宋國(guó)虎，李 強(qiáng)，王 燦，向 波

(四川省地質(zhì)工程勘察院，四川 成都 610072)

云南石屏縣位于云南省南部、紅河州西北部，隸屬紅河州所轄，國(guó)土面積3040.84km2，山區(qū)面積2878.16km2，占總面積的94.65%，平壩區(qū)面積162.64km2，占總面積的5.35%。境內(nèi)地形陡竣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境條件脆弱，地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育。礦山采掘、工程建設(shè)、陡坡耕種、毀林開(kāi)荒的不合理的人類工程活動(dòng)不斷增強(qiáng)，改變和破壞了地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，誘發(fā)了一系列地質(zhì)災(zāi)害。因此，開(kāi)展區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征和成災(zāi)規(guī)律分析對(duì)提升該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防治和促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有積極的科技支撐作用。

1 石屏縣地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象水文

石屏縣屬亞熱帶潮濕氣候，不同區(qū)段因受地理位置、地形條件影響，氣候水平和垂直分帶差異明顯?？h內(nèi)多年平均氣溫18.1℃，月氣溫最高為4月～9月，月平均氣溫21.6℃。多年平均年降水量962.3mm，最大年降水量1146.9mm(1999)，最小年降水量723.1mm。5月～10月為雨季，降水量769.2mm，占全年降水量的79.9%，最大月降水量323.1mm(2001年6月)，最大日降水量238.1mm。

縣域內(nèi)地表水系較發(fā)育，地表水系分屬紅河水系和珠江水系。屬紅河水系的主要河流有紅河、小河底河及異龍湖。小河底河自北向南流經(jīng)縣域西部邊緣，為紅河在縣域內(nèi)最大一級(jí)支流，河谷狹窄，岸陡谷深，水流湍急。屬珠江水系主要河流有縣域北部的練莊河、小路南河，為曲江河一級(jí)支流。

1.2 地形地貌

石屏縣地處云南高原南緣，縣域總體地勢(shì)北高南低，傾向紅河河谷，一般標(biāo)高在1400～2000m。紅河與珠江水系之分水嶺東西兩部截然不同的地貌景觀。分水嶺以西總的地貌為深切割高中山地貌，相對(duì)高差1000m～1500m，多為深切割脊?fàn)钌綆X，斜坡陡峻，河谷狹窄，山坡坡度40°～50°，部分可達(dá)60°～70°；河溪發(fā)育，河流溯源侵蝕強(qiáng)烈，水流湍急，河溪匯入小河底河。分水嶺以東總的地貌為中山、低中山地貌，地形波狀起伏，山頂平緩，溝谷多呈“U”字型，山坡坡度10°～40°；河溪不發(fā)育，水流緩慢，河溪匯入瀘江河、曲江河。

1.3 地層巖性

研究區(qū)內(nèi)地層出露比較齊全，除白堊系缺失外，自元古界到第四系均有分布，其中元古界、上古生界分布最廣?？h域基底由元古界構(gòu)成，元古界昆陽(yáng)群出露分布于壩心～馬鞍山、龍朋～寶秀電站，為厚逾萬(wàn)米之板巖、粉砂質(zhì)板巖、粉砂巖、片巖及碳酸鹽巖淺變質(zhì)巖系。自晉寧運(yùn)動(dòng)以后，區(qū)內(nèi)沉積了厚達(dá)20000余米的碎屑巖和碳酸鹽巖建造，尤以上古生界和三疊系厚度最大，出露最廣。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

縣域位于云南山字型構(gòu)造前弧與青、藏、滇、緬、印尼歹字型構(gòu)造體系東支中段復(fù)合部位，構(gòu)造方向以北西向?yàn)橹?，北東、東西向次之。北西向構(gòu)造主要包括；小河底河斷裂、大橋-石屏斷裂、五郎溝斷裂、裴尼～西期底向斜和木卡里背斜。

1.5 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

縣域內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，其跡象明顯，并具有繼承性和新生性。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，且主要表現(xiàn)為上升運(yùn)動(dòng)，明顯表現(xiàn)出構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的繼承性，差異性和間歇性。區(qū)內(nèi)大橋-石屏活動(dòng)斷裂為發(fā)震斷裂，該斷裂北西延至通海，南東延至建水，在該斷裂帶上有文字記載以來(lái)共發(fā)生7.0級(jí)以上地震6次，6.0級(jí)～6.9級(jí)地震10次。1986年至今，縣境內(nèi)共發(fā)生2級(jí)以上地震389次，其中有感地震56次，有破壞性地震3次。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布特征

2.1 地質(zhì)災(zāi)害類型及分布特征

石屏縣地質(zhì)災(zāi)害類型主要為滑坡、泥石流和崩塌，共點(diǎn)107處(表1)，具有災(zāi)害點(diǎn)多、分布范圍廣、整體分布不均勻，局部集中等特點(diǎn)(圖1)。

表1 石屏縣地質(zhì)災(zāi)害類型統(tǒng)計(jì)表

(1)災(zāi)害類型中以滑坡分布最多，共71處，占66.4%；泥石流31處，占29.0%；崩塌5處，占4.6%。

(2)按規(guī)模來(lái)看，石屏縣地質(zhì)災(zāi)害以中、小型災(zāi)害為主，占78.50%，中型占20.56%，大型占0.93%。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中地質(zhì)災(zāi)害最發(fā)育的為異龍鎮(zhèn)(圖2)，共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害占19.63%；其次為牛街鎮(zhèn)和新城鄉(xiāng)，分別占的15.89%和14.95%；哨沖鎮(zhèn)和龍鵬展地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育較弱。

(3)從不同類型災(zāi)害的空間分布特征分析，滑坡在石屏縣9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布；崩塌除分布于異龍鎮(zhèn)、壩心鎮(zhèn)、新城鄉(xiāng)，其他5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均沒(méi)有分布；泥石流除龍朋鎮(zhèn)沒(méi)有分布外，其他8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布。

(4)從空間上看地質(zhì)災(zāi)害主要在分水嶺以西的切割高中山地貌區(qū)，受小河底河斷裂、大橋—石屏斷裂、五郎溝斷裂等構(gòu)造作用，在構(gòu)造復(fù)合部位附近分布較為集中。

圖1 石屏縣地質(zhì)災(zāi)害分布圖

圖2 石屏縣地質(zhì)災(zāi)害鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布統(tǒng)計(jì)圖

2.2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

(1)滑坡發(fā)育特征：滑坡為石屏縣主要地質(zhì)災(zāi)害類型，滑坡發(fā)育與地形地貌、地層巖性、降雨、地質(zhì)構(gòu)造及人類工程活動(dòng)關(guān)系緊密。

區(qū)內(nèi)滑坡主要為土質(zhì)滑坡，發(fā)育67處，占滑坡總數(shù)的94.75%；巖質(zhì)滑坡處4處，占5.63%。按滑坡規(guī)模等級(jí)劃分，區(qū)內(nèi)滑坡以中小型滑坡居多，其中小型55處，占77.46%；中型15處，占21.13%；大型滑坡1處，占滑坡地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的1.41%。根據(jù)滑體厚度劃分，區(qū)內(nèi)滑坡以淺層為主，其中淺層滑坡69處，占97.18%；中層滑坡2處，占2.82%。按滑坡滑動(dòng)的力學(xué)機(jī)制劃分，區(qū)內(nèi)滑坡以牽引式為主，共66處，占92.96%；復(fù)合式滑坡有5處，占7.04%。

(2)泥石流發(fā)育特征：按規(guī)模劃分，區(qū)內(nèi)泥石流以小型泥石流居多，共26處，占83.87%；中型泥石流5處，占16.13%。根據(jù)對(duì)泥石流形成的水源條件分析，區(qū)內(nèi)的泥石流均為暴雨型泥石流。按集水區(qū)地貌特征劃分，區(qū)內(nèi)泥石流主要為溝谷型泥石流，有26處，占總數(shù)的84%；山坡型泥石流5條，占16%。按發(fā)育階段劃分，形成期泥石流共4條，占12.90%；發(fā)展期泥石流16處，占51.61%；衰退期泥石流9處，占29.03%；發(fā)展期泥石流2處，占6.45%。

(3)區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害分布較少，共5處，占全部地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的4.67%，其規(guī)模均為小型。

3 地質(zhì)災(zāi)害成因及規(guī)律研究

3.1 地形地貌成災(zāi)因素

地形地貌條件是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要控制因素之一[1]，石屏縣地處云南高原南緣，縣域總體地勢(shì)北高南低，傾向紅河河谷。石屏縣地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在構(gòu)造侵蝕地貌等的河谷、坡地區(qū)域，共有地質(zhì)災(zāi)害93 處，占86.91%；在巖溶地貌與巖溶凹丘、谷地地貌中，分別發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害共計(jì)14處，占13.09%。

除巖溶低中山地貌外，滑坡在其他各地貌區(qū)中均有發(fā)育，主要集中分布在構(gòu)造侵蝕剝蝕高中山、中山地貌區(qū)微地貌為8°～50°的斜坡地帶，共53 處，占全縣滑坡總數(shù)的 74.6%；泥石流，特別是溝谷型泥石流往往跨越多個(gè)地貌單元，形成流通區(qū)一般位于構(gòu)造侵蝕剝蝕高中山地貌區(qū)，堆積區(qū)則位于溝谷寬緩地帶，共23 條，占全縣泥石流總數(shù)的74.2%；崩塌 5 處分別發(fā)育在構(gòu)造侵蝕剝蝕高中山地貌區(qū)微地貌60°以上的陡崖地帶中，其他地貌類型中較少發(fā)育。

3.2 巖土體類型成災(zāi)因素

不同地層巖性，其物理力學(xué)指標(biāo)不同，巖體抗破壞能力不同[4]。巖體結(jié)構(gòu)、巖性這些內(nèi)因?qū)π逼路€(wěn)定性影響最大[5]。通過(guò)對(duì)滑坡發(fā)育地段巖土體的工程地質(zhì)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)育于第四系殘坡積層中滑坡數(shù)量最多，共有62個(gè)，占87.32%；其次為發(fā)育于較硬巖中的滑坡，共有8個(gè)，占滑坡地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的11.27%；發(fā)育于堅(jiān)硬巖中的滑坡數(shù)量為1個(gè)，占滑坡地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的1.14%。崩塌多發(fā)于在軟硬相間巖體之中。

巖土體的性質(zhì)主要通過(guò)影響泥石流物源來(lái)影響泥石流溝的形成和發(fā)育。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育區(qū)域，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，斜坡上崩坡積、殘坡積堆積體在暴雨條件下堆積于溝道內(nèi)，為泥石流提供物源。而堆積于陡坡上的堆積體在雨水作用下可形成坡面泥石流。

3.3 河流與地質(zhì)災(zāi)害

區(qū)內(nèi)河流均為山區(qū)河流，水位隨季節(jié)和降雨強(qiáng)度的不同而升降頻繁，升、降變化的結(jié)果均使巖土體向抗剪強(qiáng)度趨于惡化的方向發(fā)展。山區(qū)河流不但下切作用強(qiáng)烈，側(cè)蝕作用也甚為嚴(yán)重，二者共同作用的結(jié)果便是在地形坡度、巖性組合等的共同作用下，沿河岸、溝岸形成滑坡。

本次對(duì)區(qū)內(nèi)五條主要河流的流域面積及河網(wǎng)密度、各河流流域內(nèi)發(fā)育的各類災(zāi)害點(diǎn)發(fā)育數(shù)量及對(duì)于各流域面積的發(fā)育密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，建立河網(wǎng)密度與各類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度的對(duì)比圖，對(duì)河流與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的相關(guān)性進(jìn)行分析研究。

對(duì)比各流域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度，小河底河流域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度最大，其次為異龍湖流域和練莊河流域，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度最低的是紅河流域(圖3)。針對(duì)不同類型的災(zāi)害而言，滑坡災(zāi)害在小河底河流域的發(fā)育密度最高，其次為練莊河流域和異龍湖流域，滑坡災(zāi)害發(fā)育密度最低的流域?yàn)榧t河流域。崩塌災(zāi)害主要發(fā)育在異龍湖流域。而泥石流在小河底河的發(fā)育密度最高。

圖3 工作區(qū)各流域河網(wǎng)密度統(tǒng)計(jì)圖

圖4 河網(wǎng)密度與災(zāi)害發(fā)育關(guān)系

地質(zhì)災(zāi)害分布特征表明，石屏縣境內(nèi)各大河流的河網(wǎng)密度與區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育呈正相關(guān)關(guān)系(圖4)，在河網(wǎng)密度大的流域范圍內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度較高，河網(wǎng)密度小的流域范圍內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度較低，尤其是泥石流和滑坡。

3.4 降雨成災(zāi)因素

中國(guó)70%以上的地質(zhì)災(zāi)害集中發(fā)生在6月-9月，65%以上是由強(qiáng)降雨引發(fā)的，可見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害與降雨關(guān)系密切[2]，強(qiáng)降雨是誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等的最直接因素[3]。根據(jù)本次詳細(xì)調(diào)查，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)間分布多受降雨的影響，大多滑坡、崩塌和泥石流發(fā)生都集中在每年的5月～9月，其中，每年6月～8月地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率最高(圖5)，5月和9月次之。每年6月～8月為降雨集中時(shí)段，并多以暴雨形式出現(xiàn)。強(qiáng)降雨成為地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素。

圖5 石屏縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育時(shí)間特征統(tǒng)計(jì)圖

圖6 石屏縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與降雨關(guān)系圖

石屏縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)間的分布特征與年降雨量集中產(chǎn)生的時(shí)間月份基本一致，每年雨季是地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)時(shí)期，降雨是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布的主要引發(fā)因素。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降雨在時(shí)間上具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖6)，在強(qiáng)降雨過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害與降雨具有同步發(fā)生的特點(diǎn)。因此，石屏縣地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在4月至10月，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降雨在時(shí)間上具有一致性。

3.4 人類工程活動(dòng)成災(zāi)因素

由于人口的迅速增加，不合理的工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不斷擴(kuò)大，諸如毀林開(kāi)荒、城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村建設(shè)、修筑公路、開(kāi)礦采石等工程建設(shè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，促進(jìn)了工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也改變和破壞了地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，誘發(fā)了眾多人為的崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害(圖7)。

區(qū)內(nèi)由人類工程活動(dòng)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害有59處，占55.14%，礦山采掘過(guò)程中的人類工程活動(dòng)誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量最多，且泥石流和滑坡數(shù)量相當(dāng)；其次為坡腳開(kāi)挖，主要誘發(fā)災(zāi)害類型以滑坡和崩塌等。陡坡墾殖耕作導(dǎo)致的森林植被破壞誘發(fā)及礦山采掘形成的棄渣堆積在溝道，形成泥石流物源，誘發(fā)泥石流。其次，山區(qū)坡森林植被破壞及耕地在水土流失過(guò)程中不僅為泥石流的形成提供了大量的松散固體物源，而且因其坡度大，會(huì)在暴雨過(guò)程中產(chǎn)生暴漲暴落的徑流，這為泥石流的形成提供了水動(dòng)力條件[6]。

圖7 人類工程活動(dòng)類型與誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量圖

4 結(jié)論

(1)石屏縣共有地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)107個(gè)，其中滑坡71個(gè)，崩塌5個(gè)，泥石流31條。災(zāi)害類型主要以滑坡、泥石流為主，崩塌弱發(fā)育，災(zāi)害規(guī)模主要以中小型為主，地質(zhì)災(zāi)害主要分布在異龍鎮(zhèn)、牛街鎮(zhèn)、新城鄉(xiāng)，哨沖鎮(zhèn)和龍朋鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)不發(fā)育。

(2)區(qū)內(nèi)滑坡主要以土質(zhì)、中小型、牽引式為主。泥石流均為中小型、暴雨誘發(fā)的溝谷型泥石流為主，大部分處于形成期、發(fā)展期。崩塌弱發(fā)育，規(guī)模均為小型，主要發(fā)育于自然巖質(zhì)斜坡的較軟巖和較硬巖之中。

(3)地形地貌條件是石屏縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要控制因素之一，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在構(gòu)造侵蝕高中山、中山、低中山等河谷、坡地區(qū)域，巖溶高中山、中山、低中山及高原地區(qū)分布較少。

(4)石屏縣境內(nèi)各大河流的河網(wǎng)密度與區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育呈正相關(guān)關(guān)系，在河網(wǎng)密度大的流域范圍內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度較高，河網(wǎng)密度小的流域范圍內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度較低。對(duì)于不同類型的災(zāi)害而言，河網(wǎng)密度與滑坡災(zāi)害的發(fā)育密度相關(guān)性較好，與崩塌相關(guān)性相對(duì)較弱。

(5)石屏縣地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在4月至10月，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降雨在時(shí)間上具有一致性。

(6)人類活動(dòng)改變了地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，對(duì)石屏縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育具有相當(dāng)程度的影響。礦山采掘、坡腳開(kāi)挖、陡坡墾殖、森林植被破壞對(duì)地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)較為強(qiáng)烈。因此，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格注意地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，避免人為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。