利川市忠路集鎮滑坡分布特征及主要控制因素分析

蔡愛民 郭靜 高杰 李亞云 王藝霖 楊虎成 孫智杰

摘 ?要：為研究利川市忠路集鎮滑坡的分布特征及探究滑坡發生發育的主要控制因素，在概述研究區自然地理及地質背景條件的基礎上，根據調查結果，分析區內地質災害分布及發育特征，并結合集鎮滑坡災害發生的主要控制因素，如地形地貌、地層巖性及巖土體類型、地質構造、植被發育、水文條件及人類工程活動展開討論總結。發現忠路集鎮滑坡發生發育的控制因素，除坡體自身巖土體力學條件的變化外，主要為降水和人類工程活動，尤其是建房、修路切坡等。建議對主要交通干線形成的高陡邊坡加強支護、支擋等工程措施。

關鍵詞：地質災害；滑坡；分布特征；發育特征；控制因素；忠路集鎮

中圖分類號：P642.22 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2024）18-0086-06

Abstract： In order to study the distribution characteristics of landslides in Zhonglu Town of Lichuan City and explore the main controlling factors for the occurrence and development of landslides， on the basis of summarizing the physical geography and geological background conditions of the study area， and according to the investigation results， the distribution and development characteristics of geological disasters in the area are analyzed. Combined with the main controlling factors of landslide disaster in the town， such as topography and geomorphology， stratigraphic lithology and rock and soil types， geological structure， vegetation development， hydrological conditions and human engineering activities are discussed and summarized. It is found that the main controlling factors of Zhonglu Town landslide are precipitation and human engineering activities， especially house construction， road construction and slope cutting， in addition to the changes of rock and soil mechanical conditions of the slope itself. It is suggested that the engineering measures such as support and retaining should be strengthened for the high and steep slopes formed by the main traffic trunk lines.

Keywords： geological hazard; landslide; distribution characteristics; development characteristics; controlling factors; Zhonglu market town

滑坡是世界范圍內最嚴重的災害之一，對人們生命安全和財產損失造成巨大威脅的同時，也伴隨著地質環境的惡化和破壞。我國是一個滑坡地質災害發生頻繁的國家，而且分布范圍廣泛。誘發坡體失穩破壞，進而形成滑坡的因素有多種，且通常是多因素共同控制的發展過程，發生發育的主要控制因素有坡體本身地質環境等內部因素，以及降雨、構造運動和工程加載等常見的外部因素。對類似于利川市忠路集鎮這樣人員較集居的研究區域，摸清其邊坡失穩的主要控制因素對防災減災工作來說意義巨大[1]。

1 ?自然地理及地質背景

1.1 ?地理位置

研究區位于湖北省恩施土家族苗族自治州利川市忠路鎮，在利川市西南，距市中心58 km。地處武陵山與大巴山余脈交匯處，東與涼霧鄉交界，西與汪營鎮、重慶市石柱縣黃水鄉毗鄰，南與沙溪鄉、文斗鄉為鄰，北與汪營鎮、福寶山藥材場相連。

1.2 ?氣象與水文

研究區屬亞熱帶大陸性季風氣候，多年平均氣溫12.5 ℃，極端最高氣溫41.2 ℃，極端最低氣溫-17 ℃。多年平均降雨量1 472 mm，降雨量以7月最多，1月最少，月最大降雨量396.8 mm（2017年7月），暴雨多出現在5—8月，占全年暴雨次數的67.7%。

研究區由郁江河由北向南貫穿，河流長約9.1 km，區內河谷最寬處約200 m，常年有水流，南部有支流后江河由西向東匯入郁江河主河道，支流長約3.2 km，兩河流水量隨季節變化明顯，區內其他溪流均沿溝谷最終匯于郁江河和后江河。

1.3 ?地形地貌

據現場調查及遙感影像將區內的地貌類型劃分為2類：構造侵蝕中低山區與構造剝蝕中山區。構造剝蝕中低山區，占比達89.53%，面積17.58 km2，構造剝蝕中山區面積1.25 km2。構造剝蝕中低山區分布在研究區大部份地段，海拔一般在500 ～1 000 m。中低山區河流發育，將地形切割成“V”字型，切割深度為200～500 m，陡坡陡壁較多，斜坡坡度一般在15～38°。構造剝蝕中山區分布在研究區東部局部地段，地面高程一般在1 000 m左右。

1.4 ?地層巖性

研究區出露地層主要有第四系、侏羅系及三疊系地層，主要巖性分布等詳見表1。

1.5 ?地質構造及地震

研究區位于新華夏系第三隆起帶內，為隆起帶應力局部陷落形成的斷陷盆地。主要的構造形跡為褶皺，斷裂及滑脫帶較少。構造體系屬華夏系和新華夏系2個構造體系，具體位于火石埡背斜南端西側，馬前-忠路張性斷裂南端東側，研究區西側發育-南北向不明性質斷裂。研究區地殼處于較弱的活動性構造應力場中，頻繁的微弱地震是本區地震特點，據歷史記載，忠路鎮未發生較強級別的地震。調查區所在區域地震動峰值加速度為0.05 g，地震動應譜周期為0.35 s，相應的地震基本烈度為Ⅵ度[2]。

1.6 ?人類工程活動特征

根據忠路集鎮的發展現狀以及各種類型的人類工程活動，將研究區的人類工程活動主要分為3級：人類工程活動弱、人類工程活動較強、人類工程活動強（圖1），相關面積統計見表2。

由表2可知，研究區人類工程活動弱的區域占比最大，達11.4 km2，占比58.43%，基本位于林區；其次為人類工程活動較強的區域，占比32.45%，面積6.37 km2；其余為人類工程活動強的區域和少量水域。

2 ?滑坡分布及發育特征

2.1 ?滑坡分布特征

研究區滑坡災害分布于鎮屬5個村，本次調查情況見表3。發生滑坡數量最多的2個村為主壩村和農科村，各2處，田灣村、木壩村與寨坡村各1處。因7處滑坡現今仍存在不同程度滑移現象，均屬于新滑坡。

對1983—2021年近40年間有時間記錄的滑坡分布情況進行統計分析：1983、2021年發生災害點最多，可能與這些年份降雨集中分布及人類工程活動相對強烈有關。對災害點發生時間統計分析：境內滑坡一般集中發生在6—7月，其中發生于6月的有2處，7月的有4處，占滑坡總數的86％。由此可見，地質災害在月份上分布不均勻，且多分布于汛期[3]。

2.2 ?滑坡發育特征

據災害體發育過程及演變結果分析研究區滑坡的成災模式，區內7處滑坡均為淺層土質滑坡，滑體厚度在4～12 m之間，滑坡多為斜坡表層第四系殘坡積松散堆積物沿下伏基巖界面滑動，控滑結構面為基覆界面。

7處滑坡總規模約82.51×104 m3，據滑坡的規模等級劃分標準，為3處小型滑坡，4處中型滑坡，無大型、特大型滑坡；以中層滑坡為主，其中滑體厚度小于等于5 m的滑坡共1處；厚度5～10 m的滑坡共2處，厚度10～15 m的滑坡共4處，占總數的57%；滑坡平面形態主要有半圓形2處，矩形2處，舌形3處，滑坡平面形態以“舌”形為主；滑坡剖面形態主要有凸形1處，階形6處，無凹形、直線形、復合形，剖面形態以階形為主；因自然因素引起的滑坡合計2處，綜合因素引起的滑坡共計5處，無單一人為因素引起的滑坡。

區內滑坡目前處于穩定狀態的有1處，基本穩定的有4處，不穩定的2處。說明境內滑坡目前大部分處于變形發展階段，在降水和人類工程活動等因素的疊加影響下，部分滑坡可能誘發滑坡加速變形或再次失穩[4]。

3 ?忠路集鎮滑坡成災控制因素分析

3.1 ?地形地貌與滑坡災害

3.1.1 ?地貌單元

地形地貌特征是影響地質災害發育的主控因素之一，區內滑坡均發育在中低山地貌區，中低山地貌區溝谷發育，斜坡多為陡坡地形，一般斜坡前緣多為切割較深的溝谷地帶，具有良好的臨空面，斜坡局部修路建房，多切坡形成人工高陡邊坡，改變斜坡平衡應力條件。以上地貌不利因素均不利于斜坡的穩定性，為滑坡發育提供了良好的條件。

3.1.2 ?地面高程

忠路集鎮共7處滑坡，其中≤600 m高程區未發生地質災害；600～700 m高程區發育有5處，占地質災害總數71％；700～800 m高程區發育地質災害2處。區內600～700 m高程區內滑坡災害發生概率較高。

3.1.3 ?斜坡坡形

坡形可影響坡體內部應力分布狀態，從而影響坡體的穩定，最終導致滑坡災害。斜坡坡形分為5種基本類型：直線型、凹型、凸型、階型、復合型。其中凸型和直線型屬于正向類斜坡，凹型和階型屬于負向類斜坡。

區內共有7處滑坡，其中凸型坡4處，占滑坡總數的57%；階型坡3處。區內滑坡多分布于凸形斜坡，其次為階形斜坡，總體上凸形和階形斜坡易發生滑坡災害。

3.1.4 ?斜坡坡度

滑坡的形成與斜坡坡度有很大關系，在一般情況下，斜坡變形要具備有利于坡體下滑的臨空條件。據實地調查與現場測量，可將地質災害所處斜坡坡度分為5個級別：＜8°為平臺或微坡；8～15°為緩坡（或較陡坡）；15～25°為陡坡；25～40°為急陡坡；>40°為陡崖。區內坡度在15～25°之間形成滑坡最多，原因在于該坡度范圍內巖石風化物易堆積，且堆積較厚，而該坡度范圍一般位于坡體中下部靠近坡腳，是降雨與坡面徑流的匯集處，是坡體內外水交換最強烈的地區，不但劣化巖土體性質，而且對表部巖土體產生較高的動、靜水壓力，該坡度區間為最易形成滑坡的坡度。

3.1.5 ?斜坡坡向

當坡體朝向不同時，小氣候與水熱等條件也有會所差異，這種差異也影響著滑坡災害的發育與發生。山區一般按朝南、朝北把斜坡稱為陽坡、陰坡，而廣義上北西、北、北東等坡向也屬于陰坡，屬于陽坡的為南東、南、西南等坡向。區內陰坡發育滑坡1處，陽坡發育滑坡1處，坡向朝東的坡體發育滑坡4處，坡向朝西的坡體發育滑坡2處。在坡向北西、北、南、南西的坡體內無地質災害發育。

3.2 ?地層巖性及巖土體類型與滑坡災害

地層巖性與巖土體類型是滑坡災害發育的基礎物質條件。不同地層巖性、不同巖性組合下滑坡災害的發育程度及類型存在很大的差異。

3.2.1 ?地層巖性

研究區出露地層順序為自第四系到三疊系，其中4組地層巖性段發育地質災害或作為滑坡滑床。

區內7處滑坡中全為土質滑坡，滑體物質均為第四系殘坡積及崩坡積物，地層巖性主要為粉質黏土與粉質黏土夾碎塊石，整體結構松散，表現出的物理力學強度較低，遇水時易軟化，在不利的地形條件和受到人工擾動作用時易發展成滑坡。形成的主要原因為上覆土體結構松散，孔隙度大，透水性強，而下伏基巖透水性相對較小，可充當隔水層，隨著水體入滲至土體飽和、軟化，土體強度也跟著降低，土體重量和孔隙水壓力增大，將在基覆界面上形成滑帶或滑移面[5]，最終可導致上覆巖土體滑移而致災。

3.2.2 ?巖土體類型

區內滑坡發育的工程地質巖組主要有3種：松散巖工程地質巖類、碳酸巖工程地質巖類、碎屑巖工程地質巖類，其中碎屑巖類在測區分布范圍最廣泛，分布面積為8.88 km2，占測區總面積的46.9％，發育滑坡2處；碳酸巖類在測區分布面積最小，為1.69 km2，占測區總面積的8.9％，未發育地質災害。碎屑巖工程地質巖類在本工作區中分布面積為8.37 km2，占測區總面積的44.19％，發育滑坡5處（圖2）。

3.3 ?地質構造與滑坡災害

地質構造對滑坡災害的形成發育有著重要的影響作用，一是控制地形地貌的形成發育，在漫長的地質發展過程中，經歷構造運動，產生了大面積的褶皺和強烈的斷裂，伴生多組裂隙、裂縫，在長時間變形累積下，最終裂縫將貫通，導致不良地質現象發生；二是改變了巖土體的結構、構造和物理性質，尤其在斷裂帶及其兩側巖土體破碎程度較高，在孔隙水及裂隙水疊加作用下，為滑坡災害的發生創造了有利條件，較易發生滑坡災害，區內的地質構造方向線呈南西-北東向發育，從滑坡分布與地質構造的關系可知，區內滑坡相對集中分布區與構造帶的展布具有一定的一致性，說明區內地質構造在一定程度上為滑坡發育與發生的控制因子。

3.4 ?植被發育與滑坡災害

區內植被覆蓋類型與地貌特征關系密切，中低山區和低山區以喬木、灌木、灌草叢為主，河流及溝谷平緩地段基本無覆蓋，多為農田及人類活動區。通過遙感解譯植被指數NDVI分級結果，本次工作區根據植被覆蓋率可以分為5個等級：極低植被覆蓋區（0%～10%）、低植被覆蓋區（10%～30%）、中低植被覆蓋區（30%～45%）、中植被覆蓋區（45～60%）、高植被覆蓋區（大于60%）。區內滑坡有5處發生在中植被覆蓋區，中低植被覆蓋區和高植被覆蓋區分別存在1處（表4）。常規情況下，植被覆蓋率高，植物根系便能有效地固定土壤，在遇到雨水天氣時，相對不容易發生滑坡災害。區內的反常現象更進一步說明了地質構造及人類工程活動對滑坡災害的作用不可忽視。

3.5 ?水與滑坡災害

在眾多形成滑坡的不利因素中，水是最重要的誘導和觸發控制因素。

3.5.1 ?降水對滑坡地質災害的影響

在相同地質條件下，大氣降水可為誘發滑坡災害的主要因素。在區內降水誘發滑坡作用方式為：降水入滲邊坡巖土體，一方面，增大了其容重，以動靜水壓力形式，使坡體加載；另一方面，可弱化巖土體，在水化作用影響下，導致黏土礦物的黏著力降低，更甚者消失，改變坡體力學性能；長期干濕交替可致巖土體開裂，增加其滲透性，促使水體滲入坡體，惡化坡體穩定狀況。研究區暴雨集中的夏季，山洪引起的表層巖土體滑移滾落特別嚴重[5]。

3.5.2 ?地表水對滑坡地質災害的影響

一般情況下，地表水體主要包括河流、湖泊、地面徑流和水庫等，在忠路集鎮，地表水體主要是指河流、地面徑流。

河流的作用主要表現在侵蝕河流兩岸的邊坡，長時間作用會使邊坡變陡形成臨空面，從而使其失去支撐，導致邊坡穩定性降低；河流洪水期和平水期的變化，會改變地下水的補給條件、排泄和坡體內的水力梯度情況，形成較大的動水壓力，從而使斜坡的穩定性降低。地面徑流主要表現在對坡面等的沖刷，在坡面上形成沖溝、落水洞等，地表水的入滲會引起坡體容重的增加，同樣會引起巖土體強度降低，從而降低邊坡穩定性。滑坡地質災害的發生與地表水分布關系密切，多數災害發生在河流沿岸。

3.5.3 ?地下水對滑坡地質災害的影響

地下水對坡體失穩的貢獻主要體現在軟化了巖土體，降低了巖土體強度；增加了坡體自重，增加了下滑力和降低了抗滑力，此外坡體地下水所產生的靜動水壓力也是滑坡災害發生的重要動力來源。

區內地下水對滑坡災害的影響主要是由于斜坡中上層滯水或潛水的存在，使巖土體飽水，降低了巖土體的抗剪強度，增加了土體的自重，誘發斜坡失穩而致災。此外區內滑坡主要發育于第四系松散巖和沉積巖地層中，此類地層中節理裂隙發育，上層滯水和潛水滯納空間豐富，可使黏性物質體積膨脹、力學性質變化，降低巖土體的強度，為誘發斜坡變形失穩創造有利條件[6]。

3.6 ?人類工程活動與滑坡災害

區內滑坡的形成受人類工程活動影響明顯。隨著忠路集鎮經濟建設的迅速發展，人類工程活動對地質環境的影響也在日漸增強。

3.6.1 ?交通道路建設

忠路鎮由于城鎮經濟發展需要，交通干線較發達，研究區南北向干道X013縣道輻射城鎮西部區域，同為南北向的X010鄉道輻射研究區東部，輔以主壩路與龍渠路等公路構成集鎮范圍內四通八達的交通路網。由于修路開挖切坡，形成3～20 m人工邊坡，坡度一般大于60°，由于切坡改變了原始斜坡平衡應力條件，在未采取支護措施地段，易發生局部坍滑變形、剝墜落等不良地質現象，2020年6—9月期間，在主壩路線（主壩新村段）、X013縣道（田灣村段），在降雨后，出現多處局部小規模坍滑。

3.6.2 ?商業與民用建設

忠路集鎮原始地貌為狹長溝谷地貌，因城鎮經濟發展建設需要，削高填低，平整場地，人類工程活動強烈，其城鎮周邊切坡形成了高陡人工巖質和土質斜坡，不利于斜坡穩定，存在滑坡等地質災害發生的隱患，對區內回填區，一般厚度3～5 m，在商業和民用建筑建設時，也存在地基不均勻沉降等工程地質問題。村組居民建房切坡，多形成坡高3～10 m，坡度60～80°的邊坡，支護、支擋措施較差，在強降雨作用下，偶爾發生滑坡或局部坍滑等不良地質現象。

3.6.3 ?水利工程建設

區內水利工程建設主要為水庫，利用溝谷、河流天然地形條件，筑壩攔水，由于區內分布地層多為巴東組易滑地層，灰巖與砂巖互層接觸面與巖體破碎孔隙為地表水轉入地下提供良好條件。水庫蓄水抬升了周邊地下水水位，在水庫蓄排水過程中，周邊巖土體也在不停地經歷干濕交替作用，給水庫周邊巖土體坍滑創造了有利條件，在水庫沿線兩岸也多見巖土體坍滑[6]。

3.6.4 ?農業開發種植

區內為中低山區，種植業主要為封山育林及農作物耕種，育林面積較大，農作物一般以零星耕種為主，其品種以玉米為主，耕種農作區導致土體松散，利于降雨入滲，使土體飽和，區內雨后多有玉米地土體發生坍滑。

4 ?結束語

研究區內滑坡災害的形成與地形地貌、地層巖性及巖土體類型、地質構造、植被發育、水文條件及人類工程活動等多種控制因素有關，而滑坡的主要誘發因素多為人類工程活動，尤其是建房、修路切坡，形成人工高陡邊坡，改變原始斜坡平衡應力條件，在強降雨作用下，極易導致斜坡發生局部坍滑和滑坡等不良地質現象。區內直接或間接受人類工程活動因素誘發的滑坡就高達5處，因此建議對主要交通干線形成的高陡邊坡進行支護、支擋等工程措施。

參考文獻：

[1] 張江偉，李小軍，遲明杰，等.滑坡災害的成因機制及其特征分析[J].自然災害學報，2015，24（6）：42-49.

[2] 袁立為，蔡愛民.恩施州利川市忠路鎮地質災害調勘查成果報告[R].湖北省地質環境總站，2021.

[3] 袁玉華，曾洋.湖北省丹江口市地質災害發育規律研究[J].資源環境與工程，2017，31（2）：184-188.

[4] 常士驃，張蘇民.工程地質手冊[M].4版.北京：中國建筑工業出版社，2007.

[5] 鄧利歡，鄒鳳輝.淺析黃岡大別山世界地質公園地質災害形成條件及防護對策[J].西部資源，2020（1）：95-101.

[6] 馮冬寧.陽春市崩塌、滑坡地質災害空間分布與影響因素研究[J].惠州學院學報，2022，42（6）：66-71.