白永健，李明輝，王東輝，高延超

(1.中國地質調查局成都地質調查中心，四川成都 610081;2.成都理工大學地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室，四川成都 610059)

0 引言

金沙江流域地處青藏高原東南緣，是長江上游左岸的最大支流，地跨我國地勢一、二階梯過渡帶，區(qū)內地質環(huán)境差異大，地形變化急劇，山高坡陡，谷深流急，新構造運動強烈，生態(tài)環(huán)境脆弱，地質災害頻發(fā)。金沙江流域是我國重要的地質災害防治區(qū)、生態(tài)保障區(qū)、少數(shù)民族區(qū)，開展金沙江流域地質災害調查及成災規(guī)律研究，對提高該區(qū)地質災害調查研究程度和綜合防治能力、促進該區(qū)地質環(huán)境保護、流域開發(fā)與經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、人民群眾生活水平提高以及和諧社會構建等都將起到積極的科技支撐作用［1-3］。

巴塘縣位于金沙江中游川、滇、藏三省區(qū)結合部，四川省甘孜州西部。地理坐標:東經(jīng)98°57'～99°44'，北緯 29°02'～30°37'?？h境南北長 176.89km，東西寬72.48km，面積7852 km2。境內地形切割強烈，地層巖性多樣，地質構造復雜，新構造運動強烈，地震活動頻繁，伴隨人類工程活動的不斷增強，水土流失加劇、水資源減少等問題日趨嚴重、工程建設棄渣沿溝順坡堆放日漸增多、庫岸邊坡再造以及泥石流、滑坡、崩塌等地質災害頻發(fā)。地質災害對工程經(jīng)濟建設和人民生產(chǎn)生活的破壞和威脅已成為區(qū)內的主要環(huán)境地質問題。展開對巴塘縣地質災害調查與成災規(guī)律研究對金沙江中游沿岸地區(qū)地質災害的防災減災是迫切需要的。

1 巴塘縣地質環(huán)境條件

1.1 氣象水文

巴塘縣屬青藏高原亞濕潤氣候區(qū)，氣候干燥，垂直變化顯著，山原氣候寒冷，谷地氣候溫和。境內雨量充沛，據(jù)1984～2012年資料，多年平均降雨量為503.69mm，年最大降雨量 828.8mm，最小降雨量291.5mm。降雨多集中于5～9月，占多年年平均降雨量90%。

區(qū)內水系發(fā)育，高山湖泊眾多，高山峽谷區(qū)主要河流有金沙江及其支流莫曲、巴曲、定曲;高山高原區(qū)分布有眾多冰蝕湖泊、沼澤，為水系源頭［4］。

1.2 地形地貌

巴塘縣地處橫斷山脈北端，金沙江中游縱谷地帶，地形隨金沙江走向由北西向東南傾斜，并呈東北高西南低。溝谷地形坡度一般在25°～60°，局部地段地形坡度＞75°。區(qū)內最高點海拔高程6060m;最低點海拔高程為2240m，相對高差達3820m。區(qū)內地貌按其特征分為:北東部極高山區(qū)、西部高山峽谷區(qū)和南東部高山、平原區(qū)。按成因類型可劃分為侵蝕堆積、構造侵蝕、構造剝蝕、構造溶蝕和冰川地貌五大類型。

1.3 地層巖性

巴塘縣屬巴顏喀拉地層區(qū)，玉樹-中甸地層分區(qū)，地層巖性復雜，自前寒武系到第四系地層均有出露?？傮w上以變質巖和巖漿巖為主，變質巖主要由淺變質砂巖、板巖、千枚巖、灰?guī)r、變質雜巖等組成;巖漿巖主要玄武巖、花崗巖、閃長巖、流紋巖、輝長巖、輝綠巖、變基性火山巖為主。區(qū)內第四系成因類型復雜，主要有沖洪積、殘坡積、崩坡積、滑坡堆積、泥石流堆積、冰磧和冰水堆積等，各種不同成因類型的松散堆積物沿河谷及谷坡分布。沖洪積主要分布于溝口、河床及兩岸階地;殘坡積、崩坡積分布于緩坡平臺和斜坡坡腳地帶;海拔4000m以上，由冰川作用形成的冰磧，凍融風化、重力作用形成的巖屑坡積裙、石海等。

1.4 地質構造

巴塘縣位于青藏高原東緣弧形構造帶的轉折部位，屬三江構造區(qū)，橫跨金沙江結合帶和德格-中甸陸塊兩個二級構造單元，區(qū)內地質構造復雜，主要構造形跡為褶皺和斷裂。對區(qū)內影響最大主要褶皺有將巴地-樂玉共背斜、茶樹山-竹巴籠背斜、加爾-亞莫措根背斜、昌波復背斜。斷層有莫西-巴塘斷層帶，桑隆西-古巴斷層帶、巴巴-拉瑪多結斷層、金沙江斷裂，主要呈北北西向和南北向展布。

1.5 新構造運動

第三紀以來，區(qū)內新構造活動強烈，主要表現(xiàn)為地殼區(qū)域性間歇上升，并伴有強烈的水平擠壓，局部地區(qū)有較大幅度沉降，斷裂活動頻繁，地熱活動強烈。區(qū)內地震活動較為頻繁，1870～1991年發(fā)生3次≥6.0級地震;1991年以來1～4.9級地震350次，其中4～4.9級中型地震2次。據(jù)2001年《中國地震動峰值加速度圖》，巴塘縣的動峰值加速度為0.10～0.15g，對應地震基本烈度為Ⅷ度區(qū)。

2 地質災害發(fā)育分布特征

2.1 地質災害類型及分布

巴塘縣的地質災害主要為滑坡、崩塌、泥石流和不穩(wěn)定斜坡，共486處(表1)，具有點多面廣，分布不均、局部集中等特點(圖1)。以泥石流最多，共計151處，占31.07%;滑坡93處，占19.14%;崩塌109處，占22.43%;不穩(wěn)定斜坡133處，占27.37%。

表1 地質災害點統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of geology disaster

圖1 地質災害分布圖Fig.1 Distribution diagram of geohazards

(1)從地貌分布上看地質災害主要分布于西部高山、中高山峽谷區(qū)，高山、極高山的深切河谷區(qū)，金沙江沿岸地形陡降帶密集發(fā)育;南部莫曲中游、巴曲上游地形寬緩的河流階地上較少，且多沿公路沿線分布。

(2)在空間上地質災害密集沿巴塘—莫西活動斷裂帶、金沙江構造帶呈帶狀或線狀分布;在深切河谷區(qū)則是呈現(xiàn)出成群、成片的密集分布特征;在南部受金沙江斷裂和昌波復背斜的共同作用，在構造復合部位地質災害密集發(fā)育。

2.2 地質災害發(fā)育特征

(1)泥石流發(fā)育特征

泥石流主要分布于金沙江下游、及其支流巴曲、莫曲兩岸，主要為暴雨型泥石流，以粘性泥石流為主。流體密度大多介于1.8～2.3t/m3，土體的體積比含量高于水體的體積比含量，大致為0.5～0.7，具有較強的整體運動性、運動速度快、搬運力強和大沖大淤等特征。

泥石流可分為溝谷型和山坡型兩種類型。①溝谷型泥石流較為發(fā)育118條，約占68.15%。其特點為流域面積大，支溝多，支溝口多發(fā)育有殘缺的泥石流堆積扇或殘留有泥石流堆積物，如滑雪村泥石流(圖2);②山坡型泥石流33處，占31.85%。主要發(fā)育在有一定溝谷形態(tài)的溝槽山坡凹地中，流域面積小。規(guī)模以小型為主，以一場泥石流所搬運出的物質總量來分，大型4處、中型34處、小型113處，分別占泥石流總數(shù)的2.65%、22.52%、74.83%。溝谷型泥石流進行易發(fā)程度判定，易發(fā)綜合指數(shù)在61～114之間，多屬中等、低易發(fā)，共發(fā)育125條，占82.57%;坡面泥石流受暴雨激發(fā)影響較大，每年夏天均會發(fā)生，多屬高易發(fā)泥石流。

圖2 滑雪村泥石流Fig.2 Huaxuecun debris flow

(2)不穩(wěn)定斜坡發(fā)育特征

不穩(wěn)定斜坡主要分布于巴曲、金沙江主干河段(國道318線)和竹巴籠以南巴得公路沿線。多與切坡和坡腳開挖等人類工程活動有關，可見不合理工程建設等活動是不穩(wěn)定斜坡形成的主要因素。規(guī)模以中小型為主，小型77處、中型41處、大型15處，分別占57.89%、30.83%、11.28%。多屬松散土體斜坡，發(fā)育 121處，少量巖質斜坡發(fā)育 12處、分別占90.97%、9.03%。斜坡坡形多為凸型或直線狀;平面以弧形、長條形為主，地形坡度一般30°～60°;變形跡象巖質表現(xiàn)為卸荷拉裂、剝墜落;土質表現(xiàn)為后緣拉張裂縫、剝墜落、前緣局部鼓脹、房屋開裂、地面沉降等。

(3)滑坡發(fā)育特征

滑坡發(fā)育與地形地貌、地層巖性和地質構造密切聯(lián)系。主要分布于金沙江沿岸的高山、中高山峽谷區(qū)的地形寬緩的斜坡地帶，巴曲、莫曲兩岸密集發(fā)育;在地形平緩的亞日貢鄉(xiāng)和波密鄉(xiāng)無滑坡發(fā)育。

滑坡規(guī)模以中小型為主。特大型滑坡3處，占1.1%;大型滑坡25處，占22.58%;中型滑坡33處，占38.71%;小型滑坡51處，占37.63%。主要為土質和巖質滑坡，土質滑坡發(fā)育88處，滑坡體物質主要為第四系崩坡積、殘坡積和冰川、冰水堆積體塊石土、碎塊石土和沖洪積卵石土，如茶樹山滑坡(圖3);巖質滑坡發(fā)育5處，多為層狀的砂巖、板巖滑坡。大多處于基本穩(wěn)定為36處，不穩(wěn)定49處。

滑坡多呈半圓形和舌形，發(fā)育68處，不規(guī)則形和矩形相對較少，發(fā)育25處?；碌匦纹露纫话銥?5°～45°，占滑坡總數(shù)的94.62%?；聟^(qū)下伏基巖巖性以片巖、千枚巖、變質砂巖夾炭質千枚巖、薄層結晶灰?guī)r、大理巖和板巖為主。發(fā)育滑坡的斜坡結構以逆向坡居多，31處，占33.33%;斜向坡22處，占23.65%;順向坡21處，占22.58%、橫向坡20處，占21.51%、平緩層狀和塊狀結構斜坡發(fā)育較少。

圖3 茶樹山滑坡遙感影像圖Fig.3 Remote sensing image of Chashushan landslide

(4)崩塌發(fā)育特征

崩塌要分布于背斜、向斜軸部、斷裂帶附近及河流溝谷峽谷段兩岸陡峻斜坡上。巴曲沿線G318國道列衣至竹巴籠沿線，金沙江主干河流及其支流莫曲，地貌上為深切峽谷地貌，受地貌、地層巖性的控制明顯。在巴曲峽谷段列衣至莫多，金沙江卻弄隆至王大龍，莫曲河雪波至昌波段集中發(fā)育。規(guī)模以中小型為主，特大型1處，大型6處、中型37處、小型65處，分別占崩塌總數(shù)的 0.92%、5.50%、33.94%、59.63%。按形成機理分為傾倒式、滑移式、鼓脹式、拉裂式、錯斷式五種類型，以滑移式發(fā)育的最多，約占35.78%，依次為錯斷式、拉裂式和傾倒式。崩塌形成區(qū)地形坡度主要為40°～80°，地形坡度越陡，崩塌越發(fā)育。

3 地質災害成災因素及規(guī)律研究

地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產(chǎn)、環(huán)境造成破壞和損失的地質作用(現(xiàn)象)。如崩塌、滑坡、泥石流地形地貌、地質構造、巖土體結構等是地質災害成因的基礎條件和控制因素，河流侵蝕、降雨、地震、人類活動等是地質災害形成的誘發(fā)因素［5-6］。

3.1 地形地貌致災成因

地形地貌條件是地質災害發(fā)生的主要控制因素之一，巴塘縣地處橫斷山脈北端，金沙江中游縱谷地帶，其地形隨金沙江走向由北西向東南傾斜，并呈北高南低，東高西低之狀。地質災害多發(fā)生在河谷地區(qū)，高山、高原地區(qū)分布較少，而泥石流，尤其是溝谷型泥石流則往往跨多個地貌單元，堆積區(qū)一般位于河谷地帶，形成區(qū)則往往高出堆積區(qū)數(shù)百米，位于高山甚至極高山區(qū)?；隆⒈浪?、不穩(wěn)定斜坡則主要分布于河谷兩側及半山緩坡冰水堆積臺地上。

滑坡多發(fā)育于地形坡度30°～50°，以40°～50°為主;不穩(wěn)定斜坡在本區(qū)主要演化趨勢是坡面泥石流及滑坡，演化為滑坡的不穩(wěn)定斜坡坡度多為30°～40°，而演化為坡面泥石流的不穩(wěn)定斜坡坡度多為40°～50°，部分巖質不穩(wěn)定斜坡演化趨勢為崩塌，坡度多大于50°;崩塌發(fā)育的地形坡度絕大多數(shù)大于60°，甚至出現(xiàn)反傾斜坡。

3.2 地質構造致災成因

地質構造既控制地形地貌，又控制巖體結構及其組合模式，對地質災害的發(fā)育起控制影響作用，地質災害作為一種地貌過程，是地貌對地質構造作用的響應。地質災害發(fā)育的強度直接反映了構造作用的強度與方式。境內經(jīng)歷了多期次構造運動，同時伴以巖漿活動與變質作用［7］。地質構造效應主要表現(xiàn)為:①斷裂帶附近巖體在多期構造運動的作用下，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，降低了巖土體的力學強度;②構造抬升作用加速了河流的下切，造成河谷兩岸地形高陡，為滑坡、崩塌、泥石流發(fā)生提供了勢能條件和應力釋放環(huán)境。地質災害沿構造跡線密集發(fā)育，如巴塘-莫西斷層帶發(fā)育地質災害114處，占總數(shù)的38.26%(圖4);在西南部，由于巖體侵入以及金沙江切割，使沿斷裂帶崩塌、滑坡和不穩(wěn)定斜坡成線狀分布;而在南部由于受近南北向構造金沙江斷裂和昌波復背斜的共同作用，復合部位地質災害較為發(fā)育。

圖4 巴塘－莫西斷層帶地質災害密集發(fā)育Fig.4 Geohazards Intensive development along Batang-Moxi fault zone

3.3 巖土體類型致災成因

巖土體是地質災害形成的物質基礎，不同巖土體具有不同的物理、力學性質，故其與不同地質災害的關系亦各不相同。

(1)區(qū)內滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡主要發(fā)生在第四系殘坡積、崩坡積、泥石流堆積、冰水堆積碎石土松散土類。致災機理主要表現(xiàn)為:①該類土體多順斜坡發(fā)育，前緣坡腳多遭受河流或溝道水流的侵蝕，易形成高陡臨空面;②斜坡內部常夾有粘土及粉砂質粘土等相對隔水層，地下水易在夾層表面集聚，粘土吸水后膨脹，同時潤滑接觸面，易形成易滑層面;③斜坡上部多發(fā)育危巖體，危巖體崩塌為斜坡后緣加載，導致斜坡失穩(wěn);④斜坡體植被不發(fā)育，土體松散，利于地表水下滲，軟化坡體，有利滑坡發(fā)生。

(2)區(qū)內以下巖組:①片狀軟石英片巖、絹云片巖、綠片巖為主的巖組;②板狀較硬的板巖、板巖夾石英砂巖為主的巖組;③片狀較軟千枚巖、變質砂巖夾千枚巖為主的巖組。④薄層較軟-較硬灰?guī)r夾泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r夾千枚巖為主的巖組在強風強卸荷，和斜坡演變過程中應力釋放等作用下，巖體結構較為破碎，為滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等地質災害的形成提供物質基礎。

(3)巖土體主要通過給泥石流提供物源而影響泥石流的發(fā)育，①片狀軟的石英片巖、絹云片巖、綠片巖為主的巖組;區(qū)內構造發(fā)育，巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，風化強烈，同時區(qū)內植被差，溝道內堆積較多崩坡積、殘坡積堆積體，為泥石流提供物源;②中風化碎裂狀軟的板巖夾薄層粉砂巖為主的巖組，該巖組上覆殘坡積土及冰水堆積臺地，土層較厚，斜坡坡度較大，降雨條件下易發(fā)生坡面泥石流。

3.4 地震活動致災成因

地震對崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡等地質災害的發(fā)生具有較強的誘發(fā)作用。地震對滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡的影響主要表現(xiàn)在兩個方面，①地震慣性力作用于巖土體上，會造成過大的附加荷載而使其沿傾斜的軟弱結構面滑動;②地震影響會導致軟弱地層的強度進一步降低，引起滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等地質災害的發(fā)生。

3.5 降雨致災成因

降雨是地質災害發(fā)生的主要誘發(fā)因素。

(1)降雨對滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等地質災害的致災作用主要表現(xiàn)為:①降雨形成斜坡地表洪流，對坡體進行沖刷、侵蝕、淘蝕，形成良好的臨空面和凹巖腔，降低斜坡巖土體穩(wěn)定性;②降雨轉為地下水增加斜坡巖土體自重，增大斜坡巖土體的下滑力。地下水侵入斜坡內軟弱結構面或破碎帶，產(chǎn)生孔隙水壓力、滲透力、揚壓力，軟化、泥化軟弱結構面或破碎帶，降低斜坡巖土體的抗滑力［8-9］。

(2)降雨對泥石流的形成的主要表現(xiàn)為:①水動力作用，降雨通過地表匯流、侵蝕、揭底等途徑，導致土體啟動形成泥石流;②成為泥石流體的重要組成。巴塘縣泥石流災害暴發(fā)同連續(xù)降水或短時強降雨具有明顯一致性。近40年來，共有準確時間記錄的34條泥石流溝，7、8月份發(fā)生泥石流的場次占到泥石流發(fā)生總場次的95%(圖5)，主要集中在7、8月降雨強度較高的季節(jié)內。

圖5 泥石流發(fā)生次數(shù)與月均降雨分布圖Fig.5 Relational graph of frequency happen of debris flow and average monthly rainfall

3.6 人類活動成因

不合理的人類工程活動誘發(fā)、加劇地質災害的發(fā)生。主要表現(xiàn)為以下形式:(1)削坡建房，巴塘縣人口居住密度較高，主要集中于縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、居民點等寬緩的河谷地帶，而分散的農(nóng)戶則主要居住于半山緩坡(圖6)。(2)農(nóng)田耕種，區(qū)內土地稀缺，除少數(shù)河流階地及泥石流堆積扇用于開發(fā)耕地外，多數(shù)居民地位于山坡上殘坡積及冰水堆積臺地上，水源缺乏，村民多修建簡易引水渠道進行農(nóng)田灌溉，水渠水持續(xù)不斷的滲入坡體，軟化土體，誘發(fā)地質災害。(3)植被破壞，區(qū)內自然條件惡劣，過度砍伐后植被恢復能力差，植被的破壞失去了對斜坡表層土體的保護作用，松散淺表層巖土體為地質災害發(fā)生提供物源。(4)礦山開發(fā)，境內礦產(chǎn)資源豐富，多位于深山、高山上，不合理的堆砌礦渣為地質災害形成提供有效物源。(5)公路建設，區(qū)內主要交通干線有國道G318線、縣道、鄉(xiāng)村公路。交通線路多沿河谷坡腳修建，破壞了原始斜坡的自然平衡狀態(tài)，且多數(shù)無支護措施，導致地質災害的發(fā)生［10-12］。

圖6 房屋建筑密度過大誘發(fā)滑坡Fig.6 Large housing density induces landslide

4 結論

(1)巴塘縣地質災害發(fā)育，點多面廣，分布不均、主要沿金沙江及其支流沿岸成條狀、帶狀分布，在深切河谷區(qū)則是呈現(xiàn)出成群、成片的密集分布特征。境內各類地質災害486處，其中泥石流151處，潛在不穩(wěn)定斜坡133處，滑坡109處，崩塌93處，規(guī)模以中小型為主。

(2)地質災害的分布與地形地貌有密切的關系。地貌上主要沿金沙江高山峽谷區(qū)及其支溝流域的深切河谷區(qū)、丘狀高原與峽谷區(qū)的地形轉折帶集中分布。大多數(shù)的崩塌滑坡發(fā)生在高程2500～3500 m，其中又以2500～3000 m密度最高，3000～3500 m次之，高程3500 m以上地質災害發(fā)育較少;絕大部分的災害集中在坡度20°～45°的范圍，且多在地形坡度由緩變陡的過渡轉折部位。

(3)區(qū)內地質災害受地質構造控制明顯，時空分布差異性明顯。地質災害隱患點集中沿北北東向巴塘-莫西活動構造帶、金沙江近南北向構造帶一帶分布。在時間上主要發(fā)生在雨季，6～9月份集中發(fā)生。

(4)不同的巖性決定了地質災害的類型，區(qū)內滑坡、不穩(wěn)定斜坡主要發(fā)生在第四系殘坡積、崩坡積、泥石流堆積、冰水堆積碎石土松散土類，主要沿著基覆界面產(chǎn)生滑動;硬巖、較堅硬巖巖組中發(fā)生的崩塌遠遠多于軟巖中的崩塌，區(qū)內巖漿巖、玄武巖、火山巖、細砂巖等巖體中崩塌較為發(fā)育;巖土體主要通過給泥石流提供物源而影響泥石流的發(fā)育，區(qū)內軟的石英片巖、絹云片巖、綠片巖為主的巖組;巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，風化強烈，為泥石流提供物源。

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