正寧縣山河鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

張旭光，陳海龍，姚恩龍

（甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，甘肅 蘭州 730050）

正寧縣位于甘肅省慶陽(yáng)市東南部、子午嶺西麓。東接陜西黃陵縣以子午嶺為界，南鄰旬邑縣，西南與彬縣相鄰，西接長(zhǎng)武縣以涇河為界，北壤本省寧縣。受地形地貌及地層巖性控制的滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育。該類(lèi)型不良地質(zhì)現(xiàn)象主要位于黃土塬邊和溝谷底部，黃土溝谷在溯源侵蝕的過(guò)程中，受離石黃土土體性質(zhì)的控制，在溝腦部位形成直立的陡坎，崩塌和不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)現(xiàn)象較為發(fā)育，高度在3m～30m之間，其臨空面垂直節(jié)理裂隙極為發(fā)育，在降雨和地震等誘發(fā)因素下很容易發(fā)生滑坡和崩塌。正寧縣絕大多數(shù)黃土溝谷的中上游仍處于下切的過(guò)程中，流水對(duì)溝谷底部的侵蝕，造成較陡的溝岸邊坡，坡度在45°～70°之間，在該類(lèi)邊坡上發(fā)育有大量的滑坡和崩塌。

1 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)劃分

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)的基礎(chǔ)上，分析評(píng)價(jià)在降雨、地震、人類(lèi)工程活動(dòng)等條件下，某一個(gè)或一個(gè)以上的可調(diào)節(jié)的地質(zhì)環(huán)境因素的變化，導(dǎo)致災(zāi)體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，預(yù)測(cè)評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的范圍、危險(xiǎn)性。即重點(diǎn)評(píng)價(jià)由于條件概率變化產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間概率及其擴(kuò)展影響范圍。

2 地質(zhì)災(zāi)害威脅范圍的確定

在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合危險(xiǎn)性定性分析評(píng)價(jià)和定量化統(tǒng)計(jì)分析，考慮條件概率和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，得出危險(xiǎn)性分區(qū)結(jié)果。

對(duì)于山河鎮(zhèn)斜坡變形災(zāi)害的危害主要為其后緣危害區(qū)，在評(píng)價(jià)時(shí)，確定不同規(guī)模、頻率地質(zhì)災(zāi)害危害區(qū)范圍。其后緣危害區(qū)范圍確定可按以下方法。

（1）滑坡、崩塌前緣定量評(píng)價(jià)?；w（崩塌、不穩(wěn)定斜坡）前緣滑移面的最大距離，即為滑體影響范圍的最遠(yuǎn)點(diǎn)，滑移的最大距離與坡高、滑速和滑移面上的摩擦系數(shù)有關(guān)，可利用下式計(jì)算：

式（1）：Lmax：為滑體重心滑移的最大距離（m）；

A：主滑面的傾角；

g：重力加速度（m/s2）；

f：主滑面的摩擦系數(shù)；

Vmax：滑體重心滑移至剪出口處的最大滑速（m/s），由下式計(jì)算：

式（2）：H：滑體重心到剪出口的落差（m）；

L：滑體后緣到剪出口的水平距離（m）。

（2）滑坡、崩塌后緣定量評(píng)價(jià)。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育不穩(wěn)定斜坡，且大多處于沖溝溝邊地帶，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，斜坡高度一般介于40m～150m之間，溝腦處斜坡高度較小，平均坡度一般為20°～50°，其中大部分斜坡為黃土塬上沖溝常年侵蝕下切形成，斜坡較長(zhǎng)，平均坡度較緩，坡表發(fā)育多條沖溝，切割斜坡形成多段斜坡單元；斜坡坡表以臺(tái)階狀耕地、林地、荒地為主，其次還有少量窯洞、磚廠等。土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計(jì)算采用“理正巖土計(jì)算軟件6.0版”復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算。根據(jù)各斜坡地層結(jié)構(gòu)特征，對(duì)各斜坡采用瑞典條分法自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面，確定滑坡后緣的影響范圍。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，坡頂發(fā)育拉張裂縫，與計(jì)算結(jié)果一致，故以圓弧滑動(dòng)破壞形式為滑面進(jìn)行本次設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算。

3 地質(zhì)災(zāi)害威脅范圍評(píng)價(jià)

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，調(diào)查區(qū)內(nèi)黃土斜坡均為溝谷切割臺(tái)塬形成的溝坡，斜坡高介于20m～180m之間，平均坡度為10°～50°，野外調(diào)查認(rèn)為坡度小于20°的黃土斜坡穩(wěn)定性好，大于50°斜坡穩(wěn)定性差，此處僅對(duì)該尺度范圍內(nèi)的斜坡威脅范圍進(jìn)行分析。將區(qū)內(nèi)斜坡按照30°、40°、50°三種坡度類(lèi)型分別進(jìn)行不同高度對(duì)比計(jì)算。按照“理正6.0”搜索最不利滑動(dòng)面的方法，確定邊坡后緣危害區(qū)的威脅范圍。對(duì)于計(jì)算滑動(dòng)安全系數(shù)（穩(wěn)定性系數(shù)）小于1的斜坡，采用折線破裂面法對(duì)威脅范圍重新計(jì)算，最終確定坡頂可能的威脅范圍（表1）。

表1 不同坡度不同坡高后緣破壞距離計(jì)算表

圖1 不同坡度不同坡高后緣破壞距離分析圖

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

圖2 坡度為30°40°50°時(shí)高度不同斜坡坡頂威脅范圍

在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)的基礎(chǔ)上，考慮外界誘發(fā)因素（降雨、地震、人類(lèi)活動(dòng)）的條件下，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性大小，即地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性大小。本節(jié)分別對(duì)三個(gè)誘發(fā)因素進(jìn)行分析，分析它們的機(jī)理，為危險(xiǎn)性區(qū)劃的定性、定量評(píng)價(jià)打下基礎(chǔ)。

根據(jù)以上評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)山河調(diào)查區(qū)各個(gè)斜坡單元發(fā)育特征統(tǒng)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在考慮降雨、地震和人類(lèi)工程活動(dòng)三個(gè)因素影響作用下，分析地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性分布。根據(jù)計(jì)算所得的總排序權(quán)值，運(yùn)用Gis的空間分析功能，對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行疊加計(jì)算。

表2 山河地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果表