陕西镇安县地质灾害特征及其危险性分区

仵拨云，滕宏泉，李 勇，何意平

(陕西省地质环境监测总站，陕西西安 710054)

0引言

秦岭地区是我国地质灾害多发地区之一，镇安县位于秦岭南麓。境内高山林立，沟壑纵横，地质构造复杂，深大断裂发育，岩土体破碎，地质环境较差，雨水丰富，地质灾害发育，尤其是强降雨季节、汛期，严重威胁区内人民生命财产安全［1-4］。

地质灾害详细调查是进行地质灾害监测、防治和管理的前提，是有效开展地质灾害防治的基础性工作。在镇安县开展地质灾害详细调查工作，查清地质灾害现状，划分地质灾害危险区域，针对各区各类地质灾害，制定不同的防治措施，有的放矢，最大限度减少地质灾害对镇安县造成的不必要损失，促进当地经济社会稳定。

1 地质条件

1.1 地形地貌

镇安县地处秦岭南麓中段，旬河、乾佑河由北向南纵贯全县，区内地势整体呈现西北高东南低，根据区内整体地形地势特征，可划分为以下三类:

1.1.1 低山河谷区

主要为旬河、乾佑河及其主支流两岸，地势宽缓，坡度10°～25°;面积小，人口多，工程活动频繁。

1.1.2 中山沟谷区

主要为旬河、乾佑河及其主支流中上游地区，坡度25°～40°;坡体多为残坡积层碎石土，厚度小。

1.1.3 高山区

主要分布于镇安县西部和北部地区，以及中部大安岭和南部朝阳山等地带，坡度30°～50°，坡脚受河流冲刷。

1.2 地层条件

镇安县位于南秦岭印支褶皱带东段，山柞旬盆地西缘。区内地层从震旦系至三叠系均有不同出露，其中寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系和石炭系地层的泥岩、页岩、砂岩、千枚岩和灰岩广泛出露。

第四系堆积层、坡积层和残坡积层广泛分布于沟谷斜坡凹槽，厚度0.5～30m不等，以粉质粘土、碎石土为主。

按照岩石结构强度类型可将岩土体分为块状坚硬侵入岩类、中厚层状坚硬碳酸岩类、薄层状较坚硬浅变质岩类及松散碎石土类。

1.3 地质构造

镇安县共存在四条主要褶皱带，分别为:

a.金盆-石泉向斜:东西向，核部为石炭系，两翼泥盆系，地层产状近于直立;

b.河湾-大坪背斜:东西向，核部地层为泥盆系，两翼出露地层为石炭系;

c.杨泗-庙沟复背斜:受断裂破坏，发育不完整;

d.金鸡岭向斜:东西向，核部出露三叠系地层，两翼出露二叠系、石炭系地层，褶皱形态紧闭，劈裂发育。

区内断裂构造极为发育，区域性大断裂主要有黄家湾-铁厂断裂(镇安-板岩镇断裂)、栗扎坪-七里峡断裂和长评-梅子岭断裂(公馆-白河断裂)。

1.4 气象水文条件

1.4.1 气象

镇安县气候属于亚热带，雨量充沛。年平均气温12.4℃。区内降雨量变化大，洪涝灾害常发，年内降雨分布极不均匀。据统计，6～8月份降雨量最多，9～11月份次之，6～10月份的降雨量占全年降雨量的68.7%。

1.4.2 水文

区内主要河流为旬河和乾佑河，全县大小河流共计5300余条，其中旬河主要支流有东川河、月河和小仁河，乾佑河为旬河的一级支流，其主要支流有县河和冷水河(图1)。

西部雨量充沛，河流密集，水量大，东部雨量偏少，河流较疏，流量也小。

依据地下水赋存条件，可将地下水分为基岩裂隙水、岩溶化溶蚀孔隙裂隙水和松散岩类孔隙水。

图1 镇安县水系分布图Fig.1 The rivers distribution map of Zhen’an County

2 地质灾害类型与基本特征

2.1 地质灾害类型

镇安县目前发现的地质灾害隐患点共四类，分别为滑坡、泥石流、崩塌和地面塌陷，共计319处，其中滑坡286处，占总数的89.66%;泥石流12处，占总数的3.76%;崩塌17处，占总数的5.33%;地面塌陷4处，占总数的1.25%(表1)。

2.2 基本特征

2.2.1 滑坡

野外调查共发现286处滑坡，以滑坡体物质组成可划分为堆积层滑坡和岩质滑坡，其中堆积层滑坡252处，占总数的88.11%，岩质滑坡34处，占总数的11.89%;依据滑坡规模可分为大型、中型和小型滑坡，分别为 3处、60处和 223处，分别占总数的1.05%，20.98%和77.97%。

a.空间分布

由表1发现，滑坡主要分布在镇安县中部、北部地区，其中永乐镇的滑坡发生最多，占到了总数的16.43%，该镇位于调查区中心部位，亦为镇安县城所在地，是政治、经济文化中心，人口密集，交通和经济产业发达，河流水系发育，人类工程活动频繁，易诱发滑坡等地质灾害发生。

乾佑河南北向依次穿越回龙镇、永乐镇和青铜关镇，包茂高速和102省道沿乾佑河流向修建，河流冲刷，工程建设为滑坡提供了地理条件，致使乾佑河两岸滑坡分布密集，居民、交通建设受到较大威胁。

旬河、县河和冷水河流域人口分布较密集，农业较发达，河流冲刷、耕地灌溉和坡体开挖等现象造成该区域滑坡发育，对人民生命财产造成一定威胁。

b.规模

镇安县滑坡规模可分为大型、中型和小型三类，且以小型(滑坡体体积小于10×104m3)［4］滑坡为主(表2)。

c.坡度特征［5］

调查统计分析发现，滑坡坡度较缓，主要集中在20°～30°的坡地上，共发育有 146处，其次为 10°～20°和 30°～40°的坡地，坡度小于 10°和大于 50°的滑坡体较少，仅为7处(图2)。

表1 各乡镇地质灾害点统计表Table 1 The statistical test of geohazards in Zhen’an county

表2 滑坡规模分类统计表Table 2 The statistical test of the scale of landslide

图2 滑坡坡度与滑坡数量关系图Fig.2 The relational graph of slope and quantity of landslides

d.基岩岩性

共有122处滑坡未见基岩出露，其余164处滑坡均有不同程度的基岩出露。滑坡以发育在板岩上居多，其次是灰岩、片岩和千枚岩，分别为72处、45处、19处和12处。板岩又以砂质板岩、灰质板岩和泥质板岩为主，地层年代多为泥盆系;灰岩地层年代又以二叠系居多。其余滑坡基岩有灰岩夹板岩、片岩夹千枚岩等。

e.滑坡体物质组成

滑坡体的上覆盖层依据表层物体特征可分为三类:坡积物、堆积物和残积物。

坡体物质以碎石土为主，其次为含砾粘土和粉质粘土，少数坡体为膨胀土。

2.2.2 崩塌

野外调查共发现17处崩塌，依据坡地物质组成分析，所有崩塌均为崩积物崩塌。崩塌体坡度在40°～85°之间，平均坡度达到63°。

人为因素引起的崩塌为7处，其中1处因为采石场的开采行为形成崩塌，其余6处因为修路和房屋建设，对坡脚的开挖引起应力重分布而诱发形成崩塌;2处崩塌所在区域地质条件较差，1处位于金鸡岭褶皱束附近，1处位于断裂带附近，构造应力复杂，成为崩塌体稳定性的不利因素;其余8处为自然诱发，岩体风化严重，裂隙发育，雨水入渗易引起崩塌发生(表3)。

表3 崩塌分类统计表Table 3 The statistical test of collapse

2.2.3 泥石流

调查区域内共发现12处泥石流，集中发育在乾佑河支沟内，易发性较小。沟壁陡峭，物源区物质丰富，堆积物松散破碎，其中2处泥石流物源区为废弃矿渣，其余均为第四系堆积碎石土，在强降雨季节的雨水冲刷作用下，发生失稳;流通区通道狭窄，纵比降较小，流通区两侧坡体植被覆盖率一般;堆积区根据地形地貌可分为山前平原和河谷阶地两类，地形平坦开阔，居民已基本搬离该区域，现在多为耕地或河滩。

多处泥石流因滑坡诱发，在物源区或流通区两侧存在已发生或具有潜在危险的小型滑坡，为泥石流提供了更多的物质来源。

水是泥石流的重要组成部分，镇安县年降雨量丰富，水系发育，成为泥石流发生的重要因素。

2.2.4 地面塌陷

共发现4处地面塌陷灾害，均为矿区地下开采形成采空区引起塌陷。塌陷区基岩为灰岩或板岩，采空区顶板为风化严重、节理裂隙发育的岩体，或为残坡积碎石土。

2.3 地质灾害分布规律与影响因素

地质灾害的发生，受到多个因素的影响，其诱发因素可分为自然因素和人为因素。其中，自然因素包括降雨、地震、河流冲刷和岩溶塌陷等;人为因素主要是人为使用土地造成的削坡行为引起斜坡失稳。

2.3.1 时间分布规律与影响因素

通过调查发现，镇安县的地质灾害多发季节为6～10月，而镇安县月平均降水量最多月份为7～9月，而6～10月的降水量占全年降水量的68.7%。

随着降雨量的增加，斜坡土体含水量增加，土颗粒间的联结力变小，内聚力减小，坡体易失稳。

其次，强降雨易引起河流水位上升，甚至引发洪水，旬河、乾佑河的水位上升，斜坡前缘土体趋于饱和，孔隙水压力增大，在河流冲刷的作用下，易造成坡体失稳［6］。

由此可知，降雨不仅直接影响坡体的稳定性，而且诱发河流水位上升，引起地质灾害发生。

2.3.2 空间分布规律与影响因素

a.乾佑河流域

通过各乡镇地质灾害统计发现，乾佑河流域地质灾害多发、分布密集。西康铁路、包茂高速和102省道均沿乾佑河修建，而镇安县县城位于永乐镇中部，是镇安县的政治、经济和文化中心，人口密集，人类工程活动频繁，道路修建、房屋建设等工程活动，严重影响到坡体的稳定性，成为该区域地质灾害频发的主要诱发因素。

b.冷水河流域

该区域主要为高峰镇和张家镇中部地区，地貌为中山峡谷区与低山河谷区，水系发育，地质环境条件差，坡体陡峭，基岩裸露，节理裂隙发育，风化严重，上覆松散结构的碎石土。

该区域断裂带发育，且位于金鸡岭褶皱西部，地质构造运动较活跃，成为地质灾害发育不可缺少的影响因素。

c.达仁河流域

达仁镇地貌起伏变化丰富，达仁河及其支流遍布全区，栗扎坪-七里峡断裂穿越区内，地层主要为灰岩和板岩，上覆有风化严重的碎石土，结构松散。调查中发现一些村民在建房时，不合理开挖边坡，且未及时支护，较大临空面，为坡体提供了不利于稳定的空间条件。

3 地质灾害危险性分区

地质灾害危险区是指已经有发生地质灾害迹象，且可能造成人员伤亡和经济损失的区域［7］。按照“就大不就小，就高不就低”、“区内相似，区间相异”的原则，地质灾害高易发区内，人口密集，基础建设重要性高，灾害点稳定性差，则地质灾害危险程度越高。

利用GIS技术，对镇安县地形地貌、岩土特征、地质构造和降雨量图层划分网格，为每一个网格赋值并进行叠加计算，形成地质灾害易发程度分区［8-9］;地质灾害危险性分区根据其易发程度为依据，结合灾害威胁对象(如人口密集程度，基础建设重要性等)，依据灾害点险情等级，划分地质灾害危险区，将镇安县地质灾害危险程度区划分为:地质灾害高危险区(A);地质灾害中危险区(B);地质灾害低危险区(C)(图 3、表 4)。

图3 危险性分区图Fig.3 The distribution map of risk area of geohazard

3.1 地质灾害高危险区

地质灾害高危险区分布于镇安县中部和西南部地区，分别为回龙-永乐-青铜关高危险区(A1)和木王-达仁高危险区(A2)。区内地质环境条件差，地质灾害密集发育，总面积534.6km2，占全县总面积的15.33%。区内地质灾害点共142处，其中滑坡127处，泥石流6处，崩塌7处，地面塌陷2处。地质灾害点密度达0.2656处/km2，威胁901户4667人，威胁财产10947.5万元，威胁公路共2023m，其中包括包茂高速50m;西康铁路镇安段全线穿越高危险区，其中因为地质灾害构成威胁的长度共计2500m。

3.1.1 回龙-永乐-青铜关高危险区(A1)

该区域呈南北方向沿乾佑河流域分布，西康铁路、包茂高速、102省道均沿乾佑河建设，东西方向主要为永乐镇西部县河流域。区域面积为265.1km2，占全县面积的7.6%。共分布有地质灾害点98处，灾害点密度0.3697处/km2，威胁660户3540人，威胁财产9392.5万元，威胁公路共1980m，主要威胁对象有县消防中队、农业局住宅楼、镇安二中及县中学。

区内主要为片岩、板岩、千枚岩和页岩，岩石破碎，节理裂隙发育，出露岩石多呈现破碎状;上覆第四系坡残积松散碎石土和含碎(砾)石粉质粘土，风化较为强烈，结构多松散零乱，覆盖层厚度变化丰富，约2～10m。

该区域沿乾佑河河谷两岸分布，受到河谷切割影响较大;西康铁路、包茂高速公路和102省道纵向穿越，公路两侧的居民房屋建设和其他工程活动频繁，开挖、削坡为坡体提供了较大的临空面，成为坡体稳定性的重要影响因素;省道过往车辆所施加的动荷载影响路基的稳定性，易降低坡体稳定性。

3.1.2 木王-达仁高危险区(A2)

该区域主要包括木王镇除去西北角以外所有地区、达仁镇和柴坪镇中部地区，共计269.6km2，占全县总面积7.73%。区内共有地质灾害点44处，其中滑坡43处，泥石流1处。灾害点密度0.1632处/km2，威胁241户1127人，威胁财产1555万元，威胁公路共430m。

表4 危险性分区统计表Table 4 The statistical test of risk area of geohazard

区内水系发育，坡体受到达仁河、小人河切割影响。根据出露基岩揭示，该区域地层主要由灰岩、板岩、千枚岩和泥质片岩组成，风化一般，节理裂隙较为发育，岩石多呈现破碎状;上覆地层可分为河谷堆积物和崩塌堆积物两类，土体多为膨胀性碎石土、粉质粘土和含碎石粘土三类，结构零乱，分选性较差;区域内人类工程活动频繁，多数坡体具有较大临空面;降雨丰富，地下水以孔隙水和裂隙水居多。

3.2 地质灾害中危险区

区内地质环境条件较差，地质灾害较发育，总面积1034.69km2，占全县总面积的29.67%，区内地质灾害点共139处，其中滑坡123处，崩塌9处，泥石流5处，地面塌陷2处，地质灾害点密度0.1343处/km2，威胁1005户4140人，威胁财产7240万元，威胁公路2370m。根据分布区域划分张家-米粮-大坪中危险区(B1)、回龙-永乐-铁厂中危险区(B2)、永乐-回龙中危险区(B3)、东川-庙沟中危险区(B4)和木王西南部中危险区(B5)5个区域。

3.2.1 张家-米粮-大坪中危险区(B1)

该区域分布于镇安县西部，涉及大坪镇南部、灵龙镇南部、米粮镇北部、茅坪回族镇北部、西口回族镇东北部和张家镇等6个乡镇，面积199km2，占全县总面积5.71%，地质灾害点共54处，其中滑坡41处，泥石流2处，崩塌9处，地面塌陷2处，地质灾害点密度0.2714处/km2，威胁470户1882人，威胁财产4483万元，威胁公路340m，主要威胁对象有大坪镇政府，坡地6667m2。

出露基岩以石炭系灰岩、板岩为主，山坡陡峭处基岩裸露，风化一般，节理裂隙发育一般;上覆残坡积层膨胀性碎石土和含砾粘土，风化较严重，结构松散零乱，覆盖层厚度变化较大。

3.2.2 回龙-永乐-铁厂中危险区(B2)

该区域分布于镇安县北部，涉及回龙镇、永乐镇东北部以及铁厂西北部地区等3个乡镇，面积190.9km2，占全区总面积5.47%，地质灾害点共28处，其中滑坡27处，泥石流1处，地质灾害点密度0.1467处/km2，威胁134户596人，威胁学校1所，威胁财产950万元，威胁公路200m。

该区域为高山及中山区，水系较发育，灾害点分布较为分散。多数灾害点沿河谷分布，受到河谷切割影响，区内降雨丰富，地下水以孔隙水和裂隙水居多。

3.2.3 永乐-回龙中危险区(B3)

该区位于镇安县北部，由回龙镇西部地区与永乐镇西北部地区组成，面积107.8km2，占全县总面积3.09%，地质灾害点共7处，均为滑坡，地质灾害点密度0.0649处/km2，威胁22户65人，威胁财产72万元。

地层主要由灰岩和板岩组成，风化一般，节理裂隙较为发育，岩石多呈现破碎状;上覆地层均为碎石土，结构零乱，分选性较差;植被覆盖率一般，陡坡处多为灌木，平缓处以耕地为主;区域内人类工程活动较为频繁，多个坡体具有大的临空面。

3.2.4 东川-庙沟中危险区(B4)

该区涉及东川镇、云盖寺镇、庙沟镇、柴坪镇、青铜关镇和达仁镇等6个乡镇，面积416km2，占全县总面积11.93%，地质灾害点共47处，地质灾害点密度0.113处/km2，地质灾害主要为滑坡45处，泥石流2处，威胁354户1491人，威胁财产1659万元，威胁公路1780m。

所有滑坡灾害中，大型滑坡1处，中型滑坡17处，小型滑坡27处。

域内地貌单元主要由中山峡谷区和低山河谷区组成，出露基岩以灰岩居多，少数坡体为油页岩和粉砂岩，风化一般，节理裂隙较为发育;上覆坡(堆)积层膨胀性碎石土和粘性土，碎石含量较大，风化强烈，结构松散零乱，覆盖层厚度较小，植被覆盖一般，人类工程活动呈增加趋势，坡体的稳定性受到的威胁也越来越大。

3.2.5 木王西南部中危险区(B5)

该区由木王镇西南部地区依次发展至达仁镇南部地区，面积共计121km2，占全县总面积3.47%，地质灾害点共3处，均为位于木王镇西南部地区的滑坡，地质灾害点密度0.0248处/km2，威胁25户106人，威胁财产76万元，威胁公路50m。

该区域属于高山区，地质条件较好，未见基岩出露，坡体均为膨胀性碎石土，3处滑坡均有滑动历史，现处于稳定状态，但在强降雨季节仍需加强防范。

3.3 地质灾害低危险区

地质灾害低危险区面积共计1917.71km2，占全县总面积55%。区内地质灾害点共38处，其中滑坡36处，泥石流 1处，崩塌 1处，地质灾害点密度0.0198处/km2。威胁295户1405人，潜在财产损失1823万元，威胁公路共计280m。

根据分布区域可划分为茅坪-西口-青铜关低危险区(C1)、铁厂-大坪低危险区(C2)、永乐镇-青铜关镇低危险区(C3)和月河-杨泗-柴坪低危险区(C4)4个区域。

3.3.1 茅坪-西口-青铜关低危险区(C1)

该区域分布于镇安县东南部，基本包括茅坪镇及西口镇，以及青铜关镇西康高速以东区域，区域面积547.43km2，占全区总面积13.12%。区内地质灾害隐患点共计12处，其中滑坡1处，崩塌1处，泥石流1处，地质灾害点密度0.0262处/km2。主要威胁104户，675人，学校1所，村道50m，威胁财产700万元。

该区森林植被覆盖率较高，岩体风化一般，节理裂隙发育一般，人类工程活动较少，该区域为高山及中山区，水系较发育，灾害点分布较为分散，多数灾害点沿河谷分布，受到河谷切割影响，区内降雨丰富，地下水以孔隙水和裂隙水居多地质环境条件，较为良好，地质灾害发生程度较低。

3.3.2 铁厂-大坪低危险区(C2)

该区域分布于镇安县东北部，包括灵龙镇，大坪镇，高峰镇以北，铁厂镇以东的区域，区域面积278.84km2，占全区面积的8%。地质灾害均为滑坡，共计14处，地质灾害点密度0.0502处/km2，主要威胁75户285人，218间房屋及通村公路，威胁财产538万元。

区内以石炭系灰岩、板岩为主，山坡陡峭，基岩裸露，风化一般，节理裂隙发育一般;上覆残坡积层膨胀性碎石土和含砾粘土，风化较严重，结构松散零乱，覆盖层厚度变化较大;植被覆盖较好，灾点分布稀疏，主要在河沟附近地带，居住人口较少。

3.3.3 永乐-青铜关低危险区(C3)

该区域分布于镇安县中部，包括柴坪镇东部，永乐镇西南部，青铜关镇西康高速以西区域，区域面积292.91km2，占全区面积的8.4%。灾害点分布稀疏，区内地质灾害隐患点共4处，全部为滑坡，地质灾害点密度0.0137处/km2，主要威胁32户135人，127间房屋，威胁财产197万元。

区内以石炭系灰岩、板岩为主，上覆风化较严重的残坡积层膨胀性碎石土和含砾粘土，植被覆盖一般。该区域地形起伏较大，开挖、削坡为坡体提供了较大的临空面，成为坡体稳定性的重要影响因素。

3.3.4 月河-杨泗-柴坪低危险区(C4)

该区域分布于镇安县西北，包括柴坪镇中心以西，杨泗镇，月河镇，东川镇西北部及西南，云盖寺镇镇中心以北等区域，区域面积888.53km2，占全区面积的25.84%。区内地质灾害隐患点均为滑坡，共计8处，地质灾害点密度0.009处/km2，主要威胁84户，310人，308间房屋及230m公路，威胁财产388万元。

据出露基岩揭示，该区域地层主要由灰岩、板岩、千枚岩和泥质片岩组成，风化一般，节理裂隙较为发育，岩石多呈现破碎状，上覆地层可分为河谷堆积物和崩塌堆积物两类，土体多为膨胀性碎石土，结构零乱，分选性较差。地形起伏较大，人类工程活动较少，地质环境条件一般，多受河流及地形影响。

4结论

(1)镇安县断裂、褶皱发育，水系发育，降雨丰富，导致地质灾害频发，截止2013年，共发现地质灾害隐患点319处，滑坡286处，崩塌17处，泥石流12处，地面塌陷4处。

(2)乾佑河流域地质灾害发育，西康铁路、包茂高速和102省道沿乾佑河修建，人类工程活动成为该区域灾害高发的重要因素;冷水河流域和达仁河流域地质环境条件较差，地质构造活跃，河水冲刷和浸蚀坡体，易诱发地质灾害。

(3)镇安县地质灾害危险区分为2个地质灾害高危险区、5个地质灾害中危险区和4个地质灾害低危险区。地质灾害危险性分区立足于现状，着眼于未来，重在预防，全县需建立健全灾害监测网络与监测方法，合理利用土地资源，加强地质灾害预防培训与教育。

(4)对于高危险区、不稳定的坡体采取必要的、具有针对性的防治措施，避免人员生命财产损失;中、低危险区、较稳定的坡体应加强监测，强降雨季节应加密监测。

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