首都“兩區”建設背景下張家口市地質災害防治研究

李海旭，郝文霞，張 錦，馬振剛，李智深(.張家口學院 旅游與環境學院，河北 張家口 075000；2.張家口學院 生態旅游研究中心，河北 張家口 075000；.河北省地礦局 第三地質大隊，河北 張家口 075000；

4.張家口市社會科學界聯合會 社會科學研究所，河北 張家口 075000)

20世紀40年代，國外學者開始發表地質災害研究成果，從災害影響力分析到災害監測技術應用，研究手段愈加成熟[1-3]。20世紀80年代，國內學者開始轉載國外地質災害相關成果，逐步開展地質災害理論研究。中國關于地質災害研究的成果多發表于國內學術平臺,國內學者更傾向于應用型研究，即針對某一區域地質災害進行成因分析，利用先進的測量技術及數學模型提出防治對策。目前，對張家口地區災害研究的成果較多[4-5]，圍繞張家口市在京津冀協同發展及“兩區”建設等背景下的社會經濟研究成果也較顯著[6-11]。然而，結合地質災害防治與區域發展兩大主題，即圍繞首都“兩區”建設進行張家口市地質災害防治的研究成果極少。開展此類研究可為首都“兩區”建設中的安全地質環境保障工作提供理論依據，也便于拓寬地質災害研究渠道，輔助地方發展。

一、張家口地質災害空間分布

張家口地區處在一級災害區——華北和東北災害區中的黃淮海災害區上，氣候時空差異大，地質環境復雜，人類工程活動繁多，是地質災害多發地區。地質災害具有種類多、分布廣、突發性強及危害大等特點。

根據《張家口市地質災害防治“十三五”規劃》，結合2015年以來張家口市各縣區地質災害發展變化趨勢，以2019年災害數據為重點進行分析。2015年，張家口市共發現地質災害隱患點751處，2019年新增地質災害10處①，災害增加比率為1.3%。其中，新增崩塌9處和泥石流1處，地質災害呈穩定增長態勢。該文針對張家口市各縣區5類主要地質災害進行分析，發生數占比居前3位的是泥石流、崩塌和地面塌陷(圖1)。2019年數據顯示，各縣區災害隱患點數量差異較大，在災害隱患點總數方面，崇禮區、赤城縣和蔚縣位列前3位，占比分別為15%、13%和11%(圖2)。針對地質災害隱患點總數占比最多的泥石流災害這一指標，崇禮區、赤城縣和沽源縣隱患點數量分別為83、70和64，位列前3名(圖3)。各類災害中，典型災害分布呈現一定規律(表1)。

數據來源：河北省地礦局第三地質大隊 數據來源：河北省地礦局第三地質大隊 數據來源：河北省地礦局第三地質大隊

表1 各縣區典型地質災害及主導產業

二、張家口市地質災害防治對首都“兩區”建設的影響

根據張家口市地質災害空間分布特點可知，區域地質環境安全性將對建設首都“兩區”造成重要影響。

(一)張家口市地質環境影響首都生態環境支撐格局

從地理環境看，張家口市位于北京市西北部，與北京市屬同一自然生態系統，在保障首都水資源和生態環境安全上處于特殊的生態區位，作用不可替代。2017年1月23—24日，習近平總書記視察張家口市時作出建設首都“兩區”的重要指示。2019年7月24日，經京津冀協同發展領導小組同意，國家發展改革委和河北省人民政府印發實施《張家口首都水源涵養功能區和生態環境支撐區建設規劃(2019—2035年)》(以下簡稱《規劃》)，明確了“兩區”建設工作目標、實現路徑和時間表。《規劃》結合張家口市自然地理環境條件，構建了首都“傘”型生態環境支撐格局，即以綠色發展主軸為柄、兩山(脈)兩水(系)為骨、山體森林和草原濕地為屏。張家口市地質環境安全與否直接影響上述生態環境支撐格局的穩定性。

(二)張家口市地質災害影響生態屏障發揮作用

《規劃》中，“山骨”和“水骨”涉及陽原、蔚縣、崇禮和赤城4個縣(區)，張開傘屏形成了兩道生態屏障，第一道生態屏障涉及蔚縣、懷來、涿鹿和赤城4縣，第二道生態屏障由康保、張北、尚義和沽源等壩上4縣構成。據災害空間分布分析結果顯示，崇禮、赤城、蔚縣和沽源等縣區屬地質災害多發地，地質災害的發生會對張家口市發揮首都生態屏障作用構成嚴重威脅。鑒于此，應重視并落實對張家口市的地質災害防治。

三、典型地質災害成災機制分析

張家口市地質災害的發生受區域地形、氣候和水文等自然因素影響，此外，人口分布及人類活動特征也增加了地質災害發生的概率。

(一)地形條件

張家口地區地勢呈西北高而東南低的走勢。陰山山脈橫貫中部，將張家口市劃分為壩上和壩下兩類地貌單元。壩上為高原區，壩下為低中山盆地，地勢起伏較大，山地與盆地之間最大落差達2 000 m②，構成斜坡變形破壞基本條件。其中，崇禮區屬壩上壩下過渡型山區；赤城縣境內群山環繞，溝壑縱橫；蔚縣屬冀西北山間盆地，這3個縣(區)地形起伏較大，是斜坡變形破壞發生的自然因素。

(二)氣候條件

張家口市處于溫帶干旱半干旱季風氣候區，年平均氣溫6.6 ℃。但冬夏兩季溫差大，年較差達30.1 ℃。年平均降水量384.3 mm，降水年較差達232.1 mm。日照充足，年均2 814.7 h，壩上地區最多，市區最少。日照時數春季多，冬季少。較大的氣溫年較差、明顯的干濕交替和旺盛的蒸發作用對土壤穩定性破壞較大。特別是冬季寒冷，凍融破壞作用更顯著。在這些因素的疊加影響下，容易發生泥石流等斜坡變形破壞[12-14]。

(三)土質水文條件

張家口地區土壤以堿性土為主，栗鈣土、栗褐土和褐土占全區總面積的81%。此類土壤土質疏松且抗風化能力弱，不利于植物生長，地質環境不穩定。全區域水資源空間分布年內分配不均，河流含沙量數據顯示，泥沙集中在6～9月的雨季，易引發泥石流和洪澇等災害。

(四)其他誘導因素

張家口全區氣象災害及氣象事件易發且類型多樣，主要包括寒潮、大風、沙塵、暴雨、強對流、霧霾、霜凍、冰凍和高溫等。這些氣象災害及事件短期內會改變局地自然條件，從多角度誘導地質災害的發生。

(五)地質災害多發縣區人口分布及人為活動因素

崇禮區、赤城縣、蔚縣及下花園區旅游資源和礦產資源豐富，人類活動干預程度較深，是地質災害多發的重要誘因。如崇禮區作為2022年冬奧會雪上賽事主要舉辦地，雪場和旅游工程建設數量多且工程量大，如果在工程建設中對地質破壞和凍融等問題不加以防范，則極易加重土質惡化進程，引發泥石流和滑坡等地質災害。蔚縣是煤炭大縣，總人口僅次于宣化區，位居張家口市第二，能源開采等人類活動多，易引發和加劇地面采空塌陷等地質災害。據統計，張家口地區用水總量中農業用水排名第一，占全區用水總量的74.1%。壩上4縣農業灌溉方式落后，用水量大，造成近年來當地地下水位嚴重下降。此外，過度放牧導致植被破壞嚴重，土壤含蓄水能力降低，土質松動且穩定性差，這也是引發地質災害的重要原因。

四、皮爾森相關性分析

為從上述自然及人為要素中提取導致地質災害發生的主導因素，從而為后續災害防治提供有效導向，該文運用皮爾森相關分析法，對成災因素與災害隱患點數量進行相關性分析。

(一)皮爾森相關性分析方法

皮爾森相關性系數是統計學中的3大相關系數之一，用于反映兩個變量間的相關程度，數值變動范圍為-1～1，即兩者正負相關，表現為系數值的正負。絕對值越接近1，代表關聯性越強。其原理公式表達如下：

其中，X和Y代表任意兩個變量，cov(X,Y)表示兩者的協方差，σXσY表示兩者的標準差之積。

(二)成災因素與災害隱患點數量的皮爾森相關性分析

受限于人為活動因素的不可控性和提取難度較大，該文選取了2019年地質災害隱患點總數在10處以上的13個縣(區)的5類主要自然要素和人口總數，共計6個參數，即年平均氣溫、年平均降水量、年日照總數、海拔高差、氣溫年較差和人口總數，與相應的災害隱患點數量作皮爾森相關分析，通過SPSS計算相關性系數。公式中的X代表6個參數中的任意一個，Y代表災害隱患點數量，進行兩者間的相關性分析。綜合顯著性系數與相關性系數兩項參數，判定變量間的相關程度。選取顯著性系數0.05作為最高限，高于此值者被認為不具有相關性(表2)。

表2 皮爾森相關分析結果

分析結果顯示，年平均氣溫、年日照總數、人口總數與災害隱患點數量的顯著性系數均高于0.05，相關性較差。符合顯著性條件的年平均降水量、海拔高差、氣溫年較差與災害隱患點數量存在一定的正相關性，相關系數分別為0.565、0.567和0.798，氣溫年較差與災害隱患點數量之間的相關性系數更接近1，正相關性較大。由此可知，張家口市地質災害發生受自然因素影響較大。因此，地質災害防治應重點從保護自然環境、恢復并維持生態平衡和提升應急能力等方面開展工作。

五、地質災害防治對策

在張家口市踐行習近平總書記生態文明思想，構建五大體系③及培育七大產業④的背景下，針對地質災害發生主要受自然因素影響較大的特點，結合張家口市的產業優勢，提出如下防治對策，為更好建設首都“兩區”提供安全保障。

(一)建立地質信息數據庫，強化災害源頭治理

政府應聘請專業地勘隊伍對全域開展地質災情普查，形成基礎地質信息時空分布匯編和典型地質災害基礎數據庫，做到地質情況明和災害易發點清。積極與京津冀各科研院所進行地質研究合作，組建專業團隊開展典型地質災害防治研究，建立張家口地區地質災害防治工程作業安全標準。推行工程建設等人類活動危險性災前評估，工程作業中要充分考慮凍融作用，采取有效防護措施，避免凍融作用對地質構造穩定性的破壞。聘請第三方專業機構對有礦縣(區)政府嚴格落實《張家口市關于推進礦山企業有序退出實現綠色發展的意見》的情況和對退出礦山的回填、綠化工程與效果等進行評估驗收，確保地質構造穩定性的恢復。

(二)統籌資源開發和地質保護，注重地質環境修復

目前，旅游資源豐富的壩上草原及濕地觀光區的人為破壞情況日漸嚴重，有關部門應采取劃定旅游區、及時清理垃圾和加強宣傳引導等方式減少旅游開發對地質環境的破壞。同時，景區要定期關閉，結合植被特點，綜合考慮溫度、濕度、風、日照及生物體之間的能量與物質的循環關系，有步驟地推進草原復綠和濕地保持。增加綠化面積，實現生物多樣性，恢復其原有生態面貌和系統自我修復能力，保證原生態地貌含蓄水功能、氣溫調節能力和土壤穩定性，削弱氣溫年較差及年降水量對災害發生的推進。結合區域自然特征，緊抓京張人才和技術流通的便利，依托農業研究機構改良作物品種和延伸農業產業鏈，提高農產品附加值，打造出壩上綠色、有機且高端的農業生產品牌。特別是壩上地區，要提倡旱作農業，推廣節水灌溉技術，進一步減少機井數量，嚴控地下水開采，增強土地含蓄水功能，降低災害發生概率。推進太陽能和風能等綠色能源逐步實現一體化，各自發揮優勢，相互補充，有效規避某種能源的時空局限性。

(三)應用現代信息技術，提高災害應急處置能力

自2014年張北縣與北京市簽訂協議共建云計算產業園以來，各類數據中心及產業基地相繼入駐，大數據產業逐步成為張家口市經濟發展的重要支撐，大數據技術使地質災害實時監測變為現實[15]。針對張家口全區域災害的分布，可將具體位置、自然地理和人口特征等信息作為基礎數據導入地質災害監測系統。將時時監測的災情與基礎數據匹配，作為動態信息來源。依托“互聯網+”服務平臺，實現地質數據互聯互通和同步共享，以便在最短時間內作出災害評價，形成防災治災決策。將城市災害預警納入管理范疇，由政府牽頭，形成一條健全的城市預警管理系統。每一環節均明確預警職責，建立起誰管轄誰負責的管理機制，環環相扣，實現預警不間斷和災害低風險。

(四)引導公眾參與，構建災害群測群防格局

要堅持綜合防治理念，廣泛發動群眾，落實群測群防工作。政府應進一步加強地質災害防治宣傳力度，對重點區域落實巡查和監測工作屬地責任，發動群眾，隨時監測地質狀況，對破壞行為嚴肅處理。城市綠化工程要對接市場體制，實現環保和創收雙贏的效果。將地質災害防治納入城市預警系統，提前建立應急預案，針對不同類型災害采取防治措施。地質災害多發地要請專業機構參與制定演練計劃，并向上級報備，定期組織職能部門和當地群眾開展安全逃生演練。鼓勵科研院所開展區域自然資源科學研究，最大限度地挖掘其科研價值。

張家口市因其獨特的自然地理特征和人為活動影響，成為北方地區地質災害的多發地。在發生的各類地質災害中，泥石流最典型。經過皮爾森相關性分析可知，氣溫年較差是地質災害發生的主導因素。災害防治對策將助力張家口市走上生態興市和生態強市之路，并為更好地建設首都“兩區”提供一定的幫助。

注 釋：

① 數據來源：張家口市自然資源和規劃局及河北省地礦局第三地質大隊。

② 數據來源：《張家口2018年年鑒》及張家口市人民政府官網。

③ 五大體系：綠色生態體系、綠色產業體系、綠色城鎮體系、綠色能源體系和綠色交通體系。

④ 七大產業：可再生能源、大冰雪裝備、大數據、先進裝備、康養、文化旅游和綠色生態農業。