新疆地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布特征及主控因素分析

牛 磊，古麗波斯坦·吐遜江，王曇曇，馮子豪

（1.新疆工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830000）

新疆地區(qū)地形復(fù)雜多樣，地貌為“三山夾兩盆”特點(diǎn)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，氣候干旱，地震比較頻繁，這些特點(diǎn)使新疆成為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害較嚴(yán)重的地區(qū)之一，這類地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)是種類多，發(fā)生頻率高，隨機(jī)性高、受災(zāi)害面積廣，危害性較大，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)安全居住地、工程設(shè)施造成了嚴(yán)重危害。歷史上曾多次發(fā)生過(guò)毀壞重要建筑物、各類道路、水利工程設(shè)施等重大的地質(zhì)災(zāi)害事件。據(jù)2004～2021 年統(tǒng)計(jì)，新疆共發(fā)生不同規(guī)模的滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷災(zāi)害927起（其中滑坡384起、崩塌104起、泥石流403起、地面塌陷31起），因地質(zhì)災(zāi)害傷亡157 人、死亡103 人、直接經(jīng)濟(jì)損失15.06 億元（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)）。隨著人類工程活動(dòng)的增強(qiáng)，地質(zhì)災(zāi)害從點(diǎn)發(fā)展到面、從個(gè)發(fā)展到群、相互影響，對(duì)當(dāng)?shù)厝祟惖纳鏄?gòu)成越來(lái)越嚴(yán)重的威脅，直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和社會(huì)安定。

本文基于多年的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)歸納方法，對(duì)新疆的地質(zhì)滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害分布特征和機(jī)理進(jìn)行了研究，揭示了新疆地區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害的分布特征和發(fā)生原因，提出了相應(yīng)的防治措施，該研究對(duì)預(yù)防治理地質(zhì)災(zāi)害具有指導(dǎo)性建議。

1 區(qū)域環(huán)境地質(zhì)概況

新疆地區(qū)在復(fù)雜地質(zhì)背景下形成了構(gòu)造變化多端、地層巖性豐富的地質(zhì)條件。

新疆地區(qū)巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類巖石均有發(fā)育，其中沉積巖發(fā)育面積最廣，海相沉積巖在阿爾泰山、昆侖山、天山等幾個(gè)造山帶均有發(fā)育，陸相沉積巖在各大盆地都有發(fā)育，占新疆總地表面積的約60%，主要有砂巖、泥巖、頁(yè)巖等碎屑沉積巖，石鐘乳、灰?guī)r等化學(xué)沉積巖以及硅藻土等生物沉積巖，這類沉積巖穩(wěn)定性較差，在極端氣候下易風(fēng)化，形成破碎的松散物質(zhì)。巖漿巖中主要以花崗巖為主，主要分布在新疆的阿爾泰山南麓、天山中麓及沿昆侖山一帶的區(qū)域，巖性較為穩(wěn)定，不易風(fēng)化。變質(zhì)巖的巖石類型主要包括片狀類（片巖、板巖、千枚巖等）和塊狀類（大理巖、石英巖等），穩(wěn)定性較好，不易風(fēng)化，在新疆局部地區(qū)可見(jiàn)。

新疆地區(qū)的山區(qū)經(jīng)歷多次構(gòu)造活動(dòng)，切割強(qiáng)烈，發(fā)育了大量的斷層。通常斷裂段發(fā)育地區(qū)伴隨地殼運(yùn)動(dòng)，地殼運(yùn)動(dòng)容易誘發(fā)滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。新疆地區(qū)位于喜馬拉雅—地中海地震帶，因此，環(huán)繞“三山”分布了阿爾泰山地震帶、天山南—北地震及塔里木盆地南緣地震帶等多個(gè)次地震帶。

2 區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害概況

新疆全面統(tǒng)計(jì)地質(zhì)災(zāi)害情況工作開(kāi)始于1998年，1998 年之前的地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)結(jié)果主要來(lái)源于相關(guān)研究報(bào)告或者成果中，因此，地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不完全（表1）。

表1 1998～2021年地災(zāi)信息分類統(tǒng)計(jì)表

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，新疆地區(qū)1958～1997 年期間發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害共56起（其中滑坡12 起、崩塌3 起、泥石流33 起、地面塌陷8 起），傷亡300余人，經(jīng)濟(jì)損失總計(jì)1.2億余元，其中泥石流發(fā)生次數(shù)最多，占新疆地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的58.93%，南北疆比例為4∶21，北疆遠(yuǎn)高于南疆，其中烏魯木齊市14 起，占25%、伊犁地區(qū)12起，占21.43%。

而1998～2021 年新疆發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷災(zāi)害1216起，因?yàn)?zāi)傷亡180人，因?yàn)?zāi)受傷173人，經(jīng)濟(jì)損失16.85 億元。1998～2021 年發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害以滑坡災(zāi)害為主，發(fā)生625 起，占51.40%，其次為泥石流災(zāi)害，發(fā)生440 起，占36.18%，崩塌和地面塌陷災(zāi)害發(fā)生較少，發(fā)生114起和37起，占9.38%和3.04%。

3 區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害分布特點(diǎn)

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知（見(jiàn)圖1），新疆地質(zhì)災(zāi)害在空間地域的分布規(guī)律是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷災(zāi)害沿三大山繞過(guò)兩個(gè)盆地的展布，即阿爾泰山和北天山圍繞準(zhǔn)噶爾盆地、南天山和昆侖山圍繞塔里木盆地呈向東開(kāi)口的“E”字型分布?；?、泥石流及崩塌災(zāi)害總體均呈現(xiàn)出“山區(qū)多、平原少、北邊多，南邊少”的空間分布格局。

在前人諸多研究結(jié)果顯示，新疆地質(zhì)災(zāi)害在時(shí)間分布上也存在一定的季節(jié)性規(guī)律，其發(fā)生從時(shí)間尺度分析發(fā)現(xiàn)，一般在年內(nèi)雨季汛期（4～9 月）較多，其余時(shí)間時(shí)也有發(fā)生，整體年數(shù)據(jù)基本呈現(xiàn)正態(tài)分布的特點(diǎn)，與新疆地區(qū)降水年內(nèi)變化特點(diǎn)基本一致。

4 時(shí)空分布控制因素分析

地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生通常是在多種復(fù)雜因素相互共同作用下形成的結(jié)果，因此，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生通常是不可預(yù)料的、隨機(jī)的、無(wú)規(guī)律的，無(wú)論是時(shí)間、地點(diǎn)還是規(guī)模大小都難以確定，但經(jīng)上文分析，地質(zhì)災(zāi)害分布并非毫無(wú)規(guī)律可言，各地各類地質(zhì)災(zāi)害存在一定的時(shí)空分布原則，在空間的分布狀態(tài)以“三山”為重點(diǎn)，既有分散性也有聚集性，而在時(shí)間上的分布則以新疆歷年的雨季汛期為主，多集中在4～9 月。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布特征可知，新疆地質(zhì)災(zāi)害受地層巖性、氣候氣象以及地震的影響。

4.1 地層巖性

作為孕育地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)基礎(chǔ)的地層巖性，其性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及特征等將會(huì)對(duì)災(zāi)害的出現(xiàn)帶來(lái)重大影響。一般來(lái)說(shuō)，巖石越是破碎越容易在風(fēng)化等自然因素的作用下形成地表松散的堆積物，從而為滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供必要的物質(zhì)條件，因此發(fā)生的概率要高。相反，若巖石破碎程度低，那么發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率就相對(duì)要低。新疆地表大量分布易風(fēng)化的沉積巖，容易受干旱氣候的影響。因此，新疆地層巖性為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4.2 氣候氣象

新疆屬于典型干旱—半干旱地區(qū)，降水稀少，氣溫年內(nèi)變化大，晝?nèi)兆兓黠@，地表植被覆蓋率低，風(fēng)力大，因此，裸露的地表在氣溫變化和風(fēng)力作用下易風(fēng)化，巖石破碎為崩塌、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害提供了充沛的物質(zhì)來(lái)源。

降水是重要的氣候資源之一。它受到海拔高度、地理緯度、距海距離、地形變化等多因素的制約影響，因此在空間上呈離散、不均勻分布形式，從而使不同區(qū)域的空間降水有較大差異性。新疆常年干燥，降雨雪量少，年均僅約有150mm 的降水量左右。但是由于南疆、北疆地形地貌差異較大，從而導(dǎo)致兩區(qū)域降水量相差較大，據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示北疆的降水量明顯高于南疆。雨水會(huì)浸入巖土層，破壞其穩(wěn)定性，因此特大暴雨或長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨都會(huì)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。從圖2可知，新疆降水分布特點(diǎn)與地質(zhì)災(zāi)害分布特點(diǎn)相似，證實(shí)了新疆氣象也是控制地質(zhì)災(zāi)害分布的主要因素之一，在具體時(shí)間上有研究者發(fā)現(xiàn)降水量時(shí)空分布和新疆地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布是一致的。因此，綜合分析得知，降水明顯成為新疆地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要誘因之一。

4.3 地震的影響

新疆地區(qū)位于中國(guó)西北部，跨西伯利亞板塊、哈薩克斯坦－準(zhǔn)格爾板塊、塔里木－華北板塊、華南板塊等四大板塊，經(jīng)歷了長(zhǎng)期多旋回的構(gòu)造演化，如今呈現(xiàn)出“三山夾兩盆”的地形地貌格局。在歐亞板塊和印度板塊強(qiáng)烈擠壓下，環(huán)繞著“兩盆”（準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地）的“三山”（阿爾泰山、天山、昆侖山山脈）山體抬升，在山前發(fā)育了大量相對(duì)不穩(wěn)定的構(gòu)造。在天山南、北麓發(fā)育大型的逆沖推覆構(gòu)造，逆沖推覆構(gòu)造和逆斷層發(fā)育并伴隨地震。這樣的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境使得新疆成為中國(guó)大陸地震活動(dòng)強(qiáng)烈省區(qū)之一。

在震區(qū)地震波在傳播過(guò)程中會(huì)改變地表巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，引起巖石松動(dòng)和破碎，為滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害提供了豐富物質(zhì)來(lái)源，在強(qiáng)震區(qū)其作用更明顯。因此，在強(qiáng)震地區(qū)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害的類型比較多，主要有崩塌、滑坡、塌陷、地裂縫、砂土液化等。從新疆地區(qū)地震帶分布圖中可以看到（圖3），地震帶圍繞山區(qū)分布，與地質(zhì)災(zāi)害空間分布有一定的相似性，因此，地震帶發(fā)育在一定程度上也是增加了其他類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度。

圖3 新疆主要地震帶圖（引自于陳云，2008年）

5 防治措施

地質(zhì)災(zāi)害以突發(fā)、無(wú)規(guī)律為特點(diǎn)，威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，制約人類工程活動(dòng)，因此，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)采取“以預(yù)防為主，治理為輔”防治措施。本文結(jié)合新疆目前的地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)情況，從以下幾個(gè)方面提供了相關(guān)的防治措施。

（1）根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律和特點(diǎn)，建立和完善自治區(qū)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，提高預(yù)防效率。

（2）在地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域配置必要的專業(yè)監(jiān)測(cè)，在汛期前進(jìn)行險(xiǎn)情排查，對(duì)主要地質(zhì)災(zāi)害隱患重點(diǎn)進(jìn)行險(xiǎn)情排查。做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，接到險(xiǎn)情或?yàn)?zāi)情報(bào)告及時(shí)組織技術(shù)力量趕到現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)查災(zāi)害發(fā)生原因、預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，協(xié)助當(dāng)?shù)鼐仍α坎扇?yīng)急措施，減輕災(zāi)害帶來(lái)的損害。

（3）根據(jù)新疆地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布特點(diǎn)，在北疆伊犁谷等重點(diǎn)區(qū)域，在4～9 月期間展開(kāi)預(yù)報(bào)預(yù)警工作。逐步完善地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警發(fā)布程序，在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)和氣象數(shù)據(jù)信息的傳輸、采集、匯總、分析和處理系統(tǒng)上投入資金和技術(shù)，提高預(yù)預(yù)警報(bào)準(zhǔn)確度，進(jìn)而減少災(zāi)害帶來(lái)的損害。

（4）每年進(jìn)行地災(zāi)災(zāi)害隱患點(diǎn)排查工作，對(duì)隱患點(diǎn)進(jìn)行編制和提出相關(guān)防治措施，在發(fā)生過(guò)災(zāi)害的點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督和復(fù)查，減少災(zāi)害發(fā)生次數(shù)。

（5）適當(dāng)加強(qiáng)部門(mén)之間的合作，逐步完善社會(huì)化防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)；在民間廣泛宣傳地質(zhì)災(zāi)害防治和救災(zāi)基礎(chǔ)知識(shí)，提高全民防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)。

6 結(jié)論

新疆地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害在時(shí)空上存在一定的規(guī)律性，在空間上與“三山”分布一致，具有山區(qū)多、平原區(qū)少的特點(diǎn)，在時(shí)間上與降水量分布一致，具有發(fā)育在汛期和分布降水量較多的山區(qū)的特點(diǎn)。新疆地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布主要由地層巖性、地形地貌、氣象、地震分布共同帶控制，對(duì)于新疆地區(qū)而言，大部分區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)警水平還處于較低水準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)新疆地質(zhì)災(zāi)害分布特點(diǎn)，在主要地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生地區(qū)投入建設(shè)，建立監(jiān)測(cè)預(yù)防網(wǎng)絡(luò)體系以及地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步保障新疆人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。