云南省绿春县地质灾害时空分布特征及发育规律

易思材 ，张明文

(1.四川省川建勘察设计院有限公司，成都 610094；2.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650032；3.云南省有色地质局三〇八队，昆明 650217)

高原山区地质灾害类型主要是在脆弱的地质环境条件下由不合理的人类活动引发的崩塌、滑坡、泥石流、 地面塌陷等地质灾害[1-5]。地质灾害的发生与多种因素有关,通常表现为内外地质作用和气象、人类活动单独或共同作用诱发的[6-7]。绿春县为典型的边境山区县，境内地质构造复杂，降雨量丰富，风化作用强烈，加之人类工程活动频繁，导致绿春县境内地质灾害频发，严重制约了绿春县社会和经济的发展。根据地质灾害1∶50 000详查数据，县区内地质灾害使得132户居民受灾，损坏房屋349间，毁路5 133 m，毁渠682 m，造成直接经济损失3 659.45万元，威胁1 481户10 798人的生命安全，威胁财产54 513.30万元。

本文以绿春县地质灾害1∶50 000详细调查的数据为基础，分析了绿春县地质灾害发育特征、分布规律，采用基于GIS的地质灾害综合强度指数方法进行易发性评价，为减灾和区域防灾规划的制定提供依据，为地质灾害监测预警、工程防治、避灾搬迁等相关工作提供技术支撑。

1 地质环境条件

绿春县地处云南高原南缘，区内多为高峻的条带状山地。县域中部高，四周低，总体由北东向南西降低，最高点标高2 637 m，最低点标高320 m，地形几乎全为山地，无平坝。区内地貌主要由构造剥蚀地貌、构造侵蚀地貌、溶蚀地貌和侵蚀堆积地貌4种基本地貌单元构成。绿春县属亚热带山地季风气候，气候湿润，植被发育，由于海拔差异，气候垂直变化明显，据绿春国家气象观测站统计资料，绿春县多年平均气温17 ℃，多年平均降水量1 899.66 mm。县域内出露地层以志留系下统(S1)和三叠系上统高山寨组(T3g)分布最广，其次是侏罗系小红桥组(J2x)、二叠系栖霞、茅口组(P1q、P1m)及各期侵入岩浆岩。县域位于康藏“歹”字型构造体系中部的东支，主要构造形迹为康藏“歹”字型构造，同时县域内新构造运动十分强烈。

2 地质灾害类型及规模

2020年底云南省绿春县完成1∶50 000地质灾害详细调查，结果表明地质灾害类型有滑坡、崩塌和泥石流3类，其中以滑坡灾害最为发育，共发育滑坡377处，占比87.27%；泥石流灾害次之，共发育有泥石流沟50处，占比11.57%；区内崩塌灾害弱发育，仅发育有5处，占比1.16%(图1)。区内地质灾害规模以小型为主，共发育有小型地质灾害397处，占比91.90%；中型地质灾害次之，共发育32处，占比7.41%；大型地质灾害数量最少，共发育3处，占比0.69%(表1)。

图1 地质灾害类型及比例统计图

表1 地质灾害规模等级表

3 地质灾害时空分布特征

3.1 时间分布特征

通过对查明的地质灾害初次发生变形迹象的时间进行统计、分析，可以将工作区内地质灾害的发展史划分为3个时间段：2000年以前、2000～2009年和2010年至今，各阶段地质灾害发育情况见图2。2000年以前为地质灾害少发期，这一时期内具有轻微的人类工程活动，地质灾害弱发育，危害程度小。2000～2009年为地质灾害发展期，这一时期内人类工程逐渐加大，地质灾害发育，危害程度较大。2010年至今为地质灾害高发期，这一时期内人类工程活动愈演愈烈，地质灾害高度发育，危害程度大。

图2 各阶段地质灾害发育图

通过对工作区内地质灾害发生时间进行统计(图3)、分析，得出区内地质灾害在每年的5月份开始进入高发期，7月份发生频率到达峰值，10月又回归低发期，结合绿春县降雨量分布图(见图3)，可以看出地质灾害发生时间的分布与绿春县的降雨特征基本一致。表明地质灾害的发生与降雨具有一定的同步性。

图3 绿春县地质灾害发生时间分布与降雨分布统计图

3.2 空间分布特征

通过对432处地质灾害的空间位置进行统计、分析，发现区内地质灾害在空间分布上呈现出一定的分带性特征，并在空间上划分为3个发育区(图4)。通过分析得出地质灾害在空间位置上存在沿居民点呈片状、点状分布和沿交通干线呈条带状分布的规律。地质灾害分布于居民点周边的地质灾害有226处，占全县地质灾害总数的52.31%，居民点越集中的地区往往地质灾害发育数量越多，县城所在地和各个集镇及其周边地质灾害发育密度普遍偏高；沿交通主干道分布的地质灾害有183处，占全县地质灾害总数的42.36%。与两者相关的地质灾害总数占比接近全县地质灾害总数的95%。

图4 绿春县地质灾害发育分区图

4 地质灾害控制因素及规律

通过对绿春县地质灾害调查数据统计分析，控制因素分为基础因素和诱发因素两类。基础因素包含地形地貌、斜坡结构、岩土体类型及地质构造；诱发因素包含河流、降雨和人类活动。

4.1 基础因素

4.1.1 地形地貌

(1) 坡度

根据统计绘制的各坡度范围地质灾害发育统计图(图5)显示，绿春县地质灾害集中发育在25°～45°的斜坡地带。

图5 各坡度范围地质灾害发育统计图

(2) 坡高

通过对区内各坡高范围地质灾害发育统计图(图6)，区内地质灾害多发育于100～200 m和200～300 m坡高的范围上，占比分别为40.05%和33.69%；小于100 m和大于300 m坡高范围地质灾害发育数量较少，占比26.26%。地质灾害发育数量随坡高的升高其走势呈抛物线状，因此坡高不能作为独立因素，应结合其他相关因素综合进行分析。

图6 各坡高范围地质灾害发育统计图

4.1.2 岩土体类型

从表2及图7中的统计数据可以直观地看出区内工程地质岩组与地质灾害发育之间关系密切。岩浆岩建造地质灾害发育密度最高，包含两个分区，其中Y5地质灾害发育密度最高，高达43.64处/100 km2，Y6发育密度次之，地质灾害发育密度达31.79处/100 km2。其次碎屑岩建造地质灾害发育数量最多，Y1和Y2发育的地质灾害发育数量相当，为区内发育地质灾害数量最多的两区，分别发育有150个和149个。最后碳酸盐岩建造地质灾害弱发育，数量与密度都较低。

表2 工程地质岩组类型发育地质灾害程度统计表

图7 工程地质岩组类型发育地质灾害程度统计图

4.1.3 斜坡结构

经统计，工作区内各斜坡结构发育的地质灾害情况(图8)，从中可以看出各类斜坡在发育滑坡、崩塌的数量上顺向斜坡>斜向斜坡>反向斜坡>无明显结构斜坡>横向斜坡，该发育规律与斜坡结构稳定性规律基本一致。

图8 斜坡结构与地质灾害发育统计图

4.1.4 地质构造

工作区内发育大量断层，以断层中心线单边距划分为0～0.1 km、0.1～0.5 km、0.5～1.0 km 3个等级进行分析(图9)，通过对各级构造影响范围带内地质灾害种类、数量和灾害密度进行统计分析，绘制了图10。

图9 断层影响范围与地质灾害分布图

图10 断层对地质灾害发育影响程度及范围分析图

(1) 工作区内断层对地质灾害的影响距离为0.5 km，在该范围内距断裂中心越近地质灾害越易发；当距离超过0.5 km时，地质构造对地质灾害的易发性影响不明显。

(2) 地质构造对区内地质灾害发育影响显著，受地质构造影响的地质灾害共计130处(其中滑坡112处，崩塌2处，泥石流16处)，占全县地质灾害总数的30.09%。

(3) 地质构造对泥石流和滑坡地质灾害的影响程度相近，受其影响的泥石流占泥石流总数的32%，受其影响的滑坡占滑坡总数的29.71%。因崩塌样本数量太少，在此不做讨论。

4.2 诱发因素

4.2.1 河流

经统计，区内地质灾害的形成受河流影响的有137处，占全县查明地质灾害总数的31.71%。从统计数据可以看出，河流对区内地质灾害的发育起着重要作用，近1/3的地质灾害发育受河流的影响。

工作区内河流除李仙江、小黑江、渣吗河、牛孔河、白那河等主要河流外，还发育有大量的季节性河流和冲沟，这些地表水系均为山区河流，具有 “流量变化大，水位升降频繁，河床纵坡大且弯曲，水动力条件好，下切和侧蚀作用强烈” 的特征。当斜坡坡脚长期遭受河流的浸润、冲刷和掏蚀时，坡脚岩土体的抗剪强度不断降低，再结合其它不利因素，最终导致斜坡失稳发生地质灾害。

4.2.2 降雨

经统计分析，区内地质灾害均为降雨诱发型地质灾害，降雨是绿春县地质灾害发生的首要诱发因素，为地质灾害的发生提供了充足的外动力条件。对多年月平均降雨量与对应月份内地质灾害发生频率的相关性进行统计(图11)，可以将区内月平均降雨量对地质灾害发生的影响程度划分为3级：

(1) 当月平均降雨量<80.6 mm时，区内降雨对地质灾害的影响程度小，不易发生地质灾害。

(2) 当月平均降雨量在80.6～178.9 mm时，区内降雨量对地质灾害的影响程度中等，较易发生地质灾害。

(3) 当月平均降雨量>178.9 mm时，区内降雨量对地质灾害的发生影响强烈，且地质灾害的发生频率随降雨量的升高而急剧攀升。区内共有414处地质灾害发生在该阶段，占全县地质灾害总数的95.83%。

图11 月平均降雨量与地质灾害发生频率关系图

4.2.3 工程活动

区内地质灾害在空间位置上存在沿居民点呈片状、点状分布和沿交通干线呈条带状分布的规律。工程活动相关地质灾害总计411处，占全县地质灾害总数的95.14%，表明工程活动对区内地质灾害的发育起着极其重要的作用，是区内地质灾害发生的重要外动力条件之一。

工程活动分为以下两大类：

(1) 基础设施建设：主要体现在区内城镇、农村规模不断扩大，易地扶贫搬迁工程、高速公路、乡村道路、生产道路大量修建，以及建筑用砂石料的私挖滥采等方面。该类工程活动对地质灾害的影响主要体现在废水排放、坡脚开挖、削坡过陡和坡后加载4个方面。经统计该类诱发的地质灾害有390处。

(2) 陡坡垦殖耕作：绿春县属典型的山区县，可用耕地面积有限，由于人口的增加，导致大面积的毁林开荒及陡坡垦殖耕作，造成了较严重的水土流失及环境恶化。该类工程活动对地质灾害的影响主要体现在森林植被破坏和灌溉渗漏两个方面。经统计该类诱发的地质灾害有21处。

5 易发性分区评价

本次易发性评价模型采用地质灾害综合强度指数方法，首先采用地质灾害点密度法对现状地质灾害强度指数进行量化分析；其次选取工程地质岩组、地质构造、地形坡度、降雨量和人类工程活动5个因素作为潜在地质灾害强度进行量化分析；最后基于GIS将评价因子换算叠加，获得评价单元的地质灾害综合强度指数，将工作区划分为高易发区、中易发区和低易发区3级，按照易发区的地域分布特征，划分为9个亚区(图12)。

图12 地质灾害易发性综合分区图

(1) 高易发区

包含A1，A2，A3三处，主要分布于戈奎乡全域、大兴镇、牛孔镇、大水沟乡和大黑山镇中部区域、平河北西部、三猛乡大部分地区、大兴镇南西角和骑马坝乡局部区域半坡乡集镇及周边地区，面积1 230.44 km2，占比39.74%。以构造侵蚀高中山和低中山地貌为主，坡度较陡，构造作用较强烈，人类工程活动强烈。区内地质灾害发育，共计332处(滑坡292处，崩塌2处，泥石流38处)，灾害点密度0.27处/km2。

(2) 中易发区

包含B1,B2,B3,B4,B5五处，主要分布于牛孔镇北部及大兴镇北西部、三猛乡北部、大兴镇和牛孔镇南部、骑马坝北西部和大水沟南东部区域、大黑山镇中西部地区和大水沟乡西北区域、平河镇东部、半坡乡大部分区域和大黑山镇南东部，面积1 287.49 km2，占比41.59%。以构造侵蚀低中山和低山地貌为主，坡度较陡，构造作用较弱，人类工程活动较强烈。区内地质灾害点75处(滑坡67处，崩塌1处，泥石流7处)，灾害点密度0.06处/km2。

(3) 低易发区

包含C1一处，主要分布于骑马坝乡大部分地区、黄连山国家级自然保护区全境，面积578.07 km2，占比18.67%。以构造侵蚀高中山-低山地貌为主，坡度较陡，构造作用较弱，人类工程活动较弱。

区内地质灾害点75处(滑坡67处，崩塌1处，泥石流7处)，灾害点密度0.04处/km2。

6 防灾减灾对策

(1) 遵循地质灾害以预防为主，与防治相结合原则。对重大重点地质灾害隐患点优先考虑搬迁避让，其次结合工程治理及生态措施；其余地质灾害隐患点按照其重要程度制定中远期治理目标。

(2) 结合前沿的学科技术对地质灾害进行精细化调查，定期对地质灾害隐患点进行动态巡査、排査、核査，由于降雨活动与地质灾害发生地点与活动强度具有明显的控制作用，建议开展以乡(镇)为单元、以灾害事件与异常降雨相关分析为基本内容的“地质灾害预测预报研究”。

(3) 建立地质灾害专业预警防灾体系[8]，完善地质灾害信息系统和气象预警系统建设，形成较为完善的地质灾害空间数据库，为全社会提供灾害信息服务。

(4) 加强地质灾害防治培训宣传，对管理人员提供防治专业知识培训，对群众提供不定期的基本常识的普及宣传教育，使得全民形成地质灾害应急意识，同时针对重点城镇、重点区域提高地质灾害应急演练次数。

7 结论

(1) 区内地质灾害以滑坡灾害最为发育，泥石流灾害次之，崩塌灾害弱发育。规模主要以小型为主，中型次之，大型最少。

(2) 区内地质灾害时间分布上表现为地质灾害的发生与降雨具有一定的同步性。空间分布上呈现出一定的分带性特征，存在沿居民点呈片状、点状分布和沿交通干线呈条带状分布的规律。依据发育规律，加强风险分级管控和隐患排查治理，规范人类工程活动是防灾减灾的有效途径。

(3) 区内地质灾害主要受地形地貌、岩土体类型、斜坡结构和地质构造等基础因素的控制，河流、降雨和工程活动等为主要的诱发因素。

(4) 采用基于GIS的地质灾害综合强度指数方法进行易发程度评价，划分了高、中、低易发区，高易发区约占绿春县面积的40%。