（自然地理学专业论文）湖南境内沅水流域地质灾害研究.pdf

中文摘要 沅水流域在湖南境内主要流经其西部地区。这里是湖南省少数 民族的集中分布区，经济相对落后，贫困人口多。整个流域又处于 亚热带季风气候区内，降水丰富，季节差异大。由于地质环境和社 会经济背景的特殊性，它已成为了湖南省地质灾害的主要分布区， 每年地质灾害造成经济损失巨大。而目前从流域的角度来研究沅水 流域在湖南境内的地质灾害还处于空白。文章重点对湖南境内沅水 流域的滑坡、崩塌、泥石流进行了系统分析。根据野外实地考察的 结果，选择三处有代表性的地质灾害隐患点进行了重点分析。通过 对流域内地质灾害发育特征的归纳，着重从自然影响和人类活动两 个方面来分析流域内地质灾害的形成。并运用灰色关联理论来分析 流域内大气降水、地形条件和人类活动等三个主要致灾因子的关联 度，其分析结果分别为0 8 5 5 7 、0 6 5 2 5 、0 6 1 8 3 。从地质灾害形成 发展的联动性、空间分布的区域性、时阎分布的季节性等方面，来 探求流域内地质灾害灾变机理的相关性与规律性。同时应用模糊综 合评判法对1 2 8 处滑坡地质灾害隐患点和1 处泥石流地质灾害隐患 点进行预测评价，发现大多数隐患点处于稳定状态，建议对处于不 稳定状态的地质灾害隐患点，采取措施加以防范，最大限度地减少 地质灾害所带来的损失。采用模糊聚类分析法进行地质灾害的区划 研究，将流域内的2 3 个区县划分为1 个地质灾害的高易发区、2 0 个中易发区、1 个低易发区和1 个不易发区。从全面规划科学治 理、完善制度加强管理、控制人口提高素质等三个方面，提出地质 灾害防灾减灾的措施，从而为湖南省的西部开发提供依据，对于促 进怀化、湘西自治州以及常德的社会、经济、生态的可持续发展也 起到一定的参考作用。 关键词：地质灾害，沅水流域，灰色关联分析，模糊综合评判，模 糊聚类分析，湖南境内 i a b s t r a c t y u a n s h u ir i v e rf l o w sa c r o s st h ew e s t e r nr e g i o no fh u n a n p r o v i n c ew h e r em i n o r i t i e si n h a b i tc e n t r a l l yw i t he c o n o m i e s l e s s d e v e l o p e d t h e w h o l ew a t e r s h e dl o c a t e s s u b t r o p i c a l m o n s o o nc l i m a t ez o n e s ，h a sa b u n d a n t p r e c i p i t a t i o n ， a n d s e a s o nc h a n g eo b v i o u s l y i ta p p e a r st ob eam a i na r e af o r t h ed e v e l o p m e n to fg e o l o g i c a lh a z a r d si nt h ep r o v i n c ed u e t ot h e s p e c i a l t i e so ft h er e g i o n a lg e o l o g i c a l c o n d i t i o n s a n ds o c i o e c o n o m i c d e v e l o p m e n tb a c k g r o u n d t h e a n n u a l e c o n o m i cl o s s e sc a u s e db y g e o l o g i c a l h a z a r d sa r ev e r y s e r i o u s a t p r e s e n t ，s t u d y o n g e o l o g i c a l h a z a r d so f y u a n s h u iw a t e r s h e di nt e r m so fw a t e r s h e di sb l a n k t h e s t u d ys t a t i s t i c sr o c k s l i d e s ，l a n d s l i d e s ，m u d - r o c kf l o w sa n d a n a l y s i st h eq u e s t i o no fg e o l o g i c a l h a z a r d so fy u a n s h u i w a t e r s h e di nh u n a n a c c o r d i n gt ot h ef i e l di n v e s t i g a t i o n ， s e l e c tt h r e er e p r e s e n t a t i v es a m p l e so fg e o l o g i c a lh a z a r d s d a n g e r s ，s u m m a r y t h ef o r m a t i o nf a c t o r so f g e o l o g i c a l h a z a r d s t h i ss t u d ya p p r o a c h e st h ed e v e l o p m e n tp r o c e s s e so f g e o l o g i c a lh a z a r d sf r o mv i e w p o i n t so fp h y s i c a la c t i o n sa n d a n t h r o p o g e n i ca c t i v i t i e s ，b a s e do nu n d e r s t a n d i n gt h eg r o w t h c h a r a c t e r so fg e o l o g i c a lh a z a r d t h em a j o rh a z a r d c a u s e d f a c t o r s i n c l u d i n ga t m o s p h e r i c r a i n f a i i ，t o p o g r a p h i c a l f e a t u r e sa n da n t h r o p o g e n i ca c t i v i t i e s ，a r ec o n s i d e r e df o r u n d e r s t a n d i n gt h er e l a t i o n t ot h ed e v e l o p m e n to fh a z a r d s u s i n gg r a yc o r r e l a t i o nt h e o r i e s t h es t u d ys h o w st h a tt h e a b o v et h r e ec o r r e l a t i o nf a c t o r sa r e0 8 5 5 7 、0 6 5 2 5a n d 0 6 1 8 3r e s p e c t i v e l y t h e r e f o r e ，t h er e g u l a r i t i e sr e g a r d i n g t h ef o r m a t i o na n dd e v e l o p m e n tp r o c e s s e so fg e o l o g i c a l h a z a r d so c c u r r i n gi nt h ea r e aa r es u m m a r i z e d m e a n w h i l e ， u s ef u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o na n a l y s i s1 2 8r o c k s l i d e s a n dam u d - r o c kf l o wa sp o t e n t i a ld a n g e rp l a c e s t h er e s u l t s i n d i c a t e dt h a tm o s to fp l a c e sa r ei ns t a b l ec o n d i t i o n ，s o m e a r ei n s t a b i l i t y i ts u g g e s t st h a ta d o p tm e a s u r e sa n dk e e p i i w a t c ha d d i t i o n a l l yi no r d e rt or e d u c ee c o n o m i cl o s s e so f g e o l o g yh a z a r dm i n i m a l l y a tl a s t ，t h es t u d y u s ef u z z y c l u s t e r i n ga n a l y s i st h eg e o l o g i c a lh a z a r d sd i v i s i o n s t h e r e a r e2 3c o u n t i e so fy u a n s h u iw a t e r s h e di nh u n a nw h i c hw i l l b ed i v i d e dt of o u rs e c t i o n s ： ah i g h l yp r o b a b l ea r e a ，2 0 m i d p r o b a b l ea r e a s ， a l o w l yp r o b a b l e a r e aa n da n o t p r o b a b l e a r e a a c c o r d i n g t oc o m p r e h e n s i v ep l a n n i n ga n d s c i e n t i f i ct r e a t m e n t ，p e r f e c ts y s t e ma n ds t r e n g t h e n m a n a g e m e n t ， c o n t r o l p o p u l a t i o ni n c r e a s ea n d i m p r o v e t h e h e a l t ho ft h e p e o p l e ，p r o v i d e m e a s u r e st o p r e v e n t a n d r e d u c eg e o l o g i c a lh a z a r d s t h es t u d yc a np r o v i d eb a s e m e n t f o rm a k i n gs t r a t e g yo fh a z a r dp r o t e c ti o na n dr e d u c ti o n o n t h eo t h e rh a n d ， i tc a nm a k ear e f e r e n c ef o rm i n i m i z i n g e c o n o m i cl o s s e st ok e e ps u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti nt h ea r e a o fh u a i h u a ，x i a n 【g x ia n dc h a n g d e k e yw o r d s ：g e o l o g i c a lh a z a r d ，y u a n s h u iw a t e r s h e d ，g r a y c o r r e l a t i o nt h e o r i e s ，f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，f u z z y c l u s t e r i n ga n a l y s i s ，h u n a na r e a i i i 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不合任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 朝守 潞j 月日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密酬 ，( 请在以上相应方框内打“ ”) 作者签名：却嗵名期：趴脾- 月谚日 导师签名：冈。孑事日期：h ，i 年r 月夕日 i 湖南境内沅水流域地质灾害研究 1 1 选题依据及研究意义 1 绪论 各种自然灾害的频繁发生，给人类社会赖以生存和发展的资源 和环境造成巨大破坏，地质灾害是自然灾害中的一种，它是指由于 自然或人为作用，多数情况下是二者协同作用引起的，在地球表层 比较强烈地破坏人类生命财产和生存环境的岩土体移动事件n 1 ，是 人类社会面临的重大灾害之一，已经成为制约社会经济发展和人类 安居乐业的重要因素。 湖南省是我国地质灾害较为严重的省份之一，属于地质灾害的 高发区和多发区，沅水流域在湖南境内，由于地质环境和社会经济 背景的特殊性，已经成为湖南省地质灾害的主要分布区。它主要流 经怀化市、湘西自治州以及常德市的桃源县、鼎城区和武陵区，这 些地区大多位于湖南省的西部，这也是湖南省少数民族集中分布区 和贫困人口最多的地区。整个流域处于我国第二阶梯与第三级阶梯 交界处，是云贵高原向江南丘陵过渡的斜坡地带，大部分属于武陵 山和雪峰山复式背斜及其间的沅麻构造盆地，在地质构造和地球化 学上有一定的特殊性和分异性，流域内广泛分布着灰岩、页岩、砂 岩，尤其是泥灰岩、黑色页岩、红( 紫) 色砂岩蕴含丰度较高的 汞、镉、硒、铝、钒等元素，呈现明显的特异性。由于生物地球化 学作用，流域内某些地域的化学生态脆弱，生态环境潜伏着威胁与 隐患比1 ，从而使得流域内的地质灾害发生具有一定的特殊性。 沅水流域内的地质灾害的种类多( 如滑坡、泥石流、崩塌 等) 、规模大、分布广、造成的损失大，而且每年都发生。以往对 沅水流域自然灾害的研究，往往只注重于洪涝灾害，但各类地质灾 害的不断发生，却造成了巨大的生命和财产损失。1 9 5 4 年，保靖县 五都点滑坡，覆埋了一个村寨，7 4 人被活埋；1 9 9 1 1 9 9 3 年，辰溪 县孝坪煤矿区两次矿井突水，共死亡6 9 入；1 9 9 5 年，沅陵县落坪 乡中心小学后山滑坡，毁坏新建的教学楼，死亡1 0 人、伤1 7 人， 造成直接经济损失3 1 0 1 0 4 元啪；据桃源县国土资源局统计资料表 硕士学位论文 明，1 9 9 5 年一2 0 0 3 年期间，全县就发生大小滑坡4 8 处、崩塌2 7 处、泥石流7 处、地面塌陷7 处、斜坡变形2 处、地裂缝1 处，地 质灾害造成1 6 人死亡，毁坏房屋2 4 7 间，农田1 4 7 h m 2 ，公路 7 7 0 5 m ，桥梁一座，水渠1 2 0 m ，河堤i o o m ，地质灾害造成的直接经 济损失达到1 8 2 6 9 3 1 0 4 元。 研究湖南境内沅水流域的地质灾害，为减少地质灾害带来的损 失，降低地质灾害造成的影响，具有巨大的经济和社会价值，有利 于流域内的生态环境建设。可以为流域内各级地方政府，建立地质 灾害防治体系提供依据；为流域内重点工程建设项目和重大基础设 施的选址提供依据，最大限度地减少地质灾害所带来的损失；为该 流域的可持续发展提供科学的依据；为湖南省的西部开发提供依 据，促进怀化市、湘西自治州和常德的经济发展。目前，全面系统 地分析和研究沅水流域的地质灾害还处于空白，而对该流域的地质 灾害进行研究是区域经济发展和环境建设所急需的，因此，研究湖 南境内沅水流域的地质灾害具有一定的实际价值。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 地质灾害研究进展 地质灾害( g e o l o g i c a lh a z a r d ) 作为一个概括性的专门名词是出 现于2 0 世纪8 0 年代，它最早由前国际工程地质协会主席a m o u l d 教 授，在1 9 7 6 年，发表的题为“地质灾害保险和立法及技术对策” 一文中提出，它是破坏自然环境，影响人类生存发展，给大地留下 创伤的重大自然灾害，其形成过程复杂，且引发灾害的因素众多， 灾害所造成的经济损失大。 对于地质灾害的研究，我国早在b c l 8 6 年，就已经能够识别和查 明滑坡类型，提出了“地滑”、“走山”和“垮山”等名词n 1 。而 全面系统地分析研究地质灾害，则是从2 0 世纪才逐渐发展起来。美 国是世界上较早从事地质灾害研究的国家之一，在1 9 7 0 年到1 9 7 3 年期间，就开始对加利福尼亚州的滑坡、地震等1 0 多项地质灾害进 行风险评估h 1 。1 9 8 6 年，e a r le b r a b b 晦1 在对加利福尼亚州的s a n m a t e o 地区的地质灾害研究中，首次将地理信息系统技术( g i s ) 应用 2 湖南境内沅水流域地质灾害研究 到研究中，进行数据处理，数字绘图及数据管理。2 0 0 0 年，美国地 质调查局制定了美国国家滑坡灾害战略嘲。我国于1 9 9 2 年，在 成都成立了国家地质灾害防治与地质环境保护专业实验室，专门从 事环境与灾害方面的重大课题研究。1 9 9 9 年地质灾害防治管理办 法的颁布，标志着我国对地质灾害的管理研究进入到法制化阶 段。 早期的地质灾害研究，趋向于描述性分析，随着计算机技术、遥 感技术、g i s 技术的飞速发展，大量的现代数学和物理学研究理 论、方法被广泛运用于地质灾害的研究中，使地质灾害研究逐步发 展到定量化、模型化、可视化模拟阶段。1 9 7 0 年，美国的j o h n s o n 口3 等选用宾汉粘性模型，首次建立泥石流运动方程；1 9 9 2 年， c a r r a r aa 和c a r d i n a l im 嘲等人将统计模型与g i s 技术相结合，对 意大利中部某盆地的滑坡进行危险性评估；在1 9 9 9 年，g r m o s t y n 和r f e l l 嘲通过对香港地区1 0 年的滑坡数据分析，建立了预测滑坡 灾害水平运动距离的多元回归模型；h c h e n 和c f l e e 【l 们应用3 d 数 值模拟方法，在连续介质力学的基础上，建立了滑坡和泥石流流变 的经验公式；在我国，许强、黄润秋n 1 1 将非线性方法中的数据处理 组合方法( g 姗h ) 和神经网络方法运用到地质研究中，提高了对灾 害数据处理的精确度；聂华林、唐少卿“铂等将线性规划模型用来评 估滑坡灾害经济损失；曹恺、李春贵“鲫等在对浙江省仙居县的地质 灾害调查与区划中，应用了信息量模型技术；朱良峰“们等研究开发 了基于商业g i s 软件的区域地质灾害风险分析系统；姚春梅、刘洪 亮u 副在对山东省的矿山进行地质灾害调查与评估时，采用模糊数学 综合评判法，进行地质灾害危害程度的评价；商彦蕊“6 1 从水文地质 的角度，全面地分析了河北省的灾害环境变化；耿弘、梁永宁“刀等 系统分析了云南省的地质灾害情况，并提出防治灾害的措施；2 0 0 3 年，刘传正n 8 3 提出区域地质灾害评价预警的“四度”递进分析理论 ( 即“发育度、潜势度、危险度、危害度”) ，并在三峡库区和四 川雅安地区进行实地应用，得到充分地证明。少数学者从流域的角 度来分析研究地质灾害，邓荣贵n 明等对四川宝兴河流域地质灾害的 特征进行了分析；赵波踟等采用灰色理论，对北京西山清水河流域 硕士学位论文 的泥石流进行研究；郭跃乜”从流域内地貌的发育背景出发分析了地 质灾害的种类及特征。这些研究成果的取得，不仅丰富了地质灾害 的研究内容，也为各地区的减灾防灾管理提供了有利的依据。 1 2 2 湖南境内沅水流域研究进展 目前，对湖南境内沅水流域的研究，则主要集中在洪涝灾害和水 能资源的开发利用。毛德华嗍在湖南省的洪涝灾害研究中，对沅水 流域的洪涝灾害情况进行了统计分析；李景保从湘资沅澧四水的 角度出发，对沅水流域洪涝灾害的整体性与规律性进行了概括；陈 喜、施雅风瞰1 等则从气候变化对沅水流域径流的影响进行研究；刘 兴义哺3 从湖南电力市场的需求出发，对沅水流域水能资源开发进行 探讨；曾北危、曾宇砼1 等从水环境的角度，对沅水流域的水生生 物、水资源开发、水体污染进行了较为详细的研究。但对沅水流域 的地质灾害研究涉及少，少数学者从某个区县的角度来研究流域内 的地质灾害，杜胜东以及张丰和陈涧馏刀都对湘西自治州地质灾害 的发生进行了分析，并提出防治措施；庄新华啪1 从防灾减灾的角 度，分析了桃源县灾害的长期性，并提出防治措施：刘运宪、陈志 刚嘲从分析怀化市地质灾害的种类、规模和影响因素入手，论述了 对怀化市地质灾害的防治措施；罗云团啪1 对泸溪县红壤丘陵地区的 地质灾害进行了论述。有些学者针对流域内某一种地质灾害进行分 析，舒春华口”应用物理力学知识对怀化游家坳的滑坡成因进行了分 析和论证；刘长明、罗伟奇嘲分析了沅水三角洲地区的大堤渗漏和 管涌的形成机制；翟辉和曾秋云洲都从生态环境建设入手，分别 分析了湘西自治州和怀化市的水土流失情况；杨顺泉、杨培焱等人 在对湖南省地质灾害的研究中，对沅水流域个别区县发生的地质灾 害进行了简单的介绍，而目前全面系统地分析研究沅水流域的地质 灾害还处于空白。 综上所述，当前，地质灾害的研究进展十分迅速，国内外学者所 采用的研究方法和手段也越来越先进，使地质灾害的研究朝着定量 化、系统化、科学化方向发展，但从流域的角度来分析研究地质灾 害，还处于起步探索阶段，尚需要不断地丰富和完善。由于地质灾 4 湖南境内沅水流域地质灾害研究 害的形成具有复杂性和突发性，要准确及时地预报地质灾害的发生 时间和危害程度，还有一定的困难，这为我们广泛地研究地质灾害 提供了更加广阔的空间，同时也提出了更高的要求 1 3 研究内容 本论文内容集中研究沅水流域在湖南境内发生的地质灾害，而 不涉及整个沅水流域的地质灾害情况。对该流域地质灾害，特别是 对滑坡、崩塌、泥石流等三种地质灾害在发生发展上的联动机制进 行研究；对地质灾害的发展变化和趋势进行预测评价；根据流域内 地质灾害种类和强度，进行地质灾害区划研究，并提出减灾防灾的 措施。 1 4 研究技术路线 当前，从流域的角度来研究地质灾害还处于探索起步阶段。因 此，本论文的研究工作将充分吸取前人对流域和地质灾害的研究成 果，结合灾害学、地理学、数学等学科的理论和方法，采取野外实 地考察和室内综合归纳分析数据的处理方法，从流域的角度研究区 域地质灾害，探求地质灾害间的联动性。总体研究思路如下： ( 1 ) 从流域的角度来研究沅水流域在湖南境内的滑坡、崩塌、泥 石流等地质灾害，分析这三种地质灾害间的关联性及其规律性。 ( 2 ) 重点考察常德市的武陵区、鼎城区、桃源县以及怀化市，并 根据考察的结果，选择有代表性的三处地质灾害隐患点进行分析。 ( 3 ) 全面系统地分析流域内地质灾害的形成因素，同时采用灰色 关联度理论，分析流域内的地形条件、大气降水和人类社会活动等 主要致灾因子的关联度。 ( 4 ) 采用模糊数学综合评判法，分析评价流域内1 2 8 处滑坡地质 灾害隐患点和l 处泥石流隐患点的稳定性。 ( 5 ) 采用模糊数学聚类分析的方法，进行流域内地质灾害的区划 研究，并提出地质灾害的防灾减灾措施。 其研究路线如下： 硕士学位论文 图1 - 1 研究技术路线 f i g1 1 r e s e a r c ht e c h n o l o g yr o u t e 6 湖南境内沅水流域地质灾害研究 2 1 流域概况 2 流域自然环境 沅水俗称沅江，有南北两个发源地，南源为龙头江，发源于贵 州省都匀县的云雾山；北源为重安江，发源于贵州省麻江县的平越 大山，两源汇合后称清水江。它从銮山进入到湖南省芷江县，东流 至怀化市的洪江市托口镇与渠水会合后，始称沅江。整个流域位于 2 6 。3 0 。n ，1 0 7 。1 1 2 。e 之间。河源至黔城为上游，黔城至沅 陵为中游，沅陵以下为下游。在湖南境内，沅水流域的干流流经芷 江侗族自治县、会同县、洪江市、中方县、辰溪县、溆浦县、泸溪 县、沅陵县、桃源县、鼎城区、武陵区等1 1 个区县，最后在常德的 德山注入洞庭湖，部分支流流经湘西自治州以及怀化市的通道侗族 自治县、新晃侗族自治县、靖州苗族侗族自治县和邵阳市的绥宁县 和城步苗族自治县。沅水干流全长1 0 3 3 k m ，在湖南境内为5 6 8 1 m ； 流域总面积为8 9 1 6 3 k m 2 ，湖南境内为5 1 0 6 6k m 2 ，占整个流域面积的 5 7 3 。天然落差大约1 8 0 m 。支流众多，在湖南境内长度超过5 k m 的大小支流就有1 4 9 1 条( 如：渠水、涎水、巫水、溆水、辰水、武 水、酉水、荔溪、深溪、怡溪、夷望溪、大漱溪、白洋河、枉 水) ，整个流域呈现不对称的羽状水系，沅水流域在湖南境内的范 围如图2 一l 。 2 2 地形 沅水流域处于云贵高原东部边缘与雪峰山、武陵山脉交接地 区。雪峰山及其以西地区，属于我国地势的第二级阶梯，为云贵高 原东部边缘地带，海拔多在1 0 0 01 2 0 0 m 闻，山体高大，山势宏 伟；雪峰山以东的地区，属于我国地势的第三级阶梯，地形以丘陵 岗地为主。在湖南境内，沅水流域南北较长，东西较窄，大体上为 一个由西南向东北倾斜的地带。上游地区地势高峻，群山耸立，地 形复杂，山高谷深，坡度较大，唯在红层丘陵盆地时，河谷才显宽 展。中游地区地势逐步降低，为丘陵地带，地表高低起伏，峡谷盆 地相间，呈现念珠状盆谷的特点。下游地区多为浅变质岩丘陵，在 红层河段，河谷开阔，阶地发育完全，有较大的河谷平原。桃源县 以下的河口段，地势开阔平坦，为平原区，海拔多在5 0 m 以下。 硕士学位论文 图2 - l 湖南境内沅水流域范围示意图 f i g2 一lt h es k e t c hm a po ft h eb o u n d a r i e so fy u a n s h u iw a t e r s h e di n h u n a na r e a 岩溶地貌在本区有一定的分布，但面积较小。石灰岩低山、丘 陵和岩溶平原主要分布在沅陵县、辰溪县、中方县一带，以及靖州 县、溆浦县等地。沅水流域的河谷阶地地貌发育齐全啪1 ，基本上出 现三级阶地，广泛的分布于沅水及其支流两岸。各阶地主要是沉积 阶地，但也有侵蚀阶地。第一级阶地( t o m ) 为上更新统的橙红色土 湖南境内沅水流域地质灾害研究 壤，阶地面平坦；第二级阶地( 3 0 r e ) 为中更新统物质组成，具有明 显的二元构造网纹红土和砾石层；第三级阶地( 5 0 m ) 发育于中更新 世，有个别地方表现为石质阶地( 或剥蚀面) ，部分地区的阶地面 上则为砾石和棕黄色土混杂所覆盖，局部地区出现第四级( 8 0 r e ) 阶 地，发育于下更新世，已丘陵化；第五级阶地( 1 0 0 m ) ，多为白垩 系及第三纪系红色岩系组成的剥蚀面。 2 3 气候 沅水流域在湖南境内，处于我国中南部，属于亚热带季风湿润 气候，热量丰富、雨量丰沛、四季分明，著有明显的大陆性季风气 候特点。冬季受来自西伯利亚干冷气团的控制，盛行偏北风，气候 寒冷干燥，雨、雪、冰、霜都会发生；春季闷热潮湿，多阴雨天 气，且气温多变，在春末夏初时节，易形成梅雨天气；夏季受来自 太平洋的东南季风影响，高温多雨，且多区域性的暴雨，7 、8 月 份，在副热带高气压的控制下，盛行下沉气流，出现高温少雨的伏 旱天气；秋季凉爽，气温一般每月递减6 ，秋风秋雨时，大部分 地区出现有规律性的“寒露风”，此时易发生气温陡降的现象。1 月平均气温在o 以上，7 月平均气温在2 8 左右，全年均温在 1 5 1 7 左右。年降水量在1 4 0 0 m m 左右，降水的时间分布不均，主 要集中在4 7 月( 见表2 1 和图2 2 ) ，这大约占了全年降水量的 5 2 5 8 ，在地域上也不均，从安化一沅陵这一多雨线由东向西逐 渐地减少，大致在北纬2 7 。2 7 5 。一带是降雨较少的过渡带，由 过渡带向东北或向西南都是降雨量渐增。流域内多年平均相对湿度 在8 0 左右，多年平均蒸发量在1 0 5 0 m m 左右，大部分地区无霜期在 2 5 0 天以上，全年的日照时数为1 2 0 0 1 6 0 0 小时。 2 4 水文 沅水流域支流众多，水量丰富，以桃源站为例，多年的平均径 流总量为6 5 6 x 1 0 8 m 3 ，径流模数为7 6 7 1 0 岔h2 ，径流深7 6 7 珊，径流的年季变化小。4 月进入雨季，河水上涨，最高水位出现 在5 - - - 7 月，9 月以后，水位低落，1 2 月至次年1 月出现最低水位， 4 9 月的径流量占全年的7 5 。上游地区河流的含沙量小，在 0 2 k g m 3 以下；中游地区的支流含沙量均大，一般在0 2 9 9k g m 3 以上；下游地区桃源站一般在0 2 5 9k g m 3 左右。年输沙量在中游 堡主堂垡丝塞 表2 - 1 湖南境内沅水流域某些区县各月多年平均降水量统计表( 单位：m ) t a b l e2 1s t a t i s t i c a lt a b l e so fe a c hm o n t ho fa n n u a lm e a n sp r e c i p i t a t i o nw i t h s o m ec o u n t l e s0 ty u a i s h u lw a t e r s h e di n h u n a na r e al u n l t ：m m ) 地区 1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月 9 月 1 0 月 1 1 月1 2 月 武陵区4 2 9 6 3 61 0 7 61 7 3 21 9 3 12 1 0 21 2 8 81 4 4 27 6 58 5 95 7 44 2 4 桃源县4 5 6 “81 1 2 4 1 8 0 7 2 1 0 41 9 4 91 3 3 01 5 9 59 4 01 0 3 37 2 95 1 9 沅陵县4 4 6r i o 9 1 0 6 02 0 0 32 5 2 1 2 5 f i 5 1 8 0 11 3 3 87 9 51 0 4 2r i o 24 2 1 吉首市4 1 7 4 9 88 9 8t 8 7 52 5 3 22 1 6 01 7 4 91 3 0 29 5 21 1 1 76 5 63 4 5 淑浦县5 2 1 6 1 21 0 5 12 2 3 62 8 1 62 0 5 81 3 3 69 5 27 1 9蚰67 2 34 2 2 芷江县4 0 3 4 1 48 1 91 8 6 62 4 3 31 8 7 3 1 3 5 9 1 3 7 6 6 5 5 9 8 8 6 4 63 7 6 洪江市5 0 44 9 68 8 42 2 4 6 2 5 9 1 1 9 7 4 1 1 5 41 3 2 36 7 5 9 6 7 7 2 34 4 5 通道县5 3 3 5 3 18 9 81 8 5 22 4 0 92 3 1 51 6 2 61 5 0 36 6 09 9 16 3 24 7 1 永顺县2 7 5 3 f i 97 4 41 f i l 12 0 3 72 3 3 61 6 3 81 3 4 11 1 4 91 0 2 65 7 12 9 8 花恒县3 7 4“3 黼2 1 8 3 8 2 1 3 52 2 0 91 4 3 51 5 6 21 2 3 2 “6 36 2 33 0 9 龙山县1 8 7 3 2 96 4 01 2 5 02 0 7 82 2 1 9l 41 7 6 91 4 0 01 0 6 06 0 42 9 2 会同县4 4 1 5 9 88 5 51 8 0 42 0 6 91 8 1 61 4 4 61 0 4 07 1 99 5 19 0 24 6 4 城步县4 4 46 4 39 2 41 6 0 71 8 9 42 0 0 81 0 8 49 7 5 7 0 3 7 8 6 7 0 15 0 6 平均量4 2 15 2 57 8 91 8 2 52 2 7 32 1 2 2 1 4 7 21 3 4 88 7 4 9 9 8 6 6 84 0 7 图2 - 2 湖南境内沅水流域各月平均降水量柱状图 f i g2 2 1 l l i es h a p ep u r s u e sp o s to nv a r i o u sm o n t h l ym e a n sp r e c i p i t a t i o no f y u a n s h u iw a t e r s h e di nh u n a na r e a 沅陵站为1 2 0 0 x1 0 4 t ，下游桃源站则增至为1 5 7 0 1 0 4 t ，并且桃源 站的悬浮质输沙率为4 3 5 k g s 。每年的5 6 月，由于降水多，且 多区域性的暴雨，土壤侵蚀严重，使得河流的含沙量和输沙量处于 最大值。因地处亚热带，河流无结冰期。河流年平均水温在1 7 。 1 9 。，1 月水温在7 。8 。，7 月水温在2 7 。3 0 。地下水的补 给量约占全年径流量的1 8 2 0 。 2 5 土壤植被 沅水流域在湖南境内的土壤以红壤和黄壤最为典型，紫色土是 流域内的特征土壤，另外还有红黄壤、山地黄壤i 黄红壤、山地黄 红壤等其他类型的土壤。水稻土以黄泥田为多，次为紫泥田。在山 湖南境内沅水流域地质灾害研究 区，土壤垂直分布明显，6 0 0 7 0 0 m 以下为黄红壤，6 0 0 ( 部分地段 为7 0 0 ) 1 2 0 0 m 为山地黄壤，1 0 0 0 ( 或1 2 0 0 ) m 以上为山地黄棕 壤，中山的山顶山脊一带为山地草甸土。植被种类丰富，以中亚热 带常绿林阔叶为主，针叶林和常绿落叶阔叶混交林也有分布，在怀 化和湘西等山地地区，植被的垂直分布较明显。主要的树种有马尾 松、杉木、樟树、油茶树等，流域内的竹子种类多、分布广。 2 6 地质构造 沅水流域在湖南境内的地层发育比较齐全，从元古界板溪群至 新生界第四纪皆有出露，区域构造单元属于江南台地，出露的岩石 多为沉积岩和变质岩，尤以第三纪红色砂岩和板溪群板岩分布最 广，古震旦纪冰碛岩和石炭纪石灰岩地层次之，火成岩地层分布范 围很小。沅水流域上中游大部分为震旦纪板溪群浅变质岩系，如石 英砂岩、千枚岩、板岩等，沅水西侧武陵山区广泛分布下古生界的 灰岩。怀化、辰溪一带分布有三迭系、侏罗系粗碎屑岩和上古生界 的灰岩和砂页岩。第三纪红层则主要分布于芷江、洪江一带。沅水 中游麻阳一沅陵盆地广泛分布白垩系的红色岩系，以红色砂、页岩 为主，形成安江一洪江以及泸溪沅陵间的低山和谷地广泛分布， 震旦纪则出露在黔阳一洪江和铜湾以上，造成高山迫峙的黔阳一洪 江峡谷和铜湾峡谷，在大江口至辰溪以及辰溪一泸溪之间，有二迭 纪和石炭纪的灰岩并与红色岩层交互出露。下游为第三纪与第四纪 地层，以红色岩层为主，震旦纪为次，河流沿岸，系板溪群的坚石 与第三纪红色岩层，二者交互出露，板溪群造成窄长的峡谷，而红 色岩层造成山低谷宽的丘陵和盆地，在河口尾闾区有近代沉积物。 古生代时整个流域处于海域，中生代三迭纪强烈的印支运动发 生，该区海水退出，侏罗纪开始的燕山运动是流域内重要的地质事 件，它使湘西、湘西北联合弧形成，古雪峰山、武陵山此间受到新 华夏系与东西向构造联合作用，形成今日弧形山脉。芷江、辰溪、 沅陵等山问盆地，以及沅水谷地均受到联合弧的控制嘶3 。整个流域 位于东亚大陆新华夏系第二复式沉降带与新华夏系第三复式隆起带 的南段，南岭纬向构造带的中段以北，形成麻阳一沅陵新华夏系构 造盆地、凤凰一古丈新华夏系构造亚带、雪峰山新华夏系构造亚带 等主要构造体系( 如图2 - 3 ) 。自第四纪以来，流域内的地壳升降 较为强烈，总的格局是南升北降，并有明显的继承性和间歇性。 硕士学位论文 图2 - 3 湖南境内沅水流域主要构造体系示意图 f i g2 - 3t h es k e t c hm a po f m a i ns t r u c t a r a ls y s t e mo fy u a n s h u iw a t e r s h e di n h u n a na r e a 湖南境内沅水流域地质灾害研究 3 地质灾害问题分析 3 1 近年来地质灾害发生概况 沅水流域地属亚热带季风气候，高温多雨，季节变化大，地质 环境较为复杂，流域内地质灾害不断地发生，给当地经济发展造成 巨大的损失。特别是在近年来，随着人类社会活动的增强，流域内 地质灾害呈上升发展趋势，影响范围不断扩大，地质灾害造成的经 济损失逐年增多，据不完全统计，从1 9 9 7 年到2 0 0 3 年，常德市的 鼎城和武陵两区，共发生地质灾害1 0 8 起，其中损失在3 0 0 1 0 4 元 的有2 处。湘西自治州从1 9 9 8 年到2 0 0 2 年，共发生地质灾害1 9 7 3 起，造成4 0 人死亡，直接经济损失5 2 0 0 1 0 4 元脚3 。怀化市仅在 2 0 0 4 年，就发生大小地质灾害1 0 0 0 多起，因地质灾害死亡的人数 达到了2 3 人，伤2 8 人，造成直接经济损失9 5 0 0 多万元。 近年来，由于自然因素、人类工程活动，以及两者的相互叠加 作用，导致流域内地质灾害发生频繁，一些损失较大的地质灾害事 故不断出现，1 9 7 0 年7 月1 3 日，新晃县中寨一带因连日普降大 雨，祥冲大队一山体崩塌，压倒房屋5 栋，压死5 人；1 9 9 3 年8 月1 2 日，会同县城农村电话大楼发生滑坡，导致大楼被毁，造成 1 0 人死亡的重大事故；1 9 9 5 年会同县城北街山体大滑坡，导致5 人 死亡，仅处理滑坡灾害就花费了5 0 0 x1 0 4 元；1 9 9 8 年1 月1 5 日， 吉首市人民中路东侧的岩质滑坡，规模约4 5 x1 0 , m 3 的含泥质岩冲 上人民路，摧毁房屋数栋，中断交通1 3 个小时，直接经济损失2 0 0 多万元；2 0 0 0 年8 月，凤凰县林峰乡江家坪村发生泥石流滑坡，滑 坡规模约1 3 1 0 岔，压死6 人；2 0 0 1 年2 月2 3 日晚2 3 点，会同 县马鞍乡政府职工宿舍楼后山发生严重山体滑坡，堆积的土石方 0 3 5 1 0 岔，造成直接经济损失1 4 0 x 1 0 4 元；2 0 0 2 年7 月5 日，桃 源县郑家驿乡板石村板石组因暴雨引发土质滑坡，造成经济损失 1 4 4 x1 0 4 元；2 0 0 3 年7 月9 日，永顺县永茂镇发生山体滑坡和泥石 流等地质灾害，造成巨大的经济损失，其中1 6 人死亡，1 0 人失 踪，重伤7 人，轻伤1 2 3 人；2 0 0 4 年7 月2 0 日，怀化市通道县独 坡乡骆团村一组吴修治屋后山体，因暴雨诱发滑坡，造成1 2 人死 亡；2 0 0 6 年5 月4 日，芷江县芷江镇湾塘村发生山体滑坡，致使一 位7 4 岁的村民死亡。 硕士学位论文 3 2 主要地质灾害类型 湖南境内沅水流域的地质灾害种类多，已知的灾害种类多达3 0 余种。据不完全统计，1 9 5 4 年2 0 0 4 年，境内共发生规模较大或灾 害损失较严重的突发性地质灾害点4 8 0 处，其中滑坡2 8 3 处，崩塌 6 7 处，泥石流2 l 处，塌陷6 1 处，地裂缝4 处，斜破变形8 处，管 涌1 9 处，矿坑突水突泥1 7 处( 如图3 - 1 ) 。 图3 - 1 湖南境内沅水流域地质灾害类型分量图 f i g3 - 1p r i n c i p a lk i n d ss t a t i s t i co fg e o l o g yd i s a s t e r so fy u a n s h u i w a t e r s h e di nl l u n a na r e a 根据野外实地考察，结合有关的统计资料分析看，当前，湖南境 内沅水流域的地质灾害主要以滑坡和崩塌为主，而在坡陡的山区泥 石流常与滑坡、崩塌相伴生，易构成一个山区地质灾害群。现对滑 坡、崩塌和泥石流等三种地质灾害进行统计分析。 3 2 1 滑坡 坡面上大量土体、岩体或其他碎屑堆积，主要在重力和水的作 用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象称为滑坡啪1 。它属于斜坡变 形灾害，具有突发性。滑坡现象在湖南境内沅水流域较为常见，是 1 4 湖南境内沅水流域地质灾害研究 流域内分布最广、发生次数最多、危害程度太的地质灾害，每年均 有数百起发生。 ( 1 ) 按类型划分：可以分为土质、岩石及混合型等三类。境内 滑坡多以土质为主，这是由于流域内多山地，山丘斜坡多为残坡积 相土体，而这类土体结构松散，透水性较好，粘聚力和结合力较 低，当大量的降水入渗后，土体变为塑性，抗剪强度降低，极易产 生滑动，形成滑坡，如2 0 0 3 年5 月3 日，发生在桃源县桃花源镇桃 花源景区延至宾馆的滑坡；岩质