靈寶市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及分布規(guī)律研究

張明磊,徐光林(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局 第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450053)

靈寶市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及分布規(guī)律研究

張明磊,徐光林
(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局 第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450053)

地質(zhì)災(zāi)害；發(fā)育特征；分布規(guī)律；靈寶市

依據(jù)2013年靈寶市地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果資料，從地形地貌、氣象水文、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水等方面闡述了靈寶市的地質(zhì)環(huán)境條件，分析歸納了靈寶市地質(zhì)災(zāi)害的主要類型及其發(fā)育特征?？偨Y(jié)了地質(zhì)災(zāi)害在空間和時(shí)間上的分布規(guī)律：空間上沿河流、溝谷呈條帶狀分布，受地形地貌控制，在低山區(qū)災(zāi)害發(fā)育密集，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)人類活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)較發(fā)育；在時(shí)間上呈現(xiàn)出在雨季集中分布的規(guī)律。

近年來(lái)，隨著靈寶市城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程加快和小秦嶺金礦區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)規(guī)模增大，區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害有加劇趨勢(shì)，威脅到群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。針對(duì)這一現(xiàn)狀，許多專家、學(xué)者對(duì)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了深入的調(diào)查研究，比如：邢永強(qiáng)等[1-2]研究了靈寶市小秦嶺金礦區(qū)泥石流災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理、發(fā)育特征，進(jìn)行了危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，提出了災(zāi)害防治的措施和建議；陳華清等[3]等分析了小秦嶺礦渣型泥石流的物源特征及起動(dòng)機(jī)理，并對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本研究在2013年對(duì)靈寶市地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)靈寶市的地質(zhì)環(huán)境條件，進(jìn)一步分析地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征及分布規(guī)律，以期為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供參考。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

(1)地形地貌。靈寶市位于豫西秦嶺山系的東端，南為小秦嶺和崤山山脈，北為黃河及河谷平原，中部為黃土丘陵，地勢(shì)南高北低，由南向北呈階梯狀下跌(自南部小秦嶺老鴨岔腦2 413.8 m向北降至308.0 m)，自然比降34.4‰，有中山、低山、黃土臺(tái)塬、山前洪積扇、河流階地、河床漫灘等6種地貌類型。

(2)氣象水文。靈寶市屬于暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，多年平均氣溫13.8 ℃、蒸發(fā)量1 616.4 mm、降水量609.7 mm。降水量分布呈明顯的空間差異性，南部山區(qū)降水較多，川塬地區(qū)降水偏少；年最大降水量988.2 mm，年最小降水量318.7 mm；全年降水量集中在5—10 月，期間降水量約占全年降水量的80%。境內(nèi)除黃河干流外的主要河流有10余條，均屬黃河水系，其中屬黃河一級(jí)支流的有雙橋河、十二里河、棗鄉(xiāng)河、陽(yáng)平河、沙河、弘農(nóng)澗河和好陽(yáng)河。

(3)地層巖性。靈寶市位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣，具有結(jié)晶基底和沉積蓋層雙層結(jié)構(gòu)特征。結(jié)晶基底由新太古界太華群及古元古界組成，以片麻巖為主。沉積蓋層由中元古界、上元古界、古生界、中生界及新生界組成，其中：中元古界官道口群以海相沉積白云巖、石英砂巖為主，熊耳群以海底噴發(fā)杏仁狀安山玢巖為主；上元古界震旦系以冰磧巖為主；古生界僅有寒武系下統(tǒng)，以細(xì)晶白云巖和條帶狀灰?guī)r為主；中生界僅見(jiàn)白堊系，巖性為隱晶灰?guī)r、微晶白云巖和黏土巖夾砂礫巖；新生界古近系由隱晶灰?guī)r、黏土巖夾砂礫巖及煤層組成，新近系底部為微膠結(jié)礫巖，上部為棕黃、灰綠色黏土巖，第四系分布較廣，中、下更新統(tǒng)以黃土夾古土壤為主，上更新統(tǒng)在黃土塬頂部及黃土覆蓋的低中山低洼部位或古沖溝兩側(cè)以風(fēng)積黃土為主，在黃河二、三級(jí)階地以沖積黃土狀粉土為主，全新統(tǒng)主要分布在黃河及其支流一級(jí)階地、漫灘之上，主要巖性為黃土狀粉土及砂礫卵石。巖漿巖比較發(fā)育，集中分布于小秦嶺地區(qū)，以脈狀和巖基侵入為主，巖性有花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖等。

(4)地質(zhì)構(gòu)造。靈寶市位于東西復(fù)雜構(gòu)造帶北支西段，境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，表現(xiàn)為多構(gòu)造類型，緯向構(gòu)造、新華夏構(gòu)造尤為發(fā)育，組成了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格架。區(qū)內(nèi)斷裂主要有近東西向、北西向和北東向三組，其中近東西向斷裂主要有小秦嶺北麓山前大斷裂、老鴉岔斷裂、楊溝口斷裂、大坪—銀家溝斷裂，北東向斷裂主要有朱陽(yáng)—五畝—川口—溫塘區(qū)域大斷裂。繼燕山運(yùn)動(dòng)之后，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造活動(dòng)主要表現(xiàn)為以東西向山前大斷裂的復(fù)活和差異性升降為主。地震活動(dòng)也較頻繁，地震動(dòng)峰值加速度0.15g，地震基本烈度為7度。

(5)巖土體類型特征。依據(jù)巖土體的介質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征，將靈寶市的巖土體劃分為松散土體、半堅(jiān)硬巖類、堅(jiān)硬巖類三大類型，其中：松散土體主要分布于北部山前地區(qū)，在中部的低山丘陵區(qū)及土石山地亦有分布；半堅(jiān)硬巖類主要分布于陽(yáng)店、川口以南和五畝鄉(xiāng)盤(pán)龍—長(zhǎng)橋，以及朱陽(yáng)鎮(zhèn)透山、運(yùn)頭等地；堅(jiān)硬巖類分布于南部小秦嶺、崤山山區(qū)石質(zhì)山地。

(6)地下水類型。靈寶市地下水的賦存條件受地質(zhì)構(gòu)造控制，與地形地貌、地層巖性及水文、氣象等條件密切相關(guān)。依據(jù)地下水的賦存條件及水力性質(zhì)將地下水劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水3種類型：松散巖類孔隙水主要分布在河流階地、河床漫灘及北部黃土臺(tái)塬、山前洪積扇；碎屑巖類孔隙裂隙水主要分布在朱陽(yáng)斷陷盆地內(nèi)；基巖裂隙水則廣泛分布在南部基巖山區(qū)。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型及發(fā)育特征

靈寶市發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型有滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡、地面塌陷、地裂縫等。統(tǒng)計(jì)資料顯示，截至2012年6月，靈寶市共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害453處，其中滑坡60處、崩塌104處、泥石流23處、不穩(wěn)定斜坡257處、地裂縫4處、地面塌陷5處[4]。

(1)不穩(wěn)定斜坡。全市共查明不穩(wěn)定斜坡257處，其中土質(zhì)斜坡228處、巖質(zhì)斜坡29處，不穩(wěn)定斜坡發(fā)展趨勢(shì)主要為崩塌。區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定斜坡具有坡度跨度大、坡形以直線形和凸形為主、潛在危害嚴(yán)重、誘發(fā)因素清楚、宏觀前兆相對(duì)明顯、可預(yù)防性較強(qiáng)等基本特征。不穩(wěn)定斜坡坡度主要分布在34°～90°之間，其中坡度為61°～90°的有204處，且均為生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)形成的高陡邊坡。

(2)滑坡。全市共查明滑坡60處，主要分布在黃土臺(tái)塬、低山地區(qū)，以及中山區(qū)部分黃土覆蓋的斜坡地帶，以中、淺層滑坡為主，具有活動(dòng)性強(qiáng)、危害大的特點(diǎn)?；乱?guī)模以小型為主(40處)，還有中型12處、大型7處、特大型1處。以現(xiàn)代滑坡為主，運(yùn)動(dòng)形式主要為牽引式(牽引式滑坡56處)，以黃土層內(nèi)滑坡居多(表1)?；缕矫嫘螒B(tài)主要為半圓形和舌形，半圓形和舌形滑坡共45處。剖面形態(tài)主要為凹形、階梯形和凸形，其中凹形20處、階梯形18處、凸形10處。

(3)崩塌。全市共查明崩塌災(zāi)害104處，是主要的地質(zhì)災(zāi)害類型，具有發(fā)生頻率高、危害性較大等特點(diǎn)，集中分布于黃土臺(tái)塬邊緣、低山區(qū)、交通線路兩側(cè)、居民房前屋后等人類工程活動(dòng)較為強(qiáng)烈的地區(qū)，尤其是窯洞密集地區(qū)及交通沿線更為集中，大部分為小型崩塌。104處崩塌災(zāi)害中有巖質(zhì)崩塌34處、土質(zhì)崩塌70處，土質(zhì)崩塌的變形模式主要為傾倒式及滑移式，巖質(zhì)崩塌主要為傾倒式、拉裂式和錯(cuò)斷式，各種模式崩塌的形成機(jī)理見(jiàn)表2。崩塌災(zāi)害60.6%發(fā)生在陡崖、

表1 滑坡按滑動(dòng)面發(fā)育位置分類結(jié)果

表2 靈寶市崩塌形成機(jī)理分類

34.6%發(fā)生在陡坡，可見(jiàn)斜坡坡度越大，越容易發(fā)生崩塌。靈寶市崩塌災(zāi)害多分布在300～1 700 m高程范圍內(nèi)，主要集中在300～1 000 m范圍，因?yàn)?00～1 000 m高程范圍主要是廣大的黃土臺(tái)塬和低山區(qū)，河流侵蝕嚴(yán)重，加之修路、建房等人類活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致崩塌災(zāi)害發(fā)育。

(4)泥石流。全市共查明泥石流災(zāi)害23處，主要分布在小秦嶺礦區(qū)，大多為溝谷型泥石流，按流體性質(zhì)分多為水石流，按物源分大多屬礦渣型泥石流。本研究調(diào)查的23條溝道都曾發(fā)生過(guò)水石流或者洪水災(zāi)害，目前也都存在著泥石流隱患，其中西峪、文峪、棗鄉(xiāng)峪、大湖峪4處為大型泥石流溝，其余皆為小型泥石流溝。據(jù)調(diào)查資料綜合評(píng)判，23條泥石流溝中有8條(文峪、西峪、棗鄉(xiāng)峪、大湖峪、靈湖峪、蛤蟆峪、蒼珠峪、楊寨峪)處于中易發(fā)狀態(tài)，其余15條處于低易發(fā)狀態(tài)。

3 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律

3.1 空間分布規(guī)律

(1)沿河流、溝谷兩側(cè)呈條帶狀集中分布。據(jù)統(tǒng)計(jì)，靈寶市約80%的地質(zhì)災(zāi)害分布于河谷兩側(cè)，呈條帶狀集中分布，且多發(fā)生在流水侵蝕作用活躍、谷坡地形變化快的地方，在河流支溝分布密度大于主溝，以弘農(nóng)澗河及其支流尤為典型。在弘農(nóng)澗河及霸底河、東澗河上游黃土覆蓋的支溝中，溝谷深切成V字形，以垂直侵蝕作用為主，溝谷兩側(cè)崩塌、滑坡頻發(fā)，但大部分規(guī)模較?。辉诤朕r(nóng)澗河中游地段，河流以側(cè)向侵蝕為主，兩岸邊坡風(fēng)化、卸載作用強(qiáng)烈，處于河流侵蝕岸的斜坡易發(fā)生滑坡、崩塌災(zāi)害；弘農(nóng)澗河下游河谷開(kāi)闊，自然侵蝕擴(kuò)張速度較慢，地勢(shì)開(kāi)闊，坡體總體較穩(wěn)定，但人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，邊坡易形成剝落和局部不穩(wěn)定。另外，不穩(wěn)定斜坡隱患更具有線性分布特點(diǎn)，主要集中在修建公路切坡形成的高陡邊坡處和人工切坡建窯、建房而成的陡崖處。

(2)受地形地貌控制明顯。靈寶市地質(zhì)災(zāi)害受地形地貌因素控制較為明顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)，低山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育密度最高，其次為河谷區(qū)及黃土臺(tái)塬區(qū)，中山區(qū)最低。低山區(qū)范圍涉及陽(yáng)店、川口、蘇村、五畝、朱陽(yáng)、寺河等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該區(qū)地表黃土覆蓋，溝谷發(fā)育，修路開(kāi)挖邊坡和切坡建房挖窯等人類活動(dòng)強(qiáng)烈，共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害211處，以不穩(wěn)定斜坡、崩塌和滑坡為主；河谷區(qū)分布在黃河及其主要支流河床河漫灘，該區(qū)河谷開(kāi)闊，地勢(shì)平坦，城鎮(zhèn)密布，人類活動(dòng)強(qiáng)烈，地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害43處，類型為滑坡、不穩(wěn)定斜坡和崩塌；黃土臺(tái)塬區(qū)以及部分河流階地、山前洪積扇主要分布在豫靈、故縣、陽(yáng)平、西閻、焦村、尹莊、函谷關(guān)、陽(yáng)店、大王等9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該區(qū)黃土覆蓋較厚，植被發(fā)育較差，水土流失嚴(yán)重，共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害103處，類型主要為不穩(wěn)定斜坡、崩塌和滑坡；在中山區(qū)，小秦嶺采礦活動(dòng)強(qiáng)烈，泥石流隱患發(fā)育，崤山黃土覆蓋，人類活動(dòng)較強(qiáng)烈，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害96處，類型為不穩(wěn)定斜坡、崩塌、滑坡、泥石流。

(3)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布特點(diǎn)。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育數(shù)量來(lái)看，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度與鄉(xiāng)鎮(zhèn)所處的地理位置和地形地貌、地質(zhì)條件、人口密度及人類活動(dòng)有關(guān)，整體上表現(xiàn)為南部山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育數(shù)量大于北部地區(qū)，縣城西側(cè)地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育(表3)。朱陽(yáng)鎮(zhèn)是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)，有災(zāi)害點(diǎn)89處，其境內(nèi)分布有眾多采礦區(qū)，地勢(shì)較高、地形坡度較大，加之人類活動(dòng)強(qiáng)烈(建有250省道等)，所以地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布較多；其次為五畝、蘇村、陽(yáng)平、寺河、故縣等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密集、溝谷縱橫，或是礦產(chǎn)開(kāi)采區(qū)，或是農(nóng)業(yè)種植區(qū)，人類活動(dòng)較強(qiáng)烈，因而地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布較多；最后是函谷關(guān)、焦村等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，因人口較少、地勢(shì)相對(duì)較為平坦，且人類活動(dòng)較弱，所以地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布較少。

表3 靈寶市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量統(tǒng)計(jì) 處

3.2 時(shí)間分布規(guī)律

靈寶市地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)出在雨季集中分布的規(guī)律。在調(diào)查到確切發(fā)生時(shí)間的地質(zhì)災(zāi)害中，有90%發(fā)生在雨季，在雨季降雨量偏多的年份里，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生更為集中。通過(guò)對(duì)比地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生數(shù)量與同期多年平均月降雨量的關(guān)系(圖1)可以看出，靈寶市地質(zhì)災(zāi)害與降雨量成明顯的正相關(guān)關(guān)系，主要表現(xiàn)為：在年降雨量大的年份相對(duì)集中；在雨季相對(duì)集中；在日降雨強(qiáng)度大的時(shí)間內(nèi)也相對(duì)集中。在強(qiáng)降雨時(shí)期內(nèi)災(zāi)害發(fā)生和降雨基本同步，連陰雨季節(jié)災(zāi)害發(fā)生有不同程度的滯后，每年7—9月份是地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)時(shí)段。

圖1 靈寶市多年平均月降水量與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生數(shù)量

4 結(jié) 論

(1)受氣象水文、地形地貌、地層巖性等地質(zhì)環(huán)境背景影響，靈寶市主要發(fā)育滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多、局部密度大、規(guī)模以中小型為主。

(2)靈寶市不穩(wěn)定斜坡分布廣泛，變形破壞模式多樣，潛在隱患大；滑坡平面形態(tài)典型，基本力學(xué)模式簡(jiǎn)單，現(xiàn)代滑坡多，潛在危害較大；崩塌數(shù)量多，規(guī)模小，危害大，變形模式多樣；泥石流以礦渣型水石流為主。

(3)靈寶市地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育具有明顯的空間和時(shí)間分布特征，空間上沿河流、溝谷呈條帶狀分布，受地形地貌控制，在低山區(qū)災(zāi)害發(fā)育密集，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)人類活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)較發(fā)育，在時(shí)間上呈現(xiàn)出在雨季集中分布的規(guī)律。

[1] 邢永強(qiáng),鄭釗,趙鴻燕,等.小秦嶺金礦區(qū)泥石流成因、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及其防治[J].中國(guó)水土保持,2008(7):43-45.

[2] 邢永強(qiáng),章煜.河南省靈寶市地質(zhì)災(zāi)害特征、分布情況與防治對(duì)策[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,25(5):372-376.

[3] 陳華清,徐友寧,張江華,等.小秦嶺大湖峪礦渣型泥石流的物源特征及其危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)[J].地質(zhì)通報(bào),2008,27(8):1292-1298.

[4] 張偉,張明磊,商真平,等.河南省三門峽市靈寶市地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查報(bào)告[R].鄭州:河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,2013:47-48.

(責(zé)任編輯 李楊楊)

河南省三門峽市地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目(1212011089058)

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A

1000-0941(2017)08-0047-04

張明磊(1981—)，男，河南南陽(yáng)市人，工程師，學(xué)士，主要從事水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究工作。

2017-01-15