文縣8.12特大群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害破壞方式研究

樊小鵬，胥斌輝，王星天

（甘肅工程地質(zhì)研究院，甘肅 蘭州 730000）

文縣位于甘肅省南部，屬甘、陜、川三省交界地區(qū)。區(qū)內(nèi)山大溝深，地形落差大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，巖土體破碎，暴雨較為頻繁，地質(zhì)災(zāi)害極為發(fā)育，是甘肅省滑坡、崩塌、泥石流嚴(yán)重發(fā)育區(qū)之一。

區(qū)內(nèi)多年平均降水量在450～850 mm，降雨在年內(nèi)分配不均，冬季少雨，平均降水量?jī)H4.8 mm，占全年降水量的1.1%；夏秋多雨，平均降水量達(dá)337.6 mm，占全年降水量的76.2%，而以7月為多，其降水量占全年降水量的21%，最長(zhǎng)連續(xù)降水日數(shù)為12 d（1976年8月20～8月30日），連續(xù)降雨日數(shù)平均值為7.6 d。2020年根據(jù)隴南市氣象部門(mén)408 個(gè)監(jiān)測(cè)站（國(guó)家級(jí)觀測(cè)站9 個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)觀測(cè)站399 個(gè)）8月1日～17日統(tǒng)計(jì)，文縣口頭壩站日降水量188.4 mm，文縣碧口站日降水量139.1 mm，1 h 最大降雨量73 mm，10 min 最大降雨量30 mm。半個(gè)多月累計(jì)降水量最大在文縣碧口站，達(dá)到569.1 mm。

文縣地震頻發(fā)，尤其是2008年汶川地震致使當(dāng)?shù)厥転?zāi)嚴(yán)重，加之余震對(duì)當(dāng)?shù)赜绊?，居民生命?cái)產(chǎn)遭受巨大損失。據(jù)省核查組確定，文縣全境因地震死亡111人，受傷1 454人，其中重傷120人，且造成巨大直接經(jīng)濟(jì)損失。2017年九寨溝地震震中距文縣85 km，縣城震感強(qiáng)烈，與九寨溝縣臨近的文縣石雞壩鎮(zhèn)、石坊鎮(zhèn)、鐵樓藏族鄉(xiāng)、中寨鎮(zhèn)及堡子壩鎮(zhèn)位于地震Ⅵ度烈度區(qū)，該次地震直接造成的損失有限，但是與隨后而來(lái)的強(qiáng)降雨共同作用引發(fā)區(qū)內(nèi)多處泥石流地質(zhì)災(zāi)害，卻造成較大損失。頻繁的地震作為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)形式，嚴(yán)重影響斜坡穩(wěn)定性、破壞斜坡巖體結(jié)構(gòu)，是造成文縣境內(nèi)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害最主要的因素之一［1-4］。

近年來(lái)，地震及極端天氣事件頻發(fā)，引發(fā)區(qū)內(nèi)多處地質(zhì)災(zāi)害，造成較大損失［5-7］。尤其是2020年8月12日以來(lái)的連續(xù)強(qiáng)降雨引發(fā)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害密集爆發(fā)，對(duì)區(qū)內(nèi)人員及財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。隨著城鎮(zhèn)化速度明顯加快，城區(qū)的建設(shè)也引發(fā)了區(qū)內(nèi)多處地質(zhì)災(zāi)害，短時(shí)較為集中的降雨、地震等活動(dòng)也影響了區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，多次導(dǎo)致文縣境內(nèi)發(fā)生了不同程度的地質(zhì)災(zāi)害，人民生命、財(cái)產(chǎn)受到不同程度的損毀，部分地質(zhì)災(zāi)害處在爆發(fā)的邊緣。城市地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究方向也成為政府重點(diǎn)關(guān)注方向，因此，文章對(duì)于文縣“8.12 特大群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害”災(zāi)情的調(diào)查總結(jié)，在地質(zhì)災(zāi)害早期識(shí)別、形成機(jī)理和規(guī)律認(rèn)識(shí)方面可以作為補(bǔ)充認(rèn)識(shí)，總結(jié)區(qū)內(nèi)成災(zāi)模式，提出綜合防治、管理對(duì)策建議，為文縣防災(zāi)減災(zāi)管理、處置提供基礎(chǔ)依據(jù)，現(xiàn)實(shí)意義重大。

1 文縣8.12地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情概況

根據(jù)2020年文縣全境進(jìn)行的1∶50 000地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查，結(jié)合實(shí)地調(diào)查對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情事件進(jìn)行梳理，依據(jù)《國(guó)家突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共梳理出398起地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情事件，各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害事件轉(zhuǎn)移受災(zāi)群眾4 273人，直接造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3.579億元。

2 災(zāi)情分析

2.1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類(lèi)型

根據(jù)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型及數(shù)量的統(tǒng)計(jì)可以看出災(zāi)害類(lèi)型主要以滑坡為主，泥石流次之；其規(guī)模等級(jí)以中小型居多，且崩塌地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模等級(jí)基本為小型（見(jiàn)表1、圖1）。這與區(qū)內(nèi)地貌及成災(zāi)原因相關(guān)，區(qū)內(nèi)以山地為主，在強(qiáng)降雨引發(fā)下以黃土、殘坡積層為主的區(qū)域容易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)內(nèi)崩塌地質(zhì)災(zāi)害多由切坡建房及修路引發(fā)，一般情況下規(guī)模等級(jí)較小，而滑坡、崩塌災(zāi)害為泥石流提供了豐富的物源，在暴雨引發(fā)下形成數(shù)量較多的泥石流，這種降雨——滑坡、崩塌——泥石流的鏈?zhǔn)綖?zāi)害是區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的顯著特征。

表1 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模統(tǒng)計(jì)一覽表單位：次

圖1 地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模統(tǒng)計(jì)柱狀圖

2.2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

（1）地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多、密度大，規(guī)模以中小型為主；誘發(fā)因素主要為地震、降雨，地質(zhì)災(zāi)害以滑坡、崩塌——泥石流災(zāi)害鏈為主。

（2）斜坡類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害主要分布于縣境人類(lèi)工程活動(dòng)頻繁區(qū)域、道路沿線與白龍江、白水江及其支流兩岸地帶，受人類(lèi)削坡建房、修路等影響較大。

（3）斜坡類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害在特定的巖土體中分布。調(diào)查區(qū)境內(nèi)滑坡、崩塌分布區(qū)表層大面積覆蓋第四系堆積層，該類(lèi)土體是發(fā)生滑坡、崩塌的多發(fā)地層。其下部以變質(zhì)巖為主，構(gòu)成山體基座，該類(lèi)巖體遇水易軟化崩解。區(qū)內(nèi)分布地層軟硬相間，地形切割強(qiáng)烈，加上暴雨頻發(fā)和強(qiáng)度較大，致使區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育。

（4）根據(jù)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查訪問(wèn)結(jié)果進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)年份具有一定周期性，與降雨周期性變化基本一致，特別是泥石流災(zāi)害發(fā)生特征更明顯。據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)較大溝谷每隔一段時(shí)間即發(fā)生較大規(guī)模泥石流，1956年以來(lái)發(fā)生比較嚴(yán)重泥石流災(zāi)害的年份多出現(xiàn)在1956～1958年、1964～1966年、1974～1976年、1982～1985年、1990～1993年、1997～1999年，2008～2010年，2017～2020年，而地域不同，其發(fā)生時(shí)間有一定差異，但總趨勢(shì)與降雨周期性變化接近。

（5）區(qū)內(nèi)泥石流沿河谷兩岸呈條帶狀集中分布。于泥石流災(zāi)害成災(zāi)范圍主要為堆積區(qū)，而主河流與支溝交匯處即為支溝的堆積區(qū)，同時(shí)這些地區(qū)也是人類(lèi)工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)集中區(qū)，故泥石流災(zāi)害大多沿白龍江、白水江及主要支流等呈條帶狀分布。區(qū)內(nèi)泥石流的分布與人類(lèi)工程活動(dòng)的趨向密切相關(guān)。泥石流形成的扇形地為主要的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū)之一。區(qū)內(nèi)人類(lèi)工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)主要沿河谷階地地帶進(jìn)行，由于山區(qū)土地資源稀少，而泥石流扇形地地形較緩，集中沿河谷分布，交通便利，生活生產(chǎn)條件較好，加之泥石流的發(fā)生具周期性，在間歇期人們放松了警覺(jué)，大量利用尚有危險(xiǎn)性的泥石流扇形地，甚至擠占泥石流溝的行洪通道，使人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)常沿地質(zhì)災(zāi)害的集中分布區(qū)進(jìn)行。因此人口密集、人類(lèi)工程活動(dòng)強(qiáng)度大的河谷地段，也是泥石流的密集分布地段，而且隨著人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的擴(kuò)展，泥石流的分布區(qū)域也呈擴(kuò)展之勢(shì)。如關(guān)家溝和東風(fēng)溝，受礦山開(kāi)采露天剝離地表巖土體，破壞植被，大量的采礦棄渣沿溝腦及溝道堆積，使得上述溝谷存在較大的泥石流災(zāi)害隱患。

（6）反復(fù)性特征。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)泥石流、滑坡、崩塌災(zāi)害都不同程度的表現(xiàn)出反復(fù)性活動(dòng)特征，其中尤以泥石流最為明顯。泥石流活動(dòng)周期與降雨周期完全保持一致，凡區(qū)內(nèi)較大的泥石流溝，均存在很大的反復(fù)性，滑坡、崩塌發(fā)生的反復(fù)性雖然沒(méi)有泥石流明顯，強(qiáng)降雨過(guò)程往往誘發(fā)一定區(qū)段內(nèi)小型滑坡和崩塌的反復(fù)性發(fā)生，而長(zhǎng)時(shí)間的降雨過(guò)程則更容易誘發(fā)大型滑坡的蠕滑變形或局部破壞。

（7）本區(qū)現(xiàn)處于活動(dòng)狀態(tài)的滑坡多屬低速間歇型，一般不會(huì)直接造成人員傷亡。而泥石流、崩塌災(zāi)害則不同，其突發(fā)性很強(qiáng)，人員及財(cái)產(chǎn)往往來(lái)不及撤離，易造成災(zāi)害。特別是區(qū)內(nèi)的暴雨多集中于傍晚或午夜，因而使得泥石流暴發(fā)時(shí)往往難以預(yù)防，因而更增加了災(zāi)害的突然性，增加了防治地質(zhì)災(zāi)害的難度。

2.3 災(zāi)情及破壞模式分析

根據(jù)對(duì)災(zāi)情的統(tǒng)計(jì)可以看出以中小型居多，且崩塌地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情等級(jí)全部為小型，而區(qū)內(nèi)災(zāi)情等級(jí)為中型、大型災(zāi)情以滑坡、泥石流為主，特大型的災(zāi)情主要為泥石流（見(jiàn)表2、圖2）。區(qū)內(nèi)斜坡類(lèi)災(zāi)害多發(fā)，但是造成的災(zāi)情多以中小型為主，這是由于災(zāi)害本身規(guī)模較小，多發(fā)生在居民區(qū)房屋后及削坡修路形成的陡直邊坡地帶，特大型災(zāi)情主要受泥石流影響，這與區(qū)內(nèi)狹窄的地形相關(guān)，居民區(qū)多集中于河流階地及泥石流堆積扇，因此泥石流對(duì)于區(qū)內(nèi)居民的影響是最為嚴(yán)重的。

表2 地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情規(guī)模統(tǒng)計(jì)一覽表 單位：次

圖2 地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情統(tǒng)計(jì)柱狀圖

根據(jù)上述分析可以得出區(qū)內(nèi)危害大的地質(zhì)災(zāi)害主要為泥石流、滑坡，崩塌次之，以下將對(duì)不同類(lèi)型災(zāi)害的成災(zāi)模式進(jìn)行分析。

2.3.1 滑坡

根據(jù)災(zāi)情數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑坡地質(zhì)災(zāi)害在區(qū)內(nèi)分布較廣，其成災(zāi)條件及成災(zāi)過(guò)程分析如下。

（1）成災(zāi)體分布：由于區(qū)內(nèi)土地資源受地形地貌限制較大，城鎮(zhèn)多建于河谷，村莊多位于山體坡腳，工廠建于斜坡中部。

（2）地形地貌：根據(jù)對(duì)區(qū)內(nèi)254 處滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，滑坡多位于構(gòu)造—侵蝕中山地貌，高差多介于20～50 m，坡度多介于20°～40°，坡體受人為改造強(qiáng)烈。

（3）巖土體特征：根據(jù)已有災(zāi)情資料的分析，區(qū)內(nèi)滑坡均為土質(zhì)滑坡，斜坡結(jié)構(gòu)均為土——巖結(jié)構(gòu)。

（4）降雨及地震：土——巖結(jié)構(gòu)的斜坡利于雨水下滲，下伏基巖為天然隔水層，而其對(duì)于接觸面巖土體物理特性的改變使得其易于滑動(dòng)。地震破壞巖土體受力平衡狀態(tài)，影響斜坡穩(wěn)定性。

通過(guò)上述分析可以看出滑坡災(zāi)害受人類(lèi)工程活動(dòng)改造，在降雨、地震的誘發(fā)之下發(fā)生，而成災(zāi)體多位于滑坡體上部或坡腳處，滑坡主要對(duì)區(qū)內(nèi)農(nóng)田、房屋、道路造成危害，分布于坡體中部、頂部的則產(chǎn)生裂縫，主要以拉裂破壞為主，成災(zāi)體分布于坡腳的則以沖擊、掩埋的方式造成破壞。在文縣，滑坡的成災(zāi)模式還有可能為堵塞溝道，例如發(fā)生于橋頭鎮(zhèn)燕兒溝下游的扎河村滑坡［8-10］。

2.3.2 崩塌（潛在崩塌）

（1）成災(zāi)體分布：崩塌在區(qū)內(nèi)主要威脅坡腳，其成災(zāi)對(duì)象多為公路及居民點(diǎn)。

（2）地形地貌：對(duì)區(qū)內(nèi)崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)高程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其高差多介于0～50 m，坡度多在50°以上，坡體受人為改造多為直線狀。

（3）巖土體特征：根據(jù)已有災(zāi)情資料的分析，區(qū)內(nèi)崩塌多為巖——土復(fù)合型崩塌。

（4）降雨及地震：降雨及地震直接改變巖土力學(xué)性質(zhì)，地震破壞巖土體受力平衡狀態(tài)，影響斜坡穩(wěn)定性。

區(qū)內(nèi)崩塌多發(fā)生在削坡建房修路的高陡邊坡，其形成機(jī)制主要因人工切坡、擾動(dòng)，在地能或爆破震動(dòng)、降水等外因引發(fā)之下，導(dǎo)致上部危巖體突然脫離其附存斜坡，進(jìn)而威脅坡腳居民區(qū)、公路等，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，區(qū)內(nèi)崩塌多為修路引發(fā)，建房次之，破壞方式為沖擊、壓埋［11］。

2.3.3 泥石流

文縣泥石流類(lèi)型均為暴雨型，暴雨具有局域性、高強(qiáng)度的特征，由于區(qū)內(nèi)中、小型滑坡、崩塌較發(fā)育，具備大量泥石流物源，當(dāng)降雨指標(biāo)均超過(guò)了泥石流形成的最小雨量，就會(huì)爆發(fā)泥石流，對(duì)溝道內(nèi)及溝口處居民生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。2020年“8.12暴洪”引發(fā)區(qū)內(nèi)多處泥石流災(zāi)害，文縣城關(guān)鎮(zhèn)、石雞壩鎮(zhèn)、中寨鎮(zhèn)等一帶泥石流災(zāi)害尤為嚴(yán)重，大多數(shù)以淹沒(méi)溝口農(nóng)田、沖毀建筑為主要的的危害方式，石雞壩鎮(zhèn)的水磨溝泥石流較為特殊，該泥石流堆積物沖出溝道以后沿溝口溝道順流而下匯入白水江，局部堵塞白水江，使得白水江上游水位上漲，對(duì)位于其北側(cè)河道的居民間接地造成巨大財(cái)產(chǎn)損失［12-13］。

3 結(jié)論

（1）文縣8.12 暴洪引發(fā)災(zāi)害以滑坡、泥石流居多，崩塌次之，規(guī)模多為中小型；

（2）各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害中泥石流造成的損失最大，其次為滑坡、崩塌；

（3）滑坡主要對(duì)區(qū)內(nèi)農(nóng)田、房屋、道路造成危害，分布于坡體中部、頂部的則產(chǎn)生裂縫，主要以拉裂破壞為主，成災(zāi)體分布于坡腳的則以沖擊、掩埋的方式造成破壞。在文縣，滑坡的成災(zāi)模式還有可能堵塞溝道。

（4）崩塌主要因后期人工切坡、擾動(dòng)，在地能或爆破震動(dòng)、降水等外因引發(fā)之下，導(dǎo)致上部危巖體突然脫離其附存斜坡，對(duì)坡腳處人員及財(cái)產(chǎn)造成損害，區(qū)內(nèi)崩塌多為修路引發(fā)，建房次之，破壞方式為沖擊、壓埋。

（5）泥石流主要由暴雨攜帶溝道內(nèi)泥沙下泄對(duì)溝口居民區(qū)造成嚴(yán)重危害，危害方式為沖擊、掩埋，亦有可能堵江。