近年来,全球各地极端天气事件的频率和强度逐渐增加,进而导致其诱发的次生灾害,尤其是地质灾害对人类的威胁日渐突出。滑坡作为一种常见的地质灾害,尤其在山区和丘陵地区,对人类生命财产和生态环境造成了严重影响。2020年印度喜马偕尔邦受连日暴雨影响发生山体滑坡,造成至少45人死亡,多人失踪; 2022年秘鲁南部库斯科地区受持续降雨影响发生山体滑坡,造成至少13人死亡,数十人失踪; 2024年巴布亚新几内亚恩加省的一处村庄发生山体滑坡,该滑坡影响了该省超过6个村庄,造成人员伤亡超过2 000人(Watson et al,2024)。中国西南地区地质灾害频发,需要重点关注。2013年1月11日,云南省昭通市镇雄县果珠乡赵家沟突发特大山体滑坡,致使多人伤亡,掩埋房屋63间,毁坏耕地500余亩; 同年1月28日,镇雄中屯镇头屯村水塘北侧发生特大滑坡,造成数千万元的经济损失(徐永强等,2015)。2014年6月,持续的降雨触发了小型堆积体滑坡,导致道路瘫痪,河流受阻(殷志强,2015)。2024年1月22日,镇雄县塘房镇凉水村再次发生大型山体滑坡,导致多人遇难,造成了巨大经济损失。

为了减轻滑坡灾害对人类生活的影响,国内外研究学者开展了广泛的研究(Gonzalez et al,2024; Fang et al,2023; Tyagi et al,2022; Shao,Xu,2022)。梁苗等(2022)通过工程地质勘察和物理力学试验,结合综合监测技术,以滑坡的实际变形量为基础,分析了滑坡变形破坏机制,结果表明不利的地质结构、前缘临空及降水诱发是G5京昆高速K1887+350段滑坡变形破坏失稳的主要原因。凌松耀等(2023)通过现场监测和数值模拟的方法分析了新疆伊犁州内公路沿线一处融雪-降雨型滑坡的失稳机理,得出融雪边坡的致灾机理。Kinde 等(2024)通过现场调查、实验室分析和数值模拟方法对埃塞俄比亚南部的Sawla-Laska公路段边坡进行了分析,结果表明滑坡主要发生在残余松散物质的陡坡上,陡峭的地形和土壤强度为该区域影响滑坡发生的主要因素。Tian等(2024)基于夜间灯光数据和土地覆盖数据构建了人类活动强度指数,采用回归分析法和优势分析法比较了一系列滑坡影响因素对滑坡空间密度的影响,结果表明人类活动强度指数对滑坡空间密度有显著影响。这些研究均表明滑坡成因的主要因素有地质因素、气候因素和人类工程活动因素。

本文以2024年1月22日镇雄县山体滑坡为例,通过查阅媒体信息法、地理环境因素分析法、对比分析法,结合镇雄当地地质环境、气候因素和人类活动因素对滑坡成因进行初步分析,最后针对类似的滑坡灾害提出建议。

镇雄县(27°13'～27°45'N,104°10'～104°45'E)位于云南省东北部,地处云贵川三省交界处,区域内山脉和峡谷纵横交错,地形起伏较大,切割强烈,形成了多级阶梯状地貌和深切河谷。地势总体由东北向西南逐渐递增,区域内一般海拔为1 000～2 000 m,为溶蚀-侵蚀中山地貌(殷跃平等,2013; 殷志强等,2015)。地质构造复杂,属于云贵高原的一部分,地质构造上主要受扬子地块和康滇地块的交汇影响。由于长期的构造运动,形成了多种地层叠加和断裂构造。县内岩层多为侏罗纪至白垩纪时期的沉积岩,如砂岩、页岩、灰岩等,部分地区还存在较年轻的第四纪沉积物。气候属于亚热带高原季风气候,具有显著的立体气候特征。由于地势南高北低,山脉多呈现南北向或南西至北东向,从西北面进入的冷空气爬坡抬升凝结,境内呈现多雾天气,晴天较少。全年平均气温约为15℃,夏季气温适中,冬季较为寒冷。由于地形复杂,海拔高差大,气候类型在县内差异明显。高海拔地区气候凉爽湿润,而低海拔地区则较为温暖。降水集中在每年的6—8月的雨季,降雨量占全年的47%～76%。历年平均雨日数可达130天,是全国降雨日最多的地区之一。

由于地质构造复杂、地形陡峭以及降水量大,加之镇雄县为煤炭资源开采大县,采矿等人类工程活动强烈,集镇建设规模不断扩大,地质环境不同程度受到破坏,使得镇雄成为地质灾害最严重的地区之一。

2024年1月22日5时51分,镇雄县塘房镇凉水村郎崖哑口山轰然崩塌(图1),滑坡点位置为(27.4805 91°N,105.011 949°E)。此次灾害为坡顶陡崖区发生崩塌,崩塌体横宽约100 m,高约60 m,平均厚度约6 m,崩塌体方量约5万m³,崩积体崩落至中部斜坡区后,崩积物强大的冲击力运动至中下部陡坡区刮铲表层土体形成崩滑碎屑流冲击至坡脚,总方量约7万m³。崩滑碎屑流导致下方房屋倒塌,崩塌区与居民区高差约150 m。此次滑坡造成18户房屋被掩埋、44名人员遇难。

图1 2024年1月22日镇雄凉水村山体滑坡(胡超,2024)
Fig.1 The landslide in Liangshui Village,Zhenxiong on January 22,2024(according to Hu,2024)

本文所使用的数据主要包括镇雄地区的高程数据和气象数据。高程数据来源于ALOS_ [KG0.1mm。]DEM 12.5 m×12.5 m分辨率数据。高程数据是地形分析的重要基础,通过DEM,可以分析地形起伏、坡度、坡向等地貌特征。这些特征对滑坡地质灾害的发生有直接影响。岩性数据来源于全国1:[KG0.1mm。]20万数字地质图(公开版),不同类型的岩石和土壤具有不同的力学性质,其对滑坡的发生一般具有直接控制作用。气象数据来源于中国天气网。气温变化对地质灾害有直接和间接的影响,在温度周期性变化较大的地区,冻融循环对岩石和土壤的破坏力显著。白天的升温和夜晚的降温会导致岩石和土壤中的水分反复冻结和融化,造成岩体崩解和土体膨胀,从而诱发滑坡,另外,温度变化会导致岩石的热膨胀和收缩,产生温度应力。如果温度变化剧烈且频繁,岩石表面可能发生裂缝扩展,降低岩体稳定性。

本文研究方法包括:①媒体信息查阅法。在滑坡事件发生后,滑坡现场的真实情况通常会通过媒体迅速传播,尤其是官方媒体和现场目击者提供的信息。这些信息包含了滑坡灾害的整体概况,包括滑坡规模、破坏程度、人员伤亡和经济损失等。通过查阅这些媒体信息,不仅能掌握事件的时间、地点和初步成因,还能获取专家和学者的分析意见。这些信息的发布通常具有及时性和权威性,能够为滑坡成因的初步判断提供基础。②地理环境因素和地质背景分析法。在地形地貌方面,利用地理信息系统软件来绘制滑坡事件周围的地形地貌图,用于直观了解该区域地形起伏特征。利用地质资料数据绘制滑坡发生地周围地质图,以此分析该区域地质环境,例如岩性、地层结构、节理裂隙发育情况等。另外在人类活动因素方面,对滑坡事件发生地及其周围区域的工程建设、采矿等人类活动情况进行详细调查,以评估人类活动对滑坡区域的地质结构、土体应力平衡的影响。③对比分析法。地理学的第一定律指出,距离近的事物具有更大的空间相关性,因此,分析镇雄县域内以往发生的滑坡事件,对理解此次滑坡的成因具有重要意义。通过对比近年来镇雄县发生的几次滑坡事件,特别是时间间隔短、空间距离近的滑坡事件,可以发现它们之间的相似性。比如,同一地区的滑坡往往与相似的地形地貌、地质条件和气象因素有关。

针对镇雄凉水村滑坡事件的成因,从内部因素和外界人类活动因素进行研究,得出以下结论:

(1)此次滑坡的主要触发因素并不明显,对外界触发条件的依赖较弱,受自然因素影响较大,将其归为弱触发类滑坡。

(2)滑坡附近的高陡斜坡和不稳定的缓坡平台构成了滑坡发生的基础条件。接近山顶部分的弧形陡崖带下存在缓坡平台,而斜坡前缘缓坡段与其两侧的斜坡明显凸出,这种地形结构在重力作用下容易发生崩塌滑动。

(3)岩体成分和结构方面,三叠系砂泥岩、泥灰岩夹薄层泥页岩,易于沿岩层面、构造节理或表生风化裂隙软化、泥化和渗流侵蚀。岩层面接近水平或向北西方向缓倾斜,两组构造节理垂直切割岩层,形成了不稳定的交错架空结构。一旦发生位移,这种层状节理化岩体会快速发展成倾倒变形乃至结构性崩溃破坏。

(4)降雨渗流和冰雪冻融累积效应,降雨渗流侵蚀溶蚀岩体裂隙,软化岩层面并降低摩擦力。冰雪融水渗流软化作用以及水体反复冻结膨胀,逐渐扩大裂隙宽度并侧向挤出位移,降低节理化岩体的稳定性。滑坡发生时温度较低,累积降水量10～30 mm,这些气候因素的累进效应显著增加了滑坡风险。

(5)采矿、道路建设等人类活动可能会影响地下水位,进而改变地质结构和水文条件,加剧地质灾害的风险。

地质灾害防治是一项复杂的系统工程,决不能急功近利,要从致灾体本身和社会系统的复杂性以及人地关系耦合等方面去综合考量。建议做好以下工作:

(1)在组织领导方面,强化对地质灾害防治工作的领导至关重要。要切实贯彻“党政同责、一岗双责制度、齐抓共管”的原则,确保每个责任主体履行防治责任,形成协同合作的工作格局。建立定期工作会商制度,要充分调动各相关部门的积极性,形成协同合力,做到信息的及时共享和工作的高效推进。

(2)在巡查排查方面,应强化工作力度,特别是对重点区域,如山区村庄、山区学校、景区景点等,以及工程线路等重大工程建设区地质灾害隐患进行排查。与当地居民建立有效的信息反馈机制,形成社区共治的态势。

(3)在灾害研究方面,做好重大地质灾害事件的数据积累工作,尤其是详细完整的地质灾害分布图,这一工作是分析灾害形成机理与分布规律的基础,也是建立风险评估和监测预警模型的基础。

(4)在科技运用方面,应充分利用地质灾害自动化监测预警设备,可以通过引入先进的遥感技术,如卫星遥感和无人机巡查,实现对地质灾害隐患区域的高效监测。采用先进的信息技术,如人工智能和大数据分析,对监测数据进行快速而准确的处理,提高监测系统的智能化水平。

(5)在群测群防方面,进一步建立健全的地质灾害防治网络,形成县、乡、村、组四级群测群防网络体系,实现信息的多级传递和协同响应。同时建议邀请地质灾害防治专家进行专业培训和多种形式的科普宣传,向社区和公众传递相关知识。这有助于提高居民的识灾、辨灾、观测、处置、自救、互救等能力,从而降低灾害发生时的风险和损失。

(6)在应急响应方面,应制定详细的地质灾害应急响应计划,明确各级政府和相关部门的职责和任务,确保在发生地质灾害时能够快速、有序地响应。定期组织地质灾害应急演练,提高各级政府和救援人员的应急处理能力。

(7)在资金保障方面,进一步探索多元化的资金筹措渠道,包括政府拨款、社会捐赠、保险资金等,形成多层次、多渠道的资金保障体系。设立专门的监管机构,对地质灾害防治资金的使用进行监督和审计,确保资金使用的透明度和效益。

(8)在人才培养方面,加大包括地质灾害在内的自然灾害风险防控、防治与应急救援相关学科建设和人才培养力度,以满足我国有效减轻地质灾害风险各层次人才需求,保障经济社会高质量平稳发展。