（地质工程专业论文）延长县滑坡地质灾害风险评估和管理研究.pdf

摘要 黄土高原由于地形破碎，生态环境脆弱，地质环境复杂，滑坡、崩塌等地质灾害发 育，对当地的工农业生产及人民生命财产构成严重威胁。延长县位于延安市东部，地质 灾害严重。2 0 0 7 年，本人导师陈老师承担了中国地调局下达的陕西省延安市延长县的地 质灾害详细调查的科研项目，在协助导师完成项目后，自己进一步深入地对该县滑坡灾 害进行了风险评估和风险管理研究。从中重点筛选了2 0 个对人民生命财产会造成威胁的 滑坡进行了分析和危险性评价，确定了这些滑坡的风险性，提出了滑坡的风险管理方案。 通过对延长县黄土滑坡的综合分析，总结了该县黄土滑坡的发育特征，分析了其产 生的必要条件和影响因素。 对2 0 个重点滑坡分别采用了数值分析法，极限平衡法和工程地质类比法进行了稳定 性的分析评价，结果表明，2 0 处滑坡中，稳定和较稳定的1 5 处，占7 5 ，不稳定的5 处，占2 5 。 在对滑坡的稳定性分析和承灾体的潜在损失分析基础上，先对研究的2 0 个滑坡进行 了危险性定性评估，其中危险性大的灾点有5 处，占总数的2 5 ，危险性中等的灾点有 1 1 处，占总数的5 5 ，危险性小的灾点有4 处，占总数的2 0 。 结合当地情况和以往经验，对滑坡灾害点承灾体的潜在生命损失及潜在财产损失进 行分析评估，得出易损性概率。 对滑坡点进行了风险评估，根据建立的风险评估标准，对2 0 个滑坡进行了风险评 估：在人员伤亡潜在损失中，高风险无，中等风险2 个，低风险1 8 个；财产损失潜在风 险中，高风险2 个，中等风险6 个，低风险1 2 个。 最后对滑坡灾害点进行了风险管理，根据“以人为本”的原则，结合滑坡风险大小， 分别提出了搬迁、工程治理和监测的防治预案。以上研究，是滑坡条件和稳定性评价研 究的深化，其成果对于延长县滑坡灾害防治具有参考价值。 关键词：黄土滑坡，稳定性，易损性，风险，评估，管理 a b s t r a c t p l a t e a ub r o k e nb e c a u s eo ft h et e r r a i n ，af r a g i l ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，t h ec o m p l e x i t y o ft h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，l a n d s l i d e sa n do t h e rg e o l o g i c a ld i s a s t e r s d e v e l o p m e n to f l o c a li n d u s t r i a le n d a n g e ra g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o na n dp e o p l e sl i v e s e x t e n s i o no ft h ee a s t e r n p a r to f t h ec o u n t yi sl o c a t e di ny a n a n , as e r i o u sg e o l o g i c a ld i s a s t e r s i n2 0 0 7 ，m ym e n t o r t e a c h e rc h e na s s u m e dc g si s s u e dc h i n a t ss h a n x ip r o v i n c et oe x t e n dt h ec o u n t yo fy a n a n c i t y , ad e t a i l e di n v e s t i g a t i o no fg e o l o g i c a ld i s a s t e r si nt h er e s e a r c h , i na s s i s t i n gt h ei n s t r u c t o r a f t e rc o m p l e t i o no f t h ep r o j e e t ，t of u r t h e rt h e i ro w nc o u n t yl a n d s l i d eh a z a r dr i s ka s s e s s m e n t c a r r i e do u t s c r e e n e df r o mt h ef o c u so f2 0p a i r so fp e o p l e sl i v e sa n dp r o p e r t yc a u s e db yt h e t h r e a to fl a n d s l i d e sw i l lb ec a r r i e do u ta n a l y s i sa n dr i s ka s s e s s m e n tt od e t e r m i n et h er i s ko f l a n d s l i d e s ，al a n d s l i d er i s km a n a g e m e n tp r o g r a m b ye x t e n d i n gt h ec o u n t y j sc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so fl o e s sl a n d s l i d e s ，s u m m e du pt h e c o u n t y t sd e v e l o p m e n to fl o e s sl a n d s l i d ef e a t u r e s ，a n a l y s i so ft h er e s u l t i n gn e c e s s a r y c o n d i t i o n sa n di n f l u e n c i n gf a c t o r s f o c u so nt h es l i d e2 0 ，r e s p e c t i v e l y , u s i n gn u m e r i c a la n a l y s i sm e t h o d ，l i m i te q u i l i b r i u m m e t h o da n de n g i n e e r i n gg e o l o g i c a la n a l o g yt ot h es t a b i l i t ya n a l y s i sa n de v a l u a t i o n , r e s u l t s s h o w e dt h a ti n2 0l a n d s l i d e ，s t a b i l i t ya n dam o r es t a b l e15 ，a c c o u n t i n gf o r7 5 ，u n s t a b l et h e f i v e ，a c c o u n t i n gf o r2 5 i n t h es t a b i l i t ya n a l y s i so ft h el a n d s l i d eb o d ya n dt h ep o t e n t i a lf o rd i s a s t e rl o s sb a s e do n t h ea n a l y s i so ft h ef i r s t2 0m o n t h so ft h es t u d yc a r r i e do u tt h ed a n g e ro fl a n d s l i d e sq u a l i t a t i v e a s s e s s m e n t ，i nw h i c hh i g l l r i s kd i s a s t e rp o i n tf i v e ，a c c o u n t i n gf o r2 5p e r c e n to ft h et o t a l n u m b e ro fd a n g e r o u sm i d d l eo ft h ed i s a s t e ro f1 1p o i n t s ，a c c o u n t i n gf o r5 5 o ft h et o t a l ，t h e r i s ko fd i s a s t e ras m a l l4p o i n t ，a c c o u n t i n gf o r2 0 o ft h et o t a l c o m b i n a t i o no fl o c a lc o n d i t i o n sa n dp a s te x p e r i e n c e ，p o i n t st ot h el a n d s l i d ed i s a s t e r p r e p a r e d n e s sf o rt h ep o t e n t i a ll o s so fl i f e ，b o d y , a n da na n a l y s i so f t h ep o t e n t i a ll o s so f p r o p e r t ya s s e s s m e n t ，t h ep r o b a b i l i t yo fd r a wv u l n e r a b i l i t y p o i n t so nt h el a n d s l i d er i s ka s s e s s m e n t ，r i s ka s s e s s m e n ti na c c o r d a n c e 、i me s t a b l i s h e d s t a n d a r d s ，a2 0l a n d s l i d er i s ka s s e s s m e n t ：t h ep o t e n t i a ll o s s e si nc a s u a l t i e s ，t h eh i g l l - r i s k - f r e e ， t w om i d d l e - r i s k ，l o w r i s k1 8 ；o f t h ep o t e n t i a lr i s k so f d a m a g et op r o p e r t y ，2h i g l l - r i s l ( m e d i u mr i s ko f 6 ，1 21 0 、矗s k t h ef i n a lp o i n to ft h el a n d s l i d eh a z a r dr i s km a n a g e m e n t ，a c c o r d i n gt o ”p e o p l ef i r s t ” p r i n c i p l e ，c o m b i n e d 、i mt h es i z eo fl a n d s l i d er i s k , ar e l o c a t i o n , e n g i n e e r i n g ，m a n a g e m e n ta n d m o n i t o r i n gp l a nf o rt h ep r e v e n t i o na n dt r e a t m e n t 1 1 1 ea b o v es t u d yi st h ee v a l u a t i o no f l a n d s l i d es t a b i l i t yc o n d i t i o n sa n dt h ed e e p e n i n go fr e s e a r c h , t h er e s u l t so fl a n d s l i d eh a z a r df o r t h ee x t e n s i o no ft h ec o u n t y 丽mr e f e r e n c et ot h ev a l u eo fp r e v e n t i o na n dt r e a t m e n t k e yw o r d s ：l o e s s l a n d s l i d e ，s t a b i l i t y , v u l n e r a b i l i t y , r i s k , a s s e s s m e n t ，m a n a g e m e n t 论文独创性声明 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己经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 论文知识产权权属声明 年月日 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： 导师签名： 年月日 年月日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题背景及研究意义 我国地域辽阔人口众多。自然地理环境和地质条件比较复杂。客观上造成我国地质 灾害发育的多样性、突发性、群发性、多发性和影响持久性。使我国成为世界上地质灾 害最为严重的国家之一。 1 1 1 选题背景 近年来，随着经济的飞速发展和人类活动的聚增，我国各种自然和人为灾害频繁发 生，给人民群众的生命及财产造成重大损失。特别是滑坡灾害发生的次数明显增多，灾 害程度明显增加，分布面积不断扩大，对我国国民经济和社会安定团结造成比较严重的 影响。为此中国地质调查局2 0 0 7 年下达了“陕西省延安地区地质灾害详细调查 任务， 开展对陕西省延长县地质灾害详细调查工作。本文以此为基础对陕西省延长县滑坡灾害 的发育特征、稳定性进行研究，筛选了对人民的生命财产安全潜在威胁的2 0 个滑坡进 行风险评估及风险管理，并完成该论文。 1 1 2 研究意义 滑坡是一种地质作用，是地貌演化的一种方式，滑坡作用的结果可能造成经济损失、 人员伤亡、环境破坏等，形成地质灾害。滑坡问题既具有自然属性，又具有社会、经济 和环境等属性【1 1 。由于经济的高速增长、城市化进程的加快，滑坡及其灾害问题日益突 出。越来越多的滑坡灾害与人类工程活动有关，主要原因是在滑坡灾害高易发地区所进 行的切坡、加载、地下采矿、灌溉、水库工程建设等各种人类工程活动使得自然斜坡的 地质、地形和水文地质等环境在短时间发生了重大变化，加速了处于平衡状态或准平衡 状态的的斜坡体向不稳定性方向发展，从而导致滑坡的产生并造成经济损失和人员伤亡 的灾害。 过去3 0 多年来，滑坡研究的特点已由单个滑坡的现象描述、分类、治理发展到现在 以定性和定量描述为基础的滑坡风险评估和综合治理研究，然而由于滑坡地质灾害自身 的特点导致认识和管理水平的局限，同时受制于社会和经济发展平，目前还只能调用有 限的资源、采取有限的措施来应对地质灾害的发生。在广大偏远山区，常只能是灾后由 民政部门出面妥善解决善后工作，国土和地质管理部门和科研单位对地质灾害响应则显 滞后，主动防灾和减灾措施不足而且范围狭窄，还不能完全达到社会的期望。同时，虽 然民众普遍认识到地质灾害的危害性，但在防灾和减灾实践中民众参与的广泛性仍然相 第一章绪论 当有限。之所以如此，主要是由于滑坡地质灾害发生的地点、时间、规模和方式带有很 大的不确定性，政府和公众都能意识到地质灾害所带来的风险是客观存在的，但是缺乏 更进一步的了解，在地质灾害防灾决策时缺乏必要的依据，不可避免地存在一定的盲目 性。 有鉴于此，结合对我国目前滑坡地质灾害防灾减灾的迫切需要，在导师的指导下， 在完成中国地调局下达的“陕西省延安市延长县地质灾害详细调查”项目的同时，以“延 长县滑坡地质灾害风险评估和管理研究 为题作为硕士论文来开展研究。 1 2 滑坡风险评价研究现状 滑坡作用过程属于一种自然地质现象，但造成的后果却是一种社会和经济现象，具 有灾害性，它不仅给人类生命安全带来威胁，而且对财产、环境、资源等具有破坏性。 从地质灾害的角度看，滑坡给人类带来的损失可能仅次于地震，但是滑坡所发生的频率 和范围又远远的超过地震【2 1 。无论从单个滑坡所造成的危害，还是从区域的宏观角度， 其灾害性已经大的令人震惊。 我国是世界上滑坡灾害最严重的国家之一，在过去2 0 年里，我国相继发生过一系列 重大的滑坡灾害事件，如：重庆市云阳县鸡扒子滑坡，湖北省盐池河磷矿崩岩，甘肃省 洒勒山，湖北省新滩镇和重庆市溪口镇等滑坡，这些滑坡灾害均造成重大的人员伤亡或 经济损失并造成重大环境影响。对此，国内外一些专家进行了相关的研究。 1 2 1 国外研究现状 美国、欧洲阿尔卑斯山区的国家自2 0 世纪的6 0 年代末、7 0 年代初就开始了区域滑 坡灾害危险性区划研究，如：2 0 世纪6 0 年代末，美国西部的加利福尼亚州的滑坡敏感 性预测区划( s u s c e p t i b i l i t ym a p p i n g ) 及滑坡高危险区土地使用立法研究；2 0 世纪7 0 年 代法国提出的滑坡灾害危险性分区系统( z e i 泓o s ) ；等等。进入2 0 世纪8 0 年代，世 界上大部分国家和地区都开始了区域滑坡灾害危险性分区及预测问题的研究，如意大 利、瑞士、美国、法国、前苏联、西班牙、新西兰、印度等。从2 0 世纪9 0 年代起，围 绕国际减灾十年计划行动，北美及欧洲许多国家在原滑坡灾害危险性分区研究的基础上 开展了滑坡灾害危险性与土地使用立法的风险性评价研究，把原来单纯的滑坡灾害危险 性研究拓展到了综合减灾效益方面的系统研列3 1 。 在这方面，国外许多研究者采取了卓有成效的工作。 v a nd j i k e j j 等人基于g s i 对山区地质灾害进行分析，在数据采集和整理方面开展了 2 长安大学硕士学位论文 大量工作，建立了一套完整的数据库，并开发了地质灾害分析评价模型( v a nd j i k e j j 等， 1 9 9 0 ) 。 印度r o o k r e e 大学基于多源数据集，引入滑坡危险性系数( l n r f ) ，对喜马拉雅山麓 r m a g n a g ac a t c m h e n t 地区进行了滑坡灾害危险性分带，得到了滑坡灾害危险性分区图 ( g p u a t r p 等，1 9 9 0 ；g u p t a r p 等，1 9 9 7 ) 。 a k p a c h a 如等人对喜马拉雅g h a r w a l 地区进行滑坡分区制图时，尝试在地形分类的 基础上进行滑坡易发性制图，提供了一个基于地质学和地形学的滑坡制图实例 ( a k p a c h u a r i 等，19 9 8 ) 。 a u o r m e i h y 等人在对伊朗k h o r s h r o s t m a 地区滑坡灾害进行危险性分区时，基于简单 的格网单元，考虑影响滑坡的一系列因素，包括岩性、坡度、构造运动、土地利用以及 地下水作用，每一个格网单元的滑坡发生概率及其对影响因素的评价结果以s p i 表示， 然后用模糊综合评判计算潜在灾害指数( h a d ，所得结果用来绘制滑坡灾害分区图 ( a u o r m e i h y 等，2 0 0 1 ) 。随后，c n a d n ag o k c o e g l u 就斜坡破坏模式、影响因素选取等问 题与之展开过颇具启发性的讨论( c n a d n ag o k c e o g l u ，2 0 0 1 ；a u o r m e i h y 等，2 0 0 1 ) 。 e a l o e t t i 和r c h o w h d u y r 撰文总结回顾了近年来滑坡地质灾害危险性评价和风险评价 领域的研究进展，对主要的危险性评价方法进行了分类，并特别论及了可接受风险水平 等有关问题( p a l e o t t i ，19 9 9 ) 3 1 。 1 2 2 国内研究现状 同期，国内也有不少学者在这一领域开展了深入全面的研究工作。 上世纪九十年代初，针对长江三峡库区库岸稳定性问题展开的专用性调查和评价， 研究者在细致的野外调查基础上，运用多种数学模型进行了库区岸坡稳定性分区制图( 黄 润秋等，1 9 9 2 ；陈喜昌等，1 9 9 3 ) 。 4 1 刘汉超、陈明东等人针对金沙江向家坝水电站库区运用专家打分等多种方法进行了 岸坡危险性分区制图( 刘汉超等，1 9 9 3 ) 。赵强等人在对铜川市区斜坡稳定性进行评价制 图时，较好地运用了信息量法( 赵强等，1 9 9 6 ) 。柴贺军等人结合眠江实例，对滑坡堵江 危险性评价与预测进行了系统研究( 柴贺军等，1 9 9 7 ) 。 国内外许多学者对风险及其相关范畴有多种不同的定义，这里主要沿用香港土力工 程署推荐的定义。 ( 1 ) 风险 对于风险的概念，不同的人有不同的解释。韦伯字典将风险定义为“面临的伤害或 3 第一章绪论 损失的可能性 。在保险业中则定义为“灾害或可能的损失”。可以认为，风险是不确定 性结果的一种度量，所谓不确定性就是一个问题的结果存在两个或更多选择。香港土力 工程处则将风险定义为“衡量灾害对健康、财产或环境造成负面影响的可能性及严重性 的尺度，风险的概念一般包括两个因素：灾害发生的频率或可能性、灾害造成的后果 。 在论及风险时，常有个人风险和社会风险之分。个人风险是指生活在滑坡区域、或 者其活动可能引起滑坡地质灾害的个人所面临的滑坡风险。社会风险是灾害因其对人类 社会造成多种损害或引起死亡而引起的风险，即一个社会、一个社区作为一个整体必须 承担的由滑坡地质灾害引起的一系列死亡、损伤、经济、环境以及其他损失的总和【3 1 。 ( 2 ) 风险评价 一般认为，风险评价则是指对不良结果或不期望事件发生的机率进行描述及定量的 系统过程。或者说，风险评价是对一特定期间内安全、健康、生态、财政等受到损害的 可能性及可能的程度作出评估的系统过程。就滑坡地质灾害而言，风险评价可定义为对 特定影响因子造成暴露于该因子的单体或区域滑坡地质灾害发生的机率及其对人类社 会产生的危害的程度、时间或性质进行定量描述的系统过程【3 】。 ( 3 ) 风险管理 风险管理与是风险评价和风险控制的全过程，具体地讲就是在风险评价的基础上， 针对不可接受的风险采取降低或规避等措施的具体管理过程。 风险控制则是风险管理的决策及执行过程。在采取相应地控制措施之后，还需将风 险评估的结果作为一个输入因子，不时地验证风险控制的效果，这个过程即为风险反馈。 由地质灾害防治职能主管部门负责，充分调动全社会力量，按照业己制定的防治对 策，全面开展滑坡地质灾害防治工作。在防治对策实施的过程中，需要经常不断地就防 治绩效作出反馈，不断修正和完善防治决策【5 】。 1 3 本文研究的主要内容 本文的研究是结合国土资源部中国地质调查局2 0 0 7 年开展下达的计划项目( 水 2 0 0 7 0 1 2 0 1 ) 子项目：陕西省延长县地质灾害详细调查完成的，研究的主要内容有以 下几点： 1 详细了解延长县滑坡灾害发育的地质背景； 2 根据延长县地质灾害野外调查及室内资料整理统计，总结延长县滑坡灾害形成机 理及如何进行评价； 3 对延长县主要滑坡灾害点进行模拟、计算，分析其形成机理并对其稳定性进行评 4 长安大学硕士学位论文 价，得出危险性系数，结合易损性完成滑坡风险评估； 4 完成滑坡的风险管理，对其威胁人群提出防治措施； 1 4 本文研究技术路线 为完成以上研究内容，根据如下技术路线开展工作。 野外资料整理 筛选出重点滑坡灾害点 l 数 极 工 值 限 程 模 平 类 拟 衡 比 法 法法 易损性分析 i 滑坡灾害风险评估 滑坡灾害风险管理 图1 1 研究方法和技术路线图 第二章延长县自然环境及地质环境 第二章延长县自然环境及地质环境 2 1 延长县交通位置 延长县位于陕西省东北部，延安市最东部，属陕北黄土高原区。西邻延安市宝塔区， 东靠黄河与山西省永和县、大宁县、吉县相望，南接宜川，北邻延川县。地理坐标为东 经：1 0 9 。3 3 0 4 1 1 0 。2 9 7 4 3 ：北纬：3 6 。1 3 3 7 3 6 。4 5 7 2 0 ”，延长县辖 区共1 2 个乡镇2 8 9 个行政村，总人口1 3 7 9 1 6 人( 2 0 0 2 年延长县计划局统计资料) ，人 1 ：3 密度5 8 ) k k m 2 ，居民多为汉族。东西长7 3 k m ，南北宽5 5 k m ，总面积2 3 6 8 k m 2 。境内 交通较为方便。渭( 南) 清( 涧) 公路由南至北从县境通过，延( 长) 延( 安) 公路直 通延长县城。柏油路、砂石路、土路连接全县1 2 个乡镇。乡镇与行政村之间有简易土 路相连，村村有人行便道相连，交通条件较为便利。距延安市7 2 k m ，西安市4 4 0 k m 。 具体交通位置见图2 1 。 2 2 延长县自然地理环境概况 2 2 1 山川地势 延长县地处陕北黄土高原东部，地势总体特征为西北高，东南低。以延河为界，南 北分别归属两大山脉，南部属梁山山脉崂山支脉的延支，为延河、云岩河、雷多河分水 岭；北部为横山山脉的延支，系延河、交口河、安河的分水岭，总体呈显“三川两山 地势特征。 2 2 2 河流水系 区内水系属黄河流域的延河水系。境内大于l k m 2 以上的支毛沟1 2 4 5 条见图2 2 ，干 流深切，支沟密布，沟壑密度1 1 k m k r n 2 。 黄河沿县域东界过境，为陕西省与山西省界河。北由安河镇冯家堀入境，境内流长 4 4 7 k m 。南经南河沟乡周家圾进入宜川县，河岸宽8 0 0 m ，水面宽6 0 0 m 。平均比降2 o ， 河岸基岩裸露，岩性为三叠系暗红色砂岩夹页岩、泥岩。 1 延河 由西北向东南横贯全县，至南河沟乡凉水岸汇入黄河，境内流长1 4 4 k i n ，集水面积 1 7 2 4 k m 2 ，平均比降2 8 o ，年均流量7 0 6 m 3 s ，多年均最大流量1 2 5 3 6 m 3 s ，多年平均 最小流量o 1 9 m 3 s ，最大洪峰流量9 0 5 0 m 3 s ( 1 9 7 7 年7 月6 日) 。在盖头坪火焰山河 6 长安大学硕学位论文 e | - 日，日，e | 日， 刁圈圈 1 2 、r l t * - # 4 、2 b，- 蛐 6 拳 7 - i n e 图2 1 延长县交通位置囤 谷平均宽1 5 0 0 m ，河床宽1 5 0 m 。火焰山凉水岸河谷为陡壁峡谷宽3 0 1 0 0 m ，大 第二章延长县自然矸堕厦地质环境 于5 k m 以上的支流2 1 条。 2 雷多河 发源于安沟乡童儿湾东沟，长4 0 1 k m ，流域面积2 1 1 k i n 2 ，流量o0 3 8 m ，于南河沟 乡史家窑科注入黄河，上游河谷陡窄，中游稍宽，两岸基岩裸露。长度大于9 k m 以上的 支沟5 条。 3 安河 发源于交口镇神头峰东麓，全长2 83 k m ，流域面积l l g k m 2 ，流量0 0 l m 3 s ，2 k m 以 上支沟1 1 条，于安河乡东山村汇入黄河，河道陡窄，阴坡植被覆盖较好，阳坡多耕地 及居民区。 4 拓家川河 发源于交r l 镇寺河沟掌，全长t 3 5 k m ，流域面积6 8 8 k m 2 ，流量o 0 4 m 3 $ ，河道宽 3 5 m 左右，下游河谷地带有居民点分布，河谷陡，渭南清_ 目省级公路沿线的黄土陡坡 地段有崩塌、滑坡发育，规模小。 田2 2 延长县承系分布示毫圈 2 2 3 气象 延长县属大陆性季风半干旱型气候。年均气温1 04 c ，极端最高气温3 89 ( 1 9 7 6 长安大学硕士学位论文 年7 月2 3 日) ，极端最低气温一2 2 3 c ( 1 9 7 1 年1 月2 2 日) ，年均降水量5 2 9 8 m m ( 1 9 5 0 - 2 0 0 6 年气象资料统计结果) ，其中1 9 8 0 - 2 0 0 6 年均降水量为4 7 2 7 m m 。降水主要集中于 6 , - - - , 9 月份，占全年降水量的7 0 。由于受地形，大气环境的影响，境内年季降水分布极 不均匀，由南向北，由西向东，降水量呈递减趋势；降水量随经纬度增加而减少。少雨 中心在安河附近，多雨中心在雷赤。年最大降水量8 1 2 6 m m ( 1 9 6 4 年) ，年最小降水量 2 8 2 m m ( 1 9 9 7 年) ，多年( 1 9 5 0 - - 2 0 0 6 年) 降水量变化曲线见图2 3 。降水量的季节分 布极不均匀，冬春少雨雪，夏季多暴雨，秋季时有连阴雨，多年( 1 9 5 0 - 2 0 0 6 年) 各月 平均降水量变化曲线见图2 4 。日最大降水量1 1 5 1 m m ( 1 9 8 1 年8 月1 5 日) ，诱发地质 灾害的主要降水形式为暴雨及连阴雨。 比饲尺 1 ：4 0 0 0 0 0 图2 3 延长县平均降雨量等值线图 2 2 4 植被 延长县属于森林向森林灌丛草原过渡带，以灌木从及次生林为主，间有人工种植的 针叶林，其主要种类为：杨树、刺槐、柏树、花椒、杜梨树等，灌木种类有狼牙刺、酸 9 第二章延长县自然环境及地质环境 枣、荆条、酸刺等；草地多分布在峁、塬面以下的坡地上，草种有白草、蒿类等。农作 物有小麦、玉米、油菜、谷类、高粱等，果树有苹果、梨、红枣、核桃等。分布较广， 酸枣、刺槐及核桃等以散生为主；果树均为人工种植为主，梨果面积达2 0 万亩，其中 酥梨1 0 万亩、苹果l o 万亩。1 9 9 9 年后响应国家退耕还林政策，林草覆盖率增至4 4 4 。 2 3 延长县地质环境概况 2 - 3 1 地形地貌 地形地貌是地质灾害发育程度的重要衡量指标，地势平缓，地形切割强度小，地质 灾害不发育，地势高低不平起伏大，地形切割强度大，斜坡稳定程度低，地质灾害发生 几率大。 延长县地处陕北黄土高原东部，地形破碎凌乱，总体呈“三川两山一特征，延河两 岸地势平坦，其余广大地区黄土梁峁、丘陵、沟壑交错分布，北部主要为残塬和梁峁区 地貌，其沟谷切割较深，约在1 0 0 - - 一2 0 0 m ；中部为河谷阶地地貌区，向南北延伸形成黄 土残塬和梁峁地貌区；中东部主要为黄土梁及残塬区；东部为岩质丘陵和峡谷区。 在黑家堡、七里村、张家滩镇西，延河川道地带及延河两岸的支沟内和县境张家滩 以西主要有河谷阶地区分布。阶地普遍不连续，并且有缺失，黑家堡和七里村镇西阶地 发育较好，普遍发育有两级阶地，土层较薄，地面平缓，呈块状零星断续分布。该区受 延河河水涨落影响，凹岸河流侵蚀强烈，形成l o - - - 4 0 m 的陡壁，基岩裸露，黄土悬空， 是崩塌发生的主要部位。 岩质丘陵区主要分布于县境东部罗子山、安河、南河沟、雷赤等乡镇和部分靠近黄 河地段，丘陵区岩体由三叠系砂岩夹泥岩、油页岩组成，覆盖薄层不连续的黄土，并零 星分布厚度很薄的一层红土。黄河深切形成峡谷，谷底海拔4 5 0 - - 一4 9 0 m 。由于黄土层较 薄，红土零星分布，并且很薄，斜坡地段基岩裸露和砂岩产状较平，故黄土崩塌不发育。 分布于县域水系发育的延河、拓家川河等水系及支沟斜坡地段的黄土沟谷区。包括 纹沟、细沟、切沟、冲沟负地貌，由于地形陡峭，沟谷深切，一般切割深度1 0 0 - - 2 2 0 m ， 受流水作用影响较大，沟谷崩塌、滑塌发育。县域西部地区土层厚度大，流水侵蚀作用 明显，沟谷分布密度大，且多“v ”型谷；东部地区土层相对来说厚度小，河流沟谷地 带基岩裸露，多“u 型谷，崩塌灾害不大发育。 2 3 2 地层岩性 延长县地处陕甘宁盆地东部，区内出露地层主要为中生代三叠系中上统一套内陆湖 l o 长安大学硕士学位论文 沼相碎屑沉积岩，自东向西由老变新，走向南北或略呈北东向，倾角2 。5 。，与上覆 地层呈不整合接触关系，第四系黄土覆盖于老岩层之上，基岩多在深切河谷及东部岩质 丘陵区出露。 分布于东部岩质丘陵区及西部深切沟谷地段。由三叠系砂岩、砂质泥岩、泥岩、油 页岩组成。块状结构，层状构造。钙质、泥质胶结，工程地质性质差异明显。砂岩多呈 中厚厚层状，以泥、钙质胶结为主，硅质胶结次之。岩石干抗压强度6 0 0 1 2 0 0 k g c m 2 ， 软化系数0 3 8 - 0 7 8 。钙质胶结的砂岩，力学强度高，抗风化侵蚀能力强，完整性好； 泥质胶结的砂质泥岩、泥岩、油页岩力学强度低，抗水性及抗风化侵蚀能力弱，遇水易 软化、泥化。由于岩层呈水平状产出，完整性好，节理、裂隙不发育，形成岩质滑坡、 崩塌的几率很小。但在人工边坡地带，岩石完整性被破坏，诱发崩塌地质灾害现象较为 严重，并且造成严重人员伤亡。 分布于河流的河床。岩性以砂卵石为主，砾石以砂岩为主，泥岩、钙质结核次之， 磨圆度良好，与卵石、砾砂、粉土交互成层，颗粒之间以粉土充填，胶结差，级配好， 厚度小于l o m 。 延长县黄土种类包括第四系全新统、上更新统风积、洪积黄土状粉土、黄土状粉质 粘土，其物理力学性质见表2 2 。其湿陷系数多大于0 0 1 5 ，总湿陷量1 2 4 - - 2 1 o e m ，湿 陷带厚度3 - - 8 m 。天然密度值小于2 0 ，干容重均小于1 6 ，说明土的强度低；从土的饱 和度和液性指数来看，含水量少时呈硬塑可塑状态，含水多时呈软塑流塑状态；粉 土与粉质粘土的压缩系数均大于o 0 5 ，均属于高压缩性土，普遍具有湿陷性，粉土与粉 质粘土对比，粉土的强度低，承载力仅为9 0 - 1 3 0 k p a 。新黄土( 马兰黄土) 结构较疏松， 均匀，多孔隙，含碳酸盐碎屑，柱状节理发育，具湿陷性。属易崩易滑地层，区内大多 黄土滑坡、黄土崩塌发育于此类土体中。 2 3 3 地质构造及新构造运动 1 地质构造 延长县地层为朝准地台陕甘宁盆地构造单元的台向斜的东翼，鄂尔多斯地台属较稳 定地质构造单元，区内地质构造活动强度低，无大型褶皱构造和断裂构造，地层比较平 缓，整体向北西倾斜。新构造活动不活跃，主要以抬升为主，河谷比较深切，河床纵坡 降较大，现抬升仍未停止。因此延长县山高沟深，切割强烈，形成以崩塌为主要灾害的 特点。 2 新构造运动与地震 第二章延长县自然环境及地质环境 ( 1 ) 新构造运动 区内新构造运动的特点是大面积不均衡缓慢垂直升降运动，以上升运动为主，西北 部总体上升幅度大于东南部，造就了地势西北高东南低的地势特征，以至水流方向由西 北向东南汇流，加剧了流水侵蚀、切割，使水土流失严重，相对侵蚀基准面不断下降， 形成了支离破碎，千沟万壑，梁峁交织的地貌景观，为滑坡、崩塌、泥流的发育提供了 基础条件，这种侵蚀作用的持续发展，进而出现塬一梁一峁的演化过程，形成了残塬沟 壑地貌。 ( 2 ) 地震 地震本身是一种破坏力极强的地质灾害，同时它还能使黄土斜坡产生失稳效应，诱 发崩滑地质灾害。区内中生代、新生代地层产状平缓，无明显的断层活动，是一个内部 完整、作整体运动的块体，因此地震活动的级序低。据延长县志记载，1 5 9 1 年曾发生5 级地震，“民舍尽塌”；1 9 8 6 年5 月9 日1 8 时4 3 分3 3 秒地震，震级3 2 级，范围北起 安河镇，南达宜川县城，东至山西省吉县，但未造成经济损失。其余均为外地地震波及 延长县，地震烈度度。 总体上看本区地质构造简单，新构造运动差异小，以大面积缓慢上升运动为主，地 震频度低，幅度小，但由于周边地区强震活动对延长县黄土高陡边坡的作用在一定程度 上不容忽视。 2 3 4 水文地质特征 延长县地表水主要以河流水系为主，其次降雨形成的地表径流也是其一个重要环节。 具体概况可见延长县自然地理环境章节中河流水系及气象部分。 区内地下水按含水介质，赋存条件和水力特征可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类裂 孔隙水两大类。 松散岩类孔隙水分布于黄土区，因沟壑纵横，地形破碎，地下水在分布上具零散、 不连续的特点。含水层主要为中更新统夹多层古土壤的离石黄土，其埋藏深度较大，一 般埋深3 0 - 1 2 0 m ，主要为潜水。一般来讲，本区降水较少，河谷深切，地形破碎，不 利于地下水的补给和存储，地下水多被密布深切的沟谷疏干，故水量极贫乏。 孔隙裂隙水主要接受大气降水补给，多沿下伏三叠系碎屑岩风化泥岩接触面处以泉 的形式向沟谷排泄，形成黄土潜蚀、溶蚀地貌，在沟谷底部溜滑现象多见，导致边坡失 稳，滑坡、崩塌发育。 区内碎屑岩类裂孔隙水主要为三叠系基岩裂隙潜水，分布广泛，含水层以中粗粒砂 长安大学硕士学位论文 岩为主，空间分布不连续。地下水主要赋存于风化裂隙及构造裂隙中，富水程度受砂岩 层厚度及裂隙的发育程度控制。在较大冲沟及河谷阶地区裂隙发育地段，富水性较强， 泉水流量多大于l o o m 3 d ；在其它以风化裂隙为主的地段，裂隙发育深度一般为1 0 - - - , 4 0 m ，富水性一般较弱，单井出水量5 , - 一8 m 3 d 。该类型地下水以大气降水及地表水补给 为主，地下水一般径流途径短，多以下降泉或悬挂泉形式从岩层节理裂隙中溢出，排泄 于河流中。 2 4 小结 延长县地处陕西东北部，交通便利，为陕北黄土高原东部区，总体地势西北高，东 南低。整体呈“三川两山 特征。地貌单元主要为河谷阶地、黄土沟谷、黄土沟间地及 岩质丘陵四种类型。区内水系主要为黄河流域的延河水系。主要干流、支流有延河、安 河、雷多河、拓家川河。地层大致分为q 4 杂填土、q 3 + 2 鲥黄土、n 2 红粘土、t 3 砂页岩。 地质构造活动强度较低，新构造主要以抬升运动为主，该区特殊地形地貌及地质条件使 该县成为地质灾害严重地区。年降雨主要集中在6 - - , 9 月份，近年人类活动频繁，成为 影响地质灾害形成条件之一。主要体现在削坡建窑、修建油井平台等。 第三章延长县黄土滑坡灾害发育规律及形成条件 第三章延长县黄土滑坡灾害发育规律及形成条件 3 1 调查区黄土滑坡灾害特点及发育规律 3 1 1 延长县黄土滑坡的特点 调查区地处陕西黄土高原中部，黄土几乎遍布全区，特殊的地形地貌和岩土条件。 决定了斜坡变形破坏的模式，控制了滑坡灾害的发育特征，决定了该区是滑坡灾害的高 发地区。调查区滑坡灾害的发育特征总体上表现为( 1 ) 数量多、密度高、变形规模大、 规模以中小型为主；( 2 ) 滑坡平面形态典型、剪出口高，基本力学模式简单；( 3 ) 诱发 因素清楚，宏观前兆相对明显，可预防性较强。下面就滑坡的形态规模分类等做一论述。 1 区内滑坡按力学性质划分可分为：牵引式滑坡和推移式滑坡两大类。牵引式滑坡 即下部先滑动，使上部失去支撑而变形滑动，表面多呈阶梯状或陡坎状；推移式滑坡即 上部岩层滑动，挤压下部产生变形，滑体表面一般波状起伏，多见于有堆积物分布的斜 坡地段。区内牵引式滑坡共4 9 处，占滑坡总数的5 9 o ；推移式滑坡共3 4 处，占滑坡 总数的4 1 o 。 2 区内黄土滑坡按滑体厚度划分可分为：浅层( 5 0 r e ) 四大类。调查可知区内浅层共2 7 处， 占滑坡总数的3 2 5 ；中层共5 1 处，占滑坡总数的6 1 4 ；厚层共5 处，占滑坡总数 的6 0 ；巨厚层滑坡未见。 3 区内滑坡按体积划分可分为：小型滑坡( 1 0 0 0 0 x1 0 4 m 3 ) 五大类。调查可知小型滑坡共4 5 处，占滑 坡总数5 4 2 ；中型滑坡共3 7 处，占滑坡总数4 4 6 ；大型滑坡共1 处，占滑坡总数 1 2 ；特大型、巨型滑坡均未见 4 区内滑坡按形成原因划分可分为：工程滑坡和自然滑坡两大类。其中工程滑坡共 1 2 处，占滑坡总数1 4 5 ；自然滑坡共7 l 处，占滑坡总数8 5 5 。 5 区内滑坡按地质时代划分可分为：古滑坡( 全新世以前) 、老滑坡( 全新世以来) 和新滑坡( 现今正发生) 三大类。其中古滑坡共4 0 处，占滑坡总数的4 8 2 ；老滑坡 共3 0 处，占滑坡总数的3 6 1 ；新滑坡共1 3 处，占滑坡总数的1 5 7 。 6 根据滑坡稳定性野外判别依据将区内滑坡按其稳定性划分可分为：稳定、较稳定 和不稳定三大类。其中稳定的滑坡共3 5 处，占滑坡总数的4 1 7 ；较稳定的滑坡共4 0 1 4 长安大学硕士学位论文 处，占滑坡总数的4 7 1 ；不稳定的滑坡共8 处，占滑坡总数的9 3 。 7 根据现场调查及经验判断将区内滑坡按成灾情况划分为：构成灾点的滑坡和自然 地质现象的滑坡。其中构成灾点的滑坡共2 0 个，占总数的2 4 1 ；为自然地质现象的 滑坡共6 3 个，占总数的7 5 9 。 3 1 2 延长县黄土滑坡的发育规律 延长县地形地貌、地质条件复杂，地势总体特征是西北高，东南低，西部为深切沟 谷区，上覆黄土层厚度大，基岩出露较低。延河两侧黄土支沟呈梳状分布，切割较深， 两岸坡度较陡且黄土覆盖层薄。流水侵蚀及人类经济活动频繁，使得滑坡较为发育。 1 延长县地形地貌单元多样化，不同的地貌单元滑坡的分布数量不同，野外调查可 知，延长县滑坡多分布于黄土沟谷区、黄土沟间区及河谷阶地区，这三类地区滑坡分别 占总数的6 1 4 ，2 4 1 和1 3 3 。岩质丘陵区基本未见分布，仅占总数的1 2 。 2 滑坡大多集中于西南七里村镇、黑家堡、郭旗乡及郑庄等黄土沟谷区及西北交口 镇黄土沟间地带，呈片状分布，另一部分则沿延河河谷阶地及其两侧呈条带状分布。 3 滑坡从坡向分布上看，多发育于0 。9 0 。、2 7 0 。- - - 3 6 0 0 上，在延长县8 3 个滑 坡中，分布在0 。9 0 。的有2 5 个；分布