陜南地區(qū)堆積層滑坡發(fā)育規(guī)律研究

劉偉 袁湘秦 連海波

摘要 以陜南地區(qū)28個(gè)市（縣、區(qū)）的地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)了區(qū)內(nèi)3 213處堆積層滑坡，并選取典型堆積層滑坡進(jìn)行了野外調(diào)查，研究區(qū)內(nèi)堆積層滑坡發(fā)育規(guī)律。結(jié)果表明：堆積層滑坡空間分布受地層巖性、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、降雨及人類工程活動(dòng)控制。發(fā)生時(shí)間與區(qū)內(nèi)降雨時(shí)間一致，主要集中分布于每年6—10月;區(qū)內(nèi)堆積層滑坡主要為小型、淺層堆積層滑坡。滑動(dòng)面位置主要為土-巖接觸面，傾角為20°～40°，滑體物質(zhì)主要為碎石土，滑帶物質(zhì)主要為殘坡積土，細(xì)粒含量高，遇水飽和后強(qiáng)度極低。該研究結(jié)果為區(qū)內(nèi)堆積層滑坡的防災(zāi)減災(zāi)工作提供一定的理論支持。

關(guān)鍵詞 陜南地區(qū);堆積層滑坡;發(fā)育規(guī)律;降雨

中圖分類號(hào) P642.22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2021）10-0194-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.050

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the Development Laws of Accumulation Landslide in Southern Shaanxi

LIU Wei1，YUAN Xiang-qin2， LIAN Hai-bo1

（1.Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group， Xian，Shaanxi 710075;2.Shaanxi Institute of Engineering Prospecting Co.，Ltd.，Xian，Shaanxi 710054）

Abstract Based on the detailed investigation results of geological hazards in 28 cities （counties or districts） in southern Shaanxi，3 213 landslides in the region were statistically analyzed and typical landslides in the region were selected for field investigation.The development characteristics of accumulation landslide in the region were studied.The results showed that the spatial distribution of landslide was controlled by strata， morphology， geological structure， rainfall and human engineering activities.The occurrence time was consistent with the rainfall time in the region， which was mainly distributed from June to October every year.The landslide of accumulation layer in the region was mainly small and shallow.The sliding surface was mainly the soil-rock contact surface with a dip angle of 20°-40°.The material of the sliding body was mainly gravel soil and the material of the sliding belt was mainly residual slope soil. The fine grain content was high and the strength was very low when saturated with water.The research results provided some theoretical supports for the disaster prevention and reduction of accumulation landslide in the region.

Key words Southern Shaanxi;Accumulation landslide;Development laws;Rainfall

陜南地區(qū)地處秦巴山地，是陜西省受地質(zhì)災(zāi)害危害最嚴(yán)重的地區(qū)，同時(shí)也是我國(guó)隴南陜南秦巴山地泥石流滑坡重點(diǎn)防治區(qū)[1]。近年來(lái)，陜西省內(nèi)的災(zāi)難性地質(zhì)災(zāi)害大都發(fā)生于該區(qū)域[2-7]。2011年9月，受極端暴雨天氣的影響，陜南全境共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害537起，造成47人死亡失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失約1.08億元。地質(zhì)災(zāi)害極大地威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳拓?cái)產(chǎn)安全，在一定程度上制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，成為陜南地區(qū)最具代表性的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題之一。

據(jù)陜南地區(qū)28個(gè)市（縣、區(qū)）的地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果，陜南地區(qū)現(xiàn)有發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害共4 177處，其中滑坡3 610處、崩塌314處、泥石流219處、地面塌陷34處?；抡嫉刭|(zhì)災(zāi)害總數(shù)的87%，其中堆積層滑坡發(fā)育有3 213處，占滑坡總數(shù)的89%。由此可見(jiàn)，堆積層滑坡是陜南地區(qū)發(fā)育數(shù)量最多、分布范圍最廣、發(fā)生頻率最高的地質(zhì)災(zāi)害，已成為秦巴山區(qū)最具代表性的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題之一。

筆者以陜南地區(qū)28個(gè)市（縣、區(qū)）地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果為基礎(chǔ)，結(jié)合大量野外調(diào)查，對(duì)陜南地區(qū)堆積層滑坡的發(fā)育規(guī)律進(jìn)行研究，以期為陜南地區(qū)堆積層滑坡的防災(zāi)減災(zāi)工作提供一定的理論支持。

1 堆積層滑坡時(shí)空分布規(guī)律

對(duì)陜南地區(qū)3 213處堆積層滑坡進(jìn)行多因素統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明陜南地區(qū)堆積層滑坡在空間和時(shí)間分布上具有一定的規(guī)律性。

1.1 堆積層滑坡空間分布特征

堆積層滑坡遍布陜南地區(qū)28個(gè)市（縣），數(shù)量分布上具有不均勻性。陜南地區(qū)北部的寧陜縣北部、洋縣北部、勉縣北部、略陽(yáng)北部部分地區(qū)和位于西鄉(xiāng)盆地的西鄉(xiāng)縣，漢臺(tái)區(qū)和城固縣堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量相對(duì)較少，陜南地區(qū)東部的商南縣、山陽(yáng)縣、鎮(zhèn)安縣以及陜南地區(qū)西部的寧強(qiáng)縣、略陽(yáng)縣中西部等地區(qū)堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量多且分布密集，具有群發(fā)性特點(diǎn)（圖1）。

由圖2可知，堆積層滑坡主要分布在泥盆系、志留系、震旦系和火成巖出露地區(qū)。上述地層中的地層巖性以泥質(zhì)灰?guī)r、砂巖、千枚巖和頁(yè)巖為主，與上覆松散堆積體構(gòu)成二元結(jié)構(gòu)，在土-巖接觸帶容易形成軟弱帶，發(fā)生滑動(dòng)。

由圖3可知，堆積層滑坡發(fā)育受地形地貌的影響，在低山區(qū)和中山區(qū)堆積層滑坡發(fā)生數(shù)量最多，在河谷盆地、丘陵地區(qū)和高山及高中山區(qū)堆積層滑坡發(fā)生較少。其中，低山區(qū)分布堆積層滑坡1 851個(gè)，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的57.6%;中山區(qū)分布堆積層滑坡1 046個(gè)，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的32.6%;河谷盆地及丘陵地區(qū)總計(jì)分布堆積層滑坡166個(gè)，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的5.1%;高山及高中山區(qū)分布堆積層滑坡150個(gè)，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的4.7%。產(chǎn)生這種情況的主要原因是低山區(qū)和中山區(qū)山坡坡度多為20°～40°，該坡度變化范圍既適宜松散堆積體的形成，又能提供滑坡所需的下滑力，在降雨條件下容易形成堆積層滑坡。此外，低山區(qū)和中山區(qū)又是人類集中生活的區(qū)域，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，易引發(fā)堆積層滑坡的發(fā)生[8]。

由圖4可知，堆積層滑坡沿構(gòu)造斷裂帶的兩側(cè)呈“條帶狀”分布，且堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量與距離斷裂帶的遠(yuǎn)近有關(guān)，離斷裂帶越近的區(qū)域，堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量越多，分布越密集。這說(shuō)明地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)對(duì)堆積層滑坡的分布起到控制性作用，一方面，地質(zhì)構(gòu)造作用破壞巖體完整性，加速了巖層的風(fēng)化，破碎巖體在重力作用、搬運(yùn)作用下為堆積層滑坡的形成提供了滑體物質(zhì);另一方面，構(gòu)造裂隙和斷裂帶為降雨入滲提供了優(yōu)勢(shì)通道，加速了降雨入滲，加強(qiáng)了雨水對(duì)深層斜坡土體的作用，降低了斜坡體的穩(wěn)定性，易產(chǎn)生堆積層滑坡。

由圖5可知，堆積層滑坡分布與年平均降雨量大小呈現(xiàn)出非正相關(guān)性，滑坡主要集中發(fā)生在年平均降雨量<800 mm和800～1 000 mm區(qū)域內(nèi)，而隨著年平均降雨量的增大，相關(guān)地域內(nèi)的堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量呈減小趨勢(shì)。這說(shuō)明降雨條件下能否誘發(fā)堆積層滑坡，取決于降雨條件與堆積層所處斜坡地質(zhì)條件的耦合作用。年平均降雨量<800 mm和800～1 000 mm地域內(nèi)，地貌類型以中、低山為主，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，孕育堆積層滑坡發(fā)育的地質(zhì)條件好，在降雨條件和地質(zhì)條件耦合作用下該區(qū)域易發(fā)生堆積層滑坡。

由表1可知，堆積層滑坡沿鐵路線、公路線兩側(cè)呈“條帶狀”分布。這是因?yàn)樵诮煌ńㄔO(shè)過(guò)程中，受地形條件的限制，鐵路線及公路線布設(shè)在坡腳或半坡上，在建設(shè)過(guò)程中需要對(duì)斜坡進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)挖，從而誘發(fā)了大量的堆積層滑坡發(fā)生。

1.2 堆積層滑坡時(shí)間分布特征

由圖6可知，堆積層滑坡發(fā)生數(shù)量月度分布極不均勻，主要集中發(fā)生于汛期（6—10月），占堆積層滑坡發(fā)生數(shù)量的97.6%。通過(guò)對(duì)比分析氣象資料發(fā)現(xiàn)，堆積層滑坡發(fā)生與降雨具有良好的同步性，特別與暴雨關(guān)系密切。

堆積層滑坡年度分布表現(xiàn)出一定的周期性，據(jù)氣象資料，與極端氣候條件的周期性變化一致性好（圖7），這是因?yàn)樵谝淮未笠?guī)?；卤┌l(fā)后松散堆積體大量減少，下一階段的風(fēng)化堆積需要足夠的時(shí)間。

2 堆積層滑坡發(fā)育特征

2.1 滑坡規(guī)模特征

陜南地區(qū)堆積層滑坡規(guī)模以中、小型為主，小型堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量2 239處，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的69.70%;中型堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量825處，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的25.68%;大型和特大型堆積層滑坡發(fā)育數(shù)量極少，僅占統(tǒng)

計(jì)樣本總數(shù)的不到5%（表2）。

2.2 滑坡厚度特征

陜南地區(qū)堆積層滑坡以淺層滑坡為主，發(fā)育數(shù)量2 950處，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的91.8%;中層滑坡發(fā)育數(shù)量225處，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的7.0%;深層滑坡發(fā)育數(shù)量23處，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的0.7%;超深層滑坡發(fā)育數(shù)量15處，占統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)的0.5%（表3）。

2.3 滑坡滑動(dòng)面特征

對(duì)有滑動(dòng)面坡度的2 263處堆積層滑坡進(jìn)行了滑動(dòng)面坡度統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示滑動(dòng)面坡度為20°～40°的滑坡數(shù)量最多，發(fā)育滑坡1 698處，占比75.0%;滑動(dòng)面坡度<20°、>60°的滑坡數(shù)量少，占比分別為5.3%和3.2%（表4），說(shuō)明陜南地區(qū)斜坡坡度為20°～40°時(shí)最易發(fā)生堆積層滑坡。

2.4 滑坡面形態(tài)特征

對(duì)堆積層滑坡面形態(tài)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，平面形態(tài)主要?jiǎng)澐譃樯刃?、舌形和不?guī)則形3類，發(fā)育數(shù)量分別為1 584、1 301和328處，占比分別為49.3%、40.5%、10.2%（表5）。

按滑坡面長(zhǎng)寬比將堆積層滑坡劃分為縱長(zhǎng)式滑坡（長(zhǎng)寬比≥1.5）、等長(zhǎng)式滑坡（0.5≤長(zhǎng)寬比<1.5）和橫長(zhǎng)式滑坡（長(zhǎng)寬比<0.5）3種。其中，等長(zhǎng)式滑坡發(fā)育數(shù)量1 567處，占滑坡總數(shù)的48.7%;縱長(zhǎng)式滑坡發(fā)育數(shù)量1 258處，占滑坡總數(shù)的39.2%;橫長(zhǎng)式滑坡數(shù)量最少，發(fā)育數(shù)量388處，占滑坡總數(shù)的12.1%（表6）。

2.5 滑坡滑體物質(zhì)特征

堆積層滑坡的滑坡體主要為第四系及近代的松散堆積體，滑體物質(zhì)主要為土石混合體，具有大孔隙、易透水的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)堆積層滑坡滑體物質(zhì)主要為含黏粒碎石土，碎石含量為10%～70%，占比86.5%;碎石含量<10%的含碎石黏性土占比為11.3%，而碎石含量>70%的碎石土在研究區(qū)中發(fā)育較少（表7）。

3 防治建議

（1）陜南地區(qū)堆積層滑坡為典型的降雨型滑坡，在汛期

應(yīng)加強(qiáng)滑坡監(jiān)測(cè)和預(yù)警工作，安排好汛期值守工作，制定堆積層滑坡應(yīng)急預(yù)案。

（2）進(jìn)一步研究降雨誘發(fā)堆積層滑坡的形成機(jī)制，并在研究該機(jī)制的基礎(chǔ)上開(kāi)展氣象預(yù)警研究，研發(fā)一套基于降雨誘發(fā)堆積層滑坡形成機(jī)制的氣象預(yù)警系統(tǒng)，進(jìn)行區(qū)域性堆積層滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)。

4 結(jié)論

（1）陜南地區(qū)堆積層滑坡空間分布上受地層巖性、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、降雨及人類工程活動(dòng)的影響，集中分布在千枚巖、泥巖、頁(yè)巖和砂巖地層，中山區(qū)和低山區(qū)的地貌類型，沿活動(dòng)斷裂帶和交通干線呈條帶狀分布，并在人口密集區(qū)域集中分布。

（2）堆積層滑坡在發(fā)生時(shí)間上呈現(xiàn)一定的規(guī)律性：滑坡主要集中發(fā)生在每年的汛期（6—10月），并與年度暴雨發(fā)生次數(shù)保持良好的一致性。堆積層滑坡年度分布表現(xiàn)出一定的周期性，與極端氣候條件周期性變化一致性好。

（3）陜南地區(qū)堆積層滑坡發(fā)育特征主要為小型、淺層堆積層滑坡;滑動(dòng)面主要為土-巖接觸面;滑動(dòng)面傾角主要為20°～40°;滑體物質(zhì)主要為含黏粒碎石土（碎石含量10%～70%）;滑帶物質(zhì)主要為全風(fēng)化層或強(qiáng)風(fēng)化層形成的殘坡積土，細(xì)粒含量高，遇水飽和后強(qiáng)度極低。

（4）根據(jù)陜南地區(qū)堆積層滑坡的發(fā)育規(guī)律，提出了因地制宜的防治對(duì)策，提出了基于降雨誘發(fā)堆積層滑坡形成機(jī)制的氣象預(yù)警研究思路，為陜南地區(qū)針對(duì)堆積層滑坡的防災(zāi)減災(zāi)工作提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)土資源部.全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治“十三五”規(guī)劃： 國(guó)土資發(fā)〔2016〕155號(hào)[A].2016.

[2] 杜繼穩(wěn).降雨型地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警：以黃土高原和秦巴山區(qū)為例[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[3] 陜西省山洪災(zāi)害防治規(guī)劃編寫(xiě)組.陜西省山洪災(zāi)害防治規(guī)劃報(bào)告[R].西安：陜西省水利廳，2004.

[4] 陜西省減災(zāi)協(xié)會(huì).秦巴山區(qū)山地自然災(zāi)害[M].西安：世界圖書(shū)出版西安公司，1999.

[5] 王雁林.陜南地區(qū)滑坡災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警及其防范對(duì)策探析[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2005，16（4）：345-349.

[6] 周靜靜，趙法鎖，李輝，等.陜西省地質(zhì)災(zāi)害與影響因素相關(guān)性研究[J].災(zāi)害學(xué)，2019，34（2）：228-234.

[7] 張子端，王建力，何瀟，等.陜西地質(zhì)災(zāi)害形成條件與對(duì)策探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（22）：5951-5953.

[8] 吳偉.山陽(yáng)縣降雨誘發(fā)堆積層滑坡形成演化機(jī)理研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2019.

[9] 李玉文.秦巴山區(qū)暴雨與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系的氣候?qū)W特征分析[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2007.

[10] 熊煒.秦巴山區(qū)軟弱變質(zhì)巖淺表層滑坡成因機(jī)理研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.