地質(zhì)災(zāi)害特征及形成條件分析黃土高原地區(qū)是我國生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一，自然地理和地質(zhì)環(huán)境背景特殊，區(qū)內(nèi)溝壑縱橫，崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。寧夏鹽池縣南部地處黃土高原，地質(zhì)環(huán)境條件極為脆弱，是寧夏地質(zhì)災(zāi)害較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳拓?cái)產(chǎn)安全，并防礙了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為進(jìn)一步查明寧夏鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害隱患的發(fā)育特征、分布規(guī)律及其形成的地質(zhì)環(huán)境條件，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失，寧夏地質(zhì)調(diào)查院展開寧夏鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查工作，為鹽池縣劃分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)以及減災(zāi)防災(zāi)提供依據(jù)。1地質(zhì)環(huán)境條件鹽池縣位于寧夏回族自治區(qū)東部、毛烏素沙漠南緣。屬陜、甘、寧、蒙四?。▍^(qū)）交界地帶，東鄰陜西定邊縣，南接甘肅環(huán)縣，北靠內(nèi)蒙鄂托克前旗，面積約8557.7km2，轄4鄉(xiāng)4鎮(zhèn)，全縣總?cè)丝?65474人。境內(nèi)屬中溫帶大陸性氣候，年際降水變化大，同一年內(nèi)降水分布極不均勻，一般多集中在6?9月份，雨季和旱季分明。鹽池縣地形復(fù)雜，總體呈南部高、北部低，中部高、東西兩側(cè)低的特點(diǎn)。地貌類型主要為低山丘陵、緩坡丘陵和黃土梁峁。鹽池縣地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)，以車道-阿色浪斷裂為界，西側(cè)為鄂爾多斯西緣地層分區(qū)之桌子山-青龍山地層小區(qū)，東側(cè)為鄂爾多斯地層分區(qū)之鹽池-環(huán)縣地層小區(qū)；境內(nèi)出露最老地層為中元古界王全口組，奧陶系、三疊系、二疊系、侏羅系僅零星出露，白堊系主要分布在縣城東部蘇步井-紅溝梁-佟記圈-青山一帶，新生代地層分布廣泛。地震烈度為W—忸度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05?0.20g，最大的一次地震發(fā)生在高沙窩鎮(zhèn)一帶，震級為6.0級。2地質(zhì)災(zāi)害特征2.1地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育概況鹽池縣境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，主要有滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡和地面塌陷5種類型，以滑坡、崩塌為主。境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共計(jì)426處，其中滑坡295處、崩塌92處、泥石流19處、不穩(wěn)定斜坡17處、地面塌陷3處，分別占地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的69%、22%、4%、4%、1%。2.2地質(zhì)災(zāi)害特征2.2.1滑坡鹽池縣滑坡廣泛分布于南部黃土丘陵的溝谷兩側(cè)，均為牽引式土質(zhì)滑坡，滑體多由黃土狀土組成。滑坡規(guī)模以小型為主，共278處，占總數(shù)的94.24%;滑體厚度差異較大，其中淺層、中層、深層滑坡分別為223、71和1處，各占75.59%、24.07%和0.34%。按發(fā)生原因，以自然滑坡為主，共有291處，工程活動(dòng)引起的滑坡僅有4處。鹽池縣滑坡以新滑坡為主，共175處，占滑坡總數(shù)的59.32%。新老滑坡的后壁、側(cè)界、前緣及內(nèi)部變形均表現(xiàn)不同特點(diǎn)；老滑坡后壁多發(fā)育細(xì)小沖溝，剝落和垮塌現(xiàn)象多見，一般有沙蒿、芨芨草等植被覆蓋；而新滑坡后壁黃土裸露，表面略顯凹凸不平。區(qū)內(nèi)大多老滑坡側(cè)界已不甚清晰，與原坡面呈漸變過渡?；虑熬壋雎队诤恿骰驕瞎刃逼缕履_，流水侵蝕使部分老滑坡前緣臨空，高度一般在數(shù)米至十?dāng)?shù)米不等，坡度多在60°以上；前緣剪出口出露的地層因地質(zhì)結(jié)構(gòu)和河谷所處地段不同而異，可見黃土層內(nèi)型（圖1）和黃土基巖型兩種類型，并以前者分布更為廣泛，共203處，占滑坡總數(shù)的68.9%。因?yàn)榻陙睇}池縣封山禁牧效果良好，大多老滑坡坡面植被發(fā)育較好，二次變形跡象不明顯；但新滑坡，特別是近期發(fā)生的滑坡，其上裂縫清晰可見，最大寬度可達(dá)十幾至幾十厘米，深度不一，部分甚至貫穿滑體，延伸至滑坡前緣，還有規(guī)模不等的落水洞發(fā)育。2.2.2崩塌鹽池縣內(nèi)崩塌有88處為黃土崩塌，發(fā)生于黃土丘陵區(qū)溝谷溝岸，僅有4處為巖質(zhì)崩塌。溝岸崩塌災(zāi)害因受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，溝谷強(qiáng)烈下切，坡體拉張裂隙發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生崩塌的坡型為凸型和直線型的共56處、為凹型的36處。境內(nèi)崩塌數(shù)量多，規(guī)模小，堆積體不易保存，邊坡多陡立，坡度40°?80°,多數(shù)崩塌發(fā)生在50°?80°之間。當(dāng)前鹽池縣內(nèi)崩塌大多處于不穩(wěn)定狀態(tài)。2.2.3泥石流鹽池縣境內(nèi)泥石流溝共計(jì)19條，主要分布在王樂井鄉(xiāng)、大水坑鎮(zhèn)及麻黃山鄉(xiāng)，均為溝谷泥石流。鹽池縣內(nèi)泥石流均由暴雨因素引發(fā)形成，集中發(fā)生于每年降雨強(qiáng)度高的7?9月份。按其物質(zhì)成分特征，屬稀性泥流，多沿溝谷形成，上游匯水面積較大，坡面發(fā)育大量松散碎屑，溝縱坡降較大，沿溝兩側(cè)及溝底有明顯的刨蝕和沖刷作用痕跡，出溝口呈堆積扇地貌，固態(tài)物質(zhì)以砂、泥為主。因?yàn)闇系酪话阍谏嫌味酁椤癡”型，中下游為拓寬型或平坦型溝道，直接危害溝下游村莊、農(nóng)田和溝畔兩側(cè)的居民點(diǎn)，如王樂井鄉(xiāng)西溝泥石流、王樂井鄉(xiāng)東溝泥石流和大水坑鎮(zhèn)紅井子泥石流等。2.2.4不穩(wěn)定斜坡鹽池縣內(nèi)不穩(wěn)定斜坡共計(jì)17處，坡型以直線型為主，均為小型，其中2處為自然形成，坡度在45°?60°之間；6處為道路切坡形成，坡度多為50°?70°;9處因斬坡建窯形成，坡度多大于70°。不穩(wěn)定斜坡進(jìn)一步發(fā)展可形成崩塌或滑坡災(zāi)害，是縣內(nèi)危害較大且發(fā)展趨勢具有不確定性的一種潛在地質(zhì)災(zāi)害。鹽池縣內(nèi)不穩(wěn)定斜坡多為人為形成，主要威脅道路過往車輛、行人以及居住在窯洞中居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，具有發(fā)展趨勢的不確定性。2.2.5地面塌陷鹽池縣內(nèi)地面塌陷共計(jì)3處，分布于馮記溝鄉(xiāng)原馮記溝煤礦、金鳳煤礦，均為煤炭資源井工開采引起。根據(jù)地面塌陷的形態(tài)特征，將該礦區(qū)地面塌陷劃分為塌陷坑、塌陷槽、裂縫3種類型。塌陷坑：金鳳煤礦采礦活動(dòng)已形成一長條形塌陷坑(圖2(a))，地面長約500m，寬約20?50m，深約1?3m,面積約18000m2。塌陷坑南側(cè)邊緣發(fā)育塌陷裂縫，沉降0.5?0.8m。塌陷槽：原馮記溝煤礦塌陷槽(圖2(b))位于煤礦區(qū)西部，呈弧形分布，大多裂縫已被充填，槽內(nèi)植被發(fā)育，覆蓋率大于50%，槽寬5?20m，走向長約350m，深約0.4?1.2m。金鳳煤礦塌陷槽(圖2(c))位于煤礦區(qū)北部,呈長條形間斷分布，裂縫面新鮮，西側(cè)尖端裂縫及其發(fā)育，有繼續(xù)沉陷趨勢，槽寬1?15m，走向長約400m，深約0.4?1.8m。裂縫：原馮記溝煤礦塌陷槽兩側(cè)邊緣裂縫，絕大多數(shù)已被掩埋，局部可見裂縫寬約0.1?0.5m，可測深度達(dá)10m。礦區(qū)北、西側(cè)墻體上可見明顯裂縫，裂縫寬約0.05?0.1m，部分墻體變形，向下凹陷。金鳳煤礦地面塌陷區(qū)裂縫及其發(fā)育，裂縫主要以走向320。?340°、240。?260。為主，其中裂縫走向320°?340°一般延伸50?200m，寬0.01?0.10m,可測最大深度約0.35m;裂縫走向240°?260°,—般延伸100?450m，寬0.1?0.5m，可測深度大于10m,井田內(nèi)塌陷槽受該組裂縫控制。鹽興公路位于塌陷區(qū)路段已完全損壞，現(xiàn)狀砂礫路面凹凸不平。3地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布規(guī)律3.1空間分布規(guī)律鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)主要分布在工作區(qū)南部麻黃山以南地區(qū)，以滑坡和崩塌為主，約占地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的91%（圖3）。對鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)按鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，滑坡、崩塌主要分布在大水坑鎮(zhèn)東南部、麻黃山鄉(xiāng)以及惠安堡鎮(zhèn)南部一帶的黃土沖溝斜坡上,泥石流主要分布在王樂井鄉(xiāng)和大水坑鎮(zhèn)，不穩(wěn)定斜坡在麻黃山鄉(xiāng)和惠安堡鎮(zhèn)發(fā)育較多，地面塌陷分布在馮記溝鄉(xiāng)。經(jīng)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡發(fā)育密集的地區(qū)黃土層厚度都比較大，滑坡呈滑坡群或滑坡鏈分布，具有群發(fā)性特征。受古地形影響，沉積的黃土表現(xiàn)為陰坡厚、陽坡薄的特點(diǎn)，并且漫覆于新近紀(jì)泥巖之上。滑坡發(fā)育水準(zhǔn)往往與黃土厚度關(guān)系緊密，陰坡黃土厚度大則滑坡多，而陽坡黃土厚度一般，則基本無滑坡。其次，滑坡坡體形變水準(zhǔn)與斜坡角也有一定關(guān)系，一般邊坡在25°以內(nèi)較為穩(wěn)定，超過則穩(wěn)定性較差。工作區(qū)南部滑坡密集的地段斜坡多在20°?40°之間，是滑坡體復(fù)活的高易發(fā)區(qū)。泥石流的形成主要受地形、地貌條件的控制，大都發(fā)育在山地或丘陵相連、坡陡谷深、溝腦三面環(huán)山、一面敞開的漏斗狀或手掌狀地形內(nèi)。這類地形在縣西南、北部較為發(fā)育，尤其是北部，只要泥石流其他誘發(fā)條件具備，隨時(shí)都可能發(fā)生。地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害分布在馮記溝鄉(xiāng)金鳳煤礦和原馮記溝煤礦，是煤炭資源開采引起的，分布在礦區(qū)周邊。3.2時(shí)間分布規(guī)律滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生既與大氣降水的周期關(guān)系密切，也與地殼活動(dòng)的影響相關(guān)。本調(diào)查區(qū)滑坡、崩塌主要是受控于降水的年際規(guī)律周期的影響。鹽池縣曾于1999年7月（豐水期）發(fā)生滑坡，這與6?9月此時(shí)段降水集中和降水頻次高完全一致。在近10a來，泥石流的爆發(fā)主要集中出現(xiàn)在強(qiáng)降水或暴雨的豐水年，年內(nèi)主要集中在7?9月份。泥石流的暴發(fā)往往有一定的周期復(fù)活性，各種條件的具備需要一個(gè)積累過程，尤其是松散固體物質(zhì)的補(bǔ)給速度。當(dāng)固體物源、水源和地形的組合處于最佳狀態(tài)時(shí)，就有可能暴發(fā)泥石流。據(jù)調(diào)查和訪問，境內(nèi)一般經(jīng)過5?10a就可發(fā)生一次。4地質(zhì)災(zāi)害形成條件分析4.1地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害地形是滑坡、崩塌災(zāi)害產(chǎn)生的先決條件[5]。鹽池縣南部麻黃山一帶黃土堆積厚度一般在30m以下，結(jié)構(gòu)疏松，巖土侵蝕強(qiáng)烈，受古地形影響，地勢起伏較大，支流支溝密布，地形破碎，為滑坡崩塌的形成提供了地形地貌條件。斜坡的幾何形態(tài)決定著斜坡體內(nèi)應(yīng)力的大小和分布，控制著斜坡的穩(wěn)定性與變形破壞模式。4.1.1坡型區(qū)內(nèi)斜坡坡面形態(tài)能夠劃分為4個(gè)基本類型，即凸型、直線型、階梯型和凹型，前兩類屬正向類型，后兩類屬負(fù)向類。凸凹型、凹凸型以及波型是4種基本坡型的組合形式，本次調(diào)查以最具代表的坡段作為基本坡型。直線型和凸型正向類斜坡明顯更容易產(chǎn)生滑坡和崩塌災(zāi)害。負(fù)向類凹型和階梯型斜坡，因?yàn)槭艿窖匦逼伦呦蚍较驊?yīng)力支撐，應(yīng)力集中水準(zhǔn)減緩，穩(wěn)定水準(zhǔn)明顯增高；正向類斜坡則相反，應(yīng)力集中水準(zhǔn)明顯提升，穩(wěn)定水準(zhǔn)明顯降低。對本次鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，坡型對斜坡的穩(wěn)定性及變形破壞模式的控制作用略有差異，正向類型直線型和凸起型斜坡比負(fù)向類凹型和階梯型斜坡數(shù)量多。在共計(jì)404處滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡調(diào)查點(diǎn)中，集中在正向坡的有244處，約占60.4%，集中在負(fù)向坡的有160處，約占39.6%。鹽池縣不同坡型的滑坡、崩塌和不穩(wěn)定斜坡發(fā)育情況見圖4。4.1.2坡度坡度是控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育水準(zhǔn)和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型的一個(gè)重要因素。坡度明顯改變斜坡的應(yīng)力分布狀態(tài)，隨著坡度的增大,坡面附近應(yīng)力帶范圍隨之?dāng)U大，坡腳應(yīng)力集中并隨之增高。斜坡坡度對于黃土邊坡的穩(wěn)定性影響很大，坡度越大，安全系數(shù)越小。也就是說，斜坡的坡度越大，臨空的危勢和斜坡體內(nèi)應(yīng)力也越大，斜坡易產(chǎn)生變形坡壞。＞50。的陡崖易形成崩塌，隨著坡度的減緩，多發(fā)生滑坡，由陡坡轉(zhuǎn)變?yōu)榫徠拢掳l(fā)生概率降低，直至不再有滑坡發(fā)生。鹽池縣不同坡度區(qū)間的滑坡、崩塌和不穩(wěn)定斜坡發(fā)育情況見圖5。4.1.3坡高坡高雖然沒有改變斜坡內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài)，但卻控制著坡體內(nèi)各處應(yīng)力的大小，隨著坡高的增大，應(yīng)力值呈線性增加。鹽池縣調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料表明，斜坡坡高與斜坡類地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生也存有明顯的相關(guān)性。滑坡一般多發(fā)生在坡高30?70m的斜坡上，占滑坡總數(shù)的69.15%。崩塌則主要發(fā)生在坡高小于30m的斜坡上，占崩塌總數(shù)的60.87%。因?yàn)辂}池縣發(fā)育的不穩(wěn)定斜坡多為道路切坡和斬坡建窯形成，坡高多小于30m，僅2處坡高大于30m。鹽池縣不同坡高區(qū)間的滑坡、崩塌和不穩(wěn)定斜坡發(fā)育情況見圖6。4.1.4坡向鹽池縣南部麻黃山一帶發(fā)育的黃土沖溝河谷總體上呈北西南東向，溝谷兩岸斜坡為鹽池縣內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要區(qū)段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鹽池縣滑坡災(zāi)害在0°?135。和225。?360。的坡向區(qū)間相對集中，表明鹽池縣滑坡在陰坡和近似陰坡的斜坡上較發(fā)育。鹽池縣不同坡向區(qū)間的滑坡、崩塌和不穩(wěn)定斜坡發(fā)育情況見圖7。4.2地層巖性及地層結(jié)構(gòu)與地質(zhì)災(zāi)害地層巖性是控制崩塌、滑坡等斜坡變形的首要因素。不同的地層巖性及結(jié)構(gòu)構(gòu)造組合形成的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，決定了斜坡的穩(wěn)定水準(zhǔn)。區(qū)內(nèi)發(fā)生崩塌、滑坡的易滑地層以第四系黃土層為主，次為白堊系泥質(zhì)巖、碎屑巖巖層內(nèi)。黃土作為一種特殊類土，其本身固有的特殊性影響，決定了境內(nèi)黃土易形成滑坡，因?yàn)辄S土的垂直節(jié)理及其發(fā)育，因而斜坡邊緣常發(fā)育有走向與斜坡走向平行的張裂縫帶，寬度可達(dá)數(shù)米，加之黃土結(jié)構(gòu)松散，孔隙率高以及黃土特有的濕陷性等，強(qiáng)降雨時(shí)，地表水入滲速度很快，土體含水量較大時(shí)，其抗拉、抗剪強(qiáng)度大大降低，當(dāng)其他條件具備時(shí)極易使斜坡變形。由碎屑巖、泥質(zhì)巖構(gòu)成的坡體，其坡腳因?yàn)槭芎樗疀_蝕，絕大多數(shù)坡面直立或懸空，且斜坡邊緣發(fā)育張裂縫帶，強(qiáng)降雨條件下，極易發(fā)生崩塌。4.3降雨降雨是鹽池縣地質(zhì)災(zāi)害最重要的誘發(fā)因素之一，二者在時(shí)間上具有一致性，每年7-9月的雨季，則是發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害最多的月份。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生還與降雨方式存有著一定的關(guān)系，間斷性的降雨,則地質(zhì)災(zāi)害形成的機(jī)率較少；連續(xù)性降雨，因地表水持續(xù)對斜坡的持續(xù)滲透，因而地質(zhì)災(zāi)害形成的機(jī)率則明顯增大。此外，強(qiáng)降水、連續(xù)降水或暴雨相對較多的地區(qū)，往往是發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)，鹽池縣南部麻黃山鄉(xiāng)一帶降雨量高于北部，這也是南部地質(zhì)災(zāi)害比北部發(fā)育的原因之一。鹽池縣降雨常以暴雨和連陰雨的形式出現(xiàn)，暴雨降雨強(qiáng)度高，但通常歷時(shí)較短；而連陰雨雖然降雨強(qiáng)度不大，但歷時(shí)長,雨水絕大多數(shù)都可滲入坡體，使得坡體地下水位持續(xù)增高，從而導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)。4.4人類工程活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害的影響因素中，人類工程活動(dòng)是最活躍的因素之一。鹽池縣人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)有：(1)開挖邊坡、劈山切坡、修建公路等人類工程活動(dòng)的實(shí)施，嚴(yán)重破壞了原始斜坡的安定角，且超過了坡體的臨界高度，導(dǎo)致不穩(wěn)定斜坡產(chǎn)生，部分地段斜坡坡度過陡，且極少護(hù)坡，易形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害,威脅過路車輛和行人的安全。(2)劈坡建房或打窯。黃土丘陵區(qū)村民大多是依山傍坡劈坡建房或打窯，因黃土切坡多為坡度大于60°,坡高一般也超過了其安全臨界高度，破壞了斜坡的穩(wěn)定性，且未予支擋，這種人為因素最為突出，且易被忽視，由此構(gòu)成較嚴(yán)重的不穩(wěn)定斜坡。(3)開采煤炭資源。因?yàn)榫ら_采煤炭資源