何 斌，徐新兰，贾贵义，丛 凯，刘德玉，陈世昌

(甘肃省地质环境监测院/甘肃省地下水工程及地热资源重点实验室，甘肃 兰州 730050)



甘肃省白龙江流域主要地质灾害发育特征及分布规律研究

何 斌，徐新兰，贾贵义，丛 凯，刘德玉，陈世昌

(甘肃省地质环境监测院/甘肃省地下水工程及地热资源重点实验室，甘肃 兰州 730050)

甘肃省境内的白龙江流域属西秦岭山地，地质构造复杂，地形切割强烈，地貌类型多样，地貌起伏变化大，软弱岩土分布广泛，生态环境十分脆弱，暴雨和人类活动频繁，地质灾害极为发育，是中国四大滑坡、泥石流集中高发区之一。本文针对甘肃省的白龙江流域的滑坡、崩塌、泥石流这三类地质灾害发育特征及分布规律进行系统研究，基于研究区各县区地质灾害详细调查成果，采用gis建立的数据库对主要地灾的发育特征及分布规律进行统计分析，探究区域地质、人类活动、地形地貌等因素与地质灾害之间的关系，查明地质灾害发生的规律，对影响地质灾害发生的主控因素进行分析。成果和结论可作为区内地质灾害防治的参考依据，为促进区内防灾减灾，减少财产损失和人员伤亡做出贡献。

白龙江流域；地质灾害；发育特征；分布规律

甘肃省境内的白龙江流域属西秦岭山地，地质构造复杂，地形切割强烈，地貌类型多样，地貌起伏变化大，软弱岩土分布广泛，生态环境十分脆弱，暴雨和人类活动频繁，地质灾害极为发育，是中国四大滑坡、泥石流集中高发区之一，其分布之广、发生频率之高、破坏性之强，闻名国内外，尤其是2008年发生的“5.12”汶川地震次生地质灾害、2010年“8·8”舟曲特大泥石流、2013年“8.7”文县山寨泥石流尤为严重，对区内人民群众生命财产造成了重大损失。

长期以来，有关学者对白龙江流域的地质灾害(尤其是滑坡、泥石流)进行了大量的调查、观测、试验和理论研究，取得了一系列的成果[1-10]。但以往研究多集中在人口高度密集区、国道212线附近、受灾严重灾害点附近，没有对整个区域和主要的地质灾害类型进行调查分析和系统研究，有研究面积小、区域性差、灾害类型不全面、规律性认识不到位等缺点。

本次对甘肃省的白龙江流域的滑坡、崩塌、泥石流这三类地质灾害发育特征及分布规律进行系统研究，寻找它们与主要诱发控制因素之间的关系，弥补了以往研究中的不足，有效地指导该区防灾减灾工作，减少人员伤亡和财产损失。

1 研究区地质环境概况

研究区位于甘肃省东南部，涉及甘南藏族自治州的迭部、舟曲，陇南市的宕昌、武都、文县、康县，共6个县(区)，总人口148万人，总面积2.4万 km2。

研究区所在的白龙江为长江上游嘉陵江一级支流；地处青藏高原向陇中黄土高原的过渡带；地质构造处于柴达木-西秦岭地块一级构造单元；新构造运动较强烈，属高烈度区，历史上曾发生多次破坏性地震；涉及亚热带气候区和暖温带气候区，具有高山地带寒暑交替明显、河谷地带相对温和宜人的特点；降水量具有时空分布差异性较大的特征，年内降雨量5～9月占全年降雨量的70%，且年际变化较大，旱涝年降水量相差1.7～2.4倍，日最大和小时最大降雨量可达166.1 mm、80 mm。这些地质环境现状是区内地质灾害发育规律和分布特征的主控因素。

2 地质灾害类型

甘肃省的白龙江流域是我国滑坡、崩塌、泥石流地质灾害最发育的地区之一。截止2007年，区内地质灾害点数量1 370处；2008年，受5.12汶川地震影响，地质灾害数量增加至1 490处。到2012年底，共确定地质灾害点2 634处，其中滑坡1 031处，占灾害点总数的39.14%；泥石流1 008条，占38.27%；崩塌533处，占20.24%；不稳定斜坡60处，占2.28%，地裂缝、地面塌陷各1处(图1)。

图1 甘肃省白龙江流域主要地质灾害点分布图

3 地质灾害发育特征

区内主要地质灾害具有周期性、常发性、突发性、群发性、伴发性、隐蔽性这六大发育特征。

3.1 周期性

地质灾害的周期性主要与年降雨量相关，区内地质灾害发生时间和频率与年降水量成对应关系，丰水年(日)滑坡、泥石流灾害暴发多，枯水年发生少。如文县解放以来近50 a，发生严重泥石流的年份多出现在1956～1958年、1964～1966年、1974～1976年、1982～1985年、1990～1993年、1997～1999年，其年份与降雨丰水期十分吻合。

3.2 常发性

常发性与地质灾害体本身密切相关，如高频泥石流、滑坡等。文县关家沟泥石流每年发生多次泥石流，据史料记载，1780年、1852年、1914年和1982年、2008年最为严重。宕昌县化马沟分别于1976年7月、1991年5月、2000年5月及2010年8月发生了规模较大的泥石流，多次冲毁212国道及农田。

3.3 突发性

崩塌、泥石流灾害突发性最为显著，崩塌因其失稳时间十分短暂，加之变形迹象不明显，其突发性很强，人员及财产往往来不及撤离，易造成灾害；泥石流形成更是迅猛强烈，具有流动速度快、历时短的特点。一场泥石流，从发生到结束，一般仅几分钟到几十分钟，在流通区的流速每秒可高达5 m以上，而且多集中于傍晚和午夜区，更增加了灾害的突然性，使得灾害发生时往往难以预防，致灾严重。如1984年8月3日，陇南市境内突降暴雨，全区400多条沟道暴发泥石流，有1.9万户，9.3万人受灾，直接经济损失达26 526万元。

3.4 群发性

一次大暴雨就能诱发数条泥石流发生，同时在斜坡上发育数个滑坡；一次地震能诱发、加剧滑坡、崩塌、泥石流的暴发，群发性特征十分明显。如2008年汶川地震波及本区，造成灾区大面积山体开裂，在地震、强降雨共同作用下，泥石流、滑坡、崩塌也同时发生(图2)。再如2009年“7.17”康县特大暴雨，康阳公路在几日之内同时发生滑坡、崩塌、泥石流上百处，死亡1人，交通中断30多天，经济损失达20亿元。

图2 甘肃省白龙江流域“5.12”汶川地震引发、加剧地质灾害点分布图

3.5 伴发性

往往在暴发泥石流的同时，滑坡、崩塌也同时进行，且发生暴雨、地震等情况时也伴随着地质灾害的发生。如8.8舟曲的泥石流就是流域中上游遭受强降水，沟内滑坡、崩塌同时发生，堆积物不断补给泥石流，泥石流又冲刷沟道，导致斜坡、泥石流互相促进，使泥石流冲毁舟曲主城区，堵断白龙江形成堰塞湖，造成重大的地质灾害事件。

3.6 隐蔽性

区内地质环境条件复杂，地震等对岩土体的影响较强，许多地质灾害隐患目前未能发现，或者我们发现了它，但受到局部暴雨及地震等特殊情况的突发，所以无法预测它什么时候发生，发生的规模有多大，尤其是泥石流、崩塌更具有隐蔽性。例如舟曲三眼峪泥石流，8月7日晚沟内的短时间强降雨，迅速形成了泥石流，而沟口和平常一样，导致县城附近的人们一无所知，当泥石流暴发时为时已晚。

4 地质灾害分布规律

白龙江六县区地质灾害分布广泛，主要地质灾害分布规律有以下特点：

4.1 多沿河流两侧分布

区内地质灾害集中分布在白龙江、岷江、白水江、拱坝河等干、支流沿岸。河流沿岸发育的地质灾害点占总数的60%以上，为地质灾害最密集地带。灾害点密度随着距河流距离的增大而减小，两者成负相关关系。

4.2 多沿道路两侧分布

区内地质灾害集中分布于主要道路两侧。如G212、S312、S205、S307、S313、S210等，尤其是靠山一侧以滑坡、崩塌灾害较为发育，部分路段崩塌三角面连续分布。如G212线两侧1 000 m范围内灾害点数量占区内总数的19%，灾害点密度可达0.67处/km2。灾害点密度随着距道路距离的增大而减小，成负相关关系。

4.3 多分布于人口密集区

区内地质灾害在县城所在地及主要城镇人口较为密集的区域较发育，主要为不尽合理的人类活动加剧了包括地质灾害在内的环境地质问题。如武都区城关镇，灾害点密度可达1 104.14点/1 000 km2。对白龙江流域内132个乡镇人口与灾害点统计发现，人口密度最大的乡镇也是灾害最发育的地方(图3)。

图3 甘肃省白龙江流域灾害点密度和人口密度相关性图(以乡镇为单位)

4.4 多分布于大断裂带及次级断裂带附近

借助GIS技术对区内主要活动性断裂进行缓冲区分析，区内地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流)多集中在距离主要断层<10 km范围内，占灾害点总数的67.57%。灾害点的形成与断裂直接有关，随着缓冲区与断层距离的增大，地质灾害的数量越少。

4.5 多分布于软弱岩层及松散堆积物区

区内按照岩性分类分为块状坚硬侵入岩岩组；层状较硬灰岩、砂岩岩组；层状软硬相间变质砂岩、千枚岩、灰岩、板岩岩组(变质岩)；层状软硬相间板岩、页岩、砂岩、灰岩岩组，层状较硬灰岩、砂岩岩组；碎屑岩岩组；松散堆积物岩组。

分析表明，灾害点密度最大的为松散堆积物岩组(卵石、碎石、粉质粘土)，可达0.73个/km2，灾害点密度最小的为块状坚硬侵入岩岩组。地质灾害多分布于软弱岩层及松散堆积物区。

4.6 多分布于植被较差区

本次对区内植被覆盖度(FC)分5级：低植被覆盖度(FC<10%) 、较低植被覆盖度(10%≤FC<30%)、中度植被覆盖度(30% ≤FC<45%) 、较高植被覆盖度(45%≤FC<60%) 和高植被覆盖度(FC≥60%)。

分析表明，区内在植被覆盖度10%～45%的范围内灾害的点密度最大，而在大于60%的范围内灾害的密度最小。由于植被覆盖度小于10%的区域主要为河流及建筑用地，因此此范围内的灾害发育的最少，灾害点密度也不大。

4.7 多分布于缓坡区(滑坡)

研究滑坡和坡度之间的关系，将坡度分为5个类别：0°～10°，10°～20°，20°～30°，30°～45°，>45°。

分析表明，最有利于滑坡发育的坡度区间为15°～45°内。其中15°～30°滑坡发育最多，滑坡发育的密度也最大，而>45°区域滑坡发育的最少，密度也最小。

4.8 多分布于阳坡区(滑坡)

本次只研究滑坡和坡向之间的关系。分析显示，斜坡朝向与崩滑灾害的孕育、发生息息相关。阳坡比阴坡的日照时间长、太阳辐射强、昼夜温度相差较大。阴、阳坡面温度条件的差异会导致斜坡土体含水量、风化程度、物理力学性质等方面的不同，对滑坡的发生起到一定的影响，一般情况下阳坡灾害较阴坡发育，统计也验证了上述的结果。

4.9 多分布于中山区

区内高程在600～4 800 m之间，通过提取DEM高程数据，按照500 m间隔将项目区高程划分为：<1 000 m，1 000～1 500 m，1 500～2 000 m，2 000～2 500 m，2 500～3 000 m和>3 000 m 这6个等级进行分析。

分析表明， <2 000 m高程的范围内地质灾害发育数量最多、密度最大。而>3 000 m高程的范围内灾害发育数量最少、密度最低。

4.10 多分布于地震动峰值加速度及地震烈度较高区(滑坡、崩塌、泥石流)

根据《地震烈度区划图》及《地震动参数区划图》，对区内的灾害的分布与地震烈度关系进行分析。

分析表明，Ⅷ度区内的灾害点密度最大，为0.41处/km2，远高于Ⅵ度区和Ⅶ度区。在灾害规模上，巨型和大型崩塌、泥石流都分布在烈度Ⅷ度区，巨型、特大型和大型滑坡也分布在该区；中型和小型灾害在Ⅵ度区只有零星分布，绝大多数还是集中在地震烈度Ⅶ度区及Ⅶ度区。

4.11 多分布于短时间降雨量较大区

本次评价采用日最大降雨量与地质灾害的关系进行统计分析。从地质灾害的发生时间的分布来看，24 h最大降雨量在40～50 mm和80～90 mm降雨量区地质灾害点密度最大。

图4 土地利用类型与地质灾害分布图

4.12 多分布于草地和耕地区

本次分析土地自然类型为：林地、耕地、草地和未利用土地，运用ArcGIS对1:250 000土地利用类型进行提取，并对不同类型的土地利用类型图层和地质灾害图层叠加，提取各类型区的地质灾害数据，分析它们之间的关系(图4)。

分析得出，地质灾害主要集中在耕地区，占总数的53.6%，其次为草地区，占总数的35.1%。草地和耕地区占到总数的88.7%，而其他类型区的地质灾害稀少。地质灾害密度方面，城乡工矿用地区灾害点密度最大，耕地和草地次之，林地上密度最小。

5 结语

(1)通过对甘肃省白龙江流域地质灾害主要类型为滑坡、泥石流及崩塌，共2 634处。其中滑坡占39.14%；泥石流占38.27%；崩塌占20.24%；不稳定斜坡2.28%，地裂缝、地面塌陷各1处。研究认为，区内地质灾害发育具有周期性、常发性、突发性、群发性、伴发性、隐蔽性的特征。

(2)区内地质灾害分布具有多分布于河流两侧、道路两侧、人口密集区、大断裂带及刺激断裂带附近、软弱岩层及松散堆积物区、植被较差区、缓坡区、阳坡区、中山区、地震动峰值加速度及地震烈度较高区、短时间降雨量较大区、草地及耕地区的规律。

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Characteristics and Distribution of Main Geological Hazards in Gansu Bailongjiang River Basin

HE Bin, XU Xin-lan, JIA Gui-yi, CONG Kai, LIU De-yu, CHEN Shi-chang

(Gansu Provincial Geological Environment Monitoring Institute/Gansu Provincial Key Laboratory of Groundwater Engineering and Geothermal Resources, Lanzhou 730050, China)

The Bailongjiang River Basin in Gansu Province belongs to the west Qinling mountainous area. The geological structure is complex, the terrain is strong, the landforms are varied, the landforms fluctuate greatly, the weak soil is widely distributed, the ecological environment is very fragile, the heavy rain and the human activities are frequent and the geological disasters are extremely Development, is one of China's four major landslides, debris flow concentrated high incidence area. In this paper, the characteristics and distribution of these three types of geological disasters such as landslide, collapse and debris flow in Bailongjiang River Basin of Gansu Province are systematically studied. Based on the detailed investigation results of geological disasters in each district of the study area, the database developed by GIS is used to develop the main disaster Characteristics and distribution of the geological hazards, to explore the relationship between regional geological, human activities, topography and other factors and geological disasters, to identify the occurrence of geological disasters, the impact of geological disasters on the main factors of the analysis. Results and conclusions can be used as a reference for the prevention and control of geological disasters in the region, to contribute to disaster prevention and mitigation, reduce property losses and casualties.

Bailong River Basin; geological disaster; developmental characteristics; distribution law

2016-12-21

中国地质调查局项目：“甘肃省白龙江流域主要城镇环境工程地质勘查”(1212011089083)

何斌(1985-)，男，甘肃武威人，工程师，主要从事地质灾害调查和防治及水文地质工作。

P642.2

A

1004-1184(2017)03-0174-03