阿勒泰地區(qū)布爾津縣崩塌災(zāi)害現(xiàn)狀及影響因素分析

師德?lián)P,韓芳芳,吳 江,李 林,王慧慧

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉 831100）

1 概述

研究區(qū)位于阿爾泰山脈中段西部南麓，準(zhǔn)噶爾盆地北緣，布爾津縣下轄五鄉(xiāng)兩鎮(zhèn)，分別為布爾津鎮(zhèn)、沖乎爾鎮(zhèn)、窩依莫克鄉(xiāng)、杜來提鄉(xiāng)、闊斯特克鄉(xiāng)、也格孜托別鄉(xiāng)、禾木哈納斯蒙古族鄉(xiāng)，共有74個(gè)行政村，7個(gè)社區(qū)。布爾津縣是阿勒泰地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)縣之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近十年來布爾津縣已發(fā)生災(zāi)害點(diǎn)所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失合計(jì)總額為852.257萬(wàn)元，均未造成人員傷亡，主要造成牲畜死亡、毀壞房屋、道路、耕地、草場(chǎng)、渠道損毀等。隨著地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的發(fā)生，連續(xù)多年趨于穩(wěn)定、部分災(zāi)害點(diǎn)已進(jìn)行工程治理或威脅對(duì)象的滅失。經(jīng)有關(guān)資料研究分析，布爾津縣崩塌災(zāi)害是主要災(zāi)種，分析其現(xiàn)狀及影響因素，為當(dāng)?shù)乇浪鸀?zāi)害的預(yù)警提供參考尤為重要。

2 地質(zhì)環(huán)境概況

2.1 地形地貌

布爾津縣地勢(shì)由東北向西南傾斜，南北環(huán)山，東西開闊，北部山區(qū)阿爾泰山友誼峰為最高峰,海拔4374m，南部最高點(diǎn)科克遜山，海拔1594m，中部為沖洪積平原區(qū)呈帶狀橫臥中間，形成一大槽，為海拔最低點(diǎn)，海拔450m。山地約占總面積的81.8%；平原占總面積的18.2%。根據(jù)地貌成因類型及形態(tài)特征，將地貌類型劃分為冰蝕侵蝕褶皺斷塊山（包括高山區(qū)、高中山區(qū)、低中山區(qū)），構(gòu)造剝蝕堆積塊狀隆起山（包括中低山區(qū)、低山丘陵區(qū)）及堆積平原（沖洪積平原）。

2.2 氣象水文

研究區(qū)地處中緯度歐亞大陸腹地，屬北溫帶大陸性氣候。據(jù)相關(guān)資料，布爾津縣多年平均氣溫5.2℃，多年最高氣溫36.5℃，多年最低氣溫-34.2℃，多年平均降水量280.8mm，平原區(qū)多年平均降水量167.9mm，山區(qū)多年平均降水量1065.4mm，每年汛期因融雪或強(qiáng)降雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的90%以上。

研究區(qū)內(nèi)水文網(wǎng)較密集，2條較大的河流，分別為布爾津河和額爾齊斯河。布爾津河發(fā)源于阿爾泰山南麓，以友誼峰為源頭，自北向南縱貫全縣，至縣城西匯入額爾齊斯河。額爾齊斯河自東向西橫貫縣境，穿越哈巴河縣，流經(jīng)哈薩克斯坦和俄羅斯，最終注入北冰洋。

2.3 地層巖性

研究區(qū)位于天山-興安地槽系西北端，地處阿爾泰山西南麓和準(zhǔn)噶爾盆地西北邊緣，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。以地層出露情況來看，出露有上元古界只有震旦系哈巴河群，按巖性組合特征，劃分為上、中、下3個(gè)亞群，其之間為連續(xù)沉積，地層普遍有片理化、千枚巖化淺變質(zhì)現(xiàn)象，巖層較風(fēng)化、破碎，易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。古生界有中上奧陶統(tǒng)布龍果爾組、下志留統(tǒng)白哈巴組、下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組、中泥盆統(tǒng)阿爾泰組、下石炭統(tǒng)別列則克組及恰其海組地層。新生界有古近系烏倫古河組（E）、新近系獨(dú)山子組（N）等，山間洼地及河流兩側(cè)分布第四系堆積層發(fā)育。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)屬于天山-興安地槽系西北端，中北部屬阿勒泰地槽褶皺系，南部屬準(zhǔn)噶爾地槽褶皺系，中間以額爾齊斯大斷裂為界。在早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，廣泛地以脈動(dòng)式差異升降運(yùn)動(dòng)為主，使山區(qū)強(qiáng)烈上升，沿?cái)嗔褞?gòu)成多級(jí)夷平面；在平原地區(qū)形成河流階地，使河流改道變形。地震烈度為Ⅵ-Ⅶ度，地殼穩(wěn)定性穩(wěn)定區(qū)—基本穩(wěn)定區(qū)。

3 地質(zhì)災(zāi)害類型及現(xiàn)狀

3.1 地質(zhì)災(zāi)害類型

通過地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)調(diào)查統(tǒng)計(jì)核實(shí)、匯總，地質(zhì)災(zāi)害類型以崩塌為主，泥石流次之，地面塌陷最少。通過對(duì)2006～2016年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害點(diǎn)數(shù)由109處，增加到214處，平均每年增加10.5處。

3.2 崩塌災(zāi)害地域分布現(xiàn)狀

研究區(qū)內(nèi)山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布廣泛，平原區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布較少。通過對(duì)崩塌災(zāi)害點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析（見表1），高中山區(qū)分布崩塌災(zāi)害點(diǎn)10處，占總數(shù)的4.7%；低中山區(qū)分布崩塌災(zāi)害點(diǎn)156處，占總數(shù)的72.8%；低山丘陵區(qū)分布崩塌災(zāi)害點(diǎn)38處，占總數(shù)的17.8%；中低山區(qū)分布崩塌災(zāi)害點(diǎn)7處，占總數(shù)的3.3%；平原區(qū)分布崩塌災(zāi)害點(diǎn)3處,占總數(shù)的1.4%。綜合分析低中山區(qū)、低山丘陵區(qū)分布崩塌災(zāi)害點(diǎn)所占比例較多，主要為夏秋兩季牧場(chǎng)集中分布地，山體基巖裸露，小型構(gòu)造異常，地層巖石強(qiáng)烈擠壓破碎，構(gòu)造裂隙及風(fēng)化裂隙較為發(fā)育，特別是在切割強(qiáng)烈的溝谷兩側(cè)的陡峻山坡及由于人為在斜坡上修路而形成的過高、過陡的邊坡上，崩塌災(zāi)害最為發(fā)育。

表1 崩塌災(zāi)害地域分布現(xiàn)狀匯總表

4 影響因素分析

4.1 地貌形態(tài)

地形地貌控制著地質(zhì)災(zāi)害的總體發(fā)育特征和分布規(guī)律，不同類型的地質(zhì)災(zāi)害具有不同的地形地貌條件，而適合的地形是崩塌形成的必要條件，所以地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要影響因素之一。

4.1.1 微地貌形態(tài)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

研究區(qū)內(nèi)地形地貌條件對(duì)崩塌的影響主要體現(xiàn)在地形坡度上，崩塌災(zāi)害發(fā)生在坡度大于41°的斜坡上的比例較大，崩塌災(zāi)害的發(fā)生與地形坡度有著很大的相關(guān)性；經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，多處崩塌的微地貌為陡坡或陡崖，也說明了在坡度較大的地形條件下易形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害。發(fā)生頻數(shù)最大的是人類活動(dòng)較為強(qiáng)烈的低中山區(qū)和低山丘陵區(qū)，該區(qū)域分布的公路及牧道沿線，形成崩塌及崩塌隱患災(zāi)害發(fā)生的可能性較大，且陽(yáng)坡上的崩塌災(zāi)害比陰坡上要發(fā)育。

4.1.2 不同海拔高度上的分布規(guī)律

通過資料研究分析，發(fā)生頻數(shù)最大的高程范圍為1000～2500m占崩塌總數(shù)的73.8%，地貌上屬低中山區(qū)；650～1000m占崩塌總數(shù)的17.8%，地貌上屬低山丘陵區(qū)。調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)在低中山區(qū)和低山丘陵區(qū)人類活動(dòng)較為強(qiáng)烈，多處崩塌發(fā)生的區(qū)域分布有公路及牧道沿線。各海拔高度崩塌災(zāi)害點(diǎn)分布情況見圖1。

圖1 崩塌地質(zhì)災(zāi)害與海拔高度關(guān)系對(duì)比圖

4.1.3 崩塌災(zāi)害分布與地形坡度的關(guān)系

通過對(duì)214處崩塌點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（見圖2），位于東南、南、西南陽(yáng)坡上的崩塌災(zāi)害較位于西北、北、東北陰坡上的崩塌災(zāi)害數(shù)量多，其中陽(yáng)坡為125處，占崩塌總數(shù)的58.4%；陰坡為89處，占崩塌總數(shù)的41.6%。由此可知，崩塌災(zāi)害多發(fā)于陡坡、陡崖地貌，加之陽(yáng)坡比陰坡受日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，氣溫與土溫較高，溫度日差較大，導(dǎo)致巖土體風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈易形成崩塌災(zāi)害。

圖2 崩塌災(zāi)害與地形坡向關(guān)系對(duì)比圖

4.2 地質(zhì)環(huán)境

4.2.1 地層巖性

研究區(qū)發(fā)育崩塌地質(zhì)災(zāi)害214處，其中巖質(zhì)崩塌191處，占崩塌總數(shù)的89.25%；土質(zhì)崩塌23處，占崩塌總數(shù)的10.75%。巖質(zhì)崩塌多發(fā)生在基巖裸露山區(qū)，地層巖性主要為砂巖、花崗巖等硬質(zhì)巖地層（見表2）。斜坡基巖結(jié)構(gòu)面發(fā)育，風(fēng)化破碎，形成碎石、塊石，沿坡體崩落，堆于坡腳或形成倒石錐，繼而形成崩塌。該類地層多風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，風(fēng)化裂隙明顯，常形成陡崖、陡坡地貌，巖體因人為切坡或風(fēng)化、構(gòu)造作用等形成張性裂隙，裂隙下穿切層，貫通形成張性裂縫，將巖層切割，孤立巖體逐漸向外傾斜，最終在自重作用下卸荷產(chǎn)生崩塌。

表2 崩塌災(zāi)害發(fā)生頻率與地層時(shí)代的關(guān)系

土質(zhì)崩塌多發(fā)生在高中山區(qū)、低中山區(qū)、低山丘陵區(qū)的河谷階地以及人工修建道路、牧道等陡坎處，巖性主要為碎石、塊石，漂卵礫石、粉土層，土體多松散、呈膠結(jié)—弱膠結(jié)狀，在降雨、人為振動(dòng)等外力作用下易形成崩塌災(zāi)害。

4.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，斷層、褶皺較發(fā)育,差異升降活動(dòng)明顯,常形成大的斷裂破碎帶等構(gòu)造軟弱帶,致使地層、巖石破碎,穩(wěn)定性降低,從而有利于崩塌災(zāi)害的產(chǎn)生。同時(shí)，當(dāng)不同方向的2條或數(shù)條斷層交匯或相距較近時(shí),由于構(gòu)造應(yīng)力的疊加影響,以及斷裂活動(dòng)的繼承性和多期性特點(diǎn),使得處于該地段的巖層遭受強(qiáng)烈破壞,巖石破碎,構(gòu)造巖發(fā)育,巖體極不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生崩塌災(zāi)害。通過對(duì)崩塌災(zāi)害與斷裂構(gòu)造的疊加，可以發(fā)現(xiàn)，斷裂帶通過處常常是崩塌災(zāi)害密集分布的地帶。

4.3 氣象水文

4.3.1 降雨及冰雪消融期崩塌災(zāi)害頻發(fā)

據(jù)資料分析，研究區(qū)內(nèi)80%以上崩塌均發(fā)生于雨季、冰雪消融期，在雨季特別是在雨中或雨后不久，且連續(xù)的降雨時(shí)間越長(zhǎng)，暴雨強(qiáng)度越大，發(fā)生次數(shù)越多，故每年雨季或第二年春末夏初之時(shí)為崩塌災(zāi)害頻發(fā)率高的時(shí)段。研究區(qū)內(nèi)降水量區(qū)域分布不均，但在時(shí)間和空間上較為集中，加上氣溫條件日溫差、年溫差均較大，高山寒凍風(fēng)化作用和凍-融頻繁交替的物理風(fēng)化作用十分強(qiáng)烈，降低了巖土體完整程度和強(qiáng)度，加上雨水和融雪水滲入坡體，特別是長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨和暴雨滲入坡體裂縫和裂隙，既增加巖體負(fù)荷，又破壞巖體強(qiáng)度和固結(jié)性，軟化巖體卸荷結(jié)構(gòu)面，增大裂隙水壓力，使得崩塌災(zāi)害在山區(qū)容易發(fā)生。

4.3.2 地表水與地下水對(duì)崩塌災(zāi)害的影響

地表水對(duì)崩塌的形成具有一定的影響。河岸由于常年受水流的側(cè)蝕和沖刷，掏空坡腳，軟化坡腳巖土，改變斜坡的臨空狀態(tài)，使坡體支撐力和強(qiáng)度降低，受力失衡或逐漸失衡引發(fā)崩塌的產(chǎn)生。在額爾齊斯河存在2處河岸崩塌及禾木河存在1處河岸崩塌，河流的沖刷和掏蝕在河岸陡坎處易形成河岸崩塌。地下水作為地質(zhì)環(huán)境中最為活躍的成份，對(duì)崩塌所處的巖土體力學(xué)性質(zhì)的影響作用不可忽視，主要有2方面：一是地下水通過孔隙靜水壓力作用，影響巖體中的有效應(yīng)力而降低巖土體的強(qiáng)度；二是地下水通過孔隙動(dòng)水壓力的作用，對(duì)巖土體施加一個(gè)推力，即在巖土體中產(chǎn)生一個(gè)剪應(yīng)力，從而降低巖土體的抗剪強(qiáng)度。

4.4 人類工程活動(dòng)

4.4.1 工程活動(dòng)

研究區(qū)內(nèi)在公路及牧道沿線發(fā)育有崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)168處，S232省道沿線分布有崩塌51處，G217國(guó)道沿線分布有崩塌3處；禾木鄉(xiāng)-賈登峪公路沿線分布有崩塌25處；牧道及鄉(xiāng)村公路沿線分布有崩塌89處。山區(qū)道路多沿溝谷建設(shè)，切坡開挖坡腳或開挖路塹是極普遍的工程做法，切坡使松散層與下伏基巖的接觸面暴露處于臨空狀態(tài)，使坡體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生改變，從而形成崩塌隱患，具有明顯的沿道路分布的線狀發(fā)育特征。

4.4.2 采礦活動(dòng)

研究區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，以鉛鋅礦、砂石料廠、滑石礦、石灰?guī)r礦為主。采礦活動(dòng)利用爆破、采掘等手段切削、開挖邊坡，大大降低了邊坡的穩(wěn)定性，基巖破碎成塊石，沿著斜坡崩落，形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害，威脅礦山安全生產(chǎn)及過往人員、車輛等財(cái)產(chǎn)。可見采礦活動(dòng)為部分地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育重要誘發(fā)因素。

4.4.3 牧業(yè)活動(dòng)

布爾津縣是以牧業(yè)為主、農(nóng)牧結(jié)合的縣。畜牧業(yè)是山區(qū)的主要生產(chǎn)形式，牧業(yè)活動(dòng)幾乎全部集中在高中山區(qū)以南的大部分山區(qū)，過度放牧，牲畜數(shù)量逐年增加，草場(chǎng)的承載能力已無法滿足牲畜的需求，交通工具的使用，簡(jiǎn)易道路的修整，對(duì)植被的破壞已成為山區(qū)的一個(gè)比較突出的地質(zhì)環(huán)境問題。由于季節(jié)性草場(chǎng)分配不合理、草場(chǎng)利用不夠，造成山區(qū)草場(chǎng)放牧壓力較大，從而形成了超載放牧，造成植被減少，導(dǎo)致崩塌及其它災(zāi)害的不斷加劇。

4.4.4 旅游活動(dòng)

布爾津縣被國(guó)家旅游局正式命名為首批“中國(guó)旅游強(qiáng)縣”。隨著旅游業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)景點(diǎn)開發(fā)投入力度不斷加大，全面提升各景區(qū)（點(diǎn)）綜合開發(fā)水平，景區(qū)配套設(shè)施如道路、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動(dòng)的土方開挖、坡體切割會(huì)為崩塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育提供地形條件。隨著新一輪的旅游產(chǎn)業(yè)“大喀納斯”開發(fā)建設(shè)，大規(guī)模的旅游區(qū)基礎(chǔ)工程建設(shè)，誘發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大。

5 結(jié)論及建議

（1）研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型以崩塌為主，泥石流次之，地面塌陷最少，崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要集中分布在上布爾津縣鎮(zhèn)中部低中山區(qū)，其次在布爾津縣沖乎爾鎮(zhèn)低山丘陵區(qū)分布有崩塌地質(zhì)災(zāi)害。在時(shí)間上，主要發(fā)生在4～9月融雪期和降水集中期。

（2）布爾津縣影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布的主要地質(zhì)環(huán)境因素為地形地貌、地層巖性、氣象水文、地質(zhì)構(gòu)造及人類活動(dòng)等均對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育、發(fā)生起著一定作用，其中地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的形成條件，降水、人類工程活動(dòng)則是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素。

（3）建議加強(qiáng)重點(diǎn)區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害防治及水土保持的綜合治理工作。積極推進(jìn)災(zāi)害管理的信息化、科學(xué)化、規(guī)范化和法制化。通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，加大地質(zhì)災(zāi)害防治宣傳方面的深度和廣度，進(jìn)一步增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，提高地質(zhì)災(zāi)害防范能力。