0 前言

崩塌、滑坡和泥石流是山区常见的地质灾害，具有发生频率高、影响范围广、造成危害大等特点，它不仅破坏山区环境，损毁耕地、房屋及公共设施，还威胁人民的生命和财产安全，制约山区经济发展. 四川省乐山市马边彝族自治县受其复杂的地质环境条件和人类活动改造等影响，地质灾害频发. 据现场调查和资料统计，截至2021年1月5日，马边县历史上有记载的滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流和地裂缝等5类地质灾害（隐患）300余处^➊，造成严重经济损失和人员伤亡^[1]. 为解决马边县地质灾害易发区防灾减灾问题，减小地质灾害发生的可能性，降低地质灾害对马边县的危害程度，对马边县地质灾害进行调查和研究，掌握马边县地质灾害的分布规律和影响因素，为当地防灾减灾工作提供科学依据.

➊四川省峨眉山403建设工程公司. 四川省马边县1∶50 000地质灾害详细调查报告. 2015.

目前，国内外学者对马边县地质灾害的分布规律及影响因素还未进行研究，但对乐山市其他地区的地质灾害的分布规律和控制因素的研究，前人已做过不少工作，如虎啸天等^[2]研究了乐山市地质环境条件及地质灾害分布特征；王德伟等^[3]对乐山市金口河区地质灾害发育规律进行了研究；文海涛等^[4]、杜俊等^[5]、杨志华等^[6]对县域地质灾害的时空分布和影响因子进行了研究. 但数据来源有限，内容概括而笼统，仅限于定性描述，无定量描述. 在研究技术和研究因子上也是多样的，如杨三凤^[7]基于遥感解译和GIS软件空间分析功能，分析了灾害点的空间分布特征与海拔、坡度及水系之间关系；徐伟等^[8]在实地调查的基础上，从地层时代、规模、坡度3个方面对彝良县边坡的分布规律及特征进行统计分析；刘云等^[9]在统计的基础上，探讨了地质灾害与地形地貌、地质构造、降雨量和人类工程活动等因素的相关性；王国卫等^[10]基于加权信息量模型对湖南省麻阳县地质灾害危险性进行评价；温金梅等^[11]基于信息量法从地形地貌、构造、工程地质岩组等方面对地质灾害易发性进行评价. 总体上国内学者针对不同区域或从不同角度对地质灾害的控制因素进行了探讨，取得了一些重要的认识，但大部分都基于定性分析，全面考虑影响因子定量的研究很少.

本文在对马边县地质灾害野外调查和数据收集的基础上，基于GIS空间分析功能，结合DEM（12.5 m）、基础地质图（1∶50 000）和降雨等值线图等基础数据综合分析，对该县地质灾害的时空分布规律与地形、地质、降水等因素进行分析，探讨马边县地质灾害的时空分布规律及其控制因素，以期能为该区域地质灾害的预测和防治提供借鉴和参考.

1 地质灾害概况

在野外调查和资料收集的基础上对马边县境内地质灾害进行统计，截至2021年1月5日，该县有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流、地裂缝等5类地质灾害（隐患）点300余处（含已核销点），见图 1. 在数量上：滑坡169处（占总数的56.4%），崩塌75处（25.0%），不稳定斜坡45处（15.0%），泥石流10处（3.3%），地裂缝1处（0.33%，由于数量少，下文不进行该灾害分析）. 规模上：中型的59处，占总数的19.6%；小型的241处，占总数的80.4%. 历史上地质灾害共造成直接经济损失约500万元，死亡12人^{[1, 12]}.

2 地质环境条件 2.1 气象水文

研究区属中亚热带季风湿润气候，据2005—2014年气温统计，平均气温17.4 ℃，极高气温35.3 ℃，极低气温－1.6 ℃. 降雨时空分布不均匀：时间上，据1970—2000年和2005—2014年降雨统计，年均降雨量989.37 mm，雨季一般集中在5—9月，降雨量占全年的77.8%. 空间上，降雨量随海拔升高呈上升趋势，低山区降雨量少，中高山区降雨量多. 马边河系岷江下游右岸一级支流，长度118.0 km，流域面积2 039 km²，多年平均流量25.18 m³/s，河流对河岸的冲刷和侧蚀作用强烈，易引发两岸滑坡、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害.

2.2 地形地貌

研究区地处横断山脉东部、四川盆地和云贵高原的过渡地带，地势西高东低，东西两侧主要是中高山区，中间为低山河谷区，山脉多近于南北走向. 最高点为大风顶，海拔4 042 m，最低点为雷打石村马边河处，海拔448 m，相对高差3 594 m，山区海拔落差大，山坡陡峭，极易出现地质灾害. 受横断山脉及河流急剧的切割作用等因素的影响，河段与两侧山地高差悬殊，谷壁陡峭，河床狭窄，属典型的侵蚀构造高山峡谷地貌特征. 按照地貌成因，研究区可分为侵蚀堆积地貌、山麓斜坡堆积地貌、侵蚀构造地貌和溶蚀构造地貌4类.

2.3 地层岩性

研究区地层发育比较完整，地层的特点是：四周地层老，中部地层新. 新元古界出露震旦系地层，以海相碳酸盐和含磷灰岩沉积为主；古生界以滨－浅海相砂岩沉积为主；中生界出露三叠系和侏罗系地层，岩性为泥岩、砂岩类为主；新生界主要为第四系冲积物与残坡积物.

2.4 地质构造

研究区位于四川东部地台区四川台拗沉降带之川中台拱西南侧的观音－马边向斜和凉山褶皱带的结合部位，主要表现为南北向构造体系和旋转构造体系. 南北向构造体系主要有陈子岩－沙匡背斜、苦竹坝断层、老河坝断层、利店断层. 旋转构造体系主要有马边向斜、五指山背斜、靛兰坝－中和庄向斜、利店-新繁向斜、靛兰坝断层、玛瑙断层、马边断层和烟峰断层. 发育的断层带给地质灾害的发生提供了地质条件.

2.5 新构造运动和地震

研究区位于川滇地轴与四川台拗之间的上扬子台褶带上. 具体位于扬子准地台次级构造单元上扬子台褶带中的凉山褶皱带与四川台拗中的川中台拱的结合部. 在近代地壳运动中，由于青藏高原隆升和断块水平运动的影响，上扬子台褶皱带具有比四川台拗更强的活动性. 地震活动频繁，属中、强震区的震群型地震. 据记载，研究区共发生Ms≥4.7级地震33次，其中5.0~5.9级22次，6.0~6.8级4次，4.7~4.9级7次. 地震的频繁活动为诱发崩塌、滑坡、斜坡失稳等地质灾害的重要因素之一^[13].

3 地质灾害的时间分布 3.1 年度分布规律

为获得地质灾害发生的年度分布规律，对马边县有记录的300多处灾害点按上报年份进行统计（图 2），总体来说，年度地质灾害发生数量的分布极不均衡. 近年来，地质灾害发生的数量总体呈逐年增加趋势，特别于2000年以后，平均年发生地质灾害数量明显高于2000年之前. 主要有以下原因：1）2000—2015年间数量最多，主要受2008年汶川地震和2013年雅安芦山地震影响，仅2008年当年马边县新增地质灾害点102处^[2]. 2）人类的经济工程活动增强. 随着马边县各类建设工程相继开展，如公路、矿山、水利、农业开发以及居民的房屋修建等，这些工程活动对自然边坡进行了不同程度的开挖，破坏了自然边坡原来的地质环境平衡状态，从而导致地质灾害隐患点的增加. 3）与降雨量也有很大的关系. 查阅近5年降雨数据，2017年的8月22—23日、2019年的8月2—3日、2020年的8月18日均为超50 a重现期的降雨，这也是这三年地质灾害发生增多的原因，可见降雨量在很大程度上影响当年的地质灾害发生数量.

3.2 月度分布规律

地质灾害发生季节性与降雨季节性具有显著相关性^[14-16]. 据统计（图 3）分析，地质灾害发生的月度分布规律是：5月至10月为高发期，约占全年的96.7%. 其中发生在7月份的最多，达到110次，占总数的36.7%；其次是8月份，有91次，占总数的30.3%. 而根据马边县近45 a气象资料，一年当中雨季一般集中在5月到10月，占全年降雨量的82.6%. 图 3中可以看出降雨量最大的月份也是地质灾害暴发频率高的月份. 这说明地质灾害的发生与降雨有直接的关系，降雨是地质灾害的重要触发因素，地质灾害的发生与降雨的时间分布存在高度一致性.

4 地质灾害的空间分布 4.1 行政区划分布

通过野外调查和数据统计（表 1，图 4），各乡镇地质灾害点分布不均匀. 数量上，劳动乡发生地质灾害的数量最多，占总数的15.0%；袁家溪乡发生地质灾害数量最少，占0.67%. 发育密度上，烟峰镇灾害发育密度最高，为1.0299个/km²；袁家溪乡灾害密度最少，为0.0239个/km². 类型上，滑坡灾害以劳动乡最多，占灾害总数的11.3%，占该灾害类型的37.8%，烟峰镇占该乡灾害总数的75.7%. 发生崩塌、不稳定斜坡和泥石流灾害最多，以上3种地质灾害分别占灾害总数的3.7%、2.0%和1.0%，占各类灾害类型的14.7%、13.3%和30.0%，占该镇灾害数的50.0%、27.3%和13.6%.

4.2 地形地貌分布

地形是孕育地质灾害的决定性因素. 地形条件对地质灾害的控制主要包括坡度、坡向、海拔和坡型（图 5）. 山坡或斜坡坡度与地质灾害发生密切相关，反映了地表岩土体运动与动势能转换的规模与强度. 在一定范围内，山坡坡度相对越大，坡体向下的潜在动能越强，有利于地质灾害的发生，特别是滑坡和不稳定斜坡的发生^[17]；坡向不同决定着斜坡上的日照、植被发育和水热气候等条件的不同，一般来说日照少的，岩体更容易风化，影响坡体的稳定性，因此坡向对地质灾害的影响不容忽视^[18]. 地表剖面曲率即为坡度随高程变化的变化率，其在一定程度上反映了地表坡体的陡缓程度. 通过曲率值的正负，表示该处的地表坡型为凸型坡、平面坡和凹型坡. 曲率的绝对值越大说明该地表处越陡峻^[19-21].

图 5a显示地质灾害在500~900 m高程区间内发育最多，有207处，约占灾害总数的69.0%，其中700~900 m区间最为发育. 随着高程的增大，地质灾害发生的数量呈减弱趋势. 主要原因是海拔高的地方，人类活动对地质环境的扰动少和海拔高的地方由于地质灾害对人类影响较少，不易引起关注. 图 5b显示灾害在坡向上分布较均匀，相对较多的主要分布在东、东南坡向区间内，有94处，约占灾害总数的31.3%. 由于研究区内地形西高东低且山脉多近于南北走向，所以坡向主要为东西坡向且东向坡向较西向坡向接收日照要多，因此地质灾害主要发育在东、东南坡向区间内. 图 5c显示地质灾害在15~30°坡度区间内发育最多，有181处，约占灾害总数的60.3%，其中20~25°区间地质灾害最为发育. 这与较多国内外学者的结论基本一致，即坡度范围位于20~50°. 由于不同地区具体条件不同应略有差异，区别在于上、下限值的细微差别^[22]. 图 5d显示凸型坡体孕育地质灾害的数量和百分比与凹型坡体相比要相对较高. 凸型坡上部较缓，下部较陡，坡度在垂直方向逐渐增大，坡下部相对于上部有临空面存在，因此稳定性较凹型和平面型要差一些.

4.3 地质构造分布

地层岩性条件为地质灾害发生提供物质基础. 马边县境内出露地层较多，岩石类型多样，将出露地层分为4个工程地质岩类和5个工程地质岩组（见表 2）. 图 6显示地质灾害在以泥岩为主的软弱岩组内发育最多，共196处，占总数的65.6%；依次是以砂岩为主的半坚硬岩组，地质灾害数量38处，占总数的12.7%；白云岩、灰岩和玄武岩为主的坚硬岩组和砂砾、砂土、碎石、卵石为主的松散岩组分布区，地质灾害点数量分别为33处和32处，分别占总数的11.0%和10.7%. 图 6显示崩塌灾害的发生随着岩性的坚硬程度增强而增多. 由于岩性的差异风化特征明显，坚硬的岩层容易形成陡崖地形且在地质构造影响下垂直层面节理裂隙较发育，使得崩塌发育. 滑坡灾害主要发育在松散岩类－软弱岩类中. 以泥岩为主的软弱岩组范围内发育最多，占该岩组内地质灾害总数的64.8%. 岩体结构具有以夹层状结构为主，抗风化能力弱，遇水易软化等特征，在层状泥岩夹层地层中易产生顺层滑坡. 分布在斜坡表层的碎块石土等在雨水作用下，极易形成滑坡. 不稳定斜坡灾害主要发育在以砂砾、砂土、碎石、卵石为主的松散岩组中，这类岩土因其结构松散、强度低、稳定性差，在降雨和地震条件或人为活动下易发生崩滑流灾害. 泥石流灾害在每个岩性组中分布较均匀，主要是由于提供泥石流的物源均来自各个岩组发育的崩、滑、不稳定斜坡等的堆积物.

地质构造既控制地形地貌，又控制地层岩性结构，对地质灾害的发育起综合控制作用^[22]. 断裂带走向部位会发生岩土体结构破裂，使强度及稳定性降低，容易风化或产生崩滑积物为泥石流发育提供物源条件. 研究区内主要断层有苦竹坝断层、老河坝断层、利店断层，按照距断裂带中心线的直线距离统计泥石流分布与距离的关系（图 7），发现在断裂带两侧1 km范围内发生地质灾害数量最多，共83个，占灾害总数的27.7%.

4.4 降雨分布

降雨量的多少是地质灾害最直接、最重要的激发因素. 根据马边县年降雨量等值线（图 8）可以看出，马边县内降雨量在空间上分布不均，总体上马边河谷地区降雨少，而随着海拔升高，降雨量呈上升趋势，按照海拔差异，分低山区以下和中山区以上两部分研究降雨量与地质灾害的关系. 马边县年降雨量与地质灾害点分布关系图（图 8、图 9）显示，在低山区，地质灾害发生最多的年降雨区间为1 100~1 300 mm，中高山区地质灾害发生最多的区间为1 300~1 500 mm. 主要原因有：1）低山区主要发育以砂砾、砂土、碎石、卵石为主的松散类岩和泥岩为主的软弱类岩，这两类都是地质灾害易发的岩组类型；2）低山区主要在马边县城附近，人类活动强烈，对地质的改造强度大，这也是地质灾害增多的原因.

4.5 人为活动分布

区内的人类工程活动主要为矿产开发、城镇新建和改造、房屋修建、道路建设、桥梁架设、水利水电及农耕地开发等. 修建道路和房屋活动中的削坡不仅增大坡体临空面，还破坏坡体应力平衡，导致岩土体失稳，产生崩滑灾害，如S103、马新路、马美路等县内道路两侧100 m范围内发育地质灾害28处，约占总灾害9.3%. 矿产资源的开采过程不但影响了斜坡的稳定，而且产生大量矿山废渣、尾矿，为泥石流的暴发提供了物源，如烟峰镇一带矿区因弃渣产生泥石流灾害隐患有3处，约占总灾害的1%，但占了泥石流灾害的30%.人类活动诱发地质灾害的趋势逐渐上升，已成为一种不可忽视的因素，应该引起关注.

5 结论

（1）马边县有记录以来的地质灾害（隐患）点共计300余处. 有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流、地裂缝5类，在时空上分布具有不均匀性.

（2）年度分布上，由于近年来工程建设活动加强，2000年后灾害数量上较2000年之前增多；月度分布上，由于受降雨量的控制，灾害主要发生在7—8月，占总灾害数量的67.0%.

（3）地质灾害在地形地貌上的影响主要受海拔、坡向、坡度和坡型的影响. 灾害分布最多的各因子区间为：海拔700~900 m，坡向东和东南向，坡度20~25°，坡型为凸型坡.

（4）地质灾害在地质构造方面主要受地层岩性、断层构造带的影响. 灾害点分布最多的各因子区间为：岩性以泥岩为主的软弱岩组，断层以距断层中心线1 km范围为主.

（5）地质灾害在降雨上的敏感区间为：低山区，地质灾害发生最多的年降雨量区间在1100~1300 mm之间；中高山区，地质灾害发生最多的年降雨区间在1 300~1 500 mm之间. 另外人类活动诱发地质灾害的趋势逐渐上升，已成为一种不可忽视的因素.