靈寶市地質災害發育特征及分布規律研究

2017-08-22 05:40:43張明磊徐光林河南省地質礦產勘查開發局第二地質環境調查院河南鄭州450053

中國水土保持 2017年8期

張明磊,徐光林(河南省地質礦產勘查開發局第二地質環境調查院，河南鄭州 450053)

靈寶市地質災害發育特征及分布規律研究

張明磊,徐光林
(河南省地質礦產勘查開發局第二地質環境調查院，河南鄭州 450053)

地質災害；發育特征；分布規律；靈寶市

依據2013年靈寶市地質災害詳細調查成果資料，從地形地貌、氣象水文、地層巖性、地質構造、地下水等方面闡述了靈寶市的地質環境條件，分析歸納了靈寶市地質災害的主要類型及其發育特征?？偨Y了地質災害在空間和時間上的分布規律：空間上沿河流、溝谷呈條帶狀分布，受地形地貌控制，在低山區災害發育密集，在鄉鎮人類活動強烈地區較發育；在時間上呈現出在雨季集中分布的規律。

近年來，隨著靈寶市城鎮化建設進程加快和小秦嶺金礦區礦產資源開發規模增大，區域地質災害有加劇趨勢，威脅到群眾的生命財產安全。針對這一現狀，許多專家、學者對當地地質災害進行了深入的調查研究，比如：邢永強等[1-2]研究了靈寶市小秦嶺金礦區泥石流災害的發生機理、發育特征，進行了危險性評價，提出了災害防治的措施和建議；陳華清等[3]等分析了小秦嶺礦渣型泥石流的物源特征及起動機理，并對其危險性進行了評價。本研究在2013年對靈寶市地質災害詳細調查的基礎上，根據靈寶市的地質環境條件，進一步分析地質災害的發育特征及分布規律，以期為地質災害的防治提供參考。

1 地質環境條件

(1)地形地貌。靈寶市位于豫西秦嶺山系的東端，南為小秦嶺和崤山山脈，北為黃河及河谷平原，中部為黃土丘陵，地勢南高北低，由南向北呈階梯狀下跌(自南部小秦嶺老鴨岔腦2 413.8 m向北降至308.0 m)，自然比降34.4‰，有中山、低山、黃土臺塬、山前洪積扇、河流階地、河床漫灘等6種地貌類型。

(2)氣象水文。靈寶市屬于暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候區，四季分明，多年平均氣溫13.8 ℃、蒸發量1 616.4 mm、降水量609.7 mm。降水量分布呈明顯的空間差異性，南部山區降水較多，川塬地區降水偏少；年最大降水量988.2 mm，年最小降水量318.7 mm；全年降水量集中在5—10 月，期間降水量約占全年降水量的80%。境內除黃河干流外的主要河流有10余條，均屬黃河水系，其中屬黃河一級支流的有雙橋河、十二里河、棗鄉河、陽平河、沙河、弘農澗河和好陽河。

(3)地層巖性。靈寶市位于中朝準地臺南緣，具有結晶基底和沉積蓋層雙層結構特征。結晶基底由新太古界太華群及古元古界組成，以片麻巖為主。沉積蓋層由中元古界、上元古界、古生界、中生界及新生界組成，其中：中元古界官道口群以海相沉積白云巖、石英砂巖為主，熊耳群以海底噴發杏仁狀安山玢巖為主；上元古界震旦系以冰磧巖為主；古生界僅有寒武系下統，以細晶白云巖和條帶狀灰巖為主；中生界僅見白堊系，巖性為隱晶灰巖、微晶白云巖和黏土巖夾砂礫巖；新生界古近系由隱晶灰巖、黏土巖夾砂礫巖及煤層組成，新近系底部為微膠結礫巖，上部為棕黃、灰綠色黏土巖，第四系分布較廣，中、下更新統以黃土夾古土壤為主，上更新統在黃土塬頂部及黃土覆蓋的低中山低洼部位或古沖溝兩側以風積黃土為主，在黃河二、三級階地以沖積黃土狀粉土為主，全新統主要分布在黃河及其支流一級階地、漫灘之上，主要巖性為黃土狀粉土及砂礫卵石。巖漿巖比較發育，集中分布于小秦嶺地區，以脈狀和巖基侵入為主，巖性有花崗巖、石英閃長巖、輝長巖等。

(4)地質構造。靈寶市位于東西復雜構造帶北支西段，境內地質構造復雜，表現為多構造類型，緯向構造、新華夏構造尤為發育，組成了區內的基本構造格架。區內斷裂主要有近東西向、北西向和北東向三組，其中近東西向斷裂主要有小秦嶺北麓山前大斷裂、老鴉岔斷裂、楊溝口斷裂、大坪—銀家溝斷裂，北東向斷裂主要有朱陽—五畝—川口—溫塘區域大斷裂。繼燕山運動之后，區內新構造活動主要表現為以東西向山前大斷裂的復活和差異性升降為主。地震活動也較頻繁，地震動峰值加速度0.15g，地震基本烈度為7度。

(5)巖土體類型特征。依據巖土體的介質及結構特征，將靈寶市的巖土體劃分為松散土體、半堅硬巖類、堅硬巖類三大類型，其中：松散土體主要分布于北部山前地區，在中部的低山丘陵區及土石山地亦有分布；半堅硬巖類主要分布于陽店、川口以南和五畝鄉盤龍—長橋，以及朱陽鎮透山、運頭等地；堅硬巖類分布于南部小秦嶺、崤山山區石質山地。

(6)地下水類型。靈寶市地下水的賦存條件受地質構造控制，與地形地貌、地層巖性及水文、氣象等條件密切相關。依據地下水的賦存條件及水力性質將地下水劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水3種類型：松散巖類孔隙水主要分布在河流階地、河床漫灘及北部黃土臺塬、山前洪積扇；碎屑巖類孔隙裂隙水主要分布在朱陽斷陷盆地內；基巖裂隙水則廣泛分布在南部基巖山區。

2 地質災害類型及發育特征

靈寶市發育的地質災害類型有滑坡、崩塌、泥石流、不穩定斜坡、地面塌陷、地裂縫等。統計資料顯示，截至2012年6月，靈寶市共發生地質災害453處，其中滑坡60處、崩塌104處、泥石流23處、不穩定斜坡257處、地裂縫4處、地面塌陷5處[4]。

(1)不穩定斜坡。全市共查明不穩定斜坡257處，其中土質斜坡228處、巖質斜坡29處，不穩定斜坡發展趨勢主要為崩塌。區內不穩定斜坡具有坡度跨度大、坡形以直線形和凸形為主、潛在危害嚴重、誘發因素清楚、宏觀前兆相對明顯、可預防性較強等基本特征。不穩定斜坡坡度主要分布在34°～90°之間，其中坡度為61°～90°的有204處，且均為生產建設活動形成的高陡邊坡。

(2)滑坡。全市共查明滑坡60處，主要分布在黃土臺塬、低山地區，以及中山區部分黃土覆蓋的斜坡地帶，以中、淺層滑坡為主，具有活動性強、危害大的特點?；乱幠Ｒ孕⌒蜑橹?40處)，還有中型12處、大型7處、特大型1處。以現代滑坡為主，運動形式主要為牽引式(牽引式滑坡56處)，以黃土層內滑坡居多(表1)?；缕矫嫘螒B主要為半圓形和舌形，半圓形和舌形滑坡共45處。剖面形態主要為凹形、階梯形和凸形，其中凹形20處、階梯形18處、凸形10處。

(3)崩塌。全市共查明崩塌災害104處，是主要的地質災害類型，具有發生頻率高、危害性較大等特點，集中分布于黃土臺塬邊緣、低山區、交通線路兩側、居民房前屋后等人類工程活動較為強烈的地區，尤其是窯洞密集地區及交通沿線更為集中，大部分為小型崩塌。104處崩塌災害中有巖質崩塌34處、土質崩塌70處，土質崩塌的變形模式主要為傾倒式及滑移式，巖質崩塌主要為傾倒式、拉裂式和錯斷式，各種模式崩塌的形成機理見表2。崩塌災害60.6%發生在陡崖、

表1 滑坡按滑動面發育位置分類結果

表2 靈寶市崩塌形成機理分類

34.6%發生在陡坡，可見斜坡坡度越大，越容易發生崩塌。靈寶市崩塌災害多分布在300～1 700 m高程范圍內，主要集中在300～1 000 m范圍，因為300～1 000 m高程范圍主要是廣大的黃土臺塬和低山區，河流侵蝕嚴重，加之修路、建房等人類活動強烈，導致崩塌災害發育。

(4)泥石流。全市共查明泥石流災害23處，主要分布在小秦嶺礦區，大多為溝谷型泥石流，按流體性質分多為水石流，按物源分大多屬礦渣型泥石流。本研究調查的23條溝道都曾發生過水石流或者洪水災害，目前也都存在著泥石流隱患，其中西峪、文峪、棗鄉峪、大湖峪4處為大型泥石流溝，其余皆為小型泥石流溝。據調查資料綜合評判，23條泥石流溝中有8條(文峪、西峪、棗鄉峪、大湖峪、靈湖峪、蛤蟆峪、蒼珠峪、楊寨峪)處于中易發狀態，其余15條處于低易發狀態。

3 地質災害分布規律

3.1 空間分布規律

(1)沿河流、溝谷兩側呈條帶狀集中分布。據統計，靈寶市約80%的地質災害分布于河谷兩側，呈條帶狀集中分布，且多發生在流水侵蝕作用活躍、谷坡地形變化快的地方，在河流支溝分布密度大于主溝，以弘農澗河及其支流尤為典型。在弘農澗河及霸底河、東澗河上游黃土覆蓋的支溝中，溝谷深切成V字形，以垂直侵蝕作用為主，溝谷兩側崩塌、滑坡頻發，但大部分規模較??；在弘農澗河中游地段，河流以側向侵蝕為主，兩岸邊坡風化、卸載作用強烈，處于河流侵蝕岸的斜坡易發生滑坡、崩塌災害；弘農澗河下游河谷開闊，自然侵蝕擴張速度較慢，地勢開闊，坡體總體較穩定，但人類工程活動強烈，邊坡易形成剝落和局部不穩定。另外，不穩定斜坡隱患更具有線性分布特點，主要集中在修建公路切坡形成的高陡邊坡處和人工切坡建窯、建房而成的陡崖處。

(2)受地形地貌控制明顯。靈寶市地質災害受地形地貌因素控制較為明顯。據統計，低山區地質災害發育密度最高，其次為河谷區及黃土臺塬區，中山區最低。低山區范圍涉及陽店、川口、蘇村、五畝、朱陽、寺河等6個鄉鎮，該區地表黃土覆蓋，溝谷發育，修路開挖邊坡和切坡建房挖窯等人類活動強烈，共發育地質災害211處，以不穩定斜坡、崩塌和滑坡為主；河谷區分布在黃河及其主要支流河床河漫灘，該區河谷開闊，地勢平坦，城鎮密布，人類活動強烈，地質災害較發育，共發育地質災害43處，類型為滑坡、不穩定斜坡和崩塌；黃土臺塬區以及部分河流階地、山前洪積扇主要分布在豫靈、故縣、陽平、西閻、焦村、尹莊、函谷關、陽店、大王等9個鄉鎮，該區黃土覆蓋較厚，植被發育較差，水土流失嚴重，共發育地質災害103處，類型主要為不穩定斜坡、崩塌和滑坡；在中山區，小秦嶺采礦活動強烈，泥石流隱患發育，崤山黃土覆蓋，人類活動較強烈，導致地質災害較發育，共發育地質災害96處，類型為不穩定斜坡、崩塌、滑坡、泥石流。

(3)各鄉鎮分布特點。從各鄉鎮地質災害發育數量來看，地質災害發育程度與鄉鎮所處的地理位置和地形地貌、地質條件、人口密度及人類活動有關，整體上表現為南部山區地質災害發育數量大于北部地區，縣城西側地質災害較發育(表3)。朱陽鎮是地質災害的高發區，有災害點89處，其境內分布有眾多采礦區，地勢較高、地形坡度較大，加之人類活動強烈(建有250省道等)，所以地質災害點分布較多；其次為五畝、蘇村、陽平、寺河、故縣等鄉鎮，這些鄉鎮人口密集、溝谷縱橫，或是礦產開采區，或是農業種植區，人類活動較強烈，因而地質災害點分布較多；最后是函谷關、焦村等鄉鎮，因人口較少、地勢相對較為平坦，且人類活動較弱，所以地質災害點分布較少。

表3 靈寶市各鄉鎮地質災害數量統計處

3.2 時間分布規律

靈寶市地質災害呈現出在雨季集中分布的規律。在調查到確切發生時間的地質災害中，有90%發生在雨季，在雨季降雨量偏多的年份里，地質災害的發生更為集中。通過對比地質災害發生數量與同期多年平均月降雨量的關系(圖1)可以看出，靈寶市地質災害與降雨量成明顯的正相關關系，主要表現為：在年降雨量大的年份相對集中；在雨季相對集中；在日降雨強度大的時間內也相對集中。在強降雨時期內災害發生和降雨基本同步，連陰雨季節災害發生有不同程度的滯后，每年7—9月份是地質災害的高發時段。