（地质工程专业论文）临潼区地质灾害危险性分区与评价.pdf

论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 临潼区地质灾害危险性分区与评价 地质工程 刘琳 杨梅忠 摘要 ( 签名) 皇1 坚 ( 签名) 粗缝烂 本论文结合陕西省国土资源厅地质灾害大调查项目“临潼区地质灾害调查与区划 的实际研究工作，利用现场调查收集灾害点和区域地质环境数据，将模糊综合评判和灰 色聚类法应用到区域地质灾害危险性评价中，并进行了合理性讨论。目的是想利用模糊 综合评判和灰色聚类法，对地质灾害危险性评价进行定量化分析，来满足实际工作对方 法简便性，实用性及合理性的要求。采用四级评价标准，即把地质灾害危险性划分为无 危险、低危险、中危险和高危险四类。确定了四个参评要素：地质条件、地形地貌、气 候植被和人为活动，九个评价因子：岩土体性质、断裂分布密度、地震烈度、山坡坡度、 相对高差、地貌类型、多年平均降水量、植被覆盖率、人类活动。采用半梯形分布隶属 函数曲线确定其隶属度。论文对两种评价方法进行了对比分析。两种方法所得危险程度 数值，均能反映出临潼区地质灾害危险程度，所得的评估结果基本相同，个别单元地质 灾害危险程度有一定的差别，这与所采用的评估方法、评估指标类型和评估指标的数量 有一定的关系，但总体来说，所选取的评估指标体系及其取值依据是有效和可靠的。从 评估结果的归类分析方面看，采用模糊综合评判和灰色聚类两种方法定量计算结果与临 潼区实际情况基本吻合。 关键词：地质灾害；危险性；分区；临潼区 研究类型：应用研究 s u b j e c t ：t h ed i v i d e di n t or e g i o n sa n de s t i m a t eo nd a n g e r a s s e s s m e n to f g e o l o g i c a lh a z a r di nl i n t o n gc o u n t y s p e c i a l t y ：g e o l o g ye n g i n e e r i n g n a m e ：l i ul i n i n s t r u c t o r ：y a n gm e iz h o n g a b s t r a c t ( s i g n a t u r e ) ( s i g n a t u 二h 如 b a s e do nt h et h i n g su p w a r d s ，t h ea r t i c l ec o m b i n et h ew o r ko fg e o l o g i c a lh a z a r ds u r v e y i t e m “t h es u r v e ya n dz o n i n go fg e o l o g i c a lh a z a r di nt h el i n t o n gc o u n t yo fs h a n n x i p r o v i n c e ”i s s u e db yt h em i n i s t r yo fl a n da n dr e s o u r c e sp r c ，u s i n gt h ed i s a s t e ra n d t e r r i t o r i a lg e o l o g i c a le n v i r o n m e n td a t ai n v e s t i g a t e do nt h es p o t ，a n da p p l yt w om e t h o d so f f u z z ys y n t h e s i z ea s s e s s m e n ta n dg r e yc l u s t e r i n gt ot h ed a n g e ra s s e s s m e n to fr e g i o n a l g e o l o g i c a lh a z a r d s ，t h e nd i s c u s st h er a t i o n a l i t y t h ea i mi st ou s et h et w om e t h o d so ff u z z y s y n t h e s i z ea s s e s s m e n ta n dg r e yc l u s t e r i n go na n a l y z i n gt h er i s ko fg e o l o g i c a ld i s a s t e rt o s a t i s f i e dt h er e q u i r e m e n to ff a c i l i t y , p r a c t i c a l i t ya n dr a t i o n a l i t yp u tf o r w a r db yp r a c t i c e t h e e v a l u a t i o ns e th a sf o u r - s t a g es t a n d a r d ，t h a ti st os a yt h ed a n g e r o u sd e g r e eo ft h ed i s a s t e ri s d i v i d e df o u r s t a g e s i t s e l e c t sf o u rp r i m a r yf a c t o r s ，i n c l u d i n gg e o l o g i c a lc o n d i t i o n ， t o p o g r a p h i c a lc o n d i t i o n ，c l i m a t ea n dv e g e t a t i o nc o v e rc o n d i t i o n ，a n dh u m a nc o n d i t i o n t h e y i n c l u d en i n e sf a c t o r s ，w h i c ha r ec h a r a c t e r s ，s t r u c t u r ed e n s i t y , e a r t h q u a k ei n t e n s i t y , d e g r e eo f s l o p e ，r e l a t i v eh e i g h td i f f e r e n c e ，m o r p h o l o g i ct y p e ，r a i n f a l li n t e n s i t y , d e n s i t yo fc o v e ra n d h u m a nc o n d i t i o n m e m b e r s h i pf u n c t i o na d o p t st h ee c h e l o nf o r mo n e b yc o m p a r i n ga n d a n a l y z i n gt h et w oe v a l u a t i o nm e t h o d s ，i tc a nb et h a tt h e yb o t hc a nr e f l e c tt h er i s kd e g r e eo f l i n t o n gc o u n t y , a n dg e ta l m o s tt h es a m ea s s e s s m e n tr e s u l t s b e c a u s et h et y p e so fi n d i c a t o r s a n de v a l u a t i o ni n d i c a t o rs h a v es o m ed i f f e r e n c e ，t h e r ei ss l i g h td i f f e r e n c ei nd i s c r e t eu n i t o n t h ew h o l e ，t h ea s s e s s m e n tr e s u l t sc o i n c i d ew i t ht h ea c t u a ls i t u a t i o n a c c o r d i n gt ot h er e s u l t s l i n t o n gc o u n t yi sd i v i d e di n t of o u rr e g i o nw i t hd i f f e r e n tr i s kd e g r e e a p p l y i n gt w om e t h o d s o ff u z z ys y n t h e s i z ea s s e s s m e n ta n dg r e yc l u s t e r i n gt ot h ed a n g e ra s s e s s m e n to fg e o l o g i c a l h a z a r d si nl i n t o n gc o u n t y , i tg e t ss a t i s f a c t o r yr e s u l t k e yw o r d s ：g e o l o g i c a lh a z a r dd a n g e ra s s e s s m e n t d i v i d e di n t or e g i o n s l i n t o n g c o u n t y t h e s i s ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h 垂料技丈学 学位论文独创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科 技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：曲1 订瘩胡期：沙协z 形厂j l 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期 间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位 论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 锄栖些 年月日 1 绪论 l 绪论 1 1 选题的背景及意义 地质灾害是指地球岩石圈地壳表层，在大气圈、水圈和生物圈相互作用和影响下， 地质环境或地质体由于自然地质作用或人为地质作用引发的山体崩塌、滑坡、泥石流、 地面塌陷、地裂缝、地面沉降等，给人类生命、物质财富造成损失或使生态环境遭受破 坏的灾害事件【l j 。地质灾害既是一种自然现象，又对人类社会的生产和生活造成严重的 影响。因此，它具有自然和社会的双重属性。 我国是世界上地质灾害最严重的国家之一。在过去的近2 0 年时间内，造成百人以 上死亡的重大地质灾害事件在我国几乎年年发生。据2 0 0 6 年中国国土资源公报，全国 共发生各类地质灾害1 0 2 8 0 4 起，造成人员伤亡1 2 2 7 人，其中死亡6 6 3 人，失踪1 11 人， 受伤4 5 3 人，造成直接经济损失4 4 2 亿元，地质灾害造成损失比较严重的地区为中南、 华东和西南地区，占全国总数的7 4 8 。与上年相比，地质灾害发生数量成数倍增长， 地质灾害造成的直接经济损失增加1 8 4 。 地质灾害以其对人类的危害性、灾害过程的复杂性和对其研究的迫切性，成为当今 世界性的研究难题和关注的热点。联合国国际减灾十年委员会早在1 9 9 1 年就提出国际 减轻自然灾害十年的灾害预防、减少、减轻和环境保护纲要方案和目标。我国政府对地 质灾害的研究工作也十分重视，提出了中国2 l 世纪议程、国际减灾十年计划以及环 境与发展领域的可持续发展战略纲要，并成立了一个地质灾害研究防治工程专业委员 会，共同研究地质灾害的现状和存在的问题【2 】。 近年来，随着西部大开发的不断深入，西部地区已经成为我国国民经济增长的新区 域，西气东输、南水北调和青藏铁路等国家大型建设项目的实施完成，以及能源开发、 环境保护等项目在西部地区的全面展开，必然对西部地区的地质环境和生态环境造成威 胁。而西部地区地跨青藏高原和黄土高原、云贵高原、内蒙古高原两大阶梯，地形以山 地丘陵为主，山高谷深、沟壑纵横，地质构造复杂，表层岩体破碎，自然营力活跃，人 类活动影响强烈，因而崩塌、滑坡、泥石流等表生地质灾害广为发育，危害严重，造就 了生态环境的脆弱性。加之西部地区社会经济发展水平较低，整个社会物质储备不足； 交通运输能力低，灾泛区物质财富和人口的临灾可转移性差；经济活动对自然因素的依 赖性强，因此社会经济系统对灾害的承受能力弱，调整能力差、易损性强，环境灾变的 致灾效应强烈，成灾率较高。 地质灾害频发严重制约了发展和谐社会的构建，业已引起国家、政府及相关科研单 位的重视，及时的开展了地质灾害调查与区划工作，取得了丰硕的研究成果。但地质灾 西安科技大学硕士学位论文 害危险性评价工作才刚刚起步，而针对区域性的危险性评价和区划还尚未开展。因此， 本次选题力求在该领域提出一些观点及方法，促进地质灾害评价与防治工作。 1 2 国内外研究现状及存在的问题 所谓“区域地质灾害评价【4 】是指在一定的面积范围内，根据区域地质条件背景、 地质灾害触( 诱) 发因素及人类活动状况，对区域地质灾害发生的空间、时间和可能造 成的危害、损失所做出的各种分析与判断。它包括区域易发性评价( 以基本地质条件的 分析为主) 、区域危险性评价( 在易发性基础上考虑人类活动等诱发因素) 和区域风险 性评价( 在危险性基础上考虑生命和财产的损失) 。 1 2 1 国外研究动态 国外学者对地质灾害危险性评价的研究，较多见的是针对单一灾害类别( 滑坡、地 震) 的，以及有关公众对灾害的应急对策和小区域区划的研究。滑坡危险区划理论的研 究，开始于2 0 世纪6 0 年代的美国以及一些西欧国家，为了合理的开发和利用斜坡土地 资源，利用敏感因素对斜坡的危险性进行分带。 例! t n ：2 0 世纪6 0 年代末期，美国专家在加利福尼亚州利用“滑坡敏感性预测方法 对该行政区的斜坡进行了危险性分因2 | 。 2 0 世纪7 0 年初期，法国专家提出了z e r m o s 法【3 j 进行滑坡危险性分区研究，该理 论认为滑坡的空间分布不是单因素所能控制，因此需要两个及两个以上的因素控制其发 育，并利用两种主控因素建立了滑坡分区的数学模型，对法国局部山区进行了滑坡危险 性分区研究。 2 0 世纪8 0 年代，日本为了减少因地震诱发的滑坡所造成的生命财产的损失，采用 地震、坡度以及降雨等因素对滑坡进行空间预测。 2 0 世纪8 0 年代以后，各国普遍开始了区域滑坡稳定性分区及预测问题的研究。随 着对滑坡研究的不断深入，各国对采用“多因素综合预测法 【3 】进行滑坡危险性分区的 研究基本达成了共识，但在方法论上，不断与非线性学科相结合，提出了合理的数学模 型。 2 1 世纪初期，澳大利亚专家利用g i s 技术对滑坡风险评价作了一些尝试【j 7 1 ，虽然在 实践中的应用效果不是太好，但其无疑成为未来滑坡研究的重要领域。同时，德国学者 对滑坡的稳定性作出探讨。 1 2 2 国内研究动态 回顾国内地质灾害区域评价，尤其是滑坡灾害区域评价的发展历程，大致可以分为 以下几个阶段。 2 1 绪论 ( 1 ) 2 0 世纪8 0 年代中后期之前，主要是针对大型工程建设( 如三峡水库) 进行的地 质环境质量评价或者地质灾害易发性评价。评价多在广泛的野外调查基础上进行，以定 性评价为主，同时也有的引入信息量法、综合评判法等定量方法，单元的划分、数据的 获取和结果的图示表达主要由手工完成【6 】。 ( 2 ) 2 0 世纪8 0 年代中后期至9 0 年代中期这1 0 年，中国地质灾害区域评价领域的研 究基本处于停滞状态，文献资料检索足以证明这一点。 ( 3 ) 到2 0 世纪9 0 年代中后期，随着高等院校与科研院所将地理信息系统技术全面引 入滑坡区域评价，这一研究领域又受到国内工程地质界广泛的关注。评价目标从地质环 境质量评价逐渐过渡到了易发性和危险性评价。这期间所基于的评价思路、采用的数学 方法较之2 0 世纪8 0 年代中后期之前并无本质的不同，虽然有人工神经网络、模糊综合 评判等数学方法的引入【l2 | ，但实质仍然是筛选若干基本控制因素和影响诱发因素，以一 定的数学方法进行加权计算，得出一个稳定性或危险性指标( 有稳定性区划、危险性评 价、滑坡空间预测等各种不同的提法) 。 ( 4 ) 2 0 世纪9 0 年代末期以来，国外滑坡风险评价的思想体系开始引入，越来越多的 人认识到应该考虑滑坡灾害的社会属性，实现对滑坡进行风险评价和风险管理。国内学 者纷纷提出各式各样的滑坡风险评价和管理体系框架 13 1 ，见下图： 图1 1 通常地质灾害危险性评价方法 研究者及研究成果： 朱照宇等运用“灾害密度和“灾害强度”两种指标 7 1 ，将广东沿海陆地划分出9 3 西安科技大学硕士学位论文 个地质灾害一级区及其所属的3 2 个二级分区，其中包括1 0 个重灾区、1 0 个中灾区和 1 2 个弱灾区。 张春山、张业成、马寅生选取崩滑流的发育密度、地形地貌、地质条件、气候条件、 植被条件、人为条件等地质灾害的基础条件、地质灾害的激发条件作为危险性要素，并 将各要素的概化数据进行归一化处理，使危险性指数的计算结果界于【o ，1 1 之间，运用灰 色关联分析方法确定各因素的权重值【9 】。在此基础上，利用危险性指数建立崩滑流危险 程度的数学模型，将黄河上游地区崩塌、滑坡、泥石流地质灾害划分为高危险单元5 个， 较高危险单元7 个，中等危险单元1 1 个，较低危险单元4 7 个，低危险单元4 6 个。 张业成1 7 j 等针对我国崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等灾害，建立了地质灾害危险 性指数评价模型和危险性评价分析模型，并研绘了地质灾害强度分布图和区划图。 黄铭洪【l l j 依据地质环境条件及诱发因素对地质灾害易发区区划的影响，在袭扰系数 法的基础上，对地质环境条件及诱发因素定量化参与地质灾害易发区分区，进行了初步 探讨，得出了地质环境条件及诱发因素，作为袭扰系数r 值的一个因子，参与了地质灾 害易发区评价。 褚洪斌等i l6 j 采用层次分析法，通过对河北省太行山地区地质灾害主要影响因素的分 析，以滑坡、泥石流、崩塌、水土流失等为计算样本，计算出各地质灾害影响因素对计 算样本的影响权重，并通过计算机进行网络剖分，因素叠加，计算出单位面积的单灾种 评价指数和综合评价指数，用以表征整个地区地质灾害的危险性。 龚健雅【2 5 j 运用g i s 的空间叠置分析技术( s p a t i a lo v e r l a ya n a l y s i s ) ，通过与专家评判与 层次分析法相结合，以地质灾害危险性评价为基础，在单类地质灾害危险性区划的层次 上，实现地质灾害危险性的综合区划，构建了地质灾害危险性综合评价与区划体系。 除此之外，还有很多专家和研究人员，利用卫星遥感技术、g i s 技术，以及信息系 统室内分析法等新技术和新方法对地质灾害易发区进行了评价和客观反应。 1 2 3 存在的问题 总结起来，当前区域地质灾害危险性评价中存在以下几个方面的主要问题。 ( 1 ) 评价结果的评判标准不够明确 之所以要特别强调评判标准问题，是因为这实质上涉及到地质灾害危险性评价的基 本出发点和目的问题。现在人们对评价结果是否符合实际往往根据这样的标准，如“已 有的滑坡点所在评价单元得出的评价级别是否是高危险的”。此处姑且不论逻辑上是否 严谨，仅从危险性评价或区划的目的来看，单纯依赖这一评判标准得出自圆其说的结论 就有失妥当了【1 4 j 。显而易见，区域地质灾害评价是为区域地质灾害管理服务的，因此， 能否很好地为管理所用并取得令人满意的管理绩效，才是评判评价结果的正确适用与否 的最终标准。在进行地质灾害评价时，如果不能很好地坚持为地质灾害管理提供依据这 4 l 绪论 一目标，则评价结果的正确与否将是一句空话。 ( 2 ) 把注意力都集中在构筑复杂的数学模型上 各种危险性评价方法可以分为定性评价和定量评价两大类。需要指出的是，无论是 定性方法还是定量方法，无论形式上是否严格，各种方法无一例外都带有较大的人为性， 从而导致评价结果具有较大的随意性【1 4 j 。 对于这个问题，在认识上是存在一定分歧的。一种观点认为现有地质灾害区域评价 方法体系下得出的评价结果和区划不确定性因素太多，不具有适用价值；另一种观点则 认为这种局面归咎于评价模型不够先进合理，对将各种数学模型尝试运用到这一研究领 域的努力寄予厚望，国内这种倾向尤其明显。这种观点，前者长久以来习惯于确定性研 究方法和确定性结果，视地质灾害的复杂性和不确定性为畏途；后者忽略了地质灾害本 身是一个复杂的地学命题，再完美先进的数学方法，如若不能在诠释地质灾害本身的发 生、发展规律问题上获得新知的话，则势必不太可能得出更好的危险性评价结果。造成 这种现象的原因是，在地质灾害研究中，缺乏综合与协调，缺乏建立在事物间具有广泛 联系性规律基础上的整体思考和对解决实际问题能力的追求。 ( 3 ) 与生产实际的结合或其应用性不强 由于社会对灾情评估的作用缺乏充分的认识，加之目前灾情评估方法还不够完善， 尤其是区域稳定性评价，还主要是介于半定量、半定性的研究水准上，应用性不充分， 所以目前在减灾活动中灾情评估还没有得到广泛应用，这种状况不但影响了减灾效果， 而且也不利于地质灾害防治工作的进一步提高与发展。 1 3 本文创新点及重点要解决的问题 本文创新点主要是：本文在深入学习和研究前人科研成果的基础上，结合研究区的 实际情况，运用模糊综合评判和灰色聚类两种数学方法，建立数学模型，分别形成危险 性分区，经过比对和综合，对临潼区地质灾害危险性进行评价。 本文重点要解决的问题： 1 ) 因素的选择与量化； 2 ) 评价集的确定； 3 ) 多因素重要性指标( 权重) 的确定； 4 ) 各类别因素对评价目标的隶属度和白化函数的确定； 5 ) 选择两种评价方法进行对比，得出评价结果。 5 西安科技大学硕士学位论文 2 研究区自然地质环境条件 2 1 研究区概况 西安市临潼区位于陕西省关中中部，西安市东部，西距西安市区1 6 k m ，东邻渭南 市，南界蓝田县，西接西安市灞桥区、高陵县，北与西安市阎良区接壤。地理坐标为东 经1 0 9 。0 5 7 4 9 ”1 0 9 。2 7 5 0 ，北纬3 4 。1 6 7 4 9 3 4 。4 47 “”，总面9 1 5 k m 2 。 临潼是全国著名的风景名胜区，其中秦始皇陵被联合国教科文组织列为“世界文化遗 产”，兵马俑被誉为“世界八大奇迹 ，华清池闻名遐迩。 图2 1 临潼区交通位置图 6 2 研究区自然地质环境条件 2 2 地形地貌 全区地貌由南向北依次分为骊山断块低山、黄土沟壑丘陵区、骊山北麓黄土台塬区 和渭河冲积平原区( 图2 2 ) 。从临潼区地形地貌特征看，河、沟壑地貌区是崩滑流地质灾 害的主要发育地段，从河谷一沟谷一沟壑地貌，地质灾害的分布密度由d , n 大，基岩山 地区以人类工程活动密集区发育多，危害重，如大水沟泥石流和骊山滑坡群；从地域分 布上看，黄土沟壑区伤亡性地质灾害发生概率明显高于岩质低山丘陵区。 ( 1 ) 骊山断块基岩山地区 位于临潼区南部山区，以戏河河谷为界，海拔1 0 0 0 m 左右，最高峰为仁宗庙1 3 0 2 m 山 坡遗存有三级古老剥蚀面，老君殿处于最低一级，是第三纪末期，渐新世初期，喜马拉 雅山第三期构造运动掀起上升的断块低山地，边界主要受北东东方向与北北东向两组活 断层的控制，其形式呈比较规则的菱形。其地貌特点是地势北翘南俯，四周断层发育， 沟谷深切成陡峭的“v ”型谷。分水岭脊一般为浑圆平顶状。地层基座海拔1 0 0 0 - - 1 2 0 0 m ， 主要由太古代变质岩和燕山期花岗岩组成，发育近于共轭的x 型节理和断层。 ( 2 ) 黄土丘陵区 图2 2 临潼区地貌图 7 西安科技大学硕士学位论文 黄土丘陵区原是横岭塬的一部分，后因受河道深切及重力等内外营力的作用，而成 为塬梁、河沟相问地貌。梁面微向西北倾斜，梁峁寄生其上，地面起伏，形态破碎，海 拔8 0 0 1 0 0 0 m 之间，侵蚀强烈，水土流失严重。 ( 3 ) 黄土台塬区 黄土台塬在该区内有三级，从下往上呈阶梯状分布，其成果与渭河断陷逐级下降发 生的断错基本一致。 一级黄土台塬：是在二级洪积扇群的基础上，经过山区洪流侵蚀、堆积和黄土覆盖 而成，地势东南高西北低，为扇形缓坡面，高程约4 6 0 - - 5 0 0 m 。 二级黄土台塬：是在大面积的一级洪积扇群形成以后，经过流水侵蚀切割和黄土堆 积覆盖而成。地势东南高西北低，为一扇形缓坡面，北部现有扇状弧形陡坡，高程约6 2 0 6 5 0 m 。塬面上分布有大致呈东西走向的侵蚀构造凹地。 三级黄土台塬：黄土台塬较高地区，当零河、戏河、玉川河未形成固定河道之前， 山区洪流冲出山口后，形成大面积的面状洪流堆积，后经二、三级洪积扇迁移及黄土堆 积而成。自东南向西北倾斜，缓坡面高程约6 0 卜7 7 0 m 。该处台塬黄土堆积深厚，由于 塬面倾斜，沟壑切割，所以水土流失严重。 ( 4 ) 洪积平原 洪积平原是在一级黄土台塬形成以后，山前大小峪口暂时性的洪水在山前拗陷区积 淤形成的洪积扇，又不断扩展，相互连接而形成。扇区河沟切割不深，地势南高北低， 靠山麓部分为洪积堆，坡度在7 8 以上，扇区地势较低，形成东西向缓岗或浅凹相间 地貌，高程5 0 0 - - - 6 5 0 m 之间，由于该处地势倾斜大，土壤质地粗，所以渗透性良好。 ( 5 ) 冲积平原 冲积平原在区境内自南向北共有三级，从上往下一级嵌入一级，沿渭河及其支流呈 带状分布，组成物质具有二元结构，因上部为黄土堆积，故又称黄土覆盖阶地，其中一、 二级阶地最为发育。 2 3 气象与水文 2 3 1 气象 该区属东亚暖温带半湿润气候向内陆干旱气候的过渡带上，间有两种气候的特点， 属温暖带大陆季风气候，四季冷暖干湿分明：春季暖和，多风，干燥，回暖早，升温快： 夏季炎热，日照长：秋季降温快，多阴雨；冬季寒冷，干燥，气温低而雨雪少。年平均 气温1 3 5 ，极端低温为一1 7 ，极端低温为4 1 9 。 本区年均降水量5 5 3 1 m m ，年最大降水量为9 5 4 9 m m 。降水具有明显的季节性，集 中于7 、8 、9 、1 0 四个月，其降水量为3 1 5 4 m m ，占全年降水量的5 7 ，且多有大雨和 8 2 研究区自然地质环境条件 暴雨。冬季受西伯利亚冷高压控制及干燥的冷空气的影响，当年1 2 月和来年1 、2 月份 降水量仅有17 2 m m ，占全年降水量的3 。月平均最大降水量9 6 6 m m ，月最大降水量 2 4 2 1 m m ，日最大降水量8 6 8 m m ，时最大降水量2 9 0 m m 。1 0 分钟最大降雨量1 6 8 m m 。 2 3 2 水文 本区境内有大小河流1 0 条，均属渭河水系。其中境内河流7 条，分别为：戏河、 t ) l l 河、沙河、五里河、三里河、临河、韩峪河。界河1 条，为零河。入境河流1 条， 为石川河。过境河1 条，为渭河。其中零河、戏河、玉川河、沙河、五里河、临河、三 里河、韩峪河共8 条河流由南岸汇入渭河，石川河由北岸汇入渭河( 图2 3 ) 。 2 4 地层岩性与地质构造 2 4 1 地层岩性 图2 3 临潼区水系河流图 ( 1 ) 太古界太华群( a n h ) 该地层主要有太古代变质岩，主要岩石为斜长角闪片麻岩、黑云母片麻岩、黑斜片 9 西安科技大学硕士学位论文 麻岩、黑云母石英片岩、石英片岩。主要分布在调查区南部低山丘陵区的骊山断块山地。 ( 2 ) 第三系户县群( e h ) 主要出露于骊山西侧，埋藏于西安凹陷下部，其上部为白鹿塬组，为一套河流相沉 积，岩性为灰白色中、粗粒砂岩，黄褐色、褐色泥岩；上部为红河组，为河流相及堆洪 积相沉积，岩性为褐色含砾粉砂岩、泥岩，下部为砾状砂岩及粉质泥岩。总厚度变化大， 约1 0 0 3 0 0 m 。 ( 3 ) 上第三系高陵群( e 1 9 1 ) 主要出露于骊山西侧，埋藏于西安凹陷下部，为一套河湖相沉积物，岩性为棕褐色、 褐色砂质泥岩，浅棕红色细砂岩央灰白色含砾中粗砂岩。沉积厚度1 0 0 1 5 0 m 。 ( 4 ) 下第三系新统永乐店群( n 2 y ) 主要出露于骊山西侧，埋藏于西安凹陷下部，包括蓝天霸河组和张家河组。下部蓝 田灞河组以河流相沉积为主，岩性为灰白色中粗粒砂岩夹棕色、棕紫色泥岩，冷水沟剖 面有出露。上部的张家坡组以湖相沉积为主，岩性为灰绿、灰黄色泥岩与泥质砂岩、细 砂岩互层，总厚度1 0 0 1 5 0 m 。 ( 5 ) 第四系下更新统( q 1 ) 广泛埋藏于西安凹陷中，为湖相和洪积相堆积。岩性为含泥砂砾石及含砾粉质粘土、 粘土层，从南向北由粗变细，沉积厚度1 0 0 m 左右。 ( 6 ) 第四系j x l 积黄土层( q 2 + 3 酬) 分布于西部和北部的黄土塬区，岩性为黄土夹十余层古土壤，沉积厚度4 0 6 0 m 。 ( 7 ) 第四系风积黄s l ) 丢( q 4 酬) 分布在骊山山前洪积扇群，岩性为粉土、粉质粘土、粉质粘土夹砂及漂砾石。沉积 厚度在山前薄，约百余米，向北厚度增大，可达数百米。 2 4 2 地质构造 ( 1 ) 区域断裂 该区位于渭河断陷盆地带的中部，主要断裂有以下几条： 临潼一长安断裂 为一隐伏大断裂，走向北东，倾向北西，为高角度正断层，倾角7 0 0 左右，由三条 断裂组成，该断裂是西安凹陷与骊山隆起的分界。现今活动较强烈，深切地壳2 5 k m 左 右。 泾河骊山断裂 断裂走向北西，倾向北东，其北段隐伏于渭河盆地，南段出露于骊山北麓。该断裂 在临潼东部切错了临一长断裂。 骊山北侧断裂 1 0 2 研究区自然地质环境条件 出露于骊山北侧，走向近东西，倾向北，倾角6 0 0 ，落差大于千米，北盘下降被洪 积扇掩埋，南盘为太古界太华群片麻岩，断层向西过牡丹沟呈隐伏状。该断裂与北北东 向老鸦沟断层交汇点即为华清池温泉的出露点，是一条活动断层。 ( 2 ) 断层 骊山是渭河地堑中的一个断块山，区内构造断裂层十分发育，其断层主要有两组， 一组为北东东向，另一组为北西西向。坡房村一赵家坡断层和王家坪一任家湾断层为北 东东向，牡丹沟、官沟断层为北西西向的断层。而近南北向或近东西向断层只占次要的 地位。 骊山断块中的中小断层特别发育，如牡丹沟至老母殿之间，由于断层的发育而造成 由西向东作西俯东仰的台级地貌特征；由老母殿至寺沟之间，又有一个小型的地堑构造。 而骊山老母殿北侧坡底又有一组近东向正断层发育，构成骊山北坡的断阶式滑坡群。老 鸦沟断层出露于骊山西侧，走向北东6 0 ，倾向西，倾角6 仁8 0 0 ，东盘为骊山山体，由 太华群片麻岩组成，西盘为黄土台塬，由第四系中晚更新统黄土组成。 2 5 新构造运动与地震 该区新构造运动主要表现为地壳上升与河谷的切割侵蚀。在第四级中更新世整个渭 北黄土高原大面积上升，骊山断块表现出强烈的掀斜式上升运动，骊山山前断层非常发 育，并迫使灞河河床多次向南西方向作单向迁移。区内河流的冲刷侵蚀作用强烈。 该区位于渭河断陷，渭河断陷盆地是我国著名的历史强震运动区，渭河断陷盆地与 山西汾河断陷盆地的地震活动构成一个明显的强地震活动带。本区有史记载以来，发生 过5 级以上的地震两次，但因位于渭河断陷盆地东部，新构造运动强烈，断层发育，区 内发生过的地震多属断层运动引起的地震，这一特点与陕西省地质构造特征是一致的。 由于地处汾渭地震带及周邻强震影响甚大，关中历次大震均波及该区。该区的地震烈度 为度区，是我省地震监测和抗震加固的重点地区之一。 2 6 岩土体类型及工程地质特征 1 1 岩体 块状坚硬花岗岩类：主要为燕山早期斑状花岗岩和晚期浅红色中粗粒花岗岩，块状， 坚硬、抗风化，主要分布于骊山仁宗庙和大水沟一带。 块状片麻岩类：主要由太古代黑云母片麻岩、角闪片麻岩组、黑斜片麻岩组和浅红 岩组、片麻理发育，坚硬，抗风化能力弱，分布于骊山山地区。 层状碎屑岩类：地层为第三系，岩性为浅灰绿色长石砂岩及厚层灰白色砂岩夹紫红 色泥岩，易风化，强度低，主要分布于骊山西侧沟谷中。 其主要工程地质问题是断裂发育，工程地质条件复杂。 西安科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 土体 黄土及黄土状土：以第四系离石黄土与马兰黄土为主，垂直节理发育，夹多层古土 壤，主要分布于骊山黄土丘陵区和北麓黄土台塬区，其主要工程地质问题是黄土地基湿 陷、黄土塬边滑坡崩塌。 第四系冲、洪、坡积物：多分布于沟谷两侧缓坡及山前冲洪积平原地带，其主要工 程地质问题是地基不均匀沉降和黄土状土地基湿陷。 砂土或粘性土砂土互层：主要分布在渭河及其支流，其主要工程地质问题是河漫 滩的饱和砂土液化和一级阶地的砂土地基不均匀沉降。 2 7 地下水类型与特征 根据本区地下水分布规律、补给条件及存储条件，可划分为三个地下水地质分区。 由南向北分别为骊山断块低山区、黄土丘陵沟壑及台塬区、渭河冲积平原区。分布 规律是由南向北逐渐增加。地下水主要分布在黄土台塬区及渭河平原区，且以孔隙水为 主要存储形式。 ( 1 ) 骊山低山区 位于本区南端，主要是基岩裂隙水，赋存于花岗岩和变质岩裂隙中。地下水存储条 件差，降水补给的地下水绝大部分以泉水露出，排泄于河道中或补给黄土台塬区。 ( 2 ) 黄土丘陵沟壑及台塬区 位于骊山低山区北边和东西两侧。该区洪积物覆盖较厚，地下水位松散层孔隙潜水 主要存储在黄土孔隙、古土壤孔隙及部分砂砾层中，由于水文地质结构复杂，存储条件 差异较大，地下水分布不均匀。 ( 3 ) 渭河冲积平原区 位于南北两侧，河流冲积物覆盖地表，水文地质结构比较均匀，地下水存储条件比 较单一，绝大部分地下水存储于砂、砂砾的孔隙中，地下水分布较均匀。 2 8 人类工程活动特征 该区是全国著名的旅游区，随着经济社会的快速发展，因开发不慎改变或破坏生态 环境与地质环境的现象比较频繁；同时因采石造成地质环境恶化，开挖边坡等削坡活动， 改变了斜坡的外貌，降低了斜坡的稳定性，引发崩塌、地裂缝等不良地质现象。人类工 程经济活动较为强烈。 1 2 3 研究区地质灾害发育特征 3 研究区地质灾害发育特征 该区因受到地震和区域新构造隆起运动的影响，地面长期处于抬升过程，南部的骊 山断块低山和黄土丘陵沟壑区、骊山北麓黄土台塬区河流侵蚀下切，坡陡谷深、地形破 碎复杂。在地形地貌、地质构造、岩土体组合性质、气象水文以及人类工程活动等综合 作用影响下，使该区地质灾害比较发育。 3 1 地质灾害发育类型及特征 通过地质灾害调查区划与实际调查，结合该区近几年治理了一些灾害点，该区境内 现有地质灾害隐患点8 9 处( 表3 1 ) ，主要地质灾害类型以崩塌和滑坡为主。其中崩塌 5 7 处，滑坡3 l 处，泥石流沟1 条。按照县( 市) 地质灾害调查与区划基本要求实施细 则标准，灾害点规模以小型为主，占总数的8 9 。 表3 1 临潼区地质灾害数量表 3 1 1 崩塌 该区崩塌性质较单一，已经查明的崩塌几乎均为土质崩塌，崩塌体的下部一般为 q 2 离石黄土，上部一般为q 3 马兰黄土。崩塌占调查区灾点总数的6 4 ，规模基本为小 型崩塌。 黄土崩塌主要发育在坡度较陡，植被条件差，人类居住的窑洞区。陡崖下部因挖掘 筑窑而被淘空，崖体因卸荷产生了大量的垂直裂隙。土体在卸荷拉张及自重引起的剪切 力下，沿垂直裂隙发生崩塌，致使崖面剥落、掉落土块，甚至整体崩塌，产生塌窑事故， 危害性极大。 本区的崩塌与降水关系密切，多发生在雨季，具有群发性、突发性、危害性大等特 点。 1 3 西安科技大学硕士学位论文 3 1 2 滑坡 该区滑坡体性质单一，基本上均为土质滑坡，仅有一处岩质滑坡。黄土滑体的下部 一般为q 2 离石黄土，上部一般为q 3 马兰黄土。滑坡占该区灾点总数的3 4 8 ，滑坡规 模以小型为主。 ( 1 ) 滑坡类型 按滑动面特征分为两类：一类是黄土切层滑坡，滑面与结构面的基本特征是以黄土 节理裂隙面为控滑结构面，后缘以黄土垂直节理为滑面，前缘兼有崩塌性质，向前切层 滑动。另一类是顺层滑坡，以变质岩、砂岩、泥岩等上覆土体接触面为滑动面，主要分 布在骊山断块低山区及黄土丘陵区，其滑坡体多为上覆第四系的黄土或坡积物，由于上 覆土体一般厚度较小，在降水影响下很容易发生滑动。 按物质组成分：该区滑坡类型主要为土质滑坡，组成滑坡的物质为土体，其中可进 一步分为堆积层滑坡、黄土滑坡。岩质滑坡，仅在骊山北坡可见。 按滑体厚度分：浅层滑坡，滑体厚度仅3 5 m ；中层滑坡，滑体厚度7 _ _ 2 0 m ，深 层滑坡，滑体厚度2 卜5 0 m 。 ( 2 ) 浅层滑坡主要为堆积层滑坡，滑体主要为第四纪黄土和坡积物，主要发育在骊山 断块低山，为顺层滑坡。中厚层滑坡主要分布在黄土丘陵地区，主要为黄土切层滑坡。 ( 3 ) 滑坡发生具有一定的周期性，地质灾害发生的频率与年降雨量的多少成正相关关 系。 3 1 3 泥石流 ( 1 ) 按泥石流活动成因和产出的环境分类，主要属于沟谷型泥石流和坡面型泥石流。 沟谷型泥石流沟汇水面积较大，分支较多，整体呈瓢状，其下游多有水库等工程设施。 坡面型泥石流沟汇水面积较小，整体呈长条状，多为水石流，其堆积区地势平坦且距离 村庄较近。 ( 2 ) 泥石流沟主要发育在骊山北坡的几个采石场分布的沟谷，沟谷较为狭长，沟内植 被条件差。泥石流的物质成分主要来自采石场松散废石堆及坡面的堆积层，在雨季存在 发生泥石流的隐患。按其松散堆积物体积划分，规模为小中型。 ( 3 ) 流域内坡面上或沟床内人类工程活动强烈，存在自然或人为堆积的松散岩土体， 处于不稳定状态。 3 2 地质灾害分布规律 该区地质灾害分布具有地域性特点，表现为新构造运动所造成的地形地貌控制了灾 害的分布及类型，在人类工程活动比较活跃的区域内，地质灾害较为发育。从地质灾害 1 4 3 研究区地质灾害发育特征 分布图上可以看出，区内灾害隐患点主要分布在南部骊山断块低山、黄土丘陵沟壑区和 黄土台塬区内。 3 2 1 骊山断块低山区和黄土丘陵沟壑区 崩塌主要分布在南部骊山断块低山和黄土丘陵沟壑区的人类工程活动的沟谷边坡 带，由于开挖坡脚，使岩土体的完整性受到破坏而失稳，加之表层风化破碎及节理裂隙 发育，雨水或地表水的渗入，形成不稳定岩土体；滑坡主要分布在构造发育的骊山山地， 基岩与土体接触带，零河、戏河上游的黄土丘陵区，以及人类工程活动比较活跃的采石 场沟谷和窑洞区；泥石流分布在骊山的各类采石场。沟谷型泥石流分布在狼沣沟、大水 沟、黄沟和黑沟等骊山的狭长沟谷内；坡面型泥石流分布在骊山山地与黄土丘陵的假整 合地带。 3 2 2 黄土台塬区 岩土体主要为第三系河湖相沉积及上新世红色砂岩系，上面覆盖着较厚的黄土塬， 从南部山区发育的八条河流将其切割成9 大块，受水的作用，遭受了不同程度的侵蚀和 切割，水土流失较严重。在区内黄土台塬前缘陡坎一带和黄土台塬内部深切的沟谷地带， 沟深坡陡，地形复杂，植被条件较差，岩性均为黄土，基低多为砂岩，稳定性很差，地 质灾害比较发育，经常发育黄土崩塌、滑坡等重力构造。 3 3 地质灾害形成条件及影响因素 3 3 1 泥石流的形成因素 泥石流的形成必须同时具备三个基本条件：有利于集水、集物及运动的地形条件； 有丰富的松散土石体碎屑物质来源；短时间内有大量水源。 ( 1 ) 地貌条件 全区地貌由南向北依次分为骊山断块低山、黄土沟壑丘陵区、骊山北麓黄土台塬区 和渭河冲积平原区。从临潼区地形地貌特征看，河、沟壑地貌区是崩滑流地质灾害的主 要发育地段，从河谷一沟谷一沟壑地貌，地质灾害的分布密度由小到大，基岩山地区以 人类工程活动密集区发育多，危害重。这种地形地貌条件有利于汇集水源和固体碎屑物 缘。 ( 2 ) 固体碎屑物源条件 物源条件是指物源区土石体的分布、类型、结构、性状、储备方量和补给方式、距 离和速度等。临潼区泥石流沟的物源主要来自于采石场工程建设：工程建设加大临空面、 开挖边坡、改变沟口侵蚀基准面，从而诱发重力崩滑形成潜在的补给来源；采石场在开 1 5 西安科技大学硕士学位论文 采建设中及建设后的弃土弃渣无法及时运走，就地堆积在山谷沟口或沟道中，也成为泥 石流物源的补充。另外，还有部分乱采乱挖的个人取石行为，破坏了斜坡坡脚的稳定性， 致使沟谷两侧的上覆岩土体滑塌，进入沟谷，成为泥石流的潜在物源。 ( 3 ) 水源条件 水源条件在泥石流发生中起到了关键作用，同时也是固体碎屑物缘的搬运介质。根 据临潼区的气象条件和水文地质资料，该区的降水具有明显的季节性，水源主要由汛期 的强降雨构成。集中于7 、8 、9 、1 0 四个月，其降水量为3 1 5 4 m m ，占全年降水量的 5 7 ，且多有大雨和暴雨。这为泥石流的形成提供了充足的水源动力条件，该区的泥石 流沟大都为中小型。 3 3 2 滑坡的形成因素 滑坡的发育及分布受多种因素的影响，这些因素综合起来可分为内在因素和外在因 素。内在因素主要有：地形地貌、地层岩性、地质构造、斜坡结构类型、地下水；外在 因素主要有大气降水、地表水侵蚀冲刷、人类工程活动。 该区已发现滑坡的产生原因主要是岩土体性质软弱和地下水的作用，其次是人类工 程活动的影响。 ( 1 ) 地形地貌 地形地貌是各类地质灾害产生的基础和背景。任何斜坡的变形破坏必须具备斜坡 体、软弱面和临空面三个条件，缺一不可。无论哪一种具有一定外形的斜坡，它在本质 上均与岩性和构造一样，都是斜坡灾害的形成条件。一般而言，滑坡多发生在坡度大于 1 5 0 的斜坡体上。临潼区受构造作用的影响，区内沟谷纵横、地形相对高差较大、沟谷 切割强烈，其高度、坡度以及临空面为滑坡的形成提供了最基本的客观地形条件。 ( 2 ) 地层岩性 地层岩性是区内滑坡产生的内在决定因素。不同的岩性及其结合关系对斜坡的变形 破坏起着重要的作用。本区内坚硬的碳酸盐岩、砂岩分布于陡峭斜坡易于