四川省江油市滑坡灾害空间发育分布规律研究

陈玉龙，杨会杰，董源

四川省江油市滑坡灾害空间发育分布规律研究

陈玉龙1，杨会杰1，董源1，2

（1.四川省水利水电勘测设计研究院有限公司，成都 610015；2.四川省水利发展集团有限公司，成都 610094）

本文以四川省江油市为研究区，根据地质灾害现场调查、应急排查与区划报告和数据库，获取地质灾害985处，类型主要有滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷，其中滑坡798处，占地质灾害总数的81.02%。统计分析了滑坡数量、点密度与高程、坡度、坡型、坡体结构、年均降雨量和距断层距离等滑坡重要影响因子之间的关系，研究结果可为危险范围预测及重点防治区域区划等提供理论依据。

江油市；滑坡；影响因素；分布规律；GIS

地质灾害是在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产造成的损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象，包含滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷等类型（张倬元等，1997），其中，滑坡是山区最常见的斜坡地质灾害类型，查清地质环境条件，摸清地质灾害发育情况，协助开展预防避让及突发地质灾害险情应急处置，为当地做好汛期地质灾害防治工作提供技术支撑，及科学开展地质灾害防治工作提供依据变得非常必要（李永建等，2020；刘孟宇等，2021）。本文基于地质灾害现场调查、应急排查与区划报告，建立滑坡灾害数据库，利用ArcGIS提取滑坡灾害影响因素，分析滑坡灾害空间发育分布规律，可以为危险范围预测及重点防治区域区划等方面提供理论依据，对实现防灾减灾具有重要的现实意义。

图1 研究区地貌类型与地震动峰值加速度区划及地质构造图

1 研究区概况及崩滑地质灾害

1.1 研究区环境地质条件

江油市位于四川盆地的西北部，地理坐标为东经104°31′～105°17′，北纬31°32′～32°19′，距离成都150km，全市面积2719 km2。江油市境内地势西北高、东南低（图1a），西北部系山地，最高海拔为2356 m，地形坡度一般在30°以上，东南部系丘陵和平坝，最低海拔为462 m，坡度一般为20°左右。境内河流除青江河流入嘉陵江外，其他河流均汇入涪江，涪江为长江水系的二级支流，是江油市境内最大的河流。区域出露地层主要为：志留系碎屑岩、泥盆系碳酸盐岩夹碎屑岩、石炭系、二叠系、三叠系碳酸盐岩、侏罗系碎屑岩和第四系粉质粘土、粉土、砂砾卵石、碎块石土。江油市处于以“江油-都江堰断裂带”为界的龙门山前缘推覆-冲断带与四川陆盆的川西北前陆盆地交接部位，区内构造主要有弱活动性断裂江油断裂、唐王寨向斜、天井山背斜、新安向斜和永平背斜（图1b），地震活动较弱，历史上5级以上地震记录为2次。区内场地地震动峰值加速度为0.15～0.10g，基本烈度为Ⅶ度（中国地震动参数区划图GB18306-2015）。研究区属四川盆地亚热带湿润季风气候，年平均气温15.9℃，年降雨量为1083.0 mm，年降雨量在空间上从前龙门山区向四川盆地区递减，每年降雨集中在6～9月，占全年降雨量的72.8%。

1.2 数据来源

本文的主要数据来源为：①下载自地理空间数据云的空间精度为30m的数字高程模型（DEM）；②市域1∶5万地质图、1∶1万地形图数据；③无人机高精度航拍和云雪、阴影覆盖小于5%的高分二号卫星遥感数据，分辨率为0.8m，多光谱3.2m，对遥感影像处理主要包括正射校正、数据融合、几何校正、色调匹配和各种增强处理等；④地质灾害数据来自于江油市地质灾害调查①江油市2020年地质灾害排查报告. 四川省蜀通岩土工程公司，2020.、应急排查与区划报告和数据库。

1.3 地质灾害现状

表1 研究区地质灾害类型、规模统计

受“5·12”汶川地震和降雨的影响，江油市发育滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等四种地质灾害类型共计985处（表1），发育规模类型为中型、小型。其中，规模为中型的灾害点为33个，占地质灾害总数的2.03%；小型952个，占地质灾害总数的97.97%。其中滑坡798处，占地质灾害总数的81.02%；崩塌灾害152处，占总数的15.43%；泥石流灾害19处，地面塌陷16处。由此可见，滑坡是区内的主要灾害类型，也是本文的研究对象，根据滑坡体的物质组成，可以将滑坡分为岩质滑坡和土质滑坡两类，其中基岩滑坡29处，占滑坡总数的3.63%，土质滑坡769处、占滑坡总数的96.37%，主要分布于低中山、中山等地形坡度相对较大的斜坡地带、岩性相对软弱且第四系松散堆积物较厚的片区。区内典型滑坡（梁家坪南台包滑坡）为一土质滑坡：滑坡纵向长约212 m，横向宽约105 m，厚约7m，体积为1.56×105 m3。滑床为砂泥岩互层岩层，岩层产状350°∠12°，为一缓倾角横向坡。滑坡汛期处于蠕滑变形状态（图2）。

图2 梁家坪南台包滑坡空间分布剖面图

2 滑坡灾害空间发育分布规律

2.1 滑坡灾害孕灾条件分析

地形地貌是地质灾害发育的主要形成条件之一，相对高差、地形坡度、斜坡结构与形态等特征，是控制或影响地质灾害发育的主要因素，控制了江油市滑坡灾害的发育分布，市境内滑坡灾害全部在山区丘陵地貌分布，而地形低平的河谷平坝区无滑坡灾害发育分布。顺向结构和软硬岩互层以及凹形和阶地状斜坡对滑坡发育影响大，这种结构或形态的斜坡地带滑坡分布较为集中；剖面曲率可以反映斜坡的坡形，表征滑坡灾害的汇流条件。为了便于分析，我们把斜坡分为凹形坡、平直形坡和凸形坡。

2.2 滑坡影响因素的提取

高程、坡度、坡型、坡体结构等均可通过ArcGIS的表面分析功能从分辨率为30m的DEM获取，降雨和断层为滑坡的重要影响因子（梁靖等，2019；罗路广等，2020），来自于地质图并转换为矢量数据，对断层建立多环缓冲区，各滑坡影响因子栅格图层见图3。

a.高程b.坡度c.坡型 d.坡体结构e.距断层距离f.降雨量

2.3 滑坡与各影响因素关系统计

对滑坡与各因子之间进行统计分析，结果见图4。将研究区高程划分为400～700m，700～1000m，1000～1300m，1300～1600m，1600～-2296m等5个等级，通过统计分析，江油市内滑坡主要发育高程在400～700m高程段，占滑坡总数的79.82％，滑坡灾害点密度最大，高达42.14个/100km2。由此可见，滑坡灾害的分布与第四系松散堆积物大量分布密不可分。

地貌也是滑坡灾害发育的主要内因之一，滑坡在坡体上的运动方式以水平运动为主，水平位移大于垂直位移，因此，坡度在10°～30°的斜坡体上有利于滑坡的发育分布。根据统计分析，江油市的滑坡发生的斜坡坡度一般为10°～30°，以10°～20°斜坡最多，占总数的51.38%，20°～30°斜坡的滑坡灾害密度最大，高达65.07个/100km2，其次为10°～20°斜坡，灾害密度高达59.86个/100km2，可以发现虽然20°～30°间发育的滑坡数量较少，但其灾害密度却很大，说明20°～30°斜坡坡度是非常利于滑坡的发育。主要原因为斜坡坡度小，势能较小，不易发生滑坡，而斜坡坡度大，形成陡坡以后，滑坡即转化为崩塌，故滑坡坡度主要分布在10°～30°范围内。

图4 滑坡与各影响因子的统计关系

根据江油市数字高程模型DEM可以直接提取江油市斜坡剖面曲率，其值域为-8.7674～10，将剖面曲率大于0.5的斜坡定义为凸形坡；小于-0.5的斜坡定义为凹形坡；其值介于-0.5～0.5之间的斜坡定义为平直形坡。江油市滑坡主要分布在凹形、凸形斜坡中，有146个滑坡灾害点分布在凹形坡中，约占滑坡总数的18.30%，点密度达到57.64个/100km2，有367个滑坡灾害点分布在凸形坡中，约占滑坡总数的45.99%，点密度达到53.03个/100km2，因此，凹形、凸形斜坡是滑坡灾害的高易发区。

根据江油市踏勘资料收集，利用详查产状数据，将研究区划分为顺向坡、斜向坡、横向坡、逆向坡和松散堆积层土质斜坡五大类，斜坡稳定性由小到大一般为：松散土体斜坡＜顺向斜坡＜顺斜向坡＜逆向斜坡＜逆斜向坡＜横向斜坡＜块状岩体斜坡。江油市滑坡在各种斜坡结构类型中均有分布，分布最少的为逆向斜坡，分布最多的是斜交坡，滑坡数量220处，点密度最大是顺向斜坡，灾害密度高达39.85个/100km2，其次为松散堆积层土质斜坡，灾害密度达31.16个/100km2。可见，滑坡在顺向坡和松散堆积层土质斜坡优势发育。

为进一步研究构造与地质灾害分布的关系，将研究区分为距断层距离0～500m，500～1000m，1000～ 1500m，1500～2000m，>2000m等五个区间。通过分析看出，距构造距离越近，发育灾害点的密度越高，其中距断层距离0～500m区间，共发育172处滑坡灾害点，点密度高达37.10个/100km2。由此可见，地质构造对其控制作用较明显，构造附近形成高陡边坡，崩滑堆积体受后期因素影响发生变形破坏，故区内滑坡在主要构造带内呈带状密集分布。同时，在构造节理裂隙发育地带，也为地下水交替强烈地带，特别是在地下水排泄带，动水压力对滑坡的发生起到积极的作用。

降雨是滑坡形成的主要诱发因素，江油市的滑坡多属暴雨型滑坡。降雨不仅增加土体自重，增大下滑推力，还转变为地下水，产生渗透力、扬压力，软化、润滑滑动面，对松散土体斜坡的稳定性极为不利。通过收集资料，将江油市降雨量分为800～900mm、900～1000mm、1000～1100mm、1100～1200mm、1200～1300mm五个区间等级，通过统计江油市年平均降雨量与滑坡地质灾害分布数量，江油市滑坡存在跟降雨量负相关的趋势，降雨量最小的800～900mm区间，发育的地质灾害点密度最大，达到68.88个/100km2，而降雨量最大的1200～1300mm区间，发育的地质灾害点密度最小，为19.79个/100km2，其主要原因为江油市滑坡灾害为地形地貌、人类工程活动、岩土体类型多种因素耦合作用的结果，江油市西部以及北部龙门山区域，虽然降雨量最大，但人类工程活动不强烈，发育地层岩组主要为坚硬的碳酸盐岩组，覆盖层较薄，不具备发生滑坡条件；而降雨最小的区域位于江油市东南部的方水-龙凤镇一带，该区域人类工程活动强烈，滑坡灾害相对发育。

3 结论

（1）江油市发育滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等四种地质灾害类型共计985处，其中滑坡798处，占地质灾害总数的81.02%，是区内主要的地质灾害类型。区内灾害规模类型以小型土质滑坡为主。

（2）利用ArcGIS提取高程、坡度、坡型、坡体结构、年均降雨量和距断层距离等滑坡重要影响因子，统计分析结果表明，江油市内滑坡主要发育在400～700m高程段、斜坡坡度一般为10°～30°、凹形和凸形斜坡、顺向坡和松散堆积层土质斜坡、距断层距离0～500m区间、降雨量800～900mm的范围内。

（3）建议根据滑坡空间分布规律对居民点、交通干线、工厂等周边区域，对地质灾害进行有效的工程治理、监测及风险管控。

梁靖, 裴向军, 温勇, 等. 2019. 2017年九寨沟地震地质灾害发育分布规律研究[J]. 自然灾害学报, 28(05): 181-188.

罗路广, 裴向军, 谷虎, 等. 2020. 基于GIS的“8.8”九寨沟地震景区地质灾害风险评价[J]. 自然灾害报, 29(03): 193-202.

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张倬元，王士天，王兰生等. 1997. 工程地质分析原理[M]. 北京: 地质出版社, 303-317.

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Study on the Spatial Distribution Characteristics of Landslide Disasters in Jiangyou City, Sichuan Province

CHEN Yu-long1YANG Hui-Jie1Dong Yuan1,2

(1-Sichuan Water Resources and Hydroelectric Investigation & Design Institute, SWHI, Chengdu, Sichuan 610015；2-Sichuan Water Conservancy Development Group Co., Ltd, Chengdu, Sichuan 610094)

Taking Jiangyou City of Sichuan Province as the study area, this paper obtained 985 geological disasters according to the field investigation, emergency investigation, planning report and database of geological disasters, mainly including landslide, collapse, debris flow and ground collapse, among which 798 landslides, accounting for 81.02% of the total geological disasters. The relationship between the number of landslides, point density and other important factors influencing landslides, such as elevation, slope, slope type, slope structure, annual rainfall and distance from the fault, were analyzed statistically. The research results can provide theoretical basis for the prediction of the danger scope and the division of key prevention areas.

Jiangyou city; geohazards; influencing factor; distribution characteristics; GIS

P642.22

A

1006-0995（2022）04-0634-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.018

2021-12-01

陈玉龙(1989—)，男，四川简阳人，助理工程师，现主要从地质勘测工作