廣河縣買家巷鎮蔡家窯不穩定斜坡發育特征及變形影響因素分析

摘要：近年來廣河縣買家巷鎮蔡家窯降水頻繁，受降水影響，買家巷鎮蔡家窯新農村東側溝道右岸斜坡前緣部分發生了小型的滑塌，堵塞坡腳的溝道，洪水翻過溝岸進入蔡家窯新農村積水深度達約30cm，造成了一定的危害，嚴重威脅新農村區段居民生命與財產安全。故本文旨在介紹廣河縣買家巷鎮蔡家窯不穩定斜坡發育特征，對該滑坡的治理有一定的借鑒意義。

關鍵詞：蔡家窯；不穩定斜坡；發育特征

Development characteristics and deformation influencing factors of unstable slope in Caijiayao，buyers lane town，Guanghe County

Fan-Peng Ju

Geological Survey of Gansu Province，Lanzhou，730000

Abstract： In recent years，the front part of the slope on the Right Bank of the Gully on the east side of Caijiayao new village in Caijiayao town，Guanghe County，suffered from frequent rainfall，blocking the gully at the foot of the slope，the depth of water accumulated in the new rural area of Caijiayao is about 30 cm，which has caused some damage and threatened the safety of the residents in the new rural area. The purpose of this paper is to introduce the characteristics of the development of the unstable slope in Caijiayao，buyer lane town，Guanghe County，and to provide some references for the control of this landslide.

Key words： Caijiayao；unstable slope；developmental characteristics

不穩定斜坡（滑坡）作為廣河縣常見的地質災害類型，其預警、治理一直是困擾該縣地質災害治理的難題，特別是2018年7月-8月臨夏州降水頻繁，引發了大量的地質災害，廣河縣災情、險情嚴重。基于此背景，本文從臨夏州選取具有迫切治理必要性的廣河縣買家巷鎮蔡家窯不穩定斜坡作為研究對象，重點研究和分析了該不穩定斜坡的發育特征，為該不穩定斜坡（滑坡）的預警和治理可以提供重要的參考依據。

1.自然地理環境概況

1.1地理位置

蔡家窯不穩定斜坡位于廣河縣買家巷鎮蔡家窯新農村東側。該不穩定斜坡大致為南北展布，區行政上屬廣河縣買家巷鎮管轄區。蔡家窯新村區地理坐標：東經103°26′15″，北緯35°26′15″。

1.2氣象水文

廣河縣屬于隴中南部冷溫帶半濕潤區，其氣候特點為：春夏溫和，秋季涼爽，冬季寒冷干燥，氣溫日差較大，降水分布不均勻。

據廣河縣氣象站資料，年平均氣溫6.4℃，最高氣溫32.6℃，最低氣溫-21.6℃，年平均降水量493.5mm。根據近五十年境內外氣象站多年降水資料統計，區域內多年降水量400mm～650mm，且由南向北逐漸減少，買家巷、莊禾集一帶在600mm以上，到三甲集一帶降為400mm左右。年均蒸發量1257mm，全年無霜期142天，年平均日照2560h，太陽總輻射量131.94kcal/cm2。凍土深度86cm[1]。

廣河縣降水量年際變化較大，豐水年降水量為522.3mm，平水年降水量為461.9mm，極枯年降水量為334.4mm。降水量在年內分布不均，7月～9月降水量占全年降水量的59%。日最大降水量82.1mm，日平均降水量16.5mm，小時最大降水量48.6mm，小時平均降水量8.1mm，10分鐘最大降水量19.8mm，10分鐘平均降水量5.4mm。研究點位于買家巷蔡家窯村，年平均降水量580mm左右，雨量大是引發地質災害的主要原因之一。

研究區屬黃河流域洮河水系，流經研究區內的河流為洮河一級支流廣通河。廣通河發源于和政縣太子山北麓，由西向東貫穿廣河縣全境，在三甲集五戶村匯入洮河，多年平均徑流量2.849×108m3。

本次研究點位于廣通河支流董家河中下游地段蔡家窯段，董家河自南向北徑流，流域形態呈柳葉形，在廣河縣買家巷康家河一帶匯入廣通河。區內地勢南高北低，最高點位于上游溝谷分水嶺處，高程2556m；最低點為北部董家河匯入廣通河處，高程2024m，最大相對高差532m。董家河主溝長度12.76km，流域面積31.7km2，主溝縱坡降26‰，上游溝谷形態呈寬“V”型，兩側溝岸坡度30°左右，為常年有水溝道，2019年7月18日調查時瞬時流量85m3/h。

1.3土壤

土壤類型主要有黑壚土、黑土、黃綿土和紅土四大類型，分別分布于海拔1800m～2350m、2200m～2620m、1900m～ 2100m和1820m左右的地帶，總的分布規律是由西南部的黑土向中間的黑壚土，東北部的黃綿土依次變化分布。

2.地質環境概況

2.1地形地貌

研究區主要包括蔡家窯新農村東側斜坡帶和蔡家窯新農村以南上游約500m的董家河段溝道，研究區東側為黃土丘陵地貌，西側為董家河河谷地貌。區內地勢南北高為丘陵山區，中間為河谷地貌，董家河溝右岸黃土丘陵斜坡區，不穩定斜坡坡腳直線距離6m～12m，坡高15m～25m，坡寬約250m，山坡上陡下緩，坡度30°～50°不等；新農村上游段河谷較開闊，呈“U”型河谷，寬度30m～60m，溝岸兩側為耕地村莊，主溝道溝床寬度4m～8m，溝岸高度1m～2.5m。

2.2地層巖性

研究區出露的地層主要為新近系和第四系。

新近系臨夏組：區內廣泛分布，出露較少，多上覆第四系松散堆積物。研究區內主要出露于蔡家窯新農村東側的董家河右岸，斜坡的下部，巖性為磚紅色泥巖、砂質泥巖、泥質砂巖，層狀結構，表層風化強烈，風化層厚度一般為4.0m～ 6.0m，地層產狀基本水平。

第四系：

第四系上更新統黃土：研究區內未出現，主要分布于研究區以東丘陵山區，厚度隨地形變化較大，一般厚度5m～30m，披覆于新近系地層之上。淺黃色，稍濕，稍密。土質較均勻，含少量鈣質結核，具濕陷性，大孔隙、垂直節理發育。

第四系全新統洪積物：主要分布于不穩定斜坡頂部及中部，成分較為混雜，以含礫粉質黏土及砂礫卵石為主，其中含礫粉質黏土為灰黃色，稍濕，松散，厚度0.5m～1.0m。土質較均勻，含少量鈣質，具濕陷性，大孔隙、垂直節理發育。礫石含量約占10%，礫徑較小，約3cm～5cm。砂礫卵石主要分布于斜坡中部，土黃色，礫石含量約30%～40%，礫徑約3cm～6cm，個別礫徑較大，卵石以泥質、砂質膠結為主，膠結極為松散，整體破碎。

第四系全新統沖洪積物：主要分布于研究區董家河河谷及Ⅰ-Ⅱ級階地，沖洪積成因，巖性為砂礫卵石夾粉土，表層粉土0.5m～1.5m，下部為泥質砂礫石土，松散—稍密，礫石多呈圓狀—次圓狀，分選性差，粒徑一般5mm～30mm，厚度約2m～5m。

2.3地質構造

研究區處于祁呂賀“山”字形構造體系的祁呂弧形褶皺帶西翼和河西構造體系的復合部位。區內次級構造輪廓較為發育，主要由臨夏、臨洮坳陷帶和三甲集—虎關隱伏隆起組成。第四紀以來，構造運動在調查區主要表現為老構造運動的復活和大面積的不均勻升降運動。

2.4新構造運動與地震

區內新構造運動抬升明顯，形成典型的黃土梁峁溝壑地形。溝壑密集，溝谷上游多呈“V”型，中下游多呈“U”型。坡陡谷深，切深一般在100m～150m之間，溝床縱比降較大。

根據甘肅省地震區帶劃分，本區處于青藏高原東北部地震區的天水—蘭州—河西走廊地震帶。2008年5月12日四川汶川發生8.0級地震和2013年7月22日岷縣漳縣交界處發生6.6級地震，波及區內研究區內震感較明顯，但未造成人員傷亡和房屋倒塌現象。

根據最新《中國地震動參數區劃圖》，廣河縣抗震設防烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度值為0.15g。

3.巖土體工程地質類型

3.1巖體類型及工程地質特征

區內巖體類型為軟弱層狀黏土巖巖組，由新近系上新統臨夏組組成。巖性為泥巖、砂質泥巖、泥質砂巖，層狀構造，表層風化強烈，強風化層一般厚0.5m～2.5m，質地較為軟弱，遇水極易軟化。自由膨脹率41.5%～63%，平均天然重度20.15KN/m3，內聚力（c）17.7KPa～3237.2KPa，內摩擦角（Ф）19.7°～40.6°，單軸抗壓強度11MPa左右。該巖組構成的斜坡易產生蠕滑—拉裂變形破壞，形成大規?；?、滑塌，這是滑坡災害多發地層和易滑巖組。

3.2土體類型及工程地質特征

依據土體成因類型和土體結構，工作區內土體主要可分為以下幾種類型：

黃土：廣泛分布于工作區丘陵區，系風積而成，無層理，土體隨原始地形起伏，厚度變化較大，稍濕，稍密，土質較均勻，含少量鈣質結核，結構疏松，具大孔隙，垂直節理發育。具濕陷性，一般濕陷等級為中等（Ⅱ級）—嚴重（Ⅲ級）濕陷。

亞黏土、礫卵石雙層土：分布于董家河河谷階地，為沖積成因，多為二元結構，下部為礫卵石，稍密—中密，分選磨圓較好，孔隙大，透水性強，壓縮性低；上部為亞黏土、粉土，部分為亞砂土，稍密—中密，可塑。

4.水文地質特征

本區水文地質條件比較簡單，根據地下水分布、埋藏和水動力特征，主要有以下兩類地下水，即第四系松散巖類孔隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水。第四系松散巖類孔隙水又可細分為河（溝）谷松散巖類孔隙水和黃土孔隙水。

5.不穩定斜坡基本特征

蔡家窯村新農村不穩定斜坡位于廣河縣買家巷鎮蔡家窯村新農村東側，董家河溝右岸黃土丘陵斜坡區，大體呈南北展布，斜坡平面形態為弧形，剖面形態為直線型或梯形，坡腳距村莊直線距離6m～12m，坡高15m～25m，坡寬約250m，坡度40°～70°不等，具有上部坡度較緩，下部坡度較陡的特點，下部坡度一般大于60°，最大處近乎直立。

坡面為梯田耕地，種植玉米，該斜坡從上至下由黃土、粉質黏土、砂礫卵石、泥巖、砂質泥巖組成。黃土、粉質黏土位于斜坡頂部，分布范圍較小，厚度約5m。沖洪積砂礫卵石位于斜坡中部，厚度約2m～3m，泥質膠結，含砂，卵石分選性一般，次磨圓狀—磨圓狀，礫徑3cm～5cm，并含有大漂礫。泥巖、砂質泥巖位于斜坡底部及溝道內，表面風化強烈。據村民介紹，斜坡中段耕地中2年前出現弧形長約50m，寬度約10cm～15cm的裂縫。受雨水天氣影響，斜坡中段發育小型崩塌，崩塌體散落于溝道內，由于土方量較小，未造成人員傷害，但堵塞河道，致使河水溢出，河水流入新農村。

不穩定斜坡的危害：近幾年蔡家窯不穩定斜坡主要發生了幾次小型滑坡災害，2017年8月坡腳發生過小型滑塌，堵塞河道，致使溝道形成短時間小規模堰塞現象，緊急疏通后未形成大的危害；2018年7月21日安置點東側南部，公路外側，降水引發小型滑坡，寬度約8m，體積約30m3，嚴重堵塞河道，造成公路8m路肩損毀，沿公路西側路肩有不連續裂縫，寬約0.1m～0.2m，長度約10m。由于河道被嚴重堵塞，河水淤漫，越過右側排導堤，淹沒新農村，直接損失數萬元。近年來坡腳長期遭受河水側蝕沖刷，坡腳洪水掏蝕現象嚴重。根據近兩年以來的坡體變形跡象，在暴雨、地震等作用下，可能引發黃土—泥巖滑坡，由于河道本身較窄，稍有坍塌體便會引發河道堵塞，毀壞農田，對蔡家窯新農村形成威脅。

6.不穩定斜坡變形的影響因素討論

6.1斜坡結構因素

該邊坡主要由沖洪積物、風積黃土、泥巖構成，黃土中垂直節理裂隙發育，具有濕陷性，遇水易崩解，產生落水洞、地裂縫等，有利于雨水滲漏致使其結構破壞。新近系泥巖結構致密，具較強隔水性，雨季地下水往往在該層面富集，泥巖干燥時強度較高，遇水軟化后強度迅速降低，易形成軟弱結構面和軟弱帶，導致其上部坡體失穩，再加上坡體邊坡角度在45°以上，前緣達70°以上甚至直立，具有良好的臨空條件，故容易產生滑坡或崩塌。

6.2地表水的影響

該斜坡坡腳為董家河，常年有水，直接沖刷、掏蝕坡腳的新近系泥巖，由于長期的沖蝕作用，斜坡南端部分溝岸幾乎直立，破腳掏蝕、沖刷作用強烈，對斜坡的穩定性造成較大的影響。

6.3降水的影響

降水對滑坡的作用主要表現以下兩個方面：一是降水增加斜坡體自重；二是減弱了滑帶的抗剪強度。降水的強度和時間控制著滑坡的變形復活。據前人研究，在豐水年前期降水量在100mm或當日降水量大于50mm時便可引起滑坡，如前期降水不足，當日降水量80mm～100mm均能誘發滑坡；更具2018年7月～9月豐水期降水資料，本區日最大降水量大于80mm。

6.4人類活動的影響

由于受自然地形條件的限制，蔡家窯村可供建設利用的土地十分有限。新農村建設擠占河道建房，距離斜坡坡腳較近，根據調查坡腳據居民房屋距離一般8m～12m；另外陡坡耕植造成坡面的水土流失嚴重；道路修建對坡體開挖現象嚴重，多形成3m～8m高的陡坎，引發黃土山坡發生變形滑塌。

參考文獻：

[1]范鵬舉.廣河縣四家溝泥石流形成條件及發育特征[J].甘肅科技. 2019（18）：27-28.