典型山区斜坡地质灾害孕灾地质条件分析

2024-12-31 00:00:00华有涛杨彦武赵艳林贾朝文
农业灾害研究 2024年10期
关键词:孕灾岩组工程地质

摘 要:墨江县属云贵高原地区典型的山区县,县内山脉河流纵横交错,斜坡分布广泛,随着地质环境的演变,县内斜坡区逐渐孕育形成了滑坡和崩塌灾害。基于此,通过对墨江县境内斜坡进行孕灾地质条件分析,筛选出滑坡和崩塌孕灾因子,总结孕灾因子影响特征,以期为墨江县地质灾害易发性评价提供重要指标。

关键词:地质灾害;孕灾地质条件;滑坡;崩塌;评价指标

中图分类号:P694 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)10–0-03

墨江县位于云南省南部普洱市东北部,区域面积

5 288.68 km2,全县山地面积占全县总面积的99.98%,是云贵高原地区典型的山区县。县内山脉河流纵横交错,河谷两岸分布着众多斜坡,随着地质环境的演变,斜坡区逐渐孕育形成了滑坡和崩塌灾害。地质灾害频发对当地经济发展造成了不利影响。基于此,以墨江县为研究范围区,以县内的斜坡为研究对象,以斜坡孕育形成的滑坡、崩塌灾害为统计对象,进行孕灾地质条件分析,分别从滑坡孕灾因子和崩塌孕灾因子之中筛选出影响程度显著且强烈的孕灾因子,按重要性分级后进行权重计算,研究各孕灾因子权重大小,总结孕灾因子的影响特征规律,旨在为地质灾害易发性评价提供重要指标,为地质灾害危险性评价、风险性评价奠定基础[1]。

1 区域地质背景

墨江县地处南亚热带半湿润山地季风气候区,多年的平均降水量为1 347.4 mm,每年5—10月为雨季,雨季降水量占全年的84.1%;境内大小河流数量众多,属红河水系。境内以高中山和中山峡谷地貌为主,地势自北向南倾斜,境内海拔为478.5~2 278.0 m,

相对高差为1 799.5 m。境内地层以中生界为主,古生界、元古界、新生界地层为辅,基岩以沉积岩类为主,岩性主要为泥岩、页岩、砂岩等碎屑岩。境内地质构造复杂,以褶皱及断裂构造为主。境内人类工程活动以城镇基础设施建设、交通建设、水利水电建设、矿产资源开发、农业生产耕种等为主。

2 孕灾地质条件分析

2.1 地形地貌孕灾分析

斜坡地质灾害是体积巨大的表层物质在重力作用下沿斜坡向下运动,导致人员伤亡和财产损失的地质灾害[2]。从地形地貌相关的诸多因子中选择地形坡度、分布高程、地形起伏度、斜坡平面曲率、地貌单元5个孕灾因子进行区间类型划分,统计各区间滑坡、崩塌灾害数量或密度进行关联性分析[3]。

2.1.1 地形坡度

将斜坡地形坡度划分为4个区间进行滑坡崩塌灾害密度统计,研究区滑坡灾害集中发生的地形坡度15°~25°,滑坡密度最大为9.8处/100 km2;崩塌灾害集中发生的地形坡度>25°,崩塌密度最大为0.43处/100 km2。斜坡地形坡度与发生灾害密度呈正比,地形坡度增大,斜坡孕灾能力增强。

2.1.2 分布高程

将斜坡地表高程划分为7个区间进行滑坡崩塌灾害密度统计分析,研究区滑坡、崩塌灾害集中发生的地表高程为1 200~1 400 m,发生数量114处,点密度9.01处/100 km2。其中,滑坡发生数量110处,灾害密度为8.70处/100 km2;崩塌发生数量4处,灾害密度为0.32处/100 km2。

2.1.3 地形起伏度

将斜坡地形起伏度(相对高差)划分为5个区间进行滑坡崩塌灾害数量、密度统计,研究区滑坡集中发生的地形起伏度为150~200 m,滑坡发生154处,灾害密度为8.18处/100 km2;崩塌发生集中的地形起伏度为200~

250 m,发生数量8处,崩塌点密度为0.58处/100 km2。

2.1.4 斜坡平面曲率

将斜坡平面曲率划分为3种类型进行滑坡崩塌灾害密度统计,研究区滑坡灾害发生于凸形坡内,发生滑坡219处,灾害密度为7.88处/100 km2;崩塌灾害发生于凹形坡内,发生崩塌219处,灾害密度为7.88处/100 km2。

2.1.5 地貌单元

将研究区5类地貌分别进行滑坡崩塌灾害数量统计,研究区滑坡崩塌灾害主要发生于高中山峡谷地貌区,发生灾害数量最多290处,灾害密度为8.31处/100 km2。其中,发生滑坡276处,发生崩塌14处;其次为中山峡谷地貌区,灾害数量73处,其中,滑坡70处,崩塌3处。

2.2 地质构造孕灾分析

将断层距离划分为7个区间,分别进行滑坡崩塌灾害密度统计,距离断层200~500 m为滑坡灾害密度最大区域(8.15处/100 km2);研究区内崩滑灾害发生集中在距断层1 000 m以内,距离断层1 000 m以上发生数量呈衰减趋势。这表明断裂构造与灾害关系密切且影响显著。

2.3 工程地质岩组孕灾分析

对研究区各工程地质岩组发生滑坡崩塌灾害数量及密度进行统计(表1),滑坡灾害集中发生于Ⅱ类(较软中厚层泥岩、粉砂岩岩组)内,发生滑坡263处,灾害密度为8.14处/100 km2;崩塌灾害集中发生于Ⅶ类(坚硬块状岩浆岩岩组)内,崩塌灾害密度最大为1.86处/100 km2。Ⅱ类以软岩、较软岩碎屑岩类为主,岩性差异大,抗风化能力差异大,岩体切割强烈,岩体结构破碎,岩石完整性越差,越利于孕育形成滑坡崩塌灾害。这表明工程地质岩组与灾害关系密切且发生灾害差异性显著。

表1" 工程地质岩组发生滑坡崩塌统计

岩组 面积/km2 占比/% 灾害数量/处 灾害占比/% 密度/(处/100 km2)

滑坡 崩塌 合计

Ⅰ1类 5.24 0.10 0 0 0 0.00 0.00

Ⅰ2类 4.29 0.08 0 0 0 0.00 0.00

Ⅱ类 3 232.01 61.11 263 10 273 68.42 8.45

Ⅲ类 609.20 11.52 29 1 30 7.52 4.92

Ⅳ类 82.19 1.55 5 1 6 1.50 7.30

Ⅴ类 75.81 1.43 2 0 2 0.50 2.64

Ⅵ类 1 226.22 23.19 79 5 84 21.05 6.85

Ⅶ类 53.72 1.02 3 1 4 1.00 7.45

合计 5 288.68 100 381 18 399 100 4.70

2.4 人类工程活动孕灾分析

人类工程活动是影响和诱发地质灾害形成的外在因素[4-10]。从人类工程活动诸多因子中选取土地利用、交通道路建设2个孕灾因子进行区间类型划分,分别统计各区间发生的滑坡、崩塌灾害密度进行关联性分析。

2.4.1 土地利用类型

将研究区土地利用划分为7种类型,分别进行滑坡、崩塌灾害密度统计(表2),建设用地区间发生滑坡崩塌灾害密度最大,耕地区间发生滑坡崩塌灾害密度较大,裸地和草地类型内地质灾害基本不发生。建设用地类型分布面积小,灾害发生密度却最大,表明了人类工程活动与地质灾害的发生有着紧密的关联。

表2" 各土地利用类型发生滑坡崩塌统计

土地利用类型 面积/km2 面积占比/% 灾害数量/处 灾害占比/% 灾害密度/(处/100 km2)

滑坡 崩塌 合 计

草地 21.88 0.41 1 1 2 0.50 9.14

耕地 920.69 17.41 92 1 93 23.31 10.10

建设用地 81.61 1.54 125 4 129 32.33 158.07

林地 3 623.14 68.51 122 6 128 32.08 3.53

裸地 1.08 0.02 0 0 0 0.00 0.00

其他 640.28 12.11 41 6 47 11.78 7.34

合计 5 288.68 100 381 18 399 100.00 7.54

2.4.2 交通道路建设

将研究区的灾害与道路距离划分为6个区间,分别进行滑坡崩塌灾害密度统计,与道路距离<50 m区域发生滑坡、崩塌灾害数量最多,灾害密度最大,滑坡灾害密度为16.75处/100 km2,崩塌灾害密度为1.11处/100 km2;距离道路50~100 m区域滑坡崩塌灾害发生较多,该区间滑坡灾害密度为8.41处/100 km2,崩塌灾害密度为0.11处/100 km2。

3 孕灾因子影响特征

3.1 孕灾因子权重计算

3.1.1 滑坡孕灾因子权重计算

选取滑坡孕灾因子影响程度强烈且显著的6个孕灾因子进行权重计算(表3),权重由小至大为:0.023 5

(土地利用)<0.038 7(距断层距离)<0.073 0(工程地质岩组)<0.138 7(斜坡结构)<0.260 0(地形起伏度)<0.466 2(地形坡度)。

3.1.2 崩塌孕灾因子权重计算

选取崩塌孕灾因子影响程度强烈且显著的5个孕灾因子进行权重计算(表4),权重由小至大为:0.033 3

(平面曲率)<0.063 4(距断层距离)<0.129 0(工程地质岩组)<0.261 5(斜坡结构)<0.512 8(地形坡度)。

表3" 滑坡孕灾因子权重矩阵

孕灾因子 土地利用 距断层距离 工程地质岩组 斜坡结构 地形起伏度 地形坡度

土地利用 1 1/3 1/5 1/7 1/9 1/9

距断层距离 3 1 1/3 1/5 1/7 1/9

工程地质岩组 5 3 1 1/3 1/5 1/7

斜坡结构 7 5 3 1 1/3 1/5

地势起伏度 9 7 5 3 1 1/3

地形坡度 9 9 7 5 3 1

权重 0.023 5 0.038 7 0.073 0 0.138 7 0.260 0 0.466 2

注:权重值的大小代表了该孕灾因子在所有孕灾因子中的影响强度或重要程度,下同。

表4" 崩塌孕灾因子权重矩阵

孕灾因子 平面曲率 距断层距离 工程地质岩组 斜坡结构 地形坡度

平面曲率 1 1/3 1/5 1/7 1/9

距断层距离 3 1 1/3 1/5 1/7

工程地质岩组 5 3 1 1/3 1/5

斜坡结构 7 5 3 1 1/3

地形坡度 9 7 5 3 1

权重 0.033 3 0.063 4 0.129 0 0.261 5 0.512 8

3.2 孕灾因子影响特征

经计算统计研究,斜坡区孕育形成滑坡主要受6个孕灾因子影响,影响程度特征规律为:地形坡度影响程度(最强)>地形起伏度影响程度(稍强)>斜坡结构影响程度(强)>工程地质岩组影响程度(中等)>距断层距离影响程度(较弱)>土地利用影响程度(最弱)。

经计算统计研究,斜坡区孕育形成崩塌主要受5个孕灾因子影响,影响程度特征规律为:地形坡度影响程度(最强)>斜坡结构影响程度(稍强)>工程地质岩组影响程度(中等)>距断层距离影响程度(较弱)>平面曲率影响程度(最弱)。

4 结论

(1)在单一的斜坡区内多个孕灾因子相互作用或叠加后孕育形成了滑坡与崩塌灾害,一般情况下,斜坡孕育形成滑坡类灾害为主,其数量占比大,崩塌类灾害次之。

(2)斜坡孕育形成滑坡与崩塌的主控因子为地形坡度,这体现了基础孕灾条件的重要性,地形地貌是斜坡孕育形成滑坡、崩塌灾害的重要基础条件。

(3)滑坡灾害易发性评价重要指标:地形坡度、地形起伏度、斜坡结构、工程地质岩组、距断层距离、土地利用类型。崩塌灾害易发性评价重要指标:地形坡度、斜坡结构、工程地质岩组、距断层距离、平面曲率。

参考文献

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收稿日期:2024-07-15

作者简介:华有涛(1988—),男,云南楚雄人,工程师,研究方向为水工环地质。#通信作者:贾朝文(1991—),男,云南文山人,工程师,研究方向为水工环地质,E-mail:2294091170@qq.com。

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