【摘 要】通過對滑坡?lián)p毀農(nóng)田典型現(xiàn)象特征、滑坡應力和滑坡物質(zhì)的分析,依據(jù)影響因素綜合性、相對獨立性和結(jié)果完全性原則,文章建立了滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分的指標體系,并將研究對象劃分為后緣拉張應力區(qū)、中部復合應力區(qū)、前緣堆積擠壓區(qū)和坡前物質(zhì)影響區(qū)等四個部分。結(jié)合受損農(nóng)田相對位置關(guān)系、農(nóng)田損毀現(xiàn)象和農(nóng)田損毀原因等三大基本要素的分析,本文以重慶市萬州區(qū)荊竹屋基滑坡為例分析提出了滑坡地質(zhì)災害損毀農(nóng)田不同區(qū)域的復墾模式。
【Abstract】Through analysing the phenomenon characteristics, the stress and the landslide material of typical landslide damaged farmland, and according to the principle of influence factors comprehensive, relative independence, and the results completeness, this paper established the index system of the classification of the landslide damaged farmland, and divided the research object into landslide area of tension and pull stress in trailing edge, composite stress in central part, accumulation and extrusion at the toe part, material flowing in front part.. According to the relative location of the damaged farmland relations, the analysis of damage phenomenon and reason, this paper takes Jingzhuwuji landslide in Chongqing as an example to put forward the reclamation landslide model in different parts of damaged farmland.
【關(guān)鍵詞】滑坡;農(nóng)田;復墾;分區(qū)辨識
【Key Words】landslide; farm; reclamation; land identification
一、滑坡?lián)p毀農(nóng)田典型現(xiàn)象特征分析
滑坡的機制從其滑坡現(xiàn)象中能得到充分的體現(xiàn)[1],同理,滑坡的現(xiàn)象特征和原因也能由滑坡機制來解釋和分析,其關(guān)系如圖1。本研究主要依據(jù)滑坡發(fā)生機制,在文獻資料查閱與分析和滑坡現(xiàn)場調(diào)查基礎上明晰了滑坡?lián)p毀農(nóng)田現(xiàn)象特征,進而深入、全面、準確地研究了重慶地區(qū)滑坡?lián)p毀農(nóng)田的現(xiàn)象產(chǎn)生機理以及影響因素。從滑坡土體表面來看,滑坡?lián)p毀農(nóng)田主要有農(nóng)田土體開裂、農(nóng)田土體臺階下挫、農(nóng)田土體結(jié)構(gòu)潰散、農(nóng)田表面被沖蝕等特征。
(一)農(nóng)田土體開裂
農(nóng)田土體的開裂主要是指滑坡發(fā)生時,坡體上的農(nóng)田在滑動過程中因牽引、擠壓或者震動等動力作用下,出現(xiàn)土體拉裂縫、分塊等現(xiàn)象。因滑坡的性質(zhì)、運動過程以及在滑坡體上位置的不同,土體所承受的滑坡動力作用也不相同,因而土體的開裂也表現(xiàn)出不同的特征。結(jié)合調(diào)查結(jié)果以及滑坡研究的工程經(jīng)驗,滑坡體上的農(nóng)田土體開裂主要表現(xiàn)為如下三種類型:大型拉裂槽,平行于滑面方向的張拉或擠壓裂縫以及交叉裂縫造成的土體分塊現(xiàn)象。
大型拉裂槽現(xiàn)象多發(fā)生在滑坡后緣,主要由滑坡過程中的張拉應力作用下發(fā)生,張拉裂縫寬度根據(jù)滑坡規(guī)模及運動距離的不同,一般可達數(shù)米至十數(shù)米,深度由滑坡表面貫通至滑動面。在拉裂槽兩端壁附近的巖土體通常會發(fā)生垮塌,并解體散亂堆積在拉裂槽內(nèi)。張拉擠壓裂縫多發(fā)生在滑坡中部區(qū)域,裂縫一般垂直于滑坡的滑動方向,在滑坡體邊緣或局部復雜受力區(qū)域,可能出現(xiàn)縱橫交錯的裂縫,農(nóng)田土體分割成大小不等的塊體,遭受此類型破壞的農(nóng)田土體結(jié)構(gòu)層序未發(fā)生破壞,農(nóng)田整體性較完好。
(二)農(nóng)田土體臺階狀下挫
農(nóng)田土體臺階狀下挫主要指農(nóng)田在滑坡過程中,坡體上不同部位的農(nóng)田因垂直位移的不同,而在相鄰兩個滑動塊體間形成的上下錯動,在宏觀上表現(xiàn)為近似平行且垂直于滑動方向上的陡坎。在滑坡體中,農(nóng)田的臺階狀下挫一般與開裂相伴出現(xiàn),既可以發(fā)生在滑坡后緣也可以發(fā)生在滑坡中部,而滑坡前緣相對較少。下挫臺階的高度根據(jù)滑坡的地質(zhì)環(huán)境條件及滑動程度相關(guān),一般來講,在同一個滑坡體中,滑坡后緣的下挫臺階較滑坡中部及前緣規(guī)模大。
(三)農(nóng)田結(jié)構(gòu)潰散
農(nóng)田結(jié)構(gòu)潰散主要指滑坡體上的農(nóng)田在滑坡運動過程中的張拉、剪切以及不均勻的下沉作用下,坡體上土地的農(nóng)田土體被切割成條狀或塊狀,在滑坡震動過程中相互碰撞擠壓,并發(fā)生解體,原有農(nóng)田的土層層序被完全打亂,農(nóng)田的耕作層、犁底層以基巖碎塊等相互混合,形成新的土石混合體,解體后的農(nóng)田土體可以在原坡體上堆積,也有可能滑至坡腳堆積?;掳l(fā)生后滑坡體上農(nóng)田結(jié)構(gòu)層序破壞多發(fā)生在滑坡體變形劇烈的部位,如滑坡拉裂槽附近、滑坡前緣牽引破壞區(qū)、滑坡兩側(cè)沖溝以及滑坡體中部存在高陡臺階的區(qū)域。
(四)農(nóng)田表面被沖蝕
農(nóng)田表面被沖蝕主要指滑坡體在發(fā)生滑動后,因動力作用發(fā)生解體,并與地表水系以及雨水等相混合,形成高速運動的泥石流(土質(zhì)滑坡)或碎屑流(巖質(zhì)滑坡),呈流體狀沿前端的農(nóng)田表面流動,一方面對原有的農(nóng)田耕作層具有一定的刮鏟剝蝕,另一方面災害物質(zhì)在流動過程中發(fā)生少量沉積。這種損毀主要發(fā)生在農(nóng)田位于災害物質(zhì)流通區(qū)的情形,其主要特征是農(nóng)田形態(tài)基本未發(fā)生大的改變,但農(nóng)田表層物質(zhì)被剝蝕或被災害物質(zhì)替換,農(nóng)田表面災害物質(zhì)的堆積厚度較小,整個損毀區(qū)災害物質(zhì)厚度相對均勻,災害物質(zhì)級配基本一致。
二、滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型的劃分依據(jù)與原則
(一)滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型的劃分依據(jù)
通過以上分析明確了滑坡?lián)p毀農(nóng)田的幾個現(xiàn)象特征,從而為滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分奠定基礎。造成這些現(xiàn)象特征的成因仍未明確,其原因就是滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分的根本依據(jù)。從根本上來講,滑坡機制決定了滑坡?lián)p毀農(nóng)田的現(xiàn)象及其原因。下面就基于滑坡機制從滑坡應力和滑坡物質(zhì)兩方面來分析現(xiàn)象成因,并結(jié)合現(xiàn)象所在位置關(guān)系對滑坡體進行區(qū)域劃分。
1.滑坡應力對農(nóng)田的損毀及其位置關(guān)系
滑坡對農(nóng)田的損毀其本質(zhì)是在滑動過程中,滑坡體上部土體在內(nèi)外動力作用下發(fā)生變形破壞,從而造成農(nóng)田的損毀。而在滑動過程中,滑坡體上不同部位的巖土體所遭受到的內(nèi)外動力作用的類型及程度都不相同,因而表面農(nóng)田也將表現(xiàn)出不同的損毀類型。下面就結(jié)合典型滑坡的要素分區(qū),對不同部位巖土體可能產(chǎn)生的破壞類型進行分析。當滑坡發(fā)生時,可按照滑坡要素將整個滑坡體從上到下劃分為如下幾個區(qū)域:
⑴滑坡后緣封閉洼地區(qū)(滑坡湖):滑體與滑坡壁之間或由次一級滑塊沉陷而形成的四周高、中間低的封閉型洼地。主要分布于滑坡壁之前一定范圍內(nèi)。本區(qū)域在滑坡滑動過程中主要遭受強烈的張拉應力作用,形成拉裂槽,拉裂槽周邊巖土體垮塌填入拉裂槽中從而形成周邊陡壁,中間巖土混雜的形狀。處于該區(qū)域內(nèi)的土體原有農(nóng)田的土層層序被完全打亂,生土、熟土以及基巖碎塊等完全混雜在一起,土層結(jié)構(gòu)疏松,保水、肥性能差。
⑵滑坡主體區(qū)域:指從滑坡體后緣洼地邊緣至滑坡剪出口以上的區(qū)域。該區(qū)域主要承受滑坡在滑動過程中的張拉、擠壓以及剪切力的作用,因而在滑體表層往往表現(xiàn)為臺階和各種張拉、剪切以及擠壓鼓脹裂縫等。同時,由于原地形地貌的影響以及各部分滑動速度的差異,局部地區(qū)也可以出現(xiàn)土層結(jié)構(gòu)的解體等現(xiàn)象。本區(qū)域內(nèi)滑體整體性保存完好,除局部解體部位外,原有農(nóng)田的土層層序結(jié)構(gòu)基本未發(fā)生大的破壞,但原有地塊界限可能會發(fā)生改變。
⑶滑坡舌(前緣)區(qū)域:滑坡體前面延伸至溝塹或河谷中的那部分舌狀滑體,稱為滑坡舌,也叫做滑坡前緣、滑坡頭部或滑坡鼓丘。根據(jù)滑坡作用力的大小和程度的不同,處于該區(qū)域的巖土體在滑動過程中會相互擠壓,致使局部產(chǎn)生鼓丘;根據(jù)擠壓程度的不同,農(nóng)田表面可能產(chǎn)生擠壓裂縫或者發(fā)生土層翻轉(zhuǎn),從而破壞了原有農(nóng)田表面的平整性及完整性。
2.滑坡物質(zhì)對農(nóng)田的損毀及其位置關(guān)系
滑坡應力對農(nóng)田的損毀主要從滑坡體本身的角度分析對滑坡在發(fā)生過程中上部巖土體以及表面農(nóng)田的變形破壞。事實上,對于一個滑坡災害而言,其真正的破壞范圍除了滑坡體本身以外,往往在滑坡堆積體前端還存在一定范圍的影響區(qū),如果地形地貌條件合適,其影響區(qū)的范圍和破壞程度甚至超過滑坡體本身,如果農(nóng)田位于滑坡前端影響區(qū)范圍,則不可避免地會遭到破壞和損毀,這種破壞和損毀主要通過滑坡體上巖土體的堆積和運動來實現(xiàn)。
⑴滑坡前緣堆積區(qū):位于滑坡剪出口前端的滑坡舌區(qū)域。該區(qū)實際上存在著兩類農(nóng)田的損毀,其一即原滑坡體上的農(nóng)田本身的破壞,這在上一節(jié)中已進行了說明;其二就是本區(qū)域原有農(nóng)田的破壞,這種破壞主要來自于后方滑坡體中巖土體的破壞,后方巖土體在向前推移過程中,一方面將本區(qū)域農(nóng)田表土層有刮鏟推移,另一方面后方巖土體也在運動過程中逐漸堆積,在兩方面共同作用下,該區(qū)域農(nóng)田的原有耕作層消失,取而代之的是厚厚的生土堆積。
⑵滑坡前端流通區(qū):位于滑坡體的最前端,滑坡在滑動過程中,滑坡趾位置處的巖土體與地面摩擦并受到后部巖土體的沖擊,加之該部分土體本身厚度較小,因而往往在以上內(nèi)外應力的共同作用下解體成松散顆?;驇r土塊鋪在滑坡體前端一定范圍內(nèi)。如果滑坡前緣的地形條件合適或者在水的混合下可能沿前方地面發(fā)生流動破壞,如果流動區(qū)域為農(nóng)田,則表現(xiàn)為對農(nóng)田的沖蝕破壞。該類型破壞主要對農(nóng)田耕作層表層造成侵蝕,農(nóng)田的完整性及表面平整度未發(fā)生大的變化。
3.滑坡?lián)p毀農(nóng)田原因分類及分區(qū)特征
當前有關(guān)滑坡體部位的分區(qū)研究較少,還缺乏完整的劃分體系。一般認為滑坡體包含滑坡后緣洼地、滑坡臺階、滑坡舌、滑坡趾等部位,但是這種簡單的劃分不能滿足滑坡?lián)p毀土地復墾研究的需要。本文在沿用以上滑坡體部位名稱與劃分基礎上,仍舊依據(jù)分別對滑坡動力和滑坡物質(zhì)對不同區(qū)域的農(nóng)田損毀特征進行了分析,認為滑坡災害對農(nóng)田的影響根據(jù)農(nóng)田所處的位置關(guān)系不同分為兩個方面,即災害體上農(nóng)田自身在滑坡應力作用下的損毀以及位于滑坡體前端影響區(qū)的農(nóng)田在滑坡后滑坡物質(zhì)對農(nóng)田造成的損毀。在滑坡應力作用下的損毀根據(jù)農(nóng)田所受應力的情況可劃分為三個基本區(qū)域,即:滑坡后緣的拉張區(qū)、滑坡中部的復合受力區(qū)以及滑坡前緣的擠壓區(qū);而對于滑坡物質(zhì)影響而言,根據(jù)物質(zhì)的作用范圍及程度,又可劃分為坡腳的物質(zhì)堆積影響區(qū)以及前端物質(zhì)流通影響區(qū),但對于坡腳物質(zhì)堆積區(qū)而言,由于其與應力破壞下的前緣擠壓區(qū)位置重合,且堆積破壞后的修復中為了保證坡體的穩(wěn)定性,通常不考慮原有農(nóng)田的處理,而主要考慮在現(xiàn)有堆積物上重新整理農(nóng)田,因而該區(qū)域可直接與應力破壞中的前緣擠壓區(qū)合并為前緣堆積擠壓區(qū)。于是典型滑坡災害損毀農(nóng)田的原因可劃分為兩種主要因素,四種類型。各因素劃分及與分區(qū)特征如圖2所示,各區(qū)特征如下:
后緣張拉應力區(qū):主要為滑坡要素中的后緣洼地及周邊區(qū)域,該區(qū)域主要受滑坡過程中張拉應力的作用,通常是滑坡范圍內(nèi)拉張破壞最為嚴重的區(qū)域,本區(qū)域與滑坡中部相比,地形相對平緩,但地面起伏較大,巖土混雜情況嚴重,甚至基巖出露,有效土層厚度較中部區(qū)域小。
中部復合應力區(qū):本區(qū)域指位于張拉應力區(qū)前端至剪出口之間的滑坡體,本區(qū)域內(nèi)地形坡度較后緣張拉區(qū)及前緣堆積擠壓區(qū)都大,土層厚度一般也較二者更厚,滑坡巖土體存在多種滑坡應力的復合作用,包括周邊兩側(cè)的剪切應力,中間部位的張拉、剪切以及擠壓等,但總體來講,該區(qū)域總體應力較為復雜,但應力大小及對巖土體的破壞程度較后緣張拉區(qū)輕微,農(nóng)田破壞主要體現(xiàn)在表層破壞。
前緣堆積擠壓區(qū):本區(qū)域即滑坡要素中的滑坡舌區(qū)域,由于該區(qū)域位于滑坡前緣,且經(jīng)過滑坡過程中的堆積改造,因此地形坡度較緩,土層主要由原滑坡體上碎裂解體的巖土體構(gòu)成,基本為生土,與后緣拉張應力區(qū)相比,該區(qū)域內(nèi)生土的塊石含量及塊石粒徑往往較小,恢復利用潛力更大。
坡前物質(zhì)影響區(qū):主要指堆積擠壓區(qū)以前的災害物質(zhì)流通的區(qū)域,該區(qū)域地形地貌與災害發(fā)生前基本未發(fā)生改變,原有農(nóng)田的完整性及土層結(jié)構(gòu)未遭到破壞,但耕作層表面被滑坡解體后的水土混合物或土石混合物所覆蓋或取代,覆蓋物厚度遠低于堆積區(qū),覆蓋物粒徑級配較為均勻。
需要說明的是,以上區(qū)劃是在大量滑坡?lián)p毀土地調(diào)查而歸納總結(jié)基礎上得到的具有較強代表性的規(guī)律,由于滑坡災害類型的不同以及滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件的差異,以上四個區(qū)域并不一定在每個滑坡中均存在,具體的應用中應根據(jù)農(nóng)田損毀區(qū)的條件有針對性的劃分。
(二)滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分的原則
滑坡?lián)p毀農(nóng)田的類型劃分是在大量調(diào)查總結(jié)的基礎上,對滑坡機制、損毀農(nóng)田的現(xiàn)象特征及其原因的綜合評判,因此為了科學準確的對其進行界定,必須遵循如下原則:
1.影響因素相結(jié)合原則
滑坡?lián)p毀農(nóng)田劃分為后緣張拉應力區(qū)、中部復合受力區(qū)、前緣堆積擠壓區(qū)以及坡前物質(zhì)流通區(qū)等四部分,這本身就包含了影響要素中的農(nóng)田相對位置及損毀原因兩大要素。同時在損毀現(xiàn)象中沿用土層結(jié)構(gòu)解體、土層表面破壞、生土掩埋以及沖蝕破壞這四類。在具體的類型劃分過程中,以上三個方面必須綜合考慮。
2.相對獨立性原則
滑坡災害在發(fā)生過程中對農(nóng)田的損毀分類涉及多方面的因素,這些因素在劃分過程中本級指標與下一級指標能夠獨立劃分開,本級指標與下一級指標間不存在交叉。如前面分析中的損毀原因與損毀形式中災害動力損毀分別對應土層結(jié)構(gòu)破壞和土層表面破壞,而災毀物質(zhì)損毀對應沖蝕破壞和生土掩埋破壞這即屬于獨立對應。
3.結(jié)果的完全性原則
結(jié)果的完全性原則系指各子項的總和必須與母項保持一致。這里,母項是一定區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災害損毀農(nóng)田的模式總和,子項就是各種損毀模式類型。這一原則要求分類系統(tǒng)必須包括地域內(nèi)客觀存在的各種損毀類型,既不能缺失,也不能無中生有。因此,為了正確實施完全集合原則,必須全面了解調(diào)查區(qū)域的土地結(jié)構(gòu)和損毀現(xiàn)象特征。
三、滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分的指標體系
滑坡災害對農(nóng)田的破壞及損毀是滑坡體運動與農(nóng)田相互作用的過程,研究地質(zhì)災害對農(nóng)田的損毀類型必須回答三個基本問題:哪些農(nóng)田遭受破壞或損毀(即研究對象問題)?是什么原因造成的損毀?損毀有哪些表現(xiàn)形式?因此,任何表征滑坡災害損毀農(nóng)田類型的完整概念都應該包括受損農(nóng)田的相對位置關(guān)系、農(nóng)田損毀的原因以及損毀的表現(xiàn)形式三大基本要素,這就構(gòu)成了農(nóng)田劃分的指標體系,如表1。
(一)農(nóng)田損毀現(xiàn)象
對于農(nóng)田而言,耕作層是決定農(nóng)田利用的一個最基本要素,耕作層的性質(zhì)直接決定了農(nóng)田的利用效果,因而可以直接通過耕作層的破壞來對農(nóng)田破壞的現(xiàn)象進行分類。通過調(diào)查分析,已經(jīng)對地質(zhì)災害損毀農(nóng)田的基本形式進行了總結(jié),但只是對這些現(xiàn)象進行了單純的羅列,進一步分析發(fā)現(xiàn),很多現(xiàn)象具有共同的特點,在地質(zhì)災害損毀農(nóng)田的分類中,還需做進一步的歸納。比如,就前面提到的農(nóng)田土體開裂、農(nóng)田分塊錯斷以及農(nóng)田的臺階下挫等,雖然在宏觀表現(xiàn)上有一定的差異,但它們都有一個共同的特點,即:農(nóng)田的破壞只發(fā)生在表層,農(nóng)田土層層序結(jié)構(gòu)未發(fā)生大的改變,土壤的質(zhì)地級配等基本完全保持原狀,因而這幾種破壞現(xiàn)象在破壞分類中可歸納為一類,即農(nóng)田土層表面破壞;又如,對于后緣的拉裂槽與解體破壞,它們的共同特點是農(nóng)田土層結(jié)構(gòu)遭到破壞,農(nóng)田土壤的質(zhì)地及級配關(guān)系發(fā)生了變化,巖土混雜程度嚴重,因此這兩種現(xiàn)象可統(tǒng)一劃歸為農(nóng)田土層結(jié)構(gòu)的破壞;此外,對于堆積擠壓區(qū),由于原農(nóng)田已被掩埋,而滑體上滑下來的巖土體通常情況下發(fā)生了解體,其表層主要為重新翻出的生土,該區(qū)域農(nóng)田可定義為生土覆蓋;對于坡前影響區(qū)農(nóng)田,可直接定義為沖蝕破壞。
(二)農(nóng)田損毀原因
滑坡體上農(nóng)田的損毀實際上是滑坡在滑動過程中各種內(nèi)外動力以及物質(zhì)運動過程的結(jié)果,因而農(nóng)田損毀的原因可從動力破壞和物質(zhì)侵占破壞兩方面來加以考慮。根據(jù)前面的分析結(jié)果,在滑體的破壞及運動過程中,災害動力破壞可劃分為拉張破壞、復合應力破壞、堆積擠壓破壞三類,而災害物質(zhì)的破壞則主要為物質(zhì)流通破壞。
(三)損毀農(nóng)田相對位置
就滑坡而言,其災害區(qū)域可劃分為兩類,即滑坡區(qū)及滑坡影響區(qū),其中滑坡區(qū)主要所指滑體區(qū)域,即滑坡后緣洼地至滑坡趾的位置,而滑坡影響區(qū)則包括滑坡后緣、兩側(cè)影響區(qū)以及滑坡前端的影響區(qū)域,其中滑坡前端影響區(qū)域是滑坡影響區(qū)的主要方面。從前面的分析可知,位于滑體上的農(nóng)田與位于滑坡體前端影響區(qū)范圍內(nèi)的農(nóng)田遭受破壞的類型及原因是不一樣的。位于滑體上的農(nóng)田,在災害發(fā)生過程中與下部巖土體一起發(fā)生運動,因而是在內(nèi)部動力作用下發(fā)生的,主要表現(xiàn)為原農(nóng)田結(jié)構(gòu)上的破壞及損毀;而位于滑坡體前端的農(nóng)田,在滑坡滑動過程中其本身并不產(chǎn)生運動,其破壞主要是遭受了滑坡后形成的巖土體的覆蓋及沖蝕破壞。對于一個滑坡災害而言,即使在同一位置,如果考慮原農(nóng)田的范圍不一樣,其損毀模式也會不同,比如對于滑坡舌區(qū)域的農(nóng)田,如果以該區(qū)域滑坡發(fā)生前的農(nóng)田為考察對象,則該區(qū)域農(nóng)田主要遭受上部滑坡舌物質(zhì)的壓占和淤埋破壞;如果以滑坡舌上原有農(nóng)田為考察對象,則該部分的破壞可能主要表現(xiàn)為解體和鼓脹開裂等。因此,在進行地質(zhì)災害損毀農(nóng)田的模式分類中,首先必須對所研究的目標給出明確的說明,即研究農(nóng)田的相對位置關(guān)系。按照前一節(jié)的研究成果,農(nóng)田與滑坡的相對位置關(guān)系可劃分為:后緣農(nóng)田、中部農(nóng)田、前緣農(nóng)田以及坡前流通區(qū)農(nóng)田四類。
四、滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分及命名
根據(jù)以上的分析,滑坡體在發(fā)生發(fā)展過程中,其對農(nóng)田的損毀從后至前可劃分為如下幾種現(xiàn)象,即:土層結(jié)構(gòu)解體土層表層破壞生土覆蓋表層沖蝕。而農(nóng)田損毀的位置區(qū)劃也劃分為四種基本部位,即:后緣拉張區(qū)農(nóng)田、中部復合應力區(qū)農(nóng)田、前緣堆積擠壓區(qū)農(nóng)田以及坡前物質(zhì)流通區(qū)農(nóng)田。根據(jù)滑坡體的類型及運動過程的不同,以上四個部位不一定都全部同時存在。同時,不管什么情況下,滑坡破壞的部位關(guān)系始終包含在以上四種之內(nèi),不會超出,因此在實際的劃分過程中,需根據(jù)現(xiàn)場的情況進行適當?shù)娜∩帷?/p>
(一)滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型命名
在對災毀農(nóng)田命名的過程中,借鑒土地資源學土地類型“三名法”的命名方法,采用直接將農(nóng)田損毀現(xiàn)象、受損原因與農(nóng)田損毀相對位置關(guān)系相結(jié)合的方法命名,如后緣拉張應力區(qū)農(nóng)田土層結(jié)構(gòu)解體,坡前物質(zhì)流通區(qū)農(nóng)田沖蝕破壞等。類型命名方式中,對分類三大要素的體現(xiàn)如圖3。
(二)滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分
根據(jù)分類原則,本文借鑒土地資源學中地塊分類的直角坐標系法建立滑坡?lián)p毀農(nóng)田的直角坐標系,構(gòu)建滑坡災害農(nóng)田類型分類系統(tǒng)。直角坐標系縱軸表示滑坡?lián)p毀農(nóng)田的現(xiàn)象類型,自下而上反映成災過程中農(nóng)田損毀的發(fā)展過程,橫軸表示農(nóng)田損毀的區(qū)劃關(guān)系,從左至右反映從坡后向坡前的逐步發(fā)展過程,那么,在這一直角坐標系內(nèi),縱橫坐標交叉后構(gòu)成若干網(wǎng)格,每個網(wǎng)格就表示一種損毀類型。直角坐標系如圖4所示。
因滑坡災害發(fā)生后,滑坡體各部位及其周邊受損農(nóng)田因受力和物質(zhì)影響差異較大,影響因素復雜,本文僅從滑坡?lián)p毀農(nóng)田的巖土層破壞現(xiàn)象和基本性狀等來判定各種損毀類型及其邊界。結(jié)合前面的研究成果,將典型地質(zhì)災害損毀農(nóng)田分類體系及分類結(jié)果總結(jié)歸納如表2。
五、滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型分區(qū)
(一)荊竹屋基滑坡基本情況
2013年4月4日13時發(fā)生的荊竹屋基滑坡位于重慶市萬州區(qū)孫家鎮(zhèn)天寶村,由于及時轉(zhuǎn)移疏散安置涉險群眾138戶共547人,無人員傷亡。萬州區(qū)地處長江中上游結(jié)合部,東經(jīng)107°55'22"~108°53'25",北緯30°24'25"~31°14'58",是三峽庫區(qū)的腹心,同時也是三峽庫區(qū)最大的移民新城。如圖6所示,荊竹屋基滑坡前緣為孫家--梁平公路,北側(cè)為渝萬高速公路,北京坐標系X:3401223—3401826、Y:36494853—36495152。該滑坡區(qū)屬于侵蝕剝蝕中低山地貌,為斜坡地形,斜坡總體上坡向5°,地形總體較陡,自上而下地形總體為陡坡~緩坡~陡坡,上、下陡坡坡度角約20°,中部緩坡縱向長約260m,坡度角約5~10°。最下級陡坡位于孫家-梁平公路內(nèi)側(cè),其中部原始地形為凹槽,地形較陡,滑坡平面形態(tài)均呈“長舌狀”,滑坡左、右側(cè)均以沖溝為界,后緣至鄉(xiāng)村公路,前緣剪出口為梁平--孫家公路內(nèi)側(cè)邊坡坡腳,前緣中部位置有一采石場。后緣高程約為960m,前緣高程約為800m,滑坡前緣平距渝萬高速公路約150m,渝萬高速公路高程約為740m,滑體平均厚度約14m,寬度約160-248m,縱長約550m,體積約157.08×104m3,屬大型滑坡,滑坡方向1°。
(二)荊竹屋基滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型分區(qū)
根據(jù)滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型劃分指標體系,首先通過現(xiàn)場調(diào)查確定受損農(nóng)田相對位置,初步劃分后緣農(nóng)田、中部農(nóng)田、前緣農(nóng)田和坡前流通區(qū)四個部分;然后分析滑坡體損毀現(xiàn)象特征,滑坡區(qū)按照耕作層表面破壞、土層結(jié)構(gòu)解體、生土覆蓋三種情況,滑坡影響區(qū)按照沖蝕破壞情況劃分具體邊界;最后再根據(jù)現(xiàn)象分析農(nóng)田土體受力原因情況,將整個滑坡分為后緣拉張應力區(qū)、中部復合應力區(qū)、前緣堆積擠壓區(qū)、坡前物質(zhì)流通區(qū)四個分區(qū),如圖5所示。圖中粉紅色區(qū)域為原采石場區(qū)域。
(三)不同損毀類型區(qū)的農(nóng)田復墾模式
不同的滑坡?lián)p毀農(nóng)田類型,其對修復利用的主要障礙及控制因素也各不相同,在修復利用過程中只有抓住了這些主要障礙因素,并有針對性的進行處理,才能以最小的投入達到最佳的修復利用效果。以下就結(jié)合土地整理技術(shù)和滑坡穩(wěn)定性兩方面的要求,對農(nóng)田不同損毀類型下的修復利用控制因素進行分析說明。
1.后緣拉張應力區(qū)農(nóng)田修復模式
位于本區(qū)域的災害損毀農(nóng)田主要有以下幾個方面的特征。首先,從區(qū)域位置上來講,該區(qū)域位于滑坡體的后緣,這往往是滑坡過程中動力作用過程最為嚴重的區(qū)域,因而通常也是農(nóng)田損毀最徹底最嚴重的區(qū)域。從滑坡穩(wěn)定角度上考慮,該區(qū)域是滑坡區(qū)地下水補給的重要來源區(qū)。由于滑坡滑動過程中造成了巨大拉裂槽,拉裂槽底部往往就是滑動面;同時上部覆蓋的土層多成解體松散堆積,隔水能力差;此外,該區(qū)域在滑坡移動的影響下,往往地形較為平坦,甚至形成凹陷的洼地,因而容易產(chǎn)生雨水的匯集,且地表水很容易入滲到滑動面進而影響到坡體穩(wěn)定性。因此,在農(nóng)田修復利用過程中,在該區(qū)域首先要解決好地表水和地下水的疏排問題。其次,從農(nóng)田土地整理角度上講,該區(qū)域地形坡度較緩,但地面起伏度較大,因而整理工程措施主要應以田面平整為主。同時由于該區(qū)域處于滑坡后緣,破壞較為嚴重,土層級配關(guān)系也很不均勻(尤其是當滑動面為基巖面的),則土石混雜的情況甚至有較多的大型石塊或基巖出露,因而在土地修復利用的過程中還應針對具體情況對耕作層進行處理。
2.中部復合應力區(qū)農(nóng)田修復模式
從滑坡穩(wěn)定性角度來看,該區(qū)域位于滑坡體中部,在通常情況下地形坡度上該區(qū)域較滑坡后緣洼地以及滑坡前緣要陡,同時土層厚度往往也是整個滑坡中較厚的區(qū)域。此外,盡管該區(qū)域巖土體受滑動過程中的動力作用較為復雜,但動力作用的破壞程度遠小于滑坡體的后緣,其巖土體受破壞程度較后緣更輕,滑體的整體性保存較好,受降雨入滲的影響相對較小,因而對關(guān)系坡體穩(wěn)定性的排水無特殊要求。但如果在該區(qū)域修筑梯田,地形地貌發(fā)生變化,且梯田攔蓄地表水的能力明顯增強的條件下,可考慮采用梯田地下排水的方式處理多余地表水入滲量。從農(nóng)田土地復墾角度看,該區(qū)域土層厚度較大,且地表坡度也相對較大,而土層結(jié)構(gòu)、土壤級配等基本未發(fā)生較大的改變。在滑動過程中,滑坡體由于不同部位的滑速、受力情況等不同,區(qū)域上原農(nóng)田的地塊界限可能已經(jīng)被打亂,因而本區(qū)域土地整理的關(guān)鍵是做好整理過程中的梯田設計。一方面要盡量利用滑動后的地形特征,合理設計田面形式及田面;另一方又要盡量不使現(xiàn)有地形發(fā)生較大變化,從而使降雨入滲量發(fā)生較大變化,進而影響到坡體的穩(wěn)定性。
3.前緣堆積擠壓區(qū)農(nóng)田修復模式
本區(qū)域一般位于滑坡體的前緣,從滑坡體的穩(wěn)定角度上講,該區(qū)域是滑坡體的阻滑段,因此在進行農(nóng)田復墾的過程中首先應放棄堆積物清理的方法,而應該首選在現(xiàn)有堆積物上進行耕作層恢復的方法。在排水方面,因該區(qū)域位于坡腳,往往地下水位較高,此時則可考慮排除地下水保證坡體穩(wěn)定性。如果已進行滑坡治理且有相應的排水設施,則無需再考慮排水問題。從農(nóng)田修復利用角度上看,該區(qū)域往往地形平緩,無論是原耕作層的覆蓋還是由上部坡體上農(nóng)田在滑動過程中擠壓產(chǎn)生的表土土層破壞,在農(nóng)田修復利用過程中都應在現(xiàn)有的堆積物上進行,因此其修復的關(guān)鍵在于耕作層的修復及改造。
4.坡前物質(zhì)流通區(qū)農(nóng)田修復模式
嚴格來講,該區(qū)域已經(jīng)超出了滑坡體的范疇,因而對其進行修復利用無需再考慮滑坡穩(wěn)定性問題。根據(jù)該區(qū)域農(nóng)田受損的特點,主要是松散細碎巖土體鋪設在原有農(nóng)田表面,而原農(nóng)田的形態(tài)以及田塊邊界基本未發(fā)生變動,因此該區(qū)域農(nóng)田修復利用的主要措施應為清淤,針對農(nóng)田修復后的利用方向?qū)Ω采w物質(zhì)進行清理,使之能夠達到耕作利用的條件,此外就是對被破壞或損壞的農(nóng)田設施進行修復。
作者簡介:王愛國(1982-)男,漢族,山東萊蕪人,重慶行政學院教師,博士,研究方向是山地土地利用與自然災害防治。
參考文獻:
[1]黃潤秋.中國西部地區(qū)典型巖質(zhì)滑坡機理研究[J].第四紀地質(zhì),2003,23(6):640-647.