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冲沟是地质灾害

发布时间: 2021-02-09 23:51:45

⑴ 冲沟是由什么所造成的一种动态地貌

冲沟是由( C)所造成的一种动态地貌。
A、片流洗刷作用 B、洪流冲刷作用 C、河流侵蚀作用
D、地下水侵蚀作用

⑵  中区段地质灾害类型及分布

中区段地形上位于第二阶梯东段的鄂尔多斯高原、黄土高原和山西山地,间夹临汾盆地,海拔标高400~1600m,地形高差对比大,大部分地段沟壑纵横,地形地貌条件复杂。属温带大陆性半干旱季风气候,降水量由西往东递增,季节分配不均。生态环境比较脆弱。本区段全为黄河流域,西部水系稀少,东部则有数条一级支流汇入。区域大地构造位置距板块作用带边界较远,除临汾盆地和东西边沿外,地壳稳定性较好。西部人烟稀少,东部人口密度较大,且对地质环境干扰破坏强烈。人类活动主要是大量开采固体矿产(以煤为主,还有铁、铝土、粘土等),西部还有过牧和滥樵(挖)。水土流失十分严重。

本区段地质灾害类型最多,主要有滑坡、崩塌、泥石流和洪水冲蚀、风蚀沙埋、采空塌陷、黄土湿陷和潜蚀;局部地段还有地震液化、盐渍土、瓦斯爆炸和煤层自燃等灾害。以下分别论述。

一、滑坡和崩塌

由于本区段自然地理和地质环境条件的特殊性,滑坡和崩塌是最主要的地质灾害,主要分布于黄土高原和山西山地区。黄土高原区梁峁起伏,冲沟发育,沟深坡陡;黄土深厚,垂直节理发育,湿陷性较强。山西山地区的吕梁山、太岳山、太行山与汾河、沁河相间排列,沟谷发育,地形起伏高差对比大;基岩裸露,大多上覆以薄层黄土。所以在强降雨和河水冲刷等触发因素作用下,易发生滑坡和崩塌,二者常相伴而生,是这两种地质灾害的易发区和危险区。

在评估区内共发现滑坡116处;崩塌在山西段内有45处,陕西段内有6个地段52处,总长约46km,宁夏段有8处,发育极为普遍。

(一)滑坡

黄土高原区的滑坡绝大多数为土体滑坡,以陕西段居多,有83处之多,山西段有14处。滑坡的成因模式可分两种:一种是顺黄土与下伏中生界基岩面或新近系红土的接触面滑动的,一般分布于河流的冲刷岸或梁峁沟壑区(图4-2(a)、(b),它的规模较大,滑动面较深;另一种是在黄土残塬和梁峁边缘,因坡体陡立,黄土顺坡向的垂直节理又很发育,在雨水下渗时导致潜蚀作用而触发滑坡(图4-2(c),这种滑坡的规模一般较小,属浅层滑坡。在陕西段顺下伏基岩面滑动的滑坡较多,且多为大中型滑坡。对管线有较大影响的滑坡有:枣树坪滑坡(DD143—DD144)、王家院滑坡群(DD279—DD281)、梁家渠滑坡(DD288—DD289)和寒砂石水库滑坡(DE003—DE005)等4处。

图4-2滑坡形成模式

山西山地区发现滑坡19处,其中基岩滑坡8处,土体滑坡11处。基岩滑坡发生在石炭、二叠系灰岩、砂泥(页)岩互层地层中,有顺层滑坡,也有切层滑坡。它们密集分布于阳城县城北、东约20km地段内(EH035—EH114)。滑坡的成因与降雨、河水冲刷和人工筑路切坡等有关,有4处稳定性较差,其中1处距管线仅20m(EG026附近),影响较大。土体滑坡的成因与黄土高原区类似。对输气管线影响较大的有蒿峪村西滑坡(EH086附近)、杜老凹滑坡(EF022)、老炭窑滑坡(EF054)等3处。

(二)崩塌

黄土高原区崩塌主要是黄土体的崩落,而山西山地区则是基岩崩塌。鄂尔多斯高原(宁夏境内)也有少量沟岸坍塌。

黄土高原区崩塌一般分布于各河流分水岭的线路越梁地带,地貌以黄土梁峁为主,由于冲沟溯源侵蚀和沟谷底蚀强烈,高陡边坡随处可见。黄土的垂直节理发育,在高陡坡肩前缘的土体似悬臂梁板,在弯矩的作用下底部突然断裂而发生崩塌(图4-3(a)。还有一种情况是深切狭窄的河谷地段基岩出露,在河流侧蚀和风化剥蚀作用下,下部的泥岩形成凹龛,上部较硬的砂岩悬空,产生拉裂缝,危岩体最终崩落下来(图4-3(b)。清涧河河谷中三叠统胡家村组(T2h)和大理河河谷下白垩统洛河组(K1l),这种崩塌机制较多见。此外,各河流中上游地段岸坡多由黄土或阶地堆积物组成,在曲流作用强烈的河段,冲刷岸坍岸现象较普遍。崩塌规模一般较小,但数量较多,对公路、管线工程危害较大。

图4-3崩塌形成示意图

山西山地区发现的34处崩塌都分布于基岩区,地层岩性是:中奥陶统上马家沟组(O2s)厚层灰岩6处,中石炭统本溪组(C2b)灰岩2处,上石炭统太原组(C3t)和山西组(C3s)砂泥岩和灰岩4处,下二叠统下石盒子组(P1x)砂泥岩5处,上二叠统上石盒组(P2s)和石千峰组(P2sh)砂泥岩11处,下三叠统刘家沟组(T1l)细砂岩6处。在阳城县城北、东分布较集中。崩塌一般分布于坡度大于40°和高度大于10m的陡坡地段,岩体陡倾的构造节理较发育,在坡缘部位追踪形成拉裂缝,逐渐扩展,在暴雨、放炮炸石等触发因素作用下发生崩塌。崩塌的规模也较小,一般数十至数百立方米,最大的一处是晋城市下河村(EJ001附近)崩塌体,为2.25×104m3。对输气管线有影响的有20处,有的为管线直接穿越,有的距管线仅数米至十余米,而且目前处于不稳定状态,危岩矗立,应予关注。

二、泥石流和洪水冲蚀

泥石流和洪水冲蚀是本区段输气管道沿线又一较发育的地质灾害。

据调查,宁夏段有泥石流沟20条,主要分布在下河沿至古城子和盐池县东红井子至陕西定边县红柳沟乡两个地段内。前一地段主要为稀性泥石流型。泥石流沟都发源于南部基岩山区,沟道长,流域面积大。出山区后进入并深切山前冲洪积倾斜平原,在倾斜平原沟口形成小的堆积扇,大部分物质冲入黄河。泥石流的固体物质主要来源于倾斜平原,以砂砾石和泥沙为主。这一地段是宁夏段沿线泥石流较严重的地段。古城子至红井子还有5条稀性泥石流沟。输气管线一般都布设在堆积区,且与沟道直交。后一地段为泥流型,上红柳沟南侧为侵蚀严重的白垩系砂岩构成的基岩丘陵,山前堆积的粉土厚达50m,树枝状冲沟极为发育,侵蚀深达15~45m。因宁夏段管线经过地段人烟稀少,未有泥石流遭致人民生命财产损失的报道。

陕西段泥石流分布于靖边县马路壕东南的黄土高原区,是当地常见的地质灾害,多发生于每年7~9月的雨汛期,往往由强降雨激发,突发性强,来势迅猛,致灾力强。显然,对拟建的输气管线危害较大。由于黄土高原沟壑纵横,沟深坡陡,冲沟溯源侵蚀极强;土体结构疏松,崩塌、滑坡发育,皆为泥石流提供了动能优势和丰富的固体物质来源。在强降雨激发下,极有利于泥石流的形成。根据泥石流所含固体物质的颗粒级配特征,常以泥流形式出现,有稀性、粘性和塑性之分,以前两种出现几率较高。暴雨时在沟谷中时常可出现含沙量大于600~900kg/m3的洪流,由密布的毛沟、支沟流向干沟和河流汇集,形成强大的泥流,溃堤毁坝、淤塞水库,分割坝地,造成严重危害。

山西段泥石流也较发育,在评估区内发现泥石流沟15条。根据物源成分不同,可分为泥流、水石流和泥石渣流三种。泥流主要分布于西部黄土高原区,特征与陕西段类似。水石流主要分布于沁水与浮山两县交界处,当地为林场,水土流失较弱,物源主要为沟谷两侧的基岩崩塌堆积物。泥石流沟的流域面积不大。泥石渣流集中分布于沁水、阳城两县的采矿区,固体物质是堆积于沟谷中的煤矸石和铁矿弃渣,一般流域面积不大。据调查,泥石流已造成一定灾害。输气管线有7处与泥石流沟相交,应予关注。

三、风蚀沙埋

宁夏段和陕西段西部管线经过地段,正好处于毛乌素沙漠与黄土高原的过渡地带,生态环境脆弱,植被稀少,加之当地乱采滥挖甘草、过度放牧和不适当开发矿业,数十年来土地沙化十分严重,荒漠化加剧。因此风蚀沙埋也是需关注的一种地质灾害。

区段内沙丘以固定和半固定草丛沙丘为主,宁夏段的沙丘主要分布于中宁县双井子至盐池县大水坑的丘间洼地中,呈星点状散布于管线两侧,有些管线则直接穿越其间,一般丘高1.5m以下,由于风蚀作用,许多沙丘呈半丘状。丘间为平铺沙地,沙丘密度30%左右。

陕西段的沙丘分布于定边县红柳沟镇至靖边县李家梁地段内,几乎连续展布在长城以北地域。在定边县的贺圈、帐房湾、羊圈有几处移动沙丘,丘高一般3~10m,沙丘主导移动方向东南,平均移动速率4~6m/a。在靖边县附近,黄土被沙丘掩埋,甚至在梁峁、坡面上有薄层低缓新月形沙丘分布,丘高3~5m,风蚀严重。输气管线基本上都在距沙丘以南3~8km地段的平铺沙地上布设,受风蚀和沙埋影响较小。只有靖边北侧一段长约20km的管线布设于沙丘上,必须采取必要的防护措施,以免风蚀发生。

四、采空塌陷

地下开采固体矿产资源所形成的采空区,在一定的地质结构条件下,采空区上覆岩层在自重和围岩应力作用下会导致顶板冒落和顶底板闭合,而引起上覆岩体的变形破坏,进而产生地面开裂和沉陷。一般煤矿地面塌陷是累进性的,而某些围岩坚硬的金属矿山则往往是突发性的。煤矿等层状矿产采空区地面塌陷机理是:一般地下开采采用柱式采空区的空间结构(图4-4)。若某些矿柱实际强度低于设计承载力,或在长期承载过程中因风化、地震等作用,承载力下降,使得这些矿柱先遭到破坏,它们所担负的荷载就要转移到相邻的矿柱上,从而也使它们相继遭受破坏,累进性破坏将导致整个矿柱系统的破坏。矿柱破坏的形式是采空区顶板冒落。顶板冒落引起上覆岩层变形破坏,自下而上可划分为冒落带(Ⅰ)、裂隙带(Ⅱ)和弯曲带(Ⅲ)三个带(图4-5)。由于采空区面积、采掘厚度和矿层埋深不同,上述三带不一定同时存在。当采掘厚度大而矿层埋深又较小时,冒落带可直达地表而形成塌陷坑。自矿层开采至地面出现沉陷,需要一定的时间过程,它受诸多因素影响。地表沉陷洼地面积一般较采空区大。

本区段固体矿产资源丰富,主要是煤矿,还有铁矿、铝土矿和粘土矿等。

煤矿主要分布在山西境内,分布广且蕴藏量很大。含煤地层主要为石炭系上统的太原组和山西组。太原组含煤5~8层,山西组含煤4层;有的煤层厚达7~8m,稳定可采。现正大量开采,均为地下采掘方式。据调查,评估区内发现有大小煤矿159座,其中输气管线直接在采空区上部通过或距管线较近的矿山有25座之多,总长度有37km。尤其是沁水煤田矿山密布,开采历史悠久,开采方式落后,正在开采和已闭坑的矿山遍布地下采空区,其分布大多无档案记载。在临汾以西的河东煤田,在尧都区和蒲县煤矿也是密集分布,遍布地下采空区,在输气管线两侧连接成片。陕西境内的煤矿在管线经过地段集中于子长和永坪一带。含煤地层为三叠系上统瓦窑堡组,共含煤层7~15层,单层厚度最大3m左右,层位稳定。开采历史也很悠久。目前子长矿区有45座小煤矿,永坪矿区有5座小煤矿,开采方式原始落后,无序开采现象严重,采空区大多无档案记载。输气管线直接在采空区顶部或附近通过的总长度有5km左右。宁夏境内位于西部中卫县的下河沿煤矿,含煤矿地层为石炭系上统的太原组和土坡组,目前可采煤层4~8层。煤层分布于输气管线南部,对管线无影响。

图4-4采空区矿柱系统示意图

图4-5采空区冒落引起上覆岩层变形与错动的分带

铁矿也主要分布在山西境内。矿体赋存于石炭系底部,属风化残积型窝状矿体,储量小而不稳定,但开采历史悠久。目前,多为乡村和个体开采。据调查,在评估区内有53座铁矿。由于矿坑埋深浅,易引发地面塌陷;但因规模小,对输气管线影响较小。

此外,本区段在河南西北部太行山区还有铝土矿和粘土矿,在输气管线经过地段已发现有60多个矿洞,都是私人开采的小矿山,采深很浅,地面塌陷严重。目前虽已停采,但它对管线的施工和运营带来了潜在的危险。

由上述分析可知,对输气管线将遭致严重危害的是煤矿采空塌陷。从地面调查来看,采空塌陷最严重的地段在山西的浮山、阳城二县境内,浮山县后交煤矿和阳城县柏山煤矿有三处塌陷坑,塌陷面积总计达36×104m2,最大深度6m,已造成3024亩农田和2580间民房破坏,一座学校被迫搬迁,经济损失严重。输气管线正好在塌陷坑地段通过。采空塌陷还导致产生地裂缝。在蒲县—临汾段、浮山后交煤矿、阳城、泽州等地均发现采矿地裂缝。已造成1995间民房开裂,1300亩耕地荒芜,约200户居民搬迁。

在本区段煤矿区还有瓦斯爆炸和煤层自燃灾害。陕西子长县道园煤矿1995年发生瓦斯爆炸,死亡12人;红石峁沟口旧煤窑和南家咀煤矿也都发生过瓦斯爆炸事故。它们距输气管线都较近。宁夏下河沿煤矿历史上有煤层自燃记载,十几年前还有自燃迹象。山西沁水煤田的南端,阳城、泽州段为高瓦斯煤矿,曾发生过多次瓦斯爆炸事故,在泽州段犁川一带还有煤层自燃现象。

采空塌陷对输气管线工程会导致严重后果,甚至是致命的危害,应引起高度重视。由于不少地段老煤窑较多,目前乡镇企业和私人经营的小煤矿又无序开采,采空区的空间分布范围很难查明。此次调查虽在重点地段进行浅层地震勘探,初步查清了一些采空区,但仍然不能满足工程设计的要求。今后,应在陕西段的子长煤矿焦家沟—王家湾段(DD184—DD277),山西段的蒲县—临汾煤矿密集分布区(EC119—ED073)、浮山后交煤矿区(EF043—EF056)和泽州煤矿密集分布区(EJ002+1—EJ058)进一步加强勘查。

五、黄土湿陷和潜蚀灾害

黄土湿陷和潜蚀往往相伴发生,一般是突发性的,对建筑物和人民生命财产构成危害,是黄土类土分布地段的一种特殊地质灾害。

(一)黄土湿陷

本区段地处黄土高原东缘和山西山地区,地面普遍分布有以上更新统(Q3)风成黄土为主的黄土类土,其中Q3、Q4黄土具湿陷性,且多属自重湿陷类型。据统计,输气管线经过黄土连续分布地段,陕西段长185km,山西段长71km(陕西靖边马路壕至山西临汾盆地以西)。分布厚度大,主要为梁峁沟壑地形,湿陷性最为强烈。临汾盆地以东,浮山段较强,往东逐渐减弱。沿线黄土因其形成时代、成因、结构和所处地貌位置不同,湿陷性有所差异。一般情况是:Q3风成黄土湿陷性最强,属中等—强烈湿陷;Q4坡积—冲积黄土状土,湿陷性弱些,属中等湿陷;而Q2黄土则为轻微湿陷—无湿陷。表4-1列出了陕西和山西段黄土湿陷性指标。

表4-1黄土湿陷性指标

有关黄土湿陷的形成机制有多种解释,其中“加固凝聚力降低或消失的假说”较有说服力。黄土湿陷是一个复杂的物理化学过程,是由黄土固有的特殊成分和结构以及外界诱发条件共同作用的结果。湿陷性黄土含有一定量的碳酸盐胶结物和大孔性的结构特征,是湿陷作用的内因,而浸水和加压则是外部条件。当黄土浸水受压后,水膜楔入和水的溶解作用,使由盐类结晶胶结产生的加固凝聚力降低甚至消失,并使土粒散化。使处于大孔性而呈欠压密状态的土体发生沉陷,结构遭到破坏。

黄土湿陷导致的灾害是多方面的,有地表大面积不均匀下陷、地裂缝,还可诱发滑坡和崩塌的发生。因此它对输气管线可构成危害。

(二)黄土潜蚀

黄土潜蚀分布地域与湿陷性黄土基本一致,多见于Q3、Q4黄土中,形成陷穴、落水洞、盲沟、漏斗、竖井及天生桥等“黄土喀斯特”现象。潜蚀的发育受控于地形、地层及降雨等因素。在河谷阶地及坝、

地等地形平缓处,由于降雨积聚下渗,能形成直径几米至十几米、深度1m左右的碟形陷穴。根据陕西段的调查资料,输气管线沿线潜蚀与地形、黄土地层关系见表4-2。

表4-2潜蚀陷穴与地形、黄土地层关系统计表

由于潜蚀的形成与黄土湿陷性密切相关,加之其作用过程较为隐蔽,常有暗沟分布,一旦突然陷落,将给输气管道的安全带来严重后果。

六、其他地质灾害

(一)地震液化

分布于宁夏段黄河冲积平原和山西段临汾盆地内。该二地段均为地震烈度Ⅷ—Ⅸ度的强震区,历史上曾多次发生过7~8级大地震,是输气管线经过的地震危险区。

宁夏段地震液化分布于中卫县境的黄河冲积平原一级阶地上,岩性为Q4的粉土、粉砂和细砂,埋深1.5~5.3m,潜水位埋深0.8~3.0m。经现场标准贯入试验判别,CA123—CA136和CA164—CA170液化等级轻微,CA144—CA164液化等级中等。

山西段临汾盆地地震液化分布于汾河河漫滩和一级阶地上,岩性为Q4的中细砂和粉砂;夹有粉土和粉质粘土,潜水位埋深0.7~2.6m。经现场标准贯入试验判别,在管线ED089—ED103长约4km的地段内,Ⅶ度地震力条件下液化等级为中等—严重。该地段史藉上曾有地震时喷砂冒水等砂土液化现象的描述。显然,输气管线的安全将会受到严重影响。

(二)盐渍土的腐蚀和盐胀灾害

分布于宁夏段和陕西段内。经查明,宁夏段盐渍土有三段。其中中卫县黄河冲积平原为碳酸(碱性)盐渍土和硫酸盐渍土相间分布,管线长度约42km,危险性小;中宁县古城子西的沼泽地为硫酸盐渍土,长约0.75km,危险性中等;盐池县两个盐碱滩洼地为硫酸盐渍土,长约3.5km,危险性大。陕西段盐渍土主要分布在定边县安边镇屈园子—郝滩乡四十里铺(DA056—DA076)及靖边县小滩则等地段,累计管线长度约21km。盐渍土易溶盐含量一般为0.34%~1.73%,为硫酸盐,经判定,屈园子—四十里铺以中度盐渍土为主。

(三)地面沉降

输气管线临汾段(ED089—ED103)经过地面沉降区,沉降中心位于临汾城西汾河谷地。累积最大沉降量240mm。该地段地面沉降是由于超采中深层地下水引起的。自20世纪70年代中期开始,地下水开采强度逐渐加大,由于超采,地下水位持续大幅度下降,至1986年已形成一个波及面积超过50km2的椭圆形降落漏斗,中心水位较1978年下降了30m,年降幅近4m。1986年以后,水位仍以平均3m/a的速率下降。目前该降落漏斗中心最大降深已达80m。地面沉降现状条件下不会对输气管线造成危害。

⑶  地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估

一、地质灾害类型及特征

新疆段主要存在以下4种地质灾害:风蚀沙埋、盐渍土腐蚀和盐胀、泥石流和洪水冲蚀、崩塌(危岩)。它们的特征如下:

图6-2西气东输管道工程新疆段水文地质图

(一)风蚀沙埋

风蚀沙埋主要分布于轮南—三十团、博斯腾湖南岸沙山一带、库米什洼地及库姆塔格沙垄地段。这些地段多数靠近沙漠、沙山、沙丘,生态环境恶化,在强烈的物理风化作用下,使基岩风化成砂和砾石,地表岩性以疏松砾石、砂质土、粉细砂、粉土为主,在大风的作用下,向沙漠环境发展。风蚀沙埋具有掩埋农田、房屋设施和活动性大的特征,随着气候条件的变差,会逐渐加重危害。

轮南—三十团管线长约112km,紧挨南部的塔克拉玛干大沙漠,风力强劲,起沙风频率高,移动沙丘起伏高度5~25m,移动速率6~15m/a。

博斯腾湖南岸管线长约82km,位于沙山与库鲁克塔格之间,沙山连绵不断,高达几十米甚至上百米,向西南和南方向移动,堆积于山前砾质平原上,厚达3m以上,沙丘移动速率大于20m/a。该地段沙尘暴天数较多。

库米什洼地受沉积环境影响,管线经过库米什镇南18km地段黑戈壁村附近有长9km范围分布沙丘,多为半固定和固定沙丘,沙丘高度3~10m不等,多数地段已被改造为农田耕地,其移动减弱,随着改造的深化,管线经过地段沙丘及土地沙化最终将得到改良,其危害将减弱。

库姆塔格沙垄附近长31km范围,分布风蚀沙埋灾害。库姆塔格沙垄呈近南北向延伸,东西向宽度在6km左右。沙垄由高大的活动性新月形沙丘组成沙丘链。沙丘高度多在65~120m之间,西侧高,东侧低。沙丘链之间的距离一般在50~120m之间,移动速率在10m/a左右。沙垄西北侧分布有大面积的风蚀洼地,洼地深度一般30m左右,底部多分布有分选性极好的细小砾石,成分与底部基岩一致。沙垄的形成,受制于天山七角井的西北风和河西走廊的东南风,但以前者风向为主。由于沙丘活动性极强,在风季随时可以造成沙埋危害。风蚀灾害主要分布于库姆塔格沙垄西北侧的风蚀洼地内。

沙丘移动将对管线及施工造成掩埋危害。在风蚀洼地对地面工程有风蚀破坏作用,久而久之,可能会将地下工程刨蚀出地表,并产生破坏。

(二)盐渍土腐蚀和盐胀

新疆段内盐渍土均为内陆山间盆地和丘间洼地型,其分布范围较广泛,但不均匀,主要分布于轮南首站—三十团细土平原边缘、博斯腾湖南岸及东部细土带、库米什洼地、红柳河两岸及秋格明塔什北洼地等剥蚀残丘的丘间洼地内。管线在盐渍土分布区挖探坑43处,其中在轮南首站至382.5km段挖探坑16处,取样间距平均24km,深度3m,分别在0m、1m、2.0m、2.5m、3m处取样;在456.5~933km段挖探坑27处,取样间距平均17.6km,挖坑深度一般1.0~1.5m,个别达到2m,总取样数148个。根据化验结果分析,盐渍土在垂向分布上具有表聚性及结壳性的特点,盐分大量集中于表层。但库米什洼地及东段部分丘间洼地内受沉积环境的影响,其地层积盐较重,含盐量垂向表现出由地表向下减轻,至一定深度含盐量又有增加的趋势,Ca2+

含量大大增加。盐渍土类型为氯盐渍土和硫酸盐渍土,地表含盐量1.38%~85.00%;而地表以下2~3m处以硫酸盐渍土为主,含盐量为0.33%~5.74%,较地表有明显减小。

以上盐渍土分布地段,地下水埋深浅,仅为2~3m或更小,多为高矿化物的Cl·SO4—Na或SO4·Cl—Na型水。地表盐碱化严重,多数结壳,虽然分布于无人区,但其遇水陷落、高温干枯又膨胀并对金属设施具有一定腐蚀性,其危害较严重。

(三)泥石流和洪水冲蚀

泥石流仅零星分布于低山沟谷及山坡处。由于固体物质来源较少,沟谷流域面积、地形高差和沟谷相对切割程度都较小,降水稀少,在管线沿途低山区不易发生泥石流,发生的规模也较小,最大的一处在库米什洼地南侧低山沟谷AE001号桩附近,固体物质一次冲出量达6600m3

洪水冲蚀危害主要分布于低山沟谷、山前冲洪积平原出山口、库米什以东剥蚀残丘的丘间洼地中的冲沟及冲沟汇流处。由于特有的干旱气候条件和脆弱的生态环境,低山丘陵区植被稀少,地表滞水能力差,抵御洪水能力弱,一遇强降水便可诱发洪流。新疆段内平原区发育的冲沟切割深度多在0.5~2.0m,最深的约为7~8m,沟宽一般在5~200m。洪流一旦发生,洪水流量大,起涨快,持续时间长,冲沟内以水为主,携带少量岩性与上游母岩相同的碎石夹少量粉土,形成水石流。其危害不同于山区特有的典型泥石流,主要表现在洪水的冲蚀破坏作用上。

上述山洪能造成危害的主要是洪水冲蚀,它具有短时间内破坏建筑设施、道路工程、管线工程设施等特征,其危害的决定因素是山区降水量的大小及瞬时降水大小。

(四)崩塌(危岩)

仅在库尔勒—塔什店低山区、库米什洼地西南侧低山沟谷、乌尊布拉克幅库米什洼地东北侧低山区的局部沟谷和高差较大的陡坡下时有发生,崩塌发生方量一般小于1000m3,崩塌堆积物长5~10m、宽0.5~3m、高0.5~3m,危害范围小于25m2;局部地段可大于10000m3,崩塌体底边长20~100m、宽30~100m、高20~50m,危害范围10000m2

二、地质灾害危险性现状评估

根据地质灾害的类型及特征、危险性大小、规模、分布、稳定状态、危害对象等,对评估区内已有地质灾害进行危险性评估。

(一)风蚀沙埋

风蚀沙埋地质灾害主要分布于轮南首站—三十团、博斯腾湖南岸、库米什洼地中心、库姆塔格沙垄附近,除库米什洼地中心现有人文活动,其余地段均为无人区。风蚀沙埋地质灾害分布总长度238.1km。风蚀灾害主要表现在库姆塔格沙垄西侧风蚀洼地内,最大风蚀深度达30m,对地下管线有很大的破坏作用。在博斯腾湖南岸,沙山、沙丘活动性极大,根据段内沙丘移动速率及移动沙丘间距离,新疆段内风蚀沙埋现状评价危险性大的地段为0~5km、60~101km、127~128km、207~223km,260.4~292.2km,783.5~797km,合计103.8km。危险性中等的地段为:32~60km、223~235km、379.5~388.5km、780~783.5km,合计长52.5km。其余地段风蚀沙埋灾害危险性小。

(二)盐渍土腐蚀和盐胀

新疆段内盐渍土分布范围广,具有盐胀、腐蚀灾害。根据易溶盐取样分析结果,依据GB50021—94《岩土工程勘察规范》和地质灾害危险性等级标准,对沿线盐渍土类型及危害程度进行分类,亚氯盐渍土并为氯盐渍土,亚硫酸盐渍土并为硫酸盐渍土。现状评估按地表和地下2m处的含盐量分别进行。

1.危险性大的地段

(1)地表(以下均为输气管线km数):0~32km、82~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、450.7~453.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、548.7~583.2km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、675.7~679.5km、715.2~734.8km、760.8~767.4km、907~914km、931.7~935.3km,合计总长215.8km。

(2)地下2m处地段:106~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、760.8~780km、907~914km,合计总长107.8km。

2.危险性中等的地段

(1)地表:32~82km、223~235km、260.4~287.5km、373~379.5km、388.5~394.2km、504.5~512km、679.5~685km、691~715.2km、734.8~760.8km、767.4~780km,合计177.1km。

(2)地下2m处地段:12~48.4km、87~106km、127~147km、260.4~287.5km、373~379.5km、675.7~679.5km、504.5~512km、691~735km、754~760.5km、931.7~935.3km,合计总长189km。

3.危险性小的地段

(1)地表:512~531.5km、583.2~591.7km、594.7~622km、624~630.8km、635.5~675.7km、685~691km,合计108.3km。

(2)地下2m处地段:180~212km、679.5~685km、734.8~754km、823~887km,合计总长130km。

依据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001水对钢结构的腐蚀性评价表,对3m以内地下水进行腐蚀性评价,盐渍土分布地段3m以内的高矿化水对钢结构腐蚀性一般为中等,考虑到管线埋置深度内见水,受高矿化水危害,与盐渍土危害密切相关,故将高矿化水并至盐渍土地质灾害危害一起评价,现状评价危险性中等。

(三)泥石流和洪水冲蚀

新疆段内泥石流仅在库米什洼地西南侧低山沟谷输气管线366~373km段内发生两处,其规模较小,最大一处在E001号桩附近,固体物质一次冲出量约6600m3。库尔勒低山区管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,上游流域面积小,汇流沟多,坡降大,附近输油管线已做了防护工程。泥石流对管线的危害表现为对管线的掩埋作用,地质灾害危险性小。

山前及山口处发育的冲沟,雨汛期洪水对输气管线有一定冲刷、冲蚀破坏。考虑到危害较小,现状评估为地质灾害危险性小。

(四)崩塌

新疆段内崩塌发生在低山丘陵无人区。据实地调查,在三个地段有多处崩塌发生。一段在库尔勒市—塔什店低山丘陵区输气管线174~186km段内,沿线多处发生微小崩塌,崩塌方量小于1000m3,属地质灾害危险性小的地段。一段在库米什洼地西南部低山沟谷内管线362~373km段;其中管线366~373km段沿线有崩塌发生,崩塌体有多处分布于沟谷的北侧和西侧,崩塌最大方量大于10000m3,岩块直径0.5~8m,属地质灾害危险性大的地段;在管线362~366km段,沿线崩塌方量小于10000m3,属地质灾害危险性小的地段。另一段位于库米什洼地东北侧输气管线394~403km段,沿线丘陵表层为强风化花岗岩及洪积片麻岩碎石,2~3m以下为中等风化片麻岩及花岗岩,受地质构造影响,崩塌多处发生,最大方量大于10000m3,属地质灾害危险性大的地段。其余地段均为崩塌未发生或不发育区。

三、地质灾害危险性预测评估

(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性

西气东输管道工程属开挖埋置管线工程,开挖深度2m左右。新疆段内库尔勒北低山区管线位置180~186km段,乾草湖塔格山区管线336.5~339km段,库米什洼地西南侧低山沟谷区管线362~373km段,库米什洼地东北侧低山沟谷区管线394~403km段,多位于地质构造发育区。地形相对陡峻,地层裂隙发育,加之软硬岩体相间出露,工程开挖施工后,岩体完整性变差,陡坡失稳,易产生岩石崩塌,对埋置的管线施工危害较大。

另外,管线于库尔勒市北东3km即管线位置177.9km处,自西向东横穿了南北向展布的孔雀河,在此处孔雀河西岸地势平坦,而东岸相对较高,河岸陡立,高出河面约6m,工程建设实施时东岸易诱发塌岸,从而产生危害。故施工和运营设计时应予以充分考虑,可以先进行削岸,再采取相应的防护措施,最后采用加固防护堤进行长期防护。

此外,因管线埋置地下需开挖沟槽,在第四系土体分布区,尤其是砂性土分布区可能会导致土地沙化更严重,加剧风蚀沙埋。

除上述易诱发、加剧地质灾害发生的地段外,其余均为山前砾质平原、细土平原、剥蚀残丘区及丘间洼地,工程建设对其影响小,不易诱发或加剧地质灾害。

(二)工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性及发展趋势

1.风蚀沙埋

据风蚀沙埋地质灾害的分布特征及现状危险性评估,在库姆塔格沙垄和博斯腾湖南岸沙山、沙丘段,因沙丘高大,活动性强,不仅给管线施工带来巨大困难,开挖工程量大,而且风季随时可以造成风沙掩埋危害,不仅危害程度严重,而且危害周期长。预计随着气候的变暖变干,在未来50年内,沙埋危害会呈现加剧的趋势。在库姆塔格沙垄西侧的风蚀洼地内,预测除对地面工程有风蚀危害外,对地下工程也有可能造成风蚀的危害。在风蚀沙埋现状危险性大的地段,在使用期限内,风沙对管线及地面工程具有严重的危害,并有向主风向下游发展的趋势。

2.盐渍土腐蚀和盐胀

在使用期限内,盐渍土分布地段表层可能受气候的恶化影响,随着温度的升高、蒸发的加剧,含盐量有所上升,盐渍化危害有加重的趋势。而管线埋置深度内盐渍土含盐量长期变化不会很大。管线主要遭受埋置时地表危险性大的盐渍土埋填产生的短期腐蚀危害、地面以下2~3m深度分布的危害中等或轻微的盐渍土长期腐蚀危害及盐胀破坏危害。地下3m以内可见的地下水多为高矿化中等腐蚀性水,其对钢结构具有中等腐蚀危害,预计50年内随气候的周期性变化,其危害性有小幅度变化,但总体不会有很大变化。

3.崩塌、泥石流

西气东输管道工程设计使用期限为50年,在新疆段内低山区,崩塌和泥石流灾害偶有发生。据现状危险性评估,崩塌除局部地段危险性大外,其余地段危险性多为中等、小。泥石流灾害的危险性小。在使用年限内,部分山体在高温、大风、降雨等物理作用下容易失稳,产生崩塌危害。在库尔勒—塔什店低山区,管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,在暴雨产生时,易发生泥石流危害。新疆段内除上述发展趋势外,预计50年内管线遭受崩塌、泥石流灾害的危险性小。

4.地震液化

管线80~210km段,即三十团西南30km—库尔勒—博斯腾湖西南岸,地震烈度为Ⅶ度区。管线在80~99km、111~112km、126~128km段的地层时代晚于第四纪晚更新世,其地下水位埋深多小于10m,有发生砂土液化的可能,需在进一步的工程勘察工作中,了解地下水埋深及15m深度内土层的剪切波速值或贯入阻力临界值,以便进一步判别土层是否液化。

综上所述,西气东输管道工程沿线多经过无人区和荒漠区,开挖深度仅2m左右,工程的建设实施不会对沿线地质环境条件产生大的影响,工程建设对周围现存工程也不易产生较大的破坏。

⑷ 地质灾害易发区划分与评价

一、易发程度区划的原则

地质灾害易发程度是指在一定的地质环境条件和人类工程活动影响条件下,地质灾害发生的可能性的难易程度。

1)地质灾害易发区划分结合地质灾害形成的地质环境条件、诱发因素(人类工程活动、降雨等)和灾害发育现状,以定性评价为基础,通过信息系统空间分析定量计算来确定。

2)评价单元的划分按照“区内相似和区际相异”的原则来确定,以地质灾害发育的地质环境条件差异确定评价单元。采用人工方法计算时,以乡镇行政区或村级行政区为基本单元。采用计算机网格剖分时,单元面积采用500m×500m。

3)地质灾害发育程度划分为四级:高易发区(Ⅰ)、中易发区(Ⅱ)、低易发区(Ⅲ)和不易发区(Ⅳ)四级。在划分过程中,根据实际调查情况,具体问题具体分析,尽可能便于乡镇政府开展防治工作。

二、工作思路和技术路线

地质灾害易发程度区划是地质灾害详细调查中的重要环节,地质灾害易发性区划图是地质灾害调查研究中最基础、最重要的图件之一。地质灾害的易发性区划研究主要是对地质灾害形成的内因进行分析,综合考虑工程地质条件、植被、长期的综合降雨等影响因素在地质灾害形成过程中的作用,基于GIS平台对其影响因素进行量化分析,同时考虑各个影响因素所占的权重,遵循一定的原则设计开发程序,从而生成最终的地质灾害易发性区划图。

在地质灾害野外调查资料及整理生成的地质灾害分布图、地质灾害调查测绘图、地质灾害详细调查实际材料图的基础上,通过对灵台县地质灾害详细调查数据综合分析,对研究区进行了剖分,对每个剖分网格中地质灾害的点密度、面密度和体密度进行了分级,确定其分级指数,调用开发软件确定每个网格的灾害性影响指数,采用袭扰系数法生成初步地质灾害易发性区划图,并利用地理信息系统软件ArcGIS和MapGIS6.7空间分析功能将地质灾害的各个影响因素图叠加到初步地质灾害易发性区划分级图中,绘制出该县的地质灾害易发性分区图。灵台县地质灾害易发性区划研究系统流程图如图6-1所示。

具体步骤为:首先将灵台县地质灾害分布图进行500m×500m网格剖分。其次对每个网格内地质灾害的个数、体密度、面密度采取不同的原则将每个网格的灾害易发性程度分为四级,生成初步的地质灾害易发性等值线图。然后对该县的地形地貌图、地层岩性图、降雨量分布图、地形坡度图、植被覆盖图分别采取相应标准分为四级,采取专家打分的方法确定其权重。最后叠加各个图层从而生成灵台县地质灾害易发性分区图,为灵台县地质灾害详细调查危险性区划和灵台县地质灾害防治区划等提供可靠的数据,同时为政府部门采取有效的措施进行统筹规划减灾防灾以及灾害治理提供了可靠的依据。

3)坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄滑坡崩塌高易发区(Ⅰ3

主要是达溪河北岸沿线的城关镇的坷台、杨村、水泉、下河、东王沟、许家沟、安家庄村,灾害点密度6.85处/km2,灾害点密度很大,面积7.51km2,占高易发面积的20.61%,发育灾害点49处,14个滑坡,23个不稳定斜坡,两个泥石流。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。

4)南店子—下河—东王沟—康家沟—红崖沟滑坡崩塌高易发区(Ⅰ4

主要是达溪河南岸沿线和达溪河支流蒲河的城关镇的坷南店子、下河、东王沟、康家沟、红崖沟村,灾害点密度4.2处/km2,灾害点密度较大,面积4.19km2,占高易发面积的7.16%,发育灾害点30处,12个滑坡,18个不稳定斜坡。所处地貌单元主要为达溪谷地区及其支流的黄土梁峁区,岩性主要为第四系马兰黄土、离石黄土及白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,植被不发育,河流—冲沟发育,冲沟多为“V”型谷,坡度变化大,局部近直立,地形破碎,地质环境脆弱。人口密集、人类工程活动频繁,滑坡等灾害发育。

(2)地质灾害中易发区(Ⅱ)

该区面积351.60km2,占总面积17.16%,发育灾害点281处,灾害点密度0.8处/km2,包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村、王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村、寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村和新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村4个亚区。

1)包括横渠—马家沟—付家沟—赵家咀—安冯村—杜家沟—景家庄子村中易发亚区(Ⅱ1

分布于黑河南岸极其支流的梁原乡横渠、马家沟、付家沟、赵家咀、安冯村、杜家沟、景家庄子沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积13.88km2,占中易发区总面积的3.95%,发育灾害点14处,灾害点密度1.0处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土。黄土层及白垩系砂砾岩、砂岩局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。

2)王家山—张家塬—温家庄—东门—高崖—小寨—边家老村—朱家堡村—前进—姜家庄—勾勾王—张坡村中易发亚区(Ⅱ2

分布于黑河南岸极其支流的梁原乡、朝那镇、上良乡、什字镇、西屯乡、独店镇沿河一带,是典型的黄土梁峁丘陵区,面积144.12km2,占中易发区总面积的7%,发育灾害点94处,灾害点密度0.82处/km2。岩性为第四系中上更新统黄土、白垩系砂砾岩、砂岩。区内人口相对较少,局部岩石及土层风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。

3)寺咀—柴朝村—崖湾村—坷台—杨村—水泉—下河—东王沟—许家沟—安家庄村中易发亚区(Ⅱ3

该区面积95.72km2,占中易发区总面积的27.22%,发育灾害点70处,灾害点密度0.73处/km2,地貌为黄土梁峁区、低中山区。岩性为新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被较差,人类工程活动频繁,灾害点分布在村庄周围、公路沿线和河谷边坡地带。

4)新庙—郑家洼—康家沟—罗家湾村中易发亚区(Ⅱ4

主要位于达溪河南部的中台镇、新开乡、蒲窝乡、邵寨镇,该区面积97.88km2,占中易发区总面积的27.84%,发育灾害点103处,灾害点密度1.05处/km2,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以新近系、白垩系碎屑岩及第四系中上更新统黄土。区内沟谷发育,沟坡多为阶状陡坡,植被一般,人类工程活动相对较弱,灾害点分布在村庄周围、河谷边坡地带。

(3)地质灾害低易发区(Ⅲ)

该区面积722.96km2,占中易发区总面积的35.28%,发育灾害点73处,灾害点密度0.10处/km2。包括梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区、什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区、龙门乡黄土梁峁丘陵区、什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区、达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区5个亚区。

1)梁原乡黑河北岸黄土梁峁丘陵区低易发区(Ⅲ1)

位于梁原乡黑河北岸一带,面积32.2km2,占低易发区总面积的4.43%,无灾害点发育,属于黄土梁峁丘陵区,岩性以第四系黄土和白垩系泥质、砂岩为主。区内沟谷发育,地形切割强烈,黄土层及泥岩砂岩局部较破碎,表层风化严重。

2)什字塬北部-黑河南岸沿线黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ2)

位于什字塬北部-黑河南岸沿线的朝那、上良、什字、西屯、独店5个乡镇,面积147km2,占低易发区总面积的20%,发育有灾害点8处,灾害点密度0.054处/km2,表层覆盖第四系黄土,河沟切割强烈出有白垩系泥岩、砂岩。区内沟谷发育,地形切割强烈,岩石较破碎,表层风化严重,人类工程活动较少。

3)龙门乡黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ3)

位于龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积95.329km2,占低易发区总面积的13.19%。发育灾害点10处,灾害点密度0.10处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。

4)什字塬南部-达溪河北岸黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ4

主要是什字塬南部-达溪河北岸的广大梁峁丘陵区一带,面积191.6km2,占低易发区总面积的26.5%。发育灾害点28处,灾害点密度0.146处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。

5)达溪河南岸-中台镇-蒲窝乡-新开乡-邵寨镇黄土梁峁丘陵区低易发亚区(Ⅲ5

主要是龙门乡黄土梁峁丘陵区一带,面积256.824km2,占低易发区总面积的35.5%。发育灾害点25处,灾害点密度0.097处/km2。属低黄土梁峁丘陵地貌,上部岩性为第四系黄土,下部岩性为白垩系的泥岩、砂岩,表层风化严重,局部地形切割强烈,人类工程活动较少。

(4)地质灾害不易发区(Ⅳ)

灵台县地质灾害不易发区总面积938.01km2,占全区面积的45.78%,基本无地质灾害发生。由梁原乡黄土塬区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷区(Ⅳ2)、什字塬不易发区(Ⅳ3)、达溪河河谷不易发区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5)、百里乡林场不易发区(Ⅳ6)组成。

不易发区主要是黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区以及植被茂密人烟稀少的林场区。黄土塬及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。

1)梁原乡黄土塬区(Ⅳ1

本区主要位于梁塬乡王家沟村及黑河低缓阶地,面积19.8km2,占不易发区总面积的2.11%,本区岩土以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。

2)黑河宽阔河谷区(Ⅳ2

本区主要位于黑河宽阔河谷区。面积17.43km2,占不易发区总面积的1.86%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。

3)什字塬不易发区(Ⅳ3

主要位于广阔的什字塬区。本区面积306.55km2,占不易发区总面积的32.68%,本区地形平坦,工程地质条件较好,地质灾害不发育。

4)达溪河河谷不易发区(Ⅳ4

本区主要位于达溪河沿岸宽阔河谷区。面积38km2,占不易发区总面积的4.1%,本区河谷较宽阔,地形较平坦,人类工程活动弱,地质灾害不发育。

5)邵寨镇黄土塬不易发区(Ⅳ5

本区主要位于邵寨镇小黄土塬区,面积18.91km2,占不易发区总面积的2%,本区岩性以第四系黄土为主,工程地质条件较好,地质灾害不发育。

6)百里乡林场不易发区(Ⅳ6

本区主要位于百里乡林场区。面积537km2,占不易发区总面积的57.3%,本区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,地质环境相对优越,为地质灾害不易发区。

⑸ 地层岩性结构与地质灾害

一、地质灾害的岩土体条件

地质灾害活动与岩土类型、性质、结构具有特别密切的关系。在致密坚硬、结构完整的岩土发育区,很少有崩塌、滑坡、泥石流活动;相反,在结构破碎或松散软弱岩土发育区,崩塌、滑坡、泥石流活动强烈。县域岩土类型多样,性质和结构复杂,对崩塌、滑坡、泥石流的控制作用不尽一致。

本区崩塌分为两类,分别是岩质崩塌和土质崩塌。岩质崩塌主要发生在县城达溪河北岸和黑河北岸基岩出露区;土质崩塌主要发生在县域内的广泛黄土发育区,其规模比较小。

本区发生滑坡的岩土类型比较单一,为黄土,属第四系更新统,除县域西南部外,其余地区广泛分布。滑坡数量多,以大中型滑坡主,小型滑坡比较多,发育少量特大型滑坡。

本区泥石流主要为泥流,各类岩土是泥石流固体碎屑物的来源。通常情况下泥石流的固体碎屑物分布越广泛、储存越丰富,越有利于泥石流的形成。调查区泥石流固体碎屑物主要是第四系残坡积物及沟谷中冲洪积物,其分布较少,以稀性泥石流为主。

二、易滑地层

县域内分布的地层主要包括:第四系、新近系、白垩系。其中第四系、新近系和白垩系是区内的地质灾害易发地层。

第四纪黄土在县域广泛分布于河谷阶地、黄土台塬、黄土梁峁、黄土沟壑区。其下伏地层一般为新近系红粘土或白垩系砂岩、泥岩及砂砾岩,形成不整合接触。黄土中发育多层红色古土壤层,这些古土壤相对于黄土来说是隔水的,遇水易发生软化,黄土滑坡大都沿着古土壤层向下滑动,或在黄土中产生滑动面。

新近系主要为上新统三趾马红粘土(N2),分布在黄土台塬下部以及黄土梁峁区基岩古地形坡面和黄土之间,黄土台塬之下的三趾马红土近水平分布,略向河谷地倾斜,倾角为2° ~10° ;三趾马红土在本区出露面积较小,主要分布在局部冲沟中,厚度变化大,呈不整合断续覆盖于老地层之上,其上多被第四纪黄土覆盖。由于黄土结构疏松、遇水软化、强度低、节理裂隙发育等特性以及上新统三趾马红土不透水性等特点,因而形成了地质灾害易发地层。

白垩系埋藏于黄土台塬第四系之下,构成区域的基底地层,分布面积广,厚度大,总体产状平缓,地层倾角为3°~6° ;由于受构造影响,地层产状局部发生变化。本区白垩系之上大部分都被黄土覆盖,局部与黄土之间夹有新近系红粘土,与上覆地层呈不整合接触,大部分都有风化壳发育。其上黄土厚度变化较大,最厚可达数十米。本区白垩系的泥岩和砂质泥岩层是易崩滑地层,局部的基岩陡坡易发生崩塌,属于小型基岩崩塌。

三、岩土体结构

区内斜坡岩土体结构主要包括四种类型:黄土+近水平古土壤层型、黄土+倾斜古土壤层型、黄土+白垩系基岩型、黄土+新近系泥岩型。斜坡岩土体结构决定了斜坡变形破坏的方式和软弱结构面的位置,对滑面的位置具有明显的控制作用。

1.黄土+近水平古土壤层型

该岩土体结构特征是:斜坡自坡脚至坡顶皆由第四纪黄土和古土壤地层构成,属于典型黄土斜坡,主体为中更新世、晚更新世黄土和古土壤,主要分布于县域除西南部以外的达溪河、黑河流域广泛地区。该型斜坡稳定性与黄土的工程地质性质密切相关。在岩性方面,黄土和古土壤质地松散,遇水时强度急剧降低,工程地质特性差,抗拉强度低,极易在临空面附近形成卸荷裂隙;在透水性方面,黄土透水性强,古土壤较黄土而言,粘土含量高,结构更为致密,古土壤相对为隔水层。雨季降雨沿卸荷裂隙渗入地下,在古土壤层上部形成上层滞水,极易沿古土壤层形成滑动面,滑体沿古土壤层在坡面或谷底坡脚剪出。此类坡体岩土体结构既可发生小型滑坡和崩塌,也可发生大型滑坡。

2.黄土+倾斜古土壤层型

该岩土体结构特征是:从坡脚到坡顶主要由第四纪黄土和古土壤地层构成,主体为中更新世、晚更新世黄土和古土壤,仍属于黄土斜坡,主要分布于县域除西南部以外的达溪河、黑河流域基底呈斜坡的广泛地区。此类斜坡的稳定性除与黄土较差的工程地质性质密切相关外,还与黄土中发育的古土壤层有关。古土壤较黄土而言,粘土含量高,结构更为致密,成为黄土层中的相对隔水层,在黄土与古土壤接触带易形成含水量较高的软弱结构面,从而控制滑坡的形成。

3.黄土+白垩系基岩型

该岩土体结构特征是:上部发育黄土及古土壤层,与下伏白垩系基岩为不整合接触。主要分布于县域达溪河和黑河两侧阶地或斜坡地带。由于黄土与古土壤的结构类型,与白垩系由砂砾岩、砂岩、泥岩和砂质泥岩组成软硬相间的结构类型差异巨大,在黄土与白垩系地层间形成泥质成分风化壳。降雨入渗到风化壳后,地下水就沿该层面径流,形成软弱易滑带,进而滑坡沿着黄土与基岩接触面发生滑动。由于特殊的岩土体结构及其工程地质特性,往往极易形成大型的多级滑坡,如观音村滑坡。

4.黄土+新近系泥岩型

该岩土体结构特征是:上部黄土和下部新近系泥岩组成的斜坡类型。县域内分布较少,仅有零星出露。红粘土黏粒含量高,是良好的隔水层,同时遇水强度降低,容易引起滑坡发生。其与“黄土+倾斜古土壤层型”斜坡对滑坡的控制作用类似,易发生斜坡失稳。

⑹ 地质灾害灾情评估的目的、类型与主要内容有哪些

一、地质灾害灾情评估的目的
地质灾害灾情评估的目的是通过揭示地质灾害的发生和发展规律,评价地质灾害的危险性及其所造成的破坏损失和人类社会在现有经济技术条件下抵御灾害的能力,并运用经济学原理评价减灾防灾的经济投入及取得的经济效益和社会效益(张梁等,1998)。
二、地质灾害灾情评估的类型
(一)根据评估时间划分
地质灾害灾情评估分为灾前预评估、灾期跟踪评估和灾后总结评估3种类型(张梁等,1998)。
灾前预评估是对一个地区地质灾害事件的危险程度和可能造成的破坏损失程度的预测性评价。它是制定国土规划、社会经济发展计划,以及减灾对策预案的基础。
灾期跟踪评估是在灾害发生时对灾害损失的快速评估。主要评估内容:一是地质灾害类型及特征,阐述已发生的灾种、数量、分布、规模、形成机制、危害对象、稳定性等;二是地质灾害危险性现状评估,按灾种分别进行评估。它是制定救灾决策和应急抗灾措施的基础。
灾后总结评估是指在灾害结束后对灾害损失进行的全面评估。它是决定救灾方案、制定灾后援建计划和防御次生灾害的重要依据。
(二)根据评估范围或面积划分
地质灾害灾情评估分为点评估、面评估和区域评估3种类型(表4-1)。
三、地质灾害灾情评估的主要内容
地质灾害灾情评估的主要内容包括危险性评价、易损性评价、破坏损失评价和防治工程评价4个方面,其中危险性评价和易损性评价是灾情评估的基础,破坏损失评价是灾情评估的核心,防治工程评价是灾情评估的应用(张梁等,1998)。

表4-1 地质灾害灾情评估范围分类及其特征
(一)地质灾害危险性评价
地质灾害危险性是地质灾害自然属性的体现,从定性分析看,地质灾害的活动强度越高,危险性越大,灾害的损失越严重。评价的核心要素是地质灾害的活动强度,地质灾害危险性分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。
历史灾害危险性指已经发生的地质灾害的活动强度,评价要素为灾害的类型、规模、活动周期,以及研究区内灾害的分布密度。评价已发生的地质灾害,为应急抢险、救援、灾害预判等服务。
潜在灾害危险性指具有灾害形成条件但尚未发生的地质灾害的潜在危害性,评价要素包括地质条件、地形地貌
2)经初步分析判断,凡符合泥石流形成基础条件的冲沟,应为调查的重点。例如,泥石流形成区山坡坡度多在30°~60°,是泥石流松散固体物质和水源的供给区,沟谷的中下游,多地形较顺直,沟槽坡度大多为泥石流流通区。泥石流堆积区是固体物质停积的场所,位于冲沟的下游或沟口处,多呈扇形、锥形或带形。
3)依据区域岩溶发育程度、松散盖层厚度、地下水动力条件及动力因素的初步分析判断,圈定出的可能诱发岩溶塌陷的范围,应作为调查的重点。
4)在前人资料的基础上,圈出的各类特殊性岩土分布范围,可作为调查重点。
(二)地质灾害调查的主要内容
1.崩塌调查
1)崩塌区的地形地貌及崩塌类型、特点、规模、范围,崩塌体的大小和崩落方向。
2)崩塌区岩体的岩性特征、风化程度和水的活动情况。
3)崩塌区的地质构造、地层岩性、岩体结构类型、结构面的产状、组合关系、闭合程度,崩塌的力学机制、力学属性。
4)地下水的影响,气象(重点是大气降水)、水文和地震情况。
5)崩塌前的迹象和崩塌原因,地貌、岩性、构造、地震、采矿、爆破、温差变化、地下水(降水)的变化,人类活动的影响等。
6)当地防治崩塌的经验,以往灾害发生及治理、防护的情况等。
2.滑坡调查
1)搜集当地滑坡史、易滑地层分布、水文气象、工程地质图和地质构造图等资料,并调查分析地形地貌、地层岩性、山体地质构造、水文地质条件、人类活动情况等。
2)调查微地貌形态及其演变过程;圈定滑坡边界、滑坡壁、滑坡平台、滑坡舌、滑坡裂缝、滑坡鼓丘等要素;查明滑动带部位,滑痕指向、倾角,滑带的组成和岩土状态,裂缝的位置、方向、深度、宽度、产生时间、切割关系和力学属性;分析主滑方向、主滑段、抗滑段及其变化,分析滑动面的层数、深度和埋藏条件及其向上、下发展的可能性。
3)调查滑带水和地下水的情况,泉水出露地点及流量,地表水体、湿地分布及变迁情况。
4)调查滑坡带内外建筑物、树木等的变形、位移及其破坏的时间和过程。
5)对滑坡的重点部位宜摄影或录像。
6)调查当地整治滑坡的经验,分析滑坡的成因机制、滑坡的类型,提出治理方案,防治次生灾害的发生。
3.泥石流调查
调查范围应包括沟谷至分水岭的全部地段和可能受泥石流影响的地段。
1)调查泥石流形成的水源条件:冰雪融化和暴雨强度、前期降雨量、一次最大降雨量、平均及最大流量、地下水活动情况。
2)调查泥石流形成的物源条件:物源区内的地层岩性、地质构造,不良地质现象,松散堆积物的物质组成分布、类型、结构、性状和储量。
3)沟谷的地形地貌特征,包括沟谷的发育程度、切割情况,坡度,粗糙程度,并划分泥石流的形成区、流通区和堆积区及整个沟谷的汇水面积。
4)形成区的水源类型、水量、汇水条件、山坡坡度、岩层性质及风化程度。查明断裂、滑坡、崩塌、岩堆等不良地质现象的发育情况及可能形成泥石流固体物质的分布范围、储量。
5)流通区的沟床纵横坡度、跌水、急弯等特征。查明沟床两侧山坡坡度、稳定程度、沟床的冲淤变化和泥石流的痕迹。
6)堆积区的堆积扇分布范围,表面形态、纵坡、植被、沟道变迁和冲淤情况;查明堆积物的性质、层次、厚度、一般粒径及最大粒径,以及分布规律;判定堆积区的形成历史、堆积速度,估算一次最大堆积量。
7)调查泥石流沟谷的历史,历次泥石流的发生时间、频数、规模、形成过程,爆发前的降雨情况和爆发后产生的灾害情况,并区分正常沟谷或低频率泥石流沟谷。
8)开矿弃渣、修路切坡、砍伐森林、陡坡开荒及过度放牧等人类活动情况。
9)当地防治泥石流的措施和经验,调查泥石流的运动特征与机理,包括泥石流的流态特征、流速流量特征、直进性、爬高性和周期性。
4.地面塌陷调查
地面塌陷包括岩溶塌陷和采空塌陷。
(1)岩溶塌陷
1)调查过程中首先要依据已有资料进行综合分析,掌握区内岩溶发育、分布规律及岩溶水环境条件。
2)查明岩溶塌陷的成因机制和形成条件,塌陷的成因、形态、规模、分布密度、土层厚度与下伏基岩岩溶特征。
3)地表、地下水活动动态及其与自然和人为因素的关系。
4)划分出变形类型及土洞发育程度区段。
5)调查岩溶塌陷对已有建筑物的破坏情况,圈定可能发生岩溶塌陷的区段。
(2)采空塌陷
1)了解矿体的埋藏位置、分布、矿体层数、厚度、深度、埋藏特征和开采层的岩性、结构等。
2)查明矿层开采的深度、厚度、时间、方法、顶板支撑及采空区的塌落、密实程度、空隙和积水等。
3)地表变形特征和分布规律,包括地表塌坑、台阶、裂缝位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与采空区、地质构造、开采边界、工作面推进方向等的关系。
4)地表移动盆地的特征,划分中间区、内边缘和外边缘区,确定地表移动和变形的特征值。
5)采空区附近的抽、排水情况及对采空区稳定的影响。
6)搜集建筑物变形及其处理措施的资料等。
5.地裂缝调查
1)单缝发育规模和特征以及群缝分布特征和分布范围。
2)形成的地质环境条件(地形地貌、地层岩性、构造断裂等)。
3)地裂缝成因类型和诱发因素(地下水开采等)。
4)地裂缝发展趋势预测。
5)现有防治措施和效果。
6.地面沉降调查
主要调查由于常年抽汲地下水引起水位或水压下降而造成的地面沉降,不包括由于其他原因所造成的地面沉降。主要通过搜集资料、调查访问来查明地面沉降原因、现状和危害情况。着重查明下列问题。
1)综合分析已有资料,查明第四系沉积类型、地貌单元特征,特别要注意冲积、湖积和海相沉积的平原或盆地及古河道、洼地、河间地块等微地貌分类,第四系岩性、厚度和埋藏条件,特别要查明压缩层的分布。
2)查明第四系含水层水文地质特征、埋藏条件及水力联系;搜集历年地下水动态、开采量、开采层位和区域地下水位等值线图等资料。
3)根据已有地面测量资料和建筑物实测资料,同时结合水文地质资料进行综合分析,初步圈定地面沉降范围和判定累计沉降量,并对地面沉降范围内已有建筑物损坏情况进行调查。
7.潜在不稳定斜坡调查
主要调查建设场地范围内可能发生滑坡、崩塌等潜在隐患的陡坡地段。
1)地层岩性、产状、断裂、节理、裂隙发育特征,软弱夹层岩性、产状,风化残坡积层岩性、厚度。
2)斜坡坡度、坡向,地层倾向与斜坡坡向的组合关系。
3)调查斜坡周围,特别是斜坡上部暴雨、地表水渗入或地下水对斜坡的影响,人为工程活动对斜坡的破坏情况等。
4)对可能构成崩塌、滑坡的结构面的边界条件、坡体异常情况等进行调查分析,以此判断斜坡发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的危险性及可能的影响范围。
二、地质环境条件分析
1)一切致灾地质作用都受地质环境因素综合作用的控制。地质环境条件分析是地质灾害危险性评估的基础。
A.分析地质环境因素的特征与变化规律。
a.岩石物性:岩石类型、组分、结构、工程地质特征。
b.地质构造:构造形态、分布、特征、组合形式和地壳稳定性。
c.地形地貌:地貌形态、分布及地形特征。
d.地下水特征:类型、含水岩组分布、补径排条件、动态变化规律和水质水量。
e.地表水活动:径流规律、河床沟谷形态、纵坡、径流流速与流量等。
f.地表植被:种类、覆盖率、退化状况等。
g.气象:气温变化特征、降水时空分布规律与特征、蒸发与风暴等。
h.人类工程——经济活动形式和规模。
B.分析各地质环境因素对评估区主要致灾地质作用形成、发育所起的作用和性质,从而划分出主导地质环境因素、从属地质环境因素和激发因素,为预测评估提供依据。
C.分析各地质环境因素各自和相互作用的特点及主导因素的作用,以各种致灾地质作用分布实际资料为依据,划出各种致灾地质作用的易发区段,为确定重点区段提供依据。
2)综合地质环境条件各因素的复杂程度,对评估区地质环境条件的复杂程度做出总体的分区段划分。
3)各种致灾地质作用受控于所有地质环境因素不等量的作用。主导地质环境因素是致灾地质作用形成的关键,从属地质环境因素总是以主导地质环境因素的作用为前提或是通过主导地质环境因素发挥作用,激发因素在致灾地质作用孕育成熟的条件下,因其作用而导致灾害发生。因此,在预测评估过程中,应首先分析某些地质环境因素可能发生的变化及进而出现的不稳定状态,评估地质灾害发展趋势。

⑺ 地质灾害危险区划分与评价

地质灾害危险性分区是在地质灾害易发区基础上进行的。地质灾害的易发性代表了地质灾害是否具备形成条件和发生地质灾害的难易程度。而地质灾害的危险性则包括了地质灾害的活动程度、威胁的范围、易发程度和诱发因素,是地质灾害形成的可能性。仍然采用信息量法进行计算。

一、地质灾害危险性评价指标体系

控制和影响地质灾害形成的地质条件很多,但归纳起来主包括两方面的条件,即地质灾害形成的基础条件和诱发条件。依此,可建立地质灾害危险性评价指标体系(图6-12)。

1.地质灾害活动程度

地质灾害活动程度主要是指地质灾害活动的历史。在本次地质灾害危险性评价中,主要考虑地质灾害活动的点密度和面密度,将其作为地质灾害危险性分区的依据。但地质灾害活动的历史只能说明地质灾害的过去,而未来地质灾害活动程度怎样,危险性大小主要取决于地质灾害的形成条件及诱发因素。

2.地质灾害形成条件

地质灾害形成条件包括主要控制因素和影响条件。本次地质灾害危险性区划评价中主要选取斜坡结构类型、工程地质岩组、水文地质条件、斜坡几何形态、断裂构造和人类活动等条件。

3.地质灾害威胁范围

地质灾害一旦发生,其可能影响的范围,即存在地质灾害危险的范围。本次确定的地质灾害威胁范围主要包括易发区本身斜坡地带,同时也包括沟谷底部及河流、水库内的一定范围。

图6-12 地质灾害危险性程度评价指标体系图

4.地质灾害诱发因素

诱发因素是指能够使地质环境系统向着地质灾害发生的方向演化或者导致地质灾害发生的内动力和外动力地质作用。本区诱发条件主要包括地震、降雨和人类工程活动。但由于本区地震活动相对较弱,而且能够代表地震活动程度的地震烈度和地震动峰值加速度在县域内区别不大,因此本次危险性评价中未考虑地震活动的影响因素。参与评价的主要诱发因素为降雨和人类工程活动。

二、地质灾害危险性分区

1.评价指标的量化

危险性评价采用信息量法进行计算,用1:50000地形图提取基础地理信息,从遥感影像中提取植被图层,利用降雨量等值线图提取降雨指标,人类工程活动主要从地形图和灵台县发展规划中提取,得到各种评价指标的图层,根据实际调查资料可以获得地质灾害的点密度和面密度,并将这些指标引入GIS操作系统中。

2.基于GIS的信息量分析模型迭加计算

采用基于GIS的信息量分析模型进行迭加计算,通过计算诸影响因素对斜坡变形破坏所提供的信息量值,作为区划定量指标,既能正确地反映地质灾害的基本规律,又简便、易行、实用,且便于推广应用。计算原理与过程如下:

信息预测的观点认为,滑坡与崩塌等地质灾害的产生与否与预测过程中所获取信息的数量和质量有关,是用信息量来衡量的,即:

图6-13 灵台县地质灾害危险性分区图

依据地质灾害危险性分区结果,充分考虑地质灾害防治规划工作的开展,综合灵台县地貌、岩土特征、地质构造、年降雨分布规律及人类活动程度等特点,将灵台县滑坡、崩塌、泥石流灾害危险程度划分为地质灾害高危险区、中危险区、低危险区和极低危险区,根据地质灾害分布、组合特征又进一步划分为16个亚区(表6-4)。

4.危险性分区评价

(1)地质灾害高危险区(Ⅰ)

灵台县地质灾害高危险区面积232.49km2,占总面积的11.35%。包括6个地质灾害高危险亚区,即黑河北岸梁原乡横渠—付家沟—官村—朱家湾—杜家沟—景家庄子地质灾害高危险亚区(Ⅰ1)、黑河南岸梁原乡张家塬—温家庄—东门—朱家湾高地质灾害危险亚区(Ⅰ2)、达溪河北岸沿线地质灾害高危险亚区(Ⅰ3)、达溪河南岸中台镇—蒲窝乡—新开乡邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ4)、邵寨镇黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ5)和独店乡什字塬北部黄土梁峁丘陵地质灾害高危险亚区(Ⅰ6)。本区所处地貌单元主要为黄土梁峁沟壑区及黄土丘陵区。岩性主要为第四系黄土和白垩系紫红色泥岩、砂岩、砂砾岩,地表黄土覆盖厚度较大,黄土大都向冲沟倾斜。局部地形坡度较大,区内工程地质条件差,岩土层的表层风化较严重,本区人类活动比较强烈,沟谷边坡人口比较密集,人类活动对环境的改造极为强烈,主要包括建房切坡、开挖窑洞、修路等,人为活动诱发滑坡、崩塌的可能性较大。本区植被稀疏,以农作物为主,不利于水土保持。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈。在汛期遇暴雨和连阴雨天气容易形成滑坡、崩塌灾害。特殊的岩土条件和气象条件为地质灾害的形成提供了可能性。本区也是全县滑坡、崩塌地质灾害最严重的地区。

表6-4 地质灾害危险程度分区说明表

(2)地质灾害中危险区(Ⅱ)

灵台县地质灾害中危险区面积604.03km2,占总面积的44.12%,地质灾害为灾滑坡,崩塌、泥石流和不稳定斜坡。包括4个地质灾害中危险亚区,即黑河北岸梁原乡黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ1),黑河南岸-什字塬以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ2),什字塬以南-达溪河以北黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ3),达溪河南岸中台镇蒲窝乡新开乡邵寨镇广大黄土梁峁丘陵地质灾害中危险亚区(Ⅱ4)。本区岩性为第四系中上更新统黄土覆盖于白垩系砂砾岩、砂岩、泥岩基岩之上,厚度不等,在降水作用下容易沿黄土与基岩的接触面形成滑坡。区内人类工程活动相对较强,人口比较多。人类工程活动比较强烈主要表现是为各种目的而进行的切坡,加大了崩塌、滑坡的临空面。黄土层岩石风化破碎,节理裂隙发育,为灾害中易发区。丘陵区沟谷大多处于壮年期或幼年期,侵蚀作用比较强烈,沟坡多为阶状陡坡。在汛期容易形成滑坡、崩塌灾害。灾害点分布在村庄周围、公路沿线、河谷边坡地带。地质灾害一旦发生,危害较大。

(3)地质灾害低危险区(Ⅲ)

灵台县地质灾害低危险区面积912.48km2,占总面积的44.53%,地质灾害发育较少,危险性相对较小。包括6个地质灾害低危险亚区,即梁原乡王家沟黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ1)、黑河宽阔河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ2)、什字塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ3)、达溪河河谷地质灾害低危险亚区(Ⅳ4)、邵寨镇黄土塬地质灾害低危险亚区(Ⅳ5)、百里乡林场地质灾害低危险亚区(Ⅳ6)。本区黄土塬区及黄土小台塬区和宽阔的河谷区工程地质条件很好,地形平坦,虽然人类工程活动较频繁但很少发生地质灾害,百里乡林场区植被茂密,人烟稀少,人类工程活动较少,人类工程活动弱,地质环境相对优越,为地质灾害低危险区。

⑻ 地质灾害概况

黄土高原是我国生态环境最为脆弱地区之一,特殊的自然地理环境和地质构造背景,造就了该地区独特环境地质问题,诸如水土流失、土地沙漠化、沙尘暴、水污染、地方病、矿山环境和滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面沉降等,其中水土流失、滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流、矿山环境是这一地区最为严重的环境地质问题。由于灵台县地处黄土高原,所处的地质环境条件及地质构造决定了地质灾害比较发育。

灵台县境内地质环境脆弱,地质灾害较发育,特别是进入20世纪90年代以来,随着人类工程活动的增强,城镇建设规模扩大、道路不断翻修扩建,地质环境不同程度受到破坏,每年均有不同规模、不同数量的地质灾害发生,造成较大的损失和危害。地质灾害的主要类型有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流等,主要分布在对人民生命财产构成威胁、对公共设施造成影响的居民居住区以及人类活动比较频繁的公路地段。泥石流多以洪水期坡面泥流的形式出现,一般无典型堆积区。

灵台县地处黄土高原与鄂尔多斯盆地西南缘接壤地带,是内力地质作用和外力地质作用长期演化的结果。该区第四纪黄土大面积覆盖,使得内力地质作用的诸多痕迹被掩盖,外力地质作用诱发的各种不良地质现象表现得较为明显。灵台县属黄土梁峁丘陵地形,沟壑纵横,受外动力地质作用如风化作用、重力地质作用、地面流水地质作用、地下水地质作用的影响的黄土覆盖层局部裂隙节理十分发育,表面风化大都比较严重,在黄土下面的川组的基岩为泥岩和砂岩以及泥岩砂岩互层,风化比较严重,其本身的稳定性差。而在塬边斜坡,由于雨水的冲刷,以及局部裂隙雨水的灌入,再加上黄土本身的软弱性和湿陷性,垂直节理发育等特性使黄土沟壑两侧多易崩易滑,这就为滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害的发育创造了条件。对人民生命财产及公共设施构成威胁的地质灾害点主要有滑坡、崩塌、不稳定斜坡及泥石流。

滑坡是灵台县分布较为广泛的地质灾害之一,该区滑坡一般属于重力型滑坡,主要发育特征是滑坡形态不十分完整,边界轮廓较模糊,后缘滑壁保留或部分保留,滑体滑移特征明显,部分滑坡具有典型的双沟同源现象,多为中层-浅层滑坡,以老滑坡为主。遥感解译和野外调查资料显示,工作区滑坡主要分布在达溪河、黑河及其支流流域沟谷两侧。一般,滑坡的分布与沟谷发育程度有密切关系,主河谷两侧经历长时间河流冲刷侵蚀,河谷两侧斜坡已趋自然稳定,自然条件下很少有滑坡发生,而在支流上游的冲沟和干沟两侧(几乎无人居住),沟谷形态多呈“V”字形,由于季节性流水的切割侵蚀,加大了沟谷两侧黄土边坡的天然坡度和边坡土体的临空面,这些地区是黄土滑坡形成和分布的有利地段,形成多个黄土滑坡密集区。

崩塌是灵台县主要地质灾害,多发生在公路高陡边坡和早期居民房屋建筑场址高陡边坡。主要发育特征是无明显滑动面,一般规模小,但破坏速度快,由于威胁公路等人类活动比较频繁的地段,易产生较大的人员和财产损失。工作区崩塌主要有两种类型,即黄土崩塌和基岩崩塌。黄土崩塌的分布与黄土滑坡相似,主要见于修路人工开挖的人工陡坎、陡崖边上,削坡建窑、建房的高陡边坡,斜坡坡度大于60°,崩塌的主要类型为倾倒式;基岩崩塌,多发生在泾川组基岩上部,这些泾川组基岩风化严重,局部节理裂隙十分发育,此类崩塌多发生在修路开挖揭露泾川组基岩的高陡边坡地段,多为局部小规模崩塌。

不稳定斜坡是灵台县主要的地质灾害隐患类型,主要分布在中台镇、梁原乡、百里乡、新开乡,其余各个乡镇较少。其中中台镇分布最为广泛,几乎遍布中台镇的所有行政村。不稳定斜坡多位于居民居住区,对人民生命财产构成了威胁。不稳定斜坡多是由于人工削坡建窑、建房和修筑公路引起的,只有极少数为自然斜坡。本地区窑洞多修建在人工削坡的黄土陡崖中,房屋多修建的离陡崖比较近,有的是紧靠陡崖修建,再加上本地区黄土本身的软弱性和湿陷性,黄土垂直节理较发育,这就决定了不稳定斜坡存在安全隐患。这类灾害点的特点是:灾害隐患多在人活动频繁的地方,斜坡多是经过人工改造和扰动,在有外界动力因素作用下,很容易失稳。

灵台县泥石流灾害发育相对较轻,区内年平均降水量450~700mm,年内分配不均匀,7~9月降水量占全年降水量的60%~80%,且多以雷阵雨形式降落,持续的降雨使斜坡黄土含水率增大,强度降低,产生滑坡,崩塌,或冲毁淤地坝,进而引发泥石流地质灾害。经过调查,灵台县共有8个泥石流灾害点,其共同特征是沟谷上部有较厚的黄土覆盖,沟谷中植被较差,沟谷两侧坡上黄土节理裂隙发育,表层风化严重,局部有滑坡及崩塌现象,物源比较充足;泥石流沟侵蚀强烈,冲刷深度较大,侵蚀沟在各种外力作用下,产生严重的垮塌、塌方,以及水流片蚀、溶蚀作用等产生的松散物质堵于沟槽,遇到暴雨、强降雨时,洪水顺着陡峭的沟谷,携带着沟谷中堆积物向下游流动,便形成泥石流。这类小型沟谷的集水面积小,沟源近,流程短,可供给泥石流的物质和水量都有限,规模不大,多为泥流。

受汶川5·12地震的影响,灵台县部分地区的窑洞、房屋出现裂缝,少量房屋倒塌,局部地段出现崩塌及小型滑坡,黄土覆盖层局部节理裂隙加大,地质灾害威胁有愈演愈烈之势,开展地质灾害调查与研究,查明地质灾害隐患点及发育规律,采取有效措施防治是当务之急。

⑼  西区段地质灾害

西区段地形上处于青藏高原北侧第二阶梯西段的塔里木盆地、天山和北山剥蚀低山丘陵区、河西走廊,海拔标高1000~2000m,地形高差对比不大。由于地处内陆腹地,南侧又有高山阻隔,湿热的大气环流难以侵入,天气干旱,而且风力大,属典型的温带大陆性干旱气候,生态环境脆弱甚至恶劣,水系不发育,且全为内陆河系,河流短促。

区域大地构造位置正好处于挽近时期以来强烈挤压隆起的青藏地块北侧边沿,积聚有强大的构造应力,为潜在压扭性构造应力状态,除塔里木盆地外,地壳稳定性较差,多强震。这里人烟稀少,有些地段甚至为无人区,人类活动对地质环境的干扰破坏不强烈,主要是过牧、滥垦和不适当的水利活动。

受上述自然和人文环境因素的制约,本区段主要的地质灾害类型是泥石流和洪水冲蚀、风蚀沙埋、盐渍土的腐蚀和盐胀灾害,以下将分别论述。

一、泥石流和洪水冲蚀

主要分布于河西走廊内酒泉市的北大、丰乐、马营三河,临泽县的黑河,山丹县城西,武威市的石羊河流域诸河。上述各地段地处祁连山北麓,又是区域的暴雨中心,是泥石流易发区。即使不暴发泥石流,河沟洪水挟带泥沙,对岸边冲刷破坏也不容忽视。

泥石流形成受制于地质、地形和水文气象等因素。泥石流性质、规模与固体物质的类型和数量有关。该地区系构造活动区,岩体较破碎,加之物理风化强烈,原有的洪冲积物较多,为泥石流提供了必要的固体物质来源。由于细粒成分较少,一般只形成稀性泥石流。泥石流沟多发源于祁连山区,各河沟流域内山坡陡峻,沟床比降大,有利于降水和泥沙石块的搬运。此外,泥石流沟的流域面积一般在10~100km2之间,具有良好的汇水条件。水文气象条件是暴发泥石流的动力。区内虽年降水量不足200mm,但降水季节分配不均,降雨多集中于每年的6、7、8月(90%以上),而且泥石流沟上游祁连山区的年降水量达500mm以上,较走廊区大得多,更进一步强化了形成泥石流的水源条件。例如古浪县大景,1977年8月1日2.5小时内降水量达154.5mm,雨强61.8mm/h,暴发的稀性泥石流导致严重危害。

走廊地区的武威南部山前地带是泥石流高发区,到下游评估区后虽洪水搬运能力已经减弱,但滩地洪水汇集后,也能形成稀性泥石流,对管线地段的冲蚀危害仍有很大可能。根据航片解译,西营河山前地带和长岭山北麓有洪积裙和大型洪积扇展布,输气管线正好通过该地段。据记载,该地区有多起严重的泥石流灾害事件。例如,古浪县大景、裴家营和土门一带分别于1954、1966、1977年暴发泥石流,周期为11年左右,最大流量6300m3/s,灾害严重。西营河自1960年至1989年期间,曾暴发了6次泥石流或山洪,每次都酿成人畜伤亡,堤坝、公路、桥涵被毁的严重灾害。发生周期为4~5年。

西部的黑河和疏勒河流域各河沟、常年性河流由于漫滩较宽阔,植被较发育,不会发生泥石流;而更多的季节性冲沟则无漫滩和植被,有时在暴雨洪水冲蚀下,可触发泥石流。此外,在管道工程经过区内滩地洪水分布较广。当遇强降雨和局部有利于形成洪水的地形条件时,也可触发泥石流。

此外,本区段最东段宁夏境内腾格里沙漠南缘,孟湾子至小湾段的长流水沟系,也有数条规模较小的泥石流沟。

新疆段内泥石流危害较小,仅在库米什洼地西南的低山沟谷(桩号 AE001)附近有两处,规模较小。

二、风蚀沙埋

本区段气候干旱,风力强劲,土地沙化和荒漠化较严重,管道工程经过区地处塔克拉玛干、巴丹吉林和腾格里三大沙漠边缘,在该区内有较多沙丘、沙垄分布,所以风蚀沙埋是本区段突出的地质灾害。

在新疆段,风蚀沙埋灾害主要分布于轮南首站—30团、博斯腾湖南岸、库米什洼地中心、库姆塔格沙垄附近。其在管线地段分布的总长度238.1km。风蚀灾害主要表现在库姆塔格沙垄西侧的风蚀洼地内,最大风蚀深度达30m。博斯腾湖南岸和库姆塔格的沙山、沙丘活动性极大,它们有的被管线横穿,有的即在管线附近,对于管线的埋置和站场危害较大。根据《建设用地地质灾害危险性评估技术要求》对该种地质灾害危险性等级划分标准,危险性大的地段合计长108.3km,中等的合计长52.5km,小的合计77.3km。输气管线新疆段受风蚀沙埋危害的长度占该段总长度的25.4%,而其中危险性大的占11.5%。

在河西走廊段,盛刮西风和西北风,风力大于8级日数一般40天以上,最多75天以上,吹扬搬运能力强,输气管线北侧有巴丹吉林和腾格里两大沙漠,所以也存在风蚀沙埋的危险性。沙丘主要分布在武威市以东至宁夏中卫县下河沿地段内,管线长度约43.3km。该地段处于腾格里沙漠南缘,与干武、包兰铁路大致平行。甘肃境内管线断续横穿沙漠地带长约26km,其中古浪县古山墩煤矿—吴家湾间为链状半固定沙丘,个别为移动沙丘。沙丘顺风向由北向南移动。由于其北侧干武铁路沿线进行了治沙,风蚀沙埋危险性减小。宁夏境内的沙丘有两段分布于输气管道沿线,共长17.3km,为密集的流动沙丘,丘高6~15m,最高移动速率4m/a,其危险性中等。西部地段局部有小型沙丘分布,更多的是戈壁滩地,所以危险性均不大。

三、盐渍土腐蚀和盐胀

在本区段盐渍土分布于新疆和河西走廊两段。它是干旱气候环境中由于地下水埋深浅,运移滞缓,强烈蒸发,而造成土壤中盐分聚集地表所致。盐渍土和高矿化盐水对金属管材具腐蚀性;当可溶盐结晶时产生的体胀又对管材和场站地基产生附加压力,均会对管线工程系统产生负面影响。

盐渍土的形成及其所含盐分的成分和数量与当地地形地貌、气候条件、地下水的埋深和矿化度、土层性质和人类活动等有关。由于本区段地处内陆腹地,盐渍土主要是山间盆地、洼地浅层潜水蒸发残留盐分形成。其分布厚度不大,一般近地表3~4m深度范围内,愈近地表土层含盐量愈大,土层细粒成分愈多。

在新疆段内,盐渍土均为内陆山间盆地型和丘间洼地型,分布范围较广。主要分布于轮南首站—30团细土平原边缘、博斯腾湖南岸及东部细土带、库米什洼地、库米什以东红柳河两岸、秋格明塔什北洼地等地段,多数在无人区内。一般情况是:盐渍土在垂向分布上具有表聚性和结壳性特点,盐分大量集中于表层1m范围内,往深处则土层含盐量明显减小。属氯盐渍土和硫酸盐渍土类型,其中60%为氯盐渍土,40%为硫酸盐渍土。前者管线长度约300km,后者约长200km。地表含盐量在1.38%~85%之间,地表以下2~3m处含盐量为0.33%~5.74%。

河西走廊段盐渍土在评估区内主要分布在疏勒河八道沟—七道沟、临泽—黑河—乌江—张掖城北一线以及古浪白墩子等地。土壤属细粒土及粉砂土,为硫酸—氯化物型盐渍土。含盐量在疏勒河段最大达23.2%;在白墩子段1~2m深度范围内为0.94%~1.72%,3~4m深度为0.49%~1.98%。

四、其他地质灾害

(一)崩塌

分布于新疆段的库尔勒—塔什店低山区、库米什洼地西南侧低山沟谷及东北侧低山区。由于岩性为坚硬的深变质岩,组成陡坡甚至是峭壁,陡倾构造节理发育,物理风化强烈。一旦降雨或雪水融化渗入到裂隙中,将会触发崩塌灾害。其规模较小,多小于1000m3

(二)采空塌陷

在河西走廊段分布有两处,一处是山丹县城西南的山丹煤矿,另一处是古浪县的古山墩煤矿。山丹煤矿是一座国有煤矿,在评估区内为其二矿区,开采层位深150~300m,从20世纪50年代开采至90年代,矿体基本已采完。目前,未发现地面塌陷灾害现象。古山墩煤矿系一小矿山,位于输气管线南西约1km,井巷走向与管线大致平行,故不会对管线安全构成威胁。

⑽  各类场站地质灾害危险性评估

宁夏段布设有2个场站,即中宁压气站和定边清管站。

中宁压气站,坐标为y:18556679.00、x:4146863.00,管线桩号CB016—CB018,占地面积5×104m2,处于黄河二级阶地后缘,地形较平坦,岩性主要为粉土,浅灰,潮湿—饱和,厚度大于3m,地下水位0.9~2.0m,矿化度2.447g/L。地质灾害为盐渍土,属硫酸型盐渍土,等级为轻微,地质灾害危险性小。地质灾害的危害主要是盐渍土和中矿化水对加压站基础的腐蚀和盐胀危害。

图8-4西气东输管道工程宁夏段建设用地地质灾害危险性分区图

1.危险性中等;2.危险性小;3.危险性分区界线;4.地层界线;5.断裂;6.输气管线;7.站场

定边(红井子)清管站,坐标为y:1869758.00、x:4148915.00,桩号CD040,占地面积1.5×104m2,位于盐池县缓坡丘陵地段,表面1m以上为粉砂,浅黄色,稍密、稍湿,1m以下为古近系砂质泥岩,棕红色—褐色,强风化,地下水埋深大于4m。主要地质灾害为风蚀沙埋以及由于坡面洪水对粉砂的侵蚀作用,可能形成侵蚀性冲沟,使清管站基础暴露,地质灾害危险性小。此外,古近系泥岩的膨胀性和盐腐蚀性对清管站基础形成盐胀和腐蚀危害,因此,要采取防治措施。

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