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云贵高原东部地区滑坡发育类型与时空分布特征——以江口县为例

2015-03-08张克亮

中国地质灾害与防治学报 2015年3期
关键词:江口县岩组降雨量

张克亮

(贵州省江口县国土资源局,贵州江口 554400)

0 引言

近年来,在冻雨、降雨、降雪等自然因素和工程活动人为因素作用下,地质灾害越来越频繁,尤其是人为不合理的工程活动直接或间接导致滑坡灾害的频繁发生,造成了巨大经济损失,严重威胁人民群众的生命财产安全,影响和制约了国民经济快速、健康发展和长远规划,所以对地质灾害隐患较多的地区进行有针对性的野外地质灾害隐患详细调查并对调查资料进行有针对性的分析整理,对政府制定地质灾害防治规划和实施地质灾害预警工程具有重要的理论与现实意义。

滑坡灾害因其规模较大、分布广泛、破坏程度最大以及难以准确预测预报等性质[1-3],在六类地质灾害中是人类关注和学者研究的重点。江口县88个地质灾害隐患点中,滑坡56个,占63.6%,本文就以江口县滑坡灾害为例,总结滑坡发育类型,分析滑坡分布规律,为地质灾害的防治提供参考,而且对于摸索云贵高原区地质灾害隐患详细调查方法与经验具有重要的意义。

1 地质环境概况

云贵高原发展到今天,实际上已经成为一个山地性的高原。江口县位于贵州省东部、武陵山脉主峰—凤凰山南东侧,处于云贵高原(东部)向两湖丘陵地(湘西)过渡的斜坡地带,是我国生态环境最为脆弱地区之一。境内多为山地,沿锦江及其支流可见地势平缓的谷地,山地和丘陵占土地面积的93%以上。总体地势北西高、南东低。岩溶发育,属典型的喀斯特地貌[4]。

县域西部为武陵山脉,主峰梵净山的最高点凤凰山,海拔2570 m,为黔东第一高峰;东北部桃映乡的矮埂为境内最低点,海拔275 m,相对高差2295 m,相对高差大,地形起伏大。

县境内地形可分为高中山、中山、低中山、低山地形,地貌类型按成因可分为溶蚀、溶蚀侵蚀和侵蚀剥蚀等次级地貌[5](图1)。

图1 江口县地貌分区图Fig.1 Geomorphological zoning map of Jiangkou county

2 主要地质环境问题

特殊的自然地理环境和复杂的地质构造背景,导致该地区存在独特的环境地质问题,如滑坡、崩塌、泥石流等。据2011年详查结果和近三年新发生地质灾害的统计,共造成32人死亡(其中滑坡造成4人死亡),2人受伤,毁坏房屋98间,造成直接经济损失累计达316.35万元。仍存在威胁的地质灾害隐患点共88处,其中滑坡56处、崩塌27处、泥石流5处。共威胁559户2619人,各类公路2570 m,威胁财产折合人民币约2540万元。

3 滑坡类型

江口县滑坡灾害具有点多面广、群发性、密集性和威胁对象重要等特点。将滑坡按物质组成及结构形式、滑坡体积、发生成因等因素进行分类。

3.1 按物质组成及结构形式分类

根据滑坡体物质组成及结构形式,将区内滑坡分为残坡积层滑坡和岩质顺层滑坡,其特征如下:

(1)残坡积层滑坡

由基岩风化壳、残坡积土等构成,通常为浅表层滑动。大多因河流侵蚀、大气降雨、人为建房切坡等引起,一般规模不大,以小-中型为主,该类滑坡在调查区分布较少,仅发现6处,占总数的10.7%。

(2)岩质顺层滑坡

由基岩构成,多形成于由软、半坚硬及软硬互层结构的顺向斜坡,多为层状-裂隙结构岩体,原生结构面为控滑结构面,以滑移拉裂为主,滑坡规模一般小-中型,该类滑坡在调查区内分布较广,共50处,占总数的89.3%。

3.2 按厚度及规模分类

按滑体的厚度和规模分类标准[6],江口县滑坡灾害中浅层滑坡(滑体厚度<10 m)、中层滑坡(滑体厚度10~25 m)和深层滑坡(滑体厚度25~50 m);小型滑坡(滑坡体积<10×104m3)、中型滑坡(10×104m3≤滑坡体积<100×104m3)和大型滑坡(滑体体积≥100×104m3)(表1)。从表1统计结果可见,江口县滑坡灾害以浅层、小型为主。

表1 滑坡厚度和规模分类统计表Table 1 Statistics of landslide classification by thickness and size

3.3 按成因分类

在56处滑坡中,按发生原因分以自然滑坡、工程滑坡,其统计见表2。从表2可以看出,江口县滑坡灾害以自然滑坡为主。

表2 滑坡成因分类统计表Table 2 Statistics of landslide classification by causes

总之,江口县境内的滑坡灾害是以岩质顺层滑坡、浅层滑坡、小型滑坡、自然滑坡和现代滑坡为主,工程滑坡也是重要类型。

4 滑坡时空分布特征

一般认为降雨,特别是暴雨是岩质滑坡的主要诱发因素[7-11]。对本区以往大型、特大型滑坡及滑坡泥流的实例分析,岩质滑坡一般发生在暴雨期间。

4.1 时间分布特征

江口县滑坡灾害在时间上的分布特征主要受年内月平均降雨量分布特征控制。

江口县降水量比较丰富,多年平均降水量1369.6 mm,平均降水日178天,雨季平均长达6个半月。降水量的年度变化为:高峰出现在4~6月,次峰出现在8~10月,雨季期间多年平均降雨量为1045 mm,其中,4~8月931.2 mm,分别占年降雨量的76%和68%。降雨量的年际变化也比较明显,最高年达1756 mm,最低年仅有900.1 mm,相差861.5 mm。

滑坡活动存在着一定的年内变化规律(图2)。像降雨量一样,在4~6月和8~10月形成滑坡活动的两个高发时段。多年4~6月共发生滑坡灾害23起,占滑坡总数的41.1%;8~10月共发生滑坡灾害17起,占滑坡总数的30.4%。可以看出,集中性的降雨对滑坡稳定性的影响是很不利的。此外,初春冻融作用也对滑坡稳定性造成一定影响。

图2 滑坡灾害年内变化折线图Fig.2 Variation line chart of landslide disasters in a year

4.2 空间分布特征

(1)平面和垂直分布与岩层坚硬程度有关

根据岩石的物理力学性质、岩性及组合关系,将江口县镜内岩层划分为四种工程地质岩组,分别为硬质岩类岩组、软硬相间岩类岩组、较坚硬变质岩组、软质岩类岩组(图3、表3)。

图3 工程岩组、滑坡及降雨分布图Fig.3 Distribution of engineering rock group,landslide and rainfall

表3 岩土体工程地质岩组分类表Table 3 Engineering geological classification of rock and soil

由滑坡灾害在平面上的分布(图3)可见,全县滑坡灾害在平面空间上的分布不均匀。结合江口县地层出露、地质构造条件、水文地质工程地质条件可以看出,滑坡灾害的分布与岩层坚硬程度对应关系密切,具体表现在:①岩质顺层滑坡均分布于工程地质条件较差的硬质岩夹软质岩或软硬岩互层类工程地质岩组、软质岩类工程地质岩组;②残坡积层滑坡全部分布在松散岩类工程地质岩组出露区(表4)。

(2)与地形地貌有明显的对应关系

结合图1和图3不难发现,江口县滑坡灾害主要分布在溶蚀侵蚀地貌单元内,约占滑坡总数的85%以上;其次在西南部侵蚀剥蚀地貌单元内,约占10%;溶蚀地貌单元内的滑坡数量仅占不到5%。

表4 江口县各地层发育的滑坡统计表Table 4 Statistics of landslides developed in every stratum in Jiangkou county

(3)与降雨在空间上的分布有关

江口县降雨量的地区分布为:南部及东南部地区降雨量较少,年均1100 mm;梵净山东侧太平乡等地,年均降雨量1500 mm以上。全县降雨量总体上有由南向北递增趋势(图3)。滑坡灾害分布总体趋势是由南向北递增,由西向东递增,这与降雨量变化趋势相同。并且在降雨量等高线1200 mm以低区域滑坡分布最少(除受人类影响最少的梵净山自然保护区以外)。

(4)与人类工程活动较密切

从分布特点来看,主要分布于居住人口集中、工程活动强烈的斜坡地带。人类工程活动主要表现为房屋建设和公路建设切坡。同样是碎屑岩出露区、岩层碎裂程度也大体相同,但县区东部人类活动频繁,地质灾害隐患分布较多,而自然环境良好、人类活动较少的北部地区滑坡灾害分布就少得多。在北部仅有的2处滑坡均由于近年来公路建设切坡引发。

4.3 时空分布特征

总之,江口县滑坡灾害分布特征,在时间上受年内季节性降雨控制,与降雨量在月份上的变化规律大体相同,即4~6月和8~10月是滑坡发生的高峰和次高峰期;在空间上受多因素控制,既受地形地貌、地层岩性(岩层的硬度和地层结构)等内因控制,又受到降雨量在空间上的分布和人类工程活动等外因影响,所以江口县滑坡灾害空间分布特征是多因素共同作用的结果。

5 防治对策

对江口县滑坡灾害分布特征分析可知,降雨及人类工程活动对区内滑坡多发、频发起着决定性作用,因此有效地控制诱发因素(外因)是减少滑坡灾害发生的最佳途径[12-14]。

5.1 避让

分为规划避让和搬迁避让。规划避让是在项目选址阶段,根据滑坡空间分布特点,对工程项目进行合理规划,统筹布局,尽量避开滑坡密集区。搬迁避让,对于地质条件较差的滑坡多发区,若居民较分散,可采取就近集中搬迁安置的方式,彻底摆脱地质灾害威胁。

5.2 工程治理

对于规模较大、危险性大、威胁城镇或居民集中区、社会影响较大、不宜实施搬迁安置的滑坡灾害,通过经济、技术对比,论证可行,可集中有限资金进行工程治理,如削坡或设置抗滑桩、挡墙、截、排水沟等。

5.3 群测群防

尤其是在滑坡多发地区及高发时段,提高群众认识,应加强监测力度。多个成功的地质灾害防治实例证明:增强全民地质灾害防灾意识,是防灾的最有效手段[15]。

6 结论

(1)研究区共发现56处滑坡,其类型主要为岩质顺层滑坡、浅层滑坡、小型滑坡、自然滑坡和现代滑坡。为后期滑坡的防治对策的制定提供了基础依据。

(2)对区内有时间记录的56处滑坡分布特征总结发现,江口县滑坡分布具有一定时间和空间的特征,其特征与地质环境条件及诱发因素有着密切的关系,空间分布特征是多因素共同作用的结果。这是一项重要发现,为该县滑坡预警系统的开发提供了理论依据,具有重要的理论意义。

(3)结合区内滑坡灾害时空分布特征提出因地制宜的防治对策,可辅助滑坡灾害防治决策的制定与实施,为区域防灾减灾服务。

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