灞河西岸及黃土丘陵區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育規(guī)律研究

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(陜西工程勘察研究院，陜西 西安 710068)

灞河西岸及黃土丘陵區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育規(guī)律研究

侯喜燕，張錦，郭江波，杜明

(陜西工程勘察研究院，陜西 西安 710068)

論文采用遙感解譯與實地調(diào)查相結合的方式，詳細的分析灞河西岸及黃土丘壑區(qū)內(nèi)地形地貌與植被覆蓋特征，通過分析與地質(zhì)災害相關的地層巖性、巖土體結構面、新構造運動、地表水、地下水和大氣降水的影響及人類工程活動等因素，研究區(qū)內(nèi)滑坡、崩塌和不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災害發(fā)育特征和分布規(guī)律及人類活動對地質(zhì)災害的影響，結果標明：滑坡在白鹿原呈條帶狀分布，多以大型單體滑坡和滑坡群形式存在，黃土丘壑區(qū)滑坡分布與黃土高原厚度密切，發(fā)生大規(guī)模次級滑動的可能性小。該研究結果為區(qū)內(nèi)防災減災提供依據(jù)。

灞河西岸；黃土丘陵區(qū)；遙感解譯；實地調(diào)查；地質(zhì)災害影響因素；發(fā)育特征；分布規(guī)律

1 區(qū)域概況

1.1 自然地理

1.1.1 地理位置

工作區(qū)位于陜西1：5萬灞橋(I49E011005)幅標準圖幅的東部，包含西安市灞橋區(qū)、臨潼區(qū)、長安區(qū)、藍田縣3區(qū)1縣的行政區(qū)域部分面積(圖1)。

圖1 研究區(qū)交通位置圖

1.1.2 氣象水文

氣象：本圖幅內(nèi)屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風區(qū)，自然條件優(yōu)越。年平均降雨量635 mm，最大降雨量接近1 000 mm，最小100 mm左右。

水文：區(qū)內(nèi)水系均為黃河水系，主要河流為浐河、灞河。流域內(nèi)各河流特征值見表1。

表1 灞河流域主要河流特征值表

1.2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

1.2.1 地形地貌

工作區(qū)內(nèi)地理位置位于陜西省中部(關中盆地)，地貌上屬于灞河河谷階地，灞河、浐河沖洪積階地組成的沖洪積平原，黃土臺塬和黃土丘陵區(qū)，根據(jù)遙感圖像，可大致劃分區(qū)內(nèi)地貌類型，見圖2。

圖2 工作區(qū)遙感影像地貌分區(qū)略圖

1.2.2 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層主要有第四系沖洪積、風積層，新近系泥巖、砂礫巖、砂巖，地層條件較復雜(圖3)。

1.2.3 構造

工作區(qū)的主要斷裂有：

臨潼-長安斷裂：該斷裂自灃峪口經(jīng)長安至臨潼，總體走向北東，傾向北西，傾角50°～80°。

灞河斷裂：走向北西，傾向南西。在臨潼—長安斷裂以南，灞河顯示為斷裂谷，沿河谷可見白鹿塬組與寇家村組以斷層接觸，斷距約500～1 000 m。

浐河斷裂：由焦岱、魏寨、馬興、中殿、紡織城至十里鋪。深部傾向北東，為隱伏斷裂。第四紀以來活動不明顯。

1.2.4 新構造與地震

在《中國地震烈度區(qū)劃圖》中，工作區(qū)的抗震設防烈度為Ⅷ度；據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，評估區(qū)的地震動峰值加速度為0.20 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s。

1.2.5 水文地質(zhì)

根據(jù)含水巖層賦存條件，區(qū)內(nèi)地下水可劃分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類砂泥巖互層裂隙孔隙水兩種類型。區(qū)內(nèi)與地質(zhì)災害密切相關的地下水主要是潛水，區(qū)內(nèi)潛水可分為松散巖類孔隙潛水和碎屑巖類砂泥巖互層裂隙孔隙潛水。

圖3 研究區(qū)地層柱狀圖

1.2.6 巖土體類型及工程地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)巖土體類型按成因可分為巖體和土體。其中：巖體為軟弱層狀泥巖、砂巖夾砂礫巖巖體；土體類型主要有黃土類土、黃土狀土、砂礫卵石類和一般粘性土4種(表2)。

表2 黃土類土的主要物理力學性質(zhì)指標

注：表中只列出Q2eol土體的飽和力學參數(shù)。

1.2.7 人類工程活動

區(qū)內(nèi)人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

(1)江村溝垃圾場在垃圾壩修建時的切坡和垃圾場的堆填，都對原有地形地貌進行了較大的改變。

(2)一些縣鄉(xiāng)(村)簡易公路修建等工程，都伴有大量切坡，開挖坡腳，一定程度上破壞了原有地質(zhì)環(huán)境。

(3)部分水利工程的修建如沿河建堤造田，截溝修建水庫等，既能帶來利益造福于民，也有誘發(fā)邊坡失穩(wěn)、形成人工填土軟弱地基、增加局部地段洪水侵蝕塌岸。

(4)在黃土丘陵區(qū)，人們習慣于溝谷兩側開挖坡腳或坡體建設住宅，在住宅后形成數(shù)十米高的陡崖，導致斜坡穩(wěn)定性變差，形成崩塌或滑坡。

(5)磚廠因取土形成黃土高陡邊坡，多數(shù)坡體直立，在降雨作用下多有崩塌產(chǎn)生。

(6)由于區(qū)內(nèi)邊坡地帶的居民大量向塬面上遷移以及退耕還林政策的實施，區(qū)內(nèi)植被覆蓋率明顯大幅提高，實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)植被覆概率的提高促使了坡體的穩(wěn)定性的提高。

(7)近幾年，塬上施工了大量的生活用水井，大量的開采地下水使得地下水位不斷下降，塬邊多處泉水水量減少甚至斷流；黃土丘陵區(qū)由于溝谷上游農(nóng)家樂等臨時旅游度假地逐漸興起，夏季用水量明顯增加，河谷內(nèi)都出現(xiàn)了不同程度的水量減少。

(8)工作區(qū)礦產(chǎn)資源分布稀少，因此由于礦產(chǎn)開采而引發(fā)的一系列如采空區(qū)塌陷、滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害基本不存在。

2 地質(zhì)災害特征

本次調(diào)查采用遙感解譯與地面實際調(diào)查相結合的方法。區(qū)內(nèi)共調(diào)查滑坡89處，崩塌19處，不穩(wěn)定斜坡3處(圖4)。

圖4 滑坡、崩塌分布圖

2.1 地質(zhì)災害類型

2.1.1 滑坡

本次調(diào)查主要為黃土滑坡或坡積層滑坡，滑體組成大多為第四系中更新統(tǒng)(Q2eol)、上更新統(tǒng)(Q3eol)風積黃土和坡積物(Q4dl)，在白鹿塬邊坡地帶，可見黃土與新近系紅粘土組成的滑體見表3。

2.1.2 崩塌

根據(jù)本次調(diào)查統(tǒng)計結果，工作區(qū)崩塌類型均為土質(zhì)崩塌。從其規(guī)模來看，多為小型崩塌，為17處， 2處為中型；按形成機理以傾倒式、錯斷式和滑移式為主，其中，傾倒式6處，錯斷式10處，滑移式3處。

2.1.3 不穩(wěn)定斜坡

本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)3處不穩(wěn)定斜坡，皆為黃土斜坡。且皆以人類工程活動所導致的。3處斜坡皆以直立的黃土邊坡形式存在，主要發(fā)生的破壞模式是掉塊，因此，推測其潛在變形以崩塌為主要形式。

2.2 地質(zhì)災害分布規(guī)律

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害在空間上和時間上的分布規(guī)律。具體表現(xiàn)為：

表3 滑坡類型劃分及主要類型一覽表

(1)白鹿塬邊滑坡在陰坡相對集中、崩塌在陽坡相對集中白鹿塬邊的陰坡地帶由于光照條件較差，土體含水量相對較大，植被發(fā)育，坡體易發(fā)生整體變形的破壞模式，再加上土體受融凍作用的影響，發(fā)生蠕滑變形的可能性變大，最后受河流侵蝕，坡體前緣臨空，坡體均以一期或多期滑坡的形式來釋放能量；陽坡由于光照條件相對較好，蒸發(fā)量變大，土體含水量較小，能更好的保持坡體的直立性，但由于植被覆蓋較少，坡體受垂直節(jié)理裂隙的影響，易發(fā)生碎裂、掉塊的破壞模式，因此，崩塌主要分布在浐河東岸和鯨魚溝的陽坡地帶。

(2)黃土丘陵區(qū)在黃土厚度大的地方集中黃土丘陵區(qū)地質(zhì)災害及地質(zhì)現(xiàn)象點的分布與黃土的上覆厚度是密切相關的，黃土厚度越大，滑坡點越密集，在“U”型溝谷中，由于溝谷較為寬闊，滑坡發(fā)生時能較為充分的釋放能量，滑坡以多期滑坡為主，且滑體厚度相對較??；在“V”型溝谷中，由于溝谷狹窄，坡體運動距離短，滑坡以單期滑坡為主，且厚度相對較大。

崩塌在黃土丘陵區(qū)也主要是分布在黃土厚度大的地方，由于坡體高度較大，且坡體近于直立，極易在降水或人類工程活動影響下發(fā)生開裂、掉塊等現(xiàn)象，規(guī)模以中小型為主。

(3)在易滑或易崩地層巖性組合部位相對集中。區(qū)內(nèi)滑坡多是在黃土層內(nèi)滑動的。由于黃土垂直節(jié)理發(fā)育，在高陡邊坡部位，卸荷裂隙和風化裂隙更甚，故在黃土高陡邊坡地段，黃土崩塌密集。

(4)在人類工程活動強烈的地段相對集中。區(qū)內(nèi)白鹿塬邊是人類居住相對集中的地段，削坡建窯、修路及農(nóng)耕活動較為頻繁，坡腳下集中了一些大的工業(yè)單位，工程建設活動也較為集中，新發(fā)生的地質(zhì)災害或是造成老滑坡發(fā)生次級滑動、產(chǎn)生新裂縫以及形成人工邊坡等多集中在此地，如2011年發(fā)生的位于席王街辦莫靈廟村西南500 m的機瓦廠滑坡(BQD1097)，就是磚廠大規(guī)模開挖坡腳取土制磚造成的。

(5)特大型和大型滑坡數(shù)量相對集中。根據(jù)調(diào)查結果，本次調(diào)查的89處滑坡中，按滑坡體積劃分，特大型滑坡為31處，；大型滑坡為30處，；中型滑坡為16處；小型滑坡為12處。這主要是由區(qū)內(nèi)黃土厚度較大，且“U”型溝谷較多造成的。

(6)在全新世初期相對集中。在本次調(diào)查的89處滑坡中，未見發(fā)生于全新世以前的古滑坡，發(fā)生于全新世以來，而現(xiàn)今整體穩(wěn)定的老滑坡64處，占71.9%；有局部輕微活動特征的23處，占25.9%；近年來發(fā)生或目前仍有活動跡象的新滑坡共2處，占總數(shù)的2.2%。

3 結語

(1)區(qū)內(nèi)滑坡在白鹿塬邊空間上條帶狀分布的規(guī)律性很強，且多以大型單體滑坡和滑坡群的形式存在，但由于這些滑坡前緣是寬闊的灞河谷地，滑坡有足夠的運動空間，土體中的勢能得到了充分的釋放，這些老滑坡的狀態(tài)大多已經(jīng)固化安息，呈穩(wěn)定狀態(tài)存在，只在局部人類工程活動劇烈或者存在軟弱結構面的地段老滑坡可能發(fā)生次級滑動或者變形。

(2)黃土丘陵區(qū)滑坡的分布與黃土厚度關系密切，但由于該區(qū)域內(nèi)溝谷皆較為狹窄，滑坡運動空間狹小，發(fā)生整體大規(guī)模次級滑動的可能性小，只在后壁局部高陡地段和前緣臨空面大的地段有發(fā)生次級變形的可能。

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1004-1184(2017)05-0123-03

2017-04-25

侯喜燕(1984-)，女，陜西西安人，工程師，主要從事地質(zhì)災害調(diào)查、危險性評估及水文地質(zhì)調(diào)查等工作。