淺析湖北省地質災害密集發育區段分布特征

華 騏,王 芳,華 驥,劉 帆,俎全磊,潘 峰

（湖北省地質環境總站,湖北 武漢 430034）

湖北省位于我國中部,地跨秦巴山區、湘鄂桂山區、武陵山區、大別山區、幕阜山區及江漢平原區,地質環境條件復雜,是我國地質災害多發省份之一。關于湖北省地質災害發育特征相關內容,前人做了一定的研究工作,徐振坤[1]研究了湖北省地質災害主要特點及防治對策；張玉[2]等研究了湖北省地質災害發育環境,并開展了防治區劃研究；肖尚德[3]等利用統計分析,開展湖北省清江流域地質災害的分布規律的研究,上述研究數據來源有限,未能全面、系統的分析湖北省地質災害發育特征及規律。自2006 年以來,湖北省全面開展縣（市）地質災害詳細調查工作,其主要分為三個階段：2007-2011 年,完成恩施地區及宜昌地區主要縣市的調查工作；2013-2015 年,完成十堰地區調查工作；2016-2020 年,完成其他山區丘陵地區的調查工作。截至2020 年已經全面完成65 個縣、市（區）的地質災害詳細調查工作[4-10],歷時14 年,實現山區丘陵縣1:50 000 地質災害詳細調查百分之百全覆蓋,基本查明地質災害發育類型和基本特征,并全面更新地質災害信息系統。本研究以全省65 個縣、市（區）的地質災害詳細調查資料為基礎,在前人研究的基礎上,運用統計學方法,分析我省地質災害密集發育區段的分布特征,為地質災害綜合防治提供相關的技術支撐,有利于整體提升綜合防治能力與水平,實現地質環境全面、協調和可持續發展。

1 地理位置與交通

湖北省位于我國長江中游,簡稱鄂。地跨東經108°21′42″～116°07′50″、北緯29°01′53″～33°6′47″。東鄰安徽,南界江西、湖南,西連重慶,西北與陜西接壤,北與河南毗鄰。東西長約740 km,南北寬約470 km。全省國土總面積18.59 萬km2,占全國總面積的1.94%。全省地勢大致為東、西、北三面環山,中間低平,略呈向南敞開的馬蹄形不完整盆地。從西向東基本上形成了鄂西以山地為主,鄂中以平原崗地為主,鄂東以丘陵為主,長江橫貫其間的“三帶一江”地貌格局,其中山地占56%,丘陵占24%,平原湖區占20%。湖北省現有12 個省轄市、1個自治州、38 個市轄區、24 個縣級市（其中3 個直管市）、37 個縣、2 個自治縣、1 個林區。轄區內交通四通八達,為我國腹地水陸交通樞紐,武漢素有“九省通衢”之稱。

2 地質災害主要類型

據湖北省65 個縣（市、區）地質災害調查數據統計,根據地質災害概念的界定,截至2020 年9 月,湖北省共發生地質災害點19 270 處,其中滑坡災害點15 637 處（滑坡10 143 處、潛在滑坡5 494 處）,占地質災害總數的81.15%；崩塌災害點2 613 處（崩塌2 152 處、潛在崩塌461 處）,占地質災害總數的13.56%；地面塌陷災害點787 處,占4.08%,泥石流災害點233 處,占1.21%。災害類型主要為滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷,發育地質災害類型主要為滑坡,其次為崩塌,泥石流、地面塌陷相對不發育。

3 地質災害密集發育區段

據收集資料分析統計,湖北省地質災害密集發育區段主要有：①鄂西山區,地質災害呈面狀密集發育特征；②主要交通干線沿線,地質災害呈線狀密集發育特征；③三大水系流域上游,呈沿水系上游兩岸帶狀密集發育特征；④三大庫區,呈沿庫區兩岸面狀密集發育特征；⑤碳酸鹽巖工程地質巖類分布區,呈面狀密集發育特征。

4 地質災害密集發育區段分布特征

4.1 鄂西山區地質災害密度發育區段

根據統計,鄂西山區共有地質災害14 272 處,占地質災害總數的74.06%,地質災害點密度0.19 處/100 km2,其次是鄂東北低山丘陵區和鄂東南低山丘陵區（詳見表1）,地質災害點分別為1 869 處和1 369 處,占總數的9.70%和7.10%,地質災害點密度分別為0.07 處/100 km2和0.10 處/100 km2；鄂北崗地丘陵區地質災害較少,共有1 084 處,占總數的5.63%,地質災害點密度0.05 處/100 km2；江漢平原區地質災害較不發育,分布最少,發育災害677 處,占總數的3.51%,地質災害點密度0.02 處/100 km2。

表1 湖北省地質災害按地貌單元分布統計

據統計資料表明,鄂西山區地質災害密集發育,其中發育滑坡11 788 處,占省內滑坡總數的75.38%；發育崩塌1 967 處,占省內崩塌總數的75.28%；發育泥石流142 處,占省內泥石流總數的60.94%；發育地面塌陷375 處,占省內地面塌陷的47.65%。十堰市、神農架林區所處的鄂西北山區和恩施土家族苗族自治州、宜昌市所轄的部分縣（市）所處的鄂西南山區,以滑坡、崩塌、泥石流災害分布為主,呈面狀密集發育分布特征。

4.2 沿主要交通干線地質災害密集發育區段

湖北是國家交通大動脈和能源通道的重要樞紐,路網密集,重大基礎設施工程大多穿越地質災害中高易發區,5 020 km 國（省）道干線、5 600 km 高速公路、1 320 km 鐵路線建設和運營安全受地質災害影響巨大且具長期性。本次將高速公路、國道外擴1 km,鐵路、省道、縣道外擴500 m 的影響范圍內統計對比分析重要交通干線的地質災害發育情況,在省內主要交通干線影響范圍內的地質災害共計發育2 633處,占地質災害總數的13.97%；其中高速、國道沿線共計發育地質災害1 541 處；鐵路、縣道共計發育地質災害1 092 處；發育地質災害以滑坡為主,共計發育滑坡2 096 處；其次為崩塌,共計發育452 處；泥石流和地面塌陷發育較少,共計發育85 處（詳見表2）。地質災害沿主要交通干線呈線狀分布特征。

表2 湖北省主要交通干線地質災害統計

4.3 水系流域上游地質災害密集發育區段

縱觀全省水系分布格局,湖北省整體水域呈均勻分布。長江水系水域面積最廣,其次是漢江流域、清江流域。河流發育的主體方向受構造延伸方向控制,局部受地貌等因素影響,形成自然擺動的河曲。長江自西向東橫貫全省,漢江自西北向東南于武漢匯入長江,其它中小河流自山區丘陵順地勢匯入長江、漢江。全省河長在5 km 以上的河流共有4 428 條,總長59 204.3 km。省內水系主要有長江水系（干流）、漢江流域、清江流域,通過對比分析不同水系流域區段的地質災害發育分布情況詳見表3。

表3 湖北省“三江水系”地質災害分布情況統計

統計分析表明省內不同水系流域地質災害發育程度具有明顯差異,具體表現為在長江干流與漢江流域地質災害密集發育。其中長江干流發育地質災害總數7 362 處,占全省地質災害總數38.20%,發育災害點密度7.43 處/100 km2；漢江流域發育地質災害總數6 707 處,占總數34.81%,發育災害點密度11.46 處/100 km2；清江流域發育地質災害1 849 處,占總數9.60%,發育災害點密度11.42 處/100 km2。

通過分析,長江水系、漢江水系、清江水系省內上、中、下游區段地質災害發育密度總體分布不均,具有明顯的差異。長江水系由于上游多處于中低山地貌,地形切割較大,而中下游多位于丘陵和平原,發育地質災害點密度相對應的表現為上游遠大于中下游。漢江水系上游為中低山地貌,地形切割較大,向東地形逐漸變緩,發育地質災害點密度相對應的表現為上游遠大于中下游。清江水系大部分地區為鄂西中低山地貌,地形切割較大,故發育地質災害點密度整體上高于其他水系。

省內水系流域地質災害點發育密度主要受地形地貌影響,其次人類工程活動影響也較大。受地形地貌控制,省內災害點分布總體情況呈上游多于中游多于下游的趨勢,清江水系中下游災害點密度大于上游主要形成原因為人類工程活動影響強烈所致,具體表現為水庫建設和道路建設、城鎮建設等人類工程活動強烈。

4.4 庫區地質災害密集發育區段

湖北省水力資源豐富,水利水電工程密布,省內有三大庫區,即宜昌三峽庫區、丹江口庫區、清江庫區,在水庫庫區范圍內,由于水位漲落變化或庫岸邊坡巖土體遭到水體長期浸泡,導致巖土體松軟,則在常年水位面一帶常形成巖土體軟弱帶,在上部自重作用或人為擾動作用下,常發生大面積滑坡、崩塌等地質災害。水利工程一方面為工農業建設提供了能量資源,一方面也由于工程建設造成巖土體的失衡,省內因庫水位升降引起誘發地質災害多發、群發、頻發。

據統計資料表明,省內三大庫區地質災害密集發育,共計發育3 340 處地質災害,占地質災害總數的17.33%；其中清江庫區地質災害最為發育,共計發育地質災害1 849 處,位列三大庫區之首,占庫區地質災害總數的55.36%；其次為宜昌三峽庫區發育地質災害787 處,占庫區地質災害總數的23.56%；丹江口庫區,共計發育地質災害704 處,占庫區地質災害總數的21.08%,庫區地質災害沿庫區兩岸呈面狀分布特征。

庫區發育地質災害類型以滑坡為主,共計發育滑坡2 806 處,占庫區地質災害總數的84.01%,其次為崩塌,共計發育441 處,占庫區地質災害總數的13.20%；地面塌陷和泥石流發育較少,分別發育59 處和34 處,分別占庫區地質災害總數1.78%和1.01%。

4.5 碳酸鹽巖工程地質巖類分布區地質災害密集發育區段

根據統計資料,湖北省的地質災害發育與工程地質巖類型有著十分密切的聯系。從各巖類地質災害數量分析,發育地質災害最為密集位于碳酸鹽巖工程地質巖類分布區,共計發育地質災害點7 124 處,占全省地質災害總數的36.97%；發育地質災害主要以滑坡（5 275 處）為主,其次為崩塌（1 334 處）,地面塌陷（422 處）和泥石流（93 處）發育較少。

碳酸鹽巖工程地質巖類分布區利于地質災害生成,該區內生成地質災害以土質滑坡為主,其主要原因是該巖類易風化形成紅粘土,易形成滑坡。區域性各類巖土體工程地質類型分布區中,由于災害體母巖本身巖性差異和后期風化作用強弱差異所導致的地表第四系發育程度的不同,直接造成了區域性各類巖土體工程地質類型分布區地質災害發育程度的明顯差異。

滑坡在碳酸鹽巖工程地質巖類分布數量最多,占全省滑坡總數的35.27%。該區內以土質滑坡為主,其主要原因是該巖類易風化形成紅粘土,易形成滑坡。包括：[Z2+Z2∈1]、[P1]、[P2]、[P1-2]、[Pt2]、[O2-O3S1]、[Z2]等分布區,其次包括：[∈1]、[∈2]、[∈3]、[∈-∈3O1]、[N]、[D2-3]、[T2b]等碳酸鹽巖分布區,地質災害呈面狀密集發育特征。

5 結論

湖北省內地質災害密集發育區段分布特征：

（1） 鄂西山區地質災害密集發育區段：十堰市、神農架林區所處的鄂西北山區和恩施土家族苗族自治州、宜昌市所轄的部分縣（市）所處的鄂西南山區,以滑坡、崩塌、泥石流災害分布為主,呈面狀密集發育分布特征。

（2） 主要交通干線沿線地質災害密集發育區段：發育地質災害以滑坡為主,其次為崩塌,地質災害沿主要交通干線呈線狀分布特征。

（3） 水系流域上游區段地質災害密集發育區段：省內不同水系流域地質災害發育程度具有明顯差異,呈沿水系上游兩岸帶狀密集發育分布特征,具有明顯的上游地質災害多于中游多于下游的趨勢。

（4） 庫區地質災害密集發育區段：清江庫區地質災害最為發育,其次為宜昌三峽庫區,地質災害沿庫區兩岸呈面狀分布特征。

（5） 碳酸鹽巖工程地質巖類分布區地質災害密集發育區段：滑坡在碳酸鹽巖工程地質巖類分布數量最多,占全省滑坡總數的35.27%,地質災害以土質滑坡為主,其主要原因是該巖類易風化形成紅粘土,易形成滑坡,地質災害呈面狀密集發育特征。