定西市安定区地质灾害易发性评价及防治对策分析

崔艳荣，白雪爽

(1.甘肃省国土资源信息中心，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省沙漠科技博物馆，甘肃 兰州 730030)

定西市安定区地质灾害易发性评价及防治对策分析

崔艳荣1，白雪爽2

(1.甘肃省国土资源信息中心，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省沙漠科技博物馆，甘肃 兰州 730030)

甘肃省定西市安定区地处黄土丘陵沟壑第五副区，地质构造较复杂，新构造运动强烈，泥石流、滑坡、崩塌和不稳定斜坡等地质灾害较为发育。通过对安定区工程地质环境条件及地质灾害发育特征分析研究，采用层次分析方法，基于GIS技术平台进行地质灾害易发性分区，将地质灾害分区分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区三大类。有针对性地提出地质灾害防治建议，以期为当地地质灾害防治和规划提供参考。

安定区；地质灾害；易发性评价；防治建议

地质灾害易发区指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候条件，容易或者可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发性分区是地质灾害调查中的重要环节，也是防治地质灾害发生与减轻地质灾害威胁的重要参考[1-8]。本文以定西市安定区为研究对象，对区内地质灾害分布和发育特征进行了分析评价，采用层次分析(AHP)和地理信息系统(GIS)空间分析统计相结合的工作方法对地质灾害易发性进行评价，并在此基础上针对性地提出地质灾害防治区划和防治建议。

1 自然地理概况

安定区位于甘肃省中部，定西市北部(图1)，全区南北长82.9 km，东西宽73.3 km，总面积3 638.7 km2。

图1 安定区地理位置及降水分布图

2 区域工程地质环境

安定区构造位置处于祁连山褶皱系东延部分与西秦岭褶皱系交接间的隆起地带，属黄土丘陵沟壑第五副区，以下从地形地貌、地质构造、地层岩性、气象水文、人类工程活动等[9]方面分析孕育区内地质灾害的工程地质背景。

2.1 地形地貌

地形地貌是各类地质灾害形成的决定性因素之一，特别是斜坡坡度和坡高是形成滑坡、崩塌、泥石流等的基本条件。安定区地势南高北低，最高点位于西南部田家山，海拔2 580 m，最低点位于北部关川河处境口河谷地带，海拔为1 800 m。根据区内地貌形态及成因类型可分为堆积-侵蚀河谷平原、堆积-侵蚀山前盆地、剥蚀-侵蚀黄土丘陵、侵蚀-构造中低山四个地貌单元。黄土丘陵地貌又可分为黄土梁峁和黄土斜梁两类，黄土梁峁分布于关川河、东河、称钩河两岸及西河北岸，黄土斜梁分布于西河南岸；河谷平原分布于中部的东河、西河交汇而形成“Y”形开阔地带；山前盆地分布于西南部内官、香泉一带，为四周由中低山、丘陵环抱的小型山前盆地；中低山分布于西南部山区，山体较为陡峻。

2.2 地质构造与地震

由于本区位于两个褶皱系中间的隆起带，受中新生代以来巨大幅度的断块运动的影响，使加里东褶皱基底隆升或断陷，形成一系列褶皱山地与中新生代凹陷盆地。安定区处于兴隆山-内官南山背斜断隆与榆中北山-铁木山隆起之间的定西-榆中凹陷带中部，整个凹陷带呈北西西向延伸，宽40～50 km，东部以大断裂与西巩—会宁隐伏隆起相连，中部呈单斜构造，其地层近于水平或微向南倾，断层、褶皱不发育。

2.3 地层岩性与工程地质分组

区内主要出露地层为第四系和新近系松散沉积层，前震旦系马啣山群、前寒武系皋兰群、下震旦统兴隆山群、白垩系、古近系及古生代侵入花岗岩、花岗闪长岩体在境内零星分布。根据地质建造、岩石力学性质将区内地层岩性划分为5套工程地质岩组：块状坚硬侵入岩岩组，层状较坚硬砂岩、砾岩岩组，层状较坚硬片麻岩、片岩岩组，层状软弱粘土岩岩组和黄土。其中，坚硬岩组出露于北部关川河峡口一带河谷两岸及支沟沟谷底部，软弱-较坚硬岩组分布于区内黄土丘陵地带，构成本区的基底岩体，另外在西南部的大马营子沟-邓家梁一带低中区分布有古近系较坚硬砾岩、砂砾岩岩组，松散岩组则广泛分布于区内的黄土丘陵区。

2.4 气象水文

安定区属温带半干旱气候，春季少雨升温快，夏季温高多阵雨，秋季多雨降温快，冬季寒冷少雨雪。年平均气温6.2℃，年降水分布北少南多，由北部370 mm左右向南渐增为420 mm左右，降水的年内分配极为不均，汛期6～9月的降水量约占全年降水量的68%左右，且多以局地暴雨和雷阵雨形式出现。全区河流水系属黄河流域的祖历河水系，境内的主要河流有祖厉河的一级支流关川河、西巩河，以及关川河支流东河、西河和称钩河等，均属季节性河流，其特点是河面窄、流量小、水咸、含沙量大、流速慢(图1)。

2.5 人类活动

区内人类工程活动主要集中在河谷、沟谷沿线及低山缓坡地段，人类工程活动对这些地段的地质体扰动破坏较为严重，主要的工程活动有缓坡梯田、道路建设、城区扩张以及新农村建设。

3 地质灾害类型及发育特征

受地形地貌、区域地质构造、地层岩性、降水条件及人类活动等因素的影响，安定区地质灾害主要在河谷区呈带状分布，在丘陵区呈片状分布，以关川河沿岸分布最为集中。

3.1 泥石流

泥石流是区内发育程度高、危害程度最大的地质灾害类型。泥流主要分布于中部关川河左岸及西河两岸，沟谷断面以“V”字型为主，平面形态多为长条形、扇状。泥石流主要分布在中部十八里铺至巉口一带关川河右岸及中川一带西河左岸，沟谷横断面以“V”字型为主，平面形态以扇形为主。泥石流一次冲出量最大不超过50×104m3，规模以中型和小型为主，极少数为大型，无巨型规模的发育。

3.2 滑坡

区内滑坡均属于现代滑坡，广泛分布区内黄土丘陵区沟谷两岸，在葛家岔、石泉、巉口等乡镇沟谷呈集中片状分布。在构造作用和风化作用影响，岩土体浅表层形成的松散堆积物，在坡脚失去支撑时，遇暴雨易形成表层滑坡灾害[10]。按物质成分来看主要为土质滑坡，少数为土质-岩质滑坡；按滑动面埋深区分，以浅层滑坡为主，少数中层滑坡，未发现厚层滑坡；滑坡体规模分主要为大型滑坡，其次为中型滑坡。经调查发现 ，滑坡灾害主要是城镇化和新农村建设、道路削坡、丘陵区陡坡耕植及暴雨等多因素综合作用的结果。从滑坡物质成分分析，土质滑坡占滑坡总数的75%以上。

3.3 崩塌

区内崩塌也主要分布于黄土丘陵区，特别是切割强烈的丘陵区基岩裸露的河谷峡谷地带，平面上呈片状分布在内官营、新集、符家川等乡镇的河(沟)谷。从形成崩塌的斜坡类型分析，人工土质斜坡形成的崩塌占崩塌总数的90%以上，只有极少数为人工岩质崩塌，揭示人类工程活动对崩塌形成具有明显的控制作用。规模主要为中型，其次为大、小型。从崩塌危岩体稳定性分析，区内所有调查点崩塌现状稳定性为较差-差，趋势稳定性为差。

3.4 不稳定斜坡

区内不稳定斜坡主要是指存在潜在滑坡或崩塌隐患的斜坡，且以潜在滑坡为主，因此，空间分布上不稳定斜坡与滑坡相伴生。根据斜坡的岩性组成，区内不稳定斜坡主要有黄土不稳定斜坡和岩质不稳定斜坡。黄土不稳定斜坡在黄土丘陵、河(沟)谷等地均有分布，集中发育在山区建设和道路削坡形成的高陡斜坡地带。岩质不稳定斜坡主要是山区建设中未对斜坡未进行有效的支护而诱发。

4 地质灾害易发性评价

4.1 技术方法

采用基于层次分析法(AHP)和地理信息系统(GIS)空间分析统计方法相结合的工作方法对安定区地质灾害易发性进行分区评价。

4.2 评价指标体系

地质灾害易发区系指容易产生地质灾害的区域，因此在选取评判因子时要根据研究区内地质灾害发育的特点来选取，所选取的评判因子，应能全面反映区内地质灾害的发育特点和孕灾条件。结合近年来[1，11-19]地质灾害易发性评价中对评判因子的研究，本次评价选取发育因子、基础因子和诱发因子三个因子指标进行评价，评价指标体系如图2所示。

图2 地质灾害易发性评价体系

利用层次分析法(AHP)[20]计算评估指标体系中各级指标权重，即使用T. L. Saaty 1-9标度法构造判断矩阵，经归一化计算得到最大特征值λmax和对应的特征向量T，并经一致性检验确定各级评估指标的权重分配[21]。

对一级评价指标构造判断矩阵并进行一致性检验，判断矩阵如表1。一致性检验采用C.I.=(λmax-n)/(n-1)，平均随机一致性指标R.I.的取值见表2。n>2且CR=(C.I./R.I.)<0.1时，认为判断矩阵具有满意的一致性。

表2 平均随机一致性指标数R.I.

易发性因子Ui(i=1，2，3)的最大特征值λmax=3.001，对应的特征向量T=(0.455，0.455，0.090)，CR=C.I./R.I.=(λmax-n)/(n-1)/R.I.=0.000 9<0.1。同理对发育因子、基础因子和诱发因子指标进行计算。经计算，一级及二级评价指标权重都满足一致性检验，各指标权重分配合理。指标权重分配汇总如表3。

表3 地质灾害易发性评价指标体系中各级指标权重

4.3 评价模型

根据评价因子控制参数，构造区栅格图层，利用空间分析模块中栅格计算工具对计算单元进行加权叠加，即建立地质灾害易发性评价模型：

(1)

式中： SI为评价单元地质灾害综合易发性指数；Wi为评价因子的权重；Bi为评价因子归一化值；n为评价因子数。

1.地质灾害高易发区；2.地质灾害中易发区；3.地质灾害低易发区

图3 安定区地质灾害易发性分区图

4.4 易发性评价

根据评价计算结果，将全区划分为高易发区、中易发区和低易发区(图3)。

1)高易发区(A)：地质灾害高易发区主要分布于区内中部巉口～凤翔镇一带的关川河、西河河谷区及其两岸，总面积136.22 km2，占本区总面积的3.74%。依据地质灾害分布、发育特征划分为2个段：巉口～定西城区泥石流、滑坡高易发段和定西城区～李家嘴泥石流高易发段。巉口～定西城区泥石流、滑坡高易发段，分布于关川河河谷。定西城区～李家嘴泥石流高易发段分布于西河河谷。

2)中易发区(B)：地质灾害中易发区分布于中部河谷区以外的广大黄土丘陵区，总面积2 591.1 km2，占本区总面积的71.12%。依据地质灾害分布、发育特征划分为3个段：北部丘陵及河谷区滑坡、崩塌中易发段、东部沟壑丘陵区滑坡中易发段和西部沟壑丘陵区崩塌、滑坡中易发段。北部丘陵及河谷区滑坡、崩塌中易发段丘陵区地形起伏、沟壑密集，侵蚀强烈，沟谷狭窄陡深处有新近系出露；河谷区的巉口～马沟河段较为开阔，马沟河～红岘儿段狭窄呈“峡谷”地貌，两岸基岩出露，河岸陡峭。东部沟壑丘陵区滑坡中易发段地处侵蚀堆积黄土丘陵地带，地形起伏、沟壑密集，侵蚀强烈，沟谷狭窄陡深处有新近系出露。西部沟壑丘陵区崩塌、滑坡中易发段地形高差相对较小，梁面宽缓、圆浑，沟谷狭长。

3)低易发区(C)：地质灾害低易发区分布于南部丘陵地带及山间河谷盆地，总面积915.92 km2，占本区总面积的25.14%。依据地质环境条件划分为3个段：内官～香泉盆地泥石流低易发段、团结～宁远丘陵及河谷区泥石流低易发段和内官～香泉南部沟壑丘陵崩塌、滑坡低易发段。内官～香泉盆地泥石流低易发段地处堆积侵蚀盆地，地形较为平缓，四周由中低山、丘陵环抱，水流侵蚀较为强烈，冲沟较为发育。团结～宁远丘陵及河谷区泥石流低易发段地处侵蚀堆积黄土丘陵地带，地形高差相对较小，沟梁相间且近于平行，沟谷狭长，梁面宽缓、圆浑。内官～香泉南部沟壑丘陵崩塌、滑坡低易发段地处侵蚀堆积黄土丘陵地带，地形高差相对较小，沟梁相间且近于平行，沟谷狭长，梁面宽缓、圆浑。

5 地质灾害防治区划与防治建议

5.1 防治区划

根据地质灾害的发育类型及地质灾害点的分布位置、规模、灾害等级、稳定性等特征，以地质灾害易发性分区为基础，结合安定区城镇建设、新农村建设布局和社会经济发展规划，将全区划分为三个防治区，即∶重点防治区(A)、次重点防治区(B)和一般防治区(C)(见图4)。

1)重点防治区主要分布于地质灾害发育，人口较为密集，社会经济活动相对集中的关川河、西河河谷，总面积136.22 km2，占全区面积的3.74%。分布地质灾害点26处，占总数的49.06%。

2)次重点防治区为地质灾害中易发区的集镇、村庄、道路、工程所在地段，包括东、北部宽缓梁峁丘陵地带、西南部沟道较为宽缓山前地带，总面积277.50 km2，占全区面积的7.62%，分布地质灾害点15处，占总数的28.30%。

3)一般防治区分布于地质灾害重点防治区和次重点防治区以外的大部分区域，该区地貌类型有河谷、丘陵、山地，居民点分散，人口相对稀少，以农业生产为主。区内共有地质灾害隐患点12处，占总数的22.64%。

1.重点防治区；2.次重点防治区；3.一般防治区

5.2 防治建议

1)重点地质灾害防治区以采取工程措施进行治理为主，部分地质灾害点采取避让措施；次重点防治区在专业监测的基础上采取工程措施治理；一般防治区在监测预警基础上，加强地质环境保护。

2)本区内地质灾害易发区为人类工程活动的主要场所，在区内进行的工程建设活动，应严格按照有关规定进行地质灾害危险性评估，以规范工程建设活动[22-24]。

3)黄土丘陵区沟坡裸露，植被稀少，应持续地推进退耕还林工程项目，以遏制暴雨诱发地质灾害的发生，涵养水源、固土保肥和改善生态环境。

4)根据地质灾害易发分区和地质灾害防治区划，建立地质灾害群测群防体系和预警系统。

6 结语

(1) 安定区地处陇西黄土高原沟壑丘陵区，丘陵连绵，河、沟纵横。总地势南高北低，地形复杂多变，最大相对高差大于780 m。区内地质构造较复杂，新构造运动强烈，各类地质灾害较为发育，地质环境条件复杂而脆弱。

(2) 区内地质灾害的类型主要有泥石流、滑坡、崩塌、不稳定斜坡等类型，地质灾害高、中、低易发区面积分别为136.22 km2、2 591.1 km2、915.92 km2，分别占全区总面积的3.74%、71.12%、25.14%。

(3) 区内重点防治区面积136.22 km2，占全区面积的3.74%，分布地质灾害点26处，占总数的49.06%；次重点防治区面积277.50 km2，占全区面积的7.62%，分布地质灾害点15处，占总数的28.30%。一般防治区分布于地质灾害重点防治区和次重点防治区以外的大部分区域，共有地质灾害隐患点12处。

(4) 重点地质灾害防治区以采取工程措施进行治理为主，部分地质灾害点采取避让措施；次重点防治区在专业监测的基础上采取工程措施治理；一般防治区在监测预警基础上，加强地质环境保护。

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2017-03-03

崔艳荣(1973-)，女，辽宁朝阳人，高级工程师，主要从事水文地质、工程地质和环境地质方面的调查与研究。

P642.2

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1004-1184(2017)04-0189-04