达州市地质灾害的时空分布特点及成因分析

——————————————————————[第一作者简介]:刘德兵（1977-），男，四川省岳池县人，本科，工程师，在职工程硕士，主要从事水文地质、工程地质、环境地质及地质灾害防治等方面的研究。1达州市地质灾害的时空分布特征及成因分析刘德兵1，竺春福2，田莹莹2(1.四川省煤田地质局137队，四川达州635006；2.达州市地质环境监测站，四川达州635000)摘要：本文基于对近年达州市的地质灾害调查成果数据的综合研究分析，结果表明，达州市地质灾害发育类型多，点多面广，发生最多的是滑坡，灾情规模主要为小型，除在空间表现出明显的分布特征外，在时间上也呈现一定的规律性特点。通过对该市地质灾害的成因进行初步探讨，阐明了地形地貌、地层岩性、地质构造、气象因素等自然条件与地质灾害发生的关系。关键词：地质灾害；分布特征；成因；分析；达州0引言达州位于四川东北部，大巴山南麓，是重庆、成都、武汉、西安交汇辐射的中心地带。达州幅员面积16591km2，人口680万，是四川的人口大市、农业大市和工业重镇。科学技术的飞速发展，把人类带入前所未有的物质文明的同时，也给人类环境带来深重的灾难，威胁到人类的生存与发展[1]。达州属四川省地质灾害多发区之一，截止2014年6月，经调查统计全市范围内地质灾害隐患点共计1814处，102828人的生命和财产安全受到威胁，潜在经济损失约213104.9万元。因此，分析研究达州的地质灾害时空分布特征及成因，为当地的经济与社会可持续发展、地质灾害的防治工作提供科学理论和基础依据十分必要。1研究区概况大巴山是嘉陵江和汉江的分水岭，也是四川盆地和汉中盆地的地理界线。达州位居大巴山弧形构造中段的南侧与川东新华夏系构造的复合交接部位，地势由北向南倾斜，呈东北高，西南低，最高处是宣汉县鸡唱乡大团堡，海拔2458m；最低处是渠县望溪乡天关村，海拔222m。大巴山横直在万源宣汉北部，明月山、铜锣山、华釜山由北而南，纵卧其间，将全市分割为山区、丘陵、平坝3块。山地占幅员面积70.70%，丘陵占28.10%，平坝占1.20%。达州属亚热带湿润季风气候类型，由于地形复杂，各地区气候差异大。海拔800m以下的低山、丘陵、河谷地区气候温和，冬暖、春早、夏热、秋凉，四季分明，无霜期长；海拔800～1000m的低、中山气候温凉、阴湿，回春迟，无酷暑，秋凉早，冬寒长；海拔1000m以上的中山区，光热资源不足，寒冷期较长，春寒和秋霜突出。（1）大巴山褶皱带（2）铁山背斜（3）华蓥山背斜（4）中山背斜（5）峨层山背斜（6）赫天祠背斜图1达州主要构造图达州年平均气温14.7℃～17.6℃之间，无霜期约300d。全市雨量充沛，年平均雨量在1000～1300mm之间。春季多寒潮低温天气，夏季多伏旱和洪涝、大风、冰雹，秋季多连绵阴雨。区内河流主要属长江支流的嘉陵江水系，发源于大巴山，由北而南呈树枝状分布。2前河、中河、后河汇成州河后与巴河在渠县三汇镇汇合成渠江，向南流入长江。境内流域面积在100km2以上的河流有53条，1000km2以上的干流有15条。通航河流有渠江、洲河、巴河、等9条，基本形成以渠江、洲河、巴河为主干流的水路运输网络，流域覆盖全市四个县（市）。2地质灾害发生的时间规律由于多种内外、动静因素相互作用，地质灾害发生周期性时间变化具有明显的动态特征。因此，凡具动态特性致灾因素的变化是控制灾害随时间变化的主因。如气候变异、集中降雨、河流侵蚀、地震和人类工程经济活动等，加速各种致灾因素发展变化。其中，降雨、人类活动的年度变化幅度最大、最频繁、最广泛，动态特征最活跃，是激发控制地质灾害年度变化的主要因素。2.1降雨充沛年份地质灾害频发近年来，达州多次遭遇百年一遇的强降雨，如2004年“9.3”洪灾、2005年“7.8”洪灾、2007年“6.18”洪灾及2010年“7.18”洪灾等。2007年“6.18”洪灾期间达州普降暴雨、大暴雨，最高降雨量达228.9mm。强降雨导致全市132个乡镇、230万人不同程度受灾，诱发了达县青宁乡岩门村特大型山体滑坡等地质灾害。2010年7月16日17:00～18日18:00，达州由北向南出现强降雨过程，局部地区出现特大暴雨（全市雨量监测站点统计数据见图2）。图22010年“7.18”洪灾降雨量监测图万源城区累计降雨量达到462.2mm，超过有气象记录以来的历史极值（1989.7.10为216.5mm），八台乡最大降雨量高达510.1mm。此次强降雨迅速引发“7.18”特大暴雨洪灾，并直接诱发了万源市太平镇杨家梁滑坡、宣汉县清溪镇柏树沟滑坡等大量地质灾害，受灾人数达38885人，造成经济损失约2.94亿元。2013年7月16日，达州市境内再次遭遇暴雨、大暴雨，引发山体滑坡、交通中断、城镇被淹。此次暴雨洪灾共造成全市213个乡镇112.85万人不同程度受灾，紧急疏散6.58万人，紧急转移安置18365人，直接经济损失8.11亿元。渠县的渠江、天星、三汇、土溪、李渡、达县的罐子、安云、沿河、亭子、河市、福善、江陵等12个场镇大面积进水被淹。达州市2005～2013年发生的地质灾害统计情况见表1、图3。表12005～2013年发生地质灾害统计表（单位：处）年份总点数泥石流崩塌滑坡地裂缝其他2005515122346410620065506452220075947405291172008671164721200959018333520105872423508284201110231088012012960147921201327022101图32005～2013年发生地质灾害点数据达州市相关部门统计，近10年间降雨充沛的年份发生地质灾害及受灾情况见表2。表22005～2013年因发生地质灾害受灾情况统计表年份经济损失受灾人数损毁房屋损毁田地（万元）（人）（间）（亩）200514653.91781443167410.2020062269.034286.3595234.25200732470.401496278545678.8020082531.102811834100.5020094634.002110232109.40201029355.80388852534811060.6020112456.401487735140.00201212278.0037178910.0020133121.006721421.053图42005～2013年因地质灾害受灾情况分析2005～2013年发生地质灾害数量及受灾情况（图3、4），以及2009～2014年达州各县（市、区）地质灾害隐患点统计数据（图5）。可见，降雨年激发地质灾害的基本规律——降雨充沛的年份地质灾害频发。图52009～2014年地质灾害隐患点总数2.2季节特征明显区内降雨集中分布每年的5～10月，占全年降雨量的70%左右，不同月份地质灾害分配不均，地质灾害的稳定状态普遍表现出随季节交替、降雨量周期性变化而变化的特征，特别是在高强度、长时间降雨时，地质灾害容易集中爆发。据2009～2014年数据统计，7、8、9月新增地质灾害隐患点占总数的74.51%，而汛期5、6、10月共占总数的18.50%；其余月份（旱季）共发生地质灾害不到其总数的7%，与徐志文[2]研究的全省雨季发生的地质灾害统计结果基本一致。降雨诱发的地质灾害以滑坡为主，占灾点总数的86.56%，崩塌（危岩）次之，占9.8%，其余灾种仅占3.64%。从规模来看，滑坡以小型为主，占88.07%；次为中型，占10.53%；大型滑坡约占0.83%，特大型滑坡仅占0.57%。3地质灾害的空间分布特征该区北部山体切割剧烈，山势陡峭，形成中、低山地貌单元；中南部较为平缓，形成平等谷地地貌单元。因相对高差较大，“V”字形冲沟发育，地形坡度多在25°以上，复杂的地形、地貌为地质灾害的形成提供了动力和能量转化条件。截止2014年6月6日，已查明的地质灾害隐患点共1814处，平均地质灾害隐患点密度为0.13处/km2，分布于293个乡镇（表3）。表32014年全市地质灾害隐患点分布表区域隐患点数/处涉及乡镇/个涉及村组/个经开区43225通川区1162079万源市33750201宣汉县26054108开江县2311980大竹县993986达川区33854224渠县39055217合计18142931020分析近10年来的统计数据，达州的地质灾害易发区主要分布在以下区域（图6）：高易发区中易发区低易发区图6达州市地质灾害易发分区图4（1）东北部大巴山中山峡谷易发区。包括盆周山地万源的12个镇、40个乡及宣汉县的北东地区。（2）西南部低山深丘易发区，包括宣汉西南部22个乡镇、达县西部及渠县大部。（3）东南部华蓥山低山易发区，包括大竹、开江全部、达县东部、渠县、宣汉部分地区。（4）人类工程活动影响区。包括城市建筑工程不合理开挖；公路、铁路建设沿线形成的高陡边坡；矿山废矸废渣堆积区、采空区、塌陷区；水库、电站、河流岸边滑塌区域。（5）重点防治隐患点区域。包括历次暴雨洪灾诱发的隐患点，矿山地质灾害点以及通过近年来监测发现变形逐年加剧的隐患点。3成灾因素分析31岩组特征的影响地质灾害的载体是岩土石体及其组合，岩组特征是灾害发生、发展的物质基础，一定的岩土石体及其组合类型、分布规律、变化特征构成了滑坡、泥石流灾害发生发展的起始控制点[3]。达州市地处大巴山弧形构造中段的南侧与川东新华夏系构造的复合交接部，地质条件复杂，各类岩组分布广泛，物质成份不同，组织结构有别，对滑坡等地质灾害特性、强度具有明显的控制作用，且具有区域性规律和时空规律。区内地质灾害以滑坡为主，且多发育在侏罗系地层分布区内，与该区的岩组特征密切相关。崩塌多发生在岩质坚硬或软硬相间的地层构成的陡坡地段，节理、裂隙较发育，在多组裂隙及层面的组合下被分割成楔形体，在重力及人为因素的诱发作用下发生失稳破坏。3.2人类经济活动影响人类工程经济活动作为一种强大的地质营力，破坏地表生态结构，加速地表形态的演化，越来越剧烈地激发了各种不同的地质灾害[3]。在筑路弃土、切坡建房、矿产开采等人类工程经济活动中，极易诱发地质灾害发生。人类经济活动在地质灾害的形成发展过程中具有强烈的参与性，其引起的破坏强度与自然地质作用相当，甚至更有甚者。2007年达县杨柳垭滑坡就是由于不合理弃土堆放加载引起，而万源、达川区内的30余处地面塌陷多为采空型地面塌陷，则与连续数十年的矿产开采及大量疏排地下水，特别是地下采矿导致地面变形、岩溶塌陷有关。3.3降雨激发致灾影响降雨是激发滑坡、泥石流产生、发展成为灾害的极为重要因素。达州辖区山地面积大，地质岩性结构复杂，加上有利的地形和气候条件，一直属四川省地质灾害多发区。近年来，达州遭遇暴雨频率高，大量的降雨入渗、浸润、软化岩土体，降低斜坡的稳定性。据统计，区内几乎所有的地质灾害暴发均与暴雨及长时间降水有关，特别是滑坡的发生更与降雨关系密切，二者在时间和空间上具有很好的一致性。当日降雨量达到20mm、累计降雨量达到50～160mm时，就会开始出现小型浅层滑坡[4]。黄润秋等[5]在研究四川境内暴雨所引起的滑坡后，提出了水垫-楔裂效应，把降雨入渗后地下水对斜坡的作用过程分为汇聚—顶托、挤入—楔裂和溃裂—滑动三个阶段。2004年9月5日宣汉县天台乡特大型滑坡[6]、2007年6月27日达县杨柳垭滑坡[7]、2007年7月7日达县青宁乡滑坡[8]及2009年7月16日宣汉县樊哙滑坡等，都是强降雨激发致灾的典型实例。4结论与建议（1）达州市的地质灾害发生概率与降雨量成正比，降雨充沛的年份和季节地质灾害频发，重点防范期为5月至9月。地质灾害类型仍以滑坡为主，崩塌次之，泥石流、地裂缝及地面塌陷等灾害较少。（2）区内的滑坡多发生于降雨中后期，滞后时间一般不超过5d。不同类型的滑坡滞后时间长短不一，呈现出堆积土、堆填土、粘土、碎屑和基岩滑坡的滞后时间由短到长的特点；同一类型的滑坡因滑坡体厚度由小到大，其滞后时间也从短到长。（3）人类工程经济活动诱发地质灾害在时间上具有不确定性，全年各个