博爾塔拉蒙古自治州地質災害特征與防治措施

摘 要：【目的】研究博爾塔拉蒙古自治州地質災害特征。【方法】通過詳細地質災害調查，明確博爾塔拉蒙古自治州地質災害特征，總結出防治措施。【結果】由行政區分布看，地質災害數量由多到少依次為：博樂市、精河縣、博州溫泉縣和阿拉山口市；從時間分布看：崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發生與大氣降水、融雪關系密切，具有年際和年內兩方面的規律性。【結論】該地區地質災害應以綜合方法進行防治，具體包括基本措施、群測群防體系的建設、專群結合監測預警體系建設、工程治理等。

關鍵詞：博爾塔拉蒙古自治州；地質災害特征；防治

中圖分類號：P694 " " 文獻標志碼：A " " 文章編號：1003-5168（2024）12-0115-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.12.023

Characteristics and Prevention Measures of Geological Disasters in Bortala Mongolian Autonomous Prefecture

ZHANG Fanglu1 ZHAO Fei2

（1.The First Hydrological Engineering Geology Brigade of Xinjiang Geology and Mining Bureau ，Urumqi 830000，China；2.Xinjiang Institute of Technology， Urumqi 830023，China）

Abstract：[Purposes] This paper aims to prevent and control the key geological disasters in Bortala Mongolian Autonomous Prefecture.[Methods] Through detailed geological disaster investigation， the characteristics of geological disasters in Bortala Mongolia Autonomous Prefecture are clarified， and the prevention and control measures are summarized. [Findings] According to the distribution of administrative regions， the number of geological disasters from more to less is Bole City， Jinghe County， Bozhou Wenquan County and Alashankou City. According to the time distribution， the occurrence of geological disasters such as collapse， landslide and debris flow is closely related to atmospheric precipitation and snowmelt， with inter-annual and intra-year regularity. [Conclusions] The geological disasters in the city should be prevented and treated by comprehensive methods， including basic measures， the construction of group measurement and mass prevention system， the construction of special group monitoring and early warning system， and engineering management.

Keywords： Bortala Mongolian Autonomous Prefecture; geological disasters characteristics; prevention

0 引言

地質災害是指由降雨、地震、人類工程擾動等因素誘發造成，人員傷亡或對建筑物、基礎設施、自然資源等造成破壞的地質過程、現象，包括滑坡、崩塌、泥石流等［1］。我國各類地質災害特征包括地質條件復雜、地質構造運動強烈、災害發生頻次高、分布范圍廣、災害發生造成的人民生命財產損失嚴重等［2］，據自然資源部2020年發布的調查統計資料，2020年我國總發地質災害約7 840起，相較2019年地質災害數量增加了26.8%［3］。當前，地質災害監測［4-6］、地質災害危險性評價［7-9］、地質災害特征研究［10-12］等已成為熱點。在地質災害特征方面，夏金梧等［13］結合隴南陜南片、金沙江下游片、三峽庫區片滑坡規模大、分布密度高、活動性強、危害嚴重等特點，查清了滑坡分布規律及其控制因素。魏欣等［14］通過對汶川大地震災區典型高速滑坡的研究，得出地震災害點在空間上主要受發震斷裂帶控制，沿發震斷裂帶呈帶狀或線狀分布；滑體的滑距隨剪出口相對高差的增大而增大，且滑坡后緣厚度越大、滑距越大，前緣堆積體厚度越小，滑坡堆積體長度越大，滑距也越大的結論。王志旺［15］綜合考慮巖石類型和構造（地層巖性、斷裂構造）、地形地貌（坡度、坡向、高程、溝壑分布等）、水文地質條件（歸一化植被指數）及破壞動力（河流緩沖區）等影響因素，并結合滑坡影響因素的分形特征（小流域地形地貌分維值），建立了研究區區域滑坡危險性評價指標體系。本研究對博爾塔拉蒙古自治州大范圍地質災害點進行詳細調查，包括地質災害行政區分布特點、地貌分布特征、時間分布特征、地質災害發育特征，并總結出博爾塔拉蒙古自治州地質災害防治對策與方法。

1 研究區地質概況

博爾塔拉蒙古自治州位于新疆維吾爾自治區西北部，地處歐亞大陸腹地，西北南三面環山，中間是喇叭狀谷地平原，屬北天山地槽褶皺帶的一部分。地質構造線發育方向因受緯向構造控制，均為東西向，西部較窄，東部開闊，整個地形由南、北、西逐漸向中部、東部傾斜，并似喇叭狀逐漸開闊。阿拉套I山西端厄爾格圖爾格山，海拔4 569 m，是全州最高點。地形特征呈“三山夾一谷”，由西向東海拔由2 300 m逐漸降低到400～600 m。其西、南、北三面環山，分別為阿拉套山、別珍套山、婆羅科努山，中部為博爾塔拉谷地。按地貌形態可劃分為冰川作用高山區、構造侵蝕－剝蝕中高山區、剝蝕中低區、剝蝕低山丘陵區、沖洪積平原區5種地貌類型。

2 研究區地質災害特點

2.1 地質災害分布特點

通過對博爾塔拉蒙古自治州地質災害調查，博州溫泉縣地質災害點有221處，其中崩塌有149處、泥石流有69處、滑坡有3處，占比為26.53%；精河縣地質災害點有259處，其中崩塌有139處、泥石流有75處、滑坡有45處，占比為31.09%；博樂市地質災害有342處，其中崩塌有291處、泥石流有29處、滑坡有22處，占比為41.06%；阿拉山口市地質災害點有11處，全部為崩塌災害，占比為1.32%。

地形地貌很大程度上決定地質災害發生類型。研究區受地形地貌、氣象水文、植被類型等條件的控制，以及人類活動強度、方式的差異作用，地質災害形成了獨有的分布規律。總體分布格局為：冰川作用侵蝕高山區由于海拔較高，人跡罕至，地質災害相對較少，共發育地質災害3處，占總數的0.36%；構造侵蝕剝蝕中山區全區海拔1 500～2 800 m，山勢陡峻，水系發育，多峽谷，切割深度可達1 000余米，山體植被茂盛，受凍融、降雨、植被根系分解等綜合作用，巖體較為破碎，人類活動頻繁，主要溝谷道路兩側崩塌災害發育，個別山體斜坡形成坡面泥石流，是地質災害發育相對集中的區域。該區共發育地質災害691處，占總數的82.71%；剝蝕低山丘陵區由于地勢較低，分布面積較小，不利于地質災害的發育，該區域僅發育地質災害69處，占總數的8.52%；山前沖洪積傾斜平原區位于工作區中部的河谷平原區，雖然地勢平坦開闊，但由于人類活動十分密集，河流階地形成部分陡坎處，因開礦、修路、建房等也形成高陡邊坡處，故形成了一定數量地質災害，該區共發育地質災害70處，占總數的8.41%。主要分布位置是博爾塔拉河河岸兩側。

不同年份與不同月份地質災害頻率也存在差異。一般研究區內崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的發生與大氣降水、融雪關系密切，具有年際和年內兩方面的規律性。年際規律主要受控于豐水年周期性旋回變化，各類地質災害高發年度正是降水量多的年份，特別是泥石流地質災害，多集中發生在每年4月至9月融雪降雨時期。降雨量較多年份，崩塌、泥石流等災害的發生頻率也較往年有所增高；全州的崩塌、泥石流等地質災害的年內變化規律主要受控于雨季和融雪季。據訪問各縣自然資源局，近年來，溫泉縣所有災害都發生在6月至9月，因汛期引發的地質災害占比到地質災害總數的90%以上。精河縣年每年汛期（4月至9月）因融雪或強降雨引發的地質災害占比達地質災害總數的80%以上。博樂市、阿拉山口市年平均降雨量為181.5 mm，但降水量在時間上分配不均，4月至8月的降水量占全年的70%，因此，每年的4月至8月是地質災害高發時段。

2.2 地質災害發育特點

2.2.1 崩塌。博爾塔拉蒙古自治州崩塌規模級別劃分：小型崩塌有497處，占總數的84.3%；中型崩塌90處，占總數的15.2%；大型崩塌3處，占總數0.5%。當崩塌源區為巖石時，崩塌源區厚度一般為卸荷裂隙至邊緣的距離，兩側一般至陡坡方向變動位置或高度變換或巖石與土層的交接處，陡崖坡度陡，坡角一般在70°～80°。危巖單體一般是由幾組裂隙或裂隙與層面組成形成不利于巖石穩定的組合，若交線外傾、臨空外傾或下部掉落形成凹腔，不利于巖石單體的穩定。巖性以花崗巖、砂巖、大理巖、凝灰巖、千枚巖、石英巖等為主。

①土質崩塌源區坡角一般較陡，坡角60°～80°，后緣一般存在裂隙，厚度為裂隙至邊緣的距離，兩側一般為陡坡坡向、坡角變換的位置，一般為溝或脊柱，局部坡角變換處。物質組成一般為黃土和黃土、卵石組成。前緣一般為溝谷、平緩地帶。在降雨、融雪或坡面承載重物下易發生崩塌。崩塌所處斜坡微地貌大多為陡崖，陡坡，斜坡坡度在23°～90°不等，坡高在3～200 m。崩塌平面形態以半圓、不規則形為主，有少量矩形；坡面形態凹形、直線形較多。崩塌點坡面形態以凸形為主，崩塌點斜坡結構類型多數碳酸巖質斜坡。

②崩塌堆積體：危巖體多位于坡體中上部，崩塌發生時呈大小不一的塊狀向坡下快速滾落，在坡腳多形成倒石堆，部分則滾落于溝谷中及牧道上，大小混雜，結構散亂。土質崩塌一般在陡坡下部形成三角狀的堆積體，靠近陡坡壁位置較厚，逐漸變薄至零。

③崩塌路徑：巖質崩塌路徑一般是掉落、滾動陡崖后，在下部平臺或斜坡體上進行彈跳滾動，一直至動能完成。土質崩塌路徑一般是掉落、倒塌后易碎，滾動的距離一般較短，顆粒細小的滾動較近，顆粒粗大的滾動較遠。

2.2.2 泥石流。山區溝谷兩側山體基巖裸露，植被稀疏，坡面上松散的殘坡積堆積物和溝底的松散堆積物一起成為區內泥石流的主要物質來源。其水動力條件主要為暴雨洪流，在強降雨或持續性降雨天氣下，溝谷各流域儲水能力不足，降水易形成坡面徑流，攜帶坡面及溝道內的松散堆積物順流而下，從而引發泥石流。

研究區內大部分泥石流災害的形成區和流通區無明顯界限，出山（溝）口前均屬形成-流通區。此地段人類活動微弱，一般不會形成災害；出山口后即為堆積區，由于區內牧民對泥石流的認識不足，該地段往往為周邊人類經濟及工程活動的主要場所，因而成為泥石流災害的主要威脅對象。

2.2.3 滑坡。根據體積劃分：為小型滑坡有59處，占滑坡總數的85.71%；中型滑坡有9處，占滑坡總數的11.43%；大型滑坡有2處，占滑坡總數的2.86%。根據類型劃分，土質滑坡有47處，占滑坡總數的64.29%；巖質滑坡有23處，占滑坡總數的35.71%；滑坡平面形態主要有舌形、不規則形、半圓形、矩形等4種平面形態。

3 防治措施

3.1 基本措施

對高、中風險區內新建的各類設施工程，要做好相應的選址論證、評價工作，按照規劃建設要求。同時，保護草原植被，禁止過度放牧和開墾耕地，對因人類經濟工程活動而形成的人工邊坡、棄土棄渣場所等應進行預防性防護工程。

對危險區、危險點、重大災害點的監測，采取目標責任制，落實到人。在此基礎上將本次調查新增災害點全部納入地質災害的預警監測網。

對高風險地質災害點和重要場地風險區，各級地質災害相關部門應在加強和完善群測群防體系的基礎上，配合國家、省區市相關機構，在工作區建立專業的地質災害監測與預警網絡體系。對重要地質災害點安裝普適性監測設備，構建立體地質災害專業監測預警體系。各縣自然資源局協助開展儀器設備的維護和運行，利用擬建監測儀器設施開展地質災害監測設施保護宣傳和防災教育，逐步建立和完善專群結合的地質災害監測預警網絡。

3.2 工程治理

根據研究區地質災害發育特征，產生威脅的重要地質災害種類多為泥石流和崩塌，結合目前常用的、成熟的地質災害治理方法，對區內地質災害分別提出以下有針對性的治理措施。

3.2.1 泥石流災害防治工程措施。

①固坡工程。在泥石流溝域松散固體物質分布區，如崩塌密集地段，結合崩塌整治，修建擋墻、掛網和護坡，以穩定斜坡。

②蓄水、引水、截水、排水工程。這類工程包括調洪水庫、截水溝、引水渠、截水渠、排導堤等。其作用是攔截部分或大部分洪水，削減洪峰，以控制暴發泥石流的水動力條件。這類工程的設計均要按照有關規范進行截排水能力的驗算，不得盲目進行。

③攔擋儲淤工程。在泥石流流經的溝谷內，修建多級攔擋泥石流的壩體（也稱谷坊壩）。泥石流經多級攔擋和儲淤后，可減少溝口流出量和大大降低危害性。攔擋壩可分為土壩、壘石砌壩、混凝土壩等，設計時視情況而定。攔擋壩具有工程投入少，簡單易行的優點。

④排導工程。這類工程包括排導溝、渡槽、急流槽、導流堤等，多數建在流通區和堆積區。最常見的排導工程是設有導流堤的排導溝（泄洪道）。其作用是調整流向，防止漫流，以保護附近的居民點、工礦點和交通路線。

⑤繞避。泥石流沖擊強，破壞力大，知險見讓、避重就輕是泥石流防治的主要方法。工程建設可通過平面繞避或渡槽、高橋、隧洞等方式避免泥石流危害。

3.2.2 崩塌災害防治工程措施。

①地表截流。為防止大氣降水的地表徑流及危巖體后方的地表水匯入基巖裂縫中。一般可在危巖體外挖一截流溝，尺寸及位置的確定須因地制宜計。

②主動防護。對區內縣城周邊、公路兩側的穩定性差，不能清除也無法支撐的危巖塊體可采用錨索加固方案，宜采用預應力錨索。對危巖分布面積大，危巖較多的區域可采用主動防護網進行支護，其主要是通過高強度鋼絲格柵、錨固系統對不穩定危巖塊體提供支持力。坡頂危巖帶表層裂隙發育，局部地段巖體破碎，需對危巖帶進行掛網，防止危巖帶上的塊石崩落。

③被動防護。對規模小、穩定性差、工程治理技術難度較大且費用高，可采用被動防護方案，為避免陡崖零星落石和斜坡上的塊石再次滾動對人員、設施造成危害，應在坡腳附近沿線布置被動防護，達到“防”的目的。采取的防治措施主要為在落石可能威脅公路范圍內設置擋石墻和被動柔性防護網。

④危巖清除。對規模小、穩定性差、工程治理技術難度較大且費用高、搬遷困難的崩塌，可采用清危解危方案徹底清除。

4 結論

①研究區地質災害數量分布由多到少依次為博樂市、精河縣、博州溫泉縣和阿拉山口市。構造侵蝕剝蝕中山區是地質災害發育相對集中的區域，山前沖洪積傾斜平原區因人類工程活動形成一定數量的地質災害。

②地質災害發育特征在巖石崩塌源區主要表現在厚度為卸荷裂隙至邊緣距離，兩側至陡坡方向變動位置或高度變換或巖石與土層的交接處，陡崖坡度陡，坡角在70°～80°；土質崩塌源區坡角一般較陡，坡角60°～80°，后緣一般存在裂隙，厚度為裂隙至邊緣的距離，兩側一般為陡坡坡向、坡角變換的位置。

③崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發生與大氣降水、融雪關系密切，具有年際和年內兩方面的規律性。在多雨季節和多雨年份，崩塌、滑坡、泥石流地質災害較發育，而在少雨季節與年份，地質災害數量均較少。

④結合地質災害詳細調查，研究區地質災害應以綜合方法進行防治與治理，包括基本措施、群測群防體系的建設、專群結合監測預警體系建設、工程治理等。

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