山西黃土地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀特征及治理研究★

秦李林 齊 瓊 巨玉文

(1.太原市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)，山西 太原 030009； 2.太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024)

山西黃土地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀特征及治理研究★

秦李林1齊 瓊2巨玉文2

(1.太原市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)，山西 太原 030009； 2.太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024)

通過(guò)調(diào)查典型黃土地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的實(shí)際情況，分析了山西黃土地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀特征，針對(duì)滑坡、崩塌、地裂縫、泥石流等災(zāi)害提出了治理措施，為進(jìn)一步開(kāi)展黃土地質(zhì)災(zāi)害的防治工作提供了可靠依據(jù)。

黃土高原，地質(zhì)災(zāi)害，治理措施，自然

0 引言

山西是典型的黃土廣泛覆蓋的山地高原，具顯著的季風(fēng)型大陸性氣候，年降水量400 mm～650 mm，但6月～9月降水集中，約占全年60%以上。近年來(lái)山西省內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，且隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展愈來(lái)愈嚴(yán)重，直接威脅著黃土分布區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年山西省共發(fā)生32起地質(zhì)災(zāi)害，其中8起地質(zhì)災(zāi)害全部是黃土崩塌。山西黃土分布區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害防治的重點(diǎn)，這些地區(qū)黃土地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有很大的隨機(jī)性、突發(fā)生與偶然性。對(duì)山西省近年來(lái)黃土地質(zhì)災(zāi)害較嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行調(diào)查，其中重點(diǎn)對(duì)忻州、呂梁、臨汾、長(zhǎng)治、晉中等市中18個(gè)黃土地質(zhì)災(zāi)害較為頻繁的區(qū)劃縣調(diào)查取樣，有以下發(fā)現(xiàn)：各地地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生起數(shù)不具有可估量性，與汛期降雨量、凍融、人為等因素有密切關(guān)系；地質(zhì)災(zāi)害主要為滑坡、崩塌和泥石流，占災(zāi)害總數(shù)的61%以上，大多為自然因素引發(fā)，礦區(qū)主要災(zāi)害為地面塌陷、崩塌；現(xiàn)階段無(wú)法完全避免人員或財(cái)產(chǎn)損失，個(gè)別地區(qū)存在未知隱患點(diǎn)突發(fā)災(zāi)害將造成無(wú)法預(yù)計(jì)損傷，部分群測(cè)群防點(diǎn)仍出現(xiàn)人員傷亡，如2013年潞城市下黃村發(fā)生崩塌造成人員傷亡。黃土地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)嚴(yán)重威脅城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村居民及財(cái)產(chǎn)的安全，加深對(duì)災(zāi)害特性的了解，更有效地預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生，減少生命財(cái)產(chǎn)損失，是現(xiàn)階段迫切需要完成的工作。

因此，本文通過(guò)對(duì)前人多年來(lái)的研究成果[1-6]進(jìn)行總結(jié)及實(shí)地調(diào)查分析，并針對(duì)性提出預(yù)防措施。該研究成果可作為山西省黃土地貌地質(zhì)災(zāi)害防治的基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)，對(duì)避免和減輕災(zāi)害損失有一定積極意義。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

山西地理坐標(biāo)為北緯34°34′～40°43′，東經(jīng)110°14′～114°33′，位于華北西部的黃土高原東翼，屬嚴(yán)重缺水省份。山西省位于秦嶺和陰山兩個(gè)構(gòu)造帶之間，是華山地臺(tái)的重要組成部分，地勢(shì)東北高西南低。黃土覆蓋于基巖頂層之上，在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，形成山地、黃土高原及斷陷盆地[7-9]，呈現(xiàn)整體隆起的地勢(shì)，即：東部山脈、西部高原山地、中部斷陷盆地。省內(nèi)地層發(fā)育較為齊全，基巖地層總的變化趨勢(shì)是東部老西部新。上第三系和第四系分布于全省各地，厚度不大；而在桑干河、忻州、臨汾—運(yùn)城等分布集中的盆地中，厚度較大[10]。

2 山西黃土地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀特征

黃土是干旱或半干旱氣候條件下的沉積物，顆粒細(xì)小，質(zhì)地疏松，具有直立性并含有碳酸鈣，遇水易溶解、崩塌。

山西是黃土高原主要組成部分，其復(fù)雜的地形地貌和巖土體條件，決定了山西特有的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及分布。部分黃土覆蓋深厚地區(qū)，由于汛期降水集中，具備充分的動(dòng)力條件，易引發(fā)自然地質(zhì)災(zāi)害，由建房、采礦、修路等人為因素引起的滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害亦頻繁發(fā)生，造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。山西省近年來(lái)黃土地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)主要有：晉西、晉西北黃土高原等自然地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)；晉西、晉西南的呂梁市、臨汾市等黃土高原地區(qū)人為災(zāi)害高發(fā)區(qū)；礦山地區(qū)；鐵路、公路沿線。

山西是我國(guó)黃土災(zāi)害嚴(yán)重的省份,地處山地高原，且為礦業(yè)采掘大省，坡體比較發(fā)育，基巖山區(qū)、黃土丘陵區(qū)溝谷邊有采礦、修路等人類工程活動(dòng)時(shí)，災(zāi)害現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

調(diào)查統(tǒng)計(jì)可知，2006年5月17日呂梁市嵐縣梁家莊鄉(xiāng)袁家村鐵礦區(qū)利民第一采礦場(chǎng)發(fā)生地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害(見(jiàn)圖1)，塌陷區(qū)地表7間礦工居住的簡(jiǎn)易房陷入塌陷坑，傷亡較嚴(yán)重；2009年9月8日臨汾市新塔公司選礦廠的尾礦庫(kù)發(fā)生了山西省近年來(lái)最為嚴(yán)重的泥石流災(zāi)害(見(jiàn)圖2)，寬約600 m，長(zhǎng)約3 km的泥石流將下游的一個(gè)農(nóng)貿(mào)集市和兩個(gè)村子部分房子沖跨，致多人遇難；2013年7月13日，潞城黃牛蹄鄉(xiāng)下黃村發(fā)生一起崩塌，一家被房后不遠(yuǎn)處突然塌陷下30多米高的土崖埋在下面，造成人員傷亡；2014年4月6日山西省臨汾市吉縣吉昌鎮(zhèn)西關(guān)村柏浪溝發(fā)生一起黃土崩塌事故，坡腳處房屋被毀，造成很大的人員與經(jīng)濟(jì)損失；對(duì)太原西山煤礦區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在700 km2礦區(qū)范圍內(nèi)各類滑坡共260處。山西省每年都有多起地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，造成不可挽回的損失。

3 地質(zhì)災(zāi)害治理措施

3.1 實(shí)例分析

根據(jù)各地不同的地質(zhì)情況、地形情況、經(jīng)濟(jì)情況，選取適合的預(yù)防治理措施。

1)長(zhǎng)治市平順縣地質(zhì)情況復(fù)雜，滑坡崩塌災(zāi)害多發(fā)，且坡體多為黃土夾雜石塊組成，平順縣青羊北街及國(guó)土局家屬院的治理情況分別如圖3，圖4所示，支擋工程為毛石擋墻配合抗滑樁、噴錨等。在資金充足，地域開(kāi)闊的前提下，可選擇整體的搬遷來(lái)避免人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失。

2)山西省長(zhǎng)治市平順縣五井鄉(xiāng)留村百里河灘右岸及其支岸長(zhǎng)約1 200 m，自1993年以來(lái)多次發(fā)生黃土崩塌，其中大型崩塌2次，造成右岸邊坡上10多座院落被毀，60多間居民房屋出現(xiàn)裂縫，數(shù)人死亡，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)300多萬(wàn)元?，F(xiàn)黃土岸邊已出現(xiàn)多處裂縫，有進(jìn)一步發(fā)生崩塌的跡象。經(jīng)判定該處崩塌危害等級(jí)屬于一級(jí)，險(xiǎn)情等級(jí)為特大型。因此對(duì)該處進(jìn)行工程治理，主要措施為：護(hù)坡工程(漿砌石護(hù)坡、格構(gòu)護(hù)坡)、河流護(hù)岸修建改造及排水工程，如圖5，圖6所示。該工程分1期，2期進(jìn)行，目前2期工程仍在進(jìn)行中。

3.2 治理措施

地質(zhì)災(zāi)害治理基礎(chǔ)措施有避讓搬遷、工程措施、生物措施、行政措施、法律措施等。避讓搬遷是避免黃土地質(zhì)災(zāi)害的有效措施，但對(duì)于部分位于山體溝谷內(nèi)，地域狹窄，搬遷不便縣市不適合；工程措施是居民區(qū)、工程區(qū)或搬遷不便區(qū)域?yàn)?zāi)害治理的有效措施，主要包括削坡、支擋、加固、攔截、圍護(hù)、放坡、排水、采空塌陷填埋平整、河道修整等措施；生物措施包括退耕還林、植樹(shù)種草等，著重改善黃土區(qū)域脆弱環(huán)境，對(duì)礦山進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理；行政措施、法律措施不再贅述。

地質(zhì)災(zāi)害治理措施比較多，針對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件，給出治理初步建議。

1)合理場(chǎng)地選擇要考慮場(chǎng)地斜坡穩(wěn)定性、溝谷發(fā)育、坡體地質(zhì)結(jié)構(gòu)、降雨及地下水活動(dòng)等因素。避開(kāi)黃土崩滑危險(xiǎn)地段、地形破碎高陡邊坡、人工活動(dòng)降雨河流沖刷作用下易復(fù)活的老滑坡。選擇老年成型河谷即河谷開(kāi)闊，地形平坦谷坡舒緩地段修建，不宜在下切與側(cè)蝕作用嚴(yán)重強(qiáng)烈的壯年期河谷及幼年溝谷修建。選擇坡體地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地段，注意黃土斜坡的穩(wěn)定性與黃土中發(fā)育的傾斜古土壤層及地下巖層有關(guān)。如不能避開(kāi)斜坡，應(yīng)選擇凹型階梯型坡負(fù)向類斜坡附近(遠(yuǎn)離直線凸型正向類坡)，坡度小于25°。

2)邊坡設(shè)計(jì)，主要有防水和削坡措施。防水措施有堵截、引水、疏排。

堵截措施是對(duì)已有節(jié)理裂隙陷穴落水洞、鼠洞等滲水通道回填夯實(shí)，堵截地表水匯聚灌入是防水措施首選。引水措施是修筑截水溝槽、排水暗溝和排水溝，及時(shí)將地表水及泉水引走，減少停滯下滲機(jī)會(huì)，是有效方法之一。疏排措施是指已經(jīng)確定的地段，采取疏排地下水，降低地下水位。削坡措施是通過(guò)削坡減荷，使斜坡高度降低，坡度減小，是防治黃土地質(zhì)災(zāi)害最有效的措施之一。

3)避讓搬遷包括居民區(qū)避讓搬遷、避讓監(jiān)測(cè)措施等。

4 結(jié)語(yǔ)

山西黃土地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育嚴(yán)重，只有充分了解黃土地質(zhì)災(zāi)害特性，才能最大限度地避免和減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。通過(guò)上述研究，針對(duì)山西省黃土地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及治理有以下總結(jié)：

1)山西地質(zhì)災(zāi)害類型主要有滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂縫、泥石流等。自然因素與人為因素相互作用控制著山西省地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域的分布。

2)滑坡、崩塌仍是山西省黃土區(qū)造成生命財(cái)產(chǎn)損失的主要災(zāi)種。

3)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防基礎(chǔ)措施有避讓搬遷、工程措施、生物措施等。根據(jù)不同的地質(zhì)地形情況、經(jīng)濟(jì)情況選取適合的治理措施，通常采用綜合治理。

4)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行勘察治理，避免生命財(cái)產(chǎn)損失。

[1] 劉傳正，溫明生，唐 燦.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警初步研究[J].地質(zhì)通報(bào)，2004，24(4)：303-309.

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Study on the feature and governance research of loess geological disasters in Shanxi Province★

Qin Lilin1Qi Qiong2Ju Yuwen2

(1.TaiyuanResidenceandUrbanandRuralConstructionCommittee,Taiyuan030009,China;2.ArchitectureandCivilEngineeringCollege,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

According to the investigation over the typical loess geological disasters, the paper analyzes the features of the loess geological disasters in Shanxi, and points out some treatment measures for landslides, collapses, ground cracks, and mudslides, so as to provide some reliable reference for the prevention of loess geological disasters.

loess plateau, geological disaster, treatment measure, nature

2014-12-13 ★：山西國(guó)土資源廳資源項(xiàng)目

秦李林(1963- )，男，高級(jí)工程師； 齊 瓊(1990- )，女，在讀碩士； 巨玉文(1967- )，男，副教授

1009-6825(2015)06-0058-02

P642

A