兰州老狼沟黄土微地貌灾害链时空分布特征与危险性模拟研究*

孔嘉旭 庄建琦 彭建兵 冷艳秋 马鹏辉 占洁伟 牟家琦 王世宝 王 杰 郑 佳 付玉婷

(长安大学地质工程与测绘学院， 西安 710054， 中国)

0 引 言

土壤侵蚀对生态地质环境带来破坏性影响已成为全球范围内最具敏感性的环境问题之一(张宗祜， 1981； 梁广林等， 2004; Wu et al.，2005; Casalí et al.，2008)。中国黄土高原由于强烈的湿陷作用，已经成为世界上遭受侵蚀破坏导致水土流失现象最严重地区之一(Xiong et al.，2014； Liu et al.，2015; Peng et al.，2018)。黄土高原具有千沟万壑的独特地貌特点，其由来自蒙古高原南部及邻近的沙漠、戈壁的大量粉尘碎屑物质经过200多万年的风力搬运沉积和水风侵蚀作用雕刻而成(Sun，2002; Zhang et al.，2010； Li et al.，2019)。由于黄土特殊的湿陷性、水敏性、崩解性以及具有大孔隙和垂直节理结构，黄土地区是地貌演化过程最迅速的地区之一(Feng et al.，2019； Peng et al.，2019；Sadeghi et al.，2019; Wang et al.，2019)。黄土洞穴、湿陷节理、黄土滑坡是黄土高原广泛孕育具有代表性的微地貌景观(Xiong et al.，2014； 李喜安等， 2016)。黄土是一种典型的类喀斯特土，而潜蚀是黄土高原特有的侵蚀类型之一，导致黄土洞穴发育分布最为广泛，从而演化成滑坡、泥石流等地质灾害，形成独特的地质灾害链关系，对西北地区公路铁路、桥梁隧道、建筑物和农田产生了一系列严重破坏事件(Wang et al.，1999; 李喜安等， 2005a，2005b; 李滨等， 2008)。因此，黄土高原孕育的多种微地貌景观及其相互衍生关系使其成为研究灾害链分布规律、成因机制以及演化过程的理想场所。

20世纪50年代至今，众多学者首先针对西北地区黄土洞穴分布规律、成因机制、分类体系提出一系列理论(Liu， 1985; 王景明等， 1994; Derbyshire， 2001; 彭建兵等， 2007)。同时关于黄土高原黄土洞穴与滑坡等次生地质灾害相互关系取得了诸多重要成果(李滨等， 2007; 李滨等， 2007; 李喜安等， 2009; Liang et al.，2013; 刘高等， 2014； Peng et al.，2018; Hu et al.，2020)。通过大量野外调查和室内统计研究发现其成因主要受土体性质、构造方式、地形地貌以及水文地质和气候条件控制，不同深度洞穴主控因素存在显著差异性(李喜安等， 2005b; 彭建兵等， 2005)。李喜安等(2010)通过物理模型实验与数值模拟从黄土洞穴发育的临界条件、危害程度、成因机制、演化过程以及稳定性分析等方面进行了系统研究。李治财等(2014)从分布特征和形成时间方面揭示了黄土滑坡与黄土洞穴的相关性和相互作用机制。Peng et al. (2018)对黄土高原800多个黄土洞穴进行了长期野外调查，系统总结了黄土洞穴的区域发育规律、层次发育规律、不同类型洞穴的特征、发育模式和主要控制因素。

近年来，利用GIS空间分析、无人机测绘、遥感影像解译、地球物理探测技术以及数值模拟等方法对小流域洞穴侵蚀特征研究效果取得了显著提升(Jacoby et al.，2013; Liang et al.，2013; 张绍云等， 2016； Zhao et al.，2020)。通过无人机调查、高分辨率影像以数据挖掘手段分析黄土高原小流域沟道侵蚀破坏特征与洞穴侵蚀模式(刘林等， 2015; 郑炜珊等， 2020)。Hu et al. (2020)结合现场调查、无人机测绘与GIS空间分析技术研究了会宁县孙家岔沟黄土洞穴分布特征与滑坡之间发育关系，提出了6种典型侵蚀破坏模式。邹锡云等(2018)以黑方台黄土台塬为例，通过多期影像和室内试验总结了黄土洞穴、裂缝与滑坡发生之间的形成机理，发现裂缝走向与黄土洞穴长轴方向具有相似性。Kim et al. (2019)利用高分辨率多光谱影像和SAR影像分析了与油气钻探工程密切相关的洞穴变形破坏特征。Ozdemir(2015)利用FR模型和GIS空间分析技术对土耳其中部高原洞穴进行敏感性制图。此外，探地雷达(GPR)、电阻率层析成像(ERT)等也被用于探测地下洞穴的结构特征与水分入渗状况(Xiong et al.，2016; 王正科等， 2017)。综上所述，目前关于黄土洞穴成因机制、分布特征以及与滑坡相互关系研究已积累了一定成果，但对于系统性探究黄土洞穴、滑坡之间存在的灾害链演化模式的研究相对较少，同时未能进一步深入分析洞穴环境下斜坡水分入渗规律以及边坡危险性问题。

基于上述研究背景，为深入探索黄土微地貌灾害链时空分布特征与演化模式，定量评价其对人居环境危害程度。本研究以中国黄土高原兰州市老狼沟为例，首先通过现场调查、无人机测绘、多期遥感影像解译，结合GIS空间分析技术提取，分析了黄土洞穴微地貌形态参数与分布规模，总结了黄土微地貌灾害链演化模式图谱。最后利用HYDRUS 2D软件模拟强降水条件下黄土层入渗强度，为老狼沟潜在滑坡运动危险性模拟提供数据支撑。该研究成果可以为黄土高原的固沟保塬、削山填沟等人居工程防灾减灾建设提供参考和指导。

1 研究区概况

1.1 地理位置

研究区位于黄河流域上游兰州盆地南侧皋兰山北坡的老狼沟(中国甘肃省城关区)，毗邻兰州市中心繁华地带和铁路枢纽，直线距离仅为950m，区域范围为103°50′29.44″E～103°52′13.65″E， 36°00′24.62″N～36°01′29.14″N (图1)。老狼沟沟谷整体呈南北走向，南北长约为2000m。东西宽约为900m，面积约为0.85km2。老狼沟西侧斜坡发育有两条支沟呈北东—南西走向，长度分别为500m和400m，沟两侧的黄土脊上建有多处村庄、厂房以及农田(图1c)。兰州市城关区属于大陆性较强的温带季风气候，气候干燥，日照充足，昼夜温差较大，年均气温为5～9℃，年均降雨量为293.3mm，年均降雨强度为33.2mm·d-1，每年的6～9月为兰州市降雨的主要月份，其降雨量约为208mm，占年降雨量的70.9% (图2)。

图1 研究区位置及区域概况

图2 降水分布特征(朱晓霞等， 2019)

表1 入渗分析数值模拟参数

1.2 地形地貌

兰州市城关区属于黄土高原腹地的典型的黄土丘陵沟壑地貌单元，位于祁连山中段的皋兰山断陷盆地内，同时地处中国黄土高原和青藏高原交汇地带。老狼沟地势北高南低、西高东低，海拔范围在1700～2100m之间，沟谷斜坡地形高陡，东、西两侧斜坡平均坡度分别为43.2°和38.5°(图1)。老狼沟黄土微地貌类型主要有黄土湿陷地貌(湿陷坑、湿陷节理)、黄土侵蚀地貌(暗穴、滑坡、崩塌、剥落、细沟、浅沟、切沟)、黄土侵蚀-构造堆积地貌(黄土丘陵)。老狼沟区内常年受地表水和地下水的水力潜蚀作用，导致沟内地质环境极为脆弱，发育大规模不稳定斜坡，高陡的地形特征和黄土特殊的工程性质为滑坡、泥石流运动扩散提供了场地和物源条件(侯云龙等， 2019)。

1.3 地质构造

新构造时期的剪切挤压运动和河流下切侵蚀作用在黄土高原西北缘逐渐形成了中新生代兰州断陷盆地，老狼沟地处兰州盆地中部断陷带内，区内构造运动活跃，发育有黄土泥岩节理裂隙，但无大型断裂带发育。如图3 所示，老狼沟地层结构较为简单，地层组成自上而下分别为马兰黄土、离石黄土、午城黄土、砾石层和第三系红色泥岩。马兰黄土厚度约为35m至40m，具有强湿陷性和大孔隙结构，压实度较低。离石黄土和午城黄土平均厚度分别约为150m和102m，湿陷性一般，压实度较高； 下部的砾石层与红色泥岩呈不整合接触，仅在沟口出露，是主要含水层，泥岩层倾向和倾角分别为175°和21°(殷跃平等， 2004)。

图3 老狼沟滑坡工程地质剖面图

2 研究方法

2.1 现场调查与无人机测绘

2021年1月14日，对老狼沟研究区开展了无人机摄影测量和现场调查工作，使用的无人机型号为飞马E2000，规划航线数量为35条，航向和旁向重叠率均为80%，安全飞行高度设定为150m，飞行速度为8m·s-1，最终得到了1064组正射图像和POS数据。通过Photoscan软件重建了三维地形，生成了分辨率为4.25cm/pixel的DOM(数字正射影像)和分辨率为8.46cm/pixel的DEM(数字高程模型)。

2.2 GIS空间分析

GIS空间分析和数理统计不仅有助于准确地定量描述黄土洞穴的地形特征参数、位置分布、形态尺度和频率分布，而且有助于进行黄土微地貌灾害链的提取分析、密度制图、空间自相关分析、热点分析(Zhuang et al.，2015)。本研究在ArcGIS 10.5中提取了黄土洞穴的微地貌参数，包括长度、宽度、周长、面积、坡度、高程以及距水文路径最短距离。利用核密度估计可视化黄土洞穴分布规律，同时绘制了黄土洞穴、滑坡、浅沟与地形湿度指数(TWI)相对位置的分布图。TWI用于识别地表水文通道，TWI低值代表地形凸起，TWI高值代表地形凹陷从而利于形成局部汇水，可以清晰观察微地貌景观与水文通道的相对位置。为了探究老狼沟黄土洞穴与滑坡的年际分布差异特征，获取了2001～2017年5期Google Earth影像(分辨率0.24m)与2021年无人机正射影像进行对比研究。选取了空间自相关分析和热点分析评估了老狼沟黄土洞穴的微地貌形态参数的分布特征和相关性程度，两种方法均能够检验空间中一点的观测值与其邻近点的观测值是否存在相关性(Mahmood et al.，2011)。

2.3 HYDRUS-2D模型入渗分析

HYDRUS-2D模型是由美国农业部盐渍土实验室(US Salinity laboratory)于1991年开发，是用于模拟饱和-非饱和带多孔介质中的水分、热力、溶质运移的数值模型，能够完整地模拟强降水条件下黄土斜坡水分的空分布变化及运移规律。HYDRUS-2D模型仅考虑垂直方向的水分运移，采用Richards方程进行描述(张凡琛等， 2021)，方程表达式如下：

(1)

式中：θ为土壤体积含水率(cm3·cm-3)；t为时间(d)；K为非饱和导水率(cm·d-1)；h为压力水头(cm)；S为根系吸水速率(cm·d-1)；z为纵剖面深度(m)，向上为正值。

土壤水分特征曲线选用vanGenuchten方程拟合来确定，方程表达式如下：

(2)

(3)

其中：

式中：θ为土壤体积含水率(cm3·cm-3)；θr为土壤残余体积含水率(cm3·cm-3)；θs为土壤饱和体积含水率(cm3·cm-3)；α为进气吸力的倒数(cm-1)；n代表孔径分布参数；m为水分特征曲线参数；l为孔隙连通性参数；Ks为饱和导水率(cm·d-1)；h为压力水头(m)。

选取老狼沟研究区受黄土洞穴影响较大西侧斜坡开展水分入渗响应深度与含水率分布规律数值模拟，模型坡长为400m，坡高为300m，模型剖面数据通过DEM获取，地层结构主要为黄土。开展了原生地貌和洞穴环境两种工况下的数值模拟，黄土洞穴规模和位置通过DOM确定，洞穴数量为4个，在模拟剖面呈线状展布。模型设置降水强度为33.2mm·d-1，时间为15d。

2.4 滑坡运动危险性模拟

老狼沟两侧斜坡存在多处不稳定段，兰州市历史地质灾害事件与强降水天气密切相关，如2005年5月30日发生在老狼沟北坡红山根西路老滑坡前缘的山体崩塌，老滑坡体积为1.8×106m3，造成直接经济损失达3万元，严重威胁兰州火车站及周边建筑物的安全运营。因此，选择MASSFLOW软件开展基于黄土洞穴空间分布特征和斜坡水分入渗机制的滑坡运动危险性数值模拟，该软件将三维深度积分与连续介质模型相结合，选取的参数少，计算时间短，提高了滑坡的关键运动过程的描述能力(Ouyang et al.，2017)。计算模型采用库伦摩擦模型，该模型主要参数包括内摩擦角、黏聚力和孔隙水压力系数，如式(4)所示：

τb=c+ρgh(1-λ)tanφ

(4)

式中：c和φ分别为滑体的黏聚力和内摩擦角；ρ为岩土体材料密度；g为重力加速度；h为滑体高度； λ为孔隙水压力系数，表示基底的液化程度，选取恒定孔隙水压力系数来计算滑体相对复杂的运动过程。模型网格单元为2m，长宽分别为3000m和1000m，模型高程基于无人机测绘所获取的DEM，土的材料力学参数及模拟计算规则见表2。结合DOM、黄土洞穴核密度估计结果和现场调查确定了潜在滑坡边界范围，物源深度则根据斜坡水分入渗深度确定。

表2 土体力学参数和模拟计算规则

3 结果与讨论

3.1 黄土洞穴的空间分布与发育规律

3.1.1 空间分布规律

经过现场调查和DOM(2021年)提取分析，老狼沟区内黄土洞穴、滑坡以及浅沟发育数量分别为134、38和81，滑坡按滑面结构和运动方式分为平移式滑坡、旋转式滑坡和崩落，数量分别为12、19和7。图4的TWI指数计算结果表明，TWI高值区域与浅沟路径基本一致，黄土洞穴多分布在主沟道两侧的斜坡的浅沟附近，在TWI高值水文路径上呈串珠状排列， 83.58%的黄土洞穴发育在TWI水分路径上。此外，黄土洞穴还分布于滑坡内部以及周界附近， 31#平移式滑坡内部分布的黄土洞穴最多，数量为10个。总之，黄土洞穴发育规律与地表水文路径密切相关，较强的水力侵蚀作用导致黄土洞穴形成，黄土洞穴进而加强了地下水潜蚀作用，细颗粒物质在重力作用下不断迁移，宏观结构发生塌陷逐渐形成浅沟，老狼沟黄土洞穴分布规律与黄土高原相关案例研究结果具有相似性(Wilsonet al.，2008； Hu et al.，2020)。

图4 地形湿度指数与微地貌类型分布图

使用ArcGIS 10.5中的核密度工具评估了2001～2021年黄土洞穴分布状况，计算搜索半径设为2m，密度单位为个/100m2， 6期黄土洞穴规模统计信息见表3。如图5 所示，核密度估计高值区主要集中于老狼沟西侧斜坡，面积约为5.91×104m2，研究区具有多个高密度中心。结合表3 和图5b 可以发现， 2011年核密度结果显示黄土洞穴发育密集程度最高，规模最大。2017年与2021年高密度值较为接近，但2021年核密度高密度中心数量更多、面积更大，在研究区西南部出现了明显的串珠状展布特征(图5b)。

图5 历年黄土洞穴核密度估计分布图(时间： 2001年、2005年、2011年、2017年、2021年)

表3 2001～2021年6期黄土洞穴规模统计

2021年研究区黄土洞穴密度为159个/km2，总面积约为1584.42m2，占研究区总面积的1.88%。

3.1.2 空间相关性分析

黄土洞穴的长轴、短轴、面积、周长、坡度、高程、距水文路径最短距离的空间自相关和热点分析结果如图6 和图7 所示，空间自相关的Moran指数和热点分析的General指数均表示样本相关性程度，正值代表存在正相关关系。如图6 所示， 7个黄土洞穴微地貌参数的Moran指数数值均大于0，说明存在空间自相关关系，而且存在5种集聚分布模式，长轴、短轴、面积、高程、周长的高-高集聚特征均出现在东侧斜坡中段。如图7 所示， 7个黄土洞穴微地貌参数的General指数数值均大于0，研究区同样具有一定程度相关性，热点代表高值聚集区，冷点代表低值聚集区，长轴、短轴、面积、高程、周长的高聚集热点分析比例大于坡度和距水文路径最短距离，而且在分布特征上与空间自相关结果具有一致性。

图6 黄土洞穴形态参数空间相关性

图7 黄土洞穴形态参数热点分析

3.1.3 发育规模特征

图8绘制了黄土洞穴微地貌参数频率分布直方图，可以发现频率随幅值的增加而缓慢下降，其中长轴、短轴、面积、周长以及距水文路径最短距离呈幂律分布，而坡度和高程呈正态分布。长轴<6m的洞穴占84.3%，短轴<4m的占91.7%，面积<20m2的占85.8%，周长<20m的占76.8%，距水文路径最短距离<5m的占95.5%。坡度处于30°～50°的洞穴占62.7%，高程处于1800～1950m的洞穴占79.1%。老狼沟黄土洞穴规模整体上具有小规模发育特征，主要分布于斜坡中部和坡度范围为30°～50°的斜坡，黄土洞穴的坡度分布范围主要受老狼沟斜坡主要坡度范围影响。从分布高程上可以看出，洞穴主要分布于黄土层，由于黄土较高的黏粒含量、较大的孔隙结构和水敏性极易在降水入渗条件下发生结构变化，从而在湿陷作用下形成湿陷碟、洞穴等微地貌景观(王兰民等， 2001; 刘弋博等， 2020)

图8 黄土洞穴形态参数频率分布直方图

3.2 黄土微地貌灾害链演化模式

结合野外调查、理论分析以及遥感解译，老狼沟黄土微地貌灾害链演化模式可以总结为如图9 所示的5个阶段：(1)原生地貌阶段、(2)早期侵蚀阶段、(3)加速侵蚀阶段、(4)侵蚀贯通阶段、(5)局部破坏阶段，破坏表现为平移式滑坡、旋转式滑坡和崩落。图9中灾害链演化模式中的土体侵蚀、洞穴发育、地表水和地下水径流、失稳破坏等独立的地表变化现象，能够被不断发育扩张的黄土洞穴以入渗通道形式系统地联系起来，形成完整的微地貌灾害链。原生地貌在降水作用下逐渐向早期侵蚀阶段发展，表现为平整的地表在水分持续入渗作用下由于黄土自身湿陷性，孔隙逐渐增大，结构发生破坏，导致黄土发生崩解现象形成规模较小的黄土洞穴(图9b 和图10a)。加速侵蚀阶段内持续降水加速了地表径流的强度，尤其是在垂直方向加剧了黄土洞穴的入渗效应，该阶段黄土潜蚀作用较为显著，洞穴规模不断扩大，扩展方向主要为垂直和长轴方向，在斜坡上呈线状展布，同时初期地下径流开始形成(图9c)。侵蚀贯通阶段内黄土洞穴持续扩张形成贯通的地下水径流系统，由于串珠状排列的黄土洞穴持续扩张，浅沟沿坡脚方向逐渐贯通，坡脚处受到地下水更为强烈的潜蚀作用，逐渐形成地下暗穴，该阶段地表形态与原生地貌存在显著差异，径流系统具备贯通路径，地质环境已遭受极大破坏(图9d 和图10c)。黄土洞穴成为水分入渗的优势通道，浅沟则形成了边坡破坏的边界范围，平移式滑坡滑动面呈直线状，旋转式滑坡滑面呈圆弧状，崩落发生于沟谷坡脚处，地下暗穴规模不断扩大，上部土体在重力和潜蚀作用下自然塌落(图9e、图9f和图10c)。

图9 老狼沟黄土微地貌灾害链演化模式

图10 黄土洞穴-浅沟-滑坡发育模式

黄土高原不同地区沉积的黄土物理力学性质具有显著差异性，兰州地处黄土高原西北缘，黄土以粉质黏土为主，湿陷系数较高，颗粒组成更细，受含水量变化影响较大，在干湿循环或水分持续入渗条件下极易发生崩解或者液化，从而导致了老狼沟区内黄土洞穴分布较多，次生灾害频繁(Liu， 1985; 高英等， 2019； 潘振兴等， 2020)。此外，构造隆升、地震以及季节性冻融作用也是老狼沟黄土微地貌灾害链不可忽视的影响因素，活跃的构造伴随着节理裂隙的形成发育，也可以被视为优势通道加剧了水分入渗，周期内冻融循环作用改变土体内水分状态，影响孔隙的分布状态，冻融后的黄土固结力度显著降低， 10～15次冻融循环能够导致黄土抗剪强度急剧下降(李喜安等， 2005a，2005b； 张茂省等， 2013； Hu et al.，2018； Peng et al.，2018)。黄土洞穴对边坡破坏模式的影响极为复杂，黄土洞穴发育的物理化学过程和机理有待进一步研究。

3.3 洞穴环境下斜坡水分入渗深度模拟

为了查明洞穴环境对斜坡水分入渗影响程度，以老狼沟西侧黄土洞穴发育密集斜坡为模拟剖面，利用HYDRUS 2D模型分析了原生地貌和发育黄土洞穴两种工况的斜坡入渗过程含水率变化规律。如图11 所示，原生地貌工况与洞穴环境工况斜坡水分入渗深度存在明显差异，黄土洞穴加剧了斜坡水分的入渗深度，以坡脚处含水率响应深度最为明显。如图12a 所示，在6～9m的深度范围内，同一深度凹地形含水率要高于凸地形含水率，含水率差值最高约为3.4%。如图12b 所示，发育洞穴的斜坡在坡脚处含水率明显高于无洞穴发育斜坡，含水率差异最明显范围集中于4～14m范围内； 在坡腰处具有类似的与坡脚处模拟结果，但是含水率差异范围更大。含水率是评价边坡稳定性的重要指标，坡脚处的高含水率容易引发坡脚应力集中，抗剪强度较低，黄土洞穴加剧了水分入渗效应，深部土体含水率持续升高，在坡脚处引发滑坡的可能性越高(Zhang et al.，2003; 张茂省等， 2013； 边世强等， 2020)。

图11 不同微地貌工况下斜坡含水率模拟结果

图12 斜坡水分入渗对比分析

3.4 潜在滑坡危险性模拟

基于黄土洞穴高密度分布区和洞穴环境下水分入渗深度确定了潜在滑坡的边界范围与物源规模。如图13 所示为老狼沟潜在滑坡运动过程危险性模拟结果，滑坡完整运动过程持续了150s，平均堆积厚度约为9.2m，滑体运动最大距离约为651m，视摩擦角为6.7°。滑体到达沟底的时间约为4s，峰值速度为21.15m·s-1，滑体到达沟口的时间约为10s，峰值速度为16.45m·s-1，滑体运动到阶地的时间约为24s，峰值速度为4.72m·s-1，滑体平均速度约为2.93m·s-1(图14)。大量滑坡碎屑物质堆积在沟底，堆积体积约为2.14×104，沟道堵塞长度约为950m，受灾面积约为2.02×104m2。根据模拟结果该滑坡失稳后将冲毁部分盘山公路，严重威胁沟口居民住宅区的安全(图13 和表4)。

图13 潜在滑坡运动过程不同时刻模拟结果

图14 沟道不同位置速度变化曲线

表4 潜在滑坡危险性模拟结果

4 结 论

黄土洞穴与滑坡是黄土高原典型的侵蚀地貌景观，在我国西北地区十分发育，其日益严重的危害性已经成为对黄土高原人居工程环境协调发展的重大挑战。本研究通过无人机获取高分辨率图像和地形数据，分析了老狼沟黄土洞穴的空间分布特征和发育规律，定量化了微地貌形态空间相关性和发育规模，提出了黄土微地貌灾害链演化模式，讨论了洞穴环境下斜坡水分入渗强度和潜在滑坡运动危险性程度。本研究案例可为黄土高原小流域沟道微地貌黄土地质灾害研究提供一定方法支撑和参考价值，得到的主要结论如下：

(1)老狼沟研究区地质环境脆弱，黄土灾害类型种类多样，区内黄土洞穴、滑坡、浅沟数量分别为134、38和81，滑坡按滑面结构和运动方式分为平移式滑坡、旋转式滑坡和崩落。研究区黄土洞穴密度约为159个/km2，占研究区总面积的1.88%。黄土洞穴多位于TWI高值的凹地形区域，呈线状展布排列，与浅沟发育密切。2001～2021年5期核密度估计结果显示高密度中心均位于西侧斜坡，面积约为5.91×104m2， 2021年高密度中心面积更大， 2011年高密度值则为最高。微地貌形态参数均具有相关性，长轴、短轴、面积、高程、周长的集聚程度更高。老狼沟黄土洞穴规模整体上具有小规模发育特征，主要分布于斜坡中部和坡度为30°～50°的范围内。

(2)老狼沟黄土微地貌灾害链演化模式可以总结为5个阶段，分为原生地貌阶段、早期侵蚀阶段、加速侵蚀阶段、侵蚀贯通阶段、局部破坏阶段。局部破坏阶段表现为平移式滑坡、旋转式滑坡和崩落。黄土洞穴的扩张发育过程成为水分入渗优势通道，将微地貌灾害系统地联系为一个整体。

(3)洞穴环境下斜坡同一深度含水率更高，坡脚处含水率变化效果更为显著，黄土洞穴加剧了水分入渗效应。潜在滑坡危险性运动模拟结果表明，滑体对阶地上南山故园东侧造成严重破坏，受灾面积约为2.02×104m2，滑坡运动过程为150s，平均堆积厚度约为9.2m，最大运动距离约为651m，视摩擦角为6.7°。