北京市門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患特征

冉淑紅

（1.吉林大學(xué)，長(zhǎng)春 130012；2.北京市地質(zhì)研究所，北京 100120）

北京市門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患特征

冉淑紅1，2

（1.吉林大學(xué)，長(zhǎng)春 130012；2.北京市地質(zhì)研究所，北京 100120）

北京市門頭溝區(qū)境內(nèi)98.5%為山區(qū)，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，截止到2012年8月，在門頭溝區(qū)調(diào)查確定的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共106處。本文分析了門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患的形成條件，總結(jié)了地質(zhì)災(zāi)害隱患在時(shí)間和空間上的分布特征，提出了防治建議。

地質(zhì)災(zāi)害隱患；形成條件；分布特征；防治建議

0 引言

門頭溝區(qū)位于北京市正西，距城區(qū)2 5 k m。地理位置：北緯39°48′34″ ～40°10′37″、東經(jīng)115°25′00″～116°10′07″。北部、西部與河北省接壤，東部、東北部與昌平縣、石景山區(qū)、海淀區(qū)毗鄰，南接房山區(qū)，東南與豐臺(tái)區(qū)相接。門頭溝區(qū)東西長(zhǎng)62km，南北寬34km，全區(qū)面積1455km2，包括9個(gè)鎮(zhèn)、4個(gè)街道。門頭溝區(qū)地處華北平原向內(nèi)蒙古高原過渡地帶，地勢(shì)西北高，東南低。海拔高度介于73～2303m之間，屬太行山脈與軍都山脈的交匯部位。境內(nèi)總面積的98．5%為山區(qū)，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，加上歷年礦產(chǎn)資源開采活動(dòng)和各種工程建設(shè)的影響，近年來門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為及時(shí)掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育狀況，市政府組織對(duì)全市各區(qū)縣地質(zhì)災(zāi)害隱患進(jìn)行了應(yīng)急調(diào)查，筆者總結(jié)了門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患的形成條件和分布特征，并提出了地質(zhì)災(zāi)害防治建議。

1 地質(zhì)災(zāi)害隱患發(fā)育現(xiàn)狀

門頭溝區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，礦產(chǎn)資源豐富，降雨量集中且多暴雨。雖然現(xiàn)在除國(guó)有礦山外已全部關(guān)閉，但是以往礦山開采對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞難以恢復(fù)，因此門頭溝區(qū)人為災(zāi)害較多，地質(zhì)災(zāi)害類型主要為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、不穩(wěn)定斜坡5種（圖1）。

圖1 門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患類型統(tǒng)計(jì)餅狀圖

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，截止到2012年7月，門頭溝區(qū)共確定地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)106處，其中崩塌61處，滑坡6處，泥石流17處，地面塌陷17處，不穩(wěn)定斜坡5處。涉及8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3個(gè)街道辦事處（表1）。106處地質(zhì)災(zāi)害隱患威脅村莊和居民點(diǎn)60處、道路10處、鐵路1處、景區(qū)3處、學(xué)校5處、礦山1處、寺廟1處，威脅1565口人、2848間房。按險(xiǎn)情等級(jí)劃分，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)一般級(jí)100處，較大級(jí)6處，無重大級(jí)和特大級(jí)。

2 地質(zhì)災(zāi)害隱患形成條件及影響因素

2.1 泥石流

陡峭的地形、豐富的物源和充沛的降水是泥石流形成的基本要素。

（1）地形條件

影響泥石流形成的地形要素主要有流域形狀、面積、山坡坡度、主溝縱坡、相對(duì)高差等。本區(qū)大多數(shù)溝谷流域形態(tài)呈“瓢狀”、“桃葉狀”、“漏斗形”，利于洪水匯集和固體物質(zhì)的運(yùn)移。流域面積也是泥石流形成的主要要素，據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，17處泥石流隱患的流域面積均小于5km2，小流域更利于泥石流的形成。溝岸坡度一般為25° ～50°，溝床坡降一般在40‰～280‰，各種地形條件均利于洪水匯集和固體物質(zhì)的運(yùn)移，利于泥石流的形成。

表1 門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患統(tǒng)計(jì)表

（2）物源條件

溝域內(nèi)松散固體物源主要包括坡面物源及溝道物源。坡面物源主要是山體坡積物及風(fēng)化巖石，門頭溝區(qū)境內(nèi)砂巖廣泛分布，極易風(fēng)化，巖石經(jīng)多年構(gòu)造風(fēng)化作用，松散破碎，容易被剝蝕掉，為泥石流提供物源；溝道物源主要是溝床洪積物及廢棄礦渣，洪積物是溝道洪水長(zhǎng)年淤積的結(jié)果，主要以碎石、粘土、粉土為主，淤積厚度幾米到幾十米不等。門頭溝區(qū)有近千年的開礦歷史，多年礦山開采破壞了山體結(jié)構(gòu)，毀壞了周圍植被，并產(chǎn)生了大量廢石棄渣，廢石渣是泥石流形成的主要物源。

（3）降水條件

圖2 北京市7.21降雨量分布圖

降水是泥石流發(fā)生的主要促發(fā)因素。如1950年門頭溝區(qū)內(nèi)達(dá)摩溝、洪水峪溝泥石流均是在連續(xù)3天降雨之后于第4天早晨轉(zhuǎn)為特強(qiáng)降雨之時(shí)突然爆發(fā)，致使當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重?fù)p失。門頭溝區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)、半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，一年四季分明，受中緯度大氣環(huán)流的不穩(wěn)定和季風(fēng)影響，降水量年際變化大，最多為970.1mm(1977年)，最少為304mm(1999年)，全區(qū)多年平均降水量約600mm。近10年（1999年—2008年）平均降雨量525.7mm。降水量大多集中在6～8月份，占全年降水量的60%～80%。在北京市屬降雨量較大地區(qū)之一，尤其是2012年7月21日10時(shí)至7月22日6時(shí)，北京出現(xiàn)全市范圍內(nèi)61年來最大暴雨，全市平均降雨量170mm，門頭溝區(qū)最大降雨量達(dá)到408.2mm（圖2），突破歷史記錄。

2.2 滑坡和不穩(wěn)定斜坡

戒臺(tái)寺滑坡和趙家臺(tái)滑坡是本區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的2處滑坡，均屬巖質(zhì)滑坡，其余滑坡及不穩(wěn)定斜坡規(guī)模較小，均屬土質(zhì)。

（1）煤礦開采

戒臺(tái)寺滑坡與趙家臺(tái)滑坡形成的最主要原因是由于地下煤礦的開采，戒臺(tái)寺滑坡下方分布有勝利煤礦、石廠煤礦及10余處小窯；趙家臺(tái)滑坡下方分布有潭柘寺聯(lián)礦，煤礦開采造成整個(gè)山體松動(dòng)并形成大量采空區(qū)，使松動(dòng)山體向采空區(qū)蠕動(dòng)，形成移動(dòng)盆地，最終引發(fā)滑坡災(zāi)害。

（2）地層巖性

滑坡的分布、物質(zhì)組成、規(guī)模大小均與地層巖性密切相關(guān)，巖質(zhì)滑坡的滑動(dòng)面一般為軟弱夾層；土質(zhì)滑坡的滑動(dòng)面一般為下伏基巖面，滑面傾向一般與地層傾向一致，只要有適宜的外界條件，如一定的降雨強(qiáng)度、地下水入滲、一定的臨空面等，即會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。

（3）地形地貌

斜坡橫剖面形狀對(duì)滑坡發(fā)育有一定的影響，滑坡一般分布在凸形坡上，地形陡峭，坡度大于30°，存在臨空面，為滑坡的發(fā)生提供了空間條件。

（4）降水條件

降水是區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀滑坡的主要致災(zāi)動(dòng)力，降水的作用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是增加邊坡的自重并軟化滑帶土，從而減弱巖土體的抗剪強(qiáng)度；二是降雨的強(qiáng)度和時(shí)間控制著滑坡的變形或復(fù)活。

2.3 崩塌

崩塌的形成條件和影響因素很多。其中主要為地形地貌、地層巖性、降水、風(fēng)化作用及人類活動(dòng)的影響。

（1）降水條件

大量實(shí)例表明，水在邊坡的變形破壞中起重要的作用，90%以上崩塌均發(fā)生在雨季，尤其是暴雨、連續(xù)降雨之后，這充分說明了水是影響邊坡變形和穩(wěn)定性的重要因素。水對(duì)邊坡穩(wěn)定的效應(yīng)主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：一是降水順巖體裂隙流入軟化結(jié)構(gòu)面裂隙中的充填物，帶走細(xì)顆粒物質(zhì)，巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞，巖體強(qiáng)度降低，尤其是軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，降低了邊坡的抗滑能力；二是改變了坡體的應(yīng)力狀態(tài)，增加了坡體自重，產(chǎn)生不利于巖體穩(wěn)定的浮托力和靜、動(dòng)水壓力，增加了下滑力。三是地表水直接沖蝕坡腳，在坡腳處形成凹腔，引起崩塌。

（2）地形地貌

崩塌災(zāi)害隱患主要分布在低山丘陵地帶，地形高差大，巖體裸露，植被覆蓋率低，地形高差大，坡度一般在40°～80°，坡高一般10～20m，谷坡陡峻易形成高大的臨空面，這種特殊的地形條件易于導(dǎo)致陡崖巖體發(fā)生卸荷變形，使破碎的巖石具有較大的勢(shì)能。

（3）地層巖性

邊坡硬巖巖體結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，結(jié)構(gòu)面延伸性較好，常形成危巖體，成為潛在崩塌源；軟巖巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，邊坡坡面較為平整，但是邊坡風(fēng)化剝落強(qiáng)烈，常常剝落掉塊，易發(fā)生滾石災(zāi)害；土質(zhì)邊坡則常常發(fā)生滑塌破壞。

（4）地質(zhì)構(gòu)造

本區(qū)位于燕山臺(tái)褶帶之西山迭坳褶，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)崩塌的作用主要表現(xiàn)在燕山期經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的構(gòu)造變形，形成了一系列大規(guī)模的褶皺及斷裂構(gòu)造，新構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的整體抬升造成了本區(qū)山地的形成，表現(xiàn)出現(xiàn)今河谷深切、重巒疊嶂的地貌形態(tài)，使巖石支離破碎，為崩塌的產(chǎn)生提供了有利條件。

（5）風(fēng)化作用

邊坡巖體在溫度場(chǎng)、水、日照、風(fēng)等因素的長(zhǎng)期作用下發(fā)生風(fēng)化，使巖體更加破碎，不利邊坡穩(wěn)定，風(fēng)化越厲害，巖體越破碎，邊坡越易失穩(wěn)；邊坡不同巖性的差異分化，可導(dǎo)致坡腳形成凹腔巖穴，使其巖體力學(xué)環(huán)境更趨惡化，也會(huì)導(dǎo)致崩塌發(fā)生。

（6）人為活動(dòng)

隨著社會(huì)生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人口不斷增加，人類活動(dòng)對(duì)大自然的作用能力迅速增強(qiáng)，主要表現(xiàn)在修建公路及工程建設(shè)經(jīng)常開挖山體，一方面破壞了巖體的完整性，另一方面可能會(huì)改變邊坡原有應(yīng)力狀態(tài)，出現(xiàn)地質(zhì)應(yīng)力集中現(xiàn)象，為崩塌災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造條件。

2.4 地面塌陷的形成條件

地面塌陷形成的主要因素為地下礦產(chǎn)資源的開采。門頭溝區(qū)煤礦開采歷史悠久，門頭溝煤礦開采主要為深部國(guó)有礦山開采及淺部小窯開采，據(jù)歷史記載，門頭溝區(qū)小窯開采已有800年以上的歷史，在清乾隆年間，民采煤窯已具相當(dāng)規(guī)模，據(jù)統(tǒng)計(jì)，門頭溝歷年所挖小煤窯可達(dá)千個(gè)以上，小窯的巷道密如蛛網(wǎng)，上下交錯(cuò)，互相貫通，開采深度主要集中在地下20～150m，目前該地區(qū)小窯已全部關(guān)閉，由于煤礦開采在區(qū)內(nèi)地下的不同層位留下了大量的采空區(qū)，特點(diǎn)是那些私人盜采的小窯，由于條件所限，采的都是淺層煤，且開采無序，缺乏安全意識(shí)，甚至連安全煤柱都沒有預(yù)留。當(dāng)采空區(qū)承受不住地表的壓力時(shí)，便會(huì)引起采空區(qū)頂板冒落或變形，在地表上表現(xiàn)為塌陷坑或地裂縫。

3 地質(zhì)災(zāi)害隱患時(shí)空分布特征

3.1 地質(zhì)災(zāi)害隱患在空間上的分布

（1）按鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布

門頭溝區(qū)清水、齋堂、雁翅、大臺(tái)、王平5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)或街道辦事處分布的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)較多，均超過了15個(gè)(圖3)。這與門頭溝區(qū)的地形特征有關(guān)，門頭溝區(qū)自東向西海拔逐漸升高，由低山區(qū)逐漸向中山區(qū)過渡，地形切割逐漸增強(qiáng)，山體坡度逐漸變陡，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)也隨之增多，清水鎮(zhèn)位于門頭溝區(qū)最西邊，海拔最高2303m，地質(zhì)災(zāi)害隱患也最多，達(dá)23處。

圖3 門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患分布柱狀圖

（2）按災(zāi)害類型分布

從類型上看門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患以崩塌為主，超過了地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)量的一半，達(dá)57.5%。主要與門頭溝區(qū)山高坡陡及工程切坡有關(guān)；其次為泥石流及地面塌陷隱患，均占隱患數(shù)量的16.0%，泥石流隱患主要與西山地區(qū)溝深谷長(zhǎng)及煤礦開采有關(guān)，歷史上多次發(fā)生泥石流反映其易致災(zāi)的地質(zhì)條件。煤炭資源豐富及采煤歷史悠久導(dǎo)致地面塌陷災(zāi)害，見門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)分布圖（圖4）。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害隱患在時(shí)間上的分布

門頭溝區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害具有群發(fā)性，一般都集在6 ～8月。此時(shí)段雨強(qiáng)較大、日降雨量大、降雨量集中，多夜雨、暴雨，也是地質(zhì)災(zāi)害的主要發(fā)生期。旱季有少量的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，一般出現(xiàn)在公路沿線邊坡及人為工程活動(dòng)比較劇烈的地段。因此，降雨是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一。每年的6 ～8月應(yīng)是門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的重點(diǎn)防范期。

4 地質(zhì)災(zāi)害隱患防治建議

根據(jù)門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患的發(fā)育特征及分布規(guī)律，針對(duì)門頭溝區(qū)的具體情況提出以下地質(zhì)災(zāi)害防治建議：

（1）搬遷避讓對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模較小，威脅人口較少，治理難度大，投資大，效果不明顯的災(zāi)害隱患點(diǎn)，建議采取搬遷避讓的方式，避開地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)。

（2）治理工程

對(duì)嚴(yán)重威脅村莊、道路及重要工程設(shè)施的地質(zhì)災(zāi)害隱患采取工程治理措施，最大限度的減少人員傷亡。工程治理應(yīng)按“以人為本、確保安全”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，在治理過程中應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和安全，合理借鑒以往工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同的災(zāi)害隱患治理應(yīng)具體問題具體分析，在進(jìn)行治理防治時(shí)應(yīng)注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)，尤其本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成主要受過去人為采礦活動(dòng)的影響，因此要加強(qiáng)關(guān)閉礦山的恢復(fù)治理工作，保護(hù)地質(zhì)環(huán)境條件不再受到侵害。

（3）群防群測(cè)

圖4 門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)分布示意圖

地質(zhì)災(zāi)害防治除了依靠各級(jí)政府外，尤其需要社會(huì)民眾的參與。要通過廣泛宣傳教育和專門培訓(xùn)等形式，普及地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)。在地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)域加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，設(shè)立警示標(biāo)志，遭遇險(xiǎn)情及時(shí)組織避讓。堅(jiān)持“以人為本”、“預(yù)防為主”、“搬遷避讓”和“工程治理”相結(jié)合的方針，不斷完善群測(cè)群防體系，科學(xué)制定災(zāi)害防治規(guī)劃，減少地質(zhì)災(zāi)害造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

（4）專業(yè)監(jiān)測(cè)

因門頭溝區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)較多，分布范圍廣，災(zāi)害類型較全，危害程度較大，應(yīng)當(dāng)建立專業(yè)的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，培養(yǎng)專業(yè)的監(jiān)測(cè)技術(shù)人員，合理布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)跟蹤地質(zhì)災(zāi)害隱患的發(fā)展動(dòng)向，最大限度的減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。

[1]北京市地質(zhì)研究所.門頭溝區(qū)山區(qū)村、旅游景點(diǎn)與中小學(xué)校地質(zhì)災(zāi)害隱患排查報(bào)告[R].2011.6.

[2]北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局.北京地質(zhì)災(zāi)害[M].2008.9.

[3]曹 楠，申太麗等.西昌市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律及防災(zāi)建議[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào).2010.3.

The Characteristics of Geological Disasters in Mentougou of Beijing

RAN Shuhong1,2

（1.Jilin University, Changchun 130012; 2. Beijing Institute of Geology，Beijing 100120）

There are 98.5% of mountainous areas in the Mentougou District of Beijing, and the geological condition is complex and the geological disasters are well developed. by August 2012, We have investigated about 106 geological disaster points in the Mentougou District. The article analyses the forming condition of the geological disasters, summarizes their distribution characteristics, and put forwards some ef fi ciency advices to prevent and control.

Risk of geological disaster; Forming condition; Distribution Characteristics; Prevention suggestion

P694

A

1007-1903（2013）03-0030-05