阿勒泰地区布尔津县崩塌灾害现状及影响因素分析

师德扬,韩芳芳,吴 江,李 林,王慧慧

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉 831100）

1 概述

研究区位于阿尔泰山脉中段西部南麓，准噶尔盆地北缘，布尔津县下辖五乡两镇，分别为布尔津镇、冲乎尔镇、窝依莫克乡、杜来提乡、阔斯特克乡、也格孜托别乡、禾木哈纳斯蒙古族乡，共有74个行政村，7个社区。布尔津县是阿勒泰地区地质灾害多发县之一，据不完全统计，近十年来布尔津县已发生灾害点所造成的直接经济损失合计总额为852.257万元，均未造成人员伤亡，主要造成牲畜死亡、毁坏房屋、道路、耕地、草场、渠道损毁等。随着地质灾害点的发生，连续多年趋于稳定、部分灾害点已进行工程治理或威胁对象的灭失。经有关资料研究分析，布尔津县崩塌灾害是主要灾种，分析其现状及影响因素，为当地崩塌灾害的预警提供参考尤为重要。

2 地质环境概况

2.1 地形地貌

布尔津县地势由东北向西南倾斜，南北环山，东西开阔，北部山区阿尔泰山友谊峰为最高峰,海拔4374m，南部最高点科克逊山，海拔1594m，中部为冲洪积平原区呈带状横卧中间，形成一大槽，为海拔最低点，海拔450m。山地约占总面积的81.8%；平原占总面积的18.2%。根据地貌成因类型及形态特征，将地貌类型划分为冰蚀侵蚀褶皱断块山（包括高山区、高中山区、低中山区），构造剥蚀堆积块状隆起山（包括中低山区、低山丘陵区）及堆积平原（冲洪积平原）。

2.2 气象水文

研究区地处中纬度欧亚大陆腹地，属北温带大陆性气候。据相关资料，布尔津县多年平均气温5.2℃，多年最高气温36.5℃，多年最低气温-34.2℃，多年平均降水量280.8mm，平原区多年平均降水量167.9mm，山区多年平均降水量1065.4mm，每年汛期因融雪或强降雨引发的地质灾害占地质灾害总数的90%以上。

研究区内水文网较密集，2条较大的河流，分别为布尔津河和额尔齐斯河。布尔津河发源于阿尔泰山南麓，以友谊峰为源头，自北向南纵贯全县，至县城西汇入额尔齐斯河。额尔齐斯河自东向西横贯县境，穿越哈巴河县，流经哈萨克斯坦和俄罗斯，最终注入北冰洋。

2.3 地层岩性

研究区位于天山-兴安地槽系西北端，地处阿尔泰山西南麓和准噶尔盆地西北边缘，地质条件较为复杂。以地层出露情况来看，出露有上元古界只有震旦系哈巴河群，按岩性组合特征，划分为上、中、下3个亚群，其之间为连续沉积，地层普遍有片理化、千枚岩化浅变质现象，岩层较风化、破碎，易发生地质灾害。古生界有中上奥陶统布龙果尔组、下志留统白哈巴组、下泥盆统康布铁堡组、中泥盆统阿尔泰组、下石炭统别列则克组及恰其海组地层。新生界有古近系乌伦古河组（E）、新近系独山子组（N）等，山间洼地及河流两侧分布第四系堆积层发育。

2.4 地质构造

研究区属于天山-兴安地槽系西北端，中北部属阿勒泰地槽褶皱系，南部属准噶尔地槽褶皱系，中间以额尔齐斯大断裂为界。在早期构造运动的基础上，广泛地以脉动式差异升降运动为主，使山区强烈上升，沿断裂带构成多级夷平面；在平原地区形成河流阶地，使河流改道变形。地震烈度为Ⅵ-Ⅶ度，地壳稳定性稳定区—基本稳定区。

3 地质灾害类型及现状

3.1 地质灾害类型

通过地质环境基础调查统计核实、汇总，地质灾害类型以崩塌为主，泥石流次之，地面塌陷最少。通过对2006～2016年的数据统计分析，区内崩塌灾害点数由109处，增加到214处，平均每年增加10.5处。

3.2 崩塌灾害地域分布现状

研究区内山区地质灾害分布广泛，平原区地质灾害分布较少。通过对崩塌灾害点统计分析（见表1），高中山区分布崩塌灾害点10处，占总数的4.7%；低中山区分布崩塌灾害点156处，占总数的72.8%；低山丘陵区分布崩塌灾害点38处，占总数的17.8%；中低山区分布崩塌灾害点7处，占总数的3.3%；平原区分布崩塌灾害点3处,占总数的1.4%。综合分析低中山区、低山丘陵区分布崩塌灾害点所占比例较多，主要为夏秋两季牧场集中分布地，山体基岩裸露，小型构造异常，地层岩石强烈挤压破碎，构造裂隙及风化裂隙较为发育，特别是在切割强烈的沟谷两侧的陡峻山坡及由于人为在斜坡上修路而形成的过高、过陡的边坡上，崩塌灾害最为发育。

表1 崩塌灾害地域分布现状汇总表

4 影响因素分析

4.1 地貌形态

地形地貌控制着地质灾害的总体发育特征和分布规律，不同类型的地质灾害具有不同的地形地貌条件，而适合的地形是崩塌形成的必要条件，所以地形地貌是地质灾害发育的重要影响因素之一。

4.1.1 微地貌形态对地质灾害的影响

研究区内地形地貌条件对崩塌的影响主要体现在地形坡度上，崩塌灾害发生在坡度大于41°的斜坡上的比例较大，崩塌灾害的发生与地形坡度有着很大的相关性；经统计分析，多处崩塌的微地貌为陡坡或陡崖，也说明了在坡度较大的地形条件下易形成崩塌地质灾害。发生频数最大的是人类活动较为强烈的低中山区和低山丘陵区，该区域分布的公路及牧道沿线，形成崩塌及崩塌隐患灾害发生的可能性较大，且阳坡上的崩塌灾害比阴坡上要发育。

4.1.2 不同海拔高度上的分布规律

通过资料研究分析，发生频数最大的高程范围为1000～2500m占崩塌总数的73.8%，地貌上属低中山区；650～1000m占崩塌总数的17.8%，地貌上属低山丘陵区。调查过程中发现在低中山区和低山丘陵区人类活动较为强烈，多处崩塌发生的区域分布有公路及牧道沿线。各海拔高度崩塌灾害点分布情况见图1。

图1 崩塌地质灾害与海拔高度关系对比图

4.1.3 崩塌灾害分布与地形坡度的关系

通过对214处崩塌点进行统计分析（见图2），位于东南、南、西南阳坡上的崩塌灾害较位于西北、北、东北阴坡上的崩塌灾害数量多，其中阳坡为125处，占崩塌总数的58.4%；阴坡为89处，占崩塌总数的41.6%。由此可知，崩塌灾害多发于陡坡、陡崖地貌，加之阳坡比阴坡受日照时间长，太阳辐射强烈，气温与土温较高，温度日差较大，导致岩土体风化剥蚀强烈易形成崩塌灾害。

图2 崩塌灾害与地形坡向关系对比图

4.2 地质环境

4.2.1 地层岩性

研究区发育崩塌地质灾害214处，其中岩质崩塌191处，占崩塌总数的89.25%；土质崩塌23处，占崩塌总数的10.75%。岩质崩塌多发生在基岩裸露山区，地层岩性主要为砂岩、花岗岩等硬质岩地层（见表2）。斜坡基岩结构面发育，风化破碎，形成碎石、块石，沿坡体崩落，堆于坡脚或形成倒石锥，继而形成崩塌。该类地层多风化强烈，裂隙发育，风化裂隙明显，常形成陡崖、陡坡地貌，岩体因人为切坡或风化、构造作用等形成张性裂隙，裂隙下穿切层，贯通形成张性裂缝，将岩层切割，孤立岩体逐渐向外倾斜，最终在自重作用下卸荷产生崩塌。

表2 崩塌灾害发生频率与地层时代的关系

土质崩塌多发生在高中山区、低中山区、低山丘陵区的河谷阶地以及人工修建道路、牧道等陡坎处，岩性主要为碎石、块石，漂卵砾石、粉土层，土体多松散、呈胶结—弱胶结状，在降雨、人为振动等外力作用下易形成崩塌灾害。

4.2.2 地质构造

研究区构造、新构造运动强烈，断层、褶皱较发育,差异升降活动明显,常形成大的断裂破碎带等构造软弱带,致使地层、岩石破碎,稳定性降低,从而有利于崩塌灾害的产生。同时，当不同方向的2条或数条断层交汇或相距较近时,由于构造应力的叠加影响,以及断裂活动的继承性和多期性特点,使得处于该地段的岩层遭受强烈破坏,岩石破碎,构造岩发育,岩体极不稳定，容易产生崩塌灾害。通过对崩塌灾害与断裂构造的叠加，可以发现，断裂带通过处常常是崩塌灾害密集分布的地带。

4.3 气象水文

4.3.1 降雨及冰雪消融期崩塌灾害频发

据资料分析，研究区内80%以上崩塌均发生于雨季、冰雪消融期，在雨季特别是在雨中或雨后不久，且连续的降雨时间越长，暴雨强度越大，发生次数越多，故每年雨季或第二年春末夏初之时为崩塌灾害频发率高的时段。研究区内降水量区域分布不均，但在时间和空间上较为集中，加上气温条件日温差、年温差均较大，高山寒冻风化作用和冻-融频繁交替的物理风化作用十分强烈，降低了岩土体完整程度和强度，加上雨水和融雪水渗入坡体，特别是长时间连续降雨和暴雨渗入坡体裂缝和裂隙，既增加岩体负荷，又破坏岩体强度和固结性，软化岩体卸荷结构面，增大裂隙水压力，使得崩塌灾害在山区容易发生。

4.3.2 地表水与地下水对崩塌灾害的影响

地表水对崩塌的形成具有一定的影响。河岸由于常年受水流的侧蚀和冲刷，掏空坡脚，软化坡脚岩土，改变斜坡的临空状态，使坡体支撑力和强度降低，受力失衡或逐渐失衡引发崩塌的产生。在额尔齐斯河存在2处河岸崩塌及禾木河存在1处河岸崩塌，河流的冲刷和掏蚀在河岸陡坎处易形成河岸崩塌。地下水作为地质环境中最为活跃的成份，对崩塌所处的岩土体力学性质的影响作用不可忽视，主要有2方面：一是地下水通过孔隙静水压力作用，影响岩体中的有效应力而降低岩土体的强度；二是地下水通过孔隙动水压力的作用，对岩土体施加一个推力，即在岩土体中产生一个剪应力，从而降低岩土体的抗剪强度。

4.4 人类工程活动

4.4.1 工程活动

研究区内在公路及牧道沿线发育有崩塌地质灾害点168处，S232省道沿线分布有崩塌51处，G217国道沿线分布有崩塌3处；禾木乡-贾登峪公路沿线分布有崩塌25处；牧道及乡村公路沿线分布有崩塌89处。山区道路多沿沟谷建设，切坡开挖坡脚或开挖路堑是极普遍的工程做法，切坡使松散层与下伏基岩的接触面暴露处于临空状态，使坡体内应力发生改变，从而形成崩塌隐患，具有明显的沿道路分布的线状发育特征。

4.4.2 采矿活动

研究区矿产资源丰富，以铅锌矿、砂石料厂、滑石矿、石灰岩矿为主。采矿活动利用爆破、采掘等手段切削、开挖边坡，大大降低了边坡的稳定性，基岩破碎成块石，沿着斜坡崩落，形成崩塌地质灾害，威胁矿山安全生产及过往人员、车辆等财产。可见采矿活动为部分地质灾害的发育重要诱发因素。

4.4.3 牧业活动

布尔津县是以牧业为主、农牧结合的县。畜牧业是山区的主要生产形式，牧业活动几乎全部集中在高中山区以南的大部分山区，过度放牧，牲畜数量逐年增加，草场的承载能力已无法满足牲畜的需求，交通工具的使用，简易道路的修整，对植被的破坏已成为山区的一个比较突出的地质环境问题。由于季节性草场分配不合理、草场利用不够，造成山区草场放牧压力较大，从而形成了超载放牧，造成植被减少，导致崩塌及其它灾害的不断加剧。

4.4.4 旅游活动

布尔津县被国家旅游局正式命名为首批“中国旅游强县”。随着旅游业的快速发展，对景点开发投入力度不断加大，全面提升各景区（点）综合开发水平，景区配套设施如道路、房屋等基础设施建设活动的土方开挖、坡体切割会为崩塌等地质灾害发育提供地形条件。随着新一轮的旅游产业“大喀纳斯”开发建设，大规模的旅游区基础工程建设，诱发新的地质灾害的可能性较大。

5 结论及建议

（1）研究区内地质灾害类型以崩塌为主，泥石流次之，地面塌陷最少，崩塌地质灾害主要集中分布在上布尔津县镇中部低中山区，其次在布尔津县冲乎尔镇低山丘陵区分布有崩塌地质灾害。在时间上，主要发生在4～9月融雪期和降水集中期。

（2）布尔津县影响地质灾害发育分布的主要地质环境因素为地形地貌、地层岩性、气象水文、地质构造及人类活动等均对地质灾害的发育、发生起着一定作用，其中地形地貌、地层岩性、地质构造等是地质灾害发生的形成条件，降水、人类工程活动则是地质灾害发生的诱发因素。

（3）建议加强重点区域的地质灾害防治及水土保持的综合治理工作。积极推进灾害管理的信息化、科学化、规范化和法制化。通过大数据统计分析，加大地质灾害防治宣传方面的深度和广度，进一步增强防灾减灾意识，提高地质灾害防范能力。