A landslide or landslip is a geological phenomenon which includes a wide range of ground movement, such as rockfalls, deep failure of slopes and shallow debris flows, which can occur in offshore, coastal and onshore environments. Although the action of gravity is the primary driving force for a landslide to occur, there are other contributing factors affecting the original slope stability. Typically, pre-conditional factors build up specific sub-surface conditions that make the area/slope prone to failure, whereas the actual landslide often requires a trigger before being released.
Causes
Landslides occur when the stability of a slope changes from a stable to an unstable condition. A change in the stability of a slope can be caused by a number of factors, acting together or alone. Natural causes of landslides include:
· groundwater (porewater) pressure acting to destabilize the slope
· Loss or absence of vertical vegetative structure, soil nutrients, and soil structure (e.g. after a wildfire)
· erosion of the toe of a slope by rivers or ocean waves
· weakening of a slope through saturation by snowmelt, glaciers melting, or heavy rains
· earthquakes adding loads to barely stable slope
· earthquake-caused liquefaction destabilizing slopes
· volcanic eruptions
· Landslides are aggravated by human activities, Human causes include:
· deforestation, cultivation and construction, which destabilize the already fragile slopes
· vibrations from machinery or traffic
· blasting
· earthwork which alters the shape of a slope, or which imposes new loads on an existing slope
· in shallow soils, the removal of deep-rooted vegetation that binds colluvium to bedrock
· Construction, agricultural or forestry activities (logging) which change the amount of water which infiltrates the soil.
Debris flow
Slope material that becomes saturated with water may develop into a debris flow or mud flow. The resulting slurry of rock and mud may pick up trees, houses and cars, thus blocking bridges and tributaries causing flooding along its path.
Debris flow is often mistaken for flash flood, but they are entirely different processes.
Muddy-debris flows in alpine areas cause severe damage to structures and infrastructure and often claim human lives. Muddy-debris flows can start as a result of slope-related factors and shallow landslides can dam stream beds, resulting in temporary water blockage. As the impoundments fail, a "domino effect" may be created, with a remarkable growth in the volume of the flowing mass, which takes up the debris in the stream channel. The solid-liquid mixture can reach densities of up to 2 tons/m³ and velocities of up to 14 m/s (Chiarle and Luino, 1998; Arattano, 2003). These processes normally cause the first severe road interruptions, due not only to deposits accumulated on the road (from several cubic metres to hundreds of cubic metres), but in some cases to the complete removal of bridges or roadways or railways crossing the stream channel. Damage usually derives from a common underestimation of mud-debris flows: in the alpine valleys, for example, bridges are frequently destroyed by the impact force of the flow because their span is usually calculated only for a water discharge. For a small basin in the Italian Alps (area = 1.76 km²) affected by a debris flow, Chiarle and Luino (1998)[citation needed] estimated a peak discharge of 750 m3/s for a section located in the middle stretch of the main channel. At the same cross section, the maximum foreseeable water discharge (by HEC-1), was 19 m³/s, a value about 40 times lower than that calculated for the debris flow that occurred.
Earth flow
Earthflows are downslope, viscous flows of saturated, fine-grained materials, which move at any speed from slow to fast. Typically, they can move at speeds from 0.17 to 20 km/h. Though these are a lot like mudflows, overall they are slower moving and are covered with solid material carried along by flow from within. They are different from fluid flows in that they are more rapid. Clay, fine sand and silt, and fine-grained, pyroclastic material are all susceptible to earthflows. The velocity of the earthflow is all dependent on how much water content is in the flow itself: if there is more water content in the flow, the higher the velocity will be.
These flows usually begin when the pore pressures in a fine-grained mass increase until enough of the weight of the material is supported by pore water to significantly decrease the internal shearing strength of the material. This thereby creates a bulging lobe which advances with a slow, rolling motion. As these lobes spread out, drainage of the mass increases and the margins dry out, thereby lowering the overall velocity of the flow. This process causes the flow to thicken. The bulbous variety of earthflows are not that spectacular, but they are much more common than their rapid counterparts. They develop a sag at their heads and are usually derived from the slumping at the source.
Earthflows occur much more during periods of high precipitation, which saturates the ground and adds water to the slope content. Fissures develop during the movement of clay-like material creates the intrusion of water into the earthflows. Water then increases the pore-water pressure and reduces the shearing strength of the material.[2]
Debris avalanche
A debris avalanche is a type of slide characterized by the chaotic movement of rocks soil and debris mixed with water or ice (or both). They are usually triggered by the saturation of thickly vegetated slopes which results in an incoherent mixture of broken timber, smaller vegetation and other debris. Debris avalanches differ from debris slides because their movement is much more rapid. This is usually a result of lower cohesion or higher water content and commonly steeper slopes.
Movement
Debris slides generally start with big rocks that start at the top of the slide and begin to break apart as they slide towards the bottom. This is much slower than a debris avalanche. Debris avalanches are very fast and the entire mass seems to liquefy as it slides down the slope. This is caused by a combination of saturated material, and steep slopes. As the debris moves down the slope it generally follows stream channels leaving a v-shaped scar as it moves down the hill. This differs from the more U-shaped scar of a slump. Debris avalanches can also travel well past the foot of the slope due to their tremendous speed.
Sturzstrom
A sturzstrom is a rare, poorly understood type of landslide, typically with a long run-out. Often very large, these slides are unusually mobile, flowing very far over a low angle, flat, or even slightly uphill terrain.
Shallow landslideLandslide in which the sliding surface is located within the soil mantle or weathered bedrock (typically to a depth from few decimetres to some metres). They usually include debris slides, debris flow, and failures of road cut-slopes. Landslides occurring as single large blocks of rock moving slowly down slope are sometimes called block glides.
Shallow landslides can often happen in areas that have slopes with high permeable soils on top of low permeable bottom soils. The low permeable, bottom soils trap the water in the shallower, high permeable soils creating high water pressure in the top soils. As the top soils are filled with water and become heavy, slopes can become very unstable and slide over the low permeable bottom soils. Say there is a slope with silt and sand as its top soil and bedrock as its bottom soil. During an intense rainstorm, the bedrock will keep the rain trapped in the top soils of silt and sand. As the topsoil becomes saturated and heavy, it can start to slide over the bedrock and become a shallow landslide. R. H. Campbell did a study on shallow landslides on Santa Cruz Island California. He notes that if permeability decreases with depth, a perched water table may develop in soils at intense precipitation. When pore water pressures are sufficient to reduce effective normal stress to a critical level, failure occurs.
Deep-seated landslides
Landslides in which the sliding surface is mostly deeply located below the maximum rooting depth of trees (typically to depths greater than ten meters). Deep-seated landslides usually involve deep regolith, weathered rock, and/or bedrock and include large slope failure associated with translational, rotational, or complex movement. These typically move slowly, only several meters per year, but occasionally move faster. They tend to be larger than shallow landslides and form along a plane of weakness such as a fault or bedding plane. They can be visually identified by concave scarps at the top and steep areas at the toe.
ดินถล่ม (Landslide) คือปรากฏการณ์ที่ส่วนของพื้นดิน ไม่ว่าจะเป็นก้อนหิน ดิน ทราย โคลน หรือเศษดิน เศษต้นไม้ไหล เลื่อน เคลื่อน ถล่ม พังทลาย หรือหล่น ลงมาตามที่ลาดเอียง อันเนื่องมาจากแรงดึงดูดของโลก ในขณะที่สภาพส่วนประกอบของชั้นดิน ความชื้นและความชุ่มน้ำในดิน ทำให้เกิดการเสียสมดุล
ดินถล่ม เป็นปรากฏการณ์ที่มีมาแต่สร้างโลก อาจเป็นเพียงเล็กน้อยเพียงก้อนหินก้อนเดียวที่ตกหรือหล่นลงมา หรือเศษของดินจำนวนไม่มากที่ไหลลงมา หรืออาจเกิดรุนแรงใหญ่โต เช่น ภูเขาหรือหน้าผา หรือลากเขาพังทลายลงมาก็ได้ และอาจเกิดขึ้นอย่างทันทีทันใด หรือค่อยๆ เป็นไปช้าๆ ก็ได้ จนกว่าจะเกิดความสมดุลใหม่จึงหยุด
เนื่องจากในระยะหลังๆ นี้ ดินถล่มปรากฏเป็นข่าวบ่อยมากขึ้น ทำให้เกิดความเสียหายแก่ทรัพย์สินและชีวิตมากขึ้น จึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจศึกษาเพื่อหาทางป้องกันและหลีกเลี่ยงอันตรายที่จะเกิดขึ้น
สาเหตุของดินถล่ม (Causes of Landslides) เกิดจากกรที่พื้นดินหรือส่วนของพื้นดินเคลื่อน เลื่อน ตกหล่น หรือไหล ลงมาจากที่ลาดชัน หรือลาดเอียงต่างระดับ ตามแรงดึงดูดของโลกในภาวะที่เกิดการเสียสมดุลด้วยเหตุต่างๆ มักพบบ่อยๆ บริเวณภูเขาที่ลาดชัน แต่ความจริงอาจเกิดขึ้นบริเวณฝั่งแม่น้ำ และชายฝั่งทะเลหรือมหาสมุทร แม้กระทั่งใต้มหาสมุทร แบ่งสาเหตุที่อาจทำให้ดินถล่มได้เป็น
1. สาเหตุตามธรรมชาติ (Natural causes)
- ความแข็งแรงของดิน ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของดิน (Soil composition) ว่าเป็น หินหรือ ดิน ประเภทใด มีโครงสร้างหรือมีต้นไม้ประกอบยึดเกาะกันแข็งแรงแค่ไหน มีชั้นดินดานตื้นหรือลึกในลักษณะใด
- ที่ที่มีความลาดเอียงมาก (Steep slope)
- มีฝนตกมากนานๆ (Prolong heavy rain)
- มีหิมะตกมาก (Heavy snowfall)
- โครงสร้างของแผ่นดิน (Structure of soil) ความแตกต่างกันของชั้นดินที่น้ำซืมผ่านได้ กับชั้นที่น้ำซึมผ่านไม่ได้ ที่จะทำให้น้ำขังใต้ดินมากจนดินเหลวบนที่ลาดเอียง ทำให้เกิดการไหลได้
- ฤดูกาล (Glacial erosion, rain, drought)
- ต้นไม้ถูกทำลายโดยไฟป่าหรือความแล้ง (Vegetation removal by fire or drought)
- แผ่นดินไหว (Earthquake)
- คลื่น "สึนามิ" (Tsunami)
- ภูเขาไฟระเบิด (Volcanic eruption)
- การเปลี่ยนแปลงของน้ำใต้ดิน (Change in underground water)
- การสึกกร่อนของชั้นหินใต้ดิน (Change in underground structure)
- การกัดเซาะของฝั่งแม่น้ำ ฝั่งทะเล และไหล่ทวีป (Coastal erosion and change in continental slope)
1. สาเหตุจากมนุษย์( Human causes )
- การขุดดินบริเวณไหล่เขา ลาดเขาหรือเชิงเขา ( Excavation of slpoe or its toe ) เพื่อการเกษตร หรือทำถนน หรือขยายที่ราบในการพัฒนาที่ดิน หรือการทำเหมือง ( Mining ) ไม่ว่าบนภูเขาหรือพื้นราบ
- การดูดทรายจากแม่น้ำ หรือบนแผ่นดิน
- การขุดดินลึก ๆ ในการก่อสร้างห้องใต้ดินของอาคาร
- การบดอัดที่ดินเพื่อการก่อสร้าง ทำให้เกิดการเคลื่อนของดินในบริเวณใกล้เคียง
- การสูบน้ำใต้ดิน น้ำบาดาล ที่มากเกินไป หรือการอัดน้ำลงใต้ดิน ในพื้นที่บางแห่ง
- การถมดิน ก่อสร้าง เพิ่มน้ำหนัก บนภูเขา หรือสันเขา ( Loading or building on crest or slope )
- การทำลายป่า ( Deforestation ) เพื่อทำไร่ หรือสวนเกษตรกรรม
- การทำอ่างเก็บน้ำ ( Reservoir ) นอกจากเป็นการเพิ่มน้ำหนักบนภูเขาแล้ว ยังทำให้น้ำซึมลงใต้ดินมากจนเกินสมดุล
- การเปลี่ยนแปลงทางน้ำธรรมชาติ ( Change the natural stream ) ทำให้ระบบน้ำใต้ดินเสียสมดุล
- น้ำทิ้งจากอาคาร บ้านเรือน สวนสาธรณะ ถนน บนภูเขา ( Water from utilities leakages or or drainages )
- การกระเทือนต่าง ๆ เช่นการระเบิดหิน ( Artificial vibration )
ประเภทของดินถล่ม ( Types of Landslides )
จากส่วนประกอบของดิน และสาเหตุต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดดินถล่ม ดังกล่าวมาแล้ว ทำให้ลักษณะของดินถล่มมีรูปแบบต่าง ๆ กัน ดังนี้
1. การตกหล่น ( Falls ) มักเป็นก้อนหิน( Rock ) หรือ หินก้อนใหญ่ทั้งก้อน ( Boulder ) อาจตกหล่นลงมาโดยตรง ( Free fall ) หรือตกกระดอน ๆ ลงมา ( Bouncing ) หรือกลิ้งลงมา ( Rolling ) และสำหรับกรณีที่หินร่วงตกลงมามาก ๆ เป็นกองใหญ่ เช่นจากภูเขาที่มีน้ำแข็ง หินที่ตกลงมาจะกองเป็นรูปกรวยคว่ำ ( cone-shape ) เรียกว่า Talus slope
2. ล้มหรือหกคะเมน ( Topple ) มักเป็นหินที่เป็นแผ่นเป็นแท่งที่แตกและล้มคะเมนลงมา
3. การคืบ - เคลื่อนไปช้า ๆ (Creep) ของดิน หรือหิน เนื่องจากมีแรงดึงไปน้อย พอที่จะทำให้เกิดการเคลื่อนตัวไปเรื่อย ๆ แต่อย่างช้า ๆ มาก ๆ ซึ่งมี 3 รูปแบบ คือ
ก. เคลื่อนตามฤดูกาล ( Seasonal ) ที่มีความชุ่มและอุณหภูมิของดินชั้นล่างพอดีของแรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนได้
ข. เคลื่อนอย่างคงที่ตลอดเวลา ( Continuous ) จากแรงตึงมีมีอย่างคงที่
ค. เคลื่อนด้วยอัตราเร่ง ( Progressive ) เพราะความลาดชันที่ทำให้แรงเคลื่อนเพิ่มขึ้นตามลำดับ
4.1 Transitional slide ถ้าพื้นดินชั้นล่างเป็นแผ่นระนาบค่อนข้างเรียบ พื้นดินข้างบนก็จะเคลื่อนลงมาในแนวขนานกับที่ลาดเอียงนั้น ทิ้งรอยแยกเป็นร่องไว้ด้านบน
4.2 < Rotational slide เมื่อพื้นชั้นล่างที่ดินแยกตัวเป็นที่ลาดโค้งเว้า ดินที่จะเคลื่อนลงมาก็จะเคลื่อนโค้งหมุนตัวรอบแกนที่ขวางขนานกับที่ลาดเอียงนั้น หมุนตัวเข้าด้านใน หากมีต้นไม้หรือสิ่งก่อสร้างอยู่บนนั้น ก็จะเห็นการเอียงเข้าหาด้านบนได้ ส่วนรอยเคลื่อนของผิวดินตรงขอบบนจะเป็นรอยโค้งเว้าขึ้นไปด้านบน ทิ้งร่องรอยเป็นหน้าผาเว้าที่ชันกว่าเดิม ส่วนที่พื้นดินด้านล่างลงไปจะมีดินถูกดันโป่งออกมาเป็นหย่อม ๆ ลักษณะคล้ายนิ้วเท้า เรียกว่า Toe เป็นลักษณะให้สังเกตรู้ได้ว่า ที่ข้างบนขึ้นไปเคยมีดินถล่ม Landslide
ดินที่เคลื่อน แบบนี้ จะมีส่วนที่ยังเกาะเป็นชิ้นเป็นผืนเดียวกัน เรียกว่าSlump
5. การไหล ( Flows ) เกิดจากมีส่วนประกอบของน้ำจำนวนมากและและไหลเร็วลงมาตามที่ลาดชัน มีหลายแบบ ได้แก่
5.1 เศษดินทรายและเศษต้นไม้ ( Debris flow ) เป็นเศษชิ้นเล็ก ๆ และผงขนาดเม็ดทรายที่ไหลมากับน้ำ พบเห็นบ่อยทั่วไป
5.2 การถล่มของก้อนหิมะที่ทับถมกันเป็นจำนวนมาก ( Debris avalanche )
5.3 ดินไหล( Earth flow ) มักเกิดในที่ไม่ลาดชันนัก ที่มีส่วนประกอบเป็นดิน โคลน และก้อนกรวดเล็ก ๆ ในบริเวณที่ชุ่มน้ำมากจนเป็นส่วนผสมที่เหลวจนไหลได้ จึงไหวลงมาเป็นทางแคบ ๆ มากองอยู่ในที่ต่ำลงมา ทิ้งร่องรอยที่เดิมเป็นแอ่ง ทำให้เป็นรูปคล้ายนาฬิกาทราย
5.4 โคลนไหล ( Mudflow ) เกิดเช่นเดียวกับข้อก่อน แต่มีส่วนผสมเป็นโคลนและทรายและน้ำ ซึ่งในบางครั้งน้ำโคลนที่ขังอยู่ใต้ดินเป็นจำนวนมากอาจทะลักและไหลออกมาอย่างรวดเร็วเป็นกระแสน้ำที่ไหลเชี่ยว ( Torrent ) สามารถไหลไปได้ไกล ลงไปท่วมในที่ต่ำข้างล่างได้ และหากท่วมเข้าไปในหมู่บ้านหรือเมืองบริเวณเชิงเขา จะทำให้ผู้คนเสียชีวิตได้มาก เพราะหนีออกจากน้ำโคลนได้ยาก ส่วนโคลนร้อนที่ถูกพ่นออกมาจากภูเขาไฟ เรียกว่า Lahar
6. การเคลื่อนแผ่ออกไปด้านข้าง( Lateral spreading ) เกิดในที่ลาดชันน้อยหรือที่ราบ เนื่องจากมีความชุ่มน้ำมากจนพื้นดินเริ่มเหลวตัว ( Liquefaction ) พื้นดินไม่มีแรงพอที่จะเกาะกุมกัน จึงแผ่ตัวออกไปทางข้าง ๆ และบางครั้งตรงขอบบนของที่ลาดเอียงเล็กน้อยนั้น อาจเกิดรอยแยกของดิน หรือตรงด้านข้างอาจเกิดการหมุนตัวของแผ่นดิน หรือในที่ลาดเอียงบางแห่งจะมีการเคลื่อนเร็วขึ้น จนเป็นดินเลื่อน หรือดินไหลได้
