（地质工程专业论文）周至县地质环境质量评价研究.pdf

摘要 近年来，随着人类社会经济活动的不断增强，人们对自然资源的过度索取， 造成了地质环境的日益恶化。因此，开展地质环境质量的评价研究，对保证工程 建设的安全和人民生命财产安全，具有十分重要意义。 本文以陕西省周至县为研究对象，在野外现场调查和已有地质资料的基础上， 阐述了周至县地层岩性、地质构造、新构造运动、岩土体工程地质基本类型、水 文地质条件以及人类工程活动等主要地质环境要素：分析了滑坡、崩塌、泥石流 等主要地质灾害类型及其特征，研究了地质灾害的分布规律、发育规律以及地质 灾害的形成条件与影响因素。 其次，介绍了地质环境质量评价指标体系的建立方法，探讨指标的量化方法， 指标的优化筛选方法以及指标权重的确定方法。介绍了信息量法、灰色关联度法 以及多级模糊模式识别模型等几种地质环境评价的理论方法。将多级模糊模式识 别模型引入到地质环境质量评价中，用v i s u a lb a s i c 6 0 开发了多级模糊模式识别 模型评价模块。 最后，用m a p g i s 建立了周至县空间数据库；用两两比较法选取周至县地质 环境质量评价的主要指标通过层次分析法确定指标的权重：用多级模糊模式识 别模型对周至县地质环境质量进行了评价，把周至县地质环境划分为优、良、中、 差四个质量级别。 关键词：地质环境，地质灾害，评价，多级模糊模式识别模型，层次分析法 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，州t l lt h ed e v e l o p m e n to f p e o p l e ss o c i a la n de c o n o m i ca c t i v i t y , a n d p e o p l e se x c e s s i v ee x p l o i t a t i o no fn a t u r a lr e s o u r c e s ，t h eg e o e n v i r o n m e n th a sb e e n c a u s e dt od e t e r i o r a t eg r a d u a l l y 舡ar e s u l t , i no r d e rt oe n s u r et h es e c u r i t yo fp r o j e c t s c o n s t r u c t i o na n do fm a n k i n d sl i v e sa n dp o s s e s s i o n , i ti ss i g n i f i c a n tt oc a r r yo u tt h e r e s e a r c ho ne v a l u a t i o no f g e o l o g i c a le n v i r o n m e n t a lq u a l i t y i nt h i sp a p e r , z h o u z h ic o u n t yi ns h a a n x ip r o v i n c ei st a k e na st h er e s e a r c ho 场e c t o nt h eb a s i so fo u t s i t ei n s p e c t i o na n dg e o l o g yd a t a , t h em a i ng e o - e n v i r o n m e n t i n c l u d i n gl i t h o l o g y , g e o l o g i c a ls t r u c t u r e ，n e o t e c t o n i cm o v e m e n t , e n g i n e e r i n gg e o l o g i c a l t y p e , h y d r o g e o l o g i c a lc o n d i t i o n , h u m a ne n g i n e e r i n ga c t i v i t ya r ee x p a t i a t e d t h e n , t h e m a i ng e o l o g i c a ld i s a s t e r ss u c ha sl a n d s l i d e ，a v a l a n c h ea n dd e b r i sf l o wa n dt h e i r s c h a r a c t e r i s t i c sa r ea n a l y z e d a n dd i s t r i b u t i o n l a w , d e v e l o p m e n tl a w , f o r m a t i o n c o n d i t i o n sa n di n f l u e n c ef a c t o r so fg e o l o g i c a ld i s a s t e r sa r es t u d i e d s e c o n d l y , t h em e t h o do fe s t a b l i s h i n gi n d e xs y s t e mf o rg e o e n v i r o n m e n tq u a l i t y e v a l u a t i o ni si n t r o d u c e d ，a n dt h em e t h o d so fq u a n t i f y i n gi n d e x e s ，s i f t i n gi n d e x e s ，a n d w e i g h t i n gi n d e x e sa l ea l s od i s c u s s e d s e v e r a lt h e o r e t i c a lm e t h o d sf o rg e o e n v i r o n m e n t q u a l i t ye v a l u a t i o na r e i n t r o d u c e ds u c ha si n f o r m a t i o nm e t h o d ，g r a yc o r r e l a t i o n a n a l y s i sa n dm u l t i c l a s s i f i c a t i o nf u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e l i nt h i sp a p e r , m u l t i c l a s s i f i c a t i o nf u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e li sa p p l i e di ng e o - e n v i r o n m e n t q u a l i t ye v a l u a t i o n t h ea n a l y s i sm o d u l eo fm u l t i c l a s s i f i c a t i o nf u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o n m o d e li sd e v e l o p e dw i t hv i s u a lb a s i c 6 0s o f t w a r e l a s t l y , t h es p a t i a lg r a p hd a t a b a s ea n dp r o p e r t yd a t a b a s eo fz h o u z h ic o u n t ya r e e s t a b l i s h e d t h em a i ni n d e x e sf o rg e o e n v i r o n m e n tq u a l i t ye v a l u a t i o n 哦c h o s e nb y c o m p a r i n go n e 、i t i lo n em e t h o da n dr r cw e i g h t e db yh i e r a r c h ya n a l y t i cp r o c e s s t h e n , g e o e n v i r o n m e n tq u a l i t yo fz h o u z h ic o u n t yi se v a l u a t e db yt h ea n a l y s i sm o d u l eo f m u l t i - c l a s s i f i c a t i o nf u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e l ，a n dt h eg e o e n v i r o n m e n tq u a l i t yi s c l a s s i f i e di n t of o u rc l a s s e s ：b e s t g o o d ，m o d e r a t e ，w o r s t k e yw o r d s ：g e o e n v i r o n m e n t ，g e o l o g i c a ld i s a s t e r ，e v a l u a t i o n ，m u l t i - c l a s s i f i c a t i o nf u z z y p a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e l 。h i e r a r c h ya n a l y t i cp r o c e s s 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者躲当缈矽厂秒肜日 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：弛柳铜z 月乡旧 导师签名：垄沙敬2 。，了年j 月乡日 1 绪论 1 1 选题依据及研究意义 随着人口的急剧增长，经济的迅速发展和自然资源的大量消耗，不仅造成环 境污染和生态环境退化，而且导致地质灾害频繁发生，人类生存的环境质量日益 恶化，环境问题对社会经济发展的制约作用也显得越来越突出。在我国，由于地 理和地质条件的复杂性和巨大的区域差异性，地质灾害问题历来较为严重，尤其 是改革开放以来，伴随着我国国民经济的飞速发展，工程活动规模和范围的迅速 增大，地质环境的恶化速度和地质灾害的发生频率有日益加速的趋势据估计， 在我国由地质灾害造成的损失约占整个自然灾害损失的3 0 。而这其中，崩塌、滑 坡、泥石流及人类工程活动诱发的浅表性生地质灾害所造成的损失约占5 5 。这些 灾害的单个规模虽远小于地震，但其发生频度和总的涉及范围则远远高于和广于 地震，一年总的损失约2 0 0 个亿。 地质灾害是地质环境质量低劣的表现，它的频频发生不仅反映了自然地质环 境的脆弱性，而且反映了人类工程活动与地质环境之间矛盾的激化。要使人类工 程经济活动与地质环境之间保持较为协调的关系，就必须对地质环境质量现状进 行评价，以了解不同经济发展过程中区域地质环境的基本态势和变化趋势，为环 境保护、人类工程活动、人民防灾减灾提供重要的依据。 陕西省周至县位于陕西省西安市的西南部，南依秦岭，北濒渭河。 “山曲水 折”为县内主要地貌特征。该地区物产丰富，以“会周至”著称，是陕西省粮棉 和土特产的重要产地。地方工业已形成造纸、机电、化工、食品、建材五大支柱 产业。但由于地处秦岭隆升和渭河断陷的接壤部位，地质结构复杂，地质作用强 烈，地质环境与自然生态环境脆弱。加之滥砍乱挖的不合理人为作用，使地质环 境恶化，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害问题较为突出，严重影响着该地的工程 建设与经济发展。如1 9 9 8 年至1 9 9 9 年，仅黑河水库右坝肩2 。滑坡的治理费用就 高达2 0 0 0 余万元。 目前，该区地质环境由于不合理的人类工程活动，仍有继续恶化的趋势，地 质灾害正日起严重，不仅影响着当地经济发展，而且还威胁着人民生命财产的安 全。因此，在收集资料及野外调查工作的基础上，分析和研究周至县的地质环境 背景，查明周至县的地质灾害类型及其发育规律、影响因素等，并对该区地质环 境质量进行现状评价，将为保护地质环境，减少地质灾害，促进地方经济建设服 务提供一定的科学依据，具有重要的实际意义。 1 2 国内外研究现状 地质环境质量评价是环境质量评价的重要组成部分。环境质量评价在国外始 于2 0 世纪6 0 年代中期，7 0 年代发展起来，成为环境科学的重要分支。目前， 世界上许多国家在环境科学研究中十分重视环境质量评价工作。欧洲、北美、日 本等都进行了大量的环境质量研究和评价工作，东欧和原苏联也开展了一些评价 工作，但大多进行的是单要素环境质量评价。许多国家，如美国、瑞典、法国、 澳大利亚等国都在国家环境保护法律中规定了环境影响评价制度。日本、加拿大、 英国、德国、新西兰等国已经建立了环境影响评价制度，具有代表性。2 0 0 0 年由 我国环境保护总局监督管理司组织编写的中国环境影响评价培训教材系统的 阐述了环境影响评价的基本原理和技术方法。 地质坏境评价作为环境评价的一个分支科学，发展较快。如由周爱国、蔡鹤 尘等编著的地质环境质量评价理论与应用一书已于1 9 9 8 年出版，此书比较系 统全面地论述了有关地质环境质量评价的基本概念、基本原理和常用的评价方法， 在地质环境质量评价研究方面具有代表性。另外，有关地质环境质量评价的专项 研究更是层出不穷。蔡鹤生等( 1 9 9 8 ) 研究了地质环境质量评价中的专家一层次 分析定权法：阎满存( 1 9 9 8 ) 等分析了区域地质环境质量研究的限制及趋势：彭 建兵( 2 0 0 2 ) 研究了区域稳定性的神经网络分区评价。郝洪强( 1 9 9 5 ) 将模糊数学综 合评判法运用于区域地质环境质量评价中：张松滨等( 2 0 0 0 ) 研究了分级贴近度 法与环境质量评价。李祖刚等( 2 0 0 4 ) 根据西安工程地质环境的特点，采取先用 其他评价因子进行模糊聚类、划分分区，然后再在其上叠加地裂缝，进行综合分区 和评价。时光新等( 1 9 9 8 ) 应用模糊集理论建立的模糊模式识别模型对某盆地地 质环境质量进行了评价。这些研究提出了许多地质环境质量评价的理论与方法， 促进了地质环境质量评价的迅速发展。 目前，将g i s 技术应用于地质环境评价与地质灾害预测中，已成为国内外研究 的一大热点。国外尤其是发达国家，在g i s 应用于地质灾害研究方面做了很多工 作。如1 9 8 6 年美国的b r a b be a r le 在加利福尼亚s a nm a t e o 地区利用了g i s 的数 据处理、数据管理、绘图输出等基本功能进行了地质灾害研究；1 9 8 9 年美国的 f i r m e ym i c h a e la 和b a i nn a n c yr 运用g i s 技术分析了滑坡灾害：1 9 9 0 年印度的 凡p c u p t a 和b c j o s h i 运用g i s 的存储、更新、网格化、空间叠加分析和面积 2 量算等功能对喜马拉雅山麓的r a m g a n g ac a t c h m e n t 地区进行了滑坡灾害危险性分 带；1 9 9 0 年荷兰i t c 的v a nw e s t e nc j 。和哥伦比亚i g a c 的a l z a t eb o n i l l aj 。b 利 用g i s 空间定位及空间数据库管理以及g i s 的d e m 开发了斜坡稳定性分析模型 和山区落石滚落速率计算模型；1 9 9 1 年美国的c a m p b e l lr h 等利用g i s 空间分析 功能对滑坡灾害进行了空间预测；1 9 9 1 年意大利的c a r r a r aa 等应用g i s 空间分析 技术与统计模型结合对滑坡灾害进行了评价：1 9 9 3 年加拿大的c h u a gc e 和f a b b r i a g 等基于g i s 的专业模型扩展模块，对滑坡灾害分区进行了多因素综合分析： 19 9 4 年美国的m a r i om e j i a - n a v a r r o 和e l l e n e w o h l 用g i s 进行地质灾 害和风险评估，并进行了灾害分区；1 9 9 5 年美国的d a n i e lj m i l l e r 将g i s 与 力学模型结合对深层滑坡灾害进行了评价：1 9 9 6 年美国的m a r i o m e j n - n a 、，a r r o 等运用g i s 及工程数学模型建立了自然灾害及风险评估的决策 支持系统，并利用该系统对克罗拉多州的g l e n w o o ds p r i n g s 地区进行了评价；1 9 9 7 年加拿大的t r e v o rj d a v i s 和c p e t e rk e l l e 基于g i s 用模糊分类方法及可 视化技术真实再现了斜坡形态。 国内应用g i s 技术丌展地质环境与地质灾害评价的工作起步较晚，研究程度 较低。姜云、王兰生1 9 9 4 年在山区城市地面岩体稳定性管理与控制中应用了g i s ， 以重庆市为典型研究对象，对地面岩体变形破坏进行了时空预测预报：雷明堂、 蒋小珍等1 9 9 4 年运用g i s 技术于岩溶塌陷评价中，利用了g i s 的距离分析、标量 分析、网格叠加分析、分级分组分析等功能，完成了研究区塌陷危险性评价及分 区：郑世书、孙亚军等1 9 9 4 年在煤矿地下开采工作面涌水预测及矿区岩溶水害预 测中应用了g i s 技术；曹中初、孙苏南等1 9 9 6 年在煤矿底板突水危险性预测中也 应用了g i s 技术；黄润秋、阮沈勇( 2 0 0 1 年) 讨论了将信息量模型与g i s 系统 结合，进行地质灾害危险性区划的方法：殷坤龙等( 2 0 0 1 年) 采用m a p g i s 软 件为平台二次开发了滑坡灾害信息分析系统，在中国滑坡较严重灾害的汉江流域 开展了灾害危险性空间区划应用研究。黄润秋等( 2 0 0 2 年) 针对生态环境地质调 查与评价的特点，建立了应用g i s 技术进行生态环境地质评价的基本思路和技术 流程，提出了相关图形属性数据库建立的要点，阐述了生态环境地质评价的基本 步骤，并对有关指标体系的选取、分析评价模型等做了重点分析。张桂荣，殷坤 龙等( 2 0 0 3 年) 通过m a p g i s 软件平台及其二次开发的滑坡灾害分析系统，采 用规则网格单元划分方法，运用信息量模型对该区斜坡稳定性进行了空间定量预 测，并以信息量法的结果编制了陕西省旬阳地区的县城近郊的危险性预测分区图。 3 为政府部门进行土地规划决策、避免在地质灾害易发区进行大规模土地开发和工 程建设提供了科学依据。 1 3 主要研究内容 本文在资料收集、整理与分析的基础上，分析和研究了周至县自然地理、地 质环境和地质灾害环境，基于g i s 用多级模糊模式识别模型对周至县地质环境质 量进行了评价，主要研究内容如下： 1 通过全面收集有关资料以及现场调查，分析和研究了周至县地层岩性、地 质构造、新构造运动、岩土体工程地质基本类型、水文地质条件以及人类工程活 动等主要地质环境要素。 2 阐述了周至县主要地质灾害类型及其特征，分析了地质灾害的分布规律、 发育规律以及地质灾害的形成条件与影响因素。 3 介绍了地质环境质量评价指标体系的建立方法，探讨指标的量化方法，指 标的优化筛选方法以及指标的权重确定方法。介绍了地质环境评价的几种理论方 法，将多级模糊模式识别模型引入到环境质量评价中，采用该方法对地质环境质 量进行评价。 4 采用v i s u a lb a s i c 6 0 丌发了多级模糊模式识别模型评价模块。 5 用m a p g i s 建立了周至县空间数据库：用两两比较法选取地形坡度、工程 地质岩组、岩土体结构类型、地下水位、植被发育情况、月平均降雨量以及人类 工程活动强度作为周至县地质环境质量评价的指标，通过层次分析法确定指标的 权重：用多级模糊模式识别模型对周至县地质环境质量进行了评价。 2 周至县自然地理与地质环境 2 1 自然地理概况 周至县位于陕西省西安市的西南部，南依秦岭，北濒渭河。境内山环水复， 迂回曲折。辖区面积2 9 7 4 k m 2 ，工作区范围在东经1 0 7 。3 9 - - 1 0 8 。3 1 ，北纬 3 3 。4 2 - - 3 4 。1 4 之内。区内有1 0 8 国道纵贯南北，西宝公路横穿东西，北部 平原区县城至各乡及乡间的次一级公路四通八达，交通较为便利。 周至南山北原，山区面积约占7 6 5 4 ，主要分布在县境南部，秦岭横贯境南， 地势总体为西南高，东北低，整体向北倾斜。主要由高山、中山、低山及渭河平 原组成。山区海拔高程一般在1 0 0 0 - - 3 0 0 0 m 。最高点位于周至县境内的太白山， 为秦岭最高峰，海拔3 7 6 7 2m 。县境北部位于渭河平原中西部，约占全县面积 2 3 4 6 ，平均海拔3 9 9 5 3 0m 。 周至县属暖温带半湿润大陆性季风气候。因地形高差悬殊，南北气候差异较 大。山区属湿润区，平原属半湿润区。根据周至县气象站多年观测资料，年平均 气温1 3 2 ，极端最高气温4 2 4 ，极端最低气温2 0 2 。周至县全年降水量时 空分布不均匀，表现为年内变化大，年际变化大，地区差异亦大的规律。 周至县境内地表水主要为河流，秦岭以北地表水属黄河流域，秦岭以南属长 江流域，lk m 以上的峪沟5 2 条，形成河流1 5 条。集水面积l o o k m 2 以上的有2 条，5 0 - - 1 0 0k i n 2 的有6 条，5 0k m 以下的有7 条。河流特点为山区部分河床陡峻， 山谷高深，水流急湍；出峪后河床比降变缓，水面扩散，流向呈东北方向，汇入 渭河。境内河流除胥水河属汉江水系外，其余属渭河水系。 2 2 地质环境 2 2 1 地貌特征 周至县地势北低南高，跨3 个自然地貌单元。依次为渭河平原、黄土台塬和 秦岭山地( 图i - i ) 。 一、侵蚀一堆积平原 侵蚀一堆积平原南界位于广济一马召集贤一线，北界在渭河南岸，地 势自南西向北缓倾。东西长4 6 k m ，南北宽1 6l ( 1 i l ，海拔3 9 9 - - 5 3 0 m ，占全县总面积 的2 3 6 。平原区由四个次级地貌单元组成。 5 1 、河漫滩 主要分布在县城以北渭河沿岸一带，呈东西向带状展布。北起渭河，南至富 仁尚村终南司竹城关一线。地势平坦，稍高于渭河河床，洪水 季节常被淹没。海拔3 9 9 4 4 0 k i n ，地表由第四系全新统粉、细砂组成，面积约1 1 2 k i n 2 。 2 、一级阶地 分布在渭河河漫滩以南，地势平坦，阶面西宽东窄，宽约2 - - , 5k m ，海拔4 0 0 - , 4 4 0 m 。地表由第四系全新统粉土、细砂组成，面积约1 0 7 k m 。该区人口稠密，农 业发达，地下水资源丰富，开发利用程度较高。 3 、二级阶地 分布在哑柏城关一终南尚村一线以南，南北宽度l - - 6 k m 不等，向 北微倾，海拔4 0 4 - - - - 4 6 7 k m 。地表由第四系上更新统粉质粘土组成。面积8 7 k m 2 。该 区地势平坦，人口稠密，土壤肥沃，是粮、棉重要产区之一。 4 、冲洪积扇 分布在渭河二级阶地以南地带，各大小峪口前均有分布。其左右连成洪积扇 裙，扇面北倾。扇间东西方向有洼地相连，略有波状起伏。冲、洪积扇南北宽3 1 l k m 不等，海拔4 1 3 5 3 0m 。地表由第四系全新统粉质粘土及砂、砾、卵石组成， 面积近4 0 万亩。该区人口集中，农业较为发达，地下水埋藏相对较深，地下水储 量较大。 二、堆积台塬 黄土台塬分布在秦岭山前地带，位于竹峪、马召及九峪一线以南地区，呈东 西向带状展布，西宽东窄，台面受侵蚀切割较为破碎，黑河口以东呈梁、峁状地 形。黄土台塬海拔5 0 0 - - 6 0 0 m 与冲、洪积扇面呈陡坎相接，高于冲积扇面6 0 - - 9 0 m 。 地表由第四系上更新统风积黄土组成，面积约1 9 万亩。该区人口较少，地下水资 源贫乏，水、土流失严重，是周至县农业水、土保持的重点地区，也是滑坡、崩 塌发生的主要地带，为本次的重点调查区之一。 三、剥蚀山地 境内南部为秦岭中部山地，可分为低山( 海拔6 0 0 - 1 0 0 0 m ) ，中山( 海拔 1 0 0 0 3 5 0 0 i n ) ，高山( 海拔3 5 0 0 m 以上) ，最高点位于区内的西部太白山( 海拔 3 7 6 7 。2 m ) 。山区占全县总面积的7 6 4 。秦岭山地西自拔仙台分岔，北线有东跑马 梁、老君庙、界石岭、官城梁、青岗乏、海拔2 5 0 0 - - 3 0 0 0 m 南线有将军祠、灵官 6 台、光头山、秦岭粱、海拔2 0 0 0 2 9 0 0 9 。山势整体南高北低。总的来说剥蚀山 地山高、沟深、坡陡，为表生地质灾害的发生、发展提供了重力基础和临空条件。 地质灾情较多，是本次工作的重点区域。 2 2 2 地层岩性 _ t ! i = m 目 h 1 ：咐咐 图1 1 周至县地质图 研究区南部为山区，北部为平原，在南部山区又可分为两部分( 图1 1 周车县 地质图1 。由厚畛子一沙粱子一职庙子一线以北，丰要是前震且系秦岭群和宽坪群， 属太古代和元古代地层，以中至深变质的各类片岩、片麻岩、变粒岩、石英岩、 大理岩、斜长角闪岩、混合岩等为主。其中宽坪群是北秦岭构造活动带的主要组 成部分，在区域上总体呈北西西向延伸，宽坪群自下而上可分为甘峪湾组、大缜 沟组和汤峪组。甘峪湾组以基性火成岩为主，中上部夹硅镁质碳酸盐岩；大缜沟 组以陆源碎屑岩为主，中上部夹基性火山岩和碳酸盐岩；汤峪组f 段以不纯镁质 碳酸盐岩为主，上段以陆源碎屑岩为主局部夹基性火山岩和泥砂质硅酸盐岩： ； e嚣羞- 。 1 秦岭群呈近东西向分布，组成岩石主要为条带状、眼球状混合片麻岩夹黑云母斜 长变质岩及斜长角闪岩等。其它地质时代，主要为晚古生代石炭至二叠纪及中生 代早三叠世至中侏罗世。该线以南主要为中泥盆统和中石炭统地层分布区，岩石 主要为浅变质的千枚岩、粉砂岩、砂岩夹结晶灰岩、大理岩和变质火山岩，在靠 近秦岭梁的长坪河出露少量寒武系石英岩、石英片岩和大理岩。 研究区的北部为平原区，出露的地层主要是第四系中更新统、上更新统和全 新统。 ( 1 ) 中更新统( q 2 ) 在黄土台塬区，主要为风积黄土，厚度8 0 - - , l o o m ；在渭河平原区为冲积、湖 积的粉质粘土和砂层，厚度一般为4 0 0 - 5 0 0 m 。 ( 2 ) 上更新统( q 3 ) 主要分布在渭河二级阶地、黄土台塬区及南部洪积扇区，为风积黄土及冲积 粉质粘土，厚度l o - 2 0 m 。 ( 3 ) 全新统( q 4 ) 主要分稚在河流一级阶地、漫滩及山前洪积扇区，为冲积、洪积粉质粘土、 粉土和砂、砾、卵石层，厚度5 3 0 m 。 除此之外，在山区河谷及山坡有不同范围、厚度及成因的松散堆积层，虽整 体规模不大，但有些构成了地质灾害发生发展的物质基础，如晚更新世及全新世 的残坡积物。 2 2 3 地质构造 研究区具秦岭地台和渭河地斩两大地质构造单元的特征，差异显著。秦岭褶 皱带，是地史上历次地壳运动形成的复杂构造带，在多期南北方向挤压应力长期 作用下，形成褶皱和断裂构造，主要呈东西方向排列。 1 褶皱构造 褶皱构造形态复杂，规模巨大，反映了地壳运动剧烈。主要构造有：秦岭群 复式背斜，其北翼有官城岭次级向斜，南翼有厚畛子至沙梁子次级向斜；宽坪群 复式向斜，其北翼有大镇沟至田峪次级背斜，南翼被断层破坏，残缺不全；有泥 盆系复式向斜( 即板房子小王涧向斜) ，北翼有黄石板次级背斜，南翼有老君 滩、长坪南、铁梁沟等次级背斜。 2 断裂构造 8 断裂构造以东西向压性断层为主，次为北西向和北东向压扭性及近东西向正 断层。其主要断裂及特征如下： ( 1 ) 秦岭山前大断裂 西起眉县以西，东至蓝田境内，东西长达1 0 0 k i n 以上，在研究区黄土台塬与 秦岭山前的接壤带通过。断层发生在前震旦系宽坪群变质岩系。产状倾向北，倾角 6 0 。 - - , 7 0 。，断距千余米，为一高角度正断层，是控制渭河地堑及秦岭山地的主 干断裂。 ( 2 ) 柳叶河郭家山( 户县境内) 断裂 西起柳叶河东至郭家山，走向近东西，断层发生在前震旦系秦岭群变质岩系。 是控制秦岭群出露的南部边界。 ( 3 ) 厚畛子双庙子断裂 走向近东西，规模大，东西方向延长较远，断层发生前震旦系秦岭群变质岩 及中、新生代花岗岩中。是控制中、上泥盆统沉积的北部边界。 ( 4 ) 板房子玉皇庙断裂 走向近东西，断层发生在石炭系及泥锰系浅变质岩层，岩性为千枚岩、粉砂 岩、结晶灰岩等。 ( 5 ) 高桥断裂 走向近东西，断层发生在泥盆中上统，岩性为千枚岩、砂岩夹狄岩及大理岩。 ( 6 ) 黑水峪口金牛坪断裂 走向为北西向，断层发生在前震旦系宽坪群及秦岭深变质片岩中，沿断面南 北错移，水平断距约5 k m ，北西向延伸与平原区岐山马召断裂相接。 ( 7 ) 官城子惠家沟口曹家滩断裂 走向北东向，断层发生在前震旦系宽坪群及秦岭深变质片岩中，与金牛坪断 裂遥相对应，两盘岩层位移达2 3 k m 。 ( 8 ) 余下马召断裂 为隐伏断裂，走向近东西，为秦岭山前大断裂的次级构造，断层发生在老第 三系，岩性为棕红色砂、泥岩互层。断距1 0 0 0 余米，为一高角度正断层，对境内 第三系沉积起控制作用。 ( 9 ) 岐山哑柏断裂 为隐伏性活动断裂，走向近北西，是秦岭金牛坪断裂的北延部分。发生在第 三系，岩性为棕红色砂岩、泥岩互层，为一东侧上升、西侧下降的正断层。目前 9 仍有活动迹象。 2 2 4 新构造运动 周至县境内新构造运动发生在古构造基础之上，继承第三纪末喜玛拉雅运动 的特点，以上升运动为主，河流深切，形成高山深谷。区内大多数断裂的形成可 追溯到古生代或前寒武纪，而在以后的历次地壳运动中又持续活动，受喜玛拉雅 运动影响，晚近期活动的很强烈，表现明显的如：柳叶河一郭家山( 户县境内) 断裂，该断裂多期活动性明显。据在不同地段观察，它兼具张性、压性等特征， 局部地段发育为低角度推覆构造。柳叶河一带，破碎带1 0 - - 3 0 m ，强烈片理化， 并出现挤压透镜体、断层和擦痕。表明断裂早期具压扭性质。户县宛华山一带， 断裂北侧古生界文家山组形成的“反s 型”扰褶，说明该断裂曾发生过北盘向东 的顺时针向扭动。 2 2 5 岩土体工程地质基本类型 研究区内按照岩土体的工程地质特征，岩土体可以划分为块状坚硬岩类、层 状较峰硬岩类、碎裂半坚硬岩类和松散软弱岩类四大类。 1 块状孥硬岩类 块状坚硬岩类主要为中生代花岗岩为代表的火成岩类，在研究区呈片状或带 状出现。该岩类致密坚硬，裂隙不发育，整体性好，强度高，岩体稳定。 2 层状较坚硬岩类 层状较坚硬岩类是研究区的主要岩体类型，它包括各地质时期形成的层状岩 体，如绿泥石片岩、中细粒石英砂岩、绢云母板岩等。该岩类经过后期地质构造 作用，岩体中不同的构造节理较发育，岩体相对整体性不如块状岩体，但强度较 高，整体稳定性较好。 3 碎裂半坚硬岩类 碎裂半坚硬岩类主要沿断裂分布，由于受断裂活动的直接作用和影响，相对 较为破碎，呈碎裂状，该部分岩体整体性差，强度低，稳定性不好，往往与滑坡、 崩塌、泥石流等地质灾害关系较密切，要么是这些灾害体的物质组成，要么构成 灾害体各类边界。 4 松散软弱岩类 松散岩类包括卵砾石、砂土、碎石土、粉质粘土、粘土等，其中卵砾石、砂 1 0 土等因多为冲积层，位置低，范围广土层稳定，强度较高，稳定性好，故对地 质灾害的形成及发展影响较小。下面仅对残坡积的碎石土、粉质粘土、风积黄土 等的结构及工程特征作简要介绍。 ( 1 ) 残坡积碎石类土 残坡积碎石类土主要分布在各斜坡的缓坡地带，一般由母岩风化破碎而成， 颜色和石块与土的含量比都随母岩岩性、地形、外动力作用强度而异，一般土石 混杂，碎石块含量可达到3 成以上，块石直径较大，最大者可达数米。土质成分 为粘土或粉质粘土，石质成分为母岩碎块，具架空特点，结构松散，是地下水短 期储存的良好空间，厚度一般5 1 0 m ，大者也不大于2 0 m 。该层接近地表，又较 松散，易于地表水入渗，而下伏基岩常常起阻水作用，因此，往往在该层中储存 地下水。在地下水的作用下，该类坡体常失稳破坏而滑动或滑塌( 如1 0 8 雷道上 的几处滑塌) ，形成研究区的主要地质灾害类型。 ( 2 ) 残坡积细粒类土 残坡积细粒类土包括粉质粘和粘土两类，它由母岩风化就地堆积和上部风 化后重力堆积或片状堆积而成。该类细粒土中也常含小碎石块，较为松散，厚度5 一l o m ，它构成了滑坡、泥石流的主要物质源，是构成山区地质灾害的物质基础。 ( 3 ) 风积黄土 风积黄土主要分布在研究区秦岭北麓与山d 矿平原的过渡地带，厚度5 2 0 m 不 等，因结构疏松，节理发育，强度低且临空条件好，故形成研究区地质灾害的集 中分布带。 2 2 6 水文地质条件 研究区地下水按地貌单元可划分为山区、黄土台塬和平原区地下水；按赋存 空间可分为基岩裂隙水和第四系孔隙水两大类。 1 山区地下水 为变质岩及火成岩裂隙水，富水性较好，受岩性及构造裂隙控制，泉水流量 l 8 m 3 d ，单位涌水量小于2 0m 3 d ；为重碳酸型矿化度小于l g l 的淡水。主要受 大气降水补给，向黄土台塬区及河流、沟谷排泄。开采困难。暖泉寺附近有地下 热水出露，现已在楼观台等地开发地下热水。 2 黄土台塬区地下水 地下水为松散岩类孔隙水、裂隙水，埋深为4 0 - - - l o o m 。含水层为第四系中、 上更新统风积、洪积黄土和黄土状土。主要受大气降水和基岩山区侧向补给，向 平原区排泄。富水性较弱，单井出水量3 0 1 0 0r n 3 d ，单位涌水量2 - 1 0m 3 d 。水化 学类型为重碳酸型，矿化度小于】g l 的淡水。适宜中、深井( 】0 0 2 0 0 m ) 开采， 属弱富水区。是本县地下水储量贫乏区。 3 平原区地下水 该区地下水为松散类孔隙水，富水性强。受大气降水、地表河流和黄土台塬 区侧向补给，向渭河方向排泄。水质为重碳酸钙、镁型水，矿化度小于1 0 9 l ，水 质良好，埋藏浅，开采方便。其中渭河一、二级阶地分布于河漫滩南部，由于古 河道发育潜水层厚1 0 - - 4 0 m 。含水层多为单一厚层，颗粒粗、质地纯，透水系数 6 5 r r d d ，水位埋深2 - 1 0 m ，大口井、浅井抽降1 2 3 3 1 2 m ，出水量1 1 4 2 - 1 8 1 0m 3 d ， 单位降深涌水量4 7 6 8 1 0m 3 d ，为强富水区。 2 2 7 人类工程活动 研究区由于处于特殊的地质构造部位，南部山高沟深，地质环境脆弱，人类 工程经济建设条件较差；北部平原区，地势平坦，地质灾害基本不发育，经济文 化相对较发达。人们为了生存及发展经济，对该区地质环境进行高强度大范围的 改造和破坏，从而诱发了许许多多不同类型的地质灾害。与地质灾害关系密切的 工程经济活动主要有工程建设、矿产开发、森林采伐过度等。 1 工程建设引起斜坡失稳破坏 在周至县的地质灾害中，以滑坡为主，而滑坡主要沿1 0 8 国道黑河一线，1 0 8 囡道纵穿周至县南北，马召以南1 0 8 国道两侧就有滑坡3 0 个，潜在高陡危岩体6 处。滑坡体以重力堆积的碎块石为主( 2 3 处) ，较为典型的土质滑坡较少( 7 处) ， 从稳定程度看，大多数滑坡在静止情况下基本稳定，但在人工活动、车辆振动、 暴雨或黑河库水的浸没条件下，稳定性将会急剧降低，重新滑动，使公路跨断或 被埋没。潜在不稳定斜坡( 含崩塌) 指人工开挖而形成的高陡人工边坡，物质组 成均为基岩，破坏形式多为崩塌和快速崩滑；其次为山前黄土台塬一带地质灾害 点共4 6 处，占本次调查的灾害点数的3 4 以上。其中滑坡3 9 处，潜在危险斜坡 5 处，泥石流沟两处。该区粘性土滑坡3 0 处，碎石土滑坡9 处，粘性土滑坡主要 为黄土滑坡，较集中分布于竹峪、骆峪、广济、楼观等乡镇，滑坡的形成多与人 为开挖关系密切。 一 2 矿产开发破坏地质环境 1 2 研究区内矿产资源丰富，蕴藏着多种金属和非金属矿产，其中主要是金矿和 建筑石材及建筑用的砂和砾石。近年来，由于大规模的采矿活动，再加上采空程 序及开采方式的不合理，已经导致或潜在诱发诸多的地质灾害，其中以滑坡、地 表塌陷和泥石流居多。如板房子乡与厚畛子镇交界处的1 0 8 国道两侧的马鞍桥一 线，分布着大大小小数十个金矿，这些近东西向线性分布的采矿点，一方面在开 采时形成采空区，在重力作用下，引起上覆的岩土层变形，甚至向下陷落，形成 地表变形和矿坑塌陷；另一方面，由于矿渣的随意堆积，不仅破坏了地表植被而 且在暴雨时成为泥石流的重要物源区。这些采矿活动已经开始威胁板房子河水系 及1 0 8 国道板房子段的安全运行。另外，本区地处山区，采空区大多位于山坡地 带，由于坡前临空，这些采空区极有可能诱导坡后物质进一步发生崩塌、滑坡等 其它地质灾害。再如，黑河武家庄一带的河床、河漫滩和阶地中的砂、砾石，多 年来一直被开采用作建筑材料，过度的采挖，不仅导致河床的形态发生了很大的 变化，而且由于凸岸边坡的坡脚被不断切挖，河岸边坡的稳定性逐渐恶化，河岸 崩塌时有发生，一旦河水上涨，必将诱发岸坡滑动。因此，如果这些不合理的采 矿活动不加以规范和治理的话，势必会诱发具有更大危险的环境地质问题。 3 森林采伐过度破坏自然环境 1 9 5 3 年，全县农耕地8 5 万亩，人均3 5 9 亩；1 9 7 0 年下降到7 9 万卤，人均 1 9 6 亩，1 9 8 9 年下降到7 1 3 6 万亩，人均1 3 6 亩。现在耕地仍在减少。主要为山 区森林采伐过度，植被破坏，雨季造成山地外大片耕地受损，土壤质地变坏。 1 3 3 周至县地质灾害现状 3 1 地质灾害发育类型及特征 通过野外实地调查，周至县发育的主要地质灾害类型有滑坡、崩塌、泥石流 和地面裂缝四种。截至2 0 0 3 年实地调查的地质灾害点共1 3 4 处其中滑坡l1 0 处， 崩塌1 7 处，泥石流6 处，地裂缝1 处，分别占8 2 1 、1 2 7 、4 4 8 、0 7 5 。 下面对区内发育的不同地质灾害类型及其特征分别作进一步描述。 3 1 1 滑坡 滑坡为区内最发育的地质灾害类型( 占本次地质灾害点总数的8 2 1 ) ，其分 布面广、数量大、活动性强、破坏性大。根据本区特点，从滑体的物质组成、滑 体厚度、滑体规模及滑坡时间分别对本区滑坡进行了分类统计，其统计结果列于 表3 1 。 表3 1 滑坡发育类型统计表 分类依据 发育类型数量( 处) 占滑坡总数比例( ) 土质滑坡 4 6 4 1 9 物质组成堆积层滑坡 6 2 5 6 5 21 8 岩质滑坡 6 86 l ，8浅层滑坡( 2 0 )5 6 05 4 5小型( 1 0 0 0 ) l 2 7 2 4 5老滑坡 滑坡时间 7 5 5现代滑坡 8 3 由表3 1 可以看出，本区滑坡的物质组成以堆积层为主，共6 2 处，占滑坡总 数的5 6 5 ，其次为土质滑坡4 6 处，占4 1 9 ，岩质滑坡仅有2 处，占滑坡总数 的1 8 ；滑体厚度大多小于2 0 m ，小于6 m 的浅层滑坡6 8 处，占6 1 8 ，6 - 2 0 m 的中层滑坡3 7 处，占3 3 6 ，厚度大于2 0 m 的深层滑坡仅5 处，占4 6 。滑体 规模以中、小型为主，其中规模小于l o x1 0 4 m 3 的小型滑坡6 0 处，占5 4 5 ， ( 1 0 1 0 0 ) x1 0 4 m 3 的中型滑坡4 4 处，占4 0 ，( 1 0 0 1 0 0 0 ) x1 0 4 m 3 的大型滑坡5 处，占4 5 ，7 1 0 0 0 x1 0 4 m 3 的巨型滑坡l 处，占o 9 。所有滑坡中有2 7 处为老 滑坡，其余均为现代滑坡。 1 黄土滑坡 黄土滑坡主要分布在竹峪乡一翠峰乡一骆峪乡一广济乡一马召镇一楼观镇一 集贤乡一九峰乡一线的山前黄土台塬区，其物质成分主要为全新世和上更新世黄 土( q 4 洲、q 3 酬) 。发育在各斜坡低凹地段，共计4 6 处，占滑坡总数的4 1 9 。滑 坡平面形态呈舌形、半圆形。滑坡周界清晰，有明显的滑壁，地表前缘坡度陡， 常见裂缝发育，一般有明显剪出。主要受降雨和人为坡脚开挖影响。以浅层和中 层滑坡为主，体积普遍较小。 黄土滑坡一般发展快，变形明显，受暴雨因素影响大。1 9 8 6 年8 月】6 日，周 至县竹峪乡苍峪村四组任家城滑坡发生滑动，是一次规模较大的坡体滑动，毁房3 户6 阊o 2 堆积层滑坡 该类滑坡分布最广，有6 2 处，占滑坡总数的5 6 5 。滑体物质为崩积、坡积、 残积或其混合堆积夹碎石粘性土，平面形态多呈半圆形、舌形、矩形，表面起伏 不平。坡度为2 5 。一4 0 。的发育最多。滑床面主要受残积、坡积土体与基岩的接 触面控制或沿强、弱风化岩与下伏微风化岩或新鲜基岩之间的差异风化面滑动， 基岩主要为千枚岩、绿泥石片岩、石英片岩等。滑面多呈弧形、直线形，滑面倾 角2 5 。叫o 。，上陡下缓。滑体规模多取决于下伏