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一、评估方法的分类及适用性对基于GIS的滑坡危险性评估方法分类和评述可参见Soeters和Van Westen(1996)、Carrara等(1995,1999)、Guzzetti等(1999),Aleotti和Chowdury(1999)和Van Westen(2000)发表的文章。一致认为评估方法可分为4类:(1)基于滑坡编目的概率方法;(2)启发式方法(直接方法——地貌填图,或间接方法——定性图的结合);(3)统计方法(双变量或多变量统计);(4)确定性方法(Soeters和Van Westen,1996)。有关滑坡风险评估方面的出版物不多,但最近有一些关于滑坡风险评估的综述出版物值得称赞,如Cruden和Fell(1997)、Guzzetti(2000)、Dai等(2002)的文章以及Lee和Jone(2004)出版的教科书。根据澳大利亚岩土力学协会滑坡风险管理分委会提出的分类方法是基于定量化水平分为以下三种:(1)定性方法(以定性术语表示概率和损失);(2)半定量方法(指标性概率和定性术语);(3)定量方法(概率和损失的定量化)。总的来说,滑坡空间分析方法可以分为两大类:一是定性方法,包括滑坡编目和启发式方法;二是定量方法,包括统计概率预测和基于过程的数值模拟方法。根据Soeters和van Westen(1996)的研究,将不同尺度的滑坡空间分析所适用的方法加以概括(表2-8)。将滑坡危险性的4种方法与3种风险评估方法进行组合,便可以获得适用于中比例尺(1∶10000~1∶50000)的多种有用的方法(表2-9)。表2-8 不同尺度滑坡灾害空间分析建议方法表2-9 中比例尺基于GIS滑坡风险区划的评估方法和特定组合的有用性注:0:危险性评估方法不适合风险评估方法;1:有用性中等的组合,危险性评估方法不太适合于风险评估方法;2:有用性高的组合,危险性方法可能是用于风险评估的最好方法,但这取决于数据的可得性(如历史滑坡记录);3:最有用的组合,在可得的输入数据条件下会得出最好的风险评估结果。如果在滑坡编目中有滑坡发生的时间和规模方面的信息可以利用的话,就可以估计一定地点特定时间给定规模的滑坡发生概率。滑坡编目的另一用途是对滑坡危险性分析的结果进行验证和校正。因此,最好将滑坡编目数据分成两组,一组用于滑坡分析,另一组用于验证(Chung和Fabbri,1999)。这往往是一个最基本的、但往往被忽视的问题。应投入较大的资源进行高质量的滑坡编目,以保证获得可靠的空间分析数据。启发式方法基于对当地有关滑坡的认识和专家的判断。这种方法还使用空间信息解释滑坡的发生。通常这样的信息包括地形、水文、地质、岩土、地貌、植被以及土地利用等信息。通过野外调查和航片的解译获得这些信息。不同专家对于环境因子对滑坡的影响判断是不同的,主要取决于他(们)对滑坡的认识和经验。这种判断的主观性以及没有确定的标准使得启发式方法具有明显的缺陷。然而,如果专家对其所研究的滑坡机制有深入的了解,并对研究区进行过详细调查研究,使用这种评估方法得出的结果还是比较准确的和适用的,特别是对滑坡敏感性的首次估计。启发式方法适用于定性和半定量风险评估,可以用有限经费编制出较大面积的可靠的滑坡图,当然,这些工作要由专家来做才行。与定性方法不同的是,定量方法主要基于客观准则进行评估,从理论上来讲,使用大致相同的数据会得出比较一致的结果。定量方法中统计方法应用的最普遍。利用多元回归或判别分析,将环境因子(如地质、地貌、土壤、地形、水文、植被等)分布图与滑坡编目图(发生地点)进行空间统计计算,得到滑坡危险性图。或者通过概率预测模型(如贝叶斯概率法和模糊逻辑法)也可以计算得出滑坡危险性图。滑坡危险性图是静态的,没有考虑气象条件的变化、流域汇水条件的变化和人类对环境条件的影响。统计方法非常适用于空间概率的评估,但在评估时间概率或未来环境变化效应时存在问题。如果与不同触发事件的滑坡编目图结合,可能是在较大范围地区进行定量风险评估的最好方法。另一类定量方法是基于过程的模型方法。这类模型将地形属性(如坡度、曲度、坡向、距河道的距离、汇水面积等)与水文特征(土壤饱和度、渗透性和水力传导性等)相结合,以获得有关土壤岩土性质(如凝聚力、内摩擦角、比重),从而进行坡体稳定性分析。主要可利用的模型是无限坡法,如由Montgomery和Dietrich(1994)开发的SHALSTAB模型,该模型在美国许多地区和巴西里约热内卢得到了广泛的应用。最近由Günther等(2002)开发的数字电影模拟方法也用于滑坡空间分析上。对于定量风险评估,基于滑坡编目的概率方法通常是最好的方法(假设条件是过去发生的滑坡事件是未来发生滑坡的指示)。然而,这种方法需要相当完整的历史滑坡记录。在因气候变化导致环境发生巨大变化的地区,滑坡频率将发生显著变化,该方法不适用于这类地区。一般来讲,滑坡风险定量评估的最好选择是应用确定性滑坡稳定模型,与山坡水文条件动态模型相结合。这需要覆盖大面积地区的大量数据,并且要对滑坡类型和滑坡深度进行很大程度的简化。二、评估方法的进展滑坡编目方法的进展世界上只有极少数的地方建立了过去50~100年的完整的历史滑坡记录。在一些国家建立国家滑坡编目数据库,有时可以通过互联网获取数据库中的信息。其中最好的数据库包括意大利、中国香港、瑞士、法国、加拿大和哥伦比亚。可以利用这些数据进行滑坡危险性概率评估,这是定量风险评估的基础。根据Crovelli(2000),通常利用历史滑坡数据进行滑坡危险性评估的适用概率模型有两类:连续时间模型和离散时间模型。例如Coe等(2004a,b)将西雅图市(1909~1999)历史滑坡数据库有关信息输入到泊松模型中,据此估计出单体滑坡未来发生概率;还利用双峰概率模型估计了滑坡群年发生概率。这些成果图显示出未来可能发生的滑坡密度、平均重现期和超越概率。香港是另一个具有相当丰富信息的滑坡数据库的典范。使用了将概率方法和启发式调整因素相结合的方法,利用该数据库的详细信息,估计了切坡失稳的年概率(Finlay等,1997)。历史滑坡记录还被用于计算滑坡触发事件(如降雨和地震)的概率。新西兰是这类分析研究的理想场所,确定了不同降雨强度下降雨临界值和滑坡概率(Glade,1997;Crozier和Glade,1999)。估计未来滑坡事件的频率和规模是必不可少的工作,最好在任何重大灾难性事件(地震、暴雨和飓风等)发生后,地貌学家应立即开展滑坡现象的编目以及不同承灾体损失调查。启发式方法的进展许多国家和地区实施的定性风险评估程序采用了启发式方法。例如美国加州(Blake等,2002)、新西兰(Glassey等,2003),澳大利亚(AGSO,2001;Michael—Leiba等,2003)、法国(Flageollet,1989)和瑞士(Lateltin,1997)。在澳大利亚国家地质灾害易损性的城市社区项目(或城市项目)是一项有关分析和评估包括滑坡在内的地质灾害对城市构成风险的计划,所使用的方法绝大多数是基于专家或地貌的启发式方法(AGSO,2001)。大区域的滑坡风险定量评估通常是一项艰巨的任务,因为计算整个地区的滑坡强度和频率是非常困难的事情,即便是借助GIS先进手段也是如此。在实践中,通常使用简化的定性评估程序,就像瑞士的做法一样(Lateltin,1997)(图2-1)。地质灾害风险评估理论与实践图2-1 瑞士水与地质联邦办公室采用的滑坡风险评估简化方案注:表格中E为动能;V为滑坡速度;M为潜在物源物质的厚度;H为泥石流的高度。在这种方法中,没有根据滑坡发生的概率对滑坡事件做进一步的划分。基于专家经验的定性方法将评估地区划分为几类风险地区:即“非常高”、“高”、“中等”、“低”、“非常低”的不同等级的风险地区。建议要对这些不同等级的风险说明实际应用的含义。例如,在非常高的风险地区,需要物理和非物理治理措施,必须限制更多的基础设施建设等。澳大利亚岩土力学协会滑坡风险分委会发布了有关财产滑坡风险评估的术语和方法指南,该指南综合考虑了滑坡发生的可能性及其可能的后果(与图3-1的方法相似),使用的方法适用于GIS环境的空间分析。由于GIS技术的普遍应用,越来越多地使用了间接性的敏感性编图方法,而有关利用GIS的专家启发式的地貌编图或指数叠加编图方法(如Barredo等,2000; Van Westen等,2000)方面的出版物越来越少。 如上所述, 目前有关滑坡的数据库的不完善和数据标准的不统一,以及滑坡敏感性、危险性和风险性评估中存在的诸多困难,都需要专家的经验和知识开展滑坡风险评估和区划研究。特别是将地貌学家的启发式推理与计算机辅助模拟相结合的专家模型用以滑坡风险评估。美国开发的SMORPH模型便是这类模型的代表。该模型根据地形坡度和曲度将山坡划分为高、中、低不同的滑坡危险性等级。风险编图将会从问题导向方法中受益匪浅,如可以仅选择那些已知的、造成破坏的滑坡失稳类型来确定风险影响因素。统计方法的进展地理信息系统(GIS)非常适用于间接的滑坡敏感性编图。可利用GIS的数据整合技术将使所有可能影响滑坡的地形要素与滑坡编目图结合起来(Van Westen,1993;Bonham Carte,1996;Chung和Fabbri,1999)。Chung和Fabbri(1999)开发出基于预测模拟的统计程序,将有利函数应用于每个参数上。使用该统计方法,可将地形单元或网格元调整为代表某特定滑坡类型未来发生概率的新数值。值得注意的是,如何在滑坡敏感性统计评估中确定基础编图单元。从DEM中自动生成地形单元分类是主要的挑战之一。Chuang等(1995)定义了“唯一条件多变形”的概念,以此作为统计分析的基础单元对参数输入层进行叠加。M ller等(2001)定义并描述了利用GIS从DEM中生成的“土壤力学响应单元”(SMRU)的概念。以此作为基础单元,将启发式方法与土壤力学方法相结合对德国Rheinhessen地区进行了滑坡危险性评估。Juang等(1992)、Davis和Keller(1997)、Binaghi 等(1998)、Ercanoglu和Gokceoglu(2001)以及Gorsevski等(2003)综合运用了模糊学方法,进行了基于GIS的滑坡危险性评估。采用实证权重模拟的双变量统计分析一直被广泛应用。该方法可以灵活地测试用于滑坡敏感性分析的输入因素的重要性,并可作为基于专家编图的辅助工具(Lee等,2002;Suzen和Doyuran,2003;Van Westen等,2003)。多变量统计分析也很重要,也是被广泛应用的方法(Carrara等,1999;Santacana等,2003)。根据最近的文献,目前最受欢迎的新的滑坡危险性统计方法是逻辑回归和人工神经网络(ANN)(如Chung等,1995;Rowbotham和Dudycha,1998;Ohlmacher和Davis,2003;Dai和Lee,2003)。ANN为输入层和输出层之间提供了一种转换机制,需要借助MATLAB系统完成有关计算。用于滑坡风险评估的统计方法存在一些缺陷。一是简化了滑坡影响因素,仅考虑那些容易进行编图的因素或可以从DEM中生成的参数。二是关系到使用的统计方法的假设条件——在相似的环境组合条件下发生滑坡的可能性大。实际上环境因素在不断发生变化。三是不同滑坡类型有着不同的属性特征,应单独进行分析和评估。实践中因种种困难,难于做到这点。统计模型通常忽视了滑坡的时间方面,不能预测控制条件(如水位波动、土地利用变化和气候变化)的影响。因此,统计模型不能提供全面的时间概率信息,从而使其应用到定量风险评估变得困难。然而,如果能够利用特定时间间隔或特定重现期的滑坡编目图来生成统计关系,就会改进统计方法的评估水平。近年来有一些关于将统计方法与不同时期滑坡图相结合的研究成果发表。例如,Zêzere等(2004)提出了用于葡萄牙里斯本北部滑坡危险性评估的区域尺度概率统计分析方法。他们基于“唯一条件多变形”这一基础单元,利用逻辑回归方法进行了滑坡危险性分析,得出的预测率曲线被用于滑坡敏感性图的定量解释和分类。由于滑坡与特定重现期的触发降雨事件相关,他们还将时间概率值关联起来。Dai和Lee(2003)在香港的部分地区也开展了类似的研究。然而,上述两个案例研究只开展了滑坡危险性评估,没有开展滑坡的风险评估。目前关于应用统计方法开展滑坡风险评估的研究还很少见。Remonodo等(2004)在西班牙北部进行的风险评估(包括使用过去损失数据进行易损性评估)是为数不多的研究案例之一。确定性和动力模型方法的进展在确定性分析中,根据斜坡稳定性模型计算的安全系数来确定滑坡危险性。确定性模型提供了滑坡危险性最好的定量信息,可直接用于岩土工程设计或定量风险评估。然而,确定性模型需要大量的输入数据,这些数据需要通过实验室试验和野外测量获得,因此仅能在小范围内使用确定模型。Dietrich等(2001)、Gritzner等(2001)、Chen和Lee(2003)、Van Beek和Van Asch(2003)等研究人员,将确定性模型与降雨诱发的潜层滑坡联系起来,开发出了水文动力模型(模拟孔隙水压力的时间变化)与斜坡稳定性模型耦合的GIS模型,用以定量分析临界孔隙水压力值。由美国森林管理局开发的斜坡稳定性模型也是基于无限斜坡方程。Hammond等(1992)使用了该模型并利用蒙特卡罗模拟器得出斜坡失稳的概率值。Davis和Keller(1997)以及Zhou等(2003)还尝试将蒙特卡罗与模糊方法相结合来确定斜坡失稳概率。用于地震诱发的滑坡危险分析的确定型方法通常是基于简化的Newmark斜坡稳定性模型,Miles 和Ho(1999)、Luzi等(2000)、Randall等(2000)、Jibson等(2000)在GIS的每个计算单元上应用Newmark斜坡稳定性模型,得出滑坡危险性预测值。Refice和Capolongo(2002)还开展了将蒙特卡罗模拟方法与Newmark斜坡稳定性模型相结合的研究。Anderson和Howes(1985)使用了完全不同的方法。他们开发出将水文斜坡稳定性模型耦合在内的2D模型(目前为CHASM),用于道路边坡滑坡危险性编图。Van Asch等(1993)和Moon 和Blackstock(2003)也使用了该方法对奥地利西部的Vorarlberg的小型汇水流域以及新西兰惠灵顿市分别开展了滑坡危险性评估。Miller和Sias(1998)使用2维有限元模型模拟非承压地下水的通量,计算了水位高度和大型滑坡不同剖面(采用简化的Bishop分隔方法)的安全系数。GIS被广泛应用于滑坡活动范围的模拟。Dymond等(1999)开发了不同暴雨事件和土地利用情景下,浅层滑坡及其向河网输送沉积物的、基于GIS的计算机模拟模型。高分辨率的DEM是模型中的主要部分。De Joode和VanSteijn(2003)建立了一个简单又完整的过程模型,用以模拟降雨诱发的滑坡初始滑动、沿剖面的径流、物质传输、侵蚀以及在主要沟谷中的泥石流扩展。在模拟滑坡的流动速度和影响范围时,普遍采用了细胞单元自动生成法(Avolio等2000)。许多研究人员(如Terlien,1996;Montgomery等,1998;Dietrich等,2001;VanBeek,2002)开展了GIS环境下的确定性动态模拟研究。如果输入气象数据,确定型模型就能够预测斜坡失稳的空间和时间频率。最近研发出的一些模型可以预测斜坡失稳后物质的运移过程并确定出泥石流的影响带(Chen和Lee,2003)。这些信息将直接用于滑坡易损性和风险评估。确定性模型与统计模型相比,其优势是可以预测不同的土地利用情景(目前不存在)下的滑坡危险性变化,还可以预测气候条件变化情景下的滑坡危险性。然而,确定型模型的参数化方面的限制,使滑坡发生的时空频率及其影响范围的预测的准确性具有许多不确定性。在汇水流域尺度上,仅可对诱发机制较为简单、水文构型简单的滑坡能进行模拟预测。由于滑坡发生的时间和空间分布数据有限,难于进行模型的矫正和有效性检验。在滑坡活动范围和沉积带中物质厚度的分布是重要的模型校正与检验参数(Van Asch等,2004)。
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傻大明白

殷跃平,二级研究员,博士生导师。现任国土资源部地质灾害应急技术指导中心(中国地质环境监测院)副主任、总工程师。1981年大学毕业于贵州工学院水文地质工程地质77级;1985年硕士毕业于中国地质科学院研究生部(硕士论文:广东核电站区域构造应力场有限元模拟及模糊综合评价研究);1990年博士毕业于中国地质科学院研究生部(博士论文:重大工程区域地壳稳定性评价专家系统研究)。他多年来从事地质灾害防治及研究工作。主持和负责了国家科技支撑项目和课题、相关部委研究项目、国际合作项目30多项。自1986年起,一直致力于三峡工程库区地质灾害防治与研究,被国务院三峡工程建设委员会聘为地质灾害防治专家,为三峡工程库区移民迁建和水库蓄水运行的地质灾害防治做出了重要贡献;2008年汶川地震救灾期间,被国务院任命为国家汶川地震专家委员会委员,技术负责汶川地质灾害应急排查,指导了震区灾后重建特大地质灾害防治工程的实施。1998年国土资源部成立以来,他成功参与和技术主持了全国大多数重大地质灾害应急治理与处置,积累了丰富的实践经验,成为我国重大地质灾害应急处置首席专家之一。他在地质灾害早期识别理论、高速远程滑动成灾模式、监测预警方法、防治工程、应急处置方法技术等方面取得了系统创新性成果。在国内外学术刊物发表论文158篇,其中,SCI论文16篇,EI论文18篇,出版专著6本,主编了六部地质灾害减灾防灾规范(国标1部,行标5部)。他带领的科研团队连续二次被国际滑坡协会评选为世界滑坡减灾杰出中心(2008和2011)。荣获了国家科技进步二等奖2项(排名第一),部级科技进步一等奖3项、二等奖3项;荣获了我国地质科学研究最高层次的终身荣誉奖—李四光地质科学奖(2013);荣获了中国环境保护领域最高奖—中华环境奖(2008)他被聘任为中国地质学会地质灾害研究分会主任、中国地质灾害防治工程行业协会专家委员会主任、中国岩石力学与工程学会常务理事等学术职务;同时,在国际上,担任了国际滑坡协会(ICL)主席、国际工程地质学会新构造与地质灾害专委会(C24)主任、国际滑坡联合技术委员会(JTC-1)成员等学术职务,并被Springer出版的国际知名学术期刊《LANDSLIDES》(SCI收录,影响因子201)聘为学报副主编。还担任了国际滑坡协会、联合国教科文组织等国际机构联合主办的《第三届世界滑坡论坛》学术委员会主席(2014,北京)。他多次被邀请在国际滑坡大会(2次,2008和2011)、世界滑坡论坛(2次,2008和2012)等重要国际学术会议做大会特邀报告和主题报告。此外,殷跃平博士在地质灾害减灾防灾中的突出贡献,获得了多项社会荣誉:其中,被国务院颁发“有突出贡献的专家政府特殊津贴” (1996);被国务院三峡建设委员会授予“三峡移民工程建设先进个人” (2001);被国土资源部颁发“全国地质灾害防治科技进步特别贡献奖” (2007)。由于他在地质科学领域的重大贡献,被授予第十三次李四光地质科学奖。

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别惹阿玉

引发的次生地质灾害 堰塞湖 从大的方面来说,汶川处于中国一个大地震带——南北地震带上。  中国地震局的专家认为,因为中国东部和西部的地质分布、地壳厚度、地壳运动速度差别很大,而这次地震发生在东部和西部变化差别最大的这个带上,即南北地震带——包括从宁夏经甘肃东部、四川西部直至云南,都为地震密集带。  宏观的解释是,“印度洋板块由南向北碰撞欧亚板块,碰撞的地区拱起青藏高原。”中国科技大学地球与空间科学院倪四道教授对南方周末记者分析说,“青藏高原在隆升的同时,也同时向东北方向移动,挤压四川盆地向东北走滑,而汶川地震就发生在青藏高原的东南上。”  倪四道说,这次地震具体的发生机制是挤压,“一开始主要是挤压,到地震快结束时可能还有走滑的能量释放。”倪四道说,这次汶川地震发生在青藏高原的东南边缘、川西龙门山的中心,位于汶川-茂汶大断裂带上。  中科院地质与地球物理研究所研究员王二七说,四川盆地是一个相对稳定的地块。从历史记录来看,尽管龙门山主体没有发生过大地震,但它北边的松潘在上个世纪初曾经发生过强震。因此,虽然龙门山地区看上去构造活动性不强,但是可能是处在应力的蓄积过程中,蓄积到了一定程度,地壳就会破裂,从而发生地震。  不过王二七也说,目前我们对这一地震发生的机制还不清楚,不知道是由地壳的挤压、伸展还是水平走滑造成的。  而从小的方面说,汶川又在四川龙门山地震带上。龙门山是新的西藏隆起板块和原来的老的云南、四川板块交错的地方,从这个角度讲,这个地方是个地震多发区。  根据1999年9月中国地震局监测预报司预报管理处整编的《中国强地震目录》,四川地区共有18次7级以上地震,其中1800年以来发生过8次7级以上地震。1973在四川的炉霍发生了6级地震,之后三年发生了四川松潘——平武2级地震。  中国地震局地球物理研究所陈学忠研究员曾在2002年对四川省7级以上地震危险性做过分析:“四川地区很长时间内没有发生强烈地震了,用业内的话说叫缺震,就是强震缺失,按照历史的经验,缺的时间越长,将来发生(强震)的可能性越大。这是一种定性的估计”。  这种背景下,陈学忠研究了四川地区的地震危险性,发现从历史经验性上看,以前四川地区7级以上强震发生之前几年,周围都有一个接近8级左右的大震发生,根据这种现象,然后往后推,昆仑山2001年已经发生了1级地震,如果这种规律延续的话,几年之后四川地区就会发生这种地震。

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纳殇誰鯟

施文耀 (福建省地质工程勘察院,福州350002)摘要:本文通过对福建南部沿海地区的地质灾害的现状调查与分析,阐述该地区地质灾害的发育特点,分析各种地质灾害的成灾因素,并从自然地理气候条件、地质环境条件、人类工程经济活动三方面对区域孕灾环境进行分析,提出地貌单元、地质单元的形态、结构、功能不同,区域气候环境的特征,对区域地质灾害的形成产生明显的影响。关键词:地质灾害;特点;成灾因素;孕灾环境地质灾害是岩石圈表部在内力作用和外力作用相互影响下,或地壳内部动力地质作用下,使地质环境产生变化,出现的对人类生命财产和精神遭受损害的地质现象和事件,地质灾害的孕育与发展受区域自然条件、区域地质环境条件、人类活动等的支配。1 地质灾害的现状与区域特征区域的自然地理条件、地质环境条件和人类工程活动的程度的特征,使得测区局部地区地质灾害比较发育,目前已有资料表明测区主要的地质灾害有4类,共206处,包括崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降。其中崩塌95处,占地质灾害总数的12%;滑坡76处,占地质灾害总数的89%;泥石流2处,占地质灾害总数的97%;地面沉降33处,占地质灾害总数的02%。测区地质灾害详见附表,从地质灾害的统计资料看,测区地质灾害具有福建省地质灾害的普遍特征,即点多、面广、规模小、频率高、危害较大,受人类活动和降雨影响大[1]。2 地质灾害的分布规模、特征与成灾因素区内地质灾害具有明显的分布规律,崩塌、滑坡、泥石流分布于测区中西、西北部的低山、丘陵地带,崩塌、滑坡多沿公路、房前屋后的人工开挖形成的高陡斜坡分布;地面沉降分布于沿海的冲海积平原中,也有少量分布于未压实的松散素填土区;泥石流分布于丘陵沟尾斜坡地带,各类地质灾害又有其自身的特点与成灾因素。1 滑坡与崩塌1 滑坡[2]滑坡为斜坡变形破坏的一种形式,是指斜坡上岩土体在河流冲刷、降雨等因素影响下,沿着一定的软弱结构面(带),整体或分散地、顺坡向下滑移的自然地质现象,滑坡体通常被分割成块体,滑坡经滑移后处于相对稳定阶段后,在降雨等其他因素的作用下有可能再次激活而滑动[3]。根据滑坡物质组成、滑体厚度,形成原因,规模对测区滑坡进行划分统计,并对滑坡前斜坡坡度进行统计,统计结果分别见图1和表1。图1 形成滑坡坡度百分比图表1 滑坡类型划分统计表发生于岩石内部的滑坡没有发现,这表明测区滑坡是由残积土和强风化岩控制,岩体内部的结构面并非控制测区滑坡的主要因素。2 崩塌崩塌是斜坡变形破坏的一种形式,是在一定条件下的斜坡,由于受到人工切坡、震动等因素的影响,使斜坡部分岩土体在重力作用下,沿一定的软弱面松动、脱离,突然从陡峻的斜坡上崩落下来,崩落于坡脚,形成具有一定天然休止角的岩土堆。测区目前发现有崩塌95处,根据崩塌物质组成、形成原因、规模对测区崩塌进行划分统计。表2为测区类型统计及特点表。对有坡度记录的崩塌的统计表明,坡度大于40°形成的崩塌占55%;30°~40°形成的崩塌占19%;20°~30°形成的崩塌占46%;<20°形成的崩塌占80%。坡度<20°形成的崩塌其规模仅为<200m3,表明坡度越大越易形成崩塌地质灾害。表2 崩塌类型统计及特点表3 滑坡、崩塌成因分析滑坡、崩塌产生是受多种内在和外在因素综合影响的,地形地貌、岩土体性质、地质构造等是内因,降雨和人类工程活动是外因,而其中降雨是最关键的主导因素。爆破震动也是崩塌产生的另一外因。1 地形地貌测区所有滑坡均分布于低山、丘陵地带。统计分析表明,绝大多数滑坡所处的微地貌单元为凸形坡。且随着坡度的增大,诱发滑坡几率也增大,当坡度超过一定角度时,斜坡变形破坏的形式产生变化,由滑坡演变成斜坡变形破坏另一种模式——崩塌。影响崩塌的因素主要是斜坡的坡型、坡度和坡高,其中又以坡度和坡高为主。坡度越高、坡度越大越易产生崩塌。坡度越大,坡面附近张应力范围也随之增大和增强,坡脚应力集中带最大剪应力也随之增大;而随着坡高增大,斜坡内各处的应力值也随之呈线性增大,这也就应证了公路开挖边坡和房屋后边坡形成高陡的斜坡易产生崩塌。2 岩土体的性质岩土体的性质是控制斜坡产生变形破坏的重要内在因素,测区滑坡主要受残坡积层及强风化岩厚度决定。残坡积层虽然薄不一,但普遍较厚。残积层与风化基岩,风化基岩与新鲜基岩之间是相对软弱带,地下水等活动比较活跃,滑坡主要受该带所控制,而残积层本身较为松散,在降雨驱使下,具有良好临空面的斜坡易产生滑移。从表中可看出,侵入岩残积层较易产生滑坡,而强风化岩中,侵入岩、火山岩、沉积岩均会产生较多滑坡。见表3。表3 滑坡与岩土体类型关系统计表松动、粘性差、易崩解的土体易产生崩塌,节理裂隙发育的斜坡也易产生崩塌。测区土质崩塌中,全为残积土型崩塌,且多为侵入岩类地区,主要由于侵入岩风化的残积土粘土粒含量低,粘聚力差,含砾高,土质结构松散,易湿化崩解,在遭雨降水作用下,也就易产生崩塌。而节理裂隙发育给地下水的入渗,径流提供了良好通道,加之破碎岩体块体间的结合力差,降雨入渗作用下也就易诱发崩塌。3 地质构造地质构造对斜坡产生滑坡的影响表现为强烈的改变岩土体的结构构造,使岩土体变形破碎,岩土体风化程度加大,在岩土体中形成良好的构造软弱面,岩土体力学强度下降。构造运动也使斜坡坡度、坡形了产生变化,对斜坡变形破坏起间接作用。地质构造在斜坡岩土体中形成的软弱结构面为滑坡产生提供了良好的基础条件。一旦的外界因素触发,斜坡极易沿构造的软弱面产生滑移、崩落,形成滑坡、崩塌。测区76处滑坡中有8处与断裂构造密切相关,占滑坡数的53%。4 降雨降雨是滑坡、崩塌的成灾因素中最为敏感、最为积极的因素,几乎所有的崩塌均与降雨密切相关。降雨通过改变斜坡岩土体的力学性质,降低抗变能力,改变斜坡岩土体的应力状况的途经来诱发斜坡产生灾害。在高强度降雨作用下,部分汇水条件较好的滑坡还有可能进一步转化为滑坡—泥石流型的地质灾害。另外,滑坡的产生与降雨量密切相关,几乎所有滑坡其产生均与降雨有关。大部分滑坡分布于多年均降雨量>1200mm的地区。资料显示,过程降雨时大于100mm的地区可能诱发产生滑坡,但经过长期阴雨,土体基本饱和后,又经过程降雨量大于50mm,也可能产生滑坡,当过程降雨量超过200mm时,则会普遍产生滑坡灾害现象。5 人类工程活动在区内滑坡中与人类工程活动有关的滑坡达64处占53%。人类工程活动对斜坡的影响表现为切坡、填方等。切坡使斜坡的坡高和坡度产生改变,极大地改变了坡形,使原来处于应力相对平衡的斜坡失去支撑而临空,斜坡应力平衡遭受破坏,坡高增大,斜坡内应力随之呈线性增加,坡度变大,坡面附近张应力随之增强。范围随之扩大,而坡脚应力集中带的最大剪力也随之增强,因此,随着切坡坡度增大,坡高增大,斜坡变形产生滑坡的条件越充分,产生滑坡的机会也随之增大。另一方面,人类工程活动又使斜坡岩土体结构遭受扰动破坏,降低局部岩土体的强度,又为产生滑坡提供了条件。人类工程活动中又有不合理的堆填方,形成高陡斜坡,原本填方岩土体结构已遭受破坏,加之堆填成高陡斜坡,极易诱发产生滑坡。人类工程活动是崩塌成灾因素中较为积极的因素。人类工程活动表现为改变斜坡的外形,实际上是改变了斜坡的临空状况及应力场,强烈的切坡活动,使处于应力平衡的斜坡失去临空支撑,形成临空面,相应地斜坡应力均随之改变。切坡坡度越陡,坡顶拉张力越强,在重力作用下也越能促进崩塌的产生,统计表明,由孕灾环境为人类工程活动引起的崩塌达58%测区调查表明,区内由爆破震动引起的崩塌仅3处,分布于采石场区域,主要由于爆破使部分岩土体开裂松动,其斜坡已开挖成陡坡悬崖状,爆破产生的弹性波使松动岩土体产生附加应力,松动斜坡岩土体的结构,造成破裂面,反复作用造成累积,促使岩土体变形破坏而崩落。2 地面沉降区内地面沉降表现为在软土区的建筑物不均匀沉降。软土区地面沉降分布于泉州、厦门、漳州冲海积平原区,共有32处。由于组成软土的粘土矿物为高岭石、伊利石、绿泥石,其化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等。其物理力学性质指标主要有以下特征,天然含水量大(W>36%),呈软塑-流塑状,仅局部为可塑状;孔隙比大(e>1),高液限(W1>9%),低渗透性,高饱和度,高压缩性(a1-2>7MPa-1),强度低(fk=100kPa),抗剪强度低(C=2~4kPa,φ=0~5°)。大部分呈欠固结状态,具有流变性和触变性的特点。当建筑基坑排水抽取地下水后,随着地下水位的下降,土层有效应力增加,促使软土固结而产生沉降。而建筑物置于软土区,土层中的附加应力大增,引起高压缩性的软土由于压缩固结而产生沉降,测区软土沉降多分布于全新统的海积软土中,建筑物常由于软土不均匀压缩固结而出现不均匀沉降现象,致使建筑物产生倾斜、开裂、破坏。3 泥石流区内目前仅发现有2处泥石流,其规模均很小,土方量<0万m3,均为暴雨型、沟坡型泥石流。其实际模式为滑坡-泥石流。泥石流的物质组成以残坡积粘性土为主,夹含少量的强风化岩体。物源区处于坡度30°~35°的凹形斜坡。泥石流的流通距离比较短促。物源区也没有常年性沟谷水流,均为自然状态下产生的泥石流。区内泥石流物源区处于凹形斜坡,有利于地表水的汇积。地表汇水的冲蚀能力较强。物源区处于残坡地层较厚,残坡积土遇水易饱和,易崩解。而散体状的强风化岩强度较低,这为泥石流的形成提供了良好的物质来源条件,两处均由于长历时高强度的降水引起。斜坡岩土体首先出现崩滑现象,而后崩滑体在地表水流的携带下向坡下方向流动而形成。两处泥石流均处于人类活动微弱区域,对人类的影响不大。3 区域孕灾环境分析[4]地质灾害的分布、发生与发展与自然地理条件、地质环境条件和人类工程经济活动密切相关,测区地处南亚热带海洋性季风湿润气候区,地处福建东南沿海地区地质环境条件较为复杂,人类工程经济活动强烈。由于地貌单元、地质单元的形态、结构、功能不同,区域气候环境的特征,导致测区孕灾环境对区域灾害的形成产生明显的影响。1 自然地理气候条件区内虽然均处于南亚热带海洋性季风湿润气候区,但测区地貌形态却多种多样,从滨海的平原、台地到中西北部的丘陵、山地,使得测区的降雨量分布不均。滨海平原、台地的多年平均降雨量900~1100mm,而丘陵,山地的多年平均降雨量却可达1500~1700mm,而沿海岛屿、半岛处局部蒸发量与降雨量大致相当,并且测区地处太平洋沿岸,受热带暖湿气流的影响,每年均会遭遇不同次数和强度的台风暴雨的影响,台风过程降雨量在200~350mm之间。充沛而分布不均的降雨量与短时间的台风暴雨的降雨量,强烈地促进测区地质灾害的发育。温暖湿润的气候条件使测区岩石的风化过程加快,给地质灾害的产生与发展提供了良好的自然环境孕灾条件。从测区前述地质灾害的成因分析中,过程降雨量和暴雨对测区地质灾害的发育影响异常明显,几乎所有的斜坡变形破坏均与降雨相关。这说明测区区域气候环境条件是地质灾害分布、产生与发展最为直接,最为敏感的影响因素。2 地质环境条件从地貌上看,区内沿海海岸附近,遭受海潮、风暴潮的影响,局部土质海岸蚀退明显,如厦门岛东海岸,而区内大部分地区为山地丘陵地带,河谷冲沟发育,地形形态不一,地形坡度20°~40°不等,局部更陡,高程100~1000m,变化较大,有利的地形条件给地质灾害的发育提供了良好的孕灾环境。从地质构造上看,区内处于闽东南滨海断隆带和闽东火山断拗带之间,整体处于间歇性上升地区,地质构造活跃,断裂构造发育,深受长乐-南澳等活动断裂构造影响,地质构造较为复杂,岩石较为破碎;地震设防烈度为Ⅶ、Ⅷ度地区。地质构造的复杂性为测区地质灾害的发育又提供了良好的孕灾环境。从地质条件上看,滨海地区的平原区分布广泛和厚度不同的高压缩性、低强度的软土和饱和液化砂土,从而使这些区域易产生软土沉降、震陷和饱和砂土液化现象。而台地、丘陵、山地却分布有厚薄不一的残坡积土以及各种母岩,地层岩性复杂,强度不一,复杂的岩土体条件又为地质灾害的发育提供了较好的孕灾环境,特别是测区丘陵台地残坡积土层较为深厚,却又深受降雨影响,使得测区地质灾害较发育。3 人类工程经济活动测区为厦-漳-泉闽南金三角地区,区域经济异常活跃,人口密度大,工程活动强烈,各级别的公路星罗密布,在测区范围分布有泉厦高速公路、厦漳高速公路、漳诏高速公路、漳龙高速公路、鹰厦铁路、漳泉铁路、324国道以及九龙江引水、晋江引水工程、后石电厂、集杏海堤、高集海堤等。各重大工程、各种省道、县道工程建设对地质环境的改变程度较大。测区经济活动强烈,人均国民生产总值多在10000元以上。而且测区人口密度大,沿海地区人口密度800~1800人/km2,山区也有200~700人/km2。山区可利用土地少,造成人多地少的局面,进行房屋建设中迫使居民挖山切坡,从而形成大量的房屋高陡后边坡。密集的人口分布,强烈的工程经济活动,极大地改变了局部的地质环境,森林植被覆盖率下降,局部水土流失加剧,地质灾害频繁发生,测区活跃而强烈的人类工程经济活动对地质灾害的发育又提供了一个很好的孕灾环境。4 结束语区内地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等几种,具有点多、面广、规模小、频率高、危害较大、受人类活动和降雨影响大的普遍特征。由于区内的区域地理位置,也就有测区地质灾害的孕灾环境。充沛的降水、台风影响强烈、不利的地形条件、地质构造的复杂性、复杂的岩土体条件、活跃而强烈的人类工程经济活动都在加剧着地质灾害的发育。参考文献[1]何永金福建地质灾害的特点、成因及其对策福建地质,1995(4)[2]晏同珍,杨顺安,方云滑坡学武汉:中国地质大学出版社,2003[3]高天钧,何永金福建沿海及海域地质灾害与防治福建地质,2000(2)[4]陈亚宁新亚欧大陆桥新疆段环境地质研究北京:地质出版社,2001The Development Characteristic and Formation Principle of Geologic Hazards in the Coast of Southern FujianShi Wenyao(Geological Engineering Exploration Faculty of Fujian Province, Fuzhou 350002)Abstract: According to the investigation and analysis of geologic hazards, the paper expatiates the characters of geologic hazards and analyses formation factors of geologic hazards from three aspects, geographic and climatic condition, geologic environment The conclusion is that geologic cell, the modality, structure and function of physiognomy cell and the characteristic of climate clearly influence the formation of geologic Key words: Geologic hazards; Characteristic formation factors of geologic hazards; Environment of formation geologic hazards

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