于成龍

(中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033)

0 引言

我國是世界上地質災害發(fā)生頻率最高，危害程度最大的國家之一。每年因地質災害造成的直接經濟損失占自然災害總損失的20%以上[1]。2015 年全國共發(fā)生地質災害8224起，共造成229人死亡、58人失蹤、138人受傷，直接經濟損失24.9億元[2]。2017年全國共發(fā)生地質災害7521起，造成329人死亡、25人失蹤、169人受傷，直接經濟損失35.9億元[3]。地質災害直接威脅人民生產生活及財產安全，極大限制了城市建設和發(fā)展，嚴重影響了國家重大工程的建設和運行[4]。

隨著人類工程活動的逐年增強，和龍市境內的地質災害隱患也在逐年增多，這些地質災害隱患點已經對當地居民的生命及財產安全形成了嚴重威脅[5-7]。所以，全面地、系統(tǒng)地查明并掌握和龍市地質災害的類型與規(guī)模、數量與分布以及穩(wěn)定性與威脅區(qū)域十分必要。在此基礎上，通過地質災害易發(fā)程度分區(qū)評價，可以為和龍市今后合理部署地質災害防治工作提供基礎依據，其現實意義重大。

1 地理位置

和龍市位于吉林省東南部的延邊朝鮮族自治州南部，地處長白山東麓，圖們江上游北岸，地理座標為東經128°22′42″～129°24′17″，北緯41°59′44″～42°57′15″。和龍市共轄8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，南北長100km，東西寬70km，幅員面積5068.62km2，東與龍井市接壤，西與安圖縣毗鄰，北與龍井市、安圖縣搭界，南與朝鮮民主主義人民共和國咸境北道、兩江道隔圖們江相望。

2 地質災害隱患點發(fā)育特征

地質災害隱患點由已發(fā)生的地質災害點和潛在地質災害點組成。和龍市境內共發(fā)育有5類地質災害隱患點，總數量為234處，其中崩塌隱患點80處、滑坡隱患點16處、不穩(wěn)定斜坡隱患點63處、泥石流隱患點72處、地面塌陷隱患點3處，分別占隱患點總數的34.19%、6.84%、26.92%、30.77%和1.28%。

和龍市地質災害隱患點種類較全，區(qū)位分布情況見表1。地質災害隱患點分布密度以八家子鎮(zhèn)最大，為13.47處/100km2，西城鎮(zhèn)地質災害隱患點密度最小，為1.55處/100km2。

2.1 不穩(wěn)定斜坡發(fā)育特征

不穩(wěn)定斜坡是和龍市最為發(fā)育的地質災害隱患點類型之一，形成原因以人為作用為主，主要分布在交通干線周邊、鐵路沿線、切坡建房處。依其變形跡象，多數不穩(wěn)定斜坡將發(fā)育為崩塌地質災害，有6處不穩(wěn)定斜坡具有發(fā)育成滑坡的傾向，僅1處滑坡可能發(fā)展成泥石流。和龍市共有不穩(wěn)定斜坡隱患點63處，占全市各類地質災害隱患點總數的26.92%。

表1 和龍市地質災害隱患點分布統(tǒng)計表

不穩(wěn)定斜坡隱患點規(guī)模以小型為主，小型的有48處，占比76.19%；中型的有15處，占比23.81%。今后發(fā)育趨勢以較穩(wěn)定為主，較穩(wěn)定的有42處，占比68.85%；不穩(wěn)定的有19處，占比31.15%。不穩(wěn)定斜坡主要受節(jié)理裂隙控制，巖體結構類型以塊狀為主，坡面形態(tài)以直形為主，可能的失穩(wěn)因素主要為降雨、風化、卸荷和地震。

和龍市不穩(wěn)定斜坡隱患點發(fā)育的特點是規(guī)模差別較大、具有突發(fā)性、復發(fā)性和不確定性。危害對象是交通干線和房屋，可能影響或阻斷交通，對過往車輛安全造成威脅。

2.2 崩塌地質災害隱患點發(fā)育特征

崩塌是和龍市最為發(fā)育的地質災害隱患點類型之一，形成原因以人為作用為主，主要分布在交通干線周邊、鐵路沿線、切坡建房處。和龍市共有崩塌隱患點80處，占全市各類地質災害隱患點總數的34.19%。

崩塌隱患點規(guī)模以中、小型為主，今后發(fā)育趨勢以較穩(wěn)定為主，較穩(wěn)定的有54處，占比67.50%，不穩(wěn)定的有26處，占比32.50%。崩塌的過程表現為巖塊與母體剝離后而發(fā)生的翻滾、跳躍、并相互撞擊，來勢兇猛，最后堆積于坡腳或稍遠處，形成倒石堆。

和龍市崩塌地質災害隱患點發(fā)育的特點是規(guī)模差別較小、危害較輕，具有突發(fā)性、復發(fā)性和不確定性。危害對象主要是交通干線和房屋，可能影響或阻斷交通、毀壞民房，對過往車輛及人員安全造成威脅。

2.3 滑坡地質災害隱患點發(fā)育特征

滑坡主要分布在龍城鎮(zhèn)、崇善鎮(zhèn)、福洞鎮(zhèn)、東城鎮(zhèn)和西城鎮(zhèn)。和龍市共有滑坡隱患點16處，占全市各類地質災害隱患點總數的7%。

和龍市滑坡隱患點發(fā)育趨勢不穩(wěn)定的有3處，占比18.75%，較穩(wěn)定的有13處，占比81.25%。大部分滑坡因沉積地層向外緩傾的層理而引發(fā)，還有少部分是道路切坡或礦山爆破而由其它控滑結構面作用所致。

和龍市滑坡地質災害隱患點發(fā)育的特點是滑坡類型幾乎全部為牽引式，控制面為覆蓋層與基巖接觸面或者節(jié)理裂隙面，滑坡變形均為緩慢的蠕變。危害對象是公路、房屋、過往車輛，影響或阻斷交通，對過往車輛安全造成威脅。

2.4 泥石流地質災害隱患點發(fā)育特征

泥石流主要分布在龍城鎮(zhèn)、頭道鎮(zhèn)、東城鎮(zhèn)、福洞鎮(zhèn)和南坪鎮(zhèn)植被覆蓋率較低的低山地區(qū)。和龍市共有泥石流隱患點72處，占全市各類地質災害隱患點總數的30.77%。

和龍市泥石流隱患點以溝谷型泥石流為主，易發(fā)程度以中易發(fā)為主，中易發(fā)的有64處，占比88.89%，低易發(fā)的8處，占比11.11%。

泥石流隱患點多分布在季節(jié)性流水的溝谷中，泥砂補給途徑以面蝕及溝岸坍塌為主，由于泥石流扇堆積區(qū)一般位于村莊、公路及農田所在部位，所以扇形地一般被破壞，完整性一般低于55%，扇長多在25～250m，扇寬一般為35～120m，擴散角多在55°～96°，一般不擠壓大河。危害對象主要是農田、公路、房屋及輸電線路。

2.5 地面塌陷地質災害隱患點發(fā)育特征

地面塌陷主要分布在龍城鎮(zhèn)和福洞鎮(zhèn)。和龍市共有地面塌陷隱患點3處，占全市各類地質災害隱患點總數的1.28%。

和龍市地面塌陷隱患點主要為礦山開采形成，地面塌陷規(guī)模均屬小型。目前地面塌陷區(qū)采礦活動均已停止，原有塌陷區(qū)或者塌陷坑變形趨勢漸減弱，已無大規(guī)模塌陷發(fā)生，屬基本穩(wěn)定級。地面塌陷坑多分布在村莊或農田內。

和龍市地面塌陷地質災害隱患點發(fā)育的特點是地面塌陷以群坑及塌陷區(qū)結合形式展現，井下連續(xù)作業(yè)面積大則引發(fā)的地面塌陷范圍亦大。危害對象主要是農田，其次為房屋及道路。

3 地質災害易發(fā)程度分區(qū)評價

地質災害易發(fā)程度分區(qū)評價可以為當地政府或其相關職能部門合理部署地質災害防治工作提供參考依據。

根據和龍市地質災害的發(fā)育規(guī)律，將地質災害發(fā)育程度、地形地貌、地層巖性、地質構造、人類工程活動、植被以及降雨等7項因素作為和龍市地質災害易程度分區(qū)的主要劃分依據。

3.1 分區(qū)原則

(1)現狀地質災害為主原則

地質災害發(fā)育程度和分布具有規(guī)律性，所以在劃分地質災害易發(fā)區(qū)時，首先要依據現狀地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)的密度大小來進行。

(2)地質環(huán)境條件和人類活動因素相結合原則

地質環(huán)境條件決定了地質災害的分布、類型和規(guī)模，人類工程活動則是引發(fā)地質災害的主導因素。所以，在地質災害易發(fā)區(qū)劃分時，要依據地質環(huán)境條件和人類活動因素相結合原則。

(3)主導因素原則

影響和控制地質災害的因素較多，但作用不同。因此，在綜合分析地質災害的各類影響因素時，要突出其主導因素。

(4)相似性原則

如果無現狀地質災害區(qū)域與現狀地質災害點的地質環(huán)境背景條件相似，當具備了引發(fā)地質災害的主導因素時，則該區(qū)域可能發(fā)生類似的地質災害。所以易發(fā)程度分區(qū)時還要依據相似性原則。

(5)動態(tài)原則

地質環(huán)境是一個動態(tài)系統(tǒng)，在人類活動影響下，其變化可能十分迅速和強烈。所以易發(fā)程度分區(qū)時應具有一定的預見性，例如開發(fā)區(qū)和已查明礦產，便可預見其未來人類活動是較強烈的。

3.2 分區(qū)方法與步驟

采用數學綜合評判的半定量方法對和龍市地質災害易發(fā)程度進行分區(qū)，首先利用GIS技術劃分網格，然后對每一網格進行賦值計算，最后進行統(tǒng)計分區(qū)[8-11]。賦值標準依據地質災害易發(fā)區(qū)主要特征簡表[12]，并在此基礎上，結合和龍市具體的地質災害發(fā)育特征，給出和龍市地質災害易發(fā)區(qū)單元網格賦值標準(表2)。地質災害易發(fā)區(qū)劃分具體步驟如下：

(1)在和龍市地質災害分布圖上，首先進行網格剖分，考慮到市域面積情況，單元網格面積確定為3km×3km，然后自上而下、自左而右對所有單元網格進行順序編號，并將市域邊緣不足網格面積二分之一或要素特征與相鄰網格相似者合并到鄰近網格編號。最終和龍市共劃分網格579個。

(2)根據易發(fā)區(qū)劃分的5項原則，對照和龍市地質災害易發(fā)區(qū)單元網格賦值標準(表2)進行單元網格賦值。

(3)根據單元網格的賦值結果來繪制和龍市地質災害易發(fā)程度等值線圖(圖1)。其中等值線≥3.5的區(qū)域劃分為地質災害高易發(fā)區(qū)；等值線2.5～3.5的區(qū)域劃分為地質災害中易發(fā)區(qū)；等值線1.5～2.5的區(qū)域劃分為地質災害低易發(fā)區(qū)；等值線<1.5的區(qū)域劃分為地質災害非易發(fā)區(qū)。

(4)根據和龍市地形地貌、水系分布特征以及城鎮(zhèn)和村屯的分布特點等條件，對各地質災害易發(fā)區(qū)界線進行優(yōu)化調整。

圖1 和龍市地質災害易發(fā)程度等值線圖Fig.1 Isoline diagram of geological hazard susceptibility degree in Helong City

表2 和龍市地質災害易發(fā)區(qū)單元網格賦值標準一覽表

續(xù)表2

注：各影響因素特征符合其中2項的，才可取相應高值分數。例如4+4+3+3+2+2+2=4，4+3+3+3+3+2+2+2=3，4+2+2+2+1+2+2+2=2。

圖2 和龍市地質災害易發(fā)程度分區(qū)圖Fig.2 Zoning map of geological hazard susceptibility degree in Helong City

3.3 分區(qū)評價

根據5項分區(qū)原則，并結合分區(qū)界線劃分結果，將和龍市劃分為4類地質災害易發(fā)區(qū)，分別為地質災害高易發(fā)區(qū)(A)、中易發(fā)區(qū)(B)、低易發(fā)區(qū)(C)和非易發(fā)區(qū)(D)，地質災害易發(fā)程度分區(qū)圖詳見圖2，分區(qū)面積統(tǒng)計詳見圖3。

圖3 分區(qū)面積統(tǒng)計直方圖Fig.3 Histogram of statistics for zoning area

3.3.1 地質災害高易發(fā)區(qū)(A)

根據地質災害類型和分布區(qū)域特征，可將地質災害高易發(fā)區(qū)進一步劃分為3個亞區(qū)。

(1)松月水庫-八家子鎮(zhèn)泥石流、崩塌、滑坡、地面塌陷高易發(fā)亞區(qū)(A1)

包括和龍市東南村-松月水庫及福洞鎮(zhèn)-和興村一帶，總面積為226.21km2，占全市面積的4.46%。該區(qū)為地質災害發(fā)育集中區(qū)，共發(fā)現地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)64處，包括泥石流24處、崩塌20處、滑坡6處、地面塌陷3處、地裂縫2處、不穩(wěn)定斜坡9處，災害點密度為28.29處/100km2。根據地質災害點分布位置，進一步分為2個高易發(fā)段。

東南村-松月水庫泥石流、崩塌、滑坡、地面塌陷高易發(fā)段(A1-1)包括和龍市龍城鎮(zhèn)東南村-松月水庫一帶，面積53.05km2，有地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)20處，包括泥石流5處、崩塌7處、滑坡2處、地面塌陷2處、不穩(wěn)定斜坡4處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為37.7處/100km2。該段地質災害類型較多，其中泥石流分布在東南村及青頭村居民區(qū)附近山坡，由于人為開荒種地，造成局部植被覆蓋率降低，山坡表層土體松散，在降雨集中季節(jié)易發(fā)生泥石流災害，主要威脅對象為農田、公路、居民房；崩塌、不穩(wěn)定斜坡多分布在省道S207及各級公路兩側，多為人工筑路切坡所致，主要威脅對象為公路、居民房；滑坡分布在和龍市火車站附近，穩(wěn)定性較差，由人為開挖坡腳引發(fā)，威脅對象為公共建筑設施；地面塌陷分布于龍城鎮(zhèn)興西村大青頭溝和龍城鎮(zhèn)大成村前窯屯，主要由于附近煤礦地下開采而致，主要威脅對象為居民房、農田。

福洞鎮(zhèn)-和興村泥石流、崩塌、滑坡高易發(fā)段(A1-2)包括和龍市福洞鎮(zhèn)-和興村的海蘭江流域，面積173.16km2，有地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)44處，包括泥石流19處、崩塌13處、滑坡4處、地面塌陷1處、地裂縫2處、不穩(wěn)定斜坡5處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為25.41處/100km2。該段泥石流發(fā)育在海蘭江流域的各級溝谷中，山坡表層土體松散，巖體散碎，在降雨集中季節(jié)易發(fā)生泥石流災害，主要威脅下游溝口的村屯及耕地；崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡分布于各級公路兩側，多為人工筑路切坡所致，主要威脅對象為公路、鐵路及居民房；地面塌陷及地裂縫分布在福洞鎮(zhèn)南陽村，是由于周邊煤礦地下開采后上覆巖體變形造成的，主要威脅對象為農田。

(2)東城鎮(zhèn)泥石流、崩塌、滑坡高易發(fā)亞區(qū)(A2)

包括和龍市東北部東城鎮(zhèn)一帶，為居民集中居住區(qū)，面積129.6km2，占全市面積的2.56%。區(qū)內有地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)14處，占地質災害點總數的5.93%，包括泥石流10處、崩塌1處、滑坡1處、不穩(wěn)定斜坡2處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為10.80處/100km2。該區(qū)地質災害以泥石流為主，多為村屯附近居民人為開荒種地，導致局部植被覆蓋率降低，溝谷中山坡表層土體松散，在降雨集中季節(jié)易發(fā)生泥石流災害；崩塌、不穩(wěn)定斜坡為人工筑路切坡所致，主要威脅對象為農田、公路、居民房；滑坡、崩塌位于東城鎮(zhèn)海蘭村大八浦江谷內，主要由降雨引發(fā)，威脅對象為河流、農田。

(3)南坪鎮(zhèn)-上化村崩塌高易發(fā)亞區(qū)(A3)

包括和龍市南坪鎮(zhèn)-上化村的圖們江沿岸一帶，面積65.13km2，占全市總面積的1.28%。區(qū)內有地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)35處，占地質災害點總數的14.83%，包括崩塌26處、不穩(wěn)定斜坡9處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為53.74處/100km2。該區(qū)地質災害以崩塌為主，崩塌及不穩(wěn)定斜坡多分布于各級公路沿線，主要為人工筑路切坡所致，會危及農田、公路、居民房屋。

3.3.2 地質災害中易發(fā)區(qū)(B)

根據地質災害類型和分布區(qū)域特征，可將地質災害中易發(fā)區(qū)進一步劃分為3個亞區(qū)。

(1)龍湖村-石國村泥石流、崩塌中易發(fā)亞區(qū)(B1)

包括和龍市龍湖村-石國村一帶，面積為76.42km2，占全市面積的1.51%，共發(fā)育地質災害(包括不穩(wěn)定斜坡)17處，包括泥石流12處、崩塌2處、不穩(wěn)定斜坡3處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為22.25處/100km2。該區(qū)地質災害以泥石流為主，主要分布于村屯周邊山坡及溝谷中，由于人為毀林開荒導致植被覆蓋率下降，在降雨集中季節(jié)易發(fā)生泥石流，主要威脅對象為農田、公路、居民房；崩塌、不穩(wěn)定斜坡多為人工筑路切坡所致，主要威脅對象為公路。

(2)蘆果村-廣坪崩塌中易發(fā)亞區(qū)(B2)

包括蘆果村-廣坪一帶，大馬鹿河、紅旗河和圖們江周邊，面積為414km2，占全市面積的8.17%，共發(fā)育地質災害(包括不穩(wěn)定斜坡)43處，包括崩塌18處、滑坡2處、不穩(wěn)定斜坡23處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為10.39處/100km2。本亞區(qū)地質災害(包括不穩(wěn)定斜坡)以崩塌、不穩(wěn)定斜坡為主，其次為滑坡，多分布于沿江公路沿線，少量分布于其他各級公路，主要為人工筑路切坡所致，主要威脅對象為農田、公路、居民房。

(3)南坪鎮(zhèn)柳洞-車場子村崩塌中易發(fā)亞區(qū)(B3)

包括柳洞村-車場子村一帶，近似呈三角形，面積為34.58km2，占全市面積的0.68%，共發(fā)育地質災害(包括不穩(wěn)定斜坡)11處，包括泥石流9處、崩塌1處、不穩(wěn)定斜坡1處，地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度為31.81處/100km2。本亞區(qū)地質災害以泥石流為主，分布于省道S206公路沿線，主要因山坡坡度較大又遇強降水所致，主要威脅對象為農田、公路。

3.3.3 地質災害低易發(fā)區(qū)(C)

地質災害低易發(fā)區(qū)包括和龍市中部及北部大部分地區(qū)，總面積為3136.73km2，占全市面積的61.89%。區(qū)內有地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)52處，占地質災害點總數的21.84%，其中，泥石流17處、崩塌12處、滑坡7處、不穩(wěn)定斜坡16處。雖然本區(qū)地質災害點數量不少，但是本區(qū)面積也最大，超過了全市面積的一半，因而地質災害點(包括不穩(wěn)定斜坡)密度較小，為1.66處/100km2。區(qū)內地質災害類型以崩塌、不穩(wěn)定斜坡為主，主要分布于各級公路周邊，為人工筑路切坡所致，會危及公路、居民房；泥石流多分布于村屯周邊，由于人為開荒種地，導致局部植被覆蓋率降低，山坡表層土體松散，巖石散碎，在降雨集中季節(jié)易發(fā)生泥石流，主要威脅對象為農田、居民房；滑坡分布在和龍市文化街和龍城鎮(zhèn)牛心村安山巖采石場，前者主要是巖體軟弱和地下水的作用所引發(fā)，后者是人類采礦工程活動影響所致。

3.3.4 地質災害非易發(fā)區(qū)(D)

主要包括和龍市古洞河流域、馬鹿溝林場、長森嶺林場區(qū)域，面積985.95km2，占全市面積的19.45%。根據地質環(huán)境特征，將該區(qū)又分為3個非易發(fā)亞區(qū)，分別為古洞河流域非易發(fā)亞區(qū)(D1)、馬鹿溝林場非易發(fā)亞區(qū)(D2)、長森嶺林場非易發(fā)亞區(qū)(D3)，其中D1區(qū)面積354.6km2，占全市面積的7.0%；D2區(qū)面積516.09km2，占全市面積的10.18%，D3區(qū)面積115.26km2，占全市面積的2.27%。非易發(fā)區(qū)內現狀地質災害不發(fā)育，人為形成的陡崖及陡坡較少，森林覆蓋率較高，人類工程活動強度較弱，基本保持著自然生態(tài)環(huán)境。

4 結論

根據和龍市地質災害隱患點數量及類型的統(tǒng)計分析以及地質災害發(fā)育特征的研究，并依據地質災害易程度發(fā)分區(qū)評價結果，得出如下結論：

(1)和龍市境內發(fā)育各類地質災害隱患點共234處，其中崩塌隱患點80處、滑坡隱患點16處、不穩(wěn)定斜坡隱患點63處、泥石流隱患點72處、地面塌陷隱患點3處。崩塌、泥石流和不穩(wěn)定斜坡是和龍市最為發(fā)育的三類地質災害隱患點。

(2)崩塌主要分布在交通干線周邊、鐵路沿線、切坡建房處；不穩(wěn)定斜坡主要分布在交通干線周邊、鐵路沿線、切坡建房處；泥石流主要分布在龍城鎮(zhèn)、福洞鎮(zhèn)、頭道鎮(zhèn)、東城鎮(zhèn)和南坪鎮(zhèn)植被覆蓋率較低的低山地區(qū)；滑坡主要分布在龍城鎮(zhèn)、崇善鎮(zhèn)、福洞鎮(zhèn)、東城鎮(zhèn)和西城鎮(zhèn)；地面塌陷是主要分布在龍城鎮(zhèn)和福洞鎮(zhèn)采坑活動區(qū)。

(3)根據地質災害易發(fā)程度5項分區(qū)原則，并結合分區(qū)界線劃分結果，將和龍市劃分為4類地質災害易發(fā)區(qū)，分別為地質災害高易發(fā)區(qū)(A)、中易發(fā)區(qū)(B)、低易發(fā)區(qū)(C)和非易發(fā)區(qū)(D)四類，

(4)通過地質災害發(fā)育特征研究，進行了地質災害易發(fā)程度分區(qū)評價，為和龍市今后合理部署地質災害防治工作提供了基礎依據。