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0 引言
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永仁县地处云南省滇中北部,地理坐标为东经 101°14′~101°49′,北纬 25°51′~26°30′,县域位于川滇南北向构造带与青藏“歹”字型构造体系复合部位,区域上位于新华夏系构造的纳拉箐压扭性大断裂、南北向构造带的夜么乍压扭性断裂及深箐断裂一侧,新构造运动较强烈,地质构造较复杂,小型压扭性、压性断裂较发育,造成岩体破碎,山高坡陡,地形深切,加上降雨集中(多暴雨)和粗放式的农耕经济活动,生态环境不断恶化,经常发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,是云南省地质灾害危害较严重的县市之一。地质灾害的频繁发生,严重制约着本地经济的发展(周鹏敏等,2016;任磊等, 2020;王伟等,2021;陈亚楠等,2024)。因此查明该县地质灾害类型及发育特征,做好针对性防治措施,有利于本地经济的发展(任磊等,2020;王伟等, 2021)。
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本文通过资料数据分析、遥感调查、地面调查以及综合研究,筛选出 111 处地质灾害点作为研究对象,极具代表性与真实性。在此基础上,对区内地质灾害进行调查评价,查明区内地质灾害时空分布规律,进一步查明地质灾害发育特征及形成条件,探讨地质灾害形成的基础条件和诱发因素,以期为永仁县防灾减灾、精准治灾工作提供科学依据。
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1 地质环境概况
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永仁县位于云南省滇中北部,自古就是出滇入川的要塞,属楚雄彝族自治州所辖。县域面积2189 km2,县域整体呈高山峡谷、缓坡丘陵同山间小盆地相间的立体地貌(任磊等,2020;王伟等,2021),地势西北高,东南低,平均海拔 1530~1700 m,地形复杂,高差较大,致使境内气候呈现立体气候,从北部东南部金沙江河谷的南亚热带气候,向西逐步过渡为中亚热带和北亚热带气候。年平均降雨110 d,多年平均降雨量为 843.3 mm,最多为 1147.77 mm,最少 580.33 mm,降雨期主要集中在 6~9月;多年平均气温 17.8℃,极端最高气温 37.7℃,极端最低气温-3.5℃,最热月历年(5 月)平均温度 23.3℃,最冷月历年(12月)平均气温9.9℃。
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永仁县地表水发育,主要河流为永定河、羊蹄江、万马河、白马河、永兴河、江底河,属长江一级支流金沙江水系。
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永仁县位于川滇南北向构造带与青藏“歹”字型构造体系中部复合部位。构造形迹主要表现为南北向褶皱构造带(图1),区内主要发育夜么乍亚扭性断裂、纳拉箐亚扭性大断裂、猛古喇背斜和中和向斜等,中生界地层是区内最主要的地层,局部分布有元古界、古生界和新生界地层,岩浆岩较为少见。地层岩性以砂泥岩互层为主,变化较小,但由于地质构造、岩层差异风化,以及人类工程活动越来越强烈,地质灾害隐患点的复杂性和不确定性日趋增加。
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2 地质灾害类型及发育特征
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2.1 地质灾害类型
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经调查核定,永仁县发育有滑坡、崩塌、泥石流 3种地质灾害类型,共有地质灾害点111个。灾害类型以滑坡为主,共 89 个,占 80.2%;泥石流次之,共 16条,占14.4%;崩塌最少,仅6个,占5.4%(图2)。
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图1 永仁县地区区域构造纲要图
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断裂:1—小丙习张扭性断裂;2—衣里古断裂;3—团坝断裂;4—石碑山断裂;5—把石者断裂;6—纳拉箐压扭性大断裂;7—夜么乍压扭性断裂;8—深阱断裂;9—斑鸠湾张扭性断裂;10—石厂山挤压破碎带;11—辣子哨压扭性断裂;12—马店河压扭性断裂;13—阿署达压性断裂;14 —清门口压性扭断裂;15—普格达压扭性断裂;16—三棵树压扭性断裂;17—迤沙拉压扭性断裂;18—炳山箐压扭性断裂;19—老石房医招性新袋;20—石头河张扭性断裂;21—放马田压性断裂;22—荒草坝压性断裂;23—阿尼乍断裂;24—藜溪压扭性断裂;25—罗湾压扭性断裂;26 —过茶梁子压扭性断裂;27—磨石阱压扭性断裂;28—弄弄坪压扭性断裂:29—大渡口压扭性断裂;30—田房阱挤压破碎带;31—接断山压性褶皱:(1)—勒巴山向斜;(2)—意古向斜;(3)—中和向斜;(4)—干阱向斜;(5)—丙令背斜;(6)—灰嘎向斜;(7)—丙和良向斜;(8)—灰窝背斜;(9)—大菁背斜;(10)—宝鼎背斜;(11)—野猪塘背斜;(12)—么苴地背斜;(13)—老虎山向斜;(14)—猛古喇背斜;(15)—回利乍向斜; (16)—小平地向斜;(17)—大把关背斜;(18)—新田向斜;(19)—金台子背斜;(20)—干坪子向斜;(21)—大麦地梁子向斜;(22)—树皮厂向斜;(23)—鸭子庄背斜;(24)—乍木打老背斜;(25)—俄刀俄向斜;(26)—仰天窝向斜;(27)—龙塘背斜;(28)—那边街向斜;(29)—显灵山向斜;(30)—团山向斜
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2.2 地质灾害发育特征
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2.2.1 滑坡发育特征
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滑坡是永仁县最主要的地质灾害类型。根据滑坡物质组成,区内最多的是土质滑坡,有66个,占 74.2%;碎块石土滑坡有 22个,占 24.7%;岩质滑坡有 1 个,占 1.1%。规模以中小型为主,其中小型滑坡最多,有 71 个,中型滑坡 18 个。根据滑体厚度,全县89个滑坡全为浅表层滑坡,表层土体大多以残坡积层、崩坡积层及洪积层碎石土为主,表层土体较薄。根据原始斜坡结构类型,发育在顺向斜坡中的有 29个,发育在斜向斜坡中的有 24个,发育在反向斜坡中的有 16 个,发育在平缓层状斜坡的有 7 个,发育在横向斜坡中的有 13 个。经分析,原始斜坡为顺向坡和斜交坡的岩体结构利于滑坡的发生。按现状稳定情况统计,现状稳定的滑坡有8个,较稳定状态的居多,有75个,现状不稳定的滑坡有6个。
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图2 永仁县地质灾害类型构成图
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2.2.2 泥石流发育特征
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永仁县县域内发育的16条泥石流,均属于暴雨沟谷型泥石流;规模以小型泥石流为主,仅1条为大型泥石流;按发育阶段划分,形成期泥石流有 5 条,发展期泥石流有 5条,衰退期泥石流有 5条,停歇或终止期有1条。
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2.2.3 崩塌发育特征
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崩塌是永仁县最少的地质灾害类型,仅有6个,且规模以小型为主,有 5个,占 83.3%;中型有 1个,占 16.7%;按斜坡结构类型划分,顺向坡有 2 个,占 33.3%;斜向斜坡有 2 个,占 33.3%;反向坡有 1 个,占 16.7%;横向坡 1 个,占 16.7%,发生崩塌概率较大的是顺向斜坡和斜向斜坡。崩塌斜坡岩体结构类型以块裂状结构为主,其块裂状结构有4个,整体块状结构 1 个,碎裂状结构 1 个。根据现状稳定性情况,现状不稳定的崩塌有 1 个,占 16.7%;较稳定的崩塌有 4 个,占 66.6%;稳定的崩塌有 1 处,占 16.7%。
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3 地质灾害分布规律
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3.1 空间分布规律
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永仁县地质灾害分布广泛。从乡镇分布看,永兴乡分布最多,有35处,类型主要为滑坡和泥石流,中和镇次之,有 22处,为滑坡和崩塌,莲池乡(4处) 和永定镇(5处)较少发育;从高程上看,地质灾害集中发育在海拔 1600~1800 m,有 37 处,1800~2000 m 次之,有 24 处,大于 2200 m(2 处)和小于 1200 m(3 处)较少发育(图3)。
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3.2 时间分布规律
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从时间上看,地质灾害也呈集中分布的规律 (凡晨,2022)。据历史记载和走访当地村民的资料分析,5—10 月主汛期是永仁县地质灾害的高发时期,县域 90% 的地质灾害都集中在这个时段发生,特别是7月、8月、9月最为频繁(图4)。
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4 地质灾害形成条件
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4.1 基础条件
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4.1.1 地形地貌
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永仁县地形高差悬殊,县域整体呈高山峡谷、缓坡丘陵同山间小盆地相间的立体地貌。县域地质灾害主要分布于穹状窿状高中山地貌区和中切割台地中山地貌区。此外,陡峻的地形为地质灾害的形成提供了有利条件。经统计,滑坡主要发育在地形坡度20°~40°,共有64个滑坡,占滑坡总数(89 个)的 71.9%;崩塌主要发育在地形坡度≥50°的地段,共发育有6个;泥石流主要发育在地形陡峭的沟谷内,沟谷两岸大部分斜坡坡度在20°~40°,且主沟纵坡12°以上的有9条,占沟谷型泥石流总数(16条) 的56.3%。
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由此可以看出,较陡的地形地貌对永仁县地灾的形成起到很大的作用,尤其是坡度在 20°以上的地形地貌,根据上述统计,地形坡度对永仁县地质灾害影响程度顺序为:崩塌、滑坡、泥石流。
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4.1.2 地质构造
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一般来说,地质构造(褶皱、断裂等)发育程度与地质灾害数量呈正比(李媛等,2004;朱利辉等, 2021a)。永仁县地质灾害点的空间分布与构造活动断裂、褶皱等存在一定的对应关系,地质构造是影响本区地质灾害发育的重要因素之一。区内地质灾害主要分布在夜么乍亚扭性断裂、纳拉箐亚扭性大断裂及中南部褶皱带两侧,呈条带状密集分布,且距离主断裂带 20 km 范围内分布最为密集,占 65%,随着与主断裂带距离的逐渐增大,地质灾害数量逐渐减少(图5)。
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4.1.3 地层岩性及岩土体结构类型
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永仁县主要出露白垩系(K)、侏罗系(J)及三叠系(T)地层,岩性多由砂岩、泥岩、粉砂岩及粉砂质泥岩组成,属软岩、较软岩类。经统计,地质灾害发生在白垩系(K)中有 37 个,占灾点总数(111 个)的 33.3%;发生在侏罗系(J)中有 46 个,占总数的 41.4%;发生在三叠系(T)中有 27 个,占总数的 24.4%;第四系上新统(N)有 1 个占总数的 0.9%。其中白垩系、侏罗系和三叠系地层区域为地质灾害主要发育区,其以滑坡、崩塌和泥石流为主。岩土体作为地质灾害的活动主体,是地质灾害产生的物质基础,岩土体类型、性质、结构及构造特征对地质灾害的形成发育产生重要影响(杨迎东等,2021;朱利辉等,2021a,2021b)。区内地质灾害点岩土体主要分布于软弱—较软弱岩体中(图6),受构造作用影响,岩体节理发育,结构破碎,易于风化,为地质灾害的形成发育奠定了物质基础。
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图3 永仁县地质灾害空间分布图
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a—地质灾害分布图;b—各乡镇地质灾害统计图;c—地质灾害与高程分布图
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图4 永仁县地质灾害发育与降雨时间关系图
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4.2 诱发因素
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4.2.1 降雨
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地质灾害与降雨关系密切,强降雨是诱发崩塌、滑坡、泥石流等的最直接因素(郑立红,2018;王伟等,2021;凡晨,2022)。永仁县 90% 的地质灾害集中发生在每年的 5—10 月,与每年降雨强度时间吻合,一些大规模灾害或群发性灾害往往发生在暴雨之后。此外,雨量较多的山区、迎风坡带及单点暴雨集中发生区,是滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生的主要区域。
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4.2.2 地震
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永仁县地处滇北,根据云南省1∶50震中分布图分析,研究区属地震稳定地区,地震不频繁。离永仁县最近的、发生震级较大的是 2009 年 7 月 9 日的姚安县地震(震级 6. 0级)和 2014年 5月 7日的元谋地震(震级为 5.7级),分别距永仁县 104 km和 51.9 km,据调查,对永仁县有一定影响。此外,地震可使岩土体突然失去平衡而发生崩塌、滑坡,也可使斜坡处于极限平衡状态或形成不稳定斜坡、危岩体,地震可直接形成或加剧岩土体结构面的发育,为地质灾害的生成创造内部条件。对泥石流而言,地震的影响主要表现为直接或间接地为泥石流的形成提供丰富的松散固体物质,从而在较小雨强下就能形成泥石流。因此,地震也是区内诱发滑坡崩塌不可忽视的因素,地震一般与活动构造密切相关。
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图5 永仁县地质灾害与主断裂带相对关系略图
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图6 永仁县工程地质岩组分布图
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4.2.3 人类活动
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随着县城发展的需要和人民生活水平的提升,永仁县人类工程经济活动不断扩大和加速,诸如县城、村镇建设,公路、铁路的修筑,矿产开采等,促进了经济的发展,同时也改变和破坏了地质环境和生态环境,诱发了众多人为的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害(郭振春,2003;宋国虎等,2020;任磊等, 2020)。据统计,永仁县约有 42.3% 的地质灾害直接与工程活动有关。并且,由人类活动诱发的地质灾害分布相对集中,主要沿公路、矿山、河流等工程建设区域,如南永路公路沿线及万马河、永兴河和白马河流域,修路、重建、矿山开采等诱发地质灾害较多。因此,人类工程经济活动是地质灾害影响因素中重要的不可忽视的因素。
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4.2.4 诱发因素影响程度讨论
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永仁县地质条件复杂,随着社会的发展,人类工程经济活动也不断加剧。综合上述分析,以及各类型地质灾害占比,可以看出,地质条件因素对各类型灾害影响最大,包括地质构造、坡度、地层岩性及岩土体结构等,另外对地质灾害形成有一定影响的地震也与区域高度发育的断裂密切相关;其次为降雨,永仁县 90% 以上的灾害均与季节性降雨有关;最后为人类工程经济活动,据统计约有 42.3% 的地质灾害直接与工程活动有关,可见其对地质灾害的影响程度不容忽视。
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5 结论与建议
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(1)永仁县有滑坡、崩塌、泥石流 3 种地质灾害类型,以滑坡、泥石流为主,崩塌次之。
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(2)滑坡以土质滑坡、中小型为主;泥石流以小型为主,均属暴雨沟谷型泥石流;崩塌以小型为主。
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(3)区内地质灾害是在地质条件、降雨、人类活动等诸多因素的影响下形成的,其中地质条件因素对灾害形成影响程度最大,其次为降雨因素,最后为人类活动因素。根据地质灾害类型、发育特征、分布规律等,因地制宜,加强监测预测,做好地质灾害防治工作。
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摘要
本文以地处云南省滇中北部的永仁县为研究对象,通过资料收集、遥感调查、地面调查以及综合研究的方法,重点研究了区内地质灾害的发育特征和形成条件。研究结果表明:区内主要有滑坡、崩塌、泥石流3种地质灾害类型,滑坡居多,泥石流次之,崩塌最少。全区共有地质灾害点111个,以中小型为主。该区地质灾害是在地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土体结构类型、降雨、地震、人类活动等诸多因素的影响下形成的,其中地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土体结构类型为地质灾害形成的主要因素,降雨、地震、人类活动则是地质灾害形成的诱发因素。最终,本文认为地质条件因素对灾害形成影响程度最大,其次为降雨因素,最后为人类活动因素。建议根据地质灾害类型、发育特征、分布规律等,因地制宜,加强监测预测,做好地质灾害防治工作。
Abstract
This paper takes Yongren County, which is located in the north central Yunnan Province, as the research object. Through data collection, remote sensing survey, ground survey, and comprehensive research methods, the development characteristics of geological disasters in the study area are summarized and analyzed, and the formation conditions are explored according to their development characteristics. Research shows that there are three main types of geological disasters in the area: landslides, collapses, and mudslides, with landslides and mudslides being the main types, followed by collapses. There are a total of 111 geological hazard points in the entire region, mainly small and medium-sized. The geological disasters in this area are formed under the influence of various factors such as topography, geological structure, stratigraphic lithology, rock and soil structure type,rainfall, earthquake, and human activities. Among them, topography, geological structure, stratigraphic lithology, and rock and soil structure type are the main factors causing the formation of geological disasters, while rainfall, earthquake, and human activities are the inducing factors for the formation of geological disasters. Finally, this paper believes that geological conditions have the greatest impact on the formation of disasters, followed by rainfall factors and finally human activity factors. Based on the types, development characteristics, and distribution patterns of geological disasters, we should adjust measures to local conditions, strengthen monitoring and prediction, and carry out geological disaster prevention and control work well.