河南省渑池县地质灾害发育特征及形成条件研究

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论文
华北自然资源河南省渑池县地质灾害发育特征及形成条件研究
周 鑫
（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院，河南 郑州 450001）
摘要：渑池县位于豫西的三门峡地区，断裂构造较发育，地质条件复杂，属于地质灾害多发区。

研究区内的地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等。

文章在分析该区域地质灾害发育特征与时空分布情况的基础上，从地形地貌、地层岩性、地质构造、降水、人类工程活动等方面对其形成条件进行总结研究，研究结果为区域地质灾害防治提供了基础依据。

关键词：渑池县；地质灾害；发育特征；形成条件中图分类号：P69 文 献标识码：A 文章编号：2096-7519（2020）03-107-3
作者简介：周鑫（1984—），男，河南郑州人，工程师，硕士，毕业于中国地质大学（武汉），主要研究方向：水工环地质。

（邮箱）502531014@
河南省池县位于豫西山区，处于华北地台华熊台缘坳陷渑池—确山褶断束，地质构造较为复杂。

整个区域地势北高南低，由于强烈的侵蚀切割，区内沟谷发育，地形起伏大。

区内地貌类型复杂多样，岩体主要由砂岩、页岩、泥岩组成，土体主要为粉质黏土，河谷区分布有卵砾石、中细砂；区内人类工程活动强烈，特别是铝土矿、煤矿等采矿活动频繁，对区内地质环境影响非常强烈。

1 地质灾害类型
崩塌、滑坡、泥石流是在渑池县分布较为广泛的地质灾害，泥石流灾害相对较少。

根据调查发现滑坡43个，崩塌54个，地面塌陷48个，泥石流3个，共计148个。

2 地质灾害发育特征
受区内地质环境条件及人类工程活动的影响，区内各类地质灾害发育特征分述如下。

2.1 滑坡
通过调查分析，研究区滑坡的物质组成绝大部分为土质，仅有2处为岩质滑坡；研究区滑坡以浅层滑坡为主，共36处，中、深层滑坡共7处；研究区滑坡运动形式以牵引式为主，有31处，推移式滑坡有12处；研究区滑坡规模以小型为主，有35处，中、大型滑坡共8处。

2.2 崩塌
区内崩塌主要分在北部低山地区和南部丘陵区。

1）规模以小型为主，斜坡类型以土质为主。

本次调查发现小型崩塌堆积体占绝大部分，占整个崩塌总数的88.89%，其中40处为土质崩塌，占崩塌总数的74.07%（见表2）。

2）崩塌过程快，危害较大。

崩塌规模虽以小型为主，
但是由于过程较快，具有突发性，防治困难，危害性较大，直接损害房屋、公路，甚至危害居民的生命安全。

3）变形破坏模式多样。

崩塌变形破坏模式具有多样性（见表3）。

表1 渑池县地质灾害类型
表2 崩塌统计表（按规模分）
类型 崩塌 滑坡 泥石流 地面塌陷 合计
数量/处 54 43 3 48 148
占比/% 36.49 29.05 2.03 32.43 100.00
崩塌规模 大型 中型 小型
数量 /处
1
5
48
占比 /%
1.85
9.26
88.89
108地质环境
DI ZHI HUAN JING
2.3 地面塌陷
地面塌陷是渑池县最典型的地质灾害，主要分布在渑池县的果园、天池等地，具有分布范围广、造成损失大的特点。

区内塌陷坑在地表上表现为凹陷盆地形态，剖面形态为缓漏斗状，其四周略高，中间稍低，边缘与非塌陷区逐
[1]
渐过渡，其间没有明显的界线。

凹陷盆地平面形态多为不规则形，其次为近圆形、方形，面积大于采空区面积，这主要是由于采煤作业面多为长方形布局而形成的。

2.4 泥石流
渑池县发育有3条泥石流沟，规模均为小型，按水源类型分均为暴雨型泥石流；按流域形态，主要为沟谷型泥石流。

根据泥石流打分评价表可知，中易发泥石流1处，低易发泥石流2处。

3 地质灾害分布规律
1）在矿产资源开采区相对集中
在果园乡、天池镇的煤矿开采区，目前已形成了大面积采空塌陷，并且伴随大量地裂缝的产生。

张村镇、陈村镇是露天开采铝土矿集中区，大小采坑密布，采坑边缘为高陡边坡，崩塌与滑坡在张村镇西部和陈村镇西北部集中分布。

2）受地形地貌控制明显
低山丘陵地区地表岩性以粉质黏土为主，且部分具有湿陷性，同时人类活动强烈，切坡修路建房使坡体失稳，在外力作用下易于失稳形成地质灾害。

低山区地表覆盖薄层为粉质黏土，下伏基岩，由于土层较薄，在外力作用下易于沿土岩接触面滑动形成滑坡、崩塌。

3）受地层岩性控制明显
区内易滑地层或软弱结构面主要为粉质黏土、新近系泥岩砾岩；易崩地层为粉质黏土和基岩。

土体层内错动较之土岩接触面滑动多。

新近系粘土岩层以及基岩中的软弱岩层、土体内软弱层均可以形成软弱结构面。

4 地质灾害形成条件
4.1 地形地貌条件
4.1.1 宏观地貌
调查区属于豫西山区，大的地貌单元有剥蚀丘陵、低山、中山、河谷。

北部深切河谷两侧的高陡边坡，为滑坡、崩塌灾害的形成提供了临空条件。

研究区中部的地势比较平坦，地质灾害分布较少。

南部的丘陵地区，受地形切割影响，加之存在削坡建房的人类活动影响，易于形成
[2]
崩塌、滑坡等地质灾害。

4.1.2 斜坡坡型
对区内地质灾害所处斜坡类型进行统计后发现，研究区的地质灾害多发生在凸型或者线型斜坡的上面。

阶梯型以及凹型的斜坡，沿斜坡方向的应力起到支撑作用，稳定性较高；而直线型和凸型斜坡则相反，沿斜坡方向的应力增强，斜坡的稳定性便会下降。

4.1.3 斜坡坡度
通过调查分析，研究区的滑坡灾害中有33处发生在陡
斜坡类型 人工土质 人工岩质 自然土质 自然岩质 类型 倾倒式 滑移式 倾倒式 滑移式 错断式 拉裂式 拉裂式 滑移式 数量 /处 1 1 23 5 10 1 10 3
占比 /% 1.85 1.85 42.59 9.26 18.52 1.85 18.52 5.56
表3 不同崩塌斜坡类型的变形模式统计表
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华北自然资源参考文献：
[1] 李寨东,耿雪振.河南省煤矿采煤塌陷区特征及治理措施 研究[J].能源技术与管理,2012 (3):165-167.[2] 毋远召.杂多县斜坡变形破坏模式及崩滑距预测研究[D]. 陕西:长安大学,2013.
坡，有8处发生于陡崖，有2处发生于缓坡。

崩塌隐患所处微地貌类型有陡坡、陡崖，其中以陡崖为主，有47处，而陡坡较少，有7处，缓坡和平台未见崩塌发生。

由此可知，滑坡发生的主要坡度区间为25-60°，崩塌发生的主要坡度区间为60-90°。

4.1.4 斜坡坡向
从斜坡坡向与地层倾向角度来看，境内斜坡可分为顺向斜坡、反向斜坡、斜向斜坡和平缓层状斜坡。

通过对全区的滑坡、崩塌隐患所处斜坡进行统计，结果表明，顺向斜坡处易发生滑坡与崩塌，其次为平缓层状斜坡、斜向斜坡，最后为反向斜坡。

4.1.5 斜坡坡高
通过调查分析，研究区的滑坡多发育在坡高为10-130m 的斜坡带上，共30处，约占滑坡总数的三分之二；研究区的崩塌多发育在坡高为8-80m 的斜坡带上，约占崩塌总数的五分之四。

经过研究分析发现，滑坡、崩塌地质灾害的发育受斜坡坡高的控制关系较为明显，斜坡各部位的应力分布状态随着斜坡高度的变化而产生相应的变化，可能促使斜坡的不同部位发生变形破坏。

相关数据表明，在相同条件下，随着斜坡高度的增加，斜坡坡体的稳定系数会随之减小。

4.2 地层岩性条件
通过调查发现，研究区内黄土的垂直节理比较发育，这些节理裂隙便于雨水入渗，容易遭受水流的冲蚀而形成落水洞，导致土体的抗剪强度降低，从而导致整个坡体的稳定性降低。

本次调查的绝大多数滑坡发生在粉质黏土层中。

在渑池县西部地区，分布有寒武系馒头组、石炭系太原组地层，此类地层斜坡软弱结构面较多，斜坡稳定性稍差，易发生滑坡与崩塌。

4.3 降水条件
据本次调查研究，区内地质灾害多发生在雨季。

区内粉质黏土和页岩等具有较强的亲水性，易软化。

降水可以加大斜坡体自重并软化土体，从而削弱岩土体自身的抗剪强度，降低坡体的整体稳定性，促使滑坡、崩塌发生。

4.4 地下水条件
边坡积水的存在降低了土体的强度，增加了土体的重量，容易引发边坡失稳。

在连续降雨或暴雨过程中，古土壤层阻挡了水的入渗，形成上层滞水，致使上层土壤含水量增加。

由于含水量的增加，降低了土体的强度，从而引发边坡的变形和失稳。

4.5 地质构造条件
相关研究表明，自第四纪以来，地壳的垂直运动使地表发生起伏变化，形成了山地及沟谷地貌，增强了流水的侵蚀作用，为崩塌、滑坡等地质灾害的发育提供了临空条件；地壳的水平运动导致岩层的构造裂隙发育，从而破坏了边坡的稳定性，有利于地质灾害的发生。

4.6 人类工程活动
采矿活动是渑池县最为强烈的人类工程活动。

地表的采矿活动破坏了原始地形地貌，地下采矿活动破坏了岩层承载力，进而引发一系列地质灾害。

渑池县南部由于煤矿开采，形成了大面积的采空区，引发了地面塌陷。

在渑池县还存在较多露天铝土矿采场，形成了大量高陡边坡。

在降雨或外力作用下，边坡失稳发生崩塌或滑坡。

5 结语
各类地质灾害形成的主控因素有地质构造、地层岩性及坡体形态，其影响因素主要有植被及地下水，而人类不合理的工程活动及降水是其形成的触发因素。

通过调查分析研究，区内崩塌、滑坡灾害的形成条件主要有地形地貌、地层岩性、构造运动、人类工程活动等。

泥石流的形成条件主要包括陡峻的地形、丰富的固体物质储量以及强降雨。

地面塌陷的形成条件主要是人类工程活动剧烈影响。

不同地质灾害的形成条件有所差异。