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江西崩塌滑坡泥石流灾害空间时间分布特征分析

2020-08-27康卉君

中国地质灾害与防治学报 2020年4期
关键词:泥石流降雨岩土

刘 云,康卉君

(1.江西省地质灾害应急中心,江西 南昌 330025;2.江西省核工业地质局二六八大队,江西 上饶 334700)

0 引言

江西是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一,崩塌、滑坡、泥石流则是其地质灾害最主要的表现类型。江西省地质灾害的发生数量,由于数据来源、统计方法的不同,数据差异颇大,有记录为24 374起的(截至2015年底)[1],也有表述为16.37万起的(截至2017年底)[2]。本文在江西省1∶10万和1∶5万地质灾害调查数据的基础上,结合历年的地质环境管理工作总结(1998—2009年)、江西省1998年地质灾害专项调查报告、地质灾害月报速报(2011—2016年6月)、应急调查报告(1998—2015年)、避让搬迁工程(2012年)、巡查排查工作(截至2014年底)、治理工程(截至2015年底)等资料,对江西省地质灾害数据进行了一次系统的校勘和梳理,去除了大量信息不详细或重复录入的数据。

关于江西省地质灾害的空间和时间发育特征,前人也做过不少研究工作[3-6],但基于数据来源有限,大多笼统而概括。如普遍认为的区域地形高差越大或降雨量越大,地质灾害会越发育,实则是并不完全一致;地质灾害在汛期高发,是无疑义的,但地质灾害在汛期内的分布却不均衡。本文基于系统的数据整理工作,旨在从宏观上对江西省崩塌、滑坡、泥石流地质灾害的空间、时间发育特征作出进一步的阐述。

1 江西省地质灾害概述

截至2016年6月底,江西省共发生有具体记录(指地理位置、坐标、规模、灾损情况等)可查的崩塌、滑坡、泥石流地质灾害事件共25 587起,发生时间最久远的可追溯到十九世纪初期,时间最近的则为2016年6月。灾害类型以滑坡为主(19 376起),崩塌次之(5 790起),泥石流较少(421起);规模和灾情等级以小型占绝对优势,数量25 502起、约占总数的99.67%,中型罕有发生,数量74起、约占总数的0.29%,大型以上则极少发生,数量仅11起(表1)。

其中,215起地质灾害致人死亡,死亡人数累计595人。1998年6月发生的抚州市黎川县厚村乡大源村焦陂组周建良房后滑坡,造成46人死亡,为江西省有记录的造成人员死亡最多的地质灾害事件(表2)。

表1 江西省地质灾害灾情统计表(截至2016年6月底)

2 地质灾害的空间分布特征

2.1 地形地貌

地形地貌是孕育地质灾害的重要因素之一,是形成地质灾害的基础能量(势能)来源。江西省地质灾害主要分布在地面高程100~500 m的地区[3],发育密度由大到小依次为:高丘、低山、中山、低丘、平原、岗地,与地形地貌的势能趋势呈现不完全的统一性(表3)。

表2 死亡10人及以上重大地质灾害事件

究其原因有三,一是江西省地质灾害规模绝大部分为小型,低丘地貌已能提供足够的能量来源,所以低丘以上地貌地质灾害的发育水平差异不大;二是人类工程活动在低山、丘陵区较中山区频繁,引发地质灾害的概率增大;三是低山、丘陵区风化层较中山区厚,容易为滑坡和泥石流提供物质来源。

表3 地貌类型与地质灾害发育

2.2 岩土体类型

岩土体类型是地质灾害发生的内在因素。发育密度由大到小依次为:岩浆岩、变质岩、碳酸盐岩、碎屑岩、红层碎屑岩、松散土类(表4)。

岩浆岩、变质岩地质灾害较为发育,缘于其与丘陵、山区分布具有较高的一致性,且易风化,风化层较厚;碳酸盐岩、碎屑岩、红层碎屑岩,则多分布在中低山区的山前丘陵区,具有一定的下滑(崩、流)能量,但风化层相对较薄;松散土类则主要分布在环鄱阳湖平原及各大河沟谷平原,地形地貌以平原、岗地为主(分布密度亦与平原、岗地非常接近),缺乏形成地质灾害的能量来源。

表4 岩土类型与地质灾害发育

2.3 区域年降雨量

地质灾害的发生与降雨量密切相关,江西省的地质灾害多由降雨诱发。以50 mm为区段,通过叠加江西省年均降雨量数据(根据1971~2006年月均降水数据整理)[4],可知地质灾害在降雨量1 400~1 450 mm区间发育最弱,1 950~2 000 mm区间发育最强,其中1 600~1 650 mm区间出现局部发育峰值。地质灾害发育程度整体随年均降雨量增加呈增强趋势(表5)。

表5 区域年降雨量与地质灾害发育

2.4 人类工程活动

人类工程活动是诱发地质灾害的主要外力因素。主要为工程切坡,表现形式有切坡建房、公路切坡、农田水利切坡等。切坡改变岩土体的内力平衡,使岩土体失稳。根据调查,江西省约九成地质灾害与切坡有关,其中切坡建房又是重中之重。

江西省是长江中下游重要的农耕区之一,开垦历史悠久,人口密度大。当环鄱阳湖平原和赣、抚、修、饶、信五大河沟谷平原、岗地和盆地被侵占和高度开发时,人口逐步向次(高)一级的丘陵、低山地貌区迁移,致使产生大量的切坡建房、修路等工程活动,这也与丘陵、低山区地质灾害的高发育特征相印证。

丘陵和低山区大部分居民住宅有不同程度的切坡建房现象。居民点散落分布,多数户或数十户聚居一处,呈一字形排列,房后多有切坡。切坡高度随开挖能力的加强而增加,切坡高度一般多在6 m左右,房屋后墙距切坡脚一般1 m左右,鲜有工程护坡。房后切坡诱发的崩塌、滑坡体积规模小,突发性强,开裂变形时间短,崩塌、滑坡前异常现象难于发现,易致灾。由于房近坡脚,小方量崩塌、滑坡可造成房毁人亡,造成人员死亡的最小崩塌仅有0.3 m3,最小滑坡5 m3。强降雨期,房后排水沟多被淤塞或发生小崩滑,有的急于清理或处理不当,也往往造成人员伤亡。中山区居民点稀少,居民住宅区多分布于坡腰台地[4]。

2.5 行政区划分布

江西省共有11个设区市。从行政区划分布数量上看,赣州市发生地质灾害的数量最多、约占全省的40.3%,其次为吉安市(11.7%)、抚州市(10.0%)、宜春市(8.8%)、上饶市(8.5%)、九江市(7.7%),再次为萍乡市(5.2%)、景德镇市(3.5%)、鹰潭市(3.0%),新余市(0.7%)和南昌市(0.6%)分布较少。整体发育密度以萍乡市为最高,赣州市次之,新余市和南昌市最低。其中,崩塌地质灾害以赣州市为最高,宜春市次之,南昌市最低;滑坡以萍乡市为最高,赣州市次之,南昌市最低;泥石流以萍乡市为最高,鹰潭市次之,南昌市最低(表6)。

因灾死亡人数以赣州市为最多(199人),南昌市最少(1人)。其中,抚州市因突发多起大型地质灾害事件,死亡人数位列第二(173人)。

表6 地质灾害的地域分布统计

3 地质灾害时间分布规律

3.1 年度规律

为有效分析地质灾害发生的时间分布规律,从所有地质灾害中(25 587起)提取出有确切发生时间的地质灾害16 908起,其中滑坡12 807起、崩塌3 824起、泥石流277起。

由于时间跨度大,地质灾害记录的缺失或不详,年度地质灾害数量的分布极不均衡。至最近二十年,各年度记录的地质灾害数量一般在1 000起以内,个别年份较高,如1998年(3 757起)、2002年(2 272起)、2006年(4 389起)、2010年(8 998起)、2015年(2 446起)。依托于极端降雨天气,江西省地质灾害大体以4~5年为周期呈现一个高峰年(表7)。

近年来,得益于地质灾害防治工作的重视,搬迁避让、工程治理、气象风险预警、群测群防等工作的开展实施,江西省地质灾害的数量、伤亡人数和经济损失呈逐年下降趋势。

表7 地质灾害致灾年度统计表

3.2 季节规律

地质灾害发生的季节性则与汛期呈显著相关。为有效分析地质灾害发生的季节分布规律,从所有地质灾害中(25 587起)提取出有确切发生月份的地质灾害16 908起,其中滑坡12 807起、崩塌3 824起、泥石流277起。根据地质灾害发生月份的数据统计,地质灾害在4月至7月为高发期,约占全年的90.7%。其中,5月和6月分别约占全年的31.5%和41.5%,为地质灾害发生的高峰月。降雨是地质灾害的重要触发因素,地质灾害的发生与降雨的时间分布存在高度一致性(表8)。

表8 地质灾害发生时间(月)分布统计表(单位:起)

3.3 降雨过程与地质灾害

地质灾害在降雨过程的分布差异分为雨中和雨后两个时段。根据2012年以来部分记录了地质灾害发生具体时间(精确到小时)的数据,结合区域降雨时间,推断多数地质灾害在雨中发生。根据有关研究,江西省滑坡与降雨同步发生的占92.7%,雨后滞后发生的占7.3%[7]。江西省地质灾害规模绝大部分为小型,坡体短直,岩土体渗透饱和时间短,降雨过程中发生的概率较大。

尤其是极端天气情况下,短时强降雨导致的突发、多发和群发性地质灾害鲜有延滞(雨后发生)。如1998年春夏,江西省出现大范围持续强降雨,6月12日至25日,上清降雨1 115 mm,弋阳降雨1 002 mm[5],全省各地共上报地质灾害110 015起(大部分无具体记录),死亡176人,受伤326人,经济损失135 375.67万元;2002年6月至8月,共发生4次强降雨过程,据各市县上报材料统计,全省共发生大小崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害19 872起(大部分无具体记录),造成了84人死亡、539人受伤,损毁房屋5万余间,直接经济损失约8.33亿元;2015年5月18日~22日,赣州市石城县、兴国县、于都县、瑞金市等地在一次强降雨过程中共发生地质灾害2 100余起,死亡4人,经济损失7 115.88万元。

4 地质灾害的演化和诱因

地质灾害的形成和发展,主要受岩土性质和结构、地质构造、地形地貌、植被覆盖率、地下水的动力条件、大气降雨及人类工程活动等[7]诸多因素相互作用,成因复杂。根据江西省崩塌、滑坡、泥石流地质灾害的演化发展,总结出四个主要控制要素:

一是物质来源,岩土风化为崩塌、滑坡、泥石流提供了初始的物质来源,风化层越厚(或风化节理越强烈),地质灾害体规模可能越大。二是具备下滑(崩、流)的能量,地质灾害体通过地势高差,获取下滑(崩、流)的能量,高差越大,能量越大,破坏性也越大。三是能量的释放,借助外力打破平衡,释放能量,如人工切坡形成临空面,为地质灾害体能量的释放提供了空间,降雨使岩土体饱和,重量增加,摩擦减小,加速了地质灾害体能量的释放。四是受害体,地质灾害体损害了人类的生命或财产。只有四者兼具,才能演化为地质灾害事件。

地质灾害诱因指受外力干扰,诱发地质灾害。参照调查规范[8],对江西省25 587起地质灾害事件诱发因素进行分类和统计,可知降雨成为诱发地质灾害的主要因素,其次为切坡,再次为风化,其余则较少(表9)。这可能与上报灾情单位,过分强调地质灾害的自然诱因(降雨)、忽视人为诱因(主要为切坡)有关。

表9 地质灾害诱发因素统计表

5 结论

(1)地形地貌的高差为地质灾害提供了基础能量来源,但地质灾害的发育与地形地貌的势能趋势呈现不完全的统一;受风化和地貌影响,地质灾害在岩浆岩、变质岩中较为发育;地质灾害的发育随年均降雨量的增加,整体呈增强趋势;地质灾害的发育与人类工程活动密切相关;萍乡市、赣州市地质灾害较为发育,新余市和南昌市则发育程度较差。

(2)依托于极端天气,江西省地质灾害大体以4~5年为周期呈现一个高峰年;地质灾害在汛期高发,其中5月份和6月份为高峰月;地质灾害多在降雨过程中突发,少有延滞性。强降雨和人工切坡是地质灾害的主要诱因。地质灾害的演化形成,具备物质来源、下滑(崩、流)的能量、能量的释放和受害体四个控制要素。

(3)削高填低是自然界外力运动的趋势,在此过程中产生的突发性和破坏性运动则形成为地质灾害。江西省雨量充沛,山区、丘陵广布,但同时也植被茂密、风化层较薄、总体山体高差不大,与西部省份[1,9-10]的地质灾害相比,江西省崩塌、滑坡、泥石流地质灾害有其显著的自身特点:一是规模和灾情等级绝大多数为小型,二是汛期集中发生,且具有突发、多发和群发性,三是与人工切坡等人类工程活动密切相关。

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