趙志鵬，張曉東，馬玉學，趙銀鑫

（寧夏地質調查院，銀川 750021）

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，自然地理和地質環(huán)境背景特殊，區(qū)內溝壑縱橫，崩塌、滑坡等地質災害頻發(fā)［1－2]。寧夏鹽池縣南部地處黃土高原，地質環(huán)境條件極為脆弱，是寧夏地質災害較為嚴重的地區(qū)之一，嚴重威脅著當地人民群眾的生命和財產安全，并阻礙了當地社會經濟的發(fā)展。為進一步查明寧夏鹽池縣地質災害隱患的發(fā)育特征、分布規(guī)律及其形成的地質環(huán)境條件，保護人民生命財產安全，最大限度地減少地質災害造成的損失，寧夏地質調查院開展寧夏鹽池縣地質災害詳細調查工作，為鹽池縣劃分地質災害易發(fā)區(qū)和危險區(qū)以及減災防災提供依據。

1 地質環(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，北靠內蒙鄂托克前旗，面積約8 557.7 k m2，轄4鄉(xiāng)4鎮(zhèn)，全縣總人口165 474人。境內屬中溫帶大陸性氣候，年際降水變化大，同一年內降水分布極不均勻，一般多集中在6～9月份，雨季和旱季分明。鹽池縣地形復雜，總體呈南部高、北部低，中部高、東西兩側低的特點。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)，東側為鄂爾多斯地層分區(qū)之鹽池－環(huán)縣地層小區(qū)；境內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［3－4]。地震烈度為Ⅵ－Ⅷ度，地震動峰值加速度為0.05～0.20 g，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 地質災害特征

2.1 地質災害發(fā)育概況

鹽池縣境內地質災害較發(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。境內地質災害點共計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，分別占地質災害點總數的69%、22%、4%、4%、1%。

2.2 地質災害特征

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，均為牽引式土質滑坡，滑體多由黃土狀土組成?；乱?guī)模以小型為主，共278處，占總數的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，占滑坡總數的59.32%。新老滑坡的后壁、側界、前緣及內部變形均呈現不同特點；老滑坡后壁多發(fā)育細小沖溝，剝落和垮塌現象多見，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)內大多老滑坡側界已不甚清晰，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，高度一般在數米至十數米不等，坡度多在60°以上；前緣剪出口出露的地層因地質結構和河谷所處地段不同而異，可見黃土層內型（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，占滑坡總數的68.9%。由于近年來鹽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。

圖1 寧夏鹽池縣典型滑坡剖面圖

2.2.2 崩塌

鹽池縣內崩塌有88處為黃土崩塌，發(fā)生于黃土丘陵區(qū)溝谷溝岸，僅有4處為巖質崩塌。溝岸崩塌災害因受新構造運動的影響，溝谷強烈下切，坡體拉張裂隙發(fā)育。根據現場調查發(fā)現產生崩塌的坡型為凸型和直線型的共56處、為凹型的36處。境內崩塌數量多，規(guī)模小，堆積體不易保存，邊坡多陡立，坡度40°～80°，多數崩塌發(fā)生在50°～80°之間。目前鹽池縣內崩塌大多處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2.3 泥石流

鹽池縣境內泥石流溝共計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)生于每年降雨強度高的7～9月份。按其物質成分特征，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)物質以砂、泥為主。由于溝道一般在上游多為“V”型，中下游為拓寬型或平坦型溝道，直接危害溝下游村莊、農田和溝畔兩側的居民點，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

鹽池縣內不穩(wěn)定斜坡共計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)定斜坡進一步發(fā)展可形成崩塌或滑坡災害，是縣內危害較大且發(fā)展趨勢具有不確定性的一種潛在地質災害。鹽池縣內不穩(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產安全，具有發(fā)展趨勢的不確定性。

2.2.5 地面塌陷

鹽池縣內地面塌陷共計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：金鳳煤礦采礦活動已形成一長條形塌陷坑（圖2（a）），地面長約500 m，寬約20～50 m，深約1～3 m，面積約18 000 m2。塌陷坑南側邊緣發(fā)育塌陷裂縫，沉降0.5～0.8 m。

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，槽內植被發(fā)育，覆蓋率大于50%，槽寬5～20 m，走向長約350 m，深約0.4～1.2 m。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，西側尖端裂縫及其發(fā)育，有繼續(xù)沉陷趨勢，槽寬1～15 m，走向長約400 m，深約0.4～1.8 m。

裂縫：原馮記溝煤礦塌陷槽兩側邊緣裂縫，大部分已被掩埋，局部可見裂縫寬約0.1～0.5 m，可測深度達10 m。礦區(qū)北、西側墻體上可見明顯裂縫，裂縫寬約0.05～0.1 m，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50～200 m，寬0.01～0.10 m，可測最大深度約0.35 m；裂縫走向240°～260°，一般延伸100～450 m，寬0.1～0.5 m，可測深度大于10 m，井田內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，現狀砂礫路面凹凸不平。

圖2 寧夏鹽池縣地面塌陷

3 地質災害時空分布規(guī)律

3.1 空間分布規(guī)律

鹽池縣地質災害點主要分布在工作區(qū)南部麻黃山以南地區(qū)，以滑坡和崩塌為主，約占地質災害點總數的91%（圖3）。對鹽池縣地質災害點按鄉(xiāng)鎮(zhèn)統計發(fā)現，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)。經野外調查發(fā)現，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，沉積的黃土表現為陰坡厚、陽坡薄的特點，并且漫覆于新近紀泥巖之上?；掳l(fā)育程度往往與黃土厚度關系緊密，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，滑坡坡體形變程度與斜坡角也有一定關系，一般邊坡在25°以內較為穩(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。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，隨時都可能發(fā)生。地面塌陷地質災害分布在馮記溝鄉(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 時間分布規(guī)律

圖3 寧夏鹽池縣地質災害點空間分布圖

滑坡、崩塌地質災害的發(fā)生既與大氣降水的周期關系密切，也與地殼活動的影響相關。本調查區(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月此時段降水集中和降水頻次高完全一致。

在近10 a來，泥石流的爆發(fā)主要集中出現在強降水或暴雨的豐水年，年內主要集中在7～9月份。泥石流的暴發(fā)往往有一定的周期復活性，各種條件的具備需要一個積累過程，尤其是松散固體物質的補給速度。當固體物源、水源和地形的組合處于最佳狀態(tài)時，就有可能暴發(fā)泥石流。據調查和訪問，境內一般經過5～10 a就可發(fā)生一次。

4 地質災害形成條件分析

4.1 地形地貌與地質災害

地形是滑坡、崩塌災害產生的先決條件［5]。鹽池縣南部麻黃山一帶黃土堆積厚度一般在30 m以下，結構疏松，巖土侵蝕強烈，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)決定著斜坡體內應力的大小和分布，控制著斜坡的穩(wěn)定性與變形破壞模式。

4.1.1 坡型

區(qū)內斜坡坡面形態(tài)可以劃分為4個基本類型，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生滑坡和崩塌災害。負向類凹型和階梯型斜坡，由于受到沿斜坡走向方向應力支撐，應力集中程度減緩，穩(wěn)定程度明顯增高；正向類斜坡則相反，應力集中程度明顯提高，穩(wěn)定程度明顯降低。對本次鹽池縣地質災害詳細調查的數據統計分析發(fā)現，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向類凹型和階梯型斜坡數量多。在共計404處滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡調查點中，集中在正向坡的有244處，約占60.4%，集中在負向坡的有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。

圖4 不同坡體型態(tài)災害發(fā)育情況

4.1.2 坡度

坡度是控制地質災害發(fā)育程度和地質災害發(fā)育類型的一個重要因素。坡度明顯改變斜坡的應力分布狀態(tài)，隨著坡度的增大，坡面附近應力帶范圍隨之擴大，坡腳應力集中并隨之增高。斜坡坡度對于黃土邊坡的穩(wěn)定性影響很大，坡度越大，安全系數越小。也就是說，斜坡的坡度越大，臨空的危勢和斜坡體內應力也越大，斜坡易產生變形坡壞。＞50°的陡崖易形成崩塌，隨著坡度的減緩，多發(fā)生滑坡，由陡坡轉變?yōu)榫徠?，滑坡發(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。

圖5 不同坡度區(qū)間災害發(fā)育情況

4.1.3 坡高

坡高雖然沒有改變斜坡內應力的分布狀態(tài)，但卻控制著坡體內各處應力的大小，隨著坡高的增大，應力值呈線性增加。鹽池縣調查統計資料表明，斜坡坡高與斜坡類地質災害的發(fā)生也存在明顯的相關性?；乱话愣喟l(fā)生在坡高30～70 m的斜坡上，占滑坡總數的69.15%。崩塌則主要發(fā)生在坡高小于30 m的斜坡上，占崩塌總數的60.87%。由于鹽池縣發(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30 m，僅2處坡高大于30 m。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。

圖6 不同坡高區(qū)間地質災害發(fā)育情況

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地質災害發(fā)育的主要區(qū)段。據統計，鹽池縣滑坡災害在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。

圖7 不同坡向區(qū)間滑坡發(fā)育情況

4.2 地層巖性及地層結構與地質災害

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構構造組合形成的地質結構面，決定了斜坡的穩(wěn)定程度。區(qū)內發(fā)生崩塌、滑坡的易滑地層以第四系黃土層為主，次為白堊系泥質巖、碎屑巖巖層內。黃土作為一種特殊類土，其本身固有的特殊性影響，決定了境內黃土易形成滑坡，由于黃土的垂直節(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，寬度可達數米，加之黃土結構松散，孔隙率高以及黃土特有的濕陷性等，強降雨時，地表水入滲速度很快，土體含水量較大時，其抗拉、抗剪強度大大降低，當其他條件具備時極易使斜坡變形［6]。由碎屑巖、泥質巖構成的坡體，其坡腳由于受洪水沖蝕，大多數坡面直立或懸空，且斜坡邊緣發(fā)育張裂縫帶，強降雨條件下，極易發(fā)生崩塌。

4.3 降雨

降雨是鹽池縣地質災害最重要的誘發(fā)因素之一，二者在時間上具有一致性，每年7－9月的雨季，則是發(fā)生地質災害最多的月份。地質災害的發(fā)生還與降雨方式存在著一定的關系，間斷性的降雨，則地質災害形成的機率較少；連續(xù)性降雨，因地表水持續(xù)對斜坡的不斷滲透，因而地質災害形成的機率則明顯增大。此外，強降水、連續(xù)降水或暴雨相對較多的地區(qū)，往往是發(fā)生地質災害最嚴重的地區(qū)，鹽池縣南部麻黃山鄉(xiāng)一帶降雨量高于北部，這也是南部地質災害比北部發(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，暴雨降雨強度高，但通常歷時較短；而連陰雨雖然降雨強度不大，但歷時長，雨水大部分都可滲入坡體，使得坡體地下水位不斷增高，從而導致斜坡失穩(wěn)。

4.4 人類工程活動與地質災害

地質災害的影響因素中，人類工程活動是最活躍的因素之一［7]。鹽池縣人類工程活動強烈，主要表現有：

（1）開挖邊坡、劈山切坡、修建公路等人類工程活動的實施，嚴重破壞了原始斜坡的安定角，且超過了坡體的臨界高度，導致不穩(wěn)定斜坡產生，部分地段斜坡坡度過陡，且極少護坡，易形成崩塌地質災害，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，由此構成較嚴重的不穩(wěn)定斜坡。

（3）開采煤炭資源。由于井工開采煤炭資源，原馮記溝煤礦、金鳳煤礦已產生地面塌陷，屬大型地面塌陷點［8]。

5 結論

（1）鹽池縣境內地質災害以滑坡、崩塌為主，泥石流、不穩(wěn)定斜坡和地面塌陷不太發(fā)育。鹽池縣地質災害點共計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。

（2）鹽池縣境內地質災害主要分布在地貌類型為黃土丘陵的麻黃山鄉(xiāng)、大水坑鎮(zhèn)東南部、惠安堡鎮(zhèn)南部，在北部的花馬池鎮(zhèn)、高沙窩鎮(zhèn)、青山鄉(xiāng)、馮記溝鄉(xiāng)基本不發(fā)育；在易滑或易崩地層巖性組合部位相對集中；滑坡在坡向0°～135°和225°～360°區(qū)間相對集中。在時間域上，鹽池縣地質災害在全新世早期相對集中；在人類活動強烈的時期相對集中；在雨季相對集中。

（3）鹽池縣地質災害形成條件包括地形地貌、地層結構、降雨和人類工程活動。斜坡地形是滑坡、崩塌災害產生的先決條件；第四紀黃土是縣內的易滑地層；降雨是導致鹽池縣地質災害發(fā)育的主要誘發(fā)因素之一；地面塌陷災害、不穩(wěn)定斜坡災害與人類不合理的工程經濟活動直接相關。

（4）依據鹽池縣地質災害發(fā)育特征及形成條件，其防治工作應貫徹預防為主、防治結合的原則；加強當地群眾保護地質環(huán)境的意識，宣傳遭遇地質災害時的應急自救知識；采取“以人為本”的原則，對于受地質災害威脅的已建零散居民區(qū)，采取搬遷避讓的防災措施；對于無法搬遷、穩(wěn)定性差、威脅當地群眾生命財產安全的地質災害點應實施群測群防措施；對于新建礦山或建設場地應在項目可行性研究階段進行地質災害危險性評估工作。

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