基于层次分析法的泾阳南塬黄土滑坡影响因素综合研究

第１９卷第２期２０２１年４月

水利与建筑工程学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．２

Ａｐｒ．，２０２１

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１１４４．２０２１．０２．０１２

收稿日期：２０２０ １０ １４ 修稿日期：２０２０ １１ １２

作者简介：何光洪（１９９４—），男，硕士研究生，研究方向为岩土工程、地质工程等。Ｅ ｍａｉｌ：６５３３５２９０４＠ｑｑ．ｃｏｍ

基于层次分析法的泾阳南塬黄土滑坡

影响因素综合研究

何光洪，梁　燕，邓炎倩，郑　甜，陈　晨，刘栓栓

（长安大学公路学院特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安７１００６４）

摘　要：泾阳南塬黄土滑坡时常发生，并且滑坡的形成和发展受多种影响因素的控制。为了探究滑坡因子在滑坡形成过程中的重要程度，从地形地貌、地质条件、外部诱因三个方面，选取了坡高、坡度、降水量等１３个具体的影响因子，并运用层次分析法计算了各影响因子在滑坡中的贡献值。结果表明：在准则层中，外部诱发因素是滑坡形成的最主要也是最直接的因素，其贡献值为６４．８％，地质条件在滑坡形成过程中产生的作用较小，贡献值为１２．２％；在指标层中，灌溉是对滑坡贡献最大的一个因子，贡献值为２８．９％，降雨因子位居第二，二者贡献值总和为４８．１％；此外，边坡坡高、坡度、地震、坡脚开挖等因子均在滑坡的形成过程中扮演重要作用。

关键词：黄土滑坡；影响因子；层次分析法；灌溉；降雨中图分类号：Ｐ６４２．２２ 文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２—１１４４（２０２１）０２—００６６—０５

ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＦａｃｔｏｒｓｏｆＬｏｅｓｓＬａｎｄｓｌｉｄｅｓ

ｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＪｉｎｇｙａｎｇＰｌａｔｅａｕＢａｓｅｄｏｎＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＬｏｅｓｓｌａｎｄｓｌｉｄｅｓｏｆｔｅｎｏｃｃｕｒｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＪｉｎｇｙａｎｇＰｌａｔｅａｕ，ａｎｄｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｓａｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｆｏｒｍａ ｔｉｏｎ，１３ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈａｓｓｌｏｐｅｈｅｉｇｈｔ，ｓｌｏｐｅａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｆｅａｔｕｒｅｓ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｉｎｃｅｎｔｉｖｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｅａｃｈｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｉｎｌａｎｄｓｌｉｄｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｎａｌｙｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ．Ｉｎｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｌａｙｅｒ，ｔｈｅｅｘ ｔｅｒｎａｌｉｎｄｕｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｄｉｒｅｃｔｆａｃｔｏｒｓｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｉｓ６４．８％．Ｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｖｅｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｉｓ１２．２％．Ｉｎｔｈｅｉｎｄｅｘｌａｙｅｒ，ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｔｏｌａｎｄｓｌｉｄｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｉｓ２８．９％．Ｒａｉｎｆａｌｌｆａｃｔｏｒｉｓｔｈｅｓｅｃｏｎｄ，ｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｔｗｏｉｓ４８．１％．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｌｏｐｅｈｅｉｇｈｔ，ｓｌｏｐｅ，ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｓｌｏｐｅｔｏｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｓｌｉｄｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｅｓｓｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒ；ＡＨＰ；ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ；ｒａｉｎｆａｌｌ

泾阳南塬位于我国陕西省咸阳市泾阳县泾河南岸，台塬主要以黄土为主。也正是由于区域内的黄土具有大孔隙、结构疏松、垂直节理显著、遇水极易湿陷的特点，再加上该地区近四十年来农业灌溉水

量的增加，导致泾阳南塬黄土滑坡频繁发生，造成了重大的财产损失和人员伤亡。

目前关于泾阳南塬黄土滑坡主要集中在类型划

分［１－２］、稳定性研究［３－５］和危险性评价［６－７］

等方面。

关于滑坡的形成机理，雷祥义［８］分析了人类不合理的引用地表水灌溉，改变了地下水文条件，从而降低了土体的抗剪强度，导致黄土滑坡形成。王德耀等［１］通过对泾阳南塬黄土滑坡灾害的分布特征和形成规律进行研究，得出了该地区的滑坡灾害形成的基础是活动构造、地震、地貌、地层岩土、河流侵蚀等因素，而人类过度扰动及农业灌溉是灾害形成的诱发因素。许领等［９］结合现场工作，初步分析了地下水位上升诱发高速远程滑坡机制、塬边地裂缝成因机制、滑坡高陡后壁成因机制及其稳定性评价方法及黄土滑坡演化机制与演化平衡等工程地质问题。段钊等［１０］通过现场调查、室内试验、数值仿真实验，对泾阳南塬滑坡的多序次成因机制进行了初步探讨，得出了地下水上升是滑坡形成的主要因素，前序次滑坡为后序次滑坡的孕育和发展提供了滑动条件。郭晨等［１１］基于无人机技术，现场含水率试验以及室内实验，对蒋刘４＃滑坡进行分析研究，得出大面积灌溉以及引水渠漏水严重造成大量水体下渗，下渗水体在古土壤层上停滞，造成古土壤层上邻近土体接近饱和，从而导致边坡稳定性下降。许强等［１２］利用无人机航测和三维激光扫描，得出了长期引水灌溉是泾阳南塬滑坡发生的基本条件；坡脚滞水软化作用、与灌溉渠较短的渗透距离、坡脚冻结黄土春季解冻是导致滑坡发生的直接原因。马鹏辉等［１３］通过研究蒋刘村附近的滑坡－泥流，发现滑坡区古土壤的隔水效应很强导致古土壤层形成滞水层，黄土层开始积水形成高含水量带，从而形成易滑层。马鹏辉等［１４］通过详细的野外调查、测量、勘探等工作，分析了“５．２６”滑坡的诱发因素，得出了该滑坡的主要激发因子为持续灌溉，但是地表显式裂缝和土体深部裂隙在地表径流优势入渗中发挥了重要作用，导致地下水位持续抬升，也为滑坡失稳创造了条件。

在泾阳南塬黄土滑坡的形成机理的众多研究中，发现农业灌溉、降雨、冻融、土层岩性、地形地貌、坡高、坡脚等因素都与滑坡的发生存在关系。但是，关于这些因子在滑坡孕育和发展过程中分别占据多大的作用并不明朗，也没一个量化的标准。因此，本研究主要运用层次分析法，选取农业灌溉、降雨、冻融、土层岩性、地形地貌、坡高、坡脚等指标，得到各影响因子在滑坡过程中所占的贡献值，从而为泾阳南塬以及同类型的滑坡灾害预警和防治提供一定的理论指导。１　研究区概况

泾阳南塬位于陕西省泾阳县泾河南岸，自１９７６

年以来，该区域黄土滑坡频繁发生，其中以蒋刘村至庙店村段滑坡灾害最为密集（见图１）。塬面高程处于４４０ｍ～４９０ｍ之间，塬边陡坡坡度约４０°～８０°，边坡垂直高度位于４０ｍ～９０ｍ之间（见图２）。南塬地层较为复杂，从塬面往下依次分布着Ｑ

３

黄土、

Ｑ

２

黄土以及Ｑ

１

黄土，其间还分布着多层古土壤层（见图３）

。

图１　

研究区滑坡分布图

图２　

南塬滑坡图

图３　工程地质剖面图

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第２期 何光洪，等：基于层次分析法的泾阳南塬黄土滑坡影响因素综合研究