梅州市人工边坡成灾规律分析及防治对策

李秀娟,符诗存

（广东省地质环境监测总站,广州 510510）

0 前言

梅州位于广东省东北部五岭山脉南麓的丘陵地带,地处闽、粤、赣三省交界处,下辖梅江区、梅县区、兴宁市、大埔县、丰顺县、五华县、平远县、蕉岭县2区1市5县,面积约1.6万km2,2015年末户籍人口为543.79万人。由于该市地处山区,山多田少,尤其开阔的平地少,近年来,随着经济的发展,人民生活水平的提高,新建、扩建住宅显著增多,再加上当地客家人居家讲究“风水”,房子要“靠山”,很多房子都建在山坡上。山坡上建房,必然要削坡,因此,梅州山区农村削坡建房的现象十分普遍。而削坡本身就改变了原有地质条件,破坏了原有山体的稳定性；再加之削坡的坡度过大,住房与坡脚之间距离过小,护坡措施不当等问题,屋后的削坡边坡在自身重力的作用下,强降雨的诱发下易发生山体滑坡、崩塌灾害[1-2]。近年来,梅州市因削坡建房形成了大量的人工边坡,产生了大量的地质灾害隐患点,削坡建房诱发的地质灾害高发频发,造成较多人员伤亡和财产损失。据统计,2007年以来梅州市削坡建房人工边坡诱发的地质灾害共造成46人死亡,其中2016年有8处削坡建房的人工边坡发生崩塌、滑坡,造成14人伤亡,直接经济损失73万元。为了探索削坡建房形成的人工边坡引发崩塌、滑坡地质灾害防治与管理模式,最大限度地降低地质灾害造成的人员伤亡和经济损失,本研究分析总结了梅州市人工边坡成灾规律,并提出防治对策。

1 灾害空间分布特征

梅州市人工边坡引发的地质灾害空间分布上有明显的地域性。从空间上看,绝大多数灾害点分布在海拔100～500 m的丘陵区,标高＞500 m的低山、中低山区如阴那山脉、莲花山脉,以及标高＜100 m的盆台区如梅城盆地、兴宁盆地、松口盆地等,分布较少[3]。从平面上看,灾害点主要集中分布在梅州市的东南部和西北部、北部地区；在西部、西南部、东部,灾害分布较少(图1)。

图1 梅州市人工边坡引发地质灾害空间分布图Fig.1 The space distribution map of geology disaster caused by artificial side slope in Meizhou city

2 灾害时间分布特征

梅州市人工边坡引发的地质灾害发生时间有明显的季节性,据2017年底完成的梅州市各县（市、区）1∶50000地质灾害详细调查资料,有明确发生时间的2230处统计,其中有2082处发生在4～9月的汛期雨季,占93.36%,说明大气降雨是崩塌、滑坡发生的最主要的外在诱因。

图2 梅州市人工边坡引发地质灾害数量与多年月均降雨量关系图Fig.2 Relation graph between geology disaster quantity caused by artificial side slope and multi-years average monthly rainfall in Meizhou city

3 灾害与降雨的关系

梅州市崩塌、滑坡地质灾害无论从多年统计的长周期看,还是从年内月统计的短周期看,明显受降雨作用的控制；地质灾害的形成与降雨量、降雨分布、降雨强度、降雨历时和过程降雨量等密切相关,每年汛期及台风暴雨时期的崩塌、滑坡地质灾害活动更加频繁。

3.1 地质灾害与多年平均降雨量

梅州市人工边坡引发的崩塌、滑坡地质灾害分布数量与多年平均降水量的关系如表1所示。约95%的崩塌、滑坡地质灾害出现在年降水量1300～2000 mm的地区,特别是1300～1400 mm区域地质灾害发育密集占43.9%；年降水量少于1300 mm的地区崩塌、滑坡地质灾害数量较少,约占3%。

表1 梅州市人工边坡引发地质灾害与多年平均降雨量关系统计表Table 1 Statistical relation table of geology disaster quantity caused by artificial side slope and average annual rainfall in Meizhou city

3.2 地质灾害与季节变化

降雨量的季节性变化决定着地质灾害暴发的季节变化。梅州市旱季、雨季比较明显,雨季较长,一般4～9月为雨季,10月至次年3月雨量较少为旱季。据统计,约90%的地质灾害发生在4～9月雨季内,以5、6月份暴发频率最高,10月至次年3月发生地质灾害的频率较小（表2）。

表2 梅州市人工边坡引发地质灾害与降雨量关系统计表Table 2 Statistical relation table of geology disaster quantity caused by artificial side slope and rainfall in Meizhou city

3.3 地质灾害与降雨强度

梅州市区域性崩塌、滑坡活动不仅同年降雨量分布密切相关,而且深受降雨量的集中程度和降雨强度的影响。一般而言,连续阴雨加暴雨、暴雨过程及台风期大面积降雨过程是崩塌、滑坡活动的主要时间段。梅州市的崩塌、滑坡主要发生在暴雨时期,区域性崩塌、滑坡活动同长历时强降雨过程密切相关。

表3 梅州市人工边坡引发地质灾害与日最大降雨量关系统计表Table 3 Statistical relation table of geology disaster quantity caused by artificial side slope and daily rainfall in Meizhou city

71.3%的人工边坡灾害落在日降雨量150～200 mm区间（表3）,说明当日降雨量达150 mm及以上时,将是人工边坡引发地质灾害易发、高发、频发阶段；44.8%的花岗岩类人工边坡灾害落在时降雨量100～150 mm区间（表4）,说明当时降雨量达100 mm及以上时,将是花岗岩类人工边坡引发地质灾害易发、高发、频发阶段,地质灾害防治工作者应高度重视。

表4 梅州市花岗岩人工边坡地质灾害与时最大降雨量关系统计表Table 4 Statistical relation table of geology disaster quantity caused by artificial side slope in granite areas and hourly rainfall in Meizhou city

4 灾害与人类工程活动的关系

梅州市近几年来,随着经济建设的力度加大,村民修房切坡削坡现象普遍,特别是村民切坡削坡时放坡不规范,局部形成高陡边坡,进而改变了斜坡的原始状态,对崩塌、滑坡等地质灾害的发生产生了明显的诱发作用。影响崩塌、滑坡发育的主要因素为斜坡坡高、坡度、坡形。

4.1 人工边坡高度与地质灾害

人工边坡坡高与地质灾害的发生存在着明显的控制关系,边坡坡顶、坡面、坡脚的应力状态会随着边坡高度的变化发生显著的变化,最终导致不同程度产生变形破坏。

通过表5统计分析可知,总体上,地质灾害主要分布在高度为5～10 m和10～20 m人工边坡,分别为327处和226处,占灾害总数的50.2%和34.7%。产生这一规律的主要原因是地质灾害的发生大多数为人为因素（削坡、开挖坡脚等）造成,高度小于5 m的人工边坡总数较少,诱发的地质灾害相对少；人工削坡高度主要3～20 m,为了减少土方量,削坡坡度一般较陡,极易发生地质灾害。自然坡一般趋于稳定状态,削坡破坏了斜坡结构,在其它条件都相同的情况下,坡高越大,重力势能越大,坡体安全系数减小,对斜坡的稳定性越不利。从另一个方面讲,坡高也是地形地貌的一种外在表现形式。

表5 花岗岩人工边坡高度与地质灾害关系统计表Table 5 Statistical relation table of artificial side slope height in granite areas and geology disaster quantity

4.2 人工边坡坡度与地质灾害

坡度对地质灾害的发生有很明显的控制作用。坡度不同,不仅会影响斜坡地质体重力稳定性,也影响到斜坡的变形失稳模式。梅州市村民建房形成的人工挖方边坡坡度一般为20°～80°不等,而0°～20°的边坡一般不会发生滑坡、崩塌地质灾害。

表6 花岗岩人工边坡坡度与地质灾害关系统计表Table 6 Statistical relation table of artificial side slope gradient in granite areas and geology disaster quantity

通过表6统计分析可知,地质灾害主要分布在坡度为30° ～ 80°的人工边坡,共计628处,占灾害总数的96.3%。从单个灾种来看,滑坡主要分布在30° ～ 60°人工边坡 ,共计105处,占灾害总数的73.4%；崩塌主要分布在50° ～ 80°人工边坡,共计473处,占灾害总数的92.9%。滑坡主要发育在低、中坡度的边坡中,崩塌主要发育在高坡度的边坡中。

4.3 人工边坡坡形与地质灾害

斜坡形态可因人类工程活动而改变,分为凸形坡、凹形坡、直线坡和阶梯形四种类型。通过表7统计分析可知,滑坡、崩塌灾害在各坡形均有分布,其中直线形坡分布最多,占总数的47.2%,凸形坡分布最少,占总数的14.4%。从单个灾种来看,滑坡主要分布在直线坡和凹形坡,分别为56处和37处,占总数的39.2%和25.8%,分布在直线形坡的滑坡一般为浅层滑坡,表层浮土滑下,出露直线形滑面；崩塌分布最多的为直线坡和凹形坡,分别为252处和103处,占总数的49.5%和20.2%。

表7 花岗岩人工边坡坡形与地质灾害关系统计表Table 7 Statistical relation table of artificial side slope shape in granite areas and geology disaster quantity

5 防治对策

如何预防山区农村削坡建房产生人工边坡引发地质灾害,最大限度减少人员伤亡和财产损失,结合本次成灾规律研究,提出如下建议：

（1）科学选址,减少人为削坡。山区农民建房时,依山就势,挖掘山体,形成了高切坡。当高切坡土质疏松,土层较厚时,在吸收水分后,降低了坡体强度,极易发生滑坡、崩塌或泥石流等灾害。因此,山区居民建房时,应科学选址,尽量避免人为削坡,将地质灾害隐患消除在形成之前,是防灾减灾较为彻底的低成本做法。

（2）尽快出台技术指引,指导山区居民合理选址、削坡、护坡。梅州市山多平地少,依山建房、削坡建房仍是山区群众无奈的选择。建议有关部门尽快编写《农村削坡建房技术指引》等的科普读物,免费发给山区群众,教他们建房时如何选址、如何削坡、如何护坡。如在确需削坡处建房时,尽量选择坡度较小,风化土层较薄的地方,要尽可能减少对原有地形的破坏程度。削坡时要注意:房屋前后削坡面的坡度应尽量放缓,一般不要大于45°；削坡高度尽量控制在5 m以下；削坡面最好削成台阶形,台阶面要有足够的宽度；房屋距边坡要留有安全距离,并做好护坡措施,如砌筑挡土墙、修筑排水沟、栽种植物等。

（3）加强汛期监测预警,及时撤离避让。灾害性天气来临时,有关部门要密切关注强降水的动态情况,及时发布预警信息。在连续阴雨加暴雨、暴雨过程及台风期大面积降雨时,是崩塌、滑坡活动的主要时间段,农村靠近山坡居民遇到暴雨期间要采取主动避让措施,没有条件避让的也要做到“住二楼不住一楼”、“住前房不住后房”。必要时当地政府要动员组织隐患点附近村民撤离避让,确保万无一失。

（4）加大宣传力度,努力提高全民防范地质灾害的意识和能力。要广泛、深入、持久地开展地质灾害防治宣传和技术培训工作,要进村入户,用身边、村旁、屋后的真实事例,对群众进行宣传,切实增强和提高村委一级的安全意识和自救能力,特别是以山区村民的防灾意识。

6 结论

（1）梅州市人工边坡引发地质灾害分布上有明显的地域性。从空间上看,绝大多数灾害点分布在海拔100～500m的丘陵区,标高＞500m的低山、中低山区以及标高＜100的盆台区分布较少。从平面上看,灾害点的分布主要集中在梅州市的东南部和西北部、北部地区；在西部、西南部、东部,灾害分布较少。

（2）梅州市人工边坡引发地质灾害的发生时间有明显的季节性,主要发生在4～9月的汛期雨季,大气降雨是发生崩塌、滑坡最主要的外在诱因。

（3）梅州市人工边坡引发地质灾害的形成与降雨量、降雨分布、降雨强度、降雨历时和过程降雨量等密切相关。约95%的崩塌、滑坡地质灾害出现在年降水量1300～2000 mm的地区,特别是1300～1400 mm区域地质灾害发育密集占43.9%；当日降雨量达150 mm及以上时,将是人工边坡引发地质灾害易发、高发、频发阶段；当时降雨量达100 mm及以上时,将是花岗岩类人工边坡引发地质灾害易发、高发、频发阶段,地质灾害防治工作者应高度重视。

（4）削坡改变了斜坡的原始状态,影响崩塌、滑坡发育的主要因素为斜坡坡高、坡度、坡形。人工边坡引发灾害主要分布在高度为5～10 m和10～20 m人工边坡,产生这一规律的主要原因是人工削坡高度主要为3～20 m,特别是高度小于5 m的人工边坡总数较少,诱发的地质灾害相对少；地质灾害主要分布在坡度为30° ～ 80°的人工边坡,从单个灾种看,人工边坡引发滑坡主要发育在30° ～ 60°的低、中坡度的边坡中,崩塌主要发育在50° ～ 80°的中高坡度的边坡中；滑坡、崩塌灾害在各坡形均有分布,其中直线形坡分布最多,凸形坡分布最少。

（5）梅州市山区削坡建房现象普遍,形成了大量人工边坡隐患点。如何预防人工边坡引发地质灾害,最大限度减少人员伤亡和财产损失,是地质灾害防治工作者及有关部门应该深度思考和探索的。