馬成兵， 唐得勝， 肖宇月， 佘 猛， 郝 雷

(1.四川省國土空間生態(tài)修復(fù)與地質(zhì)災(zāi)害防治研究院，四川 成都 610081; 2.攀枝花市國土空間生態(tài)修復(fù)與地質(zhì)災(zāi)害防治中心，四川 攀枝花 617000)

0 引言

近年來，隨著新型城鎮(zhèn)化和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，西部山區(qū)工程建設(shè)向村鎮(zhèn)大規(guī)模擴張的現(xiàn)象日益顯現(xiàn)，人類工程活動遭遇的地質(zhì)災(zāi)害問題呈上升趨勢，如2020年“8·25”綿陽市平武縣白馬藏族鄉(xiāng)特大暴雨泥石流(綿九高速施工標段)、2021年“9·26”雅安市天全縣在建工地山洪泥石流等多起突發(fā)災(zāi)害事件，造成不同程度的人員傷亡和財產(chǎn)損失。這反映出當前對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域，特別是有重大工程建設(shè)活動地段的災(zāi)害發(fā)生規(guī)律及風險認識仍有不足。

攀枝花市屬于金沙江上游典型的山高坡陡山地城市，也是干熱河谷區(qū)唯一的工礦城市，干熱河谷氣候帶來的局地暴雨集中、旱季長而干燥[1]等氣候條件復(fù)雜，加之區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，礦業(yè)開采及開發(fā)建設(shè)過程中人為擾動誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)象更為突出，導(dǎo)致影響區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律的控災(zāi)因素多樣，系統(tǒng)認識難度大。前人針對研究區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題開展了長期的研究工作，系統(tǒng)總結(jié)了攀枝花市作為我國西南礦業(yè)城市發(fā)展過程中的環(huán)境地質(zhì)問題[2]，提出了山地資源型城市的生態(tài)環(huán)境空間控制建議[3]，分析了基于風險管理的山地城市規(guī)劃防災(zāi)方法，為山地城市空間優(yōu)化提供了工作思路[4]，并通過數(shù)據(jù)分析得出了攀枝花小河流域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律，提出了地質(zhì)災(zāi)害防范應(yīng)對措施[5]。

從攀枝花市以往地質(zhì)災(zāi)害研究成果看，側(cè)重從部分區(qū)域(流域)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征分析出發(fā)，總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)規(guī)律，提出地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議。本文以攀枝花市為研究區(qū)，系統(tǒng)總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征，分析其分布規(guī)律同人類工程活動的關(guān)系，從地質(zhì)災(zāi)害源頭防范與國土空間規(guī)劃銜接的角度，探討提出城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害防治建議，為當?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)和城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃提供參考。

1 研究區(qū)概況

1.1 地形地貌

攀枝花市地處青藏高原東南緣、云貴高原北部，屬侵蝕、剝蝕中山丘陵、山原峽谷地貌，金沙江、雅礱江、安寧河、三源河及其支流切割較深，形成了雄偉的川西南中山峽谷地貌，山高谷深、盆地交錯分布特點明顯。區(qū)內(nèi)海拔937.0～4 195.5 m，最高點為鹽邊縣北部白林山嶺高谷竣穿洞子，最低點位于市火車站金沙江附近，地勢由西北向東南傾斜，山脈走向近于SN?？煞譃榍治g堆積、剝蝕侵蝕中低山、構(gòu)造侵蝕高中山、溶蝕侵蝕高中山及構(gòu)造侵蝕高山5類地貌類型，以中低山和中山為主，約占全市面積的88%(圖1)。

圖1 研究區(qū)地形地貌

1.2 地層巖性與巖漿巖

區(qū)內(nèi)地層較為復(fù)雜，下元古界前震旦系至新生界地層在地表都有出露。根據(jù)出露巖石類型及結(jié)構(gòu)特征，劃分為砂礫石、碎石土和粉質(zhì)黏土松散堆積層，第三系昔格達軟弱巖組，碎屑巖半堅硬—堅硬巖組，碳酸鹽巖及碳酸鹽巖夾碎屑巖堅硬巖組，巖漿巖建造堅硬巖組5種類型。其中，昔格達軟弱巖組為淡水湖沼或河湖相靜水沉積的泥巖、頁巖、砂巖互層，成巖程度差，浸水易崩解。區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布，巖性主要為花崗巖、正長巖、輝長巖、閃長巖及玄武巖。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于揚子地臺西緣，康滇地軸北段，攀西古裂谷南段，西鄰藏滇地塊，屬川滇SN向構(gòu)造帶與滇藏“歹”字型構(gòu)造中段復(fù)合部位中部。褶皺斷裂發(fā)育，以小金河、箐河—程海、磨盤山、安寧河、小江深斷裂，寧會、則木河、黑水河等大斷裂為主(圖2)。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動主要表現(xiàn)為普遍的強烈抬升和古近紀以來的水平運動。攀枝花市處于SN向的石棉—元謀地震帶和NE向的鹽源—洱源地震帶之間，強震大震不斷，據(jù)歷史記錄，涉及攀枝花市并造成6級以上影響的地震有3次，發(fā)生有感地震數(shù)百次。區(qū)內(nèi)地震動峰值加速度為0.10～0.20 g，由東南向西北遞減； 地震基本烈度為Ⅶ度，多為弱震，區(qū)域穩(wěn)定性較好。

F1.國盛斷裂； F2.箐河斷裂； F3.攀枝花斷裂； F4.仙人洞斷裂； F5.里明久斷裂帶； F6.楠木河斷裂； F7.昔格達斷裂； F8.西番田斷裂； F9.納拉箐斷裂； F10.關(guān)河斷裂； F11.燈贊窩斷裂； F12.接斷山斷裂。

structuresinthestudyarea

1.4 氣候特征

區(qū)內(nèi)光熱資源優(yōu)勢獨特，干熱河谷區(qū)面積4 569.9 km2，占攀枝花市域面積的65%，占金沙江流域干熱河谷區(qū)的15.5%，是四川省平均氣溫和總熱量最高的地區(qū)。高海拔、低緯度、高原型內(nèi)陸山地“島狀”南亞熱帶立體氣候特征明顯，具有光照強、溫度高、晝夜溫差大、年溫差小、降雨集中等特點。年平均氣溫19～21 ℃，年總降水量760～1 200 mm。5—10月降雨量占全年降雨量的約90%，旱季長達6個月之久。集中降雨與季節(jié)性變化明顯，大致控制了斜坡發(fā)生變形的時間分布規(guī)律，即區(qū)內(nèi)泥石流、滑坡多發(fā)生在6—9月，又主要集中在暴雨多發(fā)期的9月，7月及9月為滑坡地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)期，而泥石流高發(fā)期主要集中在降雨強度大的9月。最近幾年時常發(fā)生點狀暴雨，成為區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一。

圖3 研究區(qū)干熱河谷流域的分布

1.5 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害分為滑坡、崩塌和泥石流3種類型，以滑坡為主，泥石流、崩塌次之。截至2021年底，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有已登記在冊并納入群測群防的地質(zhì)災(zāi)害隱患點174處，其中滑坡146處、崩塌10處、泥石流18處。從規(guī)模上，大型10處、中型58處、小型106處，以中小型為主，約占總數(shù)的94.3%。

滑坡主要以土質(zhì)滑坡為主，規(guī)模以中型和小型為主，多發(fā)育在中低山—中高山斜坡部位以及昔格達組粉砂巖泥巖覆蓋部位?；伦冃文Ｊ交緸槿浠研停椿w的蠕滑帶動后緣拉裂，拉裂又促進蠕滑，導(dǎo)致破壞。崩塌以小型巖質(zhì)崩塌為主，主要發(fā)育在高陡的自然斜坡。崩塌體形成機制為長時間卸荷作用、降雨侵蝕和風化作用下，導(dǎo)致巖體結(jié)構(gòu)破壞，遇有強降雨、地震等因素誘發(fā)時形成災(zāi)害。泥石流發(fā)育較少，主要分布于市域北部中山區(qū)及南部金沙江河谷，降雨為區(qū)內(nèi)泥石流的主要誘發(fā)因素。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害在平面上的分布明顯受地形地貌控制，主要集中在大龍?zhí)多l(xiāng)、永興鎮(zhèn)、國勝鄉(xiāng)、白坡鄉(xiāng)、中壩鄉(xiāng)、太平鄉(xiāng)和同德鎮(zhèn)一帶。

2 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律同人類工程活動的關(guān)系

系統(tǒng)收集了研究區(qū)內(nèi)歷史上有記錄的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，包括已銷號和已移交相關(guān)部門的共計617處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(含已銷號的9處地面塌陷)作為研究數(shù)據(jù)來源，從地形地貌等基本誘發(fā)因素入手，分析了攀枝花市地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律及其與人類活動的關(guān)系。

(1)中山地貌發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害居多，受城鄉(xiāng)發(fā)展影響特征明顯。根據(jù)地貌分類標準，研究區(qū)由西北向東南劃分為四級夷平面，第一級夷平面(高山和極高山)標高在3 500 m以上，位于鹽邊縣北部白林山一帶，第二級標高為2 000～3 500 m，第三級標高為1 000～2 000 m，第四級(低山丘陵)標高不超過1 000 m。其中，前兩級夷平面受河流切割強烈，第三級、第四級夷平面保留較完好。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要集中分布在海拔1 000～2 600 m地帶。其中，海拔1 000～2 000 m且起伏較大的中山地貌內(nèi)發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害最多，達565處，占總數(shù)的91.6%。2 000～3 500 m高程內(nèi)發(fā)育少量崩塌和泥石流(圖4、表1)。

(a) 滑坡 (b) 崩塌

(c) 泥石流 (d) 地面塌陷

圖4 地質(zhì)災(zāi)害與地貌關(guān)系

表1 地質(zhì)災(zāi)害分布與地形關(guān)系

從圖5可以看出，以400 m為間隔進一步細分1 000～2 600 m高程，滑坡隨海拔升高呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢，泥石流在1 000～1 800 m之間發(fā)育較多，而崩塌受地形變化的影響表現(xiàn)不明顯。

由于攀枝花市各城區(qū)海拔一般為1 000～1 200 m，主要農(nóng)業(yè)區(qū)海拔為1 000～1 800 m，上述區(qū)域是攀枝花市人口分布較為密集和國民經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展較為活躍的區(qū)域，這表明了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布與城鄉(xiāng)建設(shè)等密集的人類工程活動影響作用密切相關(guān)； 而在海拔2 600 m以上地帶，人口居住分布稀少，生態(tài)環(huán)境條件較好，地質(zhì)災(zāi)害相對發(fā)育較少。

圖5 中山地貌地質(zhì)災(zāi)害分布

(2)地質(zhì)災(zāi)害隨坡度變化呈現(xiàn)規(guī)律性的遞增遞減分布，低于10°斜坡的地質(zhì)災(zāi)害同農(nóng)林牧經(jīng)濟活動密切相關(guān)。

研究區(qū)內(nèi)地形坡度不同，地質(zhì)災(zāi)害類型各異，表現(xiàn)出隨坡度增加，滑坡發(fā)育數(shù)量明顯遞減，而崩塌發(fā)育數(shù)量逐步遞增。

在坡度小于10°的沿河谷沖積平壩地帶，發(fā)育有滑坡391處，占滑坡總數(shù)的77.9%。這主要為農(nóng)村開墾荒地，局部地段森林資源破壞，土壤涵養(yǎng)水分的能力減弱，水土流失加劇所致，在持續(xù)降雨或大暴雨等不良氣候條件下，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率和強度增加。加之隨著農(nóng)村經(jīng)濟條件改善，農(nóng)村新建房屋大范圍增加，受地形限制，往往依山而建，人工切坡、開挖坡腳現(xiàn)象十分普遍，因切坡削坡時放坡不規(guī)范，局部形成高陡邊坡，改變了斜坡的原始狀態(tài)，對滑坡類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生產(chǎn)生了明顯的誘發(fā)作用，是滑坡的主要發(fā)育區(qū)。

(3)地質(zhì)滑坡受區(qū)域昔格達組易滑地層控制明顯。統(tǒng)計結(jié)果顯示，在坡度為10°～35°的斜坡地帶，昔格達組軟弱地層中滑坡較為發(fā)育，特別是在軟弱巖層形成的不超過25°的斜坡，既有利于松散物質(zhì)的形成堆積，又易于形成剪切滑動面，加劇了滑坡風險。而在大于35°的地區(qū)，一般發(fā)生崩塌類地質(zhì)災(zāi)害，如區(qū)內(nèi)的鄉(xiāng)村公路沿線，形成多處陡立人工邊坡，且缺乏有效的支護措施，受風化及降雨等因素影響，崩塌較為發(fā)育(表2、圖6)。

研究表明，昔格達組地層是工程性質(zhì)差的極弱巖，極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害[6]。主要由灰黑色、灰黃色、黃灰色、灰白色互層狀泥巖和砂巖組成，其工程性質(zhì)特殊，天然干密度低，孔隙比高，土體結(jié)構(gòu)疏松，在天然狀態(tài)下具有較高的抗剪強度，由于含有大量以伊利石為主的黏土礦物，易吸水膨脹，失水干裂，浸水后其工程性質(zhì)變差，抗剪強度顯著變低[7]。

從工程力學參數(shù)看，昔格達地層浸水前后，砂巖抗剪強度內(nèi)聚力C值可減少45%，抗剪強度內(nèi)摩擦角φ值可減少31%(表3)。斜坡的傾斜地形給下滑的昔格達組巖土體提供了臨空面，解除岸坡上原來存在的側(cè)向壓力，釋放原有的應(yīng)力(卸荷作用)，把原來壓緊的裂隙拉開形成裂縫，雨水和地表水沿著這些裂縫下滲，地下水通過裂隙網(wǎng)向斜坡下方排泄，對昔格達組地層起到浸潤作用，降低滑動面上的阻力，達到量變引起質(zhì)變的臨界點時導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)，形成昔格達地層滑坡[7]。

表2 地質(zhì)災(zāi)害分布與坡度關(guān)系

(a) 滑坡 (b) 崩塌

(c) 泥石流 (d) 地面塌陷

圖6 地質(zhì)災(zāi)害與坡度分級關(guān)系

表3 昔格達組軟弱巖工程力學參數(shù)

3 城鎮(zhèn)規(guī)劃中的防治對策初析

統(tǒng)籌開展地質(zhì)災(zāi)害防治與城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)是一項探索性工作。將地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律研究成果運用于城鎮(zhèn)國土空間規(guī)劃和用途管制，是從源頭減輕地質(zhì)災(zāi)害風險和降低災(zāi)害造成傷亡損失的有效路徑。鑒于現(xiàn)階段各層級國土空間規(guī)劃編制精度與同級地質(zhì)災(zāi)害風險調(diào)查評價成果比例尺不匹配等問題，可將地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)或危險區(qū)成果用虛線在相關(guān)規(guī)劃中表達，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律提出規(guī)劃管控的具體要求，不作為規(guī)劃施行的強制性條件。

(1)以地質(zhì)災(zāi)害風險區(qū)分級指導(dǎo)城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)“建成區(qū)”的布局優(yōu)化。在市、縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)，針對已建成區(qū)，首先要充分考慮城鎮(zhèn)建設(shè)的可拓展空間，明確風險管控措施，已劃定地質(zhì)災(zāi)害極高和高風險的區(qū)域，一般不作為城市更新建設(shè)區(qū)，應(yīng)積極采取避險搬遷、工程治理及排危除險等措施，確因城鎮(zhèn)建設(shè)可拓展空間不足，且更新建設(shè)活動無法避免時，應(yīng)以安全防控為基本考慮開展適當?shù)母禄顒?。對中風險區(qū)，要在落實風險管控措施基礎(chǔ)上，采取地質(zhì)災(zāi)害綜合整治措施后，才可進行作業(yè)活動。

(2)以地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)分類引導(dǎo)城鎮(zhèn)“規(guī)劃區(qū)”的建設(shè)調(diào)整。對于規(guī)劃區(qū)，應(yīng)充分結(jié)合建設(shè)用地適應(yīng)性評價，原則上盡量避讓地質(zhì)災(zāi)害中高(含極高)危險區(qū)，確需納入城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)的中高(含極高)危險區(qū)，對高和極高危險區(qū)，建議不得作為城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃發(fā)展方向，對中危險區(qū)適宜建設(shè)區(qū)域，在嚴格按照地質(zhì)災(zāi)害危險性評估結(jié)論落實相關(guān)防治措施后，可開展適當?shù)某擎?zhèn)開發(fā)建設(shè)； 對低危險區(qū)，應(yīng)按規(guī)定落實相應(yīng)防范措施。對于單獨選址項目，一般要按照《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》相關(guān)要求，開展地質(zhì)災(zāi)害危險性評估并配套實施相關(guān)防護工程，避讓地質(zhì)災(zāi)害高危險區(qū)，優(yōu)先保障安全用地。

(3)以規(guī)范農(nóng)房選址控制地質(zhì)災(zāi)害隱患增量。不合理的切坡建房選址行為，也是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素。針對這一問題，應(yīng)從源頭加強防范。其中，對于村民建房用地和審批用地，要將“房地一體”調(diào)查確權(quán)農(nóng)村房屋臨坡切坡成果數(shù)據(jù)納入管控范圍，通過建立臺賬，對存在風險隱患的注明地質(zhì)災(zāi)害條件、災(zāi)害特征、風險等級，明確防護措施和避險建議，避開地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)。此外，在縣域地質(zhì)災(zāi)害風險調(diào)查評價的基礎(chǔ)上，按照地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)程度、最小行政單元、便于管理的原則，需要對風險等級中等以上的風險區(qū)內(nèi)斜坡開展大比例尺精細調(diào)查，建立“一坡一卡”，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害風險級別，按照就高不就低原則，劃分為重點、次重點和一般3類風險管控區(qū)，進行網(wǎng)格化管理落實，逐步實現(xiàn)從減少災(zāi)害損失向降低災(zāi)害風險的轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)論

通過分析研究總結(jié)出攀枝花市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及城鎮(zhèn)規(guī)劃中的防治建議:

(1)全市現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害類型分為滑坡、崩塌和泥石流3種，以滑坡災(zāi)害最為發(fā)育，泥石流、崩塌次之。

(2)地質(zhì)災(zāi)害受昔格達軟弱巖控災(zāi)特征明顯，區(qū)內(nèi)重大工程和城鎮(zhèn)選址中需要盡量避開這類易滑地層，降低潛在地質(zhì)災(zāi)害風險。

(3)干熱河谷區(qū)集中強降雨和城鄉(xiāng)發(fā)展、農(nóng)林牧等不合理人類工程活動是誘發(fā)攀枝花市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的最主要因素，同時也加劇了地質(zhì)災(zāi)害潛在易損性，今后應(yīng)在城鎮(zhèn)規(guī)劃和工程建設(shè)中給予高度重視，結(jié)合防災(zāi)減災(zāi)優(yōu)化農(nóng)業(yè)布局。

(4)建成區(qū)、規(guī)劃區(qū)及切坡建房選址是攀枝花市下一步重點防災(zāi)對象，需制定科學的地質(zhì)災(zāi)害防治措施，從國土空間規(guī)劃和土地利用審批管制入手進行地質(zhì)災(zāi)害風險源頭管控。