淳安縣地質(zhì)災(zāi)害形成條件和影響因素分析

□ 淳安縣國土資源局 朱華平

淳安縣地質(zhì)環(huán)境條件復雜，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)占縣域國土面積的96%左右，其中高、中易發(fā)區(qū)占11.55%，是浙江省受地質(zhì)災(zāi)害威脅最為嚴重的地區(qū)之一。地質(zhì)災(zāi)害的形成與坡度、坡向、曲率、土地利用、地層巖性、斷裂分布和植被等因素有關(guān)，通過對已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律的分析，建立災(zāi)害發(fā)生與這些影響因素之間的統(tǒng)計關(guān)系，可為后續(xù)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價、危險性評價工作中評價指標體系的建立提供理論支撐，如評價指標的選取、指標的分類等，同時也可為地質(zhì)災(zāi)害預警預報提供相關(guān)分析結(jié)果。隱患、不穩(wěn)定斜坡和以往地質(zhì)災(zāi)害，都在一定程度上反映了一個區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度。將地質(zhì)災(zāi)害與各形成條件之間的關(guān)系統(tǒng)計分析，以隱患、不穩(wěn)定斜坡和以往地質(zhì)災(zāi)害三者的交集作為統(tǒng)計樣本來統(tǒng)計地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與各種影響因子之間的關(guān)系。樣本共計596個，包含：高程、坡度、坡向、曲率等地形因素的分析，基于5米分辨率DEM數(shù)據(jù)及由基于該DEM制作的坡度圖等數(shù)據(jù)；與土地利用的關(guān)系基于第二輪土地利用現(xiàn)狀詳細調(diào)查數(shù)據(jù)（二調(diào)）；與地層巖性和構(gòu)造的關(guān)系分析，基于1∶5萬或1∶20萬區(qū)調(diào)數(shù)據(jù)。

一、地質(zhì)災(zāi)害形成條件

（一）高程

淳安縣縣域高程范圍大致在108-1527米，根據(jù)淳安縣數(shù)字高程模型（DEM，分辨率大小為5米×5米）制作高程專題圖。將高程專題圖按照100米高差分為7級分類標準進行分類，統(tǒng)計分析災(zāi)害發(fā)生與高程的相關(guān)性。

由 圖1可見，在100-200米范圍內(nèi)分布的樣本點最多，占 到51.17%，超過一半；在小于500米高程范圍分布的災(zāi)害點占 到93.29%，大于500米高程區(qū)域分布的點則比較少，僅占6.71%。一般情況下，滑坡、崩塌等形成與高程沒有十分密切的聯(lián)系，但是由于新安江水庫最高設(shè)計水位為108米，水庫蓄水后，原先庫區(qū)居民向高處遷移，人類活動比較集中的分布在100-200米高程范圍的溝谷平地區(qū)域（夷平面），建房切坡、公路切坡等各類人類工程活動在這一高程區(qū)域特別強烈，破壞了原有的地質(zhì)環(huán)境條件，導致地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，因此在這一高程區(qū)間地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量分布較多。

圖1 災(zāi)害點與高程相關(guān)性統(tǒng)計圖

圖2 災(zāi)害點與地形坡度相關(guān)性統(tǒng)計圖

（二）坡度

將所有統(tǒng)計樣本點所在高程以10°高差分為7級（圖2）進行災(zāi)害點與地形坡度相關(guān)性的統(tǒng)計分析，從圖可以看出，災(zāi)害點所在山體地形坡度的分布基本成正態(tài)分布，災(zāi)害發(fā)生與坡度具有高相關(guān)性。地質(zhì)災(zāi)害集中分布在地形坡度在10°-50°范圍，占到91.45%，其中20°-30°和30°-40°是地質(zhì)災(zāi)害最易發(fā)的兩個坡度范圍，分別占到總數(shù)的28.52%和30.54%。在小于10°和大于60°坡度范圍，災(zāi)害發(fā)生較少，分別僅占總數(shù)的3.36%和0.17%。

表1 災(zāi)害點頻度分布與坡向相關(guān)性統(tǒng)計表

圖3 災(zāi)害點與地形坡向相關(guān)性統(tǒng)計圖

（三）坡向

地質(zhì)災(zāi)害的滑動方向也就是災(zāi)害所在位置的坡向，將調(diào)查區(qū)坡向分為北（N）、北東（NE）、東（E）、南東（SE）、南（S）、南西（SW）、西（W）、北西（NW）八個方向（表1），統(tǒng)計每個坡向范圍內(nèi)的災(zāi)害點樣本數(shù)量百分比，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，制作滑坡頻度坡向分布統(tǒng)計圖（圖3）。從圖中可以看出，滑動方向總體上分布較為均勻，但災(zāi)害的優(yōu)勢滑動方向為總體為向東南、南方向，其中分布災(zāi)害最多的兩個坡向分別為南東和南，分別占16.78%和16.61%；最少的為北，占7.89%。上述結(jié)論可能與陽坡降水豐沛有關(guān)，浙江省陽坡一般為迎風坡，東南暖濕氣流受迫抬升，在迎風坡的降雨強度驟然增大，加之陽坡一般日照較多，巖石風化強烈、松散層厚度較大，因此在南東、南方向災(zāi)害發(fā)育數(shù)量較其他方向要多。

（四）斜坡曲率

曲線的曲率就是針對曲線上某個點的切線方向角對弧長的轉(zhuǎn)動率，通過微分來定義，表明曲線偏離直線的程度。數(shù)學上表明曲線在某一點的彎曲程度的數(shù)值。曲率越大，表示曲線的彎曲程度越大，曲率值為0表示直線。曲率為正值，代表凸形坡，曲率為負值，代表凹形坡，越靠近0說明坡面越平直。

將曲率作為地形變化的一種指標，根據(jù)數(shù)字高程模型（DEM）求取研究區(qū)各網(wǎng)格（5米×5米）曲率值，按照如圖4（a）的分類標準分為8類，從圖中明顯可以看出，災(zāi)害點主要集中分布在曲率值為－2-2的地形區(qū)，分布的災(zāi)害點占總數(shù)的49.33%。該統(tǒng)計特征說明，地質(zhì)災(zāi)害在相對平直斜坡較易發(fā)生。

按照如圖4（b）的分類標準分為9類，從圖中可以看出，分布在曲率為負值區(qū)的災(zāi)害點占總數(shù)的56.71%，分布在曲率為正值區(qū)的災(zāi)害點占總數(shù)的43.29%，說明地質(zhì)災(zāi)害在凹地形（負地形）斜坡區(qū)比凸地形斜坡區(qū)相對容易發(fā)生。因為負地形相對容易匯集雨水，形成對坡面沖刷，從而使得斜坡土體失穩(wěn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

（五）土地利用

1.災(zāi)害點所在地類圖斑所屬土地利用類型統(tǒng)計

根據(jù)淳安縣第二次土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析災(zāi)害點所在土地利用類型，按照《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010-2007）標準中的一級類進行分類，其結(jié)果如圖5。

其中，災(zāi)害點主要位于林地、園地和住宅用地三種地類中，共占總數(shù)的90.44%，其中最多的為林地，占45.3%，其次為園地和住宅用地，分別為25.00%和20.13%。從上述的分析結(jié)果得出的結(jié)論是：在林地用地類型里地質(zhì)災(zāi)害最易發(fā)。

圖4 災(zāi)害點與地形曲率相關(guān)性統(tǒng)計圖

圖5 災(zāi)害點與土地利用類型相關(guān)性統(tǒng)計圖

表2 災(zāi)害點在住宅用地緩沖區(qū)空間分布統(tǒng)計分析表

圖6 災(zāi)害點在住宅用地緩沖區(qū)環(huán)內(nèi)數(shù)量及密度統(tǒng)計關(guān)系圖

2.住宅用地不同距離緩沖區(qū)范圍災(zāi)害點“數(shù)量”統(tǒng)計

淳安縣第二次土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)中“農(nóng)村”和“建制鎮(zhèn)”兩種地類圖斑，分別代表農(nóng)村和城鎮(zhèn)住宅用地，將二者統(tǒng)一保存到“住宅用地”圖層中，并制作該圖層地類圖斑-5米、-10米、5米、10米、20米、40米、80米和160米緩沖區(qū)，形成新的住宅用地緩沖區(qū)分析圖層。統(tǒng)計災(zāi)害點在住宅用地各緩沖區(qū)及緩沖區(qū)環(huán)內(nèi)的數(shù)量分布情況，得到統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

從表2中明顯可以看出，隨著緩沖區(qū)范圍的擴大，緩沖區(qū)內(nèi)所包含地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量逐漸增多，在160米緩沖區(qū)范圍內(nèi)，災(zāi)害點數(shù)量占到總數(shù)的93.12%，占據(jù)了絕大多數(shù)。

在5米和10米緩沖區(qū)內(nèi)災(zāi)害點增長率最大，增長率分別達23.3%和17.28%，隨著緩沖區(qū)范圍加大，增長率逐漸變小。上述統(tǒng)計結(jié)果表明，淳安縣災(zāi)害點主要分布在住宅用地周邊區(qū)域，在160米緩沖區(qū)范圍內(nèi)集中分布了百分之九十以上的災(zāi)害點。在住宅用地及其周邊區(qū)域，由于城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點的分布，道路、房屋、耕種等人類活動特別強烈，形成大量人工邊坡，是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。另外，住宅用地周邊區(qū)域發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害最受關(guān)注，容易被識別和記錄，而廣大山區(qū)即使發(fā)生災(zāi)害也不受關(guān)注，這也是災(zāi)害點集中分布在住宅用地周邊區(qū)域的一個原因。

3.住宅用地不同距離緩沖區(qū)“環(huán)”內(nèi)災(zāi)害點數(shù)量和密度統(tǒng)計

進一步分析災(zāi)害點在住宅用地緩沖區(qū)環(huán)內(nèi)的數(shù)量和密度可以發(fā)現(xiàn)（圖6），在-5米到10米緩沖區(qū)環(huán)范圍內(nèi)，總災(zāi)害數(shù)量達299處，占總數(shù)的50.16%，超過一半。其中，0-5米緩沖區(qū)環(huán)，分布的災(zāi)害點數(shù)量和密度都是最大，災(zāi)害點密度達到9.3處/平方公里，其次是5-10米緩沖區(qū)環(huán)，密度達到6.7處/平方公里，-5-0米緩沖區(qū)環(huán)，密度達到6.7處/平方公里。

綜上所述，淳安縣災(zāi)害點主要分布在住宅用地周邊-5米-10米的范圍內(nèi)，這一帶是集鎮(zhèn)、村莊房屋等建構(gòu)筑物與山體斜坡的交界地帶，建房、耕種、道路修建等往往形成切坡，導致斜坡失穩(wěn)發(fā)生災(zāi)害。另外，該部分區(qū)域由于面積相對較小，是地質(zhì)災(zāi)害分布的高密度區(qū)域。

（六）與地層巖性的關(guān)系

1.災(zāi)害點在不同地層的分布

淳安縣地質(zhì)災(zāi)害點在地層巖性的分布統(tǒng)計結(jié)果如圖7所示。在淳安縣發(fā)育的地層中，除壽昌組（K1s）和老虎洞組（C2l）2個地層外，其他絕大多數(shù)均有災(zāi)害點分布。地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)量最多的10個地層中，其分布的災(zāi)害點總量大，所含災(zāi)害點共占總數(shù)的73.82%。災(zāi)害點分布數(shù)量大，一種原因可能是該種地層分布面積較大，所以發(fā)育的災(zāi)害數(shù)量也較多。但是，這10個地層（侵入巖）中災(zāi)害點分布密度也相對較大，其平均密度是0.197處/平方公里，大于所有災(zāi)害點的平均密度0.157處/平方公里。特別是勞村組（K1l）、文昌組（O3w）、侵入巖中，其災(zāi)害點分布密度也相對較大，其密度分別是0.276處/平方公里、0.212處/平方公里和0.211處/平方公里。另外，陡山頭組、胡樂山組等地層中發(fā)育的災(zāi)害點密度較大，數(shù)量也較大。燈影組、棲霞組和上墅組等幾個地層雖分布密度較大，但是因其地層出露面積較小，發(fā)育的災(zāi)害點數(shù)量也較少。

圖7 淳安縣地質(zhì)災(zāi)害點與地層巖性統(tǒng)計關(guān)系圖

照片1 石英閃長巖（δο）

照片2 石英閃長巖風化層

表3 淳安縣地質(zhì)災(zāi)害與植被類型分布統(tǒng)計圖

2.災(zāi)害點在不同侵入巖中分布

侵入巖由于其分布面積較小，因此總體災(zāi)害點發(fā)育不多，有34處，但是其分布密度較大，如石英閃長巖，其密度達0.96處/平方公里，此外如二長花崗巖、花崗斑巖等內(nèi)也有一定數(shù)量的災(zāi)害點分布。侵入巖地區(qū)風化層較厚，巖土體結(jié)構(gòu)松散，易發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)害，應(yīng)當引起地質(zhì)災(zāi)害防治的重視。

（七）與工程巖組的關(guān)系

樣本災(zāi)害點在工程地質(zhì)巖組內(nèi)分布統(tǒng)計關(guān)系所示，災(zāi)害點分布數(shù)量較多的巖組主要有三個：以軟-較堅硬、薄-中厚層狀泥巖和粉砂巖巖組（Sf）、堅硬-較堅硬層狀碳酸鹽巖夾碎屑巖巖組（Tcc）和軟硬相間中-厚層狀紫紅色砂巖、砂礫巖巖組（SRc），其分布的災(zāi)害點分別有280處、179處和52處，共計511處，占災(zāi)害點總數(shù)的85.74%。

巖組SRc和Tcc中不僅數(shù)量分布較多，且密度較大，均達0.21處/平方公里。SRc巖組所含地層主要是勞村組（K1l）地層，其發(fā)育的災(zāi)害點有42處，該套地層巖性為紫紅色厚層狀砂巖、砂礫巖、粉砂質(zhì)泥巖，巖體抗風化能力較弱，風化強烈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，屬于軟巖-極軟巖，工程力學性質(zhì)較差，是地質(zhì)災(zāi)害極易發(fā)的地層。

侵入巖一般風化層較厚，結(jié)構(gòu)松散，易發(fā)生滑坡等災(zāi)害，如在堅硬塊狀閃長巖等中性巖巖組（Qd）中，分布災(zāi)害點密度最大，達1.02處/平方公里，該巖組在臨岐鎮(zhèn)右源分布最廣（照片1），由于風化層厚度大（照片2），發(fā)育了7個地質(zhì)災(zāi)害，如臨岐鎮(zhèn)右源村柳川自然村鄭順棋等屋后滑坡等。

但是，在堅硬塊狀花崗巖等酸性巖巖組（Qg）中發(fā)育的災(zāi)害密度相對較低，僅0.13處/平方公里，這似乎與傳統(tǒng)的在花崗巖地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)比較發(fā)育的認識有所出入，分析其原因，主要有兩點。一是該巖組侵入巖巖性主要是二長花崗巖、花崗斑巖和細?；◢弾r，風化不是特別強烈，風化層不是特別厚，其風化層厚度僅0.5-1.0米，坡面泥石流基本沿著新鮮基巖面滑動。二是更重要的原因是，在該巖組分布區(qū)域，主要是楓樹嶺鎮(zhèn)北部、大墅鎮(zhèn)和安陽鄉(xiāng)南部及中州鎮(zhèn)西部地區(qū)，居民點分布稀少，人類活動較弱，從而較少引發(fā)災(zāi)害，或者即使發(fā)生，由于地處山區(qū)也不被記錄，再加之該巖組出露面積較大，達148.7平方公里，因此造成在Qg中災(zāi)害點密度較低。

（八）植被

統(tǒng)計分析地質(zhì)災(zāi)害點在各種類型植被中的分布可以看出（表3），在林地內(nèi)分布的災(zāi)害點約占總數(shù)的51%，另外還有近一半（49%）的災(zāi)害點分布在非林地內(nèi)。分析災(zāi)害點在林地內(nèi)的分布情況，在經(jīng)濟林、松、茶葉、杉柏、闊葉樹、竹林等植被類型中，災(zāi)害點所占百分比較為均勻，在5-10%之間，沒有在某種植被類型中分布特別突出的情況。

（九）與斷層距離

統(tǒng)計分析地質(zhì)災(zāi)害點分布與斷層距離的關(guān)系，雖然隨著距離增大災(zāi)害點數(shù)量增多，但是在400米緩沖區(qū)范圍內(nèi)只分布了59.4%的災(zāi)害點數(shù)量，說明災(zāi)害點的發(fā)生與斷層距離相關(guān)性并不明顯。

二、地質(zhì)災(zāi)害影響因素

已經(jīng)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害隱患和不穩(wěn)定斜坡與人類活動和降雨等自然因素關(guān)系密切，切坡建房、礦山開采、道路建設(shè)等人類活動是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的間接影響因素，而降雨則是地質(zhì)災(zāi)害形成的直接引發(fā)因素。下面對人類活動和自然因素分別進行說明。

（一）人類活動

1.與各種人類活動的數(shù)量統(tǒng)計關(guān)系

地質(zhì)災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害隱患和不穩(wěn)定斜坡的形成主要與切坡建房、公路切坡、種植開墾、礦山開采等人類活動有關(guān)。與上述四者人類活動相關(guān)的統(tǒng)計樣本約占總樣本數(shù)量的77.3%，其中關(guān)系最密切是切坡建房，占64.1%，其次是公路切坡和種植，分別占10.2%和2.5%，最少的是礦山開采，僅占0.5%。與風化、沖蝕等自然成因相關(guān)的統(tǒng)計樣本約占總數(shù)的22.7%，其中，泥石流的成因大多數(shù)為自然成因，在已發(fā)生的24處泥石流中，僅有3處與人類活動密切相關(guān)。

分別統(tǒng)計隱患和不穩(wěn)定斜坡的影響因素頻度分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隱患與人類活動有關(guān)的影響因素主要是切坡建房、公路切坡和種植開墾，三者占總數(shù)的62.6%，自然因素占37.4%。不穩(wěn)定性與人類活動有關(guān)的影響因素主要是切坡建房、公路切坡、種植開墾和礦山開采，四者占總數(shù)的83.8%，自然因素較少，占16.2%。從上述統(tǒng)計結(jié)果可知，與隱患相比，不穩(wěn)定斜坡與人類活動關(guān)系更加密切，與切坡建房和公路切坡相關(guān)的不穩(wěn)定斜坡等都比隱患要多，此外還與礦山開采有關(guān)。

2.幾種影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的人類活動

人工邊坡：劈山造路、切坡建房等，改變了斜坡的自然坡腳，破壞了斜坡的原始平衡狀態(tài)，形成地下水位降落，軟弱結(jié)構(gòu)面在邊坡上出露，使斜坡應(yīng)力集中于斜坡前緣，從而使斜坡失衡而產(chǎn)生變動。淳安縣目前的大多數(shù)隱患和不穩(wěn)定斜坡均與此有關(guān)。

坡體加載：在可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的斜坡體上建房，增加了斜坡的負荷，使斜坡勢能增大，導致斜坡失穩(wěn)變形，如千島湖城區(qū)的多處不穩(wěn)定斜坡之上有建房，增加了危險性。

植被破壞：大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害的形成與植被破壞有著直接或間接的關(guān)系。植被破壞主要表現(xiàn)為種植，人工開荒造地，采伐森林過度，毀林造地現(xiàn)象嚴重，造成了嚴重的水土流失，破壞了山坡地表以阻止雨水快速下滲的表土層，導致了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

農(nóng)田、水電站引水、興建水渠，使大量地表水滲入斜坡體內(nèi)，降低了巖土體的內(nèi)摩擦力，下滑力增強，使斜坡巖土體產(chǎn)生緩慢蠕動，而后引發(fā)斜坡滑動。

（二）自然因素

1.降雨

降雨是地質(zhì)災(zāi)害直接的引發(fā)因素，淳安縣90%以上的災(zāi)害點均由降雨直接誘發(fā)，這與浙江省地質(zhì)災(zāi)害為降雨型滑坡或泥石流的認識是一致的。暴雨與災(zāi)害的發(fā)生具有強相關(guān)性，即暴雨發(fā)生天數(shù)多的月份，也是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生多的月份。

降雨特別是暴雨事件發(fā)生時候，大量的雨水下滲到土體孔隙中，一方面增加了巖土體重度，且雨水起潤滑作用，降低土層的粘聚力；另一方面降低了巖土體的抗剪強度，同時降雨沿孔隙補給地下水，增加地下水水位及地下水壓力，使巖土體呈飽和狀態(tài)、巖土體被軟化，其結(jié)果造成巖土體抗剪強度降低，從而造成了滑動破壞的條件，也為泥石流提供了充足的水動力條件。如縣域北部及東南部地區(qū)為年降雨量較高地區(qū)，往往構(gòu)成地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。

2.巖土體穩(wěn)定性差、軟弱結(jié)構(gòu)面

淳安縣地質(zhì)災(zāi)害大部分與處于山腰之下的松散殘坡積層有關(guān)，而大面積較厚的覆蓋層，穩(wěn)定性差，是現(xiàn)狀滑坡、潛在滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。滑坡的滑動面多為松散殘坡積層與基巖的接觸面，順層斷層面，軟硬巖層接觸面等，該面的發(fā)育不僅改變了地表水下滲方向，而使地表水直接沿該結(jié)構(gòu)面運移，使巖土體下滑力增大，內(nèi)摩擦力下降，從而使斜坡上巖土體產(chǎn)生滑動。

三、結(jié)語

通過對已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律的分析，建立災(zāi)害發(fā)生與形成條件與影響因素之間的統(tǒng)計關(guān)系，可為今后地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度評價、危險性評價工作中評價指標體系的建立提供理論支撐，也可為地質(zhì)災(zāi)害預警預報提供相關(guān)分析結(jié)果。在未來的地質(zhì)災(zāi)害防治當中，根據(jù)各地質(zhì)災(zāi)害隱患點形成的主要因素，采取針對性的治理措施，做到有的放矢，不但能取得較好防治效果，還能節(jié)約成本。