寧夏涇源縣礦山地質災害分布特征及防治建議

孫永亮

（寧夏回族自治區礦產地質調查院，寧夏 銀川 750021）

涇源縣位于寧夏東南部邊緣，地勢自西北向東南傾斜，境內山脈以六盤山為主脈，最高峰米缸山海拔2942m。海拔最低1604m。屬溫帶半濕潤氣候區，為森林草原類型氣候。地表水系發育，以沙塘河﹑涇河﹑新民河等河流為主流，支流支溝密布，為地質災害形成提供了地形地貌條件。礦區內地貌形態可分為侵蝕構造中山區﹑剝蝕構造丘陵區和侵蝕堆積河谷階地三類。侵蝕構造中山區主要發生的地質災害為山體滑動和崩塌，剝蝕構造丘陵區主要發生的地質災害為沿巖土界面的山體滑動，侵蝕堆積河谷階地主要發生的地質災害為山體滑動或崩塌。本文在2021年地質災害風險普查工作的基礎上，對礦山地質災害類型及分布特點進行總結，期為地質災害防治規劃和防災減災提供科學依據。

1 環境地質條件

1.1 地層、構造

涇源縣大地構造位置位于柴達木-華北板塊（Ⅲ），阿拉善微陸塊（Ⅲ4），煙筒山-窯山沖斷帶（Ⅲ41-1-4）和牛首山-羅山沖斷帶（Ⅲ41-1-3）。出露地層有第四系﹑古近系﹑白堊系﹑三疊系﹑奧陶系﹑寒武系﹑薊縣系。區內褶皺﹑斷裂較為發育。主要斷裂構造有：土窯-秋千架-沙南斷裂﹑松樹臺-西峽-響龍潭深大斷裂﹑崛吳山-月亮山西麓—六盤山西麓深大斷裂帶。褶皺構造有：米缸山背斜﹑桃木山背斜﹑散莊-三合背斜﹑響龍潭背斜﹑樓房溝背斜﹑惠臺-涇河源向斜,見圖1。

圖1 寧夏自治區構造分區圖

1.2 氣象及水文

涇源縣屬溫帶半濕潤氣候區，為森林草原類型氣候，具有氣溫低，雨量多﹑濕度大﹑日照少﹑無霜期短，春秋氣候變化劇烈，災害性天氣多的特點。涇源縣年平均氣溫約為6.6℃，最低氣溫為-23.5℃，最高氣溫最高為30.7℃，年平均日照時數為2292.7h。涇源縣境內主要河流均屬涇河水系，包括沙塘河﹑黃花河﹑香水河﹑興盛河﹑涇河﹑新民河等6條主要河流和14條支流。因受降水影響，境內地表徑流分布不均，年內主要集中在汛期7～9月份，徑流量為7732萬m3，占多年平均徑流量的38.68%。

1.3 地形地貌

涇源縣地處隴東黃土高原西部，地勢自西北向東南傾斜，境內山脈以六盤山為主脈，最高峰米缸山海拔2942m。海拔最低1604m。利用1∶5萬DEM數據對整個涇源縣地形進行坡度因子提取，以5°為基本單元劃分，涇源縣65.9%地形坡度小于25°，坡度在25°～50°的斜坡地帶約占34.74%，而坡度＞50°的地段極少。涇源縣地貌形態整體屬于剝蝕侵蝕擠壓型斷塊中山區。按照成因類型可分為侵蝕構造中山區﹑剝蝕構造丘陵區和侵蝕堆積河谷階地三類。見圖2。

圖2 涇源縣地貌分區圖

1.4 水文、工程地質特征

根據礦山地下水賦存條件和水力性質，可將研究區的地下水類型劃分為松散巖類孔隙水﹑基巖裂隙水和構造裂隙水三個類型。涇源縣地下水的補給﹑徑流﹑排泄受自然地理﹑地質﹑地貌﹑水文條件的控制，礦山地下水的主要補給來源是大氣降水，大氣降水入滲補給量的多少，取決于地形﹑地層結構﹑含水層性質以及降水強度等因素。按巖石強度，巖體結構類型及工程地質特征，將巖土體分為巖體和土體兩類。

1.5 新構造運動與地震

涇源縣新構造活動較為強烈，六盤山逆沖推覆構造的主要斷裂在第四紀皆有不同程度活動。據寧夏地震局資料六盤山東麓斷裂在安國平均上升0.5mm/a，在寺口子平均上升1.5mm/a。安國附近六盤山群逆沖推覆于第四紀馬蘭黃土之上，垂直推覆達75m。涇源活動盆地在第四紀下降大于42m，盆地內垂直下切深度大于75m。涇源縣處在青藏高原地震區之祁連山-六盤山地震帶的西海固地震亞帶之中。

2 地質災害類型及分布特征

涇源縣主要河流有沙塘河﹑黃花河﹑香水河﹑興盛河﹑涇河﹑新民河6條河流，屬于涇河水系。興盛河與香水河在調查區內已匯入涇河，沙塘河﹑黃花河與新民河在調查區外最終匯入涇河，按流域統計地質災害點的分布時，不再將興盛河與香水河分別統計，將其統計入涇河流域。工作區85處地質災害隱患點和73處地質現象點主要集中分布于沙塘河﹑黃花河以及涇河流域，占總數的96.83%，新民河流域相對分布較少。截止2021年10月，涇源縣地質災害隱患85處，其中山體滑動53處，崩塌31處，泥石流1處，類型以滑坡為主，次為崩塌，泥石流較少。

2.1 礦區山體滑動

涇源縣滑坡主要為黃土-基巖接觸面滑坡和松散土質滑坡。大多分布在剝蝕構造丘陵地區，可分為層內滑坡和接觸面滑坡。山體滑動形成的形態都比較完整，保持了明顯的圈椅狀地形，滑壁陡峭，大多坡度在20°～60°之間。其中以小型滑東最為常見，中型次之，大型較少，主要分布在涇河源鎮﹑六盤山鎮﹑黃花鄉﹑香水鎮等鄉鎮，邊界輪廓清晰，山體滑移特征明顯，滑床﹑滑帶完整或部分完整，能反映出層序和結構特征，礦山山體滑動堆積物具有一定的外部形狀，其外貌特征﹑結構特征非常明顯。結合礦山地質災害點特征總結分析主要的失穩因素為降雨﹑地震﹑開挖坡腳﹑爆破振動﹑坡腳浸潤等因素。

2.2 崩塌

崩塌多為小規模的黃土崩塌及巖質崩塌，多數發生于黃土斜坡坡腳處的民窯院落，規模為小型。盡管威脅到居民安全的崩塌規模較小，但其發生時間短，速度快，危害較大，一旦發生基本沒有避讓撤離的時間。根據現場調查發現產生崩塌的坡型一般為凸型或直線型，坡高10m～45m，坡度40°～80°，84%以上的崩塌發生在55°以上的坡體。人類礦山開采活動是工作區崩塌地質災害形成的主要外在因素之一。

2.3 泥石流

泥石流集中分布于涇源西部和東部基巖山區。該區域坡積層厚度不大，局部古近系﹑白堊系地層裸露，基巖風化嚴重。降雨下滲不及，坡面集流速度快，在地表徑流沖刷作用下形成坡面泥石流，最終匯集成溝道泥石流。涇源縣泥石流隱患點僅保留1處，屬溝谷型泥石流。

3 地質災害特點

涇源縣現有85處地質災害隱患點。31處崩塌隱患中，有28個小型崩塌，占總數的90.32%；3個中型崩塌，占總數的9.68%。礦山地質災害發育具有一定的關聯性，其空間分布與地形地貌密切相關，時間分布與降雨密切相關，而地質災害的發育類型則受制于巖土體結構的特點，具有群發性﹑區域性﹑周期性﹑突發性﹑差異性特點。

4 礦山地質災害孕災條件分析

4.1 礦山地形地貌與地質災害

斜坡的幾何形態決定著礦山坡體內應力的大小和分布，控制著礦體的穩定性與變形破壞模式。涇源縣境內礦山地質類型主要有侵蝕構造中山區﹑剝蝕構造丘陵區和侵蝕堆積河谷階地三類，泥石流災害主要分布在侵蝕構造中山區與剝蝕構造丘陵區兩種地貌單元的過渡帶，大部分崩塌﹑礦體滑動主要分布在侵蝕堆積河谷階地與剝蝕構造丘陵地貌單元中，僅有少量崩塌﹑礦體滑動分布在侵蝕溝造中山區。

4.2 地層特性與地質災害

涇源縣地層以白堊系﹑新近系﹑第四系為主。第四系土體以中晚更新統黃土為主，廣泛分布于地表；新近系主要為棕紅色泥巖。白堊系埋藏于第四系之下，主要在涇源縣東北部的石溝-小岔-馮莊一帶﹑安家川河河谷兩側出露較高，一般達到5m～10m，局部溝段達到20m以上，但白堊系出露地帶黃土一般厚度較小，因此，涇源縣境內的第四紀黃土和新近紀紅色泥巖是易崩易滑地層。

黃土廣泛分布于丘陵上部和各大沖溝內，結構疏松，強度低，遇水軟化，節理裂隙發育等特性決定了黃土是區內最主要的易滑﹑易崩地層，加之在重力作用下，由拉應力和剪應力共同作用，沿已有的裂隙﹑垂直節理﹑構造節理或黃土層與泥巖接觸面不斷產生滑移﹑拉斷與追蹤剪切，逐漸形成滑動面，最終導致崩塌﹑山體滑動的發生。此外，由于黃土特有的顆粒組成﹑化學成分以及骨架顆粒形態﹑連接形式﹑排列方式等，使其遇水容易軟化﹑濕陷，從而迅速降低其抗拉﹑抗剪能力，在其它條件具備時產生山體滑動。

4.3 斜坡結構與地質災害

涇源縣內的黃土地區最常見的斜坡巖土體結構主要為黃土單一結構﹑黃土-古近紀泥巖組合結構和黃土-基巖組合結構三種類型。這些不同的礦體結構決定了斜坡變形破壞的方式和軟弱結構面的位置，對滑動面的位置具有明顯的控制作用。特別是黃土-砂礫石層結構﹑黃土-古近紀泥巖組合結構﹑黃土-白堊紀泥砂巖組合結構對礦區山體滑動的誘因比較大。

4.4 水文地質災害

涇源縣內地形比較復雜，溝壑縱橫，由于黃土節理裂隙發育，在斜坡地帶的黃土原生節理和構造節理的基礎上，在暴雨或連續降雨過程中，降水匯集，沿節理﹑裂隙﹑陷穴﹑落水洞等通道快速下滲，在古土壤或泥巖之上形成局部上層滯水﹑甚至潛水。地下水活動降低了黃土強度，改變了坡體應力狀態，常常觸發斜坡變形失穩。所以，地下水活動對斜坡變形失穩的影響作用十分明顯，是山體滑動形成過程中不可缺少的基本條件，往往是起主導作用的觸發因素。

4.5 人類工程活動與地質災害

全新世以來，地殼活動變緩，氣候干旱少雨，谷坡經過地質歷史時期的各種侵蝕作用，應力釋放和調整亦基本完成，斜坡一般處于穩定或基本穩定狀態。在自然條件下，一般不會發生重大礦山地質災害。人類工程活動，如采礦活動作用，將原有的平衡狀態打破，使斜坡產生卸荷﹑拉張和風化裂隙，在雨季易產生山體滑動和崩塌地質災害。

5 地質災害防治建議

5.1 地質災害分區防治

為確定地質災害防治重點，明確地質災害防治工作任務，充分考慮社會發展規劃，結合地質災害可能造成的人員傷亡及經濟損失等因素，根據地質災害風險性評價結果，將涇源縣劃分為重點防治區﹑次重點防治區和一般防治區三個級別，根據分區結果分別建議采取不同的管控措施。

5.2 地質災害區風險管控措施

本次根據涇源縣礦山地質災害風險性評價結果將工作區劃分為重點防治區﹑次重點防治區和一般防治區，其中，重點防治區主要為風險性評價等級極高及風險等級高區，次重點防治區為風險性評價等級中區，一般防治區為風險性等級低區。

5.2.1 重點防治區風險管控措施

對風險等級為極高和高的重點防治區段，提出工程治理﹑排危除險﹑監測預警等一種或多種風險管控建議，原則上極高風險區不應開展大規模礦山工程施工項目。主要措施如下：

監測預警：礦山地質災害的發展是動態的，其危險性和危害性隨著地質災害本身的發展變化或各種誘發因素的影響可能呈趨增勢或趨減勢兩種趨勢。針對涇源縣礦山地質災害隱患特征和分布規律，建議對具有一定規模﹑危害程度大﹑具有典型研究意義的災害點進行專業監測，納入地質災害監測預報預警系統工程，建立專業監測站網，構建數據共享平臺，開展地質災害監測預警模型研究，在充分考慮地質災害發生的各種內在因素和誘發因素的基礎上，研究各種因素變化規律和地質災害發生的關系，建立各種地質環境背景下影響因素與地質災害的耦合模型。最終實現地質災害自動化監測預報預警。

工程治理：工程治理主要是針對遭受威脅的村莊，通過相對較少的投入，因地制宜選擇合適的工程治理措施。治理工程實施期次按地質災害隱患點的風險等級和實施難度進行分期。根據礦山地質災害類型和失穩致災機理，確定地質災害治理的工程措施。崩塌﹑山體滑動防治措施主要有削方減載﹑支擋﹑坡面防護﹑排水等措施為主。

排危除險及工程維護：對調查發現的風險高﹑險情緊迫﹑治理措施相對簡單的地質災害隱患點，采取投入少﹑工期短﹑見效快的工程治理措施，組織排危除險，及時消除隱患危險。對受損或防治能力降低的地質災害治理工程，及時采取清淤﹑加固﹑維修及修繕等措施進行維護，確保防治工程的長期安全運行。

5.2.2 次重點防治區風險管控措施

對地質災害風險等級為中等的次重點防治區主要以群測群防為主。明確每個風險點的監測﹑預防責任人，劃定危險區，對風險點進行定期和不定期的風險巡查，發現變化及時上報，如有異常及時避讓。并調整其風險級別，設置危險區警示標志，確定預警信號和撤離路線。汛期加強防范意識，與氣象部門聯合根據雨量發布地質災害氣象風險預警。做好地質災害科普宣傳和應急避險演練工作。

5.2.3 一般區風險管控措施

對低風險等級的一般防治區針對地質災害防控對策主要以群測群防為主，對低風險點進行定期和不定期的風險巡查，發現變化及時上報，并調整其風險級別，如有異常及時避讓。