灵宝市地质灾害发育特征及分布规律研究

2017-08-22张明磊徐光林河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院河南郑州450053

中国水土保持 2017年8期

张明磊,徐光林(河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院，河南郑州 450053)

灵宝市地质灾害发育特征及分布规律研究

张明磊,徐光林
(河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院，河南郑州 450053)

地质灾害；发育特征；分布规律；灵宝市

依据2013年灵宝市地质灾害详细调查成果资料，从地形地貌、气象水文、地层岩性、地质构造、地下水等方面阐述了灵宝市的地质环境条件，分析归纳了灵宝市地质灾害的主要类型及其发育特征。总结了地质灾害在空间和时间上的分布规律：空间上沿河流、沟谷呈条带状分布，受地形地貌控制，在低山区灾害发育密集，在乡镇人类活动强烈地区较发育；在时间上呈现出在雨季集中分布的规律。

近年来，随着灵宝市城镇化建设进程加快和小秦岭金矿区矿产资源开发规模增大，区域地质灾害有加剧趋势，威胁到群众的生命财产安全。针对这一现状，许多专家、学者对当地地质灾害进行了深入的调查研究，比如：邢永强等[1-2]研究了灵宝市小秦岭金矿区泥石流灾害的发生机理、发育特征，进行了危险性评价，提出了灾害防治的措施和建议；陈华清等[3]等分析了小秦岭矿渣型泥石流的物源特征及起动机理，并对其危险性进行了评价。本研究在2013年对灵宝市地质灾害详细调查的基础上，根据灵宝市的地质环境条件，进一步分析地质灾害的发育特征及分布规律，以期为地质灾害的防治提供参考。

1 地质环境条件

(1)地形地貌。灵宝市位于豫西秦岭山系的东端，南为小秦岭和崤山山脉，北为黄河及河谷平原，中部为黄土丘陵，地势南高北低，由南向北呈阶梯状下跌(自南部小秦岭老鸭岔脑2 413.8 m向北降至308.0 m)，自然比降34.4‰，有中山、低山、黄土台塬、山前洪积扇、河流阶地、河床漫滩等6种地貌类型。

(2)气象水文。灵宝市属于暖温带大陆性半湿润季风气候区，四季分明，多年平均气温13.8 ℃、蒸发量1 616.4 mm、降水量609.7 mm。降水量分布呈明显的空间差异性，南部山区降水较多，川塬地区降水偏少；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，期间降水量约占全年降水量的80%。境内除黄河干流外的主要河流有10余条，均属黄河水系，其中属黄河一级支流的有双桥河、十二里河、枣乡河、阳平河、沙河、弘农涧河和好阳河。

(3)地层岩性。灵宝市位于中朝准地台南缘，具有结晶基底和沉积盖层双层结构特征。结晶基底由新太古界太华群及古元古界组成，以片麻岩为主。沉积盖层由中元古界、上元古界、古生界、中生界及新生界组成，其中：中元古界官道口群以海相沉积白云岩、石英砂岩为主，熊耳群以海底喷发杏仁状安山玢岩为主；上元古界震旦系以冰碛岩为主；古生界仅有寒武系下统，以细晶白云岩和条带状灰岩为主；中生界仅见白垩系，岩性为隐晶灰岩、微晶白云岩和黏土岩夹砂砾岩；新生界古近系由隐晶灰岩、黏土岩夹砂砾岩及煤层组成，新近系底部为微胶结砾岩，上部为棕黄、灰绿色黏土岩，第四系分布较广，中、下更新统以黄土夹古土壤为主，上更新统在黄土塬顶部及黄土覆盖的低中山低洼部位或古冲沟两侧以风积黄土为主，在黄河二、三级阶地以冲积黄土状粉土为主，全新统主要分布在黄河及其支流一级阶地、漫滩之上，主要岩性为黄土状粉土及砂砾卵石。岩浆岩比较发育，集中分布于小秦岭地区，以脉状和岩基侵入为主，岩性有花岗岩、石英闪长岩、辉长岩等。

(4)地质构造。灵宝市位于东西复杂构造带北支西段，境内地质构造复杂，表现为多构造类型，纬向构造、新华夏构造尤为发育，组成了区内的基本构造格架。区内断裂主要有近东西向、北西向和北东向三组，其中近东西向断裂主要有小秦岭北麓山前大断裂、老鸦岔断裂、杨沟口断裂、大坪—银家沟断裂，北东向断裂主要有朱阳—五亩—川口—温塘区域大断裂。继燕山运动之后，区内新构造活动主要表现为以东西向山前大断裂的复活和差异性升降为主。地震活动也较频繁，地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度为7度。

(5)岩土体类型特征。依据岩土体的介质及结构特征，将灵宝市的岩土体划分为松散土体、半坚硬岩类、坚硬岩类三大类型，其中：松散土体主要分布于北部山前地区，在中部的低山丘陵区及土石山地亦有分布；半坚硬岩类主要分布于阳店、川口以南和五亩乡盘龙—长桥，以及朱阳镇透山、运头等地；坚硬岩类分布于南部小秦岭、崤山山区石质山地。

(6)地下水类型。灵宝市地下水的赋存条件受地质构造控制，与地形地貌、地层岩性及水文、气象等条件密切相关。依据地下水的赋存条件及水力性质将地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩裂隙水3种类型：松散岩类孔隙水主要分布在河流阶地、河床漫滩及北部黄土台塬、山前洪积扇；碎屑岩类孔隙裂隙水主要分布在朱阳断陷盆地内；基岩裂隙水则广泛分布在南部基岩山区。

2 地质灾害类型及发育特征

灵宝市发育的地质灾害类型有滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡、地面塌陷、地裂缝等。统计资料显示，截至2012年6月，灵宝市共发生地质灾害453处，其中滑坡60处、崩塌104处、泥石流23处、不稳定斜坡257处、地裂缝4处、地面塌陷5处[4]。

(1)不稳定斜坡。全市共查明不稳定斜坡257处，其中土质斜坡228处、岩质斜坡29处，不稳定斜坡发展趋势主要为崩塌。区内不稳定斜坡具有坡度跨度大、坡形以直线形和凸形为主、潜在危害严重、诱发因素清楚、宏观前兆相对明显、可预防性较强等基本特征。不稳定斜坡坡度主要分布在34°～90°之间，其中坡度为61°～90°的有204处，且均为生产建设活动形成的高陡边坡。

(2)滑坡。全市共查明滑坡60处，主要分布在黄土台塬、低山地区，以及中山区部分黄土覆盖的斜坡地带，以中、浅层滑坡为主，具有活动性强、危害大的特点。滑坡规模以小型为主(40处)，还有中型12处、大型7处、特大型1处。以现代滑坡为主，运动形式主要为牵引式(牵引式滑坡56处)，以黄土层内滑坡居多(表1)。滑坡平面形态主要为半圆形和舌形，半圆形和舌形滑坡共45处。剖面形态主要为凹形、阶梯形和凸形，其中凹形20处、阶梯形18处、凸形10处。

(3)崩塌。全市共查明崩塌灾害104处，是主要的地质灾害类型，具有发生频率高、危害性较大等特点，集中分布于黄土台塬边缘、低山区、交通线路两侧、居民房前屋后等人类工程活动较为强烈的地区，尤其是窑洞密集地区及交通沿线更为集中，大部分为小型崩塌。104处崩塌灾害中有岩质崩塌34处、土质崩塌70处，土质崩塌的变形模式主要为倾倒式及滑移式，岩质崩塌主要为倾倒式、拉裂式和错断式，各种模式崩塌的形成机理见表2。崩塌灾害60.6%发生在陡崖、

表1 滑坡按滑动面发育位置分类结果

表2 灵宝市崩塌形成机理分类

34.6%发生在陡坡，可见斜坡坡度越大，越容易发生崩塌。灵宝市崩塌灾害多分布在300～1 700 m高程范围内，主要集中在300～1 000 m范围，因为300～1 000 m高程范围主要是广大的黄土台塬和低山区，河流侵蚀严重，加之修路、建房等人类活动强烈，导致崩塌灾害发育。

(4)泥石流。全市共查明泥石流灾害23处，主要分布在小秦岭矿区，大多为沟谷型泥石流，按流体性质分多为水石流，按物源分大多属矿渣型泥石流。本研究调查的23条沟道都曾发生过水石流或者洪水灾害，目前也都存在着泥石流隐患，其中西峪、文峪、枣乡峪、大湖峪4处为大型泥石流沟，其余皆为小型泥石流沟。据调查资料综合评判，23条泥石流沟中有8条(文峪、西峪、枣乡峪、大湖峪、灵湖峪、蛤蟆峪、苍珠峪、杨寨峪)处于中易发状态，其余15条处于低易发状态。

3 地质灾害分布规律

3.1 空间分布规律

(1)沿河流、沟谷两侧呈条带状集中分布。据统计，灵宝市约80%的地质灾害分布于河谷两侧，呈条带状集中分布，且多发生在流水侵蚀作用活跃、谷坡地形变化快的地方，在河流支沟分布密度大于主沟，以弘农涧河及其支流尤为典型。在弘农涧河及霸底河、东涧河上游黄土覆盖的支沟中，沟谷深切成V字形，以垂直侵蚀作用为主，沟谷两侧崩塌、滑坡频发，但大部分规模较小；在弘农涧河中游地段，河流以侧向侵蚀为主，两岸边坡风化、卸载作用强烈，处于河流侵蚀岸的斜坡易发生滑坡、崩塌灾害；弘农涧河下游河谷开阔，自然侵蚀扩张速度较慢，地势开阔，坡体总体较稳定，但人类工程活动强烈，边坡易形成剥落和局部不稳定。另外，不稳定斜坡隐患更具有线性分布特点，主要集中在修建公路切坡形成的高陡边坡处和人工切坡建窑、建房而成的陡崖处。

(2)受地形地貌控制明显。灵宝市地质灾害受地形地貌因素控制较为明显。据统计，低山区地质灾害发育密度最高，其次为河谷区及黄土台塬区，中山区最低。低山区范围涉及阳店、川口、苏村、五亩、朱阳、寺河等6个乡镇，该区地表黄土覆盖，沟谷发育，修路开挖边坡和切坡建房挖窑等人类活动强烈，共发育地质灾害211处，以不稳定斜坡、崩塌和滑坡为主；河谷区分布在黄河及其主要支流河床河漫滩，该区河谷开阔，地势平坦，城镇密布，人类活动强烈，地质灾害较发育，共发育地质灾害43处，类型为滑坡、不稳定斜坡和崩塌；黄土台塬区以及部分河流阶地、山前洪积扇主要分布在豫灵、故县、阳平、西阎、焦村、尹庄、函谷关、阳店、大王等9个乡镇，该区黄土覆盖较厚，植被发育较差，水土流失严重，共发育地质灾害103处，类型主要为不稳定斜坡、崩塌和滑坡；在中山区，小秦岭采矿活动强烈，泥石流隐患发育，崤山黄土覆盖，人类活动较强烈，导致地质灾害较发育，共发育地质灾害96处，类型为不稳定斜坡、崩塌、滑坡、泥石流。

(3)各乡镇分布特点。从各乡镇地质灾害发育数量来看，地质灾害发育程度与乡镇所处的地理位置和地形地貌、地质条件、人口密度及人类活动有关，整体上表现为南部山区地质灾害发育数量大于北部地区，县城西侧地质灾害较发育(表3)。朱阳镇是地质灾害的高发区，有灾害点89处，其境内分布有众多采矿区，地势较高、地形坡度较大，加之人类活动强烈(建有250省道等)，所以地质灾害点分布较多；其次为五亩、苏村、阳平、寺河、故县等乡镇，这些乡镇人口密集、沟谷纵横，或是矿产开采区，或是农业种植区，人类活动较强烈，因而地质灾害点分布较多；最后是函谷关、焦村等乡镇，因人口较少、地势相对较为平坦，且人类活动较弱，所以地质灾害点分布较少。

表3 灵宝市各乡镇地质灾害数量统计处

3.2 时间分布规律

灵宝市地质灾害呈现出在雨季集中分布的规律。在调查到确切发生时间的地质灾害中，有90%发生在雨季，在雨季降雨量偏多的年份里，地质灾害的发生更为集中。通过对比地质灾害发生数量与同期多年平均月降雨量的关系(图1)可以看出，灵宝市地质灾害与降雨量成明显的正相关关系，主要表现为：在年降雨量大的年份相对集中；在雨季相对集中；在日降雨强度大的时间内也相对集中。在强降雨时期内灾害发生和降雨基本同步，连阴雨季节灾害发生有不同程度的滞后，每年7—9月份是地质灾害的高发时段。