宁夏泾源县矿山地质灾害分布特征及防治建议

孙永亮

（宁夏回族自治区矿产地质调查院，宁夏 银川 750021）

泾源县位于宁夏东南部边缘，地势自西北向东南倾斜，境内山脉以六盘山为主脉，最高峰米缸山海拔2942m。海拔最低1604m。属温带半湿润气候区，为森林草原类型气候。地表水系发育，以沙塘河﹑泾河﹑新民河等河流为主流，支流支沟密布，为地质灾害形成提供了地形地貌条件。矿区内地貌形态可分为侵蚀构造中山区﹑剥蚀构造丘陵区和侵蚀堆积河谷阶地三类。侵蚀构造中山区主要发生的地质灾害为山体滑动和崩塌，剥蚀构造丘陵区主要发生的地质灾害为沿岩土界面的山体滑动，侵蚀堆积河谷阶地主要发生的地质灾害为山体滑动或崩塌。本文在2021年地质灾害风险普查工作的基础上，对矿山地质灾害类型及分布特点进行总结，期为地质灾害防治规划和防灾减灾提供科学依据。

1 环境地质条件

1.1 地层、构造

泾源县大地构造位置位于柴达木-华北板块（Ⅲ），阿拉善微陆块（Ⅲ4），烟筒山-窑山冲断带（Ⅲ41-1-4）和牛首山-罗山冲断带（Ⅲ41-1-3）。出露地层有第四系﹑古近系﹑白垩系﹑三叠系﹑奥陶系﹑寒武系﹑蓟县系。区内褶皱﹑断裂较为发育。主要断裂构造有：土窑-秋千架-沙南断裂﹑松树台-西峡-响龙潭深大断裂﹑崛吴山-月亮山西麓—六盘山西麓深大断裂带。褶皱构造有：米缸山背斜﹑桃木山背斜﹑散庄-三合背斜﹑响龙潭背斜﹑楼房沟背斜﹑惠台-泾河源向斜,见图1。

图1 宁夏自治区构造分区图

1.2 气象及水文

泾源县属温带半湿润气候区，为森林草原类型气候，具有气温低，雨量多﹑湿度大﹑日照少﹑无霜期短，春秋气候变化剧烈，灾害性天气多的特点。泾源县年平均气温约为6.6℃，最低气温为-23.5℃，最高气温最高为30.7℃，年平均日照时数为2292.7h。泾源县境内主要河流均属泾河水系，包括沙塘河﹑黄花河﹑香水河﹑兴盛河﹑泾河﹑新民河等6条主要河流和14条支流。因受降水影响，境内地表径流分布不均，年内主要集中在汛期7～9月份，径流量为7732万m3，占多年平均径流量的38.68%。

1.3 地形地貌

泾源县地处陇东黄土高原西部，地势自西北向东南倾斜，境内山脉以六盘山为主脉，最高峰米缸山海拔2942m。海拔最低1604m。利用1∶5万DEM数据对整个泾源县地形进行坡度因子提取，以5°为基本单元划分，泾源县65.9%地形坡度小于25°，坡度在25°～50°的斜坡地带约占34.74%，而坡度＞50°的地段极少。泾源县地貌形态整体属于剥蚀侵蚀挤压型断块中山区。按照成因类型可分为侵蚀构造中山区﹑剥蚀构造丘陵区和侵蚀堆积河谷阶地三类。见图2。

图2 泾源县地貌分区图

1.4 水文、工程地质特征

根据矿山地下水赋存条件和水力性质，可将研究区的地下水类型划分为松散岩类孔隙水﹑基岩裂隙水和构造裂隙水三个类型。泾源县地下水的补给﹑径流﹑排泄受自然地理﹑地质﹑地貌﹑水文条件的控制，矿山地下水的主要补给来源是大气降水，大气降水入渗补给量的多少，取决于地形﹑地层结构﹑含水层性质以及降水强度等因素。按岩石强度，岩体结构类型及工程地质特征，将岩土体分为岩体和土体两类。

1.5 新构造运动与地震

泾源县新构造活动较为强烈，六盘山逆冲推覆构造的主要断裂在第四纪皆有不同程度活动。据宁夏地震局资料六盘山东麓断裂在安国平均上升0.5mm/a，在寺口子平均上升1.5mm/a。安国附近六盘山群逆冲推覆于第四纪马兰黄土之上，垂直推覆达75m。泾源活动盆地在第四纪下降大于42m，盆地内垂直下切深度大于75m。泾源县处在青藏高原地震区之祁连山-六盘山地震带的西海固地震亚带之中。

2 地质灾害类型及分布特征

泾源县主要河流有沙塘河﹑黄花河﹑香水河﹑兴盛河﹑泾河﹑新民河6条河流，属于泾河水系。兴盛河与香水河在调查区内已汇入泾河，沙塘河﹑黄花河与新民河在调查区外最终汇入泾河，按流域统计地质灾害点的分布时，不再将兴盛河与香水河分别统计，将其统计入泾河流域。工作区85处地质灾害隐患点和73处地质现象点主要集中分布于沙塘河﹑黄花河以及泾河流域，占总数的96.83%，新民河流域相对分布较少。截止2021年10月，泾源县地质灾害隐患85处，其中山体滑动53处，崩塌31处，泥石流1处，类型以滑坡为主，次为崩塌，泥石流较少。

2.1 矿区山体滑动

泾源县滑坡主要为黄土-基岩接触面滑坡和松散土质滑坡。大多分布在剥蚀构造丘陵地区，可分为层内滑坡和接触面滑坡。山体滑动形成的形态都比较完整，保持了明显的圈椅状地形，滑壁陡峭，大多坡度在20°～60°之间。其中以小型滑东最为常见，中型次之，大型较少，主要分布在泾河源镇﹑六盘山镇﹑黄花乡﹑香水镇等乡镇，边界轮廓清晰，山体滑移特征明显，滑床﹑滑带完整或部分完整，能反映出层序和结构特征，矿山山体滑动堆积物具有一定的外部形状，其外貌特征﹑结构特征非常明显。结合矿山地质灾害点特征总结分析主要的失稳因素为降雨﹑地震﹑开挖坡脚﹑爆破振动﹑坡脚浸润等因素。

2.2 崩塌

崩塌多为小规模的黄土崩塌及岩质崩塌，多数发生于黄土斜坡坡脚处的民窑院落，规模为小型。尽管威胁到居民安全的崩塌规模较小，但其发生时间短，速度快，危害较大，一旦发生基本没有避让撤离的时间。根据现场调查发现产生崩塌的坡型一般为凸型或直线型，坡高10m～45m，坡度40°～80°，84%以上的崩塌发生在55°以上的坡体。人类矿山开采活动是工作区崩塌地质灾害形成的主要外在因素之一。

2.3 泥石流

泥石流集中分布于泾源西部和东部基岩山区。该区域坡积层厚度不大，局部古近系﹑白垩系地层裸露，基岩风化严重。降雨下渗不及，坡面集流速度快，在地表径流冲刷作用下形成坡面泥石流，最终汇集成沟道泥石流。泾源县泥石流隐患点仅保留1处，属沟谷型泥石流。

3 地质灾害特点

泾源县现有85处地质灾害隐患点。31处崩塌隐患中，有28个小型崩塌，占总数的90.32%；3个中型崩塌，占总数的9.68%。矿山地质灾害发育具有一定的关联性，其空间分布与地形地貌密切相关，时间分布与降雨密切相关，而地质灾害的发育类型则受制于岩土体结构的特点，具有群发性﹑区域性﹑周期性﹑突发性﹑差异性特点。

4 矿山地质灾害孕灾条件分析

4.1 矿山地形地貌与地质灾害

斜坡的几何形态决定着矿山坡体内应力的大小和分布，控制着矿体的稳定性与变形破坏模式。泾源县境内矿山地质类型主要有侵蚀构造中山区﹑剥蚀构造丘陵区和侵蚀堆积河谷阶地三类，泥石流灾害主要分布在侵蚀构造中山区与剥蚀构造丘陵区两种地貌单元的过渡带，大部分崩塌﹑矿体滑动主要分布在侵蚀堆积河谷阶地与剥蚀构造丘陵地貌单元中，仅有少量崩塌﹑矿体滑动分布在侵蚀沟造中山区。

4.2 地层特性与地质灾害

泾源县地层以白垩系﹑新近系﹑第四系为主。第四系土体以中晚更新统黄土为主，广泛分布于地表；新近系主要为棕红色泥岩。白垩系埋藏于第四系之下，主要在泾源县东北部的石沟-小岔-冯庄一带﹑安家川河河谷两侧出露较高，一般达到5m～10m，局部沟段达到20m以上，但白垩系出露地带黄土一般厚度较小，因此，泾源县境内的第四纪黄土和新近纪红色泥岩是易崩易滑地层。

黄土广泛分布于丘陵上部和各大冲沟内，结构疏松，强度低，遇水软化，节理裂隙发育等特性决定了黄土是区内最主要的易滑﹑易崩地层，加之在重力作用下，由拉应力和剪应力共同作用，沿已有的裂隙﹑垂直节理﹑构造节理或黄土层与泥岩接触面不断产生滑移﹑拉断与追踪剪切，逐渐形成滑动面，最终导致崩塌﹑山体滑动的发生。此外，由于黄土特有的颗粒组成﹑化学成分以及骨架颗粒形态﹑连接形式﹑排列方式等，使其遇水容易软化﹑湿陷，从而迅速降低其抗拉﹑抗剪能力，在其它条件具备时产生山体滑动。

4.3 斜坡结构与地质灾害

泾源县内的黄土地区最常见的斜坡岩土体结构主要为黄土单一结构﹑黄土-古近纪泥岩组合结构和黄土-基岩组合结构三种类型。这些不同的矿体结构决定了斜坡变形破坏的方式和软弱结构面的位置，对滑动面的位置具有明显的控制作用。特别是黄土-砂砾石层结构﹑黄土-古近纪泥岩组合结构﹑黄土-白垩纪泥砂岩组合结构对矿区山体滑动的诱因比较大。

4.4 水文地质灾害

泾源县内地形比较复杂，沟壑纵横，由于黄土节理裂隙发育，在斜坡地带的黄土原生节理和构造节理的基础上，在暴雨或连续降雨过程中，降水汇集，沿节理﹑裂隙﹑陷穴﹑落水洞等通道快速下渗，在古土壤或泥岩之上形成局部上层滞水﹑甚至潜水。地下水活动降低了黄土强度，改变了坡体应力状态，常常触发斜坡变形失稳。所以，地下水活动对斜坡变形失稳的影响作用十分明显，是山体滑动形成过程中不可缺少的基本条件，往往是起主导作用的触发因素。

4.5 人类工程活动与地质灾害

全新世以来，地壳活动变缓，气候干旱少雨，谷坡经过地质历史时期的各种侵蚀作用，应力释放和调整亦基本完成，斜坡一般处于稳定或基本稳定状态。在自然条件下，一般不会发生重大矿山地质灾害。人类工程活动，如采矿活动作用，将原有的平衡状态打破，使斜坡产生卸荷﹑拉张和风化裂隙，在雨季易产生山体滑动和崩塌地质灾害。

5 地质灾害防治建议

5.1 地质灾害分区防治

为确定地质灾害防治重点，明确地质灾害防治工作任务，充分考虑社会发展规划，结合地质灾害可能造成的人员伤亡及经济损失等因素，根据地质灾害风险性评价结果，将泾源县划分为重点防治区﹑次重点防治区和一般防治区三个级别，根据分区结果分别建议采取不同的管控措施。

5.2 地质灾害区风险管控措施

本次根据泾源县矿山地质灾害风险性评价结果将工作区划分为重点防治区﹑次重点防治区和一般防治区，其中，重点防治区主要为风险性评价等级极高及风险等级高区，次重点防治区为风险性评价等级中区，一般防治区为风险性等级低区。

5.2.1 重点防治区风险管控措施

对风险等级为极高和高的重点防治区段，提出工程治理﹑排危除险﹑监测预警等一种或多种风险管控建议，原则上极高风险区不应开展大规模矿山工程施工项目。主要措施如下：

监测预警：矿山地质灾害的发展是动态的，其危险性和危害性随着地质灾害本身的发展变化或各种诱发因素的影响可能呈趋增势或趋减势两种趋势。针对泾源县矿山地质灾害隐患特征和分布规律，建议对具有一定规模﹑危害程度大﹑具有典型研究意义的灾害点进行专业监测，纳入地质灾害监测预报预警系统工程，建立专业监测站网，构建数据共享平台，开展地质灾害监测预警模型研究，在充分考虑地质灾害发生的各种内在因素和诱发因素的基础上，研究各种因素变化规律和地质灾害发生的关系，建立各种地质环境背景下影响因素与地质灾害的耦合模型。最终实现地质灾害自动化监测预报预警。

工程治理：工程治理主要是针对遭受威胁的村庄，通过相对较少的投入，因地制宜选择合适的工程治理措施。治理工程实施期次按地质灾害隐患点的风险等级和实施难度进行分期。根据矿山地质灾害类型和失稳致灾机理，确定地质灾害治理的工程措施。崩塌﹑山体滑动防治措施主要有削方减载﹑支挡﹑坡面防护﹑排水等措施为主。

排危除险及工程维护：对调查发现的风险高﹑险情紧迫﹑治理措施相对简单的地质灾害隐患点，采取投入少﹑工期短﹑见效快的工程治理措施，组织排危除险，及时消除隐患危险。对受损或防治能力降低的地质灾害治理工程，及时采取清淤﹑加固﹑维修及修缮等措施进行维护，确保防治工程的长期安全运行。

5.2.2 次重点防治区风险管控措施

对地质灾害风险等级为中等的次重点防治区主要以群测群防为主。明确每个风险点的监测﹑预防责任人，划定危险区，对风险点进行定期和不定期的风险巡查，发现变化及时上报，如有异常及时避让。并调整其风险级别，设置危险区警示标志，确定预警信号和撤离路线。汛期加强防范意识，与气象部门联合根据雨量发布地质灾害气象风险预警。做好地质灾害科普宣传和应急避险演练工作。

5.2.3 一般区风险管控措施

对低风险等级的一般防治区针对地质灾害防控对策主要以群测群防为主，对低风险点进行定期和不定期的风险巡查，发现变化及时上报，并调整其风险级别，如有异常及时避让。