山西省地質災害總體特征與分布規律研究

王 鵬, 閆治利

(山西冶金巖土工程勘察有限公司,太原 030002)

山西省地處黃土高原,地形高差大,地貌類型和地質構造條件復雜,降水量集中,采礦、修路、削坡建房等人類工程活動強烈,因此崩塌、滑坡、泥石流、地面裂縫、地面塌陷、地面沉降等各類地質災害頻發,嚴重地威脅著人們群眾的生命財產安全,制約著本省社會經濟的可持續發展。

山西省地質災害具有種類全、分布廣、數量多、威脅嚴重、災害損失大的總體特征,主要因為山西是一個礦業開發大省,隨著采礦深度和廣度的增大,全省由采礦引起的地面裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地質災害頻繁發生,造成的經濟損失與人員傷亡十分嚴重。另外,山西鐵路、公路的修建,重要城市附近地下水的集中超量開采,也一定程度上誘發了崩塌、滑坡、地面裂縫、地面沉降等地質災害的發生[1-2]。

從分布上看,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷在全省11個市均有分布,地面裂縫、地面沉降在個別地市分布。從數量上看,全省各類地質災害(隱患)點總數11 425處,其中崩塌(含潛在不穩定斜坡)6 235處,滑坡1 263處,泥石流676處,地裂縫272處,地面塌陷2 971處,地面沉降8處。

1 不同行政區域地質災害(隱患)點的分布

山西省地質災害地域分布特征明顯,11個地級市,由于各市所處地理位置、地質環境條件及社會經濟發展水平不同,因而其地質災害點和數量以及點密度也不同。全省11個地市中,高于全省地質災害點密度平均值的有太原市、長治市、呂梁市、晉中市、臨汾市、運城市,低于全省地質災害點密度平均值的有大同市、陽泉市、晉城市、忻州市、朔州市。其中,太原市地質災害點密度最高,達0.118 5處/km2,其次是臨汾市,達0.102 7處/km2;大同市地質災害點密度最低,僅0.034處/km2,其次是陽泉市,地質災害點密度0.038處/km2。從地質災害類型來看,大同、陽泉、晉城、朔州各市地面塌陷為主要地質災害類型,所占比例達到了33%～58%,其中陽泉市地面塌陷占全市地質災害總點數的58%,為全省最高,反映了這些市以礦業開發為主的人類工程活動特征。這些市中,崩塌(含潛在不穩定斜坡)為僅次于地面塌陷的地質災害類型,所占比例達到了20%～39%。呂梁、臨汾、運城、忻州、晉中、長治、太原各市崩塌(含潛在不穩定斜坡)為主要地質災害類型,所占比例達到了45%～66%,其中臨汾市崩塌(含潛在不穩定斜坡)占全市地質災害總點數的66%,為全省最高。上述各市中,太原、長治、呂梁、臨汾、晉中各市地面塌陷為僅次于崩塌(含潛在不穩定斜坡)的地質災害類型,所占比例達到了各市地質災害數量的25%～37%。各市地質災害的分布情況充分反映了當地人類工程活動、地質環境條件。

2 不同地貌大區地質災害(隱患)點的分布

山西省不同地貌單元地形地貌不同,地質條件、水文地質條件和巖土特征不一,地質災害分布是不均勻的,晉西黃土高原大區(呂梁、忻州、臨汾)共有各類地質災害(隱患)點1 964處,占全省總災害點的17%,地質災害點密度0.092處/km2;西部褶皺斷塊中山大區(忻州、太原、呂梁、晉中、臨汾、運城)共有各類地質災害(隱患)點2 315處,占全省總災害點的20%,地質災害點密度0.087處/km2;中部斷陷盆地大區(忻州、太原、晉中、臨汾、運城)共有各類地質災害(隱患)點2 060處,占全省總災害點的18%,地質災害點密度0.078處/km2;晉北斷陷盆地與高原大區(朔州、大同)共有各類地質災害(隱患)點635處,占全省總災害點的6%,地質災害點密度0.037處/km2;東部褶皺斷塊中山與高原大區(大同、忻州、陽泉、晉中、長治、晉城、運城)共有各類地質災害(隱患)點4 451處,占全省總災害點的39%,地質災害點密度0.069處/km2。從地質災害點密度來看,省內晉西黃土高原大區密度最大(0.092處/km2),其次為西部褶皺斷塊中山大區(0.087處/km2),中部斷陷盆地大區(0.078處/km2)與東部褶皺斷塊中山與高山大區(0.069處/km2)密度相差不大,但明顯小于西部晉西黃土高原大區與褶皺斷塊中山大區,北部晉北斷陷盆地與高原大區地質災害點密度最小(0.039處/km2),且與其他大區密度相差很大。上述數據表明,山西省地質災害發育與分布有由北向南,由東向西地質災害逐漸加重的特點。

從各大區內主要地質災害類型來看,晉西黃土高原大區以黃土崩塌(含潛在不穩定斜坡)、煤礦采空塌陷、滑坡為主,有少量的泥石流災害;西部褶皺斷塊中山大區以崩塌(含潛在不穩定斜坡)、地面塌陷、滑坡為主;中部斷陷盆地大區以崩塌(含潛在不穩定斜坡)、地面塌陷、構造地裂縫、泥石流、滑坡及地面沉降為主,六大災種齊全;東部褶皺斷塊中山與高原大區以崩塌(含潛在不穩定斜坡)、地面塌陷、滑坡、泥石流為主,發育少量的地面裂縫及1處地面沉降;晉北斷陷盆地與高原大區以地面塌陷、崩塌(含潛在不穩定斜坡)為主,發育少量的泥石流、滑坡地質災害。

3 不同流域單元地質災害(隱患)點的分布

山西地貌類型以山地和黃土丘陵溝壑為主,使得山西擁有眾多的河流,承東啟西的地理位置,使其成為黃河與海河量大流域的分水嶺。省內黃河流域包含太原、臨汾、運城、晉城全部,忻州、晉中、長治局部,總面積約9.766萬km2,占全省總面積的62.5%;海河流域包含大同、朔州、陽泉全部,忻州、晉中、長治局部,總面積約5.866萬km2,占全省總面積的37.5%。黃河流域共有各類地質災害(隱患)點8 002處,占全省總災害點的70%,地質災害點密度0.082處/km2;海河流域共有各類地質災害(隱患)點3 423處,占全省總災害點的30%,地質災害點密度0.059處/km2。上述結果表明,山西省黃河流域地質災害遠較海河流域發育,這與黃河流域黃土分布廣泛、溝谷切割深等山西省地質環境條件及黃河流域人居密度大、公路鐵路交通發達、工農業生產發展水平高、采礦業發達等人類工程活動是相吻合的。

黃河流域中,汾河水系共有各類地質災害(隱患)點3 682處,占全省總災害點的32%,地質災害點密度0.093處/km2;沁河水系共有各類地質災害(隱患)點676處,占全省總災害點的5.9%,地質災害點密度0.055處/km2;涑水河水系共有各類地質災害(隱患)點381處,占全省總災害點的3.3%,地質災害點密度0.072處/km2;沿黃水系共有各類地質災害(隱患)點3 263處,占全省總災害點的29%,地質災害點密度0.081處/km2。

海河流域中,桑干河(永定河水系)共有各類地質災害(隱患)點842處,占全省總災害點的7.4%,地質災害點密度0.043處/km2;滹沱河水系共有各類地質災害(隱患)點805處,占全省總災害點的7.1%,地質災害點密度0.043處/km2;漳衛河水系共有各類地質災害(隱患)點2 169處,占全省總災害點的19%,地質災害點密度0.13處/km2;大清河水系共有各類地質災害(隱患)點115處,占全省總災害點的1.00%,地質災害點密度0.04處/km2。

從各流域內主要地質災害類型看,汾河水系以崩塌(含潛在不穩定斜坡)、煤礦采空塌陷、滑坡為主,有少量的泥石流、地裂縫與地面沉降災害。其中,全省地面裂縫總數272處中的154處,約占地面裂縫總數57%的地裂縫分布在汾河水系的沖洪積平原區;全省地面沉降總數8處中的6處,約占地面沉降總數75%的地面沉降也分布在汾河水系沖積平原區。沿黃水系中,地質災害以崩塌(含潛在不穩定斜坡)、煤礦采空塌陷、滑坡為主,有少量的泥石流與地面裂縫。其中,全省6 235處崩塌(含潛在不穩定斜坡)中的2 239處分布在沿黃水系中,占全省崩塌(含潛在不穩定斜坡)總數的36%,充分反映了晉西黃河沿岸黃土厚度大、分布廣泛、溝谷切割深、崩塌(含潛在不穩定斜坡)極為發育的地質環境特征。

全省各大水系流域中,汾河水系與沿黃水系無論從地質災害點數還是從地質災害點密度都遠大于其他河流流域,二者占到了全省地質災害總數的60%以上,其主要地質災害類型各具特色,充分反映了當地地質環境條件及人居密度、公路鐵路密度、工農業生產發展水平、礦業開采、地下水開采等人類工程活動誘發和加劇地質災害的特點。

根據全省地質災害分布于發育特征,結合人口密度、經濟發展水平及行政區的相對完整性,將全省劃分為11個重點防治區、10個次重點防治區和5個一般防治區。通過對全省及各市、各地貌單元、各流域水系地質災害分布規律的分析,有利于縣(市)地質災害調查及為防災減災提供了依據。

[1] 周永昌,楊義軍,高艷玲.山西地質災害(山西卷)[M].太原：山西科學技術出版社,2013.

[2] 劉瑾.山西省地質災害防治研究[M].太原：山西科學技術出版社,2015.