段釗，趙法鎖，陳新建

(長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西西安710054)

吳起縣位于陜西省延安市西北部，自然條件差，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，其滑坡災(zāi)害無論是數(shù)量、規(guī)模還是造成的危害，在陜北黃土高原地區(qū)均具有代表性。尤其是1970年代以來，由于吳起油田的發(fā)現(xiàn)，石油開采及相關(guān)工程建設(shè)活動頻繁，使原本脆弱的黃土地上滑坡災(zāi)害頻發(fā)[1]。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)研究工作相對薄弱，本文以“陜西省延安市吳起縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查”項目為依托，對研究區(qū)滑坡災(zāi)害進行實地調(diào)查，并參考前人成果，就滑坡類型及分布特征進行較深入研究，最后提出防治對策，以期為該地區(qū)經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展提供相關(guān)決策依據(jù)。

1 地質(zhì)環(huán)境概況

吳起縣地處黃土高原腹地，毛烏素沙漠南緣，地勢西北高，東南低。受上更新世以上升為主的震蕩性新構(gòu)造運動影響，區(qū)內(nèi)反復(fù)受長期剝蝕、侵蝕、堆積作用，形成以白于山為分水嶺的梁、峁與河、溝、壑地貌單元組合。區(qū)內(nèi)屬半干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨量偏小，降水主要集中在7－9月?？h域內(nèi)河流均屬黃河水系，干流深切，支流密布。以白于山為界，南為洛河流域，北為無定河流域。境內(nèi)地表廣為第四系中、上更新統(tǒng)黃土披覆，堆積厚度大，前第四系地層僅在深切溝谷和陡峻梁峁斜坡下部有所出露，產(chǎn)狀近水平。含水層主要有第四系松散層孔隙水、孔隙裂隙水和白堊系基巖裂隙水三種類型。區(qū)內(nèi)地震活動不強烈，近幾世紀(jì)來地震少有發(fā)生，且震級較小，鄰近省區(qū)雖發(fā)生過大震，但由于地塊邊界的阻隔，對本區(qū)影響不大[2]。本區(qū)人類工程活動頻繁，自1971年以來，吳起縣因石油開釆，使經(jīng)濟面貌得以改善，隨后基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到迅猛發(fā)展。僅“十一五”期間的大型改、新建設(shè)項目就有11項，其中包括油井3 400口、勘探井125口，累計進尺35萬m，各級公路68條共1 165 km，水庫兩座，總庫容1 000萬m3[3]。

2 黃土滑坡類型

吳起縣共發(fā)現(xiàn)有黃土滑坡134處，可分為黃土層內(nèi)滑坡、黃土－紅粘土接觸面滑坡、紅粘土－基巖接觸面滑坡和黃土泥流滑坡四類[4](圖1)。

2.1 黃土層內(nèi)滑坡

該類滑坡多切離石、馬蘭兩層黃土，于馬蘭黃土內(nèi)部某古土壤層形成滑面(圖1a)。滑體主要由中、晚更新世黃土崩滑堆積物組成，結(jié)構(gòu)零亂，顏色混雜或較均一，滑體厚度一般為3～30 m。本類系研究區(qū)主要發(fā)育類型，與人類工程活動密切相關(guān)，占研究區(qū)滑坡總數(shù)的70%(圖2)。長官廟鄉(xiāng)黃岔村湫溝滑坡是其典例(圖3)。

2.2 黃土－紅粘土接觸面滑坡

該類滑坡滑面為黃土－紅粘土接觸面(圖1b)?；w由中、晚更新世黃土崩滑堆積物組成，可辨層次，厚度一般為10～40 m，滑速相對較慢，規(guī)模較大。在調(diào)查發(fā)現(xiàn)的29處滑坡中(圖2)，有20處因人工開挖坡腳導(dǎo)致滑坡體復(fù)活或加劇，其中最為典型的是薛岔鄉(xiāng)大路溝滑坡(圖4)。

圖1 吳起縣黃土滑坡類型示意圖

圖2 滑坡類型分布圖

圖3 湫溝滑坡

2.3 紅粘土－基巖接觸面滑坡

如圖1c所示，該類滑坡在研究區(qū)發(fā)育較少(圖2)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)的6處滑坡，均分布在深切河谷的兩岸?；瑒用鏋榧t粘土－砂巖接觸面，滑體除中、晚更新世黃土及新近系紅粘土崩滑堆積物外，還含有部分風(fēng)化砂泥巖，滑體厚度較薄，一般為5～25 m。

圖4 大路溝滑坡

圖5所示為薛岔滑坡，該滑坡是在原有老滑坡的基礎(chǔ)上因修路開挖坡腳而誘發(fā)二次滑動，原路基位于滑面以上，開挖后路基低于滑面。在滑坡坡腳處有一戶居民，受滑坡威脅搬遷，該滑坡在2007年12月出現(xiàn)滑動以來，變形逐漸加劇。2008年8月27日對該滑坡進行了調(diào)查，在坡頂發(fā)現(xiàn)貫通的拉張裂隙，坡腳剪出口位置滑面可見清晰擦痕(圖5a)，28日凌晨2時滑坡滑動，摧毀了坡腳處居民房并掩埋了部分道路(圖5b)。

圖5 薛岔滑坡

2.4 黃土泥流滑坡

黃土泥流滑坡的滑動面發(fā)育于馬蘭黃土層內(nèi)部(圖1d)，僅在白于山以北黃土梁間澗地邊緣受河流切割部位發(fā)育，在研究區(qū)僅發(fā)現(xiàn)有3處(圖2)。該類滑坡多形成較規(guī)則的弧形后緣和近于直立的后壁，平面呈“U”字形。由于該地區(qū)馬蘭黃土粘粒含量較低，土體松散，在連陰雨或強降雨條件下，滑坡啟動即轉(zhuǎn)化為泥流，呈流態(tài)化運動特征，具有周期性、多頻次、單次規(guī)模小等特點，造成嚴(yán)重的土地資源損失(圖6)。

圖6 后黃澗滑坡

3 滑坡時空分布特征

3.1 時間分布特征

對研究區(qū)內(nèi)1980－2010年119處有時間記錄的滑坡災(zāi)害點的年際和年內(nèi)分布特征進行總結(jié)(其中有15處活動時間無法考證或未在研究時限內(nèi))，發(fā)現(xiàn)滑坡活動在時間上呈現(xiàn)出與降雨和人類工程活動密切相關(guān)的周期性變化。

(1)滑坡活動存在著一定的年際變化(圖7)，與降水強度有著直接的關(guān)系。豐水年多發(fā)，貧水年少發(fā)，在一個滑坡高發(fā)期后常伴隨有低谷期，這與黃土地區(qū)滑坡與降水量關(guān)系基本吻合[5]。人類工程活動的強弱也對滑坡的活動周期影響顯著，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的實施，促使區(qū)內(nèi)工程活動日趨頻繁，滑坡活動強度也呈逐年上升態(tài)勢(1982、1985年因降雨異常除外)，根據(jù)人類工程活動種類的不同，滑坡活動常伴隨或滯后于人類工程活動。

圖7 滑坡災(zāi)害年際變化折線圖

(2)滑坡活動存在著一定的年內(nèi)變化(圖8)。區(qū)內(nèi)降雨主要集中在7－9月，并形成滑坡活動的高發(fā)時段。多年7－9月共發(fā)生滑坡災(zāi)害82起，占滑坡總數(shù)的71%，可以看出，集中性的降雨對滑坡穩(wěn)定性的影響是很不利的。3－6月、10－11月，滑坡發(fā)育特征除與降雨強度有一定關(guān)系外，還受重大工程項目施工的黃金期影響。此外，初春凍融作用也對滑坡穩(wěn)定性造成一定影響。

圖8 滑坡災(zāi)害年內(nèi)變化折線圖

3.2 空間分布特征

由圖9可以看出，滑坡災(zāi)害在吳起縣境內(nèi)普遍發(fā)育，13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有程度不等的滑坡發(fā)育，但受區(qū)域地質(zhì)背景、經(jīng)濟建設(shè)活動等因素的影響[6－7]，區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害的空間分布還表現(xiàn)出以下幾方面特征。

圖9 滑坡災(zāi)害空間分布圖

(1)不均衡性

區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害無論是發(fā)育密度或是發(fā)生頻度都體現(xiàn)出不均衡性，這與我國黃土高原地區(qū)滑坡災(zāi)害發(fā)育特征基本相符[8－9]?？傮w表現(xiàn)為:中東部地區(qū)最發(fā)育，西部地區(qū)較發(fā)育，東北部地區(qū)發(fā)育較弱。進一步分析還表現(xiàn)為，經(jīng)濟發(fā)展較快地區(qū)較發(fā)展慢地區(qū)發(fā)育，黃土梁峁地貌較黃土梁澗地貌發(fā)育，“V”字型河谷較“U”字型河谷發(fā)育。此外，陽坡多發(fā)，陰坡少發(fā);凸坡多發(fā)，凹坡少發(fā)，1 300～1 500 m高程段為滑坡多發(fā)地段，也從一定程度上體現(xiàn)出這一分布特征。

(2)群集性

區(qū)內(nèi)形成多個滑坡密集區(qū)，小范圍內(nèi)滑坡成群分布，其密集程度與人類工程活動有最密切關(guān)系。此外降雨、河流侵蝕等也從一定程度上對群集造成影響。從圖9不難看出，滑坡災(zāi)害主要分布在縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、公路沿線及水庫周邊，而這些地區(qū)往往是工程活動強度較高的地區(qū)。不同的工程活動類型所形成的群集形態(tài)略有不同，如河流侵蝕或公路建設(shè)造成線狀群集，水庫建設(shè)造成以水庫為中心的圈狀群集等。

(3)繼承性

區(qū)內(nèi)滑坡的空間分布在一定程度上表現(xiàn)為對古、老滑坡的繼承。調(diào)查發(fā)現(xiàn)的119處滑坡中有89處系人類工程活動等因素誘發(fā)古滑坡或老滑坡的二次滑動，其中古滑坡19處，老滑坡70處，而研究時限內(nèi)發(fā)生的新滑坡僅有30處。因此與古、老滑坡密集區(qū)重疊的人類工程活動區(qū)也是滑坡災(zāi)害的高發(fā)地帶。

3.3 時空分布特征

為進一步了解滑坡的分布特征，筆者以5 km×5 km的網(wǎng)格將吳起縣劃分為197個單元，將各年單元格內(nèi)發(fā)育的滑坡數(shù)進行記錄，以10年為一時段通過單格內(nèi)滑坡數(shù)量的累積變化來分析滑坡的時空分布特征(圖10)。

圖10 滑坡災(zāi)害時空分布圖

在1980－2010年吳起縣各區(qū)塊滑坡個數(shù)及密度整體呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。1980年代滑坡主要發(fā)育在中部及南部部分地區(qū)，西部地區(qū)少量發(fā)育。1990年代基本形成了以縣城為核心的第一聚集中心，周邊多個次級聚集中心同時加速發(fā)育，各區(qū)塊密度顯著增加，整體上形成類網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。近10年來，各聚集中心密度不斷增加，范圍不斷擴大，同時各聚集中心呈現(xiàn)出一體化趨勢。

4 防治對策

根據(jù)對吳起縣滑坡災(zāi)害分布特征分析可知，降雨及人類工程活動對區(qū)內(nèi)滑坡多發(fā)、頻發(fā)起著決定性作用，因此有效地控制誘發(fā)因素(外因)是減少滑坡災(zāi)害發(fā)生的最佳途徑[10－12]。①應(yīng)針對工程項目進行合理規(guī)劃，統(tǒng)籌布局，盡量避開古、老滑坡密集區(qū)，施工時應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)工程規(guī)范進行施工，減少不合理的人類工程活動。②結(jié)合工程項目類型開展相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害評估工作，查明滑坡類型、特征，對滑坡可能造成的危害進行預(yù)測，以指導(dǎo)工程項目的順利進行。③對于已存在的滑坡災(zāi)害，應(yīng)結(jié)合滑坡危害程度采取相應(yīng)對策，危險性大的地區(qū)應(yīng)以搬遷為主，危險性中等地區(qū)可進行勘察、設(shè)計，設(shè)置抗滑樁、擋墻、排水等防護措施，危險性小的地區(qū)可采取削坡及排水措施。④應(yīng)加強監(jiān)測力度，尤其是在滑坡多發(fā)地區(qū)及高發(fā)時段，提高群眾認(rèn)識，發(fā)動群眾，群測群防。⑤建立滑坡災(zāi)害相關(guān)應(yīng)急方案，自五谷城鄉(xiāng)實施《自然災(zāi)害群眾救災(zāi)安置工作實施方案》以來[13]，該鄉(xiāng)滑坡災(zāi)害增量顯著降低。⑥積極開展植樹造林，薛差鄉(xiāng)多年堅持春季植樹造林工作，有效地減少了鄉(xiāng)內(nèi)滑坡災(zāi)害的發(fā)生[14]。

5 結(jié)語

(1)研究區(qū)共發(fā)現(xiàn)134處黃土滑坡，分為四類，即黃土層內(nèi)滑坡、黃土－紅粘土接觸面滑坡、紅粘土－基巖接觸面滑坡和黃土泥流滑坡，其中黃土層內(nèi)滑坡為滑坡的主要發(fā)育類型。

(2)對區(qū)內(nèi)有時間記錄的119滑坡分布特征總結(jié)發(fā)現(xiàn)，吳起縣滑坡分布具有一定時間和空間的特征，其特征與地質(zhì)環(huán)境條件及誘發(fā)因素有著密切的關(guān)系，空間分布特征是通過一定時間體現(xiàn)的。

(3)結(jié)合區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害時空分布特征提出因地制宜的防治對策，可輔助滑坡災(zāi)害防治決策的制定與實施，為區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)。

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