Question

三峡库区重庆市巫山县滑坡灾害分布发育规律

Answer 1

高文军¹　叶晓华¹　陈中富²

（1四川九〇九建设工程有限公司，江油，621701；2重庆市巫山县地质环境监测站，重庆，404700）

摘要　巫山县自然地质环境条件复杂，以滑坡为主的地质灾害发育，对库区移民迁建实施和人民生命财产安全影响严重。通过本次地质灾害防治规划监测预警专项调查评价工作，基本查明了滑坡的成生环境、类型与分布、形成机制、发育规律、危害状况等，为巫山县地质灾害的防治工作提供了基础资料。

关键词　三峡库区　滑坡灾害　发育规律　巫山县

前言

重庆市巫山县地处四川盆地褶皱山区的东缘，位于重庆市东部，地处长江三峡腹地，扼长江“黄金水道”，有“渝东大门”之称。自然地质条件复杂，地质灾害发育，所造成的危害严重。随着三峡工程建设和移民迁建工程的逐步实施，频繁的人类工程活动，对原有地质环境的改变在进一步增强，地质灾害发生的数量、频率、规模及危害性在进一步增加，对三峡工程建设、移民迁建工程实施及库区人民生命财产安全的影响在进一步加剧，已成为三峡库区地质灾害多发区和重灾区之一。2004年3月我公司受三峡库区地质灾害防治工作指挥部委托承担了三峡库区巫山县三期地质灾害防治规划监测预警专项调查评价工作，基本查清了巫山县地质灾害的分布发育规律，为有效的防治巫山县的地质灾害提供了重要的基础性资料。

1　滑坡的成生环境

1.1　地形地貌

库区地貌类型为侵蚀溶蚀中山地形和侵蚀剥蚀低山丘陵地形，从北至南两种地貌类型相间分布，以侵蚀剥蚀低山丘陵地形为主。低山丘陵地貌区地势较低缓，呈波状起伏，地形坡度一般为20°～400，以流水地貌为主，地表水系较发育，主沟长、坡降缓、谷底较宽，山体多被冲沟切割较深，坡型以凹型和阶状坡为主，坡上植被一般不发育，多为农耕地带，以旱地为主，该类地貌区滑坡强发育，分布集中。中山地貌区地势高陡，呈脊状起伏，地形坡度一般30°～600，部分达700以上，以岩溶地貌为主，地表水系弱发育，主沟深切，支沟短、坡降陡、谷地狭窄，坡型以凸型和直线型为主，坡上植被较发育，多为林地和草灌地，该类地貌区滑坡弱发育，分布零散。

1.2　地层岩性

地层岩性以三叠系巴东组的砂质泥岩为主，大面积分布于库区北部大昌、福田、双龙一带的大宁河及中部三溪、巫山、南陵一带的长江岸坡地段，其次为南部官渡、石碑、培石一线的谷坡地段，为低山丘陵地貌区的主要地层，岩性软弱，力学强度低，易风化破碎，组成的斜坡表层普遍分布第四系残积、坡积和崩积的松散土石，多形成土质斜坡，易被降雨浸润软化和冲蚀，为库区易滑地层。三叠系嘉陵江组地层与巴东组地层相间分布，呈条带状，志留系至三叠系大治组地层分布零星，面积小，与嘉陵江组地层构成中山地貌区的主要地层，岩性为碳酸盐岩夹碎屑岩，岩石较坚强，力学强度较高，抗风化能力较强，组成的斜坡高陡，以岩质斜坡为主，在坡脚地段分布崩坡积松散土石，组成土质斜坡，是滑坡发生的地段。

1.3　地质构造

地质构造控制了地形地貌的格局，也控制了地层岩性的分布。库区地质构造主体为褶皱，背斜与向斜呈规律性地相间分布，背斜展布地带为中山地貌区，以嘉陵江组等硬质岩层分布为主，向斜展布地带为低山丘陵地貌区，以巴东组地层分布为主，组成的斜坡有利于滑坡的形成，背斜构造轴部走向基本与山脊走向一致，组成斜坡不易形成滑坡。

1.4　大气降雨与人类工程活动

库区位于巫山县境内中心地带，多年平均降雨量1049.3mm，年最大降雨量1356mm，月最大降雨量445.9mm（1979年9月），日最大降雨量141.4mm（1964年5月24日）。一年中降雨分布不均，主要降雨集中在5～9月，占全年降雨量的68.8%。调查的滑坡发生时间多在雨季，或一次大降雨过程延缓一定时间后发生滑坡。尤其是一次大降雨的中后期发生滑坡。陡坡垦殖、交通与城镇建设、移居安置迁建等人类工程活动，不但改变斜坡坡型与坡度，破坏岩土体结构，而且破坏生态环境，人为加大荷载等，促进了滑坡的形成与发展，在产生新的滑坡的同时，也会激发老滑坡的复活。

2　滑坡的类型、分布及危害

2.1　滑坡的类型

本次调查的滑坡189个，按物质成分、规模大小及稳定性等依据进行划分，滑坡全部为松散土石滑坡，崩塌均为岩质崩塌，大、中型滑坡占滑坡总数的91.5%，中、小型崩塌占崩塌总数的80%，处于潜在不稳定或不稳定的滑坡占总数的57.2%，崩塌均处于潜在不稳定状态（见表1）。

表1　滑坡崩塌灾害分类表

2.2　滑坡的分布

主要分布在长江、大宁河两岸，其次为官渡及抱龙一带。据统计，长江、大宁河两岸，各占调查总数的55.7%和34.5%，官渡至抱龙一带仅占调查总数的9.8%。从滑坡在地形高程和行政辖区上的分布情况来看，也存在着明显的差异性特点，以坝前水位175m高程为界，崩滑体前缘在175m（含175m）以下的涉水崩滑体为96个，不涉水崩滑体98个，分别占调查总数的49.5%和50.5%；分布于库区21个乡（镇）的崩滑体按分布数量以巫峡镇最多，共有43处，其次为曲尺乡、大昌镇和大溪镇，分别有28个、27个和25个，上述四个乡（镇）总共有123个，占调查总数的63.4%，各个乡（镇）分别占调查总数的22.16%、14.4%、13.9%和12.9%，龙溪、楚阳、大庙和笃坪四个乡（镇）分布最少，各有1个，其次为龙井、三溪各有2个；按城（集）镇和农村来看，以城（集）镇分布少，有34个，而大多数分布在农村，有160个，分别占调查总数的17.5%和82.5%。

2.3　滑坡的危害

2.3.1　滑坡危害现状

滑坡造成以下直接危害：对城乡工程建筑产生严重危害；对长江和大宁河航运、公路交通及运输具有破坏性影响；给城乡人民生命财产带来巨大损失；危害厂矿、企业、科教等企事业单位，给国家财产带来巨大损失；增大国家对三峡工程建设、城镇迁址及移民安置的直接投入。

造成以下间接影响：增加城乡人民心理负担，影响社会安定；对当地国民经济发展产生间接影响；导致水土流失、耕地损失、城乡人民生存生活环境恶化；使贫困山区贫困化加剧。

根据调查统计，滑坡已造成的危害主要表现为民房毁坏倒塌或开裂倾斜变形为危房，共计毁坏倒塌民房以及不能居住的危房21787m²，其次为人员死亡1人，水塘和埝渠局部变形破坏，以及公路开裂下沉和路基边坡垮塌等。

2.3.2　滑坡危害预测

本次调查的滑坡可能发生的受威胁人数为39589人，受威胁的直接经济损失为105158万元，主要集中在巫峡镇、曲尺乡、大溪乡和大昌镇。而巫峡镇、官渡镇、大溪乡、曲尺乡、福田镇、大昌镇和南陵乡等7个乡（镇）的滑坡崩塌可能发生危害威胁人数为34770人，威胁直接经济损失为91050万元，分别占总数的87.8%和86.6%（表2）。

表2　主要乡（镇）滑坡崩塌危害预测表

3　滑坡的形成机制、发育特征、稳定性评价

3.1　滑坡形成机制

3.1.1　滑坡影响因素分析

（1）适宜的地形坡度和地形高差为滑坡的形成提供了空间条件。受河流侵蚀切割作用，谷坡较陡而临空，有利于斜坡岩土体在自重作用下临空卸荷，为岩土体滑动运移创造了空间条件。斜坡坡度和坡形是主要地形因素，库区滑坡多发生于坡度为20°～40°，坡形为凹型或阶状的斜坡。

（2）软弱岩土体为滑坡的形成提供了物质条件。组成滑坡体的岩性均为第四系松散土石，粉质粘土或粉土与碎块石混杂堆积物，结构松散，与下伏基岩接触面是滑坡形成的滑移控制面。

（3）暴雨是滑坡形成的主要孕灾因素。降雨年年发生，每年降雨时间和强度集中，季节性周期特征明显，每到雨季大量降雨尤其是暴雨对斜坡土体浸润、冲蚀、软化，降低其稳定性，引发滑动变形，是滑坡形成或突发的主要因素。

（4）人类活动是滑坡形成的重要促进因素。人工削坡、开挖、加载等工程活动，改变斜坡坡形和坡度，破坏岩土体应力结构和应力平衡，降低斜坡稳定性，促进滑坡的形成和发展。人为垦殖、毁林等经济活动，松动斜坡表层土石，破坏了植被固土保水的能力，增强了降雨对土体冲刷，促进了滑坡的形成和发展。

（5）水库蓄水降低了滑坡的稳定性，加剧滑坡滑动变形。库水位附近岩土体含水量急剧增大，滑坡土体受水饱和、冲刷等作用，抗剪强度大幅度降低，易引发滑坡部分地段失稳滑动变形破坏，从而降低整个滑坡的稳定性，激发滑坡复活。

3.1.2　滑坡变形特征

库区滑坡在不同的时间均发生过不同程度的活动变形，初始时间一般在20世纪80年代末期至90年代初期，90年代末期是一个活动高潮期，大多数滑坡发生了较强烈的滑动变形，2003年蓄水前后一段时间内滑坡的活动性又开始增强。本次调查的滑坡变形现象主要是近年来发生的，部分滑坡变形还是最近时间发生或增强而明显的。其主要特征表现为：

（1）地表位移、拉裂。受人为耕种、封埋等原因，地表位移裂缝多被全部或部分破坏，迹象已不明，现有迹象表明地表拉裂缝长度一般30～100m，最长为200m，水平位移宽度一般1～10cm，最宽为100cm，垂直位移高度一般1～10cm，最大为100cm。

（2）地表浅表层小规模的滑动破坏。主要发生于斜坡坡面，两侧谷坡及前缘陡坡地段，造成地面发生局部塌陷，为局部滑动变形强烈而发生破坏的现象。

（3）建筑物变形，为常见的保留迹象较明显的变形特征。主要分布在民房建筑地段，在公路、挡墙、水渠等建筑物地段也有迹象，以民房墙体开裂、倾斜、倒塌，地基拉裂、位移下沉、公路路基下陷、路面拉裂位移以及挡墙和水渠边坡鼓裂、垮坍等现象为主要变形特征。墙体裂缝长度一般2～10m，宽度一般0.5～2cm，最宽为5cm，错位倾斜距离一般0.1～1cm，最大为10cm，地基拉裂缝长一般5～20m，宽0.2～1cm，最宽7cm，位移下沉高度一般0.2～1cm，最大为5cm。

（4）树木歪斜，水塘或水田漏水，地面洼地或湿地以及地面鼓丘等变形特征有少量表现。

3.1.3　滑坡形成机制

根据调查分析，滑坡发育分布规律主要受控于地层岩性、地质构造、地形地貌、大气降水及人类工程活动，地层岩性、地质构造、地形地貌是滑坡形成的内在基础条件，大气降水入渗和人类工程活动是滑坡诱发的主要动力因素。

区内滑坡均为松散土层滑坡，滑体物质为粉质粘土、粉土与碎块石混杂，碎块石块径差异较大，磨圆度一般较差。在母岩为泥岩的滑坡中，碎块石块径在2～150mm之间；在母岩为灰岩等坚硬岩石的滑坡中，碎块石块径在5～400mm之间，碎石土密实度在松散—稍密之间，粉质粘土、粘土为坚硬—硬塑—可塑，遇水后易软化，可塑性增强，向软塑、流塑方向转化，易形成蠕滑或流动，滑面多为第四系与基岩接触面。且斜坡坡度较陡，多在20°～40°之间。降雨后，地表水渗入土体，至强风化顶面或基岩顶面运动，形成沿斜坡面的向下的径流，进而软化冲蚀土体，强度下降，加之切坡开挖、人为加载、水库蓄水等人类工程活动的影响，促进了滑坡发生发展。

3.2　滑坡发育规律

3.2.1　地貌类型上的差异性与地形坡度上的集中性

库区中部低山丘陵区滑坡集中发育分布，调查112个，占总数的59.3%，其次为北部低山丘陵区和南部低山丘陵区，中部中山区和南部中山滑坡零星分布，分别调查了6个和5个，各占总数的3.2%和2.6%；滑坡发生的斜坡坡度一般为20～40°，以30～40°斜坡最多，达102个，占总数的54.0%。

3.2.2　地层岩性上的集中性

软弱的岩土体为主要易滑地层。斜坡岩土体是滑坡形成的物质基础，控制了滑坡的发育分布，岩性软弱的岩土体，构成的斜坡易发生滑坡。滑坡绝大多数发育在巴东组地层出露区，占总数的90.5%，嘉陵组地层出露区滑坡占总数5.3%，志留系至二叠系地层出露区滑坡占总数的4.2%,

3.2.3　地质构造上的差异性

向斜构造区滑坡发育强烈。滑坡主要发育分布在巫山向斜和大昌、水口向斜构造地带，滑坡数量分别占总数58.2%和22.2%，其次为官渡、培石向斜构造地带，滑坡数量占总数的10.5%，背斜和断层构造地带发育分布很少，分别占总数的6.9%和2.1%,

3.2.4　时间上的季节性

滑坡发生发展时间集中在雨季。根据调查，滑坡灾害形成的影响因素表明，降雨尤其是暴雨是滑坡灾害形成的主要诱发因素。巫山县降雨丰沛，多年平均降雨量为1049.3mm，降雨集中在每年的5～9月，其降雨量占全年降雨量的68.8%，降雨强度大，多大雨和暴雨，最大一日降雨量达141.4mm，因此，库区滑坡灾害多发生在每年雨季，主要集中在雨季的5～9月发生。

3.3　滑坡稳定性评价

根据滑坡形成的地形地貌、地层岩性和降雨等自然地质作用以及开挖、加载和水库蓄水等人类工程活动影响，结合滑坡变形特征和变形发育史，定性评价滑坡的稳定性。

3.3.1　稳定性现状评价

在评价滑坡目前稳定状况时，考虑到滑坡影响因素相类似的条件下，将滑坡近年来尤其是最近时间发生或活动加强而增大的变形特征，作为评价滑坡稳定性的半定量依据，其评价结果稳定和基本稳定滑坡81个，占调查总数的42.8%，潜在不稳定和不稳定滑坡108个，占调查总数的57.2%，见表3。

表3　滑坡目前稳定状况统计表

3.3.2　稳定性预测评价

在预测滑坡发展趋势时，考虑到滑坡目前稳定状况和潜在不稳因素（如水库蓄水、降雨、开挖、加载等）的强度，周期以及它们对滑坡稳定性的影响，重点分析水库效应对涉水滑坡稳定性的影响。三峡库区蓄水位已于2003年6月达到坝前135m高程，按蓄水计划安排2007年9月至2009年汛前，库水位达到坝前156m高程，以后按坝前175m水位方案运行。在水库正常运行下，145～175m高程为库水位急剧变幅带，对于本次调查的96个涉水滑坡而言，滑坡前缘处于此变幅带内，水位升高时，岸坡土体浸泡于水中，地下水位抬高，引起土体软化，坡体静水压力增大，水位急剧下降时，将导致滑体内外产生水头差而形成动水压力，同时地下水流出时会携带大量粘性物质和细颗粒，使坡体架空而失稳产生塌滑，在未采取防治工程措施的条件下，涉水滑坡均会发生不同程度的塌岸，从而引发滑坡部分或整个滑动变形破坏，因此，由于水库效应的影响，不稳定滑坡大量增加。

3.4　滑坡主要诱发因素

根据调查分析，在诱发滑坡的暴雨、冲蚀、库水位、开挖、加载及地震等诸多非地质孕灾因素中，暴雨是主要的自然诱发因素，开挖加载是主要的人为诱发因素。随着三峡工程坝前135m水位蓄水以后，库水位已成为影响滑坡稳定性的重要因素，水位继续上升过程中和以后变化时，对滑坡稳定性的影响会日益严重。

3.4.1　暴雨是诱发滑坡的主要自然因素

库区滑坡集中分布于长江、大宁河等干支流河谷岸坡地带，地貌类型为低山丘陵地形，人口密度大，耕地大量分布，农业经济活跃，同时生态环境脆弱，植被条件差，斜坡岩土体失去植被保护后，雨季暴雨会大量入渗，既增大了岩土体容重，降低其抗剪强度，又在土体与下伏岩层接触带形成地下水活跃地带，产生静、动水压力，促进滑动面的发育形成，使斜坡岩土体向不利于稳定的方式发展，诱发滑坡的形成和发展，大量滑坡发生时间集中在每年雨季（5～9月），其滑动变形或破坏均与大量降雨密切相关，由此说明暴雨是诱发滑坡的主要自然因素。

3.4.2　开挖和加载是诱发滑坡的主要人为因素

由于库区淹没城集镇、道路、居民点、工厂等人口和设施的迁建安置，人类工程活动日益活跃，影响范围和发生强度不断加大，切坡开挖及坡体上荷载增加现象频繁发生，既改变了斜坡形态，增大边坡坡度和高度，又破坏了岩土体内部结构和应力平衡，同时毁坏生态植被，对地质环境造成不同程度的改变和影响，降低了斜坡的稳定性，促进了斜坡土体的变形破坏，诱发了滑坡的形成与发展。近年来巫山县新城区，双龙镇等城镇迁建中出现的多处新滑坡，大昌镇春早村庙湾子等移民迁建小区发生的滑坡等等，均与切坡开挖、增加荷载等人类工程活动密切相关。

3.4.3　水库效应对滑坡稳定性的影响作用明显增强

库区二期蓄水至坝前135m水位以后，除部分位置低的滑坡被全部或大部分淹没外，还有一些滑坡如巫峡镇红岩子滑坡、江东咀滑坡以及双龙镇下湾村向阳坪滑坡等，滑坡前受此水位影响，降低了滑坡的稳定性，出现新的蠕动变形现象。如向阳坪滑坡，位于大宁河右岸，滑坡前缘被库水位淹没，2003年7月下旬，民房水泥地面和砖墙出现新的裂缝，至2004年4月5日调查发现，地裂长度一般2.6～6.9m，最长19.2m，宽度一般0.3～1.6m，最宽7m，下沉距离最大为14cm，滑动变形迹象明显，说明库水位对滑坡的稳定性影响较强烈。

水库蓄水对滑坡稳定性的影响主要是通过饱和浸泡水位附近的岩土体，改变其水文地质条件，使岩土体容重增大，抗剪强度急剧下降，水位波动冲刷岸坡产生塌岸，以及水位回落产生的动水压力的作用等影响方式，导致滑坡部分或整体滑动变形或破坏。随着库水位上升至坝前175m水位，在145～175m之间波动时，对库区滑坡稳定性的影响会更加显著。

4　结语

（1）巫山县库区自身的自然地质环境条件较差，自然地质作用产生的地质灾害发育，以滑坡灾害为主要类型，具有点多面广、规模大和危害重的特点。随着三峡工程建设和移民迁建工程的逐步实施，人为作用诱发的地质灾害不断发生，危害加剧，使巫山县库区成为三峡库区地质灾害的易发区、多发区和重灾区之一。

（2）本次调查的滑坡均为松散土石滑坡，大中型滑坡占91.5%，现状条件下处于潜在不稳定或不稳定的滑坡占57.2%；主要分布在低山地貌区，集中在中西部长江沿岸的巫峡镇、南陵乡、曲尺乡和大溪镇，以及北部大宁河沿岸的大昌镇、福田镇和双龙镇。

（3）滑坡主要成生于三叠系巴东组地层出露的斜坡地带，地形坡度为20～40°的斜坡是滑坡发生的优势地形，坡度过陡则易形成崩塌。发生滑坡的斜坡坡形主要是凹型，均为土质结构斜坡，堆积土层与下伏基岩接触面常构成控滑结构面，受降雨或地表水垂直入渗，接触面润滑软化，堆积土层含水饱和，粘聚力下降，与下伏基岩间抗剪强度大幅降低，从而产生滑坡或变形。

（4）降雨和人类工程活动是诱发滑坡崩塌的主要因素，也是较地质环境条件更为活跃的影响因素。在水库效应的影响下，滑坡变形破坏以前缘坍滑—牵引后退—暂稳定—再坍滑后退直到稳定的形式发展，水库效应是主要复活诱发因素，因此应加强涉水滑坡的防治工作。

（5）巫山县以滑坡为主的地质灾害发育，危害严重，应加强监测预防、应急处理、工程治理等工作。