渭北黃土塬區(qū)滑坡發(fā)育特征及分布規(guī)律研究

李 濱，吳樹仁，石菊松

（1.國土資源部 新構造運動與地質災害重點實驗室，北京100081；2.中國地質科學院 地質力學研究所，北京 100081）

陜西省寶雞市渭河北岸黃土塬邊是我國黃土高原地區(qū)滑坡災害的重災區(qū)之一［1－7］，僅市區(qū)金臺區(qū)北坡長22 km，寬0.5～0.9 km的黃土塬邊地帶就分布有大型黃土滑坡體38處，占北坡斜坡面積總數(shù)的96.8%，這些滑坡災害造成過重大人員傷亡及財產(chǎn)損失。例如1955年8月18日渭北塬邊臥龍寺滑坡，體積約3 000萬m3，坡體前緣將隴海鐵路線向南推移110 m，致使鐵路中斷數(shù)日，1971年5月，臥龍寺滑坡后緣再次滑動，造成28人死亡，并毀壞寶雞峽引渭渠［1］；1983年渭北塬邊因滑坡災害造成110人死亡；20世紀80年代簸箕山、狄家坡、斗雞臺等大型滑坡體局部重新活動，不僅威脅寶雞峽引渭工程渠道和隴海鐵路的安全，而且危及市區(qū)近10萬人和城市基礎設施的安全，嚴重制約了寶雞社會經(jīng)濟的發(fā)展［1－9］。

本文在渭河北岸黃土塬區(qū)地質災害詳細調查的基礎上，研究渭北黃土滑坡的基本類型、發(fā)育特征及分布規(guī)律，為寶雞地區(qū)滑坡災害防治和科學論證提供依據(jù)。

1 環(huán)境地質概況

寶雞市位于陜西省關中平原西部，是“八百里秦川”的西端門戶，又是連接我國中原和西南、西北的交通樞紐。研究區(qū)屬典型的暖溫帶半濕潤大陸季風氣候，四季分明，多年平均降水量675.7 mm，降水量60%～70%集中在6－9月。寶雞位于中國中部重要的大地構造分界位置上，北東接鄂爾多斯地塊，南鄰秦嶺褶皺帶，西為祁連構造帶，受大的構造格局影響，研究區(qū)處于渭河斷陷盆地西端的次一級構造單元寶雞凸起中，北鄰陜甘寧臺坳，南、北西鄰秦嶺褶皺的北秦嶺加里東褶皺帶及六盤山斷陷。區(qū)內新造構運動十分活躍，垂直差異性升降運動異常明顯。渭河南部秦嶺山區(qū)及北部塬區(qū)相對渭河斷陷處大面積抬升，近東西向斷裂大體以渭河為界，以北的斷裂向南陡傾斜，以南斷裂向北陡傾斜，構成了階梯狀下降的復式地塹盆地（圖1）。這些斷裂構造活動為孕育地質災害提供了有利的地質條件。

圖1 寶雞地質環(huán)境遙感圖

研究區(qū)位于渭河北岸斷陷構造盆地，中更新世以來，渭河北岸地區(qū)間歇性上升，渭河相應下切，不同時期黃土覆蓋在各期漫灘上，形成了現(xiàn)在從五級階地堆積面到現(xiàn)代河川侵蝕基準面，高差達150～210 m的河谷斜坡，在渭河多期演變過程中，完整的階地結構難以找到，在河流侵蝕及地下水作用下，五級階地前緣斜坡產(chǎn)生了一系列古、老和新滑坡［10］。

2 渭河北岸黃土滑坡類型及發(fā)育特征

按照滑體物質組成及滑面位置，將渭河北岸黃土滑坡分為黃土層內滑坡、黃土接觸面滑坡、黃土切層滑坡3種類型。

2.1 黃土層內滑坡特征

黃土層內滑坡（圖2）一般發(fā)育在厚層黃土組成的陡峭斜坡部位，主要分布于渭河北岸黃土塬邊后緣高陡斜坡（＞50°）地帶、切割較深的支溝兩岸。這類滑坡滑動面多位于馬蘭黃土地層內部，滑動面呈圓弧形，剪出口多是馬蘭黃土與離石黃土的接觸部位，滑坡后緣垂直節(jié)理發(fā)育，有利于降雨入滲，長期的連陰雨及強暴雨是滑坡發(fā)生的誘發(fā)因素，這類滑坡規(guī)模較小，外形呈圈椅狀?；虑熬壖舫隹谳^高且臨空時，滑動距離一般較遠。渭河北岸塬區(qū)黃土層內滑坡較少，典型實例如硤石溝溝口滑坡（圖3）、長壽溝劉家泉北滑坡等。

圖2 黃土層內滑坡地質結構示意圖

圖3 寶雞硤石溝溝口黃土層內滑坡

2.2 黃土接觸面滑坡

黃土接觸面滑坡（圖4）主要包括兩種類型：一類是黃土－白堊系基巖滑坡，另一類是厚層黃土－三趾馬紅土滑坡。黃土－白堊系基巖滑坡多是風成馬蘭黃土披覆在白堊系基巖高低起伏的古地形之上形成的，上部黃土強度差，滲透性強，導致上部黃土在雨季或豐水年沿強度高的基巖面產(chǎn)生緩慢蠕滑變形，這類滑坡主要集中于渭河北岸硤石溝、六川河等區(qū)域，如圖5所示。厚層黃土－三趾馬紅土滑坡由馬蘭黃土、離石黃土、午城黃土及三趾馬紅土構成，滑坡規(guī)模屬于中－大型，主滑面位于黃土與三趾馬紅土接觸面，在持續(xù)降雨或灌溉季節(jié)，地表水通過黃土的垂直滲透補給，加之原有地下水的作用，使三趾馬紅土表層古風化層黏土飽和、孔隙水壓力增加，有效應力減小，從而形成滑動帶，引起大中型滑坡的發(fā)生，該類滑坡多發(fā)生在渭河北岸長壽溝上游、金陵河焦家溝、硤石溝中上東岸地段，典型實例白頭窯滑坡（圖6）、焦家溝滑坡群等。

圖4 黃土接觸層地質結構示意圖

圖5 寶雞六川河黃土－白堊系基巖滑坡

圖6 寶雞白頭窯黃土－三趾馬紅土接觸層滑坡剖面圖

2.3 黃土切層滑坡

黃土切層滑坡是寶雞渭北塬區(qū)最為主要的災害類型，根據(jù)滑體地層巖性結構不同組合有以下三種類型：厚層黃土－河流階地－三門系黏土滑坡、厚層黃土－河流階地滑坡和厚層黃土－三趾馬紅土－三門系黏土滑坡。

（1）厚層黃土－河流階地－三門系黏土切層滑坡。該類滑坡主要發(fā)生在千河河口以西渭河北岸、金陵河下游東岸、長壽溝中下游地段的黃土臺塬塬邊，滑體主要由馬蘭黃土、離石黃土及渭河四五級階地、上新世三門組砂礫石層及黏土層構成，滑坡一般規(guī)模大，厚度深且毗連成群，新老迭置，往往形成大型、特大型乃至巨型滑坡，典型的滑坡如渭河北岸的福臨堡滑坡、金頂寺滑坡（圖7a）、店子街滑坡、長樂塬滑坡（圖7b）、臥龍寺滑坡、簸箕山滑坡、狄家坡滑坡等。

該類滑坡主滑面深入至河流階地基座的上新世三門組紅棕色或紅色砂質硬黏土中或其表面，滑體后緣處滑面最大深度一般超過90 m，前緣坡腳滑面位置一般在地面25～35 m以下?；潞缶壔谳^陡，傾角一般為60°～80°，后緣深部滑面近圓弧形，中部主滑段平緩近水平，前緣滑面呈圓弧狀反坡翹起。

這類滑坡多發(fā)生在黃土塬邊，由于塬邊斜坡高差大，臨空好，滑坡沿勺形滑帶滑動時往往規(guī)模巨大，產(chǎn)生很大動能，在滑體內多組剪切應力和扭轉應力作用下，滑坡體沿新構造運動錯動面產(chǎn)生多組旋轉式滑動面，形成多級滑坡，例如金頂寺滑坡（圖7a）、臥龍寺滑坡等。滑坡滑動后，在水平方向上沿滑動方向具有明顯的巖性分帶特征，滑坡前緣階地砂礫石層及紅棕色硬黏土層反坡翹起，向后至滑體中部階地砂礫石變薄逐漸消失，其余部位多以黃土覆蓋。目前從滑坡形態(tài)結構上看，除新滑坡保存較完整外，古、老滑坡多受后期地質作用的改造，使其原有形態(tài)和結構遭受破壞。

圖7 寶雞金頂寺、長樂塬厚層黃土－河流階地－三門系黏土切層滑坡剖面圖

（2）厚層黃土－河流階地滑坡。這類滑坡主要分布在千河以東渭河北岸黃土臺塬塬邊，滑坡體主要由馬蘭黃土、離石黃土和河流階地組成，滑坡體巖性單一，變化一般不明顯。滑坡體的結構比較簡單，滑體滑動時形成多個臺階，臺階高差5～10 m，節(jié)理裂隙發(fā)育；滑坡后緣凹槽發(fā)育較少，前緣土體臌丘結構缺失，垂直滑動方向上因多級滑動，形成多個滑坡塊體?；陆?jīng)后期地質作用改造多呈15°～25°的緩坡或階梯狀地形，前緣較為平緩。典型的滑坡實例如蔡家坡滑坡、陜棉九廠滑坡、楊家村滑坡（圖8）、魏家堡滑坡等。

圖8 寶雞楊家村厚層黃土－河流階地切層滑坡剖面圖

（3）厚層黃土－三趾馬紅土－三門系黏土滑坡。該類滑坡發(fā)生在長壽溝中上游、金陵河中上游西岸黃土塬邊，滑體主要由馬蘭黃土、離石黃土、午城黃土及三趾馬紅土、三門系黏土層構成，滑坡一般規(guī)模大，往往形成大型、特大型滑坡。主滑面位于三門系黏土層中，主滑段較為平緩或近水平，一般具有多個滑動面。例如長壽溝劉家泉滑坡（圖9）、朱院滑坡等。

圖9 寶雞劉家泉厚層黃土－河流階地切層滑坡剖面圖

3 渭河北岸黃土滑坡分布規(guī)律

受地形地貌、構造和工程巖土體性質的控制和制約，渭河北岸黃土滑坡具有一定的空間、時間發(fā)育分布規(guī)律。

3.1 滑坡空間分布特征

從渭河北岸黃土塬邊滑坡災害發(fā)育分布圖（圖10）上可以看出，滑坡發(fā)育分布具有區(qū)域分布的不均衡性和不對稱性、成群成帶性以及同一地點繼發(fā)性與遞進性等特點及規(guī)律。

（1）滑坡發(fā)育不均衡性和不對稱性。區(qū)域上，研究區(qū)滑坡主要分布在渭河北岸，金凌河東岸，長壽溝和千河西岸等區(qū)域（圖11）。由于渭河北岸大斷裂新構造運動期強烈上升、河流不斷下切，造成河流兩岸滑坡發(fā)育極不對稱和不均衡，如渭河北岸黃土塬邊、金陵河左岸黃土塬邊、長壽溝兩岸黃土塬邊和硤石溝左岸黃土塬邊地帶滑坡發(fā)育密度高，而金陵河右岸、硤石溝右岸塬邊地帶滑坡極少發(fā)育。此外，受地層巖性高程和地下水滲流方向的控制，渭河及其一級支流或沖溝交匯處、地下水排泄區(qū)的黃土塬邊多發(fā)育滑坡災害，千河以西渭北臺塬由于上新世的三門組的紅棕色硬黏土和三趾馬紅土易滑地層出露，導致大型滑坡發(fā)育密度遠大于千河以東黃土塬區(qū)。

圖10 渭河北岸黃土塬區(qū)滑坡災害分布

（2）滑坡發(fā)育成帶成群性。渭河北岸黃土塬邊滑坡往往在黃土塬邊集中、成群成帶發(fā)育著多個大型滑坡群，滑坡之間相互鑲嵌、新老迭置、彼鄰相連，如長壽溝滑坡帶、焦家溝滑坡群、金陵河左岸滑坡群、渭河北岸福臨堡－高升堡－狄家坡－金大堡－臥龍寺滑坡帶（圖11），其中在渭河北岸長達22 km的黃土塬邊地帶分布著滑坡38個，滑坡占斜坡地帶長度的96.8%，是一個大型的滑坡帶，形成了大量的新、老、古滑坡疊置的現(xiàn)象。

圖11 寶雞市區(qū)渭河北岸福臨堡－金臺觀大型滑坡成群成帶分布

（3）同一地點滑坡繼發(fā)性與遞進性。渭河北岸黃土塬邊許多滑坡在地質歷史上在滑坡后緣或滑坡體多次失穩(wěn)滑動，滑坡規(guī)模逐漸擴大，滑坡破壞范圍遞進式擴展，出現(xiàn)了在同一地點就形成了古、老、新滑坡全部發(fā)育，新老疊加的現(xiàn)象。如臥龍寺滑坡、劉家泉滑坡、朱院滑坡等。臥龍寺滑坡1955年、1958年、1975年在劉家臺老滑坡基礎上三次大規(guī)模發(fā)生滑動，目前在滑坡的后緣平臺仍存在多條裂縫；寶雞市區(qū)北坡簸箕山滑坡屬大型老滑坡，20世紀80年代起滑坡中部出現(xiàn)數(shù)條裂縫并逐年擴張，后經(jīng)治理目前穩(wěn)定，因此渭河北岸黃土塬邊滑坡具備在同一地點多發(fā)、繼發(fā)及遞進的特點。

3.2 滑坡時間分布特征

渭河北岸黃土塬邊滑坡的發(fā)育演化受區(qū)域新構造運動、氣候及河流下切等內外動力地質作用周期性變化的控制和影響［1－2，5－6］，地質歷史中呈現(xiàn)出與其 相關聯(lián)的相對活躍和平靜的周期性變化，大致可以分為4個周期，即古滑坡活躍期、老滑坡活躍期、新滑坡活躍期和現(xiàn)代滑坡活躍期。胡廣韜［1］曾就此問題提出了“滑坡營力因素和原因的歷史轉化性”的觀點。進入第四紀以來，受鄂爾多斯地塊處于北仰南俯的不均衡上升狀態(tài)的影響，渭河北岸黃土塬邊長期處于新構造運動上升、河流向東南匯流下切的環(huán)境中，加之研究區(qū)斜坡結構中軟弱地層的廣泛分布，因此區(qū)內發(fā)育了大量不同時期的滑坡。

此外，滑坡在一年之內同樣具有一定的規(guī)律性，這主要是受某些外界因素的影響，如研究區(qū)年降雨量多集中在汛期，以暴雨和連陰雨相繼降落，而這期間恰是區(qū)內滑坡、崩塌和泥石流等地質災害最主要的發(fā)生期。因此外界自然條件的影響和控制也是滑坡年內分布不同的一個重要因素。

4 結論

（1）寶雞渭北黃土塬邊受地質構造、河流側蝕、地層巖性和人類活動等因素影響，滑坡災害點多面廣，發(fā)育密度極高，在區(qū)域上分布具有不均衡性、成群成帶性以及同一地點繼發(fā)性與遞進性等特點，重點分布在渭河北岸、千河西岸、金陵河東岸、長壽溝等黃土臺塬塬邊斜坡地帶；其中，在渭河北岸黃土塬邊為新構造運動活動區(qū)域，大型滑坡發(fā)育分布密度最高可達96.8%。

（2）渭北黃土塬邊主要發(fā)育有黃土層內滑坡、黃土接觸面滑坡、黃土切層滑坡三種類型，其中，主要以黃土切層滑坡最為發(fā)育。

（3）黃土切層滑坡根據(jù)地層巖性的不同組合又可分為厚層黃土－河流階地－三門系黏土滑坡、厚層黃土－河流階地滑坡和厚層黃土－三趾馬紅土－三門系黏土滑坡三種類型，這些類型滑坡主要由馬蘭黃土、離石黃土及渭河四五級階地、三趾馬紅土、上新世三門組砂礫石層及黏土層構成，滑動面主要位于階地黏土層、三趾馬紅土層和三門組黏土層中或其表面，滑坡一般規(guī)模大，厚度深且毗連成群，新老迭置，往往形成大型、特大型乃至巨型滑坡，對寶雞市區(qū)構成威脅。

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