王建智,朱有祿,楊 鵬

(中國有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計研究院,陜西西安 710054)

略陽縣堆積層滑坡的發(fā)育規(guī)律研究

王建智,朱有祿,楊 鵬

(中國有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計研究院,陜西西安 710054)

以略陽縣堆積層滑坡病害為背景,采用現(xiàn)場調(diào)查結(jié)合理論分析的方法,研究了略陽縣堆積層滑坡的發(fā)育規(guī)律,得到了略陽縣堆積層發(fā)育滑坡的斜坡坡度、坡高、堆積層滑坡發(fā)生的周期。主要集中在略陽縣城以北地帶和滑坡發(fā)生集中地帶。為略陽縣堆積層滑坡治理提供了依據(jù)。

略陽縣;堆積層;滑坡;發(fā)育規(guī)律

0 引 言

略陽縣位于陜南秦巴山區(qū)。由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖體破碎、地形地貌多變、氣候條件特殊等原因,成為我國地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)和重災(zāi)區(qū)之一[1-4]。松散堆積層滑坡是該區(qū)分布最為廣泛、暴發(fā)頻率高、持續(xù)危害性較大的地質(zhì)災(zāi)害之一。它是發(fā)生在第四系及近代松散堆積層的一類滑坡,其坡體結(jié)構(gòu)松散具有較大空隙比,透水性強,易變性和下層的巖石分層比較明顯。由于該類邊坡的巖性組合特殊性和物理力學(xué)性質(zhì)變化比較大,地下水作用規(guī)律復(fù)雜等,決定了該類滑坡具有不同于其他類型滑坡(如巖質(zhì)滑坡)的規(guī)律。賀可強[5]研究并總結(jié)地下水在堆積層滑坡穩(wěn)定性演化過程中的動力作用與動力響應(yīng)規(guī)律和特點,發(fā)現(xiàn)水誘發(fā)堆積層滑坡的位移與失穩(wěn)直接受地下水位變化量控制,且其位移規(guī)律與地下水位變化量存在對應(yīng)關(guān)系。張作辰[6]指出我國大多數(shù)滑坡都是以降雨下滲引起地下水狀態(tài)變化為直接誘導(dǎo)因素。劉才華等[7]給出了考慮地下水影響的庫岸邊坡穩(wěn)定性計算公式,并指出了能有效降低地下水對邊坡穩(wěn)定性帶來的消極影響的措施。向先超[8]提出了優(yōu)化技術(shù)結(jié)合地質(zhì)勘察搜索最危險滑動面的方法。該方法能較好地進行堆積層滑坡滑動而搜尋,為堆積層滑坡穩(wěn)定性評價的可靠性提供保證。趙志強等[4]研究了堆積層滑坡的影響因素。以上研究對在具體的堆積層滑坡的特征、穩(wěn)定性及防治措施等方面做了有益的探索并奠定了堅實的基礎(chǔ)。本文擬展開略陽縣堆積層滑坡災(zāi)害的分布規(guī)律的研究,對該區(qū)域堆積層滑坡防災(zāi)減災(zāi)、預(yù)測防治都具有重要的理論意義和現(xiàn)實的經(jīng)濟效益及社會效益。

1 略陽縣堆積層滑坡的發(fā)育規(guī)律

1.1 堆積層滑坡沿地形分布規(guī)律

表1為略陽縣內(nèi)堆積層災(zāi)害點的斜坡坡度調(diào)查。表1表明發(fā)生滑坡的斜坡坡度在8°～60°,平均坡度為35°,集中分布在8°～40°,說明斜坡坡度在8°～40°時易發(fā)生滑坡。調(diào)查的340個滑坡中有226個發(fā)生在陡坡,占調(diào)查滑坡總數(shù)的84.3%,有114個發(fā)生于緩坡,占調(diào)查滑坡總數(shù)的15.7%。坡度在25°～40°的斜坡體為滑坡高易發(fā)區(qū);坡度在 8°～ 25°的斜坡體為滑坡中易發(fā)區(qū);坡度 41°～ 50°、51°～ 60°的斜坡體滑坡發(fā)生的機率低。

表1 調(diào)查點所在斜坡坡度統(tǒng)計表

表2為略陽縣堆積層滑坡的坡高分布統(tǒng)計表。從表2可以看出:堆積層滑坡坡高與滑坡的發(fā)生也存在明顯的控制關(guān)系,滑坡高度在≤240 m范圍內(nèi)均有分布,平均高度40 m,堆積層滑坡一般多發(fā)生在坡高16 m～60 m的斜坡上,該區(qū)間的堆積層滑坡有71處,占調(diào)查滑坡總數(shù)的48.63%,高度小于16m和大于60 m的斜坡上滑坡發(fā)育較少。

表2 災(zāi)害點所在斜坡坡高分段統(tǒng)計表

1.2 堆積層滑坡沿地貌分布規(guī)律

略陽縣堆積層滑坡地質(zhì)災(zāi)害主要集中在剝蝕中山區(qū)和剝蝕低山區(qū)。剝蝕中山高程在1 000 m～1 600 m,主要位于略陽中部西部地區(qū),河流切割深度為300 m～1 000 m,山脊寬坦平緩,起伏較小。本地區(qū)人口密集,人為作用致使植被破壞,隨意挖土填土,不合理灌溉等致使該地區(qū)堆積層滑坡極為發(fā)育,本地區(qū)堆積層滑坡災(zāi)害占全部災(zāi)害的52.9%。

1.3 堆積層滑坡的地域分布規(guī)律

由于略陽縣復(fù)雜的地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣象水文條件和強烈的新構(gòu)造活動及人為工程活動,使得本區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育,在略陽22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)幾乎都發(fā)育有堆積層滑坡。但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)由于所處地理位置和地形地貌不同,地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和巖土特征不一,其地質(zhì)災(zāi)害分布是不均勻的,即使在同一鄉(xiāng)鎮(zhèn),在不同地段地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況亦有所不同。比如,略陽白雀寺共6處而城關(guān)鎮(zhèn)卻有30多處。堆積層滑坡多分布于經(jīng)濟發(fā)達且人口多、人口密度較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn),多與人工修路、修建基礎(chǔ)設(shè)施等破壞原有坡體形態(tài)有關(guān)。例如略陽的接官亭鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、橫現(xiàn)河鎮(zhèn)、硤口驛鎮(zhèn)、西淮壩鄉(xiāng)等。

略陽縣堆積層滑坡主要集中在略陽縣城以北地帶,如略陽縣城以北的城關(guān)鎮(zhèn)總共有30個點,白水江鎮(zhèn)有11個點,接官亭鎮(zhèn)24個點等。

1.4 堆積層滑坡發(fā)生的時間規(guī)律

堆積層滑坡發(fā)生具有周期性。周期性表現(xiàn)在兩個方面,首先表現(xiàn)在不同的年份,每隔數(shù)年后,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻數(shù)明顯增多;其次表現(xiàn)在同一年中,堆積層滑坡主要發(fā)生在每年的5月—8月中。

由表3和表4可看出,滑坡災(zāi)害發(fā)生的頻數(shù)與降水量密切相關(guān),年(月)均降水量越大的年份,年(月)災(zāi)害頻數(shù)越大。如1981年、1984年、1990年、1992年和1998年的降雨強度都較大(年均降水量都大于870 mm),其年發(fā)生災(zāi)害的頻數(shù)也較大;7月、8月和9月的月均降雨量較大,其月發(fā)生災(zāi)害的頻數(shù)也較大。降雨強度的周期性決定了本區(qū)災(zāi)害發(fā)生的周期性。這是因為降雨,特別是強降雨,是堆積層滑坡的主要觸發(fā)因素。堆積層滑坡的發(fā)生和降雨具有相關(guān)性,但是發(fā)生的時間一般滯后于降雨時間。這是因為一次降雨,通常持續(xù)數(shù)小時或者數(shù)天,一部分降雨沿坡面流失,一部分入滲到坡體。降雨入滲到坡體并在包氣帶運移,同一時刻的降雨,在包氣帶內(nèi)通過大小不同的孔隙以不同速度下滲,當(dāng)運動最快的水到達滑面時,坡體水位開始上升,占比例最大的水量到達地下水面時,地下水位的上升達到峰值,運動最慢的水到達地下水面后,降雨的影響便告結(jié)束,與一個降雨脈沖相對應(yīng),作為響應(yīng)的地下水位的抬升便表現(xiàn)為一個波形,與對應(yīng)的脈沖相比較,波的出現(xiàn)有一個時間滯后效應(yīng),并持續(xù)延遲一定時間。這個波的延遲性,導(dǎo)致堆積層滑坡發(fā)生的滯后性。當(dāng)然,也有一些堆積層滑坡的發(fā)生是在降雨過程中,這是因為相鄰兩次或更多次降雨接近,各次降雨引起的地下水抬升的波形相互迭合,當(dāng)各個波峰某種程度迭加,便迭合成更高的波峰,出現(xiàn)“共振”、“放大”現(xiàn)象,坡體變形量積累到其臨界點時,以突然的形式發(fā)生滑坡災(zāi)害。如:于1981年8月20日21時突然發(fā)生的橫現(xiàn)河鎮(zhèn)石莊溝村石窯灣滑坡。

表3 堆積層滑坡災(zāi)害發(fā)生的年份頻度統(tǒng)計表

表4 堆積層滑坡發(fā)生的月份頻度統(tǒng)計表

1.5 滑坡災(zāi)點分布的向陽性規(guī)律

略陽縣堆積層滑坡集中發(fā)育在陽坡,陰坡亦有少量發(fā)育,其中陽坡 93處,占不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的63.6%,陰坡53處,占不穩(wěn)定斜坡總數(shù)的36.4%,且坡向在45°～180°范圍內(nèi)為不穩(wěn)定斜坡優(yōu)勢發(fā)育范圍(表5)。

表5 不同坡向范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點發(fā)生數(shù)量比例統(tǒng)計表

略陽縣堆積層滑坡均以陽坡優(yōu)勢發(fā)育,陰坡少量發(fā)育。造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于陽坡日照時間長,晝夜溫差比較大,另外陽坡一般為人類活動的集中地,而根據(jù)人類居住習(xí)慣為面向南面,即面向陽坡居住。人類活動比較強烈,是造成崩塌、不穩(wěn)定斜坡發(fā)育的主要原因。漢中地區(qū)為季風(fēng)性氣候,且風(fēng)向多為西北風(fēng),物理風(fēng)化強烈;植被覆蓋率雖有增長,但仍有大部分覆蓋率較少,水土不易保持。促使堆積層滑坡則是陽坡優(yōu)勢發(fā)育。

1.6 堆積層滑坡發(fā)生具有鏈生性

鏈生性主要體現(xiàn)在滑坡地質(zhì)災(zāi)害可誘發(fā)或伴生其它地質(zhì)災(zāi)害,多處災(zāi)害點在發(fā)生滑坡的同時伴隨崩塌,即出現(xiàn)所謂的滑塌現(xiàn)象;在暴雨時滑坡產(chǎn)生的松散堆積物同時是形成泥石流的重要物質(zhì)來源;如1992年8月12日發(fā)生在觀音寺鄉(xiāng)的紀家溝泥石流,在形成區(qū)和溝通區(qū)有多處溝岸斜坡發(fā)生滑坡。

1.7 堆積層滑坡和人類工程活動強度具有相關(guān)性

略陽縣堆積層滑坡與人類工程活動關(guān)系密切。近年來,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,盲目的修建公路,削坡建房,開山采礦等人類工程活動日趨強烈,生態(tài)環(huán)境的日益惡化,堆積層的發(fā)生呈明顯的上升趨勢。人類工程活動破壞了斜坡的結(jié)構(gòu)、高度和坡度,使原始斜坡的應(yīng)力發(fā)生了變化,由于沒有合理的防護措施,導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

人類工程活動對堆積層滑坡的影響主要表現(xiàn)為對地形地貌的改變,破壞了斜坡的結(jié)構(gòu)類型,改變了斜坡的高度、坡度,使斜坡的應(yīng)力發(fā)生了變化,導(dǎo)致了斜坡的穩(wěn)定性降低,使得斜坡失穩(wěn)發(fā)生滑坡、崩塌災(zāi)害。

1.8 堆積層滑坡具有高維、復(fù)雜、隨機及“免疫”性

堆積層滑坡系統(tǒng)具有多層次結(jié)構(gòu)、多重時間標度、多種控制參量和多樣的作用過程。它不但是一個動態(tài)發(fā)展的、非線性的、開放的災(zāi)害系統(tǒng),同時也是具有不確定性和社會經(jīng)濟性等特征的復(fù)雜系統(tǒng)。

堆積層滑坡災(zāi)害等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象是重力地質(zhì)作用的產(chǎn)物,其孕育過程必然伴隨著勢能的積聚。經(jīng)歷漫長的孕育過程之后,滑坡一旦發(fā)生,積聚的勢能隨之消亡,斜坡隨即進入下一輪斜坡演化發(fā)展階段。大多數(shù)時候,較之堆積層滑坡災(zāi)害防治所關(guān)心的時間尺度,這一演化過程是相當(dāng)漫長的,常常只能用地貌時間尺度、甚至是地質(zhì)時間尺度來衡量。而且很多情況下,同一地點下一輪滑坡在成因機制、運動特征等諸多方面已經(jīng)迥異于前一輪。認識到滑坡地質(zhì)災(zāi)害的這一特性,對評價滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性是不無裨益的。對某一處斜坡,歷史災(zāi)害頻率與強度對評價該點的地質(zhì)災(zāi)害危險性意義不大。歷史上發(fā)生過滑坡的地方未來并不一定再發(fā)生,歷史上沒有發(fā)生過滑坡的地點未來并不一定不發(fā)生,如此一來,依靠歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)進行災(zāi)害頻率和強度預(yù)測就變得十分困難。

2 結(jié) 論

(1)略陽縣堆積層發(fā)育滑坡的斜坡坡度在8°～60°,平均坡度為 35°,集中分布在 8°～ 40°;滑坡一般多發(fā)生在坡高16 m～60 m的斜坡上;主要集中在剝蝕中山區(qū)和剝蝕低山區(qū),從地域上來看主要集中在略陽縣城以北地帶;陽坡發(fā)育多于陰坡。

(2)堆積層滑坡發(fā)生具有周期性。周期性表現(xiàn)在兩個方面,首先表現(xiàn)在不同的年份,每隔數(shù)年后,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻數(shù)明顯增多;其次表現(xiàn)在同一年中,堆積層滑坡主要發(fā)生在每年5月—8月中。

(3)災(zāi)害的發(fā)生具有鏈生性;和人類工程活動強度具有相關(guān)性;具有高維、復(fù)雜、隨機及“免疫”性。

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Development laws of Accumulation landslide in Lueyang County

WANG Jian-zhi,ZHU You-lu,YANG Peng
(Xi'an Survey andDesign Research Institute of China Nonferrous Metals Industry,Xi'an,Shaanxi710054,China)

Based on the accumulation landslide geological disasters in Lueyang County of Shaanxi Province,the development laws of the accumulation landslide in Lueyang are studied by site investigation and theoretical analysis,and the study conclusions are obtained such as the slope steepness and height as well as the periodicity and concentration region of the accumulation landslide in Lueyang.All these as mentioned above could provide theoretical basesfor the control and treatment of the accumulation landslide in Lueyang County.

Lueyang County;accumulation;landslide;development law

P642.22

A

1672—1144(2013)02—0200—04

2012-09-19

2012-10-21

國家自然科學(xué)基金項目(40602068,41172262)

王建智(1963—)男,陜西渭南人,工學(xué)碩士,教授級高工,主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治等方面的科研工作。