江西省吉安縣崩滑流地質(zhì)災(zāi)害形成條件分析及防治對策

張國華，何學(xué)文，齊良

(江西省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊，九江 332000)

吉安縣位于江西省中部，地理位置為東經(jīng)114°24′18″～115°02′25″，北緯26°49′50″～27°38′04″，面積2 125.43 km2。1/5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查查明，全縣已發(fā)生295處地質(zhì)災(zāi)害，災(zāi)害點密度達(dá)每平方公里0.14處。其中崩塌104處、滑坡124處、泥石流2處、地面塌陷65處，崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害占災(zāi)害總數(shù)的78.0%。研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制對防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要意義[1]。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生必然受一定的內(nèi)因和外因控制[2]，對于地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制，前人做了較多研究[3-12]，但針對吉安縣的地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制分析較少。為了正確認(rèn)識吉安縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律，提高崩滑流地質(zhì)災(zāi)害防治的針對性和有效性，本文在1/5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，從地質(zhì)災(zāi)害形成的內(nèi)、外因條件著手，分析崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害的形成條件，并提出防治對策。

1 吉安縣地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象

吉安縣多年平均降雨量為1 524.7mm①，年最大降雨量2 208.7 mm，年最小降雨量897.6 mm，月最大降雨量574 mm，日最大降雨量249.3 mm，小時最大降雨量64.8 mm。3～8月份為雨季，月降雨量164.0～238.5 mm。降雨量具有空間和年內(nèi)不同月份分布不均勻性，山區(qū)多年平均降雨量大于河谷平原區(qū)年均降雨量。

1.2 地形地貌

吉安縣處于武功山南翼、羅霄山脈中段與雩山隆褶帶交接地帶，全縣總體北部、西部和西南側(cè)隆起，山嶺起伏，地勢高；中部和東部為盆地，地勢低洼，形成窄長的河谷平原。按成因和形態(tài)特征，吉安縣地貌類型分為侵蝕構(gòu)造低山地貌、構(gòu)造剝蝕高丘陵地貌、構(gòu)造剝蝕低丘陵地貌、侵蝕堆積河谷平原(階地)地貌4類，低山地貌占全縣面積的17.0%，高丘陵地貌占23.1%，低丘陵占42.5%，河谷平原地貌約占17.4%。各地貌單元分布見圖1。

1.3 巖土體類型

按巖體成因和巖性、巖石強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)類型將縣內(nèi)巖土劃分為松散巖類(Q)、紅色碎屑巖類(H)、堅硬-較堅硬的一般碎屑巖類(S1)、軟硬相間的一般碎屑巖類(S2)、變質(zhì)巖類(B)、質(zhì)純碳酸鹽巖類(T1)、含泥質(zhì)碳酸鹽巖類(T2)和巖漿巖類(Y)等8個工程地質(zhì)巖組。巖漿巖在區(qū)內(nèi)呈巖脈分布，面積較小，全縣才0.668 km2。各類巖土分布見圖2。各類巖土體特征[13]見表1。

表1 吉安縣各類巖土體特征值

1.侵蝕構(gòu)造低山；2.構(gòu)造剝蝕高丘陵；3.構(gòu)造剝蝕低丘陵；4.侵蝕堆積河谷平原(階地);5.地貌分區(qū)界線；6.水系；7.縣人民政府駐地；8.鄉(xiāng)(鎮(zhèn))人民政府駐地；9.縣界圖1 吉安縣地貌類型圖

1.松散巖類(Q) ；2.紅色碎屑巖類(H)；3. 堅硬-較堅硬的一般碎屑巖類(S1)；4. 軟硬相間的一般碎屑巖類(S2)；5. 質(zhì)純碳酸鹽巖類(T1)；6. 含泥質(zhì)碳酸鹽巖類(T2)；7. 變質(zhì)巖類(B)；8. 巖漿巖類(Y)；9. 巖土體類型界線；10.水系；11.縣人民政府駐地；12. 鄉(xiāng)(鎮(zhèn))人民政府駐地；13. 縣界圖2 吉安縣巖土類型分布圖

1.4 人類工程活動

吉安縣主要人類工程活動有礦產(chǎn)資源開發(fā)、水利水電建設(shè)、交通建設(shè)、城鎮(zhèn)建設(shè)與村民建房等。

礦山開采方式主要為露天開采，露采礦山對地質(zhì)環(huán)境的破壞主要是造成地形地貌景觀破壞，部分礦山廢石土存在誘發(fā)泥石流隱患；鐵路、高速公路邊坡多已采取護(hù)坡措施，國道、省級公路護(hù)坡路段相對較少，縣、鄉(xiāng)道路很少采取工程護(hù)坡措施；水利建設(shè)，產(chǎn)生了眾多高陡人工邊坡；城鎮(zhèn)建設(shè)中，工程削坡現(xiàn)象較為普遍。

2 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

吉安縣地質(zhì)災(zāi)害類型有滑坡、崩塌、地面塌陷及泥石流4種。已發(fā)生滑坡124處、崩塌104處、地面塌陷65處(含巖溶地面塌陷53處、采空地面塌陷12處)、泥石流2處。災(zāi)害以滑坡、崩塌為主，泥石流災(zāi)害很少。崩滑流災(zāi)害發(fā)育于山區(qū)，自低丘陵—高丘陵—低山區(qū)，災(zāi)害發(fā)育密度逐漸增大。災(zāi)害規(guī)?；緸樾⌒?，見圖3。89.52%的滑坡為土質(zhì)滑坡，75%的崩塌是巖質(zhì)崩塌。紅色碎屑巖類(H)、軟硬相間的一般碎屑巖類(S2)、變質(zhì)巖類(B)中崩滑流災(zāi)害較為發(fā)育，巖溶地面塌陷分布在質(zhì)純碳酸鹽巖類(T1)隱伏區(qū)，采空地面塌陷分布在地下采礦的礦山采空區(qū)，75.93%地質(zhì)災(zāi)害及99%的地質(zhì)災(zāi)害隱患與人為工程活動有關(guān)，崩滑流災(zāi)害多發(fā)生于汛期強(qiáng)降雨或長時間降雨后。

3 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害形成條件分析

3.1 地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害點關(guān)系

地形地貌是崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主控因素。吉安縣不同地貌單元崩滑流災(zāi)害發(fā)育密度見圖4，低山區(qū)崩滑流災(zāi)害的發(fā)育密度最大，自低山區(qū)—高丘陵區(qū)—低丘陵區(qū)—河谷平原(階地)區(qū)，崩滑流災(zāi)害的發(fā)育密度逐漸減小。斜坡地形是形成崩滑流災(zāi)害的先決條件[5]，自低山區(qū)—高丘陵區(qū)—低丘陵區(qū)—河谷平原(階地)區(qū)，地形切割強(qiáng)度逐漸降低，地形相對高差逐漸減小，地形坡度也逐漸變小，是導(dǎo)致崩滑流災(zāi)害發(fā)育密度逐漸降低的主要原因，相對高差、地形坡度的差異導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性不同。崩塌、滑坡主要發(fā)育于低山、丘陵地形等山區(qū)人口密度相對集中區(qū)或工程建設(shè)活動較多的區(qū)域，泥石流主要發(fā)育于山體陡峭、礦業(yè)活動強(qiáng)度較大的低山丘陵區(qū)。

圖4 各地貌單元崩滑流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度圖

3.2 地層巖性及巖土體與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

地層巖性及巖土體是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)基礎(chǔ)，控制著災(zāi)害發(fā)生的位置和規(guī)模[3]。各類巖、土體在條件成熟時都有可能產(chǎn)生崩塌、滑坡。吉安縣土體是形成滑坡的主要致災(zāi)體，89.5%的滑坡屬于殘積土質(zhì)滑坡，3處為人工棄渣發(fā)生的碎塊石滑坡，巖質(zhì)滑坡僅10處，占8.1%。松散土體因其結(jié)構(gòu)松散，抗剪強(qiáng)度低，遇水易飽和，在降雨激化下易產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)發(fā)生滑坡。殘坡積層厚度一般不大，多小于5 m。殘坡積土層厚度較小，也是決定吉安縣崩滑流災(zāi)害多為小型規(guī)模的因素之一。

不同巖性的地層，其巖石力學(xué)性質(zhì)、抗風(fēng)化能力相差較大，而殘坡積土層的特性與其母巖的分布及風(fēng)化程度密切相關(guān)[7]，抗風(fēng)化能力較弱的巖性，如頁巖、泥巖、煤系地層、片巖、千枚巖及粉砂巖與砂巖軟硬相間的巖層所構(gòu)成的斜坡則較易發(fā)生崩塌、滑坡。

將區(qū)內(nèi)111處土質(zhì)滑坡歸入其母巖所屬巖類中后，可以發(fā)現(xiàn)在砂頁巖軟硬相間的一般碎屑巖類(S2)、紅色碎屑巖類(H)及變質(zhì)巖類(B)中災(zāi)害較為發(fā)育，見圖5，這是因為與這幾類巖體較易風(fēng)化有關(guān)。S2巖類中巖性多為頁巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖，H巖類中為成巖固結(jié)較差的白堊系、第三系的泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、砂礫巖，B巖類為節(jié)理裂隙較發(fā)育的千枚巖、板巖、變余粉砂巖、變質(zhì)砂巖等變質(zhì)巖。這些巖層相對比較容易風(fēng)化。

圖5 不同巖土體類型中崩滑流災(zāi)害發(fā)育情況統(tǒng)計圖

3.3 地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

3.3.1 褶皺與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

區(qū)內(nèi)褶皺以北北東向、北東向和東西向褶皺為主，在天河-長坑背倒轉(zhuǎn)復(fù)式向斜、水源背斜核部，滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害相對發(fā)育。其原因主要為褶皺軸部是地應(yīng)力較集中的部位，構(gòu)造裂隙發(fā)育，特別是先壓后張的高傾角切層裂隙，往往起到巖體崩滑的切割邊界作用。同時裂隙發(fā)育區(qū)，風(fēng)化、剝蝕作用較強(qiáng)，常常形成較厚的松散殘坡積物，為滑坡提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.3.2 斷裂構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育受斷裂構(gòu)造影響不甚明顯，僅在兩條斷裂帶中有所顯示。一為石子陂-尚書仚斷裂帶，其位于天河鎮(zhèn)大灣村、天河煤礦、尚書仚一帶，長11.4 km，發(fā)育于天河-長坑背倒轉(zhuǎn)復(fù)式向斜核部，斷層兩盤巖性為寒武系變質(zhì)巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育；另一斷裂是位于縣區(qū)北部的井頭弧形斷裂，其長14 km，最寬處100 m，斷裂主體呈北北西向斷裂早期為逆斷層，喜馬拉雅期復(fù)活為正斷層，晚期斷裂使早期構(gòu)造巖再次破碎形成角礫巖帶。沿上述2條斷裂帶，發(fā)育崩塌、滑坡。斷裂形成時巖體因強(qiáng)烈擠壓，形成破碎帶，破碎帶巖石破碎，結(jié)構(gòu)面較多，局部存在軟弱面或軟弱帶，如斷層泥、糜棱巖等，巖體強(qiáng)度較低，易風(fēng)化剝蝕。在降雨、風(fēng)化、侵蝕、人類工程活動等因素作用下，易形成地質(zhì)災(zāi)害。

3.3.3 節(jié)理裂隙與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

巖石在多期次地殼運動中受到不同方向的應(yīng)力作用，使巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。這些節(jié)理裂隙將斜坡巖體切割分離成不連續(xù)狀態(tài)，使斜坡具備向下滑動或脫離母體的條件，同時，構(gòu)造裂隙面又為降雨等進(jìn)入斜坡提供了通道，因而各種節(jié)理裂隙、層面、巖性結(jié)構(gòu)面發(fā)育的斜坡，特別是當(dāng)平行和垂直斜坡的陡傾構(gòu)造面及順坡緩傾的構(gòu)造面發(fā)育時，最易發(fā)生滑坡。當(dāng)節(jié)理順山坡發(fā)育時，特別是當(dāng)發(fā)育在山坡表面的突出部分時，最有利崩塌的形成。縣境內(nèi)巖質(zhì)崩塌、滑坡絕大多數(shù)受節(jié)理裂隙面控制，是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要地質(zhì)因素。

3.4 人類工程活動與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的形成受人類工程活動影響明顯。隨著吉安縣(包括井開區(qū))社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各類工程活動日漸增多，主要表現(xiàn)為城鎮(zhèn)建設(shè)、公路、鐵路建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、水利水電開發(fā)及居民建房等，區(qū)內(nèi)大量公路、房屋建設(shè)進(jìn)行了開挖，形成的人工邊坡產(chǎn)生了高陡臨空面，改變了斜坡的應(yīng)力狀態(tài)，破壞了斜坡原始自然平衡狀態(tài)，斜坡在新的應(yīng)力平衡過程中，必將破舊立新發(fā)生破壞，從而發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。區(qū)內(nèi)已發(fā)生295處地質(zhì)災(zāi)害中，自然因素誘發(fā)的55處，工程活動誘發(fā)的16處，自然因素與工程因素綜合影響的224處，與人類工程活動有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害占已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的75.93%，占絕對多數(shù)。另外區(qū)內(nèi)194處地質(zhì)災(zāi)害隱患中有192處與人類工程活動有關(guān)。人類工程活動成為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因數(shù)。

人類工程活動按礦業(yè)工程、交通工程、水利水電工程、城鎮(zhèn)建設(shè)與村民建房等工程進(jìn)一步細(xì)分發(fā)現(xiàn)，城鎮(zhèn)建設(shè)、村民建房以及交通工程建設(shè)所誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害占人類工程活動誘發(fā)的86.7%，占全區(qū)已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的70.5%；城鎮(zhèn)建設(shè)和村民建房誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害隱患，占隱患的76.0%，與交通工程有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害隱患占隱患的20.8%，見圖6。城鎮(zhèn)建房切坡和交通工程切坡是人為工程活動中誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害(隱患)的主要兩個方面。

圖6 吉安縣各類人為工程誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害直方圖

崩塌、滑坡、崩塌隱患及滑坡隱患與人工邊坡坡度相關(guān)性表明，當(dāng)切坡坡度大于60°時，災(zāi)害或隱患急劇增加，見表2。72.9%的崩塌、52.2%的滑坡、78.4%的崩塌隱患、50%的滑坡隱患都位于邊坡坡度大于60°時；87.5%的崩塌、78.8%的滑坡發(fā)生于坡度大于50°的人工邊坡情況下，97.1%的崩塌隱患、88.9%的滑坡隱患人工邊坡坡度大于50°。當(dāng)人工邊坡坡度大于50°時邊坡就較易失穩(wěn)。

表2 滑坡、崩塌及滑坡隱患、崩塌隱患與微地貌坡度(人工切坡坡度)關(guān)系表

3.5 降雨與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

降雨對崩滑流災(zāi)害的影響明顯。其影響主要有：一是雨水浸入坡體內(nèi)造成較高的孔隙水壓力，增加了坡體自重，加大了土體下滑力；二是雨水浸入坡體造成土體飽和后，產(chǎn)生地下水浮托力，降低了滑體抗滑力；三是雨水滲入坡體后，使巖土體軟化，粘聚力降低，內(nèi)摩擦角減小，同時潤滑軟弱結(jié)構(gòu)面，促使坡體崩滑。通過對縣內(nèi)崩滑流災(zāi)害發(fā)生時間與降雨時間的對比分析，降雨與崩滑流災(zāi)害的發(fā)生具有明顯的一致性，日降雨量及降雨集中程度是誘發(fā)崩滑流災(zāi)害的關(guān)鍵因素。

從崩滑流災(zāi)害的月份分布特征看，絕大多數(shù)災(zāi)害發(fā)生在汛期(4～6月份)，這3個月發(fā)生的崩滑流災(zāi)害占79.2%。汛期多年月均降雨量多在200 mm以上。年內(nèi)月均降雨量與崩滑流災(zāi)害的對應(yīng)關(guān)系見圖7。崩滑災(zāi)害主要集中在暴雨日及其延后，如2016年5月19日9時至21日6時，鳳凰站連續(xù)降雨151.3 mm，附近鳳凰鎮(zhèn)、橫江鎮(zhèn)、井岡山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)金雞湖街道等地發(fā)生崩塌滑坡6處；2016年5月19日13時至5月20日13時，澧田鎮(zhèn)站連續(xù)降雨133.7 mm，澧田鎮(zhèn)發(fā)生6處崩塌滑坡；2016年5月19日9時至5月20日16時，梅塘站降雨110 mm，梅塘境內(nèi)發(fā)生2處滑坡。降雨對崩滑流災(zāi)害的激化明顯。

圖7 崩滑流地質(zhì)災(zāi)害與月均降雨量關(guān)系圖

4 主要防治對策

劉傳正等研究認(rèn)為，中國地質(zhì)災(zāi)害防治成效顯著，地質(zhì)災(zāi)害是可防治的[14]。吉安縣崩滑流地質(zhì)災(zāi)害主要形成條件表明，地形地貌和巖性與巖土體類型是地質(zhì)災(zāi)害形成的基礎(chǔ)條件。人類工程活動是地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)的主要因素，降雨是地質(zhì)災(zāi)害的激化因素，地質(zhì)災(zāi)害都伴隨著強(qiáng)降雨而發(fā)生。因此，地質(zhì)災(zāi)害的防治要針對其形成的主要因素采取措施，以提高地質(zhì)災(zāi)害防治效果。

4.1 加強(qiáng)人為切坡工程管理

人工切坡是吉安縣地質(zhì)災(zāi)害的重要誘發(fā)因素。人為地質(zhì)災(zāi)害與其他自然災(zāi)害的根本區(qū)別是其可防治性[15]，要規(guī)范人類工程活動[16]，探索山區(qū)農(nóng)村建房預(yù)審批制度，加強(qiáng)對農(nóng)村建房切坡工程活動管理，加大對山區(qū)人工切坡工程活動的專業(yè)指導(dǎo)，盡量避免建房切坡現(xiàn)象；實在無法避免時，也要通過專業(yè)人員的提前介入指導(dǎo)，采取合理的邊坡坡率、排水、護(hù)坡、支擋等措施，避免人為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

4.2 加強(qiáng)汛期地質(zhì)災(zāi)害排查與監(jiān)測預(yù)警

降雨是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的激化因素，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在強(qiáng)降雨之后或略有延遲。吉安縣地處臨近沿海地區(qū)，每年受臺風(fēng)影響降雨明顯。因此，加強(qiáng)汛期地質(zhì)災(zāi)害排查，氣象預(yù)警、監(jiān)測顯得尤為必要和重要。根據(jù)氣象預(yù)警及時加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害排查、監(jiān)測，做好臨災(zāi)預(yù)報、警報，把地質(zhì)災(zāi)害造成的損失降到最低。

4.3 加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治知識宣傳

薛凱喜等人的研究[17]表明，超過60%的公眾只能辨別滑坡和泥石流兩種地質(zhì)災(zāi)害，超過50%的公眾不知道我國有地質(zhì)災(zāi)害防治條例，我國公眾對地質(zhì)災(zāi)害防治的認(rèn)知還有待提高。要通過各種途徑向群眾宣傳地質(zhì)災(zāi)害防治知識，提高廣大群眾地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)意識和能力，做到主動防災(zāi)、自覺防災(zāi)。

5 結(jié)論

(1) 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害類型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷4類，規(guī)模以小型為主。

(2) 滑坡以土質(zhì)滑坡為主，占89.5%。

(3) 崩塌、滑坡、泥石流在低山區(qū)、高丘陵區(qū)、低丘陵區(qū)、河谷平原(階地)不同地貌單元中發(fā)育密度分別為0.19處/km2、0.12處/km2、0.10處/km2、0.04處/km2，發(fā)育密度逐漸減小。

(4) 地層巖性及巖土體是產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)基礎(chǔ)，吉安縣崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害主要發(fā)育于砂頁巖軟硬相間的一般碎屑巖類(S2)、紅色碎屑巖類(H)和變質(zhì)巖類(B)分布區(qū)。

(5) 褶皺軸部、斷裂帶及節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)，因巖石破碎，易發(fā)生崩滑流地質(zhì)災(zāi)害。

(6) 不合理的人類工程活動是崩滑流地質(zhì)災(zāi)害的重要誘發(fā)因素，邊坡坡度大于50°的人工邊坡較易發(fā)生崩滑流地質(zhì)災(zāi)害。

(7) 崩滑流災(zāi)害主要集中發(fā)生在4～6月汛期，降雨是崩滑流地質(zhì)災(zāi)害的激化因素。

(8) 采取針對性的地質(zhì)災(zāi)害防治對策，可極大的提高地質(zhì)災(zāi)害防治效果。