地質災害的突發(fā)性、偶然性、隱蔽性，發(fā)現(xiàn)難、摸清難、危害大等特征，很難準確地測算出某一地質災害發(fā)生的精確位置與時間，即便是“十二五”期間，全國共成功預報地質災害6 561處，避免人員傷亡31.6萬人，避免直接經(jīng)濟損失57.4億元[23]，而陜西省2003～2016年成功預報地質災害539處，避免人員傷亡26 056人，避免經(jīng)濟損失39 023.3萬元，這也基本上是群測群防員長期堅守地質災害現(xiàn)場的成效。因此，地質災害發(fā)展變化趨勢與研判是地質災害防范工作的一個重要課題與難題。

為此，本文跟蹤研究了2000～2016年陜西省已經(jīng)造成人員傷亡和財產損失的地質災害，研究其時空分布規(guī)律，在此基礎上總結陜西省近年來地質災害的發(fā)展變化趨勢[24-28]，為各級國土資源部門地質災害趨勢研判提供技術支持和參考依據(jù)。

1 地質災害概況

陜西省位于中國內陸腹地，地處東經(jīng)105°29′～111°15′，北緯31°42′～39°35′之間，南北長約870 km，東西寬200～500 km，總面積20.58×104km2，轄西安、寶雞、咸陽、渭南、銅川、延安、榆林、安康、漢中、商洛10個地級市和楊凌示范區(qū)、韓城市。陜西省地質環(huán)境條件脆弱，有34個地質災害易發(fā)區(qū)，占國土總面積的92%(圖1)。陜北高原地質災害類型以黃土滑坡、黃土崩塌和采空區(qū)地面塌陷為主，關中盆地以地裂縫、地面沉降和黃土滑坡、黃土崩塌為主，陜南山地以泥石流、殘坡積層滑坡、巖質崩塌為主。截至2016年底，在冊的地質災害隱患點11 736處，威脅9.5萬余戶、50.8萬余人、39.8萬余間房的安全，潛在經(jīng)濟損失148.72億元[29]。

根據(jù)陜西省歷年地質災害災情數(shù)據(jù)，不完全統(tǒng)計，2001～2016年陜西省共發(fā)生地質災害8 193處(圖2)，造成893人死亡失蹤，333人受傷，直接經(jīng)濟損失約36.7億元。其中，滑坡4 978處，崩塌1 298處，泥石流1 210處，地裂縫460處，地面塌陷244處，地面沉降3處[30]。全省滑坡災害的發(fā)生數(shù)量最多，占總數(shù)的60.76%；其次為崩塌、泥石流，分別占總數(shù)的15.84%、14.77%；地裂縫、地面塌陷和地面沉降的發(fā)生數(shù)量相對較少。

因此，陜西省在冊的地質災害隱患點與同期發(fā)生的地質災害點比例為1.4：1.0?？梢?，“十三五”期間，陜西省地質災害防治工作重點除守住在冊的地質災害隱患點不發(fā)生災情外，還需加大力度尋找未發(fā)現(xiàn)的地質災害隱患，盡最大可能防范非在冊的地質災害隱患突發(fā)造成人員傷亡和財產損失。

圖1 陜西省地質災害易發(fā)區(qū)與隱患點分布圖Fig.1 Geological disaster in Shaanxi Province easily occurred and hidden areas distribution

圖2 陜西省2001～2016年地質災害分布圖Fig.2 Geological disaster distribution map of Shaanxi Province from 2001 to 2016

2 時間分布規(guī)律

2.1 規(guī)劃期變化規(guī)律

圖3顯示了2001～2015年陜西省地質災害防治規(guī)劃期的災情趨勢變化。

圖3 陜西省地質災害防治規(guī)劃期災情對比圖Fig.3 Disaster comparison chart of Shaanxi Province during the geological disaster prevention and control period

按發(fā)生數(shù)量，“十五”、“十一五”、“十二五”期間發(fā)生的地質災害數(shù)量分別為4 637處、2 051處、1 460處，與“十五”、“十一五”相比，“十二五”期間發(fā)生地質災害的數(shù)量分別減少了68.51%和28.82%。

按死亡失蹤人數(shù)，“十五”、“十一五”、“十二五”期間因地質災害死亡失蹤的人數(shù)分別為248人、416人、222人，與“十五”、“十一五”相比，“十二五”期間地質災害死亡失蹤人數(shù)分別減少了10.48%和46.63%。

按經(jīng)濟損失，“十五”、“十一五”、“十二五”期間因地質災害造成的直接經(jīng)濟損失分別為14.58億元、12.86億元、9.16億元，與“十五”、“十一五”相比，“十二五”期間因地質災害造成的直接經(jīng)濟損失分別減少了37.17%和28.77%。

2.2 年內變化規(guī)律

以月為單位，對陜西省2001～2016年發(fā)生的8 193處地質災害進行分析，結果見圖4。從地質災害發(fā)生總數(shù)來看，陜西省地質災害主要發(fā)生在5～10月，災害數(shù)量占總數(shù)的93.11%；而且集中發(fā)生在7～9月，災害數(shù)量占總數(shù)的79.82%。

圖4 陜西省2001～2016年地質災害月分布占比圖Fig.4 The proportion of geological disaster month distribution from 2001 to 2016 in Shaanxi Province

對歷年汛期、非汛期的地質災害發(fā)生數(shù)量進行統(tǒng)計，結果如圖5所示。從年際變化來看，汛期仍為地質災害的多發(fā)期，在2013年之前，90%以上的地質災害都發(fā)生在汛期。但是，近幾年在非汛期發(fā)生災害的次數(shù)呈明顯上升趨勢，非汛期的地質災害數(shù)量占比由2013年以前的不足10%已上升至2015年的39.47%、2016年的26.67%。

圖5 陜西省汛期和非汛期地質災害數(shù)量占比年際變化圖Fig.5 Inter-annual variation chart that the proportion of the number of geological disasters in flood season and non-flood season

因此，陜西省地質災害發(fā)生的時間由汛期向全年發(fā)展。這一方面是由于極端降水、冰雪凍融等因素的影響；另一方面是由于陜西省地質構造復雜，地質環(huán)境條件脆弱，隨著人類活動影響范圍的日益增大，不合理的工程活動破壞了原本脆弱的生態(tài)環(huán)境，加速了地質災害的發(fā)生，同時也加劇了生態(tài)環(huán)境的脆弱性，長期不良循環(huán)，自然因素與人為因素交織疊加共同導致地質災害在全年頻發(fā)。

2.3 年際變化規(guī)律

圖6顯示了2000～2016年陜西省地質災害災情的年際變化，可以看出，地質災害發(fā)生數(shù)量、死亡失蹤人數(shù)、直接經(jīng)濟損失的年際變化很大。

按發(fā)生數(shù)量，2003年地質災害發(fā)生數(shù)量最多，為4 152處；其次是2010年和2011年，分別為1 185處和665處；2001、2002、2004、2006、2015和2016這六年的發(fā)生數(shù)量相對較少，災害數(shù)量不超過100處。

按死亡失蹤人數(shù)，2010年因地質災害死亡失蹤的人數(shù)最多，為270人；其次是2000年和2003年，分別為214人和132人；2002、2009、2012和2016年的死亡失蹤人數(shù)較少，不超過10人。

按經(jīng)濟損失，2003年和2010年因地質災害造成的直接經(jīng)濟損失最重，分別為13.78億元和9.6億元；其次是2000年和2015年，分別為6.85億元和5.12億元；2001、2002、2004、2006和2016年的直接經(jīng)濟損失較小，不超過0.2億元。

圖6 陜西省地質災害災情年際變化圖Fig.6 Inter-annual variation chart of geological disaster situation in Shaanxi Province

縱觀陜西省2000～2016年地質災害災情數(shù)據(jù)，特大型地質災害的發(fā)生在年際上具有一定的周期性。2000年以來陜西省共發(fā)生了6起特大型地質災害[31]，發(fā)生年份為2000年、2003年、2007年、2010年、2011年和2015年，即：2000年，安康市紫陽縣聯(lián)合鎮(zhèn)漁泉村強降雨引發(fā)泥石流災害，造成37人死亡，5人受傷；2003年，安康市寧陜縣城持續(xù)強降雨引發(fā)大面積泥石流災害，造成22人死亡失蹤，3萬余人受災，直接經(jīng)濟損失10億元；2007年，漢中市佛坪縣椒溪河兩岸的溝谷和坡體發(fā)生大面積泥石流災害，造成3.8萬人次受災，直接經(jīng)濟損失1.17億元；2010年，商洛市丹鳳縣竹林關鎮(zhèn)打柴溝發(fā)生泥石流災害，造成6人死亡失蹤，上萬名群眾受災，直接經(jīng)濟損失3.6億元；2011年，西安市灞橋區(qū)席王街道辦事處石家道村白鹿塬北坡發(fā)生滑坡，造成32人死亡失蹤；2015年，商洛市山陽縣中村鎮(zhèn)煙家溝村發(fā)生滑坡，造成65人死亡失蹤，直接經(jīng)濟損失5億元。

因此，從年際變化來看，每3～5年會發(fā)生一次特大型地質災害。

3 空間分布規(guī)律

3.1 按行政單元

統(tǒng)計陜西省2001～2016年間地質災害在各地市的分布，結果見圖7。從地質災害總數(shù)量來看，70%以上的地質災害都發(fā)生在陜南三市，其中安康市發(fā)生災害最多，其次為商洛市和漢中市，分別占總數(shù)的41.31%、22.22%和14.55%。從地質災害分布密度來看，各地市地質災害分布不均，重災區(qū)仍為安康市、商洛市和漢中市，其中安康市的地質災害最為嚴重，每104km2的地質災害數(shù)量達到1 430處，為陜西省平均值(420起/104km2)的3.4倍；而陜北地區(qū)的榆林市和延安市每104km2的地質災害數(shù)量分別為53處和56處，災害分布密度最低，不足安康市的4%。

圖7 陜西省各地市地質災害數(shù)量占比和分布密度Fig.7 The proportion of the number of geological disasters and Distribution density in the city of Shaanxi province

由圖8可見，一是陜南三市的地質災害隱患點最多，占總數(shù)的58.99%；二是通過對比各地市地質災害隱患點占比和地質災害發(fā)生數(shù)量占比的差值，不難發(fā)現(xiàn)，除西安市、商洛市和安康市的變幅為負值外，其他各地市的變幅均為正值，而榆林市和延安市的隱患點數(shù)量占比，相對于地質災害發(fā)生的數(shù)量而言，二者差值最大，分別為9.85%和3.71%。可以看出，雖然近十七年間陜北地區(qū)的地質災害發(fā)生數(shù)量總體上占比較小，但是近年來發(fā)現(xiàn)的地質災害隱患相對較多。

圖8 陜西省各地市地質災害隱患點與災害點對比圖Fig.8 Comparison chart of geological disaster hidden areas and disaster point in the city of Shaanxi Province

3.2 按地貌單元

統(tǒng)計2001～2016年陜北、關中和陜南地區(qū)的地質災害數(shù)量占比，結果如圖9所示。陜北、關中和陜南地區(qū)地質災害數(shù)量占比的平均值分別為14.49%、30.09%和55.42%。陜南地區(qū)的地質災害數(shù)量占比在2003年最高，占該年災害總數(shù)的94.80%，隨后波動下降，在2013年達到最低值5.22%。

圖9 陜北、關中和陜南地質災害數(shù)量占比年際變化圖Fig.9 Inter-annual variation chart that the proportion of the number of geological disaster in northern Shaanxi Province, guanzhong and southern Shaanxi Province

近幾年，關中和陜北地區(qū)的地質災害數(shù)量占比呈明顯增高趨勢，尤其是陜北地區(qū)，2013年和2016年的地質災害數(shù)量占比已由2003年的最低值0.25%分別上升至87.54%和46.67%，地質災害發(fā)生數(shù)量高于同年陜南地區(qū)。這主要由于陜北地區(qū)黃土大面積覆蓋，其具親水性，加之在人為因素和強降水、冰雪凍融等自然因素的共同作用下，易發(fā)生黃土崩塌、黃土滑坡和采空區(qū)地面塌陷等地質災害。

4 引發(fā)因素研究

4.1 自然因素

陜西省地質環(huán)境脆弱，地質構造復雜，地層巖性千變萬化，降水、凍融等自然因素易引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。其中，降水是引發(fā)地質災害的主要自然因素。例如：2000年7月12～14日，紫陽縣連降大到暴雨，聯(lián)合、毛壩、瓦廟等鄉(xiāng)鎮(zhèn)降特大暴雨，降水量達到200 mm以上，引發(fā)數(shù)百處泥石流和山體滑塌，全縣死亡203人，經(jīng)濟損失巨大；2013年7月7～15日，延安市各縣(區(qū))連續(xù)強降雨，全市平均累計降雨量達到212 mm，其中，延川縣達到481.3 mm，寶塔區(qū)、安塞縣累計降雨量超過300 mm，延安北部多地發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，截止2013年7月30日，全市共發(fā)生地質災害136處，經(jīng)濟損失5 853萬元，死亡12人，受災人口9 285人。其次，凍融季節(jié)也是崩塌、滑坡等地質災害的易發(fā)期，在凍融作用下，斜坡失穩(wěn)的可能性增加。例如，2010年3月10日，榆林市子洲縣雙湖峪鎮(zhèn)雙湖峪村石溝自然村由于凍融作用引發(fā)黃土崩塌災害，造成18戶27人遇難，38間房屋和3孔石窯被毀，27間房屋和5孔石窯成為危房。

4.2 人為因素

隨著陜西省經(jīng)濟社會的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的推進，各類工程建設日益加強，與修路、切坡建房、采礦等人類工程活動相關的地質災害頻發(fā)，危害嚴重[32-36]。根據(jù)“十二五”期間造成人員傷亡和財產損失的地質災害數(shù)據(jù)分析，50%以上的地質災害是由人為因素引發(fā)(表1)。其中，削坡建房、公路建設、礦山開采是引發(fā)地質災害的主要人為因素，分別占總數(shù)的41.70%、6.60%、2.13%。例如，2016年4月12日，延安市寶塔區(qū)橋溝街道辦事處棗園村居民削坡建房，但避讓距離不足，發(fā)生黃土崩塌造成4人死亡；2016年4月8日，延安市志丹縣旦八鎮(zhèn)二級公路擴建河岸崩塌造成5人死亡、2人受傷；2014年12月29日，咸陽市彬縣水簾洞煤礦開采導致李前村黃土邊坡失穩(wěn)形成滑坡災害，坡體上拉張裂縫縱模交錯，毀70畝耕地、100畝林地。

表1 陜西省地質災害引發(fā)因素分類表

5 結論

(1)截至2016年底，陜西省在冊的地質災害隱患點11 736處，威脅50.8萬余人，潛在經(jīng)濟損失148.72億萬元。

(2)2001～2016年陜西省共發(fā)生地質災害8 193處，造成893人死亡失蹤，333人受傷，直接經(jīng)濟損失約36.7億元。

(3)近十五年內，陜西省地質災害發(fā)生數(shù)量、人員傷亡和直接經(jīng)濟損失總體呈下降態(tài)勢。

(4)陜西省地質災害主要發(fā)生在5～10月，而7～9月是重災期；每3～5年會發(fā)生一次特大型地質災害。

(5)近幾年，陜西省非汛期發(fā)生災害的次數(shù)呈明顯上升趨勢，占比由2013年以前的不足10.00%上升至2015年的39.47%、2016年的26.67%。

(6)分析各地市在地質災害隱患點和發(fā)生地質災害點的占比，陜南三市占比最高。研究二者差值，除西安市、商洛市和安康市的變幅為負值外，其他各地市的變幅為正值，而榆林市和延安市的增幅最大，分別為9.85%和3.71%，“十三五”期間，陜北地區(qū)是地質災害重點防范區(qū)。

(7)陜西省地質災害50%以上的地質災害均與人類活動有關。

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