张斌伟1,2,3 刘万锋1,3 杨 霄4 王 越4
（1.陇东学院 土木工程学院，甘肃，庆阳，745000）
（2.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃，兰州，730070）
（3．甘肃省高校“黄土工程性质及工程应用”省级重点实验室，甘肃，庆阳，745000）
（4.甘肃省环县住房与城乡建设局，甘肃，环县，745700）
Statistical analysis of spatial and temporal characteristics of loess
landslide of Qingyang Prefecture in Gansu province
ZHANG Bin-wei1,2,3 LIU Wan-feng1,3 YANG Xiao 4 WANG Yue4
(1. School of Civil Engineering，Longdong University, Qing yang, Gansu 745000，China)
(2.School of Civil Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070，China)
(3.Provincial Key Laboratory of loess engineering properties and engineering application for universities in Gansu, Qingyang 745000，China)
(4. Bureau of housing and urban rural development,Huanxian County ,Qingyang 745700，China)
【摘 要】根据庆阳地区黄土滑坡频发的现状，通过现场走访和相关资料统计分析，针对庆阳地区“七县一区”行政区划，建立了相应的时空分布曲线和统计特征图，分析了庆阳地区黄土滑坡分布的特征和规律，为庆阳地区黄土滑坡防治提供了相应的理论和现实指导，所得的结论对于政府规划和国土资源部门具有重要的参考价值。
【关键词】黄土；黄土滑坡；时空特征分析；黄土滑坡防治
【Abstract】According to the present situation of loess landslide prone in Qingyang region，Spatial and temporal distribution curve and the statistical feature map for“Seven counties and one district”in Qingyang region was established by field visits and related data statistical analysis. The characteristics and law of loess landslide distribution in Qingyang area are analyzed. The conclusion not only provides the corresponding theoretical and practical guidance for the prevention of loess landslides in Qingyang area， but also has a certain reference value for government planning and land resources department.
【Key words】loess; loess landslide; spatio-temporal pattern; prevention of loess landslide
1 引言
滑坡是一种常见的地质灾害，因其发生频繁，分布广泛，所造成的经济损失居除地震以外的其他地质灾害之首。我国是世界上滑坡频繁发生的国家之一。其中具有特殊成分和性质的黄土和黄土状土在我国西部沉积分布范围广阔，黄土滑坡以其多发性、危害性而严重制约着区域经济的发展。特别自从国家实施西部大开发战略以后，国家基础建设重点向西转移，人类的工程活动急剧增多，使黄土滑坡发生的频率越来越高。调查统计数据表明在甘肃省的东西部，从20世纪的50年代末到1992年，共发生14109个黄土滑坡，密度超过6个/km2。庆阳市特殊的深厚黄土层构造自然条件决定了境内崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害分布广泛、活动频繁、危害严重。近年来，由于经济社会的发展、人口增长与人类不合理工程、经济活动的加剧，地质环境质量趋于下降，地质灾害发生的频率有所提高，造成人员伤亡越来越多， 财产损失越来越大。据不完全统计，自20世纪80年代起，庆阳市七县一区共发生较大规模滑坡47起，造成人员死亡131人，受伤130人，造成的直接经济损失年均2510万元以上，而造成的环境恶化，自然资源损失目前尚无法估量[1]。
目前，甘肃省提出了“一体两翼”发展战略，庆阳石油、煤炭等资源的开发和自然环境的恶化形成了鲜明的对比，由于滑坡成灾的多因素性和复杂性，掌握庆阳地区黄土滑坡灾害的时空分布特征，进行相应的数据统计资料分析，提出具有实际意义的防治措施，对于庆阳地区地质灾害防治和甘肃省经济的可持续发展具有重要的意义。
2 庆阳地区地质灾害区域分布和发育特征
庆阳市处于鄂尔多斯盆地南缘黄土高原区，在地形地貌、地质构造、地层岩性、气候及人类工程活动等因素的共同作用下，发育的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、水土流失、土地沙化、黄土塌陷、地裂缝、不稳定斜坡等12种。其中：滑坡、崩塌在八县区均有分布，且发生频率高，直接危害较严重。特殊的黄土高原沟壑区地形地貌、地质条件是诱发地质灾害的内因；气象水文条件是诱发地质灾害的外因。区域人类工程活动强度决定地质灾害发育的程度。
庆阳市地形地貌可分为中南部黄土高原沟壑区、北部黄土丘陵沟壑区和东部黄土低山丘陵区 3个区。主要由塬地、丘陵山地、河流滩地和河谷组成。受区域地质构造、岩石结构、地形地貌及气候等因素控制和影响， 如图1所示，庆阳市境内发育的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、黄土湿陷等， 其中滑坡的次数最多， 地域分布以环县、镇原、庆城、宁县较多， 与地形条件密切相关[1]。
如图2所示，按照庆阳市地形地貌、地质构造、地层岩性和地质灾害出现频数进行区划， 可分为 2大区， 即地质灾害易发区 (Ⅰ)、基本无地质灾害区(Ⅱ)， 除子午岭林区和环县荒漠化西北部基本无地质灾害发生外， 其余广大地区均为地质灾害易发区，其中董志塬区、早胜塬区和北部丘陵区为轻度易发区 (Ⅰ1)，其余区域黄土丘陵河谷沟壑区为强烈易发区 (Ⅱ2)。
截止2011年底，已查明地质灾害隐患点1107处，重点地质灾害隐患点349处。地质灾害隐患类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、地裂缝等。其中：崩塌隐患点231处，滑坡425处，泥石流271处，不稳定斜坡132处，地裂缝37处，地面塌陷11处。从地域分布看，地质灾害分布北部大于南部，西部多于东部。可分为地质灾害轻度易发区、中度易发区和易发区[1]。
（1）主要分布在正宁、宁县、庆城、西峰境内部分区域，面积1739.1平方公里。地质灾害种类以黄土湿陷、地裂缝为主，发育程度较弱，灾害较轻，为地质灾害轻度易发区。
（2）环县西北部气候干旱，为沙漠化灾害中度易发区，面积1713.6平方公里；
（3）其他黄土丘陵沟壑区为地质灾害易发区，其发生频率较高、范围大，灾害类型主要为滑坡、崩塌、泥石流，面积为19468.7平方公里，占全市面积的71.8%。
图2 庆阳地质灾害分区图[1]
3 庆阳地区黄土滑坡时空特征分析
3.1 庆阳地区黄土滑坡的空间特征分析
庆阳地区黄土滑坡的空间分布具有一定的规律性，由图3可见，庆阳市滑坡灾害7县1区均有分布，发生频率高，以华池县滑坡发生频率最高，西峰区滑坡频率最低。从滑坡分布的地域上看，多数分布在基底平缓的塬、梁、峁的边坡地带和河谷阶地斜坡，大多成群出现。据调查，大多数的黄土滑坡分布于河谷的南坡和西坡。
由图4可知，庆阳市黄土滑坡主要分布在董志塬南部塬边地带，柔远河干流沿岸，环江干流环县县城—曲子镇沿岸，马莲河干流马岭镇—宁县县城沿岸，省道202、303及国道211、309公路沿线。
总体上来看，庆阳北部滑坡的密度大于南部，西部多于东部，但从局部上来讲，环县西北荒漠地区滑坡少于东部山区，宁县和正宁南部山区滑坡发育也十分强烈。庆阳市黄土滑坡的发育与分布受多种因素影响。主要可分为内因和外因方面。内在因素主要有黄土大孔隙、非饱和特性，节理发育强烈，地形地貌复杂和水文地质等方面；外部因素主要有工程活动的扰动、大气降水、植被资源的恶化等。尤其离石黄土厚度较大，具有倾斜的剥蚀面和粘性较大的古土壤层，自身的节理和裂隙广泛发育，有利于降水的下渗，为滑坡的形成提供了决定性有利环境条件[2]。
3.2 庆阳地区黄土滑坡的时间特征分析
以2011年庆阳地质灾害发生情况来看，庆阳地区地质灾害发生以6-9月份最为集中，全市共发生地质灾害83起，占全年总数的77.0%；其次为2-3月冻融期及讯后的10-12月。
如图5所示，庆阳地质灾害时间分布基本呈正态分布，黄土滑坡主要发生在6-9月的秋雨季节，统计表明现有的滑坡中 80% 以上产生于雨季。而且，黄土滑坡的产生由于黄土蠕变的特性不同，不仅与当日降水量有关，而且还与近期持续降水时土体含水量密切有关。
如图6所示，分析1981-2010年庆阳市黄土滑坡灾害的发生次数和暴雨站次的关系[3]，由图可知，就局部变化来看，滑坡次数和暴雨次数总是跳跃式变化的，而且局部年份变化挺大，但是通过多项式拟合的趋势线可以看出，从1981-2003年这段时间内，黄土滑坡的次数与暴雨次数是正相关的，其变化趋势是一致的。
但值得注意的是，2003年以后虽然有些年份降水并不多，但地质灾害发生的次数却显著增加，表明由于经济社会的发展、人口增长与人类不合理工程、经济活动的加剧，地质环境质量趋于下降，地质灾害发生的频率明显提高。
图6 庆阳地区近30年暴雨站次与黄土滑坡灾害关系图（1981-2010）
图10 黄土滑坡等级与综合降水量统计曲线
3.3 庆阳黄土滑坡灾害与大气降水之间的关系
图7-图9 分别绘制了黄土滑坡和降水量之间的关系。从图7可以看出，在日降水量在暴雨和大雨等级时，黄土滑坡发生的百分比较大，但日降水量在大暴雨等级时，滑坡的百分比占有率低，这是由于庆阳地区降雨为大暴雨等级的次数本身就比较少，故从这个角度来看，一旦有大暴雨发生，其黄土滑坡发生的概率反而是很大的，这一点特别要注意。从图8可知，随着1h降水强度的增大，黄土滑坡发生的概率也在增大，同时也可知，庆阳地区1h降水强度越大，其发生的概率越低，这一统计现象和庆阳地区的现状是一致的。从图9可知，随降水总量的增加和连续阴雨天数的延长，出现地质灾害的次数明显相应增多，降水累量较大和连续阴雨天数较长时，可能出现滑坡、黄土湿陷和地裂缝等地质灾害。一般5d累计雨量>50mm，或者10d累计雨量>100mm，均有可能造成类似灾害。
由图10可知，综合考虑黄土滑坡降水条件，绘制了黄土滑坡等级与综合降水量的统计关系：
其中，Rz为黄土滑坡综合降水量预警指标[1].
该统计公式，可作为预报庆阳黄土滑坡等级的综合评定公式，其相关系数为R=0.98。
4 庆阳黄土滑坡重点防控时空确定
4.1 重点防控期的确定
根据庆阳市的地质环境条件、地质灾害分布特征、形成特点及主要诱发因素，确定重点防范期为7、8、9三个月。
（1）1-3月（冰雪消融期）：冻土地带和积雪较多的崩塌、滑坡体以及地下水位较高地段，极易发生崩塌、滑坡灾害。同时，还应注意防范春季灌溉期台（塬）地边缘地带发生崩塌、滑坡、泥石流灾害。
（2）7-9月（汛期）：汛期是地质灾害高发期和主要防范期，重点防范因强降雨引发的崩塌、滑坡、泥石流等灾害。
（3）人类工程活动：在地质灾害易发区内的各类建设活动对地质环境扰动强烈的人类工程活动。特别是切坡、采矿等活动易诱发崩塌、滑坡灾害，应当全年防范。
4.2 重点防控区域的确定
（1）公路、铁路沿线。西长风高速公路、211国道及在建的西雷高速、西平铁路等沿线地质条件复杂，陡坡、边坡分布较多，在降雨等因素的诱发下，极有可能发生滑坡、崩塌等地质灾害。已建公路沿线应重要防范未治理的高陡边坡，在降雨条件下可能发生的滑坡、崩塌等地质灾害；各施工单位应严格按照有关规范经行施工，生产、生活等临时设施选址应避开地质灾害危险区。
（2）城镇建设规划区。主要包括西峰区、宁县、庆城县、环县、华池县、合水县、镇原县等县城建设规划区以及在山区分布的乡镇，特别是地质灾害易发区内地质条件复杂，应重点防范工程切坡、基础开挖等建设活动可诱发的崩塌、滑坡等地质灾害。
（3）石油煤炭开发区[6]。主要包括宁正煤矿、新庄煤矿，刘园子煤矿。马福川煤矿、甜水堡煤矿等在建煤矿，油田在建井场等，该区域内地质条件复杂，地质环境问题突出，在降雨和采矿等因素诱发下，发生崩塌、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害的概率较大，应重点防范。
（4）山地丘陵区。山地丘陵区是地质灾害高发区，应重点加强农村居民点的选址与地质灾害危险性评估。对坐落在泥石流沟口、山脚下、滑坡体下方的村庄、集镇等，要加强监测，重点防范。
5 结论
本文通过相关文献和数据资料的统计，建立了庆阳地区黄土地质灾害类型和分布特点，绘制了庆阳地区黄土滑坡灾害隐患点分布图，分析了庆阳黄土滑坡的时间和空间分布特征，建立黄土滑坡重点防控时期和区域，对于庆阳地区黄土滑坡地质灾害的防治工作具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]张天锋,王位泰,王锡稳．庆阳市地质灾害状况及气象预报探讨[J].干旱气象,2006（2）:55-59.
[2]尚雪峰,赵永诚,樊宪云等.甘肃省庆阳地区地质灾害调查区划研究报告[R].庆阳:庆阳地区地质矿产资源管理局.2001,12-27.
[3]王恭先.滑坡防治工程措施的国内外现状[J].中国地质灾害与防治学报,1996(1):1-9.
[4]孙秀娟,杨强.陇东某黄土滑坡地质灾害成因、特征分析及防治对策[J].勘察科学技术,2010(4).
[5]王家鼎,肖树芳,张倬元.灌溉诱发高速黄土滑坡的运动机理[J].工程地质学报,2001, 9(3): 241-246.
[6]庆阳市地质资料灾害防治资料汇编[R].庆阳:庆阳市国土资源管理局，2012.
论文作者:张斌伟1,2,3,刘万锋1,3,杨霄4,王越4
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿
论文发表时间:2015/12/7
标签：庆阳论文; 滑坡论文; 黄土论文; 地质灾害论文; 发生论文; 地区论文; 灾害论文; 《工程建设标准化》2015年8月供稿论文;