浙江省小流域降雨型滑坡特点及机理研究

郭俊英，朱红雷

（1.浙江农林大学土木工程系，浙江 杭州 311300；2.浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002）

1 问题的提出

浙江省是一个 “七山一水二分田”的山区省份，全省集雨面积在20～100km2的小流域有2000余条。由于独特的地理位置，复杂的地质、地形和气候背景，浙江省成为中国降雨型滑坡最频发的地区之一。浙江人口密度大，房屋、道路等建筑设施密集，每年雨季频繁发生的滑坡 （泥石流）对公众生命财产安全和经济建设带来的危害十分严重。据记载在所发生的滑坡 （含泥石流和崩塌）中，土体（包括碎屑）滑坡占总数的74.6% （见图1）；对各种因素引发滑坡的频度统计 （见图2）可知，由降雨引发的滑坡占了滑坡总数的82.4%，表明在浙江省滑坡的诱发因素主要是降雨，说明研究降雨诱发滑坡机制具有重要意义［1］。

图1 浙江省滑坡类型分布图

图2 浙江省不同因素引发滑坡的频度分布图

2 浙江省降雨型滑坡发育特征

浙江省小流域降雨型滑坡的分布，受降水形态、地层岩性、地形地貌、地质构造的控制和制约，尤其是受降水及地形地貌的控制作用明显，降雨型滑坡的发育特征呈现出一定的空间及时间分布规律。

2.1 空间分布规律

在浙江省11个地级市中，有历史滑坡分布的有8个，主要集中在温州、金华、丽水和杭州4个地级市，这4个地级市滑坡分布数量占滑坡总数量的90%左右。

降雨型滑坡在浙江省各大水系的分布，呈现较为明显的不均匀性 （见图3），主要集中在钱塘江水系和瓯江水系，其中钱塘江水系滑坡条数最多，瓯江水系次之。但是，在滑坡分布密度方面，瓯江水系密度最大，飞云江水系次之，通常分布于水系的上游源头区域，靠近下游干流逐渐减少。

2.2 时间分布规律

浙江省受梅雨、台风交替变化的降雨形态的控制，图4为浙江省历史滑坡发生月份统计图。在6、7、8、9四个月发生的滑坡的占滑坡总数的95.4%，具有绝对优势。6、7月为梅雨期峰值，占27%；8、9月为台风期峰值，占68%。发生月份最多的为8月，其次为9月份［2］。

图3 降雨型滑坡在浙江省各大水系的分布图

3 降雨型滑坡形成机理

当降雨渗入坡体后，土体中基质吸力减小甚至完全丧失，孔隙水压力随之升高，从而造成土体抗剪强度降低，土体的变形将逐渐增大［3］。随着孔隙水压力的进一步增加，基岩面附近局部土体出现剪胀，土体孔隙比增大，孔隙水压力降低；随着暴雨及地表径流的入渗，土体中的孔隙水压力恢复并增加，土体发生剪胀破坏，出现张、剪裂隙，并使土体中原有的垂直裂隙、虫孔等扩大、扩展。当入渗雨量足以使剪胀或剪胀破坏土体中孔隙水压力恢复时，斜坡土体继续变形。暴雨入渗使裂隙饱水，裂隙中的水分进一步向破坏土体快速入渗，土体剪胀破坏区扩展；随着土体应变的进一步增大，土体开始出现应变软化，在应变软化过程中，破坏土体中孔隙水压力增加，甚至部分土体出现液化现象，致使土体中剪应力集中并转移到相邻未被破坏的土体上，使其所受剪应力增加并超过其抗剪强度而破坏，进一步扩展就使破坏面贯通，土体从源地滑出形成降雨型滑坡。

浙江省地层主要分为以沉积岩为主和以火山岩为主2大地层区，各区的地质环境条件决定其形成机理有所差别。主要从浙江省特殊的地质环境入手，从不同区块地质体在降雨作用下产生滑坡的机理进行分析。

3.1 浙西北软硬相间沉积岩滑坡

浙西北沉积碎屑岩和碳酸盐岩分布广泛，岩石岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩和碳酸盐岩等，岩石多呈块状、碎裂状结构，裂隙发育，岩层软硬相间，岩层厚薄不等，岩石的完整性和抗风化能力差异大，力学强度差异较大，物理和化学风化作用强烈，导致岩体易崩解，形成块石、碎石和砾砂，形成一定厚度的残坡积层。岩石岩性导致该区滑坡以小型残坡积层土质滑坡和岩质滑坡为主，而且由于相同的地质构造，相同的地层岩性条件，适宜的陡峻的坡体地形等相同的触发因素，往往使崩塌与滑坡相伴而生，相互诱发和转化，或者出现岩土体的重力运动形式介于崩塌式运动和滑坡式运动之间的情况，形成滑坡式崩塌或崩塌型滑坡。

其基本原理是雨水渗透使残坡积层含水基本达到饱和，岩土侵蚀软化，抗剪强度迅速降低，增大坡体的自重、静水压力和动水压力，由于雨水沿岩石薄弱带或裂隙下渗，对裂缝两侧壁产生较大的侧向压力，使滑坡迅速启动。

3.2 浙东南火山岩风化残坡积浅层滑坡

浙东南地区火山岩广泛分布，残坡积厚度一般在1～5 m，残坡积土和风化火山岩的渗透性和储水能力较下层基岩好，在一定的降雨情况下，很容易达到自身的储水能力而饱和，从而造成基质吸力的完全破坏，同时加快孔隙水压力的降雨响应时间和在一定程度上增大孔隙水压力［4］。

在较强的降雨情况下，基质吸力的破坏速度趋于加快，风化残积层和坡积层内部残余的软弱夹层以及下伏的中等和轻微风化层经常构成滑动面，深度一般不超过2m。当雨强达到一定程度，基质吸力迅速受到破坏，便形成浅层滑坡。

4 小流域内降雨型滑坡成灾特点

由于浙江省特殊的物源条件、降雨条件和地形条件，有其独特的形成机理和成灾特点，主要表现为台风暴雨诱因显著、突发性和破坏力强等特征。

4.1 台风暴雨诱发因素明显

浙江省近年来降雨型滑坡次数趋多，且灾情趋重，这与近年来影响浙江省的台风暴雨强度大有密切的关系。据不完全统计，截止2012年底，发生在7—9月台风期的降雨型滑坡地质灾害占统计降雨型滑坡总数约85%左右，其中，2004—2007年由于台风引发的降雨型滑坡占所有台风引发的降雨型滑坡的83%左右。因此，浙江省降雨型滑坡受台风暴雨诱发原因显著，主要受台风暴雨在时间及空间分布上的集中性所控制。台风降雨强度时段集中，暴雨强度大，持续时间为几小时至几天，台风中心经过的地区常有大暴雨或特大暴雨，持续降雨使松散体水饱和，而集中强降雨往往破坏了松散体的临界状态，极易引发降雨型滑坡地质灾害 （见图5和表1）［2］。

4.2 降雨型滑坡具有突发性

降雨型滑坡具有突发性，一方面是客观上受突发降水的控制，尤其受梅雨、台风雨影响下的大暴雨、特大暴雨等极端降水的控制，短历时暴雨强度大，使降雨型滑坡暴发突然，往往在短时间内便形成巨大的灾害 （见图6）。另一方面，由于流域内植被较好，一些滑坡发生前的征兆难以发现或本身征兆不明显，使小型滑坡、崩塌等灾害具有极强的隐蔽性，而且区内降雨频繁，历史上大暴雨常有，但未发生过滑坡类灾害，没考虑到滑坡的潜在危害，这种无意识间发生的灾害往往在主观上有突如其来的感觉，因此，在人们看来，滑坡似乎在没有任何征兆的情况下暴发。

图4 浙江省历史降雨型滑坡发生月份分布图

图5 浙江省历年大降雨及引发的滑坡数量统计图

表1 浙江省历年来较大降雨引发的滑坡次数统计表

图6 引发滑坡的降雨强度—历时关系图

4.3 破坏性强、损失大

降雨型滑坡的结果往往是破坏性强，损失大。

（1）当地居民对滑坡灾害的防范意识淡漠，在危险区建房，岸坡耕种，挤占河道等，这种隐蔽性滑坡往往能突如其来地造成更大灾难性后果。如表1中1996年8号台风造成的损失。

（2）降雨型滑坡多发是造成灾害损失大的另一个原因。如果救灾防御体系不完善，集中暴发的滑坡，往往使应急救灾顾此失彼，本应能减小灾害损失的却没有达到效果。如表1中2004年 “云娜”和2005年 “泰利”台风引起的群发性滑坡造成的损失。

（3）突发性及夜发性往往使人们来不及防范，造成更大的灾害损失。当夜间或凌晨暴发滑坡时，人们都在屋内休息，对外界信息的感知力降低，反应迟钝，因此夜间暴发的滑坡往往比白天造成更大人员伤亡。如表1中2004年“云娜”和2006年 “桑美”台风引起的滑坡都是凌晨发生，损失惨重。

5 结 语

（1）降雨型滑坡空间分布主要集中在钱塘江水系和瓯江水系，通常分布于水系的上游源头区域，靠近下游干流逐渐减少；时间分布上主要集中在6、7、8、9四个月内。

（2）浙江省小流域降雨型滑坡的机理，以不同的地质环境条件区别开来。浙西北软硬相间沉积岩滑坡是雨水渗透使残坡积层含水基本达到饱和，岩土侵蚀软化，抗剪强度迅速降低，增大坡体的自重、静水压力和动水压力，使滑坡迅速启动；浙东南火山岩风化残坡积浅层滑坡，在强的降雨情况下，基质吸力的破坏速度趋于加快，风化残积层和坡积层内部残余的软弱夹层以及下伏的中等和轻微风化层经常构成滑动面，当雨强达到一定程度时，基质吸力迅速受到破坏，浅层滑坡便形成。

（3）成灾特点主要表现为台风暴雨诱因显著、突发性和破坏力强等特征。

［1］李长江，麻土华，朱兴盛.降雨型滑坡预报的理论、方法及应用 ［M］.北京：地质出版社，2008：126－132.

［2］麻土华，孙乐玲，李炜，等.浙江滑坡类型、成因和环境控制因素与影响因素 ［J］.中国地质灾害与防治学报 ，2010，21（3）：17－23.

［3］谢守益，徐卫亚.降雨诱发滑坡机制研究 ［J］.武汉水利电力大学学报，1999，32 （1）：21－23.

［4］王深法，王援高，胡珍珍.浙江山地滑坡现状及其成因 ［J］.山地学报，2000，18 （4）：373－376.

［5］张业成，张梁.中国崩塌、滑坡、泥石流成灾特点与减灾对策［J］.地质灾害与环境保护，1994，5 （4）：48－51.