江西崩塌滑坡泥石流災(zāi)害空間時(shí)間分布特征分析

劉 云，康卉君

(1.江西省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急中心，江西 南昌 330025；2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六八大隊(duì)，江西 上饒 334700)

0 引言

江西是我國地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)、頻發(fā)的主要省區(qū)之一，崩塌、滑坡、泥石流則是其地質(zhì)災(zāi)害最主要的表現(xiàn)類型。江西省地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生數(shù)量，由于數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)計(jì)方法的不同，數(shù)據(jù)差異頗大，有記錄為24 374起的(截至2015年底)[1]，也有表述為16.37萬起的(截至2017年底)[2]。本文在江西省1∶10萬和1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合歷年的地質(zhì)環(huán)境管理工作總結(jié)(1998—2009年)、江西省1998年地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)調(diào)查報(bào)告、地質(zhì)災(zāi)害月報(bào)速報(bào)(2011—2016年6月)、應(yīng)急調(diào)查報(bào)告(1998—2015年)、避讓搬遷工程(2012年)、巡查排查工作(截至2014年底)、治理工程(截至2015年底)等資料，對(duì)江西省地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的?？焙褪崂恚コ舜罅啃畔⒉辉敿?xì)或重復(fù)錄入的數(shù)據(jù)。

關(guān)于江西省地質(zhì)災(zāi)害的空間和時(shí)間發(fā)育特征，前人也做過不少研究工作[3-6]，但基于數(shù)據(jù)來源有限，大多籠統(tǒng)而概括。如普遍認(rèn)為的區(qū)域地形高差越大或降雨量越大，地質(zhì)災(zāi)害會(huì)越發(fā)育，實(shí)則是并不完全一致；地質(zhì)災(zāi)害在汛期高發(fā)，是無疑義的，但地質(zhì)災(zāi)害在汛期內(nèi)的分布卻不均衡。本文基于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整理工作，旨在從宏觀上對(duì)江西省崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的空間、時(shí)間發(fā)育特征作出進(jìn)一步的闡述。

1 江西省地質(zhì)災(zāi)害概述

截至2016年6月底，江西省共發(fā)生有具體記錄(指地理位置、坐標(biāo)、規(guī)模、災(zāi)損情況等)可查的崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害事件共25 587起，發(fā)生時(shí)間最久遠(yuǎn)的可追溯到十九世紀(jì)初期，時(shí)間最近的則為2016年6月。災(zāi)害類型以滑坡為主(19 376起)，崩塌次之(5 790起)，泥石流較少(421起)；規(guī)模和災(zāi)情等級(jí)以小型占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，數(shù)量25 502起、約占總數(shù)的99.67%，中型罕有發(fā)生，數(shù)量74起、約占總數(shù)的0.29%，大型以上則極少發(fā)生，數(shù)量僅11起(表1)。

其中，215起地質(zhì)災(zāi)害致人死亡，死亡人數(shù)累計(jì)595人。1998年6月發(fā)生的撫州市黎川縣厚村鄉(xiāng)大源村焦陂組周建良房后滑坡，造成46人死亡，為江西省有記錄的造成人員死亡最多的地質(zhì)災(zāi)害事件(表2)。

表1 江西省地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情統(tǒng)計(jì)表(截至2016年6月底)

2 地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征

2.1 地形地貌

地形地貌是孕育地質(zhì)災(zāi)害的重要因素之一，是形成地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)能量(勢(shì)能)來源。江西省地質(zhì)災(zāi)害主要分布在地面高程100～500 m的地區(qū)[3]，發(fā)育密度由大到小依次為：高丘、低山、中山、低丘、平原、崗地，與地形地貌的勢(shì)能趨勢(shì)呈現(xiàn)不完全的統(tǒng)一性(表3)。

表2 死亡10人及以上重大地質(zhì)災(zāi)害事件

究其原因有三，一是江西省地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模絕大部分為小型，低丘地貌已能提供足夠的能量來源，所以低丘以上地貌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育水平差異不大；二是人類工程活動(dòng)在低山、丘陵區(qū)較中山區(qū)頻繁，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的概率增大；三是低山、丘陵區(qū)風(fēng)化層較中山區(qū)厚，容易為滑坡和泥石流提供物質(zhì)來源。

表3 地貌類型與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育

2.2 巖土體類型

巖土體類型是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在因素。發(fā)育密度由大到小依次為：巖漿巖、變質(zhì)巖、碳酸鹽巖、碎屑巖、紅層碎屑巖、松散土類(表4)。

巖漿巖、變質(zhì)巖地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，緣于其與丘陵、山區(qū)分布具有較高的一致性，且易風(fēng)化，風(fēng)化層較厚；碳酸鹽巖、碎屑巖、紅層碎屑巖，則多分布在中低山區(qū)的山前丘陵區(qū)，具有一定的下滑(崩、流)能量，但風(fēng)化層相對(duì)較薄；松散土類則主要分布在環(huán)鄱陽湖平原及各大河溝谷平原，地形地貌以平原、崗地為主(分布密度亦與平原、崗地非常接近)，缺乏形成地質(zhì)災(zāi)害的能量來源。

表4 巖土類型與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育

2.3 區(qū)域年降雨量

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降雨量密切相關(guān)，江西省的地質(zhì)災(zāi)害多由降雨誘發(fā)。以50 mm為區(qū)段，通過疊加江西省年均降雨量數(shù)據(jù)(根據(jù)1971～2006年月均降水?dāng)?shù)據(jù)整理)[4]，可知地質(zhì)災(zāi)害在降雨量1 400～1 450 mm區(qū)間發(fā)育最弱，1 950～2 000 mm區(qū)間發(fā)育最強(qiáng)，其中1 600～1 650 mm區(qū)間出現(xiàn)局部發(fā)育峰值。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度整體隨年均降雨量增加呈增強(qiáng)趨勢(shì)(表5)。

表5 區(qū)域年降雨量與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育

2.4 人類工程活動(dòng)

人類工程活動(dòng)是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要外力因素。主要為工程切坡，表現(xiàn)形式有切坡建房、公路切坡、農(nóng)田水利切坡等。切坡改變巖土體的內(nèi)力平衡，使巖土體失穩(wěn)。根據(jù)調(diào)查，江西省約九成地質(zhì)災(zāi)害與切坡有關(guān)，其中切坡建房又是重中之重。

江西省是長江中下游重要的農(nóng)耕區(qū)之一，開墾歷史悠久，人口密度大。當(dāng)環(huán)鄱陽湖平原和贛、撫、修、饒、信五大河溝谷平原、崗地和盆地被侵占和高度開發(fā)時(shí)，人口逐步向次(高)一級(jí)的丘陵、低山地貌區(qū)遷移，致使產(chǎn)生大量的切坡建房、修路等工程活動(dòng)，這也與丘陵、低山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)育特征相印證。

丘陵和低山區(qū)大部分居民住宅有不同程度的切坡建房現(xiàn)象。居民點(diǎn)散落分布，多數(shù)戶或數(shù)十戶聚居一處，呈一字形排列，房后多有切坡。切坡高度隨開挖能力的加強(qiáng)而增加，切坡高度一般多在6 m左右，房屋后墻距切坡腳一般1 m左右，鮮有工程護(hù)坡。房后切坡誘發(fā)的崩塌、滑坡體積規(guī)模小，突發(fā)性強(qiáng)，開裂變形時(shí)間短，崩塌、滑坡前異?，F(xiàn)象難于發(fā)現(xiàn)，易致災(zāi)。由于房近坡腳，小方量崩塌、滑坡可造成房毀人亡，造成人員死亡的最小崩塌僅有0.3 m3，最小滑坡5 m3。強(qiáng)降雨期，房后排水溝多被淤塞或發(fā)生小崩滑，有的急于清理或處理不當(dāng)，也往往造成人員傷亡。中山區(qū)居民點(diǎn)稀少，居民住宅區(qū)多分布于坡腰臺(tái)地[4]。

2.5 行政區(qū)劃分布

江西省共有11個(gè)設(shè)區(qū)市。從行政區(qū)劃分布數(shù)量上看，贛州市發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量最多、約占全省的40.3%，其次為吉安市(11.7%)、撫州市(10.0%)、宜春市(8.8%)、上饒市(8.5%)、九江市(7.7%)，再次為萍鄉(xiāng)市(5.2%)、景德鎮(zhèn)市(3.5%)、鷹潭市(3.0%)，新余市(0.7%)和南昌市(0.6%)分布較少。整體發(fā)育密度以萍鄉(xiāng)市為最高，贛州市次之，新余市和南昌市最低。其中，崩塌地質(zhì)災(zāi)害以贛州市為最高，宜春市次之，南昌市最低；滑坡以萍鄉(xiāng)市為最高，贛州市次之，南昌市最低；泥石流以萍鄉(xiāng)市為最高，鷹潭市次之，南昌市最低(表6)。

因?yàn)?zāi)死亡人數(shù)以贛州市為最多(199人)，南昌市最少(1人)。其中，撫州市因突發(fā)多起大型地質(zhì)災(zāi)害事件，死亡人數(shù)位列第二(173人)。

表6 地質(zhì)災(zāi)害的地域分布統(tǒng)計(jì)

3 地質(zhì)災(zāi)害時(shí)間分布規(guī)律

3.1 年度規(guī)律

為有效分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間分布規(guī)律，從所有地質(zhì)災(zāi)害中(25 587起)提取出有確切發(fā)生時(shí)間的地質(zhì)災(zāi)害16 908起，其中滑坡12 807起、崩塌3 824起、泥石流277起。

由于時(shí)間跨度大，地質(zhì)災(zāi)害記錄的缺失或不詳，年度地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量的分布極不均衡。至最近二十年，各年度記錄的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量一般在1 000起以內(nèi)，個(gè)別年份較高，如1998年(3 757起)、2002年(2 272起)、2006年(4 389起)、2010年(8 998起)、2015年(2 446起)。依托于極端降雨天氣，江西省地質(zhì)災(zāi)害大體以4～5年為周期呈現(xiàn)一個(gè)高峰年(表7)。

近年來，得益于地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重視，搬遷避讓、工程治理、氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、群測群防等工作的開展實(shí)施，江西省地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量、傷亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失呈逐年下降趨勢(shì)。

表7 地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)年度統(tǒng)計(jì)表

3.2 季節(jié)規(guī)律

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的季節(jié)性則與汛期呈顯著相關(guān)。為有效分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的季節(jié)分布規(guī)律，從所有地質(zhì)災(zāi)害中(25 587起)提取出有確切發(fā)生月份的地質(zhì)災(zāi)害16 908起，其中滑坡12 807起、崩塌3 824起、泥石流277起。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生月份的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)災(zāi)害在4月至7月為高發(fā)期，約占全年的90.7%。其中，5月和6月分別約占全年的31.5%和41.5%，為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的高峰月。降雨是地質(zhì)災(zāi)害的重要觸發(fā)因素，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降雨的時(shí)間分布存在高度一致性(表8)。

表8 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)間(月)分布統(tǒng)計(jì)表(單位：起)

3.3 降雨過程與地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害在降雨過程的分布差異分為雨中和雨后兩個(gè)時(shí)段。根據(jù)2012年以來部分記錄了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生具體時(shí)間(精確到小時(shí))的數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域降雨時(shí)間，推斷多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害在雨中發(fā)生。根據(jù)有關(guān)研究，江西省滑坡與降雨同步發(fā)生的占92.7%，雨后滯后發(fā)生的占7.3%[7]。江西省地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模絕大部分為小型，坡體短直，巖土體滲透飽和時(shí)間短，降雨過程中發(fā)生的概率較大。

尤其是極端天氣情況下，短時(shí)強(qiáng)降雨導(dǎo)致的突發(fā)、多發(fā)和群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害鮮有延滯(雨后發(fā)生)。如1998年春夏，江西省出現(xiàn)大范圍持續(xù)強(qiáng)降雨，6月12日至25日，上清降雨1 115 mm，弋陽降雨1 002 mm[5]，全省各地共上報(bào)地質(zhì)災(zāi)害110 015起(大部分無具體記錄)，死亡176人，受傷326人，經(jīng)濟(jì)損失135 375.67萬元；2002年6月至8月，共發(fā)生4次強(qiáng)降雨過程，據(jù)各市縣上報(bào)材料統(tǒng)計(jì)，全省共發(fā)生大小崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害19 872起(大部分無具體記錄)，造成了84人死亡、539人受傷，損毀房屋5萬余間，直接經(jīng)濟(jì)損失約8.33億元；2015年5月18日～22日，贛州市石城縣、興國縣、于都縣、瑞金市等地在一次強(qiáng)降雨過程中共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害2 100余起，死亡4人，經(jīng)濟(jì)損失7 115.88萬元。

4 地質(zhì)災(zāi)害的演化和誘因

地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)展，主要受巖土性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、植被覆蓋率、地下水的動(dòng)力條件、大氣降雨及人類工程活動(dòng)等[7]諸多因素相互作用，成因復(fù)雜。根據(jù)江西省崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的演化發(fā)展，總結(jié)出四個(gè)主要控制要素：

一是物質(zhì)來源，巖土風(fēng)化為崩塌、滑坡、泥石流提供了初始的物質(zhì)來源，風(fēng)化層越厚(或風(fēng)化節(jié)理越強(qiáng)烈)，地質(zhì)災(zāi)害體規(guī)?？赡茉酱?。二是具備下滑(崩、流)的能量，地質(zhì)災(zāi)害體通過地勢(shì)高差，獲取下滑(崩、流)的能量，高差越大，能量越大，破壞性也越大。三是能量的釋放，借助外力打破平衡，釋放能量，如人工切坡形成臨空面，為地質(zhì)災(zāi)害體能量的釋放提供了空間，降雨使巖土體飽和，重量增加，摩擦減小，加速了地質(zhì)災(zāi)害體能量的釋放。四是受害體，地質(zhì)災(zāi)害體損害了人類的生命或財(cái)產(chǎn)。只有四者兼具，才能演化為地質(zhì)災(zāi)害事件。

地質(zhì)災(zāi)害誘因指受外力干擾，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。參照調(diào)查規(guī)范[8]，對(duì)江西省25 587起地質(zhì)災(zāi)害事件誘發(fā)因素進(jìn)行分類和統(tǒng)計(jì)，可知降雨成為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素，其次為切坡，再次為風(fēng)化，其余則較少(表9)。這可能與上報(bào)災(zāi)情單位，過分強(qiáng)調(diào)地質(zhì)災(zāi)害的自然誘因(降雨)、忽視人為誘因(主要為切坡)有關(guān)。

表9 地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)論

(1)地形地貌的高差為地質(zhì)災(zāi)害提供了基礎(chǔ)能量來源，但地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育與地形地貌的勢(shì)能趨勢(shì)呈現(xiàn)不完全的統(tǒng)一；受風(fēng)化和地貌影響，地質(zhì)災(zāi)害在巖漿巖、變質(zhì)巖中較為發(fā)育；地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育隨年均降雨量的增加，整體呈增強(qiáng)趨勢(shì)；地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育與人類工程活動(dòng)密切相關(guān)；萍鄉(xiāng)市、贛州市地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，新余市和南昌市則發(fā)育程度較差。

(2)依托于極端天氣，江西省地質(zhì)災(zāi)害大體以4～5年為周期呈現(xiàn)一個(gè)高峰年；地質(zhì)災(zāi)害在汛期高發(fā)，其中5月份和6月份為高峰月；地質(zhì)災(zāi)害多在降雨過程中突發(fā)，少有延滯性。強(qiáng)降雨和人工切坡是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因。地質(zhì)災(zāi)害的演化形成，具備物質(zhì)來源、下滑(崩、流)的能量、能量的釋放和受害體四個(gè)控制要素。

(3)削高填低是自然界外力運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，在此過程中產(chǎn)生的突發(fā)性和破壞性運(yùn)動(dòng)則形成為地質(zhì)災(zāi)害。江西省雨量充沛，山區(qū)、丘陵廣布，但同時(shí)也植被茂密、風(fēng)化層較薄、總體山體高差不大，與西部省份[1，9-10]的地質(zhì)災(zāi)害相比，江西省崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害有其顯著的自身特點(diǎn)：一是規(guī)模和災(zāi)情等級(jí)絕大多數(shù)為小型，二是汛期集中發(fā)生，且具有突發(fā)、多發(fā)和群發(fā)性，三是與人工切坡等人類工程活動(dòng)密切相關(guān)。