谈崩塌滑坡地质灾害地形地势因素分析

谈崩塌滑坡地质灾害地形地势因素分析

摘要:地形地势是影响与控制崩塌滑坡地质灾害发生的主要因素之一。文章基于山西省县(市)地质灾害详细调查资料,通过空间分析、数值统计方法分析了全省崩塌滑坡地质灾害及其隐患点的分布规律与地形高程、坡高、坡度、坡面形态等因素的相关性,为全省地质灾害防灾减灾提供依据。

关键词:崩塌;滑坡;坡高;坡度;坡面形态

1引言

山西省地质灾害具有数量多、分布广、威胁严重、灾害损失大的总体特征,崩塌、滑坡、泥石流、地面裂缝、地面塌陷、地面沉降六大灾种齐全。全省共有各类地质灾害(隐患)点10951处(统计数据来源于2019年10月“山西省1:5万地质灾害详细调查”)。各类地质灾害共造成人员死亡532人,直接经济损失306579.89万元;全省受潜在地质灾害威胁的人员达121万人以上,威胁财产达150亿元以上。地质灾害严重影响和制约着山西社会经济可持续发展。地形地势是影响与控制崩塌滑坡地质灾害发生的主要因素,本文基于全省1:5万地质灾害详细调查资料,分析崩塌滑坡地质灾害与地形高程、坡高、坡度、坡面形态等因素的相关性,为地质灾害防灾减灾提供依据。

2崩塌、滑坡灾害(隐患)点与高程关系

高程是划分地貌类型的重要指标之一,它不仅反映了山地的切割程度,而且体现了山地灾害的潜在势能,为山地灾害的形成提供了能量条件。由于居民区、重要工矿建构(筑)物及现状地物是地质灾害的主要承载体,高程一定程度反映了承载体分布与地质灾害的关系。山西位于中国三大阶梯状地形中的第三阶梯中部的前缘地带,是黄土高原的一部分,习惯上称为山西高原。其地势自东西向南北倾斜,高低相差悬殊,海拔一般为1000m左右,最高为五台山北台顶(叶斗峰),海拔达3058m;最低为垣曲县的黄河滩,海拔仅180m。境内山川起伏,河谷纵横,地形多样,山地、丘陵、残塬、台地、谷地、平原等交错分布,以山地、丘陵为主,山区面积占全省总面积的80%。在1:50万山西省地形图上,利用MapGIS根据地形图等高线进行拓扑造区,形成山西省地势分区。按海拔高度将山西全省地势划分为2500-3000m、2000-2500m、1500-2000m、1000-1500m、500-1000m和<500m共6个区,对每个区量取面积,统计区内崩塌、滑坡灾点数量和点密度,崩塌、滑坡隐患点数量和点密度。从统计结果来看,崩塌、滑坡地质灾害分布数量最多的是1000-1500m高程范围,占崩塌、滑坡总数的56.11%;其次是高程500-1000m的范围,占崩塌、滑坡总数的35.596%。点密度最高的是500-21000m高程范围,点密度达18.78处/1000km;其次是1000-1500m高程范围,点密度为16.12处2/1000km。省域内崩塌、滑坡灾害平均点密度为214.42处/1000km。崩塌、滑坡单灾种分布数量和分布点密度亦有同样规律。崩塌、滑坡地质灾害隐患点分布数量最多的是1000-1500m高程范围,占崩塌、滑坡隐患点总数的55.21%;其次是高程500-1000m的范围,占崩塌、滑坡隐患点总数的35.82%。点密度最高的是500-21000m高程范围,点密度达67.63处/1000km;其次是1000-1500m高程范围,点密度为56.72处2/1000km。省域内崩塌、滑坡隐患点平均点密度为251.60处/1000km。综合崩塌、滑坡地质灾害发育数量及点密度的变化情况认为,500-1000m和1000-1500m高程范围为山西省崩塌、滑坡地质灾害高易发区。500-1500m高程区是人居密度最高、工农业生产活动最为强烈的地区。该高程区大多位于沟谷与河流的中下游,其中分布的黄土台地与低山丘陵区被河流与沟谷切割,沟谷纵横,边坡发育,与人居环境、工农业活动叠加后极易发生崩塌、滑坡地质灾害。山西省小于500m高程区多为盆地区、山间谷地或周边丘陵地带,地势平缓,崩塌、滑坡灾害多与人工切坡等人类工程活动密切相关。1500-2000m和>2000m高程范围内人居密度较小,以金属矿床开采为主,一般规模较小,区内崩塌、滑坡、泥石流现象较多,但成灾数量较少,区内崩塌、滑坡点密度不足全省平均值的一半,属崩塌、滑坡地质灾害低易发区。

3崩塌、滑坡灾害(隐患)点与坡高的关系

崩塌(崩落、垮塌或塌方)是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。不同坡高,崩塌体开裂部位、倾倒、瞬间撕裂脱离母体后的高速运动等形式均有不同,一定程度决定了崩塌体的危害程度。滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡高度(高差)越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越快,其破坏力也更强。坡高10-20m崩塌发生次数最多,占崩塌总次数的36.02%,坡高20-30m、<10m、30-40m发生崩塌次数也较多。坡高<40m发生崩塌的次数合计1400次,占发生崩塌总次数的86.05%。不同坡高崩塌隐患点数的分布规律与崩塌一致,坡高<40m的崩塌隐患点点数合计5691处,占崩塌隐患点总数的87.23%。坡高10-20m滑坡发生次数最多,占滑坡总次数的19.44%,坡高20-30m、30-40m、40-50m发生滑坡次数也较多。坡高10-50m发生滑坡的次数合计406次,占发生滑坡总次数的63.64%。不同坡高滑坡隐患点数的分布规律与滑坡一致,坡高10-50m的滑坡隐患点数合计1061次,占发生滑坡隐患点总数的67.24%。其余高程段(<10m、50-60m、60-70m、70-80m、80-90m、90-1000m、>100m)发生滑坡次数或滑坡隐患点数较为平均,仅50-60m、60-70m高程段略高。

4崩塌、滑坡灾害(隐患)点与坡度的关系

坡高是影响崩塌、滑坡灾害最重要的地形指标。一般情况下,崩塌主要发生在>50°的坡面上,如峡谷区岸坡、陡崖、冲沟沟壁等都是容易发生崩塌的地带;滑坡主要发生于<50°的坡面上,只有处于一定的地貌部位,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形,坡度越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越快,其破坏性也越大。将调查数据按10°间隔进行划分,并统计不同坡度段内崩塌、滑坡分布的数量。坡度80°以上,崩塌发生次数最多,占崩塌总次数的46.34%;坡度70-80°、60-70°发生崩塌次数也较多;坡度60°以上,发生崩塌的次数合计1422次,占发生崩塌总次数的87.40%。不同坡度崩塌隐患点数的分布规律与崩塌一致,坡度60°以上的崩塌隐患点点数合计5736处,占发生崩塌隐患点总数的87.92%。坡度40°以下,滑坡发生次数最多,占滑坡总次数的32.60%;坡度40-70°发生滑坡次数也较多。坡度50°以下,发生滑坡的次数合计349次,占发生滑坡总次数的54.70%;坡度60°以下,发生滑坡的次数合计448次,占发生滑坡总次数的70.22%;坡度70°以下,发生滑坡的次数合计550次,占发生滑坡总次数的86.21%。不同坡度滑坡患点数的分布规律与滑坡一致,坡度40°以下,滑坡隐患点数446处,占滑坡隐患点总数的28.26%;坡度50°以下,滑坡隐患点数合计766处,占滑坡隐患点总数的49.00%;坡度60°以下,滑坡隐患点数合计1022处,占滑坡隐患点总数的65.00%;坡度70°以下,滑坡隐患点数合计1280处,占发生滑坡隐患点总数的81.00%。

5崩塌、滑坡灾害(隐患)点与坡面形态的关系

崩塌常发生于坡度>80°的斜坡,坡度60°以上,发生崩塌的次数占发生崩塌总次数的87.40%。陡峭坡体的形态多呈现凸型,利于崩塌的发育,坡度较大的凹型坡大多是古崩塌的残留后壁,利于地表水、地下水汇集,排水不畅时易诱发边坡崩塌。对滑坡而言,其斜坡坡面形态在纵剖面上可分为平直形、凹形、凸形、阶形,在总坡度相同的情况下,斜坡稳定性顺序一般为凹形坡>凸形坡,上陡下缓的凹形坡最不稳定。对全省崩塌灾害点坡面形态进行统计,凹形坡115处、阶形坡181处、平直形坡118处、凸形坡224处。凸形坡和阶形坡数量较多,合计405处,占滑坡灾害点数的63.48%。全省1578处滑坡隐患点中,凸形坡最多,为506处,占滑坡隐患点总数的32.07%;平直形坡248处,占滑坡隐患点总数的26.43%;阶形坡216处,占滑坡隐患点总数的32.07%;凹形坡最少,为175处,占滑坡隐患点总数的18.57%。

6结论

1)崩塌、滑坡及隐患多发生在海拔500-1500m的区域,这一区域是人类生产、生活活动密集区,也是崩塌、滑坡的重点防治区。2)坡高<40m的崩塌及崩塌隐患点点数占崩塌及隐患点总数的近90%,10-20m高程段崩塌和崩塌隐患的点数最多,占总数近40%;坡高<60m的滑坡及滑坡隐患点点数占总数的近80%;10-20m、20-30m、30-40m高程段的滑坡及滑坡隐患点点数较为平均,占总数近20%。3)坡度80°以上,发生崩塌次数及崩塌隐患最多,占总数的近50%,坡度70-80°、60-70°发生崩塌和崩塌隐患也较多;坡度50°以下,滑坡发生次数和滑坡隐患最多,占总次数的50%左右;坡度50-60°、60-70°发生滑坡次数和滑坡隐患也较多,各占总次数的16%左右。4)对全省崩塌灾害点坡面形态进行统计,凸形坡和阶形坡数量较多,合计405处,占滑坡灾害点数的63.48%;全省1578处滑坡隐患点中,凸形坡最多,为506处,占滑坡隐患点总数的32.07%;其他坡面形态的护坡隐患点数较为接近。037HuabeiNaturalResources华北自然资源论文参考文献:[1]山西省地质环境监测中心.山西省县(市)地质灾害调查与区划综合研究报告[R].2010,9.[2]山西省地质环境监测中心.山西省县(市)地质灾害县(市)地质灾害详细调查综合研究报告[R].2019,10.

作者:宫建武 单位:山西省地质环境监测和生态修复中心