滑坡災害特征分析及易發性評價

摘 要：為了防治滑坡災害，本文基于統計法進行了滑坡災害特征分析，并利用信息量法進行滑坡災害易發性評價。分析結果表明，研究區內滑坡規模以中、小型滑坡為主，影響因素主要包括地形地貌、降雨、與斷層距離以及工程巖組等，各孕災因子的易發程度由強至弱排序為降雨＞工程巖組＞坡度＞與斷層距離＞高程＞坡向。同時，在研究區內，高易發區分布面積占38.86%，中易發區分布面積占19.16%，低易發區分布面積占25.01%，非易發區分布面積占16.17%。

關鍵詞：滑坡；統計法；信息量法；易發性評價

中圖分類號：P 642" " " " " " 文獻標志碼：A

滑坡是我國常見的地質災害之一，其失穩影響因素較多，一旦失穩，將會造成巨大財產損失，因此，進行滑坡災害特征分析和易發性評價具有重要的現實意義[1-2]。目前，吉海[3]在滑坡穩定性分析基礎上進一步探究了滑坡災害發育特征；麻晟等[4]分析了陜西瀛湖鎮的滑坡災害分布特征；楊明杰等[5]研究了滄源縣的滑坡易發程度；張柯月等[6]利用機器學習模型評價了三明市的滑坡易發程度。上述研究充分說明進行滑坡災害特征分析和易發性評價具有較強的實用價值，但是限于區域地質條件差異，仍然有必要結合具體工程實際進行針對性分析。因此，本文結合研究區基本概況，基于統計法進行滑坡災害特征分析，并利用信息量法進行滑坡災害易發性評價，以期為研究區內的滑坡災害防治提供一定的理論參考。

1 研究區概況

研究區范圍包括全縣域，面積為2046.38km2，下轄23個鄉鎮，常住人口12.46萬戶、42.19萬人。由于研究區范圍較大，常住人口較多，因此對其進行滑坡災害特征分析和危險性評價具有重要的現實意義。結合現場調查成果，研究區的地質條件如下所示。

1.1 地形地貌條件

研究區高程范圍為1026m～1979m，起伏相對較大，地勢總體西北高、東南低，溝谷縱橫發育，為滑坡災害發育奠定了基礎。根據調查，研究區內主要包括3種地貌類型，即堆積黃土低山丘陵地貌、堆積黃土低山丘陵地貌和堆積河谷平原地貌。其中，堆積黃土低山丘陵地貌位于區內北部、中部，“V”形溝谷交錯發育，溝底較狹窄；堆積黃土低山丘陵地貌位于區內西南部，河流較發育，溝谷下切不明顯，局部洼地發育；堆積河谷平原地貌位于區內其他位置，階地特征發育強烈，造就了較多陡峻的斜坡地形。

1.2 地層巖性條件

研究區內第四系地層主要以沖洪積、崩坡積和殘坡積為主，巖性主要為碎石土、黃土、粉質黏土和卵石等。其中，碎石土多呈褐色，碎石含量為55%～75%，磨圓度較差，粒徑多為5cm～20cm；黃土呈黃色，結構松散，縱向節理發育，較少存在濕陷性，偶見角礫；粉質黏土多呈褐色、灰色，硬塑為主，局部存在可塑、軟塑，巖芯切面有光澤，工程性質一般；卵石多由沖洪積形成，磨圓度較高，孔隙由角礫、黏性土充填，密實度多為稍密～密實。

下覆基巖以三疊系沉積巖、火成巖為主，巖性主要為砂巖、泥巖、頁巖和花崗巖等。

1.3 地質構造條件

研究區內地質構造主要為斷裂構造，褶皺構造不發育，并且區內新構造運動以間歇性上升運動和不對稱運動為主，為災害發育奠定了基礎條件。

1.4 水文地質條件

研究區范圍內主要發育有7條河流，地表水資源量豐富，區內降雨量為438.49mm～1152.05mm，波動范圍大。在地下水方面，主要以孔隙水、裂隙水為主。前者富集性主要與第四系地層分布位置和厚度相關，孔隙潛水主要分布于河（溝）谷階地和山前的洪積扇地區，含水層巖性多為砂卵礫石，含水層厚度為2m～19m，補給來源主要為降雨、地表水，排泄渠道主要為河谷中下游的地下徑流和蒸發。后者富集性主要與節理裂隙發育程度有關，集中分布于東部、南部和北部，儲存于砂巖、變質巖和侵入巖的風化裂隙相對發育地帶，基巖裸露地帶主要受大氣降水、地表水和上覆黃土潛水的滲漏補給，其后再于地形突變帶，以泉形式為主進行排泄。該型地下水受地貌條件的控制，局部可以形成獨立的補給、徑流和排泄系統。經取樣試驗可知，區內地下水礦化度通常＜2.6g/L，主要為1.4g/L～1.9g/L。

據調查，研究區范圍內共計發育有186個滑坡，屬區內主要災害類型，因此，后續重點進行此類災害的發育特征和危險性評價分析。

2 研究區滑坡災害特征分析

2.1 滑坡災害特征總結

2.1.1 滑坡地表發育特征

滑坡區地表發育形態較多，平面特征多為“舌狀”“圈椅狀”，坡度均不大，地表形態多呈“陡-緩-陡”特征。

2.1.2 滑坡尺寸要素特征

在滑坡尺寸要素方面，長度多為40m～320m，寬度多為60m～250m，厚度多為5m～20m，因此，區內滑坡規模相對較小，以中、小型滑坡為主。

2.1.3 滑坡發育特征

區內滑坡的發育時間相對較早，其后又發育成穩定或基本穩定。在人類工程活動，例如農業耕種、房屋修建等影響下，滑坡逐步復活，并且區內滑坡失穩前具有一定的預兆特征。

2.2 滑坡災害影響因素分析

滑坡影響因素相對較多，本文主要從地形地貌、降雨、與斷層距離和工程巖組的影響規律進行分析。

2.2.1 地形地貌的影響規律

地形地貌的影響主要包括3類影響因子，即坡度、坡向和高程。坡度分類和分布比例見表1。

由表1可知，隨著坡度增加，滑坡分布比例先增加、后減少，坡度3組（坡度10°～15°）的分布比例相對最大，即在該坡度范圍內，滑坡災害最易發育。其后依次為坡度4組（坡度15°～20°）、坡度2組（坡度5°～10°）、坡度5組（坡度＞20°）和坡度1組（坡度0°～5°）。

不同坡向條件下的滑坡分布規律如圖1所示。

由圖1可知，各坡向分組條件下分布百分比存在一定差異，分布范圍為13.98%～21.51%，總體差異相對不大，規律性不明顯，因此可以認為坡向對滑坡災害發育程度有限。經比較，坡向分組由多至少的排序為坡向3組＞坡向4組＞坡向1組或坡向6組＞坡向2組＞坡向5組。

不同高程條件下的滑坡分布規律如圖2所示。

由圖2可知，從高程1組至高程3組，其分布百分比相差不大，其百分比值均明顯大于高程4組的分布百分比值，即滑坡主要分布于1000～1600m范圍內；對比得出在高程分組的滑坡災害分布方面，對應百分比由多至少排序為：高程2組＞高程3組＞高程1組＞高程4組。

2.2.2 降雨的影響規律

結合目前災害與降雨的發育規律，得到其對滑坡的影響規律特征，見表2。由表2可知，隨著降雨量增加（即降雨1組～降雨5組），滑坡分布百分比逐步增加，即降雨量越大，滑坡失穩風險越大。

2.2.3 與斷層距離的影響規律

不同與斷層距離條件下的滑坡分布規律如圖3所示。

由圖3可知，前3組的分布百分比相當，與后3組的分布百分比差異較大，即滑坡主要發育于斷層2km范圍內。

2.2.4 工程巖組的影響規律

區內工程巖組主要包括4組，其與滑坡的分布規律見表3。由表3可知，粉質黏土巖組的分布百分比相對最大，其值為47.31%；其次是黃土巖組，其分布百分比為42.47%。這2個巖組的滑坡分布比例明顯大于其余2組的滑坡分布比例，屬區內主要滑坡災害發育巖組。

綜合上述，地形地貌、降雨、與斷層距離和工程巖組對滑坡分布規律具有較大影響，并具有較大的規律性特征。

3 研究區滑坡災害易發性評價

3.1 評價方法構建

結合以往經驗，本文提出利用信息量法進行區內滑坡災害的易發性評價，并根據第2節地形地貌、降雨、與斷層距離和工程巖組4個重要孕災因子，重點評價滑坡在研究區內的易發性。

根據信息量法原理[7-8]，各孕災因子會進行區間分組，對應分組條件下的信息量IAj-B如公式（1）所示。

（1）

式中：j為劃分區間；A為孕災因子；B為災害類型；Nj為災害分布個數；N為調查區災害分布總數；Sj為柵格單元數；S為調查區柵格單元總數。

根據IAj-B值進行相應分組區間的易發程度評價，其評價判據如下：當該值大于零時，對應分組區間所含信息量大，則其災害易發性高；當該值等于零時，對應分組區間的易發性具有游離特征；當該值小于零時，對應分組區間所含信息量小，則其災害易發性低。

同時，在分組區間易發性評價基礎上，再對各孕災因子的總信息量I進行計算，如公式（2）所示。

（2）

式中：n為對應的狀態總數。

根據I值大小即可評價對應孕災因子的易發程度，I值越大，對應孕災因子的易發程度越高。

3.2 易發性評價結果

按照3.1節的滑坡災害易發性評價方法，統計本文實例的易發性評價結果，見表4。

由表4可知，將各類孕災因子的易發性評價結果總結如下所示。1） 地形地貌的評價結果。在坡度評價結果中，坡度1組～坡度4組均具有易發程度高的特征，尤其坡度1組的易發程度相對最高，坡度5組的易發程度較低。在坡向評價結果中，坡向1組和坡向4組的易發程度較低，其他分組均具有易發程度高的特征，坡向3組的易發程度最高。在高程評價結果中，高層2組呈易發程度較低，其余均具由易發程度高的特征。2） 降雨的評價結果。在降雨條件下，各類分組區間的易發程度均較高，降雨5組的易發程度相對最高。3） 與斷層距離的評價結果。僅距離4組的易發程度較低，其余分組的易發程度均較高。4） 工程巖組的評價結果。基巖巖組的易發程度較低，其余巖組均易發程度較高，尤其是粉質黏土巖組和黃土巖組。

在各孕災因子分組區間易發程度評價基礎上，針對每個孕災因子進行易發程度評價，并根據各孕災因子的I值，將其易發程度由強至弱進行排序，即降雨（總信息量I為1.268）gt;工程巖組（總信息量I為1.052）gt;坡度（總信息量I為0.762）gt;與斷層距離（總信息量I為0.509）gt;高程（總信息量I為0.472）gt;坡向（總信息量I為0.135）。

最后根據I值大小，再進一步進行研究區易發程度分區研究，根據工程經驗，通常劃分為4類易發區，即高易發區、中易發區、低易發區和非易發區。經統計，研究區易發分區結果如下：高易發區分布面積795.16km2，占調查區總面積的38.86%；中易發區分布面積408.52km2，占調查區總面積的19.16%；低易發區分布面積511.85km2，占調查區總面積的25.01%；非易發區分布面積330.85km2，占調查區總面積的16.17%。

4 結論

本文采用統計法和信息量法進行滑坡災害特征分析和易發性評價，得出以下3個結論。1） 滑坡區地表發育形態較多，平面特征多為“舌狀”“圈椅狀”，地表形態多呈“陡-緩-陡”特征，長度多為40m～320m，寬度多為60m～250m，厚度范圍多為5m～20m，即滑坡規模以中、小型滑坡為主。2） 滑坡影響因素相對較多，主要包括地形地貌、降雨、與斷層距離和工程巖組等因素，各因素的影響規律較明顯。3） 根據滑坡災害性評價，各孕災因子的易發程度由強至弱排序為降雨＞工程巖組＞坡度＞與斷層距離＞高程＞坡向。

參考文獻

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