庆阳黄土高原沟壑区地质灾害成因分析及(修改稿)
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庆阳黄土高原沟壑区地质灾害成因分析及
防治的思路与对策
庆阳市国土资源局李晓岩陈志奎张新民
庆阳位于甘肃省东部,地处内陆腹地、陕甘宁三省区交汇处,是“北控河套、南屏关中"的重要枢纽,也是世界上面积最大、土层最厚、保存最完整的黄土塬面,整个塬面梁峁相依,塬塬相峙,冈峦起伏,沟壑交错,独具一格,被誉为“天下黄土第一原”。地势西北高、东南低,大致以5‰坡降向东南倾斜,也有“陇东盆地”之称。总土地总面积271。17万公顷,人口264万人。
庆阳气候特点是夏长冬短、雨量较充沛,属大陆性干旱气候区,年平均气温在8.2~10℃,最高气温38.4℃,最低-22.8℃,由北向南逐渐升高。7~9月为雨季,雨量较丰富,且多以大雨、暴雨出现,多年平均降雨量407。3~623.5㎜。
一、庆阳黄土高原沟壑区地理特点及地质灾害发育特征
地理特点.根据自然地质环境条件,结合地形地貌、行政区域特点,将庆阳地质环境分为北部黄土丘陵沟壑区、中南部黄土高原沟壑区、东部黄土低山丘陵区等三个区。主要由塬地、丘陵山地、河流滩地和河谷组成.黄土塬面积约占土地总面积
3O% ,梁峁丘陵区约占7O%。
地质灾害发育特征。庆阳在大地构造位置上,处于鄂尔多斯盆地南缘,受区域地形地貌、地质构造、地层岩性、气候、人类工程活动及地质灾害出现的频率,将地质灾害划分为:地质灾害易发区、地质灾害较易发区(包括中度易发区、轻度易发区)、基本无地质灾害区3个区(详见下表)。发育的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、水土流失、土地沙化、黄土湿陷、地裂缝、不稳定斜坡、地方病、水库淤积和水污染12种。已查明重要地质灾害危险点1107处,其中崩塌隐患点231处,占总数的90.25%;滑坡425处,占38.4%;泥石流271条,占24。5%;不稳定斜坡132处,占11。9%;地裂缝37处,占3。3%;地面塌陷9处,占0。81%。且分布广、隐患多、隐蔽性、突发性和破坏性强,防范难度较大。特别是近年来受极端天气、地震、工程建设等因素影响,地质灾害多发频发时有发生,给社会和人民生命财产造成巨大损失,严重制约了庆阳经济社会的可持续发展。
1、滑坡、崩塌。在七县一区均有分布,且发生频率高,直接危害较严重。从地域分布上看,多数崩塌、滑坡发生在坡度大于45°~60°,沟谷呈V字型,坡脚多无原生土体支撑的基底平缓的塬、梁、峁的边坡、黄土塬侧沟头、河谷阶地斜坡地带,相对切割坡高在100米以上,在其前沿均能见到地下水溢出成泉。从地质结构上看,由马兰黄土(Q3)或上部为马兰黄土
(Q3)下部为离石黄土(Q2)组成。老滑坡体一般由人类工程活动出引发局部位移或整体复活,先期后缘出现拉张裂缝,逐步发育侧向裂缝,并不断扩大延伸,而后坡体出现变形。从空间组合上看,以分水岭为界,按小流域有规律的分布,滑动方向平行分水岭。一般东西延伸的沟谷,阳坡(南坡)崩塌、滑坡多于背阴坡(北坡),而南北方向分布的沟谷,西坡崩塌、滑坡多于东坡。据调查,79%的黄土崩塌、滑坡分布于河谷的南坡和西坡。区域分布的基本规律是:北部滑坡、崩塌的密度大于南部,西部多于东部。其中环县、华池、庆城、镇原、宁县的滑坡次数较多。
2、泥石流。庆阳黄土高原沟壑区地形起伏较大,地表受地质、雨水、河流侵蚀切割及人类工程活动的影响,一般沟谷内平时无水,在暴雨和强降雨期间,坡面径流和塬面径流迅速汇集在沟道中,冲蚀坡面堆积物、矿区堆积弃渣、尾矿、修路弃土堆积物及部分黄土崩塌、滑坡土体堆积物为泥石流的形成提供了丰富的固体物质。泥石流灾害致灾最为严重的为镇原县城区、环县城区、华池县城区,宁县新区及一些村镇也有泥石流地质灾害。
3、地面塌陷.多为采空区地面塌陷。庆阳黄土高原沟壑区地面塌陷主要集中在华池县、庆城县、镇原县、西峰油田矿区及白垩系罗汉洞组石英砂集中开采区的巴家咀、段家山、马头坡和蒲河沿岸。如1995年7月华池县怀安乡元东油田(101区),
因石油超强开采,造成矿区地面严重下陷,面积达1㎞2,最深处10多米;巴家咀、段家山、马头坡砂矿区地面塌陷也有10多处。随着石油、煤炭、砂石的开采强度加大,庆阳黄土高原沟壑区的地面变形、塌陷灾害将呈发展趋势。而由地面塌陷引发的次生地质灾害滑坡、崩塌、泥石流、地下水位下降等恶化的生态环境将给庆阳经济社会科学发展、率先发展、绿色发展、和谐发展带来严重障碍。
4、黄土湿陷、地裂缝、不稳定斜坡。庆阳黄土高原沟壑区还有少量的黄土湿陷、地裂缝、不稳定斜坡等地质灾害,都与降水和人类工程活动有一定关系。特别是连续降水、暴雨、大暴雨时,都可能造成黄土湿陷、地裂缝、不稳定斜坡等灾害发生。黄土湿陷在全市均有分布,以自重湿陷性黄土为主,遇雨水侵湿,就会发生地基下沉、坍塌、变形;地裂缝主要分布在西峰区、宁县、镇原县、庆城县、正宁县、环县六县区,大多数分布在农村耕地中,很少引起人们关注。裂缝方向主要有NW 和SE走向,也有部分SN走向的,区域分布杂乱;不稳定斜坡主要是由工程建设活动引发的。
二、诱发庆阳黄土高原沟壑区地质灾害的成因分析
(一)特殊的黄土高原沟壑区地形地貌、地质条件是诱发地质灾害的内因。地形地貌是地质灾害发生的先决条件。庆阳地处黄河中上游的黄土高原,地势自东南向西北升高,丘陵起伏、沟壑纵横、山多川少,形成了残塬、梁峁、沟坡、沟谷、河川
的地貌格局。特别是马兰黄土、离石黄土厚度较大,其特殊的地层岩性、基岩中泥岩、砂岩与黄土接触面具有倾斜剥蚀和粘性较大古土壤层,而第四纪黄土节理和裂隙发育比较广泛,有利于降水下渗,使黄土遇水易湿陷,下部基岩相对于第四纪黄土结构稳定,力学性质好,易产生滑坡、崩塌、泥石流。同时,由于地壳的震荡性上升和地震活动,使黄土地形遭受侵蚀和自然受风化,促进了切割,加大了边坡天然坡度,容易失稳,形成大量易于被水流侵蚀冲刷的疏松土石堆积物,因而是滑坡、崩塌、泥石流的多发区。
(二)气象水文条件是诱发地质灾害的外因。庆阳属大陆性气候区,北部为温带干旱区,南部属温带半湿润区,年均降雨量在407。3~623。5㎜。7、8、9三个月的降雨量占全年平均降雨量的55%~60%左右,而且多以大雨、暴雨、强对流降水形式出现,这些特点不但降低了降水利用率,而且长时间高强度降雨,使地下水位上升,侵润黄土,降低了土层的力学性质,残塬、梁峁、沟坡地带土体重力增加,容易诱发山体滑坡、崩塌、泥石流和水土流失。
(三)人类工程活动是地质灾害发生发展的有一外在因素。近年来,随着经济发展,人口增加,城市化建设、铁路、高速公路建设,石油、煤炭资源开发和国家级大型能源化工基地建设,塬面取土、河道取石,陡坡谷底采砂、部分县城新区开发、移山填沟、土地复垦整理等人类工程活动中,忽视了水土保持,破