川藏鐵路康定至昌都段滑坡崩塌災(zāi)害特征及空間分布規(guī)律

李秀珍崔 云張小剛 鐘 衛(wèi) 黃森旺

川藏鐵路康定至昌都段滑坡崩塌災(zāi)害特征及空間分布規(guī)律

李秀珍1，2，崔 云1，2，張小剛1，2，鐘 衛(wèi)1，2，黃森旺2

（1.中國科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610041；2.中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041）

擬建川藏鐵路康定-昌都段全長近700km，地質(zhì)條件復(fù)雜，地貌類型多樣。通過野外實(shí)地調(diào)查及遙感解譯等方法，查明了鐵路沿線崩塌滑坡災(zāi)害的類型、特征及空間分布規(guī)律，為川藏鐵路選定線及安全建設(shè)和運(yùn)營提供科學(xué)依據(jù)。通過分析研究得出：康定至昌都段鐵路崩滑災(zāi)害規(guī)模總體以中小型為主，中型、小型災(zāi)害占崩滑災(zāi)害總數(shù)的80%；崩滑災(zāi)害集中分布藏曲、歐曲高山峽谷地段，三疊系淺變質(zhì)的砂板巖、千枚巖等軟巖地層中，構(gòu)造線交叉復(fù)合部位、活動(dòng)性斷裂破碎帶以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)集中的強(qiáng)地震分布區(qū)。

崩塌滑坡；特征；類型；分布規(guī)律；康定至昌都段；川藏鐵路

川藏鐵路康定-昌都段始于四川省康定縣爐城鎮(zhèn)，經(jīng)康定縣新都橋、雅江縣河口鎮(zhèn)、理塘縣高城鎮(zhèn)、白玉縣建設(shè)鎮(zhèn)和西藏自治區(qū)江達(dá)縣江達(dá)鎮(zhèn)、終于昌都縣昌都鎮(zhèn)。該段線路長近700km。受青藏高原強(qiáng)烈隆升的影響，該區(qū)域地勢起伏大，河流切割強(qiáng)烈，具有相對(duì)高差大、山坡陡峭、溝谷深切、坡體穩(wěn)定性差等特點(diǎn)。崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害成為影響該區(qū)域交通廊道安全的關(guān)鍵制約性因素[1]。前人雖對(duì)區(qū)域內(nèi)的G318和G317等公路沿線的滑坡崩塌等災(zāi)害進(jìn)行了一定程度的調(diào)查和研究[2-10]。但擬建的川藏鐵路在康定-昌都段僅有小部分與已有公路段重合，且廊帶內(nèi)的巴塘—白玉—江達(dá)段目前尚處于滑坡崩塌等山地災(zāi)害調(diào)查和研究的空白區(qū)。

為了切實(shí)保障川藏交通線路的安全，特別為擬建川藏鐵路的前期選定線提供強(qiáng)有力的科技支撐和科學(xué)依據(jù)，我們對(duì)川藏交通廊道康定-昌都段沿線的滑坡崩塌災(zāi)害進(jìn)行了詳細(xì)、深入的野外調(diào)查工作?；谝巴庹{(diào)查成果，并結(jié)合高精度遙感解譯，深入分析總結(jié)了康定至昌都段交通廊道內(nèi)滑坡崩塌災(zāi)害發(fā)育的基本特征及其空間分布規(guī)律，以期為川藏鐵路的選定線及安全建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 區(qū)域自然地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地貌條件

康定-昌都段穿越了川西高山峽谷區(qū)、川西高山高原盆地區(qū)、藏東南橫斷山高山峽谷區(qū)，途徑了中高山、高山極高山與高原等多種地貌類型?？偟牡貏荼备吣系?，西高東低。沿線主要山脈或河流的走向以北北西向?yàn)橹鳎两_(dá)以西漸變?yōu)楸蔽髯呦?。地貌上，工作區(qū)東緣為四川盆地，以西則為青藏高原，線路橫跨我國著名的橫斷山區(qū)北段。

圖1 川藏鐵路康定-昌都段地貌綜合分區(qū)圖

依據(jù)川藏鐵路康定-昌都段沿線地勢變化的大地貌格局，可將康定-昌都段的地貌綜合劃分為2個(gè)大區(qū)5個(gè)亞區(qū)。Ⅰ區(qū)為四川盆地西部高山、極高山區(qū)，Ⅱ區(qū)為青藏高原東部高山、高原區(qū)。根據(jù)鐵路沿線主要江河流域及主要地貌類型的差異性又將青藏高原東部高山、高原區(qū)劃分為5個(gè)亞區(qū)：Ⅱ1區(qū)為雅礱江流域高山、高原區(qū)、Ⅱ2區(qū)為理塘-毛埡壩山間盆地區(qū)、Ⅱ3區(qū)為沙魯里山高山-極高山區(qū)、Ⅱ4區(qū)為金沙江流域中高山、高原區(qū)、Ⅱ5區(qū)為藏東高山、高原區(qū)（圖1）。

1.2 地質(zhì)條件

研究區(qū)出露地層巖性復(fù)雜，地層時(shí)代從震旦系至新生界均有分布。主要分布：①砂巖、板巖、千枚巖為主的沉積巖、變質(zhì)巖；②以花崗巖為主的侵入巖；③灰?guī)r為主的可溶巖。

從宏觀的地質(zhì)背景看，研究區(qū)位于阿爾卑斯-印支特提斯構(gòu)造域東段與太平洋構(gòu)造域的交匯部位。中國西部羌塘-三江造山帶一級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，受印度板塊與歐亞板塊碰撞后構(gòu)造效應(yīng)的作用最為顯著。鐵路沿線構(gòu)造復(fù)雜，大小活動(dòng)斷層廣布，主要有：鮮水河Y字形構(gòu)造、理塘斷裂、德格至鄉(xiāng)城斷裂、金沙江斷裂、瀾滄江斷裂等。

據(jù)川藏鐵路康定-昌都段沿線的大地構(gòu)造背景、活動(dòng)斷裂分布等地質(zhì)要素，我們將康定-昌都段的地質(zhì)環(huán)境劃分為3個(gè)大區(qū)：Ⅰ川西南北向構(gòu)造帶、Ⅱ理塘-雅江斷塊構(gòu)造帶、Ⅲ羌塘-三江造山帶。根據(jù)區(qū)域?qū)缏兜貙拥膸r性與組合，綜合分析構(gòu)造背景、巖石地層、沉積環(huán)境等研究資料，工作區(qū)自東而西可分為以下6個(gè)亞區(qū)：康定構(gòu)造地質(zhì)區(qū)（Ⅰ1）、雅江構(gòu)造地質(zhì)區(qū)（Ⅱ1）、理塘構(gòu)造地質(zhì)區(qū)（Ⅱ2）、沙魯里構(gòu)造地質(zhì)區(qū)（Ⅲ1）、白玉構(gòu)造地質(zhì)區(qū)（Ⅲ2）、昌都構(gòu)造地質(zhì)區(qū)（Ⅲ3）（圖2）。

圖2 川藏鐵路康定-昌都段地質(zhì)綜合分區(qū)圖

區(qū)域內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，既顯示了分帶性，又有一定的地段性。東段（康定-理塘西）位于內(nèi)部構(gòu)造和地震活動(dòng)非常強(qiáng)烈的川滇菱形塊體內(nèi)部，西段（理塘西-白玉-江達(dá)）基本沿其西邊界展布，總體上屬于強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)。

1.3 水文氣象條件

研究區(qū)氣候?qū)俑咴图撅L(fēng)氣候，復(fù)雜多樣，地域差異顯著。在高山峽谷地區(qū)，山腳和山頂高差懸殊，氣候也隨著高程明顯變化，相差20～30℃。各縣城所在地年均氣溫在15.4～16℃之間。多數(shù)地區(qū)年均氣溫在8℃以下，最低氣溫(丘狀高原地區(qū)和中部高山原地區(qū))在-14℃以下，其中北部大部分地區(qū)及南部理塘等高海拔地區(qū)低于-20℃以下。常年降水量在325～920mm。

區(qū)內(nèi)主要河流包括瀾滄江、金沙江、雅礱江和大渡河等干支流。夏半年東南季風(fēng)和西南季風(fēng)白東西兩側(cè)進(jìn)入本區(qū)，并沿各大河河谷北上深入高原。降水和徑流自東、西兩側(cè)向中部遞減。河川徑流中地下水補(bǔ)給量大，約占50％；冰雪融水補(bǔ)給少，只有源于山地的短小支流上段屬此種補(bǔ)給。

2 滑坡崩塌類型、特征及危害

2.1 基本類型

康定-昌都段鐵路沿線的滑坡崩塌成因復(fù)雜，類型多樣。基于野外調(diào)查結(jié)果，我們對(duì)擬建鐵路工程有潛在危害和影響的典型滑坡，按主控因素和成因機(jī)制的不同劃分為5種基本類型：地震型滑坡、降雨型滑坡、凍融型滑坡、構(gòu)造和坡腳侵蝕型滑坡和工程型滑坡（圖3～圖7）。典型崩塌按物質(zhì)組成及破壞模式的不同分為：硬質(zhì)巖崩塌和軟質(zhì)巖崩塌兩種基本類型（圖8）。

2.2 特征

2.2.1 數(shù)量特征

通過野外調(diào)查，并結(jié)合遙感判譯，查明康定-昌都段交通廊道內(nèi)發(fā)育有崩塌186處，滑坡206處，崩滑災(zāi)害共計(jì)392處。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，崩滑災(zāi)害數(shù)量白玉縣最多，占崩滑災(zāi)害總數(shù)量的24.23%；江達(dá)縣次之，占10.39%；理塘縣最少，占4.28%，為最不易發(fā)崩滑災(zāi)害的區(qū)縣。此外，崩滑災(zāi)害在金沙江流域最為集中，占災(zāi)害總數(shù)量的68.37%，大渡河流域、雅礱江流域和瀾滄江流域分布數(shù)量相當(dāng)，均在10%左右。

圖3 地震型滑坡

圖4 降雨型滑坡

圖5 構(gòu)造和坡腳侵蝕型滑坡

圖6 凍融型滑坡

圖7 工程型滑坡

圖8 崩塌

康定-昌都段崩滑災(zāi)害數(shù)量分段統(tǒng)計(jì)表

編號(hào)區(qū)段線路長度（km）滑坡（處）崩塌（處）總數(shù)量（處）線密度（處/km） 1康定瓦斯溝口-新都橋661136470.71 2新都橋-理塘縣城2001521360.18 3理塘縣城-巴塘措普溝10387150.15 4巴塘措普溝兩岸23112130.57 5巴塘措普溝-白玉阿日夏621230.05 6巴塘縣城-白玉絨蓋鄉(xiāng)1462019390.27 7白玉阿日夏-阿色電站22211130.59 8白玉阿色電站-金沙江匯口（歐曲兩岸）30255301.00 9白玉金沙鄉(xiāng)-江達(dá)波羅鄉(xiāng)（金沙江兩岸）28310311.11 10江達(dá)雜擁-崗?fù)薪鹕辰瓋砂?9234270.46 11江達(dá)縣古齒鄉(xiāng)-同普鄉(xiāng)（藏曲兩岸）29128200.69 12江達(dá)縣崗?fù)?昌都車站1624135760.47 13昌都站-邦達(dá)-巴塘縣2201626420.19 合計(jì)11502061863920.34

總體而言，川藏鐵路沿線康定-昌都段的崩滑災(zāi)害分布呈現(xiàn)兩端多、中間少的特征。崩滑災(zāi)害數(shù)量江達(dá)崗?fù)?昌都最多，康定縣城-新都橋次之，中間理塘-措普溝-阿日夏段最少。崩滑災(zāi)害在該段的總體分布密度為0.34個(gè)/km，其中金沙江波羅電站庫區(qū)的分布密度最大，為1.11個(gè)/km,；其次為白玉縣歐曲兩岸（阿色電站至金沙江口），分布密度為1.0個(gè)/km；康定瓦斯溝-新都橋和江達(dá)縣藏曲兩岸（同普鄉(xiāng)-古齒鄉(xiāng)）災(zāi)害分布也較為密集，分布密度分別為0.71個(gè)/km、0.69個(gè)/km（見表）。

2.2.2 規(guī)模特征

該段小型、中型至大型、巨型崩滑災(zāi)害均有分布，總體以中、小規(guī)模為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，崩滑災(zāi)害的總規(guī)模約40 489萬m3，中、小規(guī)模崩滑災(zāi)害分別占調(diào)查崩滑災(zāi)害總數(shù)的34%和46%，巨型、大型崩滑災(zāi)害分別占總數(shù)的3%和17%（圖9）。災(zāi)害規(guī)模金沙江流域最大，占崩滑災(zāi)害總規(guī)模的82.03%，是大型、巨型滑坡集中分布的流域，大渡河流域次之，占15.44%，雅礱江流域和瀾滄江流域崩滑災(zāi)害發(fā)育規(guī)?？傮w較小，分別為0.86%和1.67%（圖10）。

2.3 潛在危害概況

該交通廊帶內(nèi)發(fā)育典型崩塌滑坡災(zāi)害點(diǎn)共392個(gè)，按照災(zāi)害的類型、規(guī)模、穩(wěn)定性等特征和與擬建鐵路干線的關(guān)系，對(duì)區(qū)域內(nèi)的崩塌滑坡災(zāi)害可劃分二類：①對(duì)工程基本無影響的災(zāi)害；②對(duì)鐵路工程存在潛在危害或影響的災(zāi)害。

圖9 崩滑災(zāi)害規(guī)模統(tǒng)計(jì)餅圖

圖10 不同流域崩滑災(zāi)害規(guī)模統(tǒng)計(jì)餅圖

圖11 對(duì)擬建鐵路有潛在危害或影響的崩塌滑坡災(zāi)害統(tǒng)計(jì)圖

初步統(tǒng)計(jì)，康定-昌都段對(duì)鐵路工程存在潛在危害或影響的崩滑災(zāi)害共有106處，其中，滑坡有66處，崩塌40處。對(duì)鐵路工程存在潛在危害或影響的巨型崩滑災(zāi)害共有4處，大型崩滑災(zāi)害共有23處，中型崩滑災(zāi)害共有39處，小型崩滑災(zāi)害共有40處（圖11）。

3 滑坡崩塌災(zāi)害空間分布規(guī)律

3.1 崩滑災(zāi)害與孕災(zāi)背景條件的相關(guān)關(guān)系

為了查明川藏鐵路沿線康定-昌都段崩滑災(zāi)害的控制因素，對(duì)該段崩滑災(zāi)害與主要孕災(zāi)背景因子的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了分析（圖12）。

圖12 崩滑災(zāi)害與孕災(zāi)背景因子相關(guān)關(guān)系圖

從圖12中可以看出，崩滑災(zāi)害點(diǎn)主要集中分布在海拔高程2000～4000m范圍，其中3000～4000m海拔范圍災(zāi)害分布最為密集，占災(zāi)害總數(shù)的65.05%；崩滑災(zāi)害在坡度20°～40°范圍較為集中，尤其是20°~30°分布最多，約占災(zāi)害總數(shù)的56.38%；崩滑災(zāi)害以90°~270°的偏南向的陽坡分布相對(duì)集中，且以180°~270°SW向最為集中，約占37.76%。

對(duì)研究區(qū)的地層巖性按巖石軟硬程度，并結(jié)合其風(fēng)化程度，分為硬巖組、中軟硬巖組、中硬軟巖組、軟巖組4個(gè)級(jí)別。不同災(zāi)種的災(zāi)害分布與地層巖性的相關(guān)性比較明顯。崩塌在花崗巖、大理巖、灰?guī)r、厚層石英砂巖等硬質(zhì)巖層中較為發(fā)育，滑坡則在砂板巖、泥巖、千枚巖、片麻巖等軟弱巖層中較為發(fā)育。

崩滑災(zāi)害的分布與斷裂帶密度相關(guān)性明顯，災(zāi)害數(shù)量隨著斷裂帶密度的增加而增加。金沙江斷裂和巴塘斷裂帶是斷裂帶交匯的區(qū)域，斷裂帶密度最大，崩滑災(zāi)害分布數(shù)量和密度也最大。

崩滑災(zāi)害數(shù)量也隨著河網(wǎng)密度的增加而增加，在金沙江干流及其支流歐曲和藏曲附近，河網(wǎng)密度最大，崩滑災(zāi)害分布也是該段最為集中的部位。

3.2 崩滑災(zāi)害空間分布規(guī)律

綜合上述康定-昌都段崩滑災(zāi)害的分析結(jié)果，并結(jié)合該段的崩塌滑坡災(zāi)害分布圖（圖13），可以得出該段崩滑災(zāi)害的空間分布規(guī)律如下：

1）崩塌滑坡災(zāi)點(diǎn)分布不均，具有成群分布的特征

沿線所經(jīng)過的縣市均有崩塌滑坡發(fā)育，但分布不均?；聻?zāi)點(diǎn)常連成災(zāi)害群或?yàn)?zāi)害帶，沿線崩塌滑坡在瓦斯溝段、歐曲段、金沙江干流崗?fù)?波羅段、藏曲段集中分布，其中以白玉縣歐曲兩岸分布密度最大。

2）崩塌滑坡發(fā)育受地貌條件的影響，在高山峽谷區(qū)密集分布

圖13 康定-昌都段崩塌滑坡災(zāi)害分布圖

崩塌滑坡分布具有寬谷地帶數(shù)量少、狹谷段數(shù)量多的規(guī)律性。沿線崩塌、滑坡主要分布于線路中段橫斷山脈區(qū)邊坡高陡和巖石破碎松散的峽谷地段。不但災(zāi)害密度大，而且單個(gè)規(guī)模也較大，顯示出地形地貌對(duì)分布的控制性。如金沙江一級(jí)支流歐曲段已查明各種崩塌、滑坡30處，金沙江一級(jí)支流藏曲段已查明各種崩塌、滑坡22處。

3）崩塌滑坡分布受地層巖性的控制

崩塌滑坡的主要分布區(qū)地表岀露三疊系淺變質(zhì)的砂巖、板巖、千枚巖地層，巖性軟弱，工程地質(zhì)強(qiáng)度低，如歐曲流域滑坡發(fā)育極為密集。一些路段分布有厚層的冰磧（冰水）臺(tái)地和斜坡表部強(qiáng)風(fēng)化形成的碎石土層，為典型的易滑地層，也是滑坡局部集中分布地段，如藏曲流域和妥昌公路沿線。

4）地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或多種構(gòu)造交叉部位崩塌滑坡發(fā)育密集

線路通過的金沙江干流及一級(jí)支流歐曲、藏曲段，位于構(gòu)造線交叉復(fù)合部位、活動(dòng)性斷裂破碎帶以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)集中的強(qiáng)地震分布區(qū)，地表廣泛岀露板巖、千枚巖和片麻巖類易滑地層，巖質(zhì)滑坡發(fā)育，規(guī)模一般較大。

4 結(jié)論

川藏鐵路橫穿青藏高原東南緣地形急變帶，是自然地質(zhì)環(huán)境最為復(fù)雜和災(zāi)害防治難度最大的鐵路工程。擬建川藏鐵路康定-昌都段全長近700km，地質(zhì)條件復(fù)雜，地貌類型多樣。通過野外調(diào)查并結(jié)合遙感解譯等方法，查明了康定至昌都段鐵路沿線共發(fā)育崩滑災(zāi)害392處，其中滑坡206處，崩塌186處，對(duì)鐵路工程存在潛在危害或影響的滑坡66處，崩塌40處；崩滑災(zāi)害規(guī)?？傮w以中小型為主，中型、小型災(zāi)害分別占調(diào)查崩滑災(zāi)害總數(shù)的34%和46%，巨型、大型災(zāi)害分別占崩滑災(zāi)害總數(shù)的3%和17%。根據(jù)滑坡的成因機(jī)理及誘發(fā)因素，對(duì)鐵路工程有潛在影響和危害的典型滑坡可分為降雨型滑坡、地震型滑坡、構(gòu)造和坡腳侵蝕綜合作用型滑坡、凍融型滑坡和工程型滑坡5類。在此基礎(chǔ)上，對(duì)康定-昌都段崩滑災(zāi)害的特征和分布規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：該段崩滑災(zāi)害受地貌條件、地層巖性和斷裂構(gòu)造影響顯著，主要分布在金沙江及其支流藏曲、歐曲等高山峽谷段，三疊系淺變質(zhì)的砂板巖、千枚巖等軟質(zhì)巖地層中，金沙江斷裂和理塘斷裂等構(gòu)造線交叉復(fù)合部位以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)集中的強(qiáng)地震分布區(qū)；受地質(zhì)地貌等條件的影響，崩塌滑坡災(zāi)害點(diǎn)分布不均勻，具有成群分布的特征，且呈現(xiàn)出兩端多，中間少的特征；江達(dá)縣崗?fù)墟?zhèn)-擬建的昌都車站災(zāi)害數(shù)量最多，康定縣瓦斯溝-新都橋次之，中間理塘-措普溝-阿日夏段最少；金沙江波羅電站庫區(qū)兩岸、白玉縣歐曲兩岸災(zāi)害分布密度最大。本項(xiàng)研究成果可以為川藏鐵路的選定線及安全建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)和依據(jù)。

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Characteristics and Spatial Distribution of Landslides and Collapses in the Kangding-Qamdo Section of the Proposed Sichuan-Tibet Railway

LI Xiu-zhen1,2CUI Yun1,2ZHANG Xiao-gang1,2ZHONG Wei1,2HUNG Sen-wang2

(1-Key Laboratory of Mountain Hazards and Surface Process, CAS, Chengdu 610041; 2-Institute of Mountain Hazards and Environment, CAS, Chengdu 610041)

The Kangding-Qamdo section of the proposed Sichuan-Tibet Railway is about 700 km long. The section is characterized by complex geological conditions and various landforms. Geological survey with remote sensing interpretation find out the type, characteristics and spatial distribution of landslides and collapses along the railway, providing a scientific basis for construction of the railway engineering. From the geological survey it is concluded that: ①There are 206 landslides and 186 collapses in the Kangding-Qamdo section. These hazards are mainly medium and small in size. ②According to the mechanism and inducing factors, the landslides may be divided into 5 categories and the collapses may be divided into 2 categories.③The geohazards are mostly distributed over high mountains and deep valleys. ④The geohazards are characterized by uneven and swarm distribution with higher density nearly Kangding and Qamdo and less density in the middle part.

collapse; landslide; characteristic; type; distribution; Kangding-Qamdo section; Sichuan-Tibet Railway

2018-09-10

國家自然科學(xué)面上基金項(xiàng)目（Y8K1200200）和中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃STS項(xiàng)目（KFJ-EW-STS-094）項(xiàng)目資助

李秀珍（1975-），女，內(nèi)蒙古卓資縣人，副研究員，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)及預(yù)測

P642.22

A

1006-0995（2019）03-0441-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.03.019