陕南秦巴山区地质灾害与影响因素的相关性分析

龙源期刊网陕南秦巴山区地质灾害与影响因素的相关性分析作者：强菲等来源：《南水北调与水利科技》2015年第03期龙源期刊网龙源期刊网龙源期刊网摘要：陕南秦巴山区受气象水文、地形地貌、地质构造、地层岩性及人类工程活动等因素的影响，地质灾害频繁发生。对陕南28个县（区）的县域地质灾害区划资料进行统计分析，深入探讨陕南秦巴山区地质灾害分布规律及其与各因素的相关性，得出结论：地质灾害沿主要河流、断裂、交通干道两侧一定范围内呈“带状”分布；地质灾害集中发育于年平均降雨量小于1000mm的区域，灾害点密度随年平均降雨量的增大而减小，年平均降雨量小于800mm的区域灾害点密度最大；多数滑坡主要发生倾角范围在为20°～40°范围内；崩塌主要发生在多数崩塌倾角范围为40°～60°范围内；地质灾害集中发育于中低山区；地质灾害集中分布在泥盆系和元古宇地层岩性区；断裂的规模越大，对其两侧地质灾害发育的影响也越大，深大断裂凤龙源期刊网镇-山阳断裂带灾害点密度最大；宝成铁路两侧1km范围内灾害点密度最大。分析结论为陕南移民搬迁提供可靠的地质灾害防治依据。关键词：陕南秦巴山区；地质灾害；地形地貌；地层岩性；地质构造；人类工程活动中图分类号：P642文献标志码：A文章编号：1672-1683（2015）03-0557-06Abstract：Duetotheimpactfactorssuchasclimate，hydrology，geomorphology，geologicalstructure，lithology，andhumanactivities，geologicalhazardsoccurofteninQinling-Dabamountainarea.Statisticalanalysiswasperformedonthegeologicalhazardregionalizationin28countiesordistrictsofsouthShaanxiProvince，andthedistributionregularitiesofgeologicalhazardsandtherelationshipbetweengeologicalhazardsandimpactfactorswereinvestigated.Theresultsshowedthat（1）thegeologicalhazardsshowbandingdistributionalongbothsidesofmainrivers，fractures，androads；（2）thegeologicalhazardsoccurmostlyintheareawithanaverageannualrainfalllessthan1000mm.Thehazarddensitydecreaseswiththeincreasingofaverageannualrainfall，andthehazarddensityisthegreatestintheareawithanaverageannualrainfalllessthan800mm；（3）mostofthelandslidesoccurintheslopeswithananglebetween20to40°；（4）mostofthecollapseoccurintheslopeswithananglebetween40to60°；（5）thegeologicalhazardsaremainlylocatedinthemiddleandlowermountainarea，andinthelithologicunitsofDevonianandProterozoiceonothem；（6）theeffectsoffractureonthegeologicalhazardsonitssidesenhancewiththeincreasingscaleoffracture；and（7）thehazarddensityisthegreatestintheFengzhen-Shanyangdeepfractureandtheareawithin1kmtotheBaoji-Chengdurailway.Theresearchresultscanprovidescientificandreliablebasisforthegeologicaldisasterpreventioninmigrationrelocation.Keywords：Qinling-DabamountainareaofsouthShaanxiProvince；geologicalhazards；geomorphology；lithology；geologicalstructure；humanactivities陕南秦巴山区受内部风化破碎的地层岩性、复杂多变的地形地貌、纵横交错的断裂构造及外部区域性气象水文条件、剧烈的人类工程活动因素的影响，区内地质灾害发育强烈、个数较多、灾害频发[1-6]。据统计，陕南秦巴山区共有地质灾害点4177处，其中滑坡3610处，崩塌225处、不稳定斜坡89处、泥石流219处、地面塌陷34处。本文根据陕南28个县（区）的县域地质灾害区划资料，从地质灾害点与6个决定性因素的相关性入手，探讨陕南秦巴山区地质灾害的空间分布规律及其与各因素的耦合关系，为陕南移民搬迁、秦巴山区发展与扶贫攻坚规划提供科学可靠的地质灾害防治依据。1气象与地质灾害地质灾害与气象条件密切相关[4]。陕南秦巴山区地跨北亚热带和暖温带两个气候区，分界线在秦岭南坡800m等高线上下，地域上以略阳-镇安-商南一线为界[7-8]。年平均气温南部12℃～15℃，北部6℃～12℃。陕南秦巴山区由南向北降雨逐渐减少，多雨区和少雨区相间出现。由南进入秦巴山区的湿热气流受巴山秦岭阻截，导致年平均降雨量较高，为1000～1龙源期刊网，局部存在暴雨中心，如汉中南郑县南部年降雨量最高达1700mm。汉江谷地年降水量为800～900mm。秦岭南坡中部山区降水量为900～1000mm。秦岭南坡东部商洛地区年降水量相对较少，仅700～900mm。陕南秦巴山区年降雨量主要集中在5～10月，夏季多暴雨，初秋多连阴雨，极易引发滑坡、泥石流等地质灾害。地质灾害与年平均降雨量关系见表1。一般来说，年平均降雨量与地质灾害应该呈正相关关系，但由表1可见，地质灾害整体集中发育于年平均降雨量小于1000mm的区域，其中800～900mm的区域地质灾害发育最多，为1502处，占灾害总数的35.96%，并以滑坡为主，且灾害点密度随降雨量的增大呈减小趋势。这种反常现象主要归因于地形地貌与人类工程活动因素的影响。年平均降雨量较小的地区以低山丘陵地貌类型为主，人口密度大，人类工程活动频繁，加之残坡积层较厚、流水侵蚀强烈，增加了地质灾害的发生频率，而年平均降雨量较大的地区以不适宜人类居住的高中山地貌类型为主，人口密度小，人类工程活动弱，地质灾害点发育较少。2水文与地质灾害陕南秦巴山区地处长江水系，河流密布。区内发育三条山溪型河流，为嘉陵江、汉江及丹江[8]。汉江境内流长652km，嘉陵江境内流长141.7km，丹江境内流长234km。汉江水系支流呈南北向分布，嘉陵江和丹江水系支流呈东西向分布，总体平面形态呈树枝状。水系对地质灾害的影响主要表现为河流侵蚀斜坡前缘形成高陡临空面，一方面削弱了坡体抗滑力可能诱发滑坡或崩塌地质灾害，另一方面为泥石流的发生提供充足的物质来源和水力条件。据统计，陕南秦巴山区地质灾害沿河流两岸一定影响范围内呈“带状”分布。靠近河流两侧的灾害点密度明显高于其它地区。陕南秦巴山区地质灾害点沿主要河流分布密度见表2。由表2可见，主要河流两岸1km以内地质灾害数共计102处，以滑坡分布为主。丹江灾害点最多，灾害点密度也最大，为14处/100km2，其中滑坡占该区灾害总数的95.7%，分布密度为13.4处/100km2。汉江两侧河漫滩阶地较宽广，两岸1km范围内地质灾害相对较少，灾害点密度仅为4处/100km2。据统计，部分支流两岸地貌类型为中低山区的灾害点密度高达20处/100km2；而部分支流两岸地貌类型属盆地区的地质灾害不发育。因此，水系与地质灾害分布关系受河流侵蚀与地形地貌两因素的耦合作用的影响。3地形地貌与地质灾害地形地貌通过控制坡向、坡度、切割程度等，影响着风化程度、堆积物厚度等来控制着各类地质灾害的分布[9-12]。3.1地形与地质灾害陕南秦巴山区地形起伏大，地势险恶，高山深谷错综复杂。地形在很大程度上决定了滑坡、崩塌等地质灾害的倾角。通过对陕南2542处滑坡和225处崩塌的倾角进行统计，得到滑龙源期刊网坡（崩塌）倾角统计图（图1）。由图1可见，陕南秦巴山区72.4%的滑坡倾角范围在20°～40°内；48%的崩塌倾角在40°～60°范围内，小于20°倾角的崩塌基本不发生。3.2地貌与地质灾害陕南秦巴山区地貌形态复杂多样，北部秦岭横亘，南部巴山盘踞，汉江横贯中部，形成了以中山为主体，间有高山和高中山、中山、低山丘陵、河谷盆地等地貌景观[8]。地势西高东低，南北高中部低。秦岭主峰太白山为全区最高峰，海拔3767m，白河县东北部的汉江滩为全区最低处，海拔172m。全区分高山和高中山、中山、低山、丘陵、河谷盆地6个地貌类型。高山区海拔在3000～3767m之间，主要分布在秦岭主峰一带；中山区海拔在1000～1800m之间；低山丘陵区海拔在170～1000m之间，主要分布在河谷盆地边缘。河流沿岸1～2级阶地断续分布，局部有3～4级阶地，多为后期流水侵蚀。陕南地质灾害与地貌关系见表3。由表3可见，高山及高中山区地质灾害数占灾害总数的比例较少，仅5.27%，其中滑坡、崩塌、泥石流各占灾害总数的4.02%、0.24%和0.89%，由于该区沟谷切割深、地形起伏大、岩体相对坚硬，沿风化节理面形成巨大风化块石，为滑坡、崩塌、泥石流灾害提供了条件。中山区内发育的地质灾害数占灾害总数的33.37%，其中滑坡、崩塌、泥石流各占灾害总数的28.15%、1.94%和2.08%。中山区除沟谷切割较深、地形起伏较大、临空面较发育外，沟谷山坡残坡积物相对较厚，且流水侵蚀作用也较为普遍。低山区地质灾害最为发育，共2359处，占灾害总数的56.48%，以滑坡为主，占灾害总数的49.80%，崩塌、泥石流各占灾害总数的3.09%、2.08%。低山区残坡积层较厚，分布广，人类工程活动频繁，自然植被严重破坏，流水侵蚀较强。丘陵区和河谷盆地区由于地形平坦，地质灾害数占灾害总数的比例较少，分别为2.46%和2.42%。4地层岩性与地质灾害4.1地层岩性与地质灾害陕南秦巴山区跨三个大的地层区，分别为华北、秦岭和扬子。太古界至新生界地层绝大多数地层在陕南秦巴山区均有分布，仅仅白垩系上统地层在该区缺失[8]。地质灾害分布与其所在的地层岩性区域密切相关，地层岩性与地质灾害分布关系见表4。由表4可见，各类地质灾害在陕南秦巴山区出露的地层岩性区均有分布，但差异性较大。滑坡主要集中发育于泥盆系和元古宇，共计1618处，占滑坡总数的44.8%，而滑坡灾害点密度最大区为上新统与更新统并层区，达48.2处/100km2。崩塌集中发育于泥盆系、元古宇和石炭系，共计153处，占崩塌总数的67.9%，点密度最大区仍为上新统与更新统并层区，达10.7处/100km2。泥石流集中发育于泥盆系、元古宇，达85处，占泥石流总数的38.8%，密度最大区为上新统与更新统并