曹 楠,申太丽,罗水莲,李 俊,鲜镇糠
(1.四川省地矿局成都水文地质工程地质中心,四川成都 610081;
2.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都 610065)
西昌市位于四川省西南部,地理位置:东经101°46 ′~102°25 ′、北纬27°32′~28°10′,国土面积2654.89km2,是中国西部迅速发展的新兴航天城[1]。由于复杂的地质构造和特殊的气候使西昌市地质环境十分脆弱,地质灾害对西昌市经济和社会发展产生严重的影响。笔者在前人工作基础上,对西昌市内地质灾害及地质环境进行了调查,总结了该市地质灾害的发育分布规律,提出了地质灾害防灾建议。
由于地质条件复杂,降雨量集中且多暴雨,西昌市自然形成的地质灾害较多,主要发育泥石流和滑坡两类,其次为潜在不稳定斜坡和崩塌(图1)。
图1 西昌市地质灾害类型统计饼状图Fig.1 Pie charts of the geological hazard types in Xichang City
经调查统计,西昌市已有地质灾害点153处,其中滑坡64处,泥石流沟72条,不稳定斜坡15个,崩塌 2 处)(表 1)[1]。
西昌市的37个乡镇1个办事处中除兴胜、西乡、开元等3个乡无地质灾害外,其余35个乡均不同程度的有地质灾害发育。其中樟木箐乡、溪西乡、琅环乡3个乡地质灾害发育,灾害点都超过了10个,樟木箐乡最多,有14个;灾害点面密度最大为琅环乡,达40.8处/100km2,其次为樟木箐乡,地质灾害分布面密度为35.4处/100km2。
安宁河、雅砻江是流经西昌市的两条大河,经统计,安宁河流域西昌段内发育的地质灾害点有122个,其中泥石流有66处,滑坡有44处,不稳定斜坡有11处,崩塌有1处;雅砻江流域西昌段内发育的地质灾害点仅有31个,其中泥石流有6处,滑坡有20处,不稳定斜坡有4处,崩塌有1处(图2)。雅砻江流域地质灾害相对较少和该流域西昌段的植被发育较好、人类工程活动少等因素有一定关系[1]。
受地形地貌的控制,市域内地质灾害(以81个非泥石流灾害统计)的分布在垂直高程上具明显不均匀性。除泥石流外,滑坡、不稳定斜坡、崩塌等地质灾害多发育于高程1500~1800m,此高程段发育的非泥石流地质灾害点共有47处,占非泥石流灾害的58%;其次,1800~2300m高程段共有灾害点24处,占非泥石流地质灾害总数的30%。西昌市域内,小于1500m和大于2300m的高程段地质灾害分布较少(表 2)[1]。
表1 西昌市地质灾害发育按乡镇行政区统计一览表Table 1 Statistics of the geological hazards development according to administrative towns in Xichang City
图2 西昌市地质灾害按流域统计柱状图Fig.2 Statistics of the geological hazards according to basins in Xichang City
表2 西昌市地质灾害按高程统计表Table 2 Statistics of the geological hazards according to elevation
西昌市滑坡、不稳定斜坡类地质灾害的发育明显受斜坡坡度的控制作用。滑坡、不稳定斜坡多发生在坡度20°~40°的斜坡上。西昌市81个斜坡地质灾害中有57个坡度在20°~40°之间,占总数的70%;坡度在10°~20°之间的斜坡灾害点有9个,大于40°的斜坡灾害点有15个(图3)[1]。
西昌市域内地质灾害灾害具有群发性,一般集中在6~8月,所调查的153处地质灾害中,发生于该时段的共有128处,占总数的83.6%,这和该时段降雨量较大有直接的关系[1](图4)。
境内降雨主要集中在6~9月,此时段雨强较高、日降雨量大、降雨集中,多夜雨、暴雨,也是地质灾害的主要发生期,因此,降雨是地质灾害的主要诱发因素之一。每年的6~9月应是西昌市地质灾害的重点防范期[1]。
图3 西昌市斜坡类灾害与地形坡度饼状图Fig.3 Pie chart of the slope disasters according to slope degrees
图4 西昌市地质灾害各月分布个数与降雨量关系图Fig.4 Relationship between geological accidents and rainfall in each month in XiChang City
西昌市地貌类型主要分为高中山、中山、低中山河谷3种类型,地形地貌类型不同,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发育程度也各不相同[1](表3,图5)。
表3 西昌市地貌类型与地质灾害统计表Tbale 3 Sstatistics of land form types and geological disasters in Xichang City
图5 西昌市地貌类型与地质灾害分布图Fig.5 Landforms and geological disaster distribution in Xichang City
总体上看,西昌市地质灾害分布从安宁河河谷(低中山河谷)—两侧中山—两侧高中山地貌,地质灾害分布密度逐渐降低;地质灾害发育类型也从以泥石流为主逐渐过渡到以滑坡为主。西昌市域内,特别是安宁河两侧有数量众多的溪沟,这些溪沟的沟口处多位于安宁河河谷区,即低中山河谷区,而其汇水区则多在安宁河两侧的中山地貌区,从统计数据可看出市域内中山地貌区的滑坡灾害数量相对较多,这些滑坡滑移后又成了泥石流的物源,在一定程度上说,西昌市域内的泥石流灾害与滑坡存在依存关系[1]。
从微地貌上来看,滑坡、不稳定斜坡等灾害多发育在地形陡坡—缓坡或沟谷的过渡地带。
西昌市地处康滇地轴中段,地质构造主要为安宁河断陷褶皱带,沿安宁河河谷有两条很陡的深大隐伏断裂,地质构造复杂,断裂、褶皱构造发育,构造方向以南北向为主体,其次有北东、北西及东西向[2]。市域内地质灾害的分布沿构造线方向分布,尤其是河谷延伸方向与构造线展布方向一致时,滑坡、泥石流、不稳定斜坡灾害集中分布。西昌市境内由于地质构造复杂,在大的安宁河断裂带的控制下,其周围也发育了一系列的褶皱及断裂,岩体在构造作用下变形强烈,破碎现象极为普遍,这为市域内滑坡、泥石流等地质灾害的发育创造了条件[1]。
调查统计结果显示,西昌市安宁河流域的地质灾害点达122处,这和区内安宁河大断裂的展布方向基本一致;区内雅砻江东岸发育的地质灾害点有31个,也均位于雅砻江断裂的影响区域内[1]。
西昌市岩土工程类型可分为9类,每一类土体或岩体其岩性、松散程度、水敏性、岩土体强度等工程地质性质不同,由于其性质的不同,地质灾害分布密度也不同。[2]经过统计,区内砂砾、粘土多层土体分布区内的地质灾害点最多,达70处,分布面密度为13.5处/100km2;其次为中层较软泥岩与粉砂岩互层岩组分布区,共有24个灾害点。区内地质灾害分布密度最大的工程地质岩组为粘土质页岩状土体,虽然其在市内分布面积较小,仅37.39 km2,但该区的地质灾害分布密度却达16处/100km2,该组地层为昔格达组,岩性为遇水易崩解的粘土岩[1](图6)。
图6 西昌市岩土类型及地质灾害分布图Fig.6 Rock types and geological disaster distribution in Xichang City
西昌市所处的安宁河流域属于地震多发区,新构造运动活跃,地震活动频繁,区内的地震活动对斜坡变形破坏有一定影响。无论历史上还是现在,每次地震总要伴随规模不等的斜坡变形破坏发生。
首先,在主要的地震带上大量岩体破碎、崩塌、边坡失稳,同时也是泥石流、滑坡的主要发育分布地带。
其次,强地震发生时所产生的强烈震荡及砂土液化,可能触发滑坡的发生。据史料记载,1850年9月12日西昌发生7.5级地震,“北山、邛海一带,山崩、地裂、滑坡严重,核桃村被滑坡、崩塌摧毁”。据《安宁河生态环境调查报告》,滑坡的规模和数量随地震强度基本上呈线性相关[3]。
西昌市是我国西南地区典型的暴雨多发区。由于地处川西高原南段,属亚热带西南季风气候,地势高峻,山脉水系呈南北向延伸,北部有东西向群山所阻,这就使东、西两个方向的冷空气不能长驱直入,而南部暖空气则可以直达西昌盆地,形成充沛的降雨。多年平均降雨量1013.1mm,主要降雨集中于6~9月,占全年的 76%[2]。
根据历史资料大暴雨发生年是滑坡、泥石流的易发年,如1998年西昌市发生区域性大暴雨,当年降雨量1549.6 mm,是正常年的153%,全市大小河流普遍发生洪水、泥石流灾害,地质灾害造成22个乡镇不同程度的受灾,因在死亡5人,受伤90hm2耕地被泥沙淤埋,350间房屋倒塌,直接经济损失高达1500万元,是建国以来泥石流灾害最为严重的一年[1]。
对于滑坡而言,降雨不但软化滑动带,而且增加了坡体自重,沿节理裂隙下渗运移,浸泡软化润滑岩体,改变了斜坡内部应力状态,应力局部集中,致使坡体局部出现各种变形,如裂缝、膨胀、下挫等。
地质灾害的形成,除了自然发展内在因素作用以外,往往和人类工程活动息息相关。西昌市域可诱发地质灾害的人类工程活动的主要方式有削坡建房、公路建设、水利水电开发、矿产资源开发利用等,这些人类活动都不同程度的影响、改变着西昌市的地质环境,有些甚至已发展成为威胁居民生命财产安全的地质灾害,如太和铁矿对渣场滑坡等。因此,人类工程建设活动须最大限度的消除对地质环境的不利影响[1]。
(1)地质灾害发生时间上,多集中于每年的6~9月,多与降暴雨有关。
(2)空间分布上主要沿安宁河、雅砻江及其支流展布,主要集中于安宁河河谷—两侧中、低山地貌分布区,地质灾害类型以泥石流、滑坡为主。
(3)地质灾害一般发育于1500~2300m高程段范围内。
(4)地质灾害与地层岩性的工程地质特性关系较紧密。地质灾害主要发育Q1~Q4土体或半成岩岩组分布区;其次为中层较软泥岩与粉砂岩互层岩组分布区。
(5)地质灾害与断裂构造关系极为紧密。区内断裂发育,构造复杂,受构造断裂带的影响,地质灾害具有与构造形迹相伴生的特征,安宁河流域的滑坡、泥石流的分布与安宁河断裂等大的构造展布方向基本一致。
(6)地质灾害一般多发育于地形陡坡的过渡地带。
(7)人类工程活动也是影响地质环境变化的一个重要因素。
根据上述西昌市地质灾害发育、分布的基本规律,针对西昌市的具体情况提出以下地质灾害防灾建议:
(1)预防为主。西昌市的地质灾害防灾工作应在做好现有灾害点群测群防工作的同时,密切关注安宁河河谷—两侧中、低山地貌区的斜坡,特别是土质斜坡的变化,有无变形迹象,有无发生地质灾害的可能,防患于未然。对地质灾害发育的琅环、樟木箐等乡更要加大监测力度。
(2)西昌市的地质灾害类型以滑坡、泥石流为主,暴雨是地质灾害的主要诱因。因此,每年的6~9月降雨集中期应是西昌市地质灾害的重点防范期,在此阶段应加强地质灾害监测预警。
(3)在西昌市范围内,有数量众多的季节性河流或溪沟,经调查其沟谷内多堆积有松散的碎块石,存在爆发泥石流的可能,但目前危害方式多以洪水为主,建议对市域内有威胁对象的溪沟进行监测,防灾宜以地质灾害为主结合防洪进行预防。
(4)对于已查明的地质灾害重要隐患点,可能突发的地质灾害隐患点,要“以人为本”及时采取监测预防、搬迁避让和应急勘察治理等措施,最大限度的减少人员伤亡。有关部门应做好预报责任人员落实,制定紧急避让方案、应急勘察和治理方案并及时实施,防止地质灾害发展使灾情扩大化、造成巨大人员和财产损失。
(5)对西昌市域内由人类工程活动引发的地质灾害应给于高度的重视:建议相关部门应将工程建设中产生的不稳定边坡的支护、处理等作为竣工验收的前置条件,对其开挖施工后形成的不稳定边坡没有支护处理或仍存在安全隐患的工程项目不予通过验收;建议对矿产资源开发类企业加强监管,对此类生产活动已形成的地质灾害隐患点应责令其整改或加强人工灾害体的监测工作。
地质灾害防治工作是一项关乎人民群众生命财产安全的大事,但各个地区的地质灾害类型及发育分布规律不尽相同,因此,各地应在摸清本地区地质灾害类型及发育分布规律的前提下,有针对性的制定出适用于该地区的地质灾害防灾、减灾措施。
[1]申太丽,曹楠,等.四川省西昌市地质灾害(补充)调查与区划报告[R].成都:四川省地矿局成都水文地质工程地质中心,2007.
[2]赵松江,等.四川省西昌市地质灾害调查与防治区划报告[R].成都:四川省地矿局成都水文地质工程地质中心,2001.
[3]许向宁,李胜伟,等.长江上游安宁河流域生态环境地质调查报告[R].成都:四川省地质调查院,2002.