某熱帶森林公園地質災害現狀及誘因分析★

李艷榮　劉順凱　鄒貴華

(海南大學土木建筑工程學院，海南 海口　570228)

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某熱帶森林公園地質災害現狀及誘因分析★

李艷榮劉順凱鄒貴華

(海南大學土木建筑工程學院，海南 海口570228)

通過調研海南尖峰嶺國家森林公園的地質災害現狀，介紹了尖峰嶺景區內地質災害的類型，從人類活動、自然災害、地質條件三方面，探討了誘發該景區地質災害的主要因素，為地質災害的治理工作提供了依據。

地質災害，滑坡，臺風，地形地貌

當前，隨著我國旅游業的快速發展，各地各部門都在不斷加大對景區旅游資源的開發力度。在開發過程中不可避免的要對當地的生態地理環境產生影響，甚至是較大的改變。倘若對這種人類工程活動造成的影響和改變視而不見或者處理不當，很容易給景區的自然環境帶來二次破壞。若不采取有效的針對性治理措施，諸如滑坡、崩塌等地質災害將會頻繁發生，規模也將逐步擴大，從而給景區的開發和運營帶來安全隱患，甚至是生命財產損失。上述情況近年來引起了不少研究者的關注，趙龍輝[1]對湖南省人類活動誘發地質災害的情況進行了報道，成因分析表明：湖南省發生的各類地質災害均可歸為人類活動直接誘發或加劇，有的甚至100%為人類活動誘發。趙靜等[2]報道了河南關山國家地質公園的崩滑流地質災害，成因分析同樣表明人類活動是其主要誘因。菊春燕等[3]以青島嶗山國家重點風景名勝區為例，對旅游景區內地質災害的危險性進行了調查評估，結果也表明：旅游產業的快速發展加劇了人類活動，從不同程度上破壞了地質環境，從而加速了地質災害隱患的產生。目前，海南島內共擁有7個國家級和4個省級森林公園。獨特的自然地理氣候條件，使得“森林旅游”已逐漸成為助推國際旅游島建設的新動力。而隨著各大森林公園開發力度的加大，加上島內頻發的臺風強降雨，園區內地質災害的發生頻率和規模也在增大。地質災害的頻發嚴重制約了海南省森林旅游經濟的發展。因此，非常有必要對各森林公園景區內地質災害的類型、分布及特征進行調查，并在此基礎上分析其形成機理，從而為科學有效地治理提供依據。為此，本文擬通過以海南省尖峰嶺國家森林公園為調研對象，以實地勘察結果為依據，對園區內地質災害的分布、規模、類型和相應的誘發因素進行調查分析；并進一步結合區域內特殊的自然、水文地質條件，找出其地質災害頻發的誘因，以期對尖峰嶺保護區內地質災害治理提供一定的參考。

1　尖峰嶺地質災害現狀

尖峰嶺位于海南島西南部的樂東縣與東方兩黎族自治縣的交界處，總面積47 227hm2，是中國現存面積最大、保存最好的熱帶原始森林林區。其中尖峰嶺國家級自然保護區面積20 170hm2，是我國為數不多的熱帶森林生態系統類型的自然保護區，其地形十分復雜[4]。目前出入保護區主要有兩條總長約60余千米的環山公路。現有的水泥路是2000年在原有土路的基礎上進一步擴建而成，當時對道路兩側地表植被已被破壞的坡體僅做了簡單的修坡處理，未采取其他有效的防護措施。少部分路段修建了排水溝或排水管等排水設施，但也基本被雜物堵塞，無法起到很好的排水作用。長期裸露的坡體隨著巖土體的進一步風化，常年雨水的入滲、沖刷，再加上排水不暢，導致地質災害發生頻率增大，頻繁發生沖溝、剝落、滑動和崩塌等各類型災害。上述地質災害的規模雖然一般屬于中小型，但由于發生的頻率較高，數量眾多，已對景區內人員、設施的安全造成了嚴重威脅；同時也對景區內的自然生態環境造成了一定的破壞，從而制約了森林旅游的發展。初步的統計數據表明：尖峰嶺景區內環山公路沿線已發生地質災害的點至少有100多處，如表1所示。

表1　各地質災害類型數量統計表

2　尖峰嶺景區內地質災害類型

2.1滑坡和崩塌

尖峰嶺環山公路沿線，在自然因素和人類活動的共同影響下，大量發生滑坡和崩塌這兩種類型的地質災害。雖然規模都比較小，從數十立方米到上千立方米不等，但其突發性和頻發性還是給景區公路的使用帶來了嚴重的安全隱患，并逐步造成熱帶雨林植被的破壞，如圖1,圖2所示。很多情況下，滑坡和崩塌是伴隨發生的。通常是下部土體先發生滑動，上部土體受植被根系的固定作用，和下部土體發生脫離而懸空。但隨著懸空體范圍不斷增大，最終超出了植被根系的約束能力，導致上部土體和上覆植被一同發生崩塌。

2.2沖蝕沖溝

景區內的工程建設遺留下了大量未進行及時有效處理的裸露坡面，這些坡體大多由強風化的砂礫或紅壤構成，有機質含量非常低，在頻繁而強烈的干濕循環作用下，植物無法在坡表自行恢復生長，導致坡體抗沖蝕能力減弱。伴隨雨水沖蝕效果，坡體逐漸從面蝕(坡面沖刷)發展到溝蝕(坡面沖刷深溝，如圖3所示)，再到向源侵蝕，如圖4所示。在此過程中，水土大量流失，坡體體積不斷減小；且由于溝蝕在縱向切割了坡體，增大了沖刷的面積，破壞了坡體的整體性，使得坡體的沖蝕速率逐步增大，后期的向源發展非常迅速。

2.3路面裂陷

排水設施失效后，景區公路對其上部山體匯聚的雨水會有非常明顯的截流效應，這將給道路的安全造成雙重威脅。一方面，匯聚水流不僅會對路基側面進行反復的沖刷，逐步掏空破壞路基，同時也會增大路基內部的滲透水力梯度，大大降低路基下側坡面土體的穩定性。另一方面，水流匯聚到一定程度后會漫過路面，然后直接沖刷路基下側坡面。這樣在內部滲透壓力和外部沖刷效應的雙重作用下，路基下側坡面土體非常容易流失，從而使得路基下側坡面逐漸變陡，甚至路基坍塌變窄，如圖5所示。上述變化會導致路基承載力降低，路基外側沉降變形增大。隨著路基不均勻沉降的進一步發展，最終將導致路面開裂。

3　地質災害誘因分析

3.1人類工程活動

尖峰嶺景區內地形起伏大，基礎設施開發建設過程中一般都要涉及到挖方填方，環山公路尤其如此。開挖導致邊坡應力釋放，打破原先的平衡狀態，加速邊坡巖土體產生變形和破裂；進而引起坡頂張裂，坡腳應力集中，局部出現剪切破壞；上述現象的進一步發展將導致剪切帶的貫通，坡體下滑。由此可以看出：邊坡由最初的平衡體轉變為滑動體，最主要的原因是初始的應力平衡狀態被打破，若坡體內部的穩定機制足以適應新的應力狀態的話，坡體仍將繼續保持平衡狀態；若新的應力狀態超出了內部穩定機制的調節范圍，則坡體會在不平衡應力狀態的驅使下，持續發生變形直至剪切帶貫通，形成滑動體。因此，導致尖峰嶺景區內環山公路沿線頻發滑坡和崩塌地質災害的最主要原因正是上述挖方填方等人類工程活動。

3.2臺風強降雨

海南島受西太平洋和南海熱帶氣旋的雙重影響，臺風登陸次數占全國臺風登陸總次數的1/4[5]，達2.5個。而年均影響海南省的臺風數量達到6.9個。臺風通常會帶來豐富的降雨量，甚至是強降雨。尖峰嶺地區自然生態環境條件獨特，從沿海至林區腹地的最高海拔處約15km的水平距離內，年平均降雨量從1 300mm增加至3 500mm。臺風強降雨對地質災害的誘發具有雙重作用：一方面，臺風強降雨對地表植被具有很強的破壞力，地表植被一旦被破壞，雨水將在強風的助力下對地表土層形成更有力直接沖擊，從而加快地表土沖刷、沖溝的形成速度，降低坡體的穩定性。另一方面，持續的強降雨將增大雨水的入滲壓力，加快其滲流速度；沖溝的形成同時也會增大雨水入滲面積，進一步加快坡體飽和速度；降低坡內土體的抗剪強度，導致坡體下滑驅動力增加、阻滑力下降，而坡體內穩機制發揮調節作用的時間縮短，這些因素共同作用使得在強降雨作用下，地質災害的發生可能性增大、頻度增加。

3.3地形地貌及地質條件

如前所述，尖峰嶺景區小范圍內千余米的高差導致其地形異常復雜，山高坡陡。自西南海岸起，由濱海臺地向丘陵、山地逐漸過渡，坡度以20°～40°最常見[7]。該地區土質以磚紅壤及紅壤性質的磚黃壤為主，土壤類型與海拔之間的對應關系如圖6所示。紅壤土粘粒多，土壤結構差；土層中毛細管孔隙發達，導致土壤干季蒸發、失水速度快，產生節理裂隙；雨季土體飽和速度快，力學性質下降幅度大。巖石類型以花崗巖為主。其成土能力較弱，風化后土壤上植物較難生長。一旦局部植被被破壞，坡面在雨水的直接侵蝕沖刷下，植被破壞很容易由點及面，迅速擴大，難以恢復。

4　結語

當前，海南省“森林旅游”已成為助推國際旅游島建設的新動力。但由于開發建設中未全面考慮人類工程活動對生態環境的影響，治理措施不到位，導致后期地質災害頻發，這對島內生態環境的維持和保護、熱帶森林旅游的推進是極為不利的。對尖峰嶺國家森林公園的現場調研發現：景區環山公路沿線存在大量的淺層滑坡、中小型崩塌、沖蝕和地面裂隙等地質災害，多達上百處，嚴重破壞了景區內的生態環境，并影響了道路的安全使用。本文對誘發上述地質災害的因素進行了深入分析。結果表明人類活動是誘發地質災害的最主要因素；其次是頻發的臺風強降雨對裸露山體的常年侵蝕和沖刷；此外，園區內特殊的地形地貌及地質條件也為地質災害的發生孕育了條件。通過對上述誘發因素和園區內自然、水文地質條件的詳細分析總結，可對今后島內森林公園的保護和開發提供技術指導。

[1]趙龍輝.湖南省人類活動誘發地質災害成因及防治對策研究[J].地質災害與環境保護,2008,19(2):7-11.

[2]趙靜,李廣濟.河南關山國家地質公園崩滑流地質災害成因分析[J].中國地質災害與防治學報,2007,18(3):60-64.

[3]菊春燕,賈永剛,潘玉英,等.基于分形理論的旅游景區地質災害危險性評估——以青島嶗山為例[J].自然災害學報,2013,22(6):85-95.

[4]羅文,宋希強,許涵.海南尖峰嶺自然保護區蕨類植物區系分析[J].武漢植物學研究,2010,28(3):294-302.

[5]王鼎祥.西行臺風和海南島的臺風災害[J].熱帶地理,1985,5(8):141-148.

[6]黃全,李意德,鄭德璋，等.海南島尖峰嶺地區熱帶植被生態系列的研究[J].植物生態學與地植物學學報,1986,10(2):90-104.

[7]黃成敏,龔子同.海南島尖峰嶺地區山地土壤發生特性[J].山地學報,2000,18(3):193-200.

Analysisongeologicaldisastersstatusandincentivesofthetropicalforestpark★

LiYanrongLiuShunkaiZouGuihua

(School of Civil Engineering and Architecture, Hainan University, Haikou 570228, China)

ThroughinvestigatinggeologicaldisasterstatusofJianfenglingnationalforestparkinHainanprovince,thepaperintroducesgeologicaldisastertypesofJianfenglingscenicspot,andexploresmajorincentivefactorsofthegeologicaldisastersofthescenicspotfromthreeaspectsofhumanactivities,naturaldisastersandgeologicalconditions,whichhasprovidedsomebasisforprocessinggeologicaldisasters.

geologicaldisaster,landslide,typhoon,topographicandgeomorphicfeatures

1009-6825(2016)23-0060-03

2016-06-04★：“十二五”國家科技支撐計劃子課題(課題編號：2013BAK05B00)；海南省社會發展科技專項項目(項目編號：SF201456)；海南大學中西部計劃學科重點領域建設項目計劃(項目編號：ZXBJH-XK011)

李艷榮(1967- )，男，碩士，工程師;劉順凱(1989- )，男，在讀碩士;鄒貴華(1988- )，男，在讀碩士

P694

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