四川省江油市滑坡災(zāi)害空間發(fā)育分布規(guī)律研究

陳玉龍，楊會杰，董源

四川省江油市滑坡災(zāi)害空間發(fā)育分布規(guī)律研究

陳玉龍1，楊會杰1，董源1，2

（1.四川省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，成都 610015；2.四川省水利發(fā)展集團(tuán)有限公司，成都 610094）

本文以四川省江油市為研究區(qū)，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查、應(yīng)急排查與區(qū)劃報告和數(shù)據(jù)庫，獲取地質(zhì)災(zāi)害985處，類型主要有滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷，其中滑坡798處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的81.02%。統(tǒng)計分析了滑坡數(shù)量、點密度與高程、坡度、坡型、坡體結(jié)構(gòu)、年均降雨量和距斷層距離等滑坡重要影響因子之間的關(guān)系，研究結(jié)果可為危險范圍預(yù)測及重點防治區(qū)域區(qū)劃等提供理論依據(jù)。

江油市；滑坡；影響因素；分布規(guī)律；GIS

地質(zhì)災(zāi)害是在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產(chǎn)造成的損失、對環(huán)境造成破壞的地質(zhì)作用或地質(zhì)現(xiàn)象，包含滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷等類型（張倬元等，1997），其中，滑坡是山區(qū)最常見的斜坡地質(zhì)災(zāi)害類型，查清地質(zhì)環(huán)境條件，摸清地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況，協(xié)助開展預(yù)防避讓及突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害險情應(yīng)急處置，為當(dāng)?shù)刈龊醚雌诘刭|(zhì)災(zāi)害防治工作提供技術(shù)支撐，及科學(xué)開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供依據(jù)變得非常必要（李永建等，2020；劉孟宇等，2021）。本文基于地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查、應(yīng)急排查與區(qū)劃報告，建立滑坡災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，利用ArcGIS提取滑坡災(zāi)害影響因素，分析滑坡災(zāi)害空間發(fā)育分布規(guī)律，可以為危險范圍預(yù)測及重點防治區(qū)域區(qū)劃等方面提供理論依據(jù)，對實現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)具有重要的現(xiàn)實意義。

圖1 研究區(qū)地貌類型與地震動峰值加速度區(qū)劃及地質(zhì)構(gòu)造圖

1 研究區(qū)概況及崩滑地質(zhì)災(zāi)害

1.1 研究區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件

江油市位于四川盆地的西北部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°31′～105°17′，北緯31°32′～32°19′，距離成都150km，全市面積2719 km2。江油市境內(nèi)地勢西北高、東南低（圖1a），西北部系山地，最高海拔為2356 m，地形坡度一般在30°以上，東南部系丘陵和平壩，最低海拔為462 m，坡度一般為20°左右。境內(nèi)河流除青江河流入嘉陵江外，其他河流均匯入涪江，涪江為長江水系的二級支流，是江油市境內(nèi)最大的河流。區(qū)域出露地層主要為：志留系碎屑巖、泥盆系碳酸鹽巖夾碎屑巖、石炭系、二疊系、三疊系碳酸鹽巖、侏羅系碎屑巖和第四系粉質(zhì)粘土、粉土、砂礫卵石、碎塊石土。江油市處于以“江油-都江堰斷裂帶”為界的龍門山前緣推覆-沖斷帶與四川陸盆的川西北前陸盆地交接部位，區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要有弱活動性斷裂江油斷裂、唐王寨向斜、天井山背斜、新安向斜和永平背斜（圖1b），地震活動較弱，歷史上5級以上地震記錄為2次。區(qū)內(nèi)場地地震動峰值加速度為0.15～0.10g，基本烈度為Ⅶ度（中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-2015）。研究區(qū)屬四川盆地亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.9℃，年降雨量為1083.0 mm，年降雨量在空間上從前龍門山區(qū)向四川盆地區(qū)遞減，每年降雨集中在6～9月，占全年降雨量的72.8%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文的主要數(shù)據(jù)來源為：①下載自地理空間數(shù)據(jù)云的空間精度為30m的數(shù)字高程模型（DEM）；②市域1∶5萬地質(zhì)圖、1∶1萬地形圖數(shù)據(jù)；③無人機高精度航拍和云雪、陰影覆蓋小于5%的高分二號衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，分辨率為0.8m，多光譜3.2m，對遙感影像處理主要包括正射校正、數(shù)據(jù)融合、幾何校正、色調(diào)匹配和各種增強處理等；④地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)來自于江油市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查①江油市2020年地質(zhì)災(zāi)害排查報告. 四川省蜀通巖土工程公司，2020.、應(yīng)急排查與區(qū)劃報告和數(shù)據(jù)庫。

1.3 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

表1 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型、規(guī)模統(tǒng)計

受“5·12”汶川地震和降雨的影響，江油市發(fā)育滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等四種地質(zhì)災(zāi)害類型共計985處（表1），發(fā)育規(guī)模類型為中型、小型。其中，規(guī)模為中型的災(zāi)害點為33個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的2.03%；小型952個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的97.97%。其中滑坡798處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的81.02%；崩塌災(zāi)害152處，占總數(shù)的15.43%；泥石流災(zāi)害19處，地面塌陷16處。由此可見，滑坡是區(qū)內(nèi)的主要災(zāi)害類型，也是本文的研究對象，根據(jù)滑坡體的物質(zhì)組成，可以將滑坡分為巖質(zhì)滑坡和土質(zhì)滑坡兩類，其中基巖滑坡29處，占滑坡總數(shù)的3.63%，土質(zhì)滑坡769處、占滑坡總數(shù)的96.37%，主要分布于低中山、中山等地形坡度相對較大的斜坡地帶、巖性相對軟弱且第四系松散堆積物較厚的片區(qū)。區(qū)內(nèi)典型滑坡（梁家坪南臺包滑坡）為一土質(zhì)滑坡：滑坡縱向長約212 m，橫向?qū)捈s105 m，厚約7m，體積為1.56×105 m3?；矠樯澳鄮r互層巖層，巖層產(chǎn)狀350°∠12°，為一緩傾角橫向坡?；卵雌谔幱谌浠冃螤顟B(tài)（圖2）。

圖2 梁家坪南臺包滑坡空間分布剖面圖

2 滑坡災(zāi)害空間發(fā)育分布規(guī)律

2.1 滑坡災(zāi)害孕災(zāi)條件分析

地形地貌是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要形成條件之一，相對高差、地形坡度、斜坡結(jié)構(gòu)與形態(tài)等特征，是控制或影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要因素，控制了江油市滑坡災(zāi)害的發(fā)育分布，市境內(nèi)滑坡災(zāi)害全部在山區(qū)丘陵地貌分布，而地形低平的河谷平壩區(qū)無滑坡災(zāi)害發(fā)育分布。順向結(jié)構(gòu)和軟硬巖互層以及凹形和階地狀斜坡對滑坡發(fā)育影響大，這種結(jié)構(gòu)或形態(tài)的斜坡地帶滑坡分布較為集中；剖面曲率可以反映斜坡的坡形，表征滑坡災(zāi)害的匯流條件。為了便于分析，我們把斜坡分為凹形坡、平直形坡和凸形坡。

2.2 滑坡影響因素的提取

高程、坡度、坡型、坡體結(jié)構(gòu)等均可通過ArcGIS的表面分析功能從分辨率為30m的DEM獲取，降雨和斷層為滑坡的重要影響因子（梁靖等，2019；羅路廣等，2020），來自于地質(zhì)圖并轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)，對斷層建立多環(huán)緩沖區(qū)，各滑坡影響因子?xùn)鸥駡D層見圖3。

a.高程b.坡度c.坡型 d.坡體結(jié)構(gòu)e.距斷層距離f.降雨量

2.3 滑坡與各影響因素關(guān)系統(tǒng)計

對滑坡與各因子之間進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果見圖4。將研究區(qū)高程劃分為400～700m，700～1000m，1000～1300m，1300～1600m，1600～-2296m等5個等級，通過統(tǒng)計分析，江油市內(nèi)滑坡主要發(fā)育高程在400～700m高程段，占滑坡總數(shù)的79.82％，滑坡災(zāi)害點密度最大，高達(dá)42.14個/100km2。由此可見，滑坡災(zāi)害的分布與第四系松散堆積物大量分布密不可分。

地貌也是滑坡災(zāi)害發(fā)育的主要內(nèi)因之一，滑坡在坡體上的運動方式以水平運動為主，水平位移大于垂直位移，因此，坡度在10°～30°的斜坡體上有利于滑坡的發(fā)育分布。根據(jù)統(tǒng)計分析，江油市的滑坡發(fā)生的斜坡坡度一般為10°～30°，以10°～20°斜坡最多，占總數(shù)的51.38%，20°～30°斜坡的滑坡災(zāi)害密度最大，高達(dá)65.07個/100km2，其次為10°～20°斜坡，災(zāi)害密度高達(dá)59.86個/100km2，可以發(fā)現(xiàn)雖然20°～30°間發(fā)育的滑坡數(shù)量較少，但其災(zāi)害密度卻很大，說明20°～30°斜坡坡度是非常利于滑坡的發(fā)育。主要原因為斜坡坡度小，勢能較小，不易發(fā)生滑坡，而斜坡坡度大，形成陡坡以后，滑坡即轉(zhuǎn)化為崩塌，故滑坡坡度主要分布在10°～30°范圍內(nèi)。

圖4 滑坡與各影響因子的統(tǒng)計關(guān)系

根據(jù)江油市數(shù)字高程模型DEM可以直接提取江油市斜坡剖面曲率，其值域為-8.7674～10，將剖面曲率大于0.5的斜坡定義為凸形坡；小于-0.5的斜坡定義為凹形坡；其值介于-0.5～0.5之間的斜坡定義為平直形坡。江油市滑坡主要分布在凹形、凸形斜坡中，有146個滑坡災(zāi)害點分布在凹形坡中，約占滑坡總數(shù)的18.30%，點密度達(dá)到57.64個/100km2，有367個滑坡災(zāi)害點分布在凸形坡中，約占滑坡總數(shù)的45.99%，點密度達(dá)到53.03個/100km2，因此，凹形、凸形斜坡是滑坡災(zāi)害的高易發(fā)區(qū)。

根據(jù)江油市踏勘資料收集，利用詳查產(chǎn)狀數(shù)據(jù)，將研究區(qū)劃分為順向坡、斜向坡、橫向坡、逆向坡和松散堆積層土質(zhì)斜坡五大類，斜坡穩(wěn)定性由小到大一般為：松散土體斜坡＜順向斜坡＜順斜向坡＜逆向斜坡＜逆斜向坡＜橫向斜坡＜塊狀巖體斜坡。江油市滑坡在各種斜坡結(jié)構(gòu)類型中均有分布，分布最少的為逆向斜坡，分布最多的是斜交坡，滑坡數(shù)量220處，點密度最大是順向斜坡，災(zāi)害密度高達(dá)39.85個/100km2，其次為松散堆積層土質(zhì)斜坡，災(zāi)害密度達(dá)31.16個/100km2?？梢?，滑坡在順向坡和松散堆積層土質(zhì)斜坡優(yōu)勢發(fā)育。

為進(jìn)一步研究構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害分布的關(guān)系，將研究區(qū)分為距斷層距離0～500m，500～1000m，1000～ 1500m，1500～2000m，>2000m等五個區(qū)間。通過分析看出，距構(gòu)造距離越近，發(fā)育災(zāi)害點的密度越高，其中距斷層距離0～500m區(qū)間，共發(fā)育172處滑坡災(zāi)害點，點密度高達(dá)37.10個/100km2。由此可見，地質(zhì)構(gòu)造對其控制作用較明顯，構(gòu)造附近形成高陡邊坡，崩滑堆積體受后期因素影響發(fā)生變形破壞，故區(qū)內(nèi)滑坡在主要構(gòu)造帶內(nèi)呈帶狀密集分布。同時，在構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育地帶，也為地下水交替強烈地帶，特別是在地下水排泄帶，動水壓力對滑坡的發(fā)生起到積極的作用。

降雨是滑坡形成的主要誘發(fā)因素，江油市的滑坡多屬暴雨型滑坡。降雨不僅增加土體自重，增大下滑推力，還轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵滤?，產(chǎn)生滲透力、揚壓力，軟化、潤滑滑動面，對松散土體斜坡的穩(wěn)定性極為不利。通過收集資料，將江油市降雨量分為800～900mm、900～1000mm、1000～1100mm、1100～1200mm、1200～1300mm五個區(qū)間等級，通過統(tǒng)計江油市年平均降雨量與滑坡地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量，江油市滑坡存在跟降雨量負(fù)相關(guān)的趨勢，降雨量最小的800～900mm區(qū)間，發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害點密度最大，達(dá)到68.88個/100km2，而降雨量最大的1200～1300mm區(qū)間，發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害點密度最小，為19.79個/100km2，其主要原因為江油市滑坡災(zāi)害為地形地貌、人類工程活動、巖土體類型多種因素耦合作用的結(jié)果，江油市西部以及北部龍門山區(qū)域，雖然降雨量最大，但人類工程活動不強烈，發(fā)育地層巖組主要為堅硬的碳酸鹽巖組，覆蓋層較薄，不具備發(fā)生滑坡條件；而降雨最小的區(qū)域位于江油市東南部的方水-龍鳳鎮(zhèn)一帶，該區(qū)域人類工程活動強烈，滑坡災(zāi)害相對發(fā)育。

3 結(jié)論

（1）江油市發(fā)育滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等四種地質(zhì)災(zāi)害類型共計985處，其中滑坡798處，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的81.02%，是區(qū)內(nèi)主要的地質(zhì)災(zāi)害類型。區(qū)內(nèi)災(zāi)害規(guī)模類型以小型土質(zhì)滑坡為主。

（2）利用ArcGIS提取高程、坡度、坡型、坡體結(jié)構(gòu)、年均降雨量和距斷層距離等滑坡重要影響因子，統(tǒng)計分析結(jié)果表明，江油市內(nèi)滑坡主要發(fā)育在400～700m高程段、斜坡坡度一般為10°～30°、凹形和凸形斜坡、順向坡和松散堆積層土質(zhì)斜坡、距斷層距離0～500m區(qū)間、降雨量800～900mm的范圍內(nèi)。

（3）建議根據(jù)滑坡空間分布規(guī)律對居民點、交通干線、工廠等周邊區(qū)域，對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效的工程治理、監(jiān)測及風(fēng)險管控。

梁靖, 裴向軍, 溫勇, 等. 2019. 2017年九寨溝地震地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律研究[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報, 28(05): 181-188.

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Study on the Spatial Distribution Characteristics of Landslide Disasters in Jiangyou City, Sichuan Province

CHEN Yu-long1YANG Hui-Jie1Dong Yuan1,2

(1-Sichuan Water Resources and Hydroelectric Investigation & Design Institute, SWHI, Chengdu, Sichuan 610015；2-Sichuan Water Conservancy Development Group Co., Ltd, Chengdu, Sichuan 610094)

Taking Jiangyou City of Sichuan Province as the study area, this paper obtained 985 geological disasters according to the field investigation, emergency investigation, planning report and database of geological disasters, mainly including landslide, collapse, debris flow and ground collapse, among which 798 landslides, accounting for 81.02% of the total geological disasters. The relationship between the number of landslides, point density and other important factors influencing landslides, such as elevation, slope, slope type, slope structure, annual rainfall and distance from the fault, were analyzed statistically. The research results can provide theoretical basis for the prediction of the danger scope and the division of key prevention areas.

Jiangyou city; geohazards; influencing factor; distribution characteristics; GIS

P642.22

A

1006-0995（2022）04-0634-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.018

2021-12-01

陳玉龍(1989—)，男，四川簡陽人，助理工程師，現(xiàn)主要從地質(zhì)勘測工作