四川特大型滑坡空间分布特征及防治建议

2014-05-03 02:56王德伟
四川地质学报 2014年2期
关键词:滑体断裂带滑坡

王德伟

(成都地质调查中心,成都 610081)

四川省位于我国西南腹地,地处长江上游,幅员面积48.6万km2,区内人口众多,自然资源丰富。全省 83.2%国土面积为山地和高原,加之区内地质构造活动强烈,断裂密布,地震频发,区域内地质环境条件复杂,环境地质问题突出,特别是崩塌滑坡泥石流等地质灾害发育,具有灾种多,规模大,危害严重等特点,是我国著名的地质灾害重灾区。

1 特大型滑坡发育概况

滑坡据其体积可分为特大型滑坡、大型滑坡、中型滑坡和小型滑坡四类,其中滑坡体积超过1000万m3的滑坡即为特大型滑坡。由于规模大,影响范围广,特大型滑坡造成的危害往往更大,堵河断路甚至毁村灭寨的”群死群伤”事件亦不少见。通过调查,查明四川境内目前共发育特大型滑坡132处,其最大体积超过7亿m3。

1.1 滑坡类型

依据滑坡的物质成分、滑体厚度、运动形式、发生年代、滑坡的活动形式、滑坡的现今稳定程度等因素,将四川境内发育的特大型可以分为不同类型(表1)。

从分类结果可知,四川境内发育的特大型滑坡主要以自然岩质的中深层滑坡为主,工程滑坡和土质滑坡相对较少。

表1 四川省特大型滑坡类型统计表

1.2 滑坡基本特征

形态特征:特大型滑坡由于体积巨大,在形态上,往往表现出滑坡纵长远大于滑坡横宽及滑体厚度的舌状,且多数滑体存在多级平台的特点。如发育于金沙江左岸的会理县白泥洞特大型滑坡,滑坡纵长达2000m,滑体呈陡-缓-陡-缓的微地貌特点,在高程1100m、1180m、1280m、1380m形成四级滑坡平台,反映了滑体运动过程中受到阻挡和多期次牵引式滑动的性质。

地表特征:在调查过程中发现,受滑坡下滑方式以及原始地形地貌特征影响,四川境内的特大型滑坡的滑坡后壁明显,特别是古滑坡和老滑坡,其后缘坡度多在50°以上,形成陡坡或陡崖,方向与滑坡的主滑方向基本一致,如茂县花红园特大型滑坡,滑坡下滑后形成了一个高35m,延伸近百米的滑坡后壁。

物质结构特征:从统计结果来看,四川境内的特大型滑坡在沉积岩、变质岩及岩浆岩地层中均有分布,其中发育于千枚岩、板岩和灰岩、白云岩以及砂质岩地层中的滑坡数量最多,分别为49处、33处及25处,分别占特大型滑坡总数的37.1%、25.0%和18.9%。究其原因,主要为上述三类岩体分布范围广,加之千枚岩、板岩等为层状岩体,本身层间的强度较低,而灰岩、白云岩及砂质岩也多呈层状,内部节理裂隙发育,在岩体自重及外动力作用下,沿着这些软弱面易产生剪切破坏,从而导致滑坡的产生。

1.3 滑坡危害

特大型滑坡由于其规模巨大,其危害往往更为严重。如会理县白泥洞特大型滑坡于1935年12月22日产生滑动,前缘跨越金沙江直抵对岸,堵江三天,滑坡掩埋了二个村庄,导致200多人死亡。美姑县波阿莫特大型滑坡于1997年6月5日凌晨,在暴雨激发下,产生滑动,并部分转化为泥石流,造成了153人死亡和失踪。同时,四川境内发育的特大型滑坡往往易阻塞江河,形成”次生灾害链”。如 1967年四川雅江县唐古栋特大型滑坡堵塞雅砻江9天,蓄水6.8×108m3后溃坝,溃坝后的洪水沿着雅砻江而下,波及下游1000多公里。1995年康定县白土坎特大型滑坡,在百年未遇特大暴雨袭击下,前缘约6万立方米滑体坍塌,滑入折多河,堵塞河道,回水冲毁河堤进入城区街道,造成沿折多河两岸街道建筑物被洪水淹没,全城基本处于瘫痪,直接经济损失2.90亿元。

2 特大型滑坡空间分布特征

四川境内的特大型滑坡灾害数量众多,但其在空间分布上表现出明显的“构造影响、地形控制、流域式分布”特征。

2.1 构造影响

地质构造作为斜坡灾害主要的诱发因素,对滑坡灾害的展布起着重要的制约作用,这点在四川境内发育的特大型滑坡空间分布上表现的尤为明显。四川境内发育的特大型滑坡多沿断裂或断裂带呈线状或带状紧密分布,表现出明显的集中性和距离效应。其集中性表现为全省发育的132处滑坡主要集中分布于龙门山断裂带、安宁河-则木河断裂带、荥经-马边-盐津断裂带、理塘-德巫断裂带等地质构造活动区域。特别是龙门山断裂带和安宁河断裂带上,分布有特大型滑坡78处和24处,分别占四川特大型滑坡总数的59.1%和18.2%。其他如荥经-马边-盐津断裂带上分布有特大型滑坡11处、理塘-德巫断裂带分布有特大型滑坡5处。

地质构造对特大型滑坡分布的影响还表现出了明显的距离效应,其在2008年汶川地震诱发的特大型滑坡分布中表现的尤为突出。汶川地震诱发的27处特大型滑坡中,92%以上的滑坡密集分布在发震断层两侧10km范围内,其中,离中央断裂1km范围内的特大型滑坡有16处,占总数的59.26%。由此可见,汶川地震诱发的特大型滑坡的最可能地区为发震断裂及其次级分支断裂5km以内,此范围内发生特大型滑坡的可能性最大,地震诱发滑坡的断层距离效应可见一斑。

2.2 地形控制

四川境内分布的特大型滑坡灾害受地形控制既表现在特大型滑坡的分布区域上也表现在区内特大型滑坡的形态特征上。从分布区域中来看,四川境内的特大型滑坡灾害主要发育于四川境内的中高山峡谷区,而进入低山区后灾害数量锐减。四川发现的132处特大型滑坡,分布于全省38个县市范围内,仅占全省181个县市的21.11%。而这38个县市均分布于川西高原和川东大巴山地区,地形高差起伏大,地质环境条件复杂。四川盆地及其周边低山丘陵区内未见特大型滑坡分布。

地形对特大型滑坡的控制作用也表现在滑坡形态特征上,如在汶川地震灾区内发育的特大型滑坡多呈“大头细腰大长腿”的形态特征,便是与地形的控制作用密切相关。汶川县牛眠沟特大型滑坡、绵竹市文家沟特大型滑坡、青川县东河口特大型滑坡以及青川县窝前特大型滑坡等滑坡都表现出了上述形态特征。这类滑坡启动于断层附近的斜坡顶部,由于地震波在山体顶部的放大作用及顶部岩体相对脆弱性,导致顶部坡体发生大规模崩滑,崩滑体在自重和地震力的作用飞速而下,在坡脚处受到两侧山体的地形影响,滑体收缩、转向,进入沟谷内,由于滑动速度大,加之有气垫作用等的参与,导致滑体沿沟谷不断延伸,并最终停滞。受地形控制,滑坡除启动区面积较大外,滑动过程都发生于沟谷中,滑体宽度较小。而启动区多位于山顶高处,势能大,初速高,导致滑体沿沟谷滑动距离远,形成“大头长腿”的形体特征。

2.3 流域式分布

四川境内发育的特大型分布在受构造影响和地形控制的基础上,表现出明显的流域式分布特征。特大型滑坡多沿主要河流干流呈条带分布。以岷江上游为例,仅茂县和汶川两地岷江两岸就分布有特大型滑坡10处之多。四川特大型滑坡主要分布于金沙江流域、大渡河流域、嘉陵江上游和岷江流域,其中金沙江流域内分布有特大型滑坡22处、大渡河流域分布有特大型滑坡29处、嘉陵江上游分布有特大型滑坡33处和岷江流域分布有特大型滑坡27处,上述四个流域内特大型滑坡的分布数量达到111处,占到了四川特大型滑坡总数的84.1%。这样的分布规律与特大型滑坡产生需要良好的临空条件,而上述河流地处地壳强抬升区,河流下切强烈,造成河谷高差悬殊,应力集中,两岸山体易于卸荷变形有着密切的关系。

3 防治建议

受地质环境条件影响,四川境内地质灾害发育,特大型滑坡灾害虽然在数量上相对较少,但其造成的危害往往超出想象。是近年来,区内地壳活动加剧,地震频发,特大暴雨等极端天气频现,诱发特大型滑坡的可能性大增,应加强特大型滑坡的防治,避免其对人民生命财产和重大工程建设造成危害。

3.1 加强中高山区地质灾害调查精度

四川境内地形复杂,地貌类型多样,全省四分之三的国土面积为山地,造成区内山地灾害发育,特大型滑坡数量众多。面对严峻的地质灾害发育形势,区内已相继开展了1∶10万县市地质灾害调查与区划、1∶5万地质灾害详查等地质灾害调查工作,以查明区内地质灾害发育特征,为后续的地质灾害防治奠定基础。但上述调查往往针对已发生的地质灾害调查较为详尽,而对地质灾害特别是特大型滑坡灾害的预测工作研究不足,造成新增地质灾害超出地质灾害易发分区范围或地质灾害易发区划分过大,防治重点难以确定,增大地质灾害防治力度。针对此现象,加强地质灾害调查精度,特别是川西高原与大巴山地区等特大型滑坡高易发的中高山峡谷区的地质灾害调查精度,是当前四川特大型滑坡防治的重点。调查精度的提高,主要体现于在查清区内已有地质灾害发育分布特征的基础上,加强区内地质环境条件与特大型滑坡灾害之间的影响程度和相应方式,更准确地预测特大型滑坡灾害的发生位置,确定其运动形式及成灾方式,为特大型滑坡的防治奠定坚实基础。

3.2 加大地震诱发滑坡灾害调查力度

四川境内的特大型滑坡多沿断裂等地质构造呈线状分布,受地质构造,特别是地震的影响明显。区内7级以上的特大地震往往都能诱发特大型滑坡灾害,如2008年5.12汶川8级特大地震诱发了大光包滑坡、文家沟滑坡等27处特大型滑坡,1933年的7.3级叠溪地震诱发了较场坝滑坡,1786年的泸定-康定7.5级地震诱发了摩岗岭滑坡等。近年来,全球地壳活动加剧,强震频发。四川地处青藏高原东缘,地质构造复杂,断裂密布,地震频发,特别是龙门山断裂带、鲜水河断裂带及安宁河-小江断裂带分布地区。这些区内山高谷深、人口往往集中分布于沟谷河坝等适宜地区,一旦强震诱发特大型滑坡灾害,其危害往往超出想象。因此,加强地震诱发滑坡,建立高地应力区特大型滑坡监测预警体系,是区内特大型滑坡灾害防治的重要方向。

3.3 推进特大型滑坡风险管理工作的开展

滑坡的风险管理体制是近年来新兴起的事物,它是通过对滑坡灾害详细调查的基础上,运用数理分析、统计计算等方法确定并划分滑坡的风险程度,并提出相应的对策建议。整个滑坡风险管理体制包括了滑坡的风险评价以及滑坡的治理及监测等后期管理。前期的滑坡风险评价,为滑坡的后期管理提供了科学的依据。而后期的滑坡管理不但包括提出适合的防治建议,还包含了滑坡治理工程的效果监测及滑坡稳定性的长期监测。一旦特大型滑坡风险管理体制健全了,势必将滑坡灾害的防治工作提升到一个更为科学高效的高度上,真正做到灾害管理系统化,达到了“防灾于前”与“治灾于后”并举的地质灾害防治最佳效果。推进完善区内特大型滑坡风险管理体系,应是今后四川特大型滑坡防治的主要发展方向。

[1] 成都地质调查中心. 四川省特大型滑坡调查与风险评价研究报告[R]. 成都:成都地质调查中心,2010.

[2] 徐志文. 四川省地质环境状况及地质灾害发育特征研究[J]. 地质与勘查,2006,42(4):97~102.

[3] 殷跃平. 汶川八级地震地质灾害研究[J]. 工程地质学报,2008,16(4):433~444.

[4] 中国地质调查局. 滑坡风险管理[R]. 中国地质调查局,2005.

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