劉長憲 姜 超
(湖北省地質環境總站 湖北武漢 430034)
湖北省崩塌滑坡泥石流相關影響因素分析
劉長憲 姜 超
(湖北省地質環境總站 湖北武漢 430034)
湖北省地質災害災情嚴重,潛在威脅巨大,崩塌滑坡泥石流三種災害類型,對其影響因素進行分析,為防災減災提供基礎依據。
影響因素;地形地貌;巖土體類型;大氣降雨;地質構造;植被覆蓋;人類工程活動
湖北省地處祖國中部,位于長江中游,地勢呈三面高中間低,向南敞開、北有缺口的不完整盆地,全省國土面積18.59萬km2,地貌類型多樣,山地、丘陵崗地和平原兼備,分別占全省面積的56%、24%和20%;全省地勢高差懸殊,西部號稱“華中屋脊”的神農架最高峰神農頂,海拔達3105m;東部平原的監利縣譚家淵附近,地面高程為0m;全省降雨量較大,時空分布不均,地質環境復雜,人類工程活動日趨強烈,導致我省地質災害頻發,災情嚴重,共造成880人死亡,財產損失68723.55萬元,威脅人口455316人,威脅財產1090395.36萬元,防災任務重。因此,研究湖北省崩塌滑坡泥石流地質災害影響因素,對提高湖北省地質災害防治水平有重要意義。
1.1 湖北省崩塌滑坡泥石流發育規律
據湖北省50個縣(市、區)1:10萬地質災害調查和鄂西南12縣市1:5萬地質災害詳查數據統計,全省共有崩塌滑坡泥石流地質災害8925處[1](截止時間2012年),其中滑坡災害點及隱患點共6810處,占總數的76.3%,崩塌災害點及隱患點共1978處,占總數的22.2%,泥石流災害點及隱患點共137處,占總數的1.5%,詳見表1。

表1 湖北省地質災害調查點數據統計表
湖北省崩塌滑坡泥石流地質災害按規模劃分,特大型(巨型)164處,占0.6%;大型771處,占8.6%;中型2175處,占24.4%;小型5815處,占65.2%,規模以小型為主,中型次之,特大型(巨型)地質災害數量最少(見圖1)。

圖1 地質災害發育規模餅狀圖
1.2 地質災害分布特征
湖北省崩塌滑坡泥石流主要分布于鄂西山區,共7183處,占總數80.48%,其次分布于鄂東南低山丘陵區及鄂東北低山丘陵區,分別為453處和613處,占總數5.08%和6.87%,鄂北崗地丘陵區地質災害較少,為445處,占總數4.99%,中部平原地區地質災害數量最少,為231處,占總數2.59%,僅分布于中部平原的邊緣地區。
地質災害的形成往往是由多種因素造成的,不同類型的地質災害其形成條件也不盡相同,但主要因素有:地形地貌、巖土體類型、大氣降雨、地質構造、植被、地震、人類工程活動。
2.1 地形地貌與地質災害
地形地貌是崩塌、滑坡、泥石流地質災害的重要控制因素之一。中、低山區切割強烈,山高坡陡,懸崖峭壁,高大的自由臨空面較發育,危巖體較多,易發生崩塌和滑坡。該區群山林立,地形起伏大,溝谷縱橫,坡陡溝深,溝床縱坡大,在利于匯流的瓢狀或斗狀圍谷地形處易形成泥石流地質災害。丘陵地區一般山低坡緩,沖溝較淺,崩塌滑坡泥石流地質災害數量較少;崗地和平原因地勢平緩,不利于崩塌、滑坡、泥石流地質災害發生,災害數量最少。根據統計,鄂西中-低山區共有地質災害7183處,占地質災害總數80.48%,平均點密度0.093個/km2,其次是鄂東南低山丘陵區和鄂東北低山丘陵區,地質災害分別為453處及613處,占地質災害總數5.07%和6.87%,平均點密度分別為0.034個/km2和0.022個/km2;鄂北崗地丘陵區地質災害較少,共有445處,占地質災害總數4.98%,平均點密度0.018個/km2;江漢平原區地質災害數量最少,共有災害231處,占地質災害總數2.59%,平均點密度0.005個/km2。
根據坡度統計,湖北省地質災害最發育的坡度區間為25~40°,占地質災害總數41.11%,其次為10~25°,占地質災害總數26.67%,兩者共占地質災害總數67.78%,發育最少坡度區間為0~10°,占地質災害總數1.23%,40°以上坡度地形區松散堆積很薄,多為基巖出露區,災害數量變少,災害類型多為崩塌;25~40°的陡坡地形正是松散堆積體滑動的有利角度范圍[2]。
2.2 巖土體類型與地質災害
巖土體是各類地質災害發生、發展的物質基礎,它們的性狀決定著各類地質災害發生的可能性和發育生成時間的長短。湖北省巖質滑坡多發生在順坡向的一些易風化巖層或有軟弱夾層的較堅硬巖層中;土質滑坡則多發生在一些較疏松、透水性較好的殘積土層中;堅硬巖組易構成高陡邊坡,成為崩塌的有利條件;結構破碎、易風化的軟弱巖層及裂隙發育的巖層和第四系松散堆積層,易成為泥石流物質來源。
湖北省地質災害發育與巖土體類型有著十分密切的聯系。從各巖類地質災害數量分析,地質災害最多的是碳酸鹽巖工程地質巖類3846處,占地質災害總數43%;其次是沉積碎屑巖工程地質巖類2762處,占地質災害總數31%;變質巖工程地質巖類(以變沉積和變火山巖為主)1194處,占地質災害總數13%;巖漿巖工程地質巖類有635處,占地質災害總數7%;土類有488處,占地質災害總數6%(見圖2)。

圖2 湖北省地質災害與巖類關系分析圖
2.3 大氣降雨與地質災害
崩塌、滑坡、泥石流地質災害是一種嚴重的突發性地質現象,地質災害的發生與降水有著及其密切關系,降雨尤其是持續性降雨或短時高強度暴雨是引發崩塌、滑坡、泥石流地質災害的主導因素。降雨入滲增加了巖土體荷載,加大下滑力;同時軟化滑帶,產生靜水壓力,極大降低了抗滑力。當下滑力大于抗滑力時,就產生了崩塌滑坡地質災害。持續強降雨使非飽和固體松散物質由于含水量持續增加達到飽和狀態,水壓力增大使有效抗變形應力減小,在有一定面積的匯水地形區域形成強匯流作用,固體松散物質在匯流沖積作用下形成泥石流。
湖北省年均降雨量整體趨勢自北向南逐漸增大,按降雨量劃分為9個等級:>1500mm、1400~1500mm、130~1400mm、1200~1300mm、1100~1200mm、1000~1100mm、900~1000mm、800~900mm和<800mm。其中年降雨量<800mm降雨區,位于鄂西北地區,以鄖西和鄖縣為中心,最大年平均降雨量>1500mm降雨區分別位于鄂東南咸寧地區及鄂西南恩施州鶴峰縣一帶。湖北省雨季往往是3月下旬至4月上旬自南向北先后開始,而地質災害次數是從3月份開始增多,至降水最為集中的7月份達到峰值;之后隨降雨量減小,地質災害數量逐漸減少,至10月汛期結束時地質災害發生數量降至全年最低值。
2.4 地質構造與地質災害
地質構造對湖北省崩塌滑坡泥石流地質災害的形成發育有著重要的影響作用。①控制地貌的形成發育,在構造運動上升區的中山地貌,山勢險峻,溝谷深切,臨空面發育,易于發生崩塌、滑坡、泥石流等災害;②改變了巖土體的結構、物理性質和力學強度,在斷裂帶及其兩側,風化層厚,巖石破碎,節理裂隙發育,易發生崩塌滑坡地質災害;同時也為泥石流形成提供物質來源;③各種軟弱結構面(如斷層面、巖層面、節理面、片理面及不整合面等)控制溝谷發育方向、滑動面空間展布及滑坡范圍、滑坡的規模和大小等。如常見順層滑坡滑動面絕大部分是由巖層層面或泥化夾層等軟弱結構面構成的,在斷裂帶附近地質災害數量和點密度也最大。
2.5 植被覆蓋與地質災害
湖北省是我國南方重點林區省份之一,林業用地占全省國土總面積的46.4%,植被覆蓋率較高。植被發育程度是影響崩塌滑坡泥石流地質災害發生的因素之一。在斜坡的植被不發育區,雨水易入滲巖土體,增加巖土體荷載,降低抗滑力,易發生地質災害;在斜坡的植被發育區,植被覆蓋減緩雨水入滲,易使降雨在地表形成徑流,向低洼處排泄,減緩了抗滑力變小的速度,同時植物的根系對土體也有一定穩固作用,不易發生地質災害。
2.6 地震與地質災害
湖北省地震烈度為<Ⅵ度、Ⅵ度及Ⅶ度,大部分地區位于Ⅵ度及<Ⅵ度的低烈度區,而Ⅶ度高烈度區分布面積很小,但Ⅶ度區內地質災害點密度最大,達0.0960處/km2,Ⅵ度區與<Ⅵ度區災害點密度相對較小,因此,地震可誘發地質災害的發生,烈度越高,地震時誘發作用越強。
由于湖北省地震等級不高,發生頻率低,地震對湖北省地質災害的影響有限,盡管這幾年湖北省地質災害頻發,但由地震引發的地質災害不多,與地震的關系不大。
2.7 人類工程活動與地質災害
地質災害的誘發因素有自然因素和人為因素二類,湖北省人為因素誘發地質災害的比例達68.7%。湖北省工程活動誘發的地質災害主要分布于鄂西、鄂東南及鄂東北等中低山區,中部江漢平原地質災害分布很少。與地質災害有關的人類工程活動方式多種多樣,湖北省最常見有修建公路、鐵路、房屋、水利水電工程、地表采礦等工程活動,因切坡形成高陡邊坡,破壞了原有斜坡地質環境的平衡狀態,降低了巖土體抗滑阻力,在降雨等適當條件下可導致崩塌滑坡地質災害發生;由水電站和水庫等蓄水引水工程引發的地質災害發生具有滯后性,由于水位變化引起的崩塌及滑坡地質災害多發生在蓄水1年之后。
湖北省受地質環境條件限制,綜合因素導致地質災害災情嚴重,潛在威脅巨大,特別是近年來隨著公路、鐵路、水電站及小城鎮等建設,人類工程活動日益加劇,導致地質災害頻發,汛期尤為強烈,已造成重大經濟損失。通過對湖北省內崩塌滑坡泥石流地質災害相關影響因素的分析,為決策部門有針對性的采取防災減災措施,把地質災害造成的損失降低到最小程度,提供基礎依據,造福于社會。
[1]湖北省崩塌滑坡泥石流分布圖說明書.湖北省地質環境總站,2016,1.
[2]湖北省縣(市)地質災害調查與區劃綜合研究報告.湖北省地質環境總站,2009,12.
P642.2
A
1004-7344(2016)03-0154-02
2016-1-11
劉長憲(1963-),男,高級工程師,本科,地質調查專業,主要從事水工環工作。