黑方台地区滑坡群地貌特征研究

周建基

摘 要：在野外实地调查的基础上，对甘肃省永靖县黑方台地区滑坡后缘裂缝及滑坡群形态特征进行了综合分析。选取了台地南侧岸坡较为明显且易于测量的30处滑坡，进行了坡高、主滑方向以及坡度等方面的统计分析。最后分析了地层产状与构造活动对滑坡地貌特征的影响，提出了评价滑坡稳定性的地貌标志，以及根据地貌特征判别滑坡稳定性的重要参数——形状系数。

关键词：黑方台;滑坡群;地貌;形状系数

中图分类号：P642.22;P931 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）31-0145-03

Study on the Geomorphic Features of Landslide Groups in Heifangtai Area

ZHOU Jianji

（Gansu Vocational & Technical College of Nonferrous Metallurgy， Jinchang Gansu 737100）

Abstract： Based on the field investigation， a comprehensive analysis of the morphological characteristics of the landslide trailing edge cracks and landslide group in the Heifangtai area was carried out. 30 landslides with obvious and easy-to-measure slopes on the south side of the platform were selected， and statistical analysis was carried out on slope height， main slid direction and slope. Finally， the influence of stratum occurrence and tectonic activity on the landslide's geomorphic characteristics is analyzed， and the geomorphic markers for evaluating the stability of landslides are put forward， as well as an important parameter for judging the stability of landslides based on the geomorphic characteristics-shape coefficient.

Keywords： Heifangtai;landslide group;landform;shape factor

甘肃省永靖县黑方台地区频繁发生滑坡灾害，危害极其严重，造成不少人员伤亡和直接经济损失，间接损失无法估量[1]。而近年来，发生滑坡的次数逐年增加，规模也越来越大，几乎每一次滑坡都会造成大量的农田弃耕、公路中断、大面积停水、停电，甚至人员伤亡。据不完全统计，截至目前，黑方台地区共发生110余次滑坡，台塬顶面也发生了不同程度的地面下沉现象，严重影响着台塬有限的平坦土地资源，威胁着当地人民群众的正常生活，所以加強对黑方台地区滑坡群的研究具有十分重要的现实意义[2]。

滑坡灾害是斜坡破坏的一种典型模式，与地貌演化过程密切相关[3]。滑坡最直观的表现是微地貌的变化，同时，其稳定性也受地貌形态变化的影响。所以，对滑坡地貌特征的研究是确定新老滑坡活动期次、滑坡稳定性及其成因分析研究的重要依据之一，对防灾减灾工程具有重要意义。

1 黑方台自然地理概况

黑方台位于甘肃省永靖县盐锅峡镇，地处黄河与湟水河交汇处的黄河北岸。黑方台地区地貌属于黄土高原西部丘陵沟壑区，微地貌以黄土台塬地貌、河谷地貌以及滑坡地貌为主，此外还有一些小型坍塌和侵蚀切割的小冲沟、落水洞等微地貌[4]。黑方台地区海拔约为1 730 m，属黄河四级基座阶地，其南部前缘直接与黄河二级阶地相连，中间缺失三级阶地。台塬高出河谷二级阶地120 m左右，形成斜坡地貌，为滑坡灾害的发生提供了先决条件。坡体呈上陡下缓形，平均坡度约35°，为滑坡灾害的发生提供了有利的空间条件。在缘边地带，滑坡遍布，彼此相连，新老叠置，集中呈群带发育[5]。

2 黑方台滑坡群地貌特征

2.1 滑坡后缘裂缝特征

黑方台地区滑坡主要分为黄土滑坡和黄土基岩滑坡两种[6]。后缘裂缝遍布，尤其是黄土基岩滑坡后缘裂缝还有可以明显地观察到落水洞，如水管所滑坡、党川滑坡、黄茨滑坡。从野外已调查的水管所滑坡、党川滑坡以及黄茨滑坡的数据资料可以看出：滑坡发生后，后缘平台30 m以内的土体皆受到了扰动，有不同宽度、不同深度的裂缝分布。裂缝的延伸近似为圆弧形，以滑坡发生点为圆心向四周扩散开来。总体上，离滑坡发生点越远，裂缝越窄，深度也相应减小，但延伸长度在增加，这主要是受地形的影响。在黄茨滑坡后缘平台上，主要为串珠状的落水洞，与裂缝有相似的分布特征。由于黄茨滑坡规模较大，落水洞直径最大的超过1 m，即使地表杂草丛生，落水洞依然很明显。推测在滑坡发生初期，形成了宽大的裂缝，由于地表水混杂土石的径流以及杂草的蔓延，裂缝逐步发展成了串珠状落水洞。

2.2 滑坡群形态特征

黑方台地区属黄河四级阶地，高出河岸100余米，形成了高陡的连续数十千米的斜坡地形，其剖面形态、平面形态各异，绝大多数边坡处于极不稳定状态，故滑坡群发，新老叠置，尤其在黑方台南侧缘边地带滑坡较为集中。而影响斜坡稳定性的因素主要为高度和坡度，所以对黑方台南侧边坡滑坡发生点进行了高度、坡度、坡向等方面的野外调查，再结合卫星数据资料，最终在黑方台南侧缘边地带共统计了滑坡30处（见图1）。

方台边坡有3处较易辨认的滑坡，编号为1、2、3，其中2号滑坡为黄土滑坡，1、3号为黄土基岩顺层滑坡;黑台边坡有27处明显的滑坡，4至12号为黄土基岩滑坡，其余为黄土滑坡。由于虎狼沟两侧滑坡崩塌混合，边坡地形条件复杂，很难确定滑坡周界，也不容易展开实地测量，在统计滑坡形态特征时没有包括在内。

根据滑坡发育特征数据，首先选取30处边坡的高度和坡度进行对比分析，讨论它们对滑坡灾害的影响程度，然后通过形状系数这一概念从滑坡群地貌特征的角度出发，进一步分析滑坡的稳定性、危害性等特征。

2.2.1 坡度与坡高对滑坡灾害的影响。统计区30处滑坡坡度分布范围很广，从10°～60°皆有分布，所以在统计时，首先对坡度进行分段处理。每5°分为一段，取中间值作为平均度数，然后统计落在该区间的滑坡个数，绘制相应的关系曲线图，如图2（a）所示。对于坡高的统计，每10 m分为一段，采用四舍五入的方法将所有的坡高值整十数化，再统计落在各整数点的滑坡个数，绘制高度/个数关系直方图，如图2（b）所示。

从图2（a）可以看出，滑坡多发区坡度主要集中在15°～35°，小于15°的边坡基本处于稳定状态，然而这样的边坡分布显然很少，只有在滑坡发生后滑体土堆积在坡脚才形成这样平缓的地形，即使如此，也会因人类活动而再次改变其天然稳定状态;大于35°的边坡分布很少，所以在统计曲线上呈下降趋势，主要是因为黑方台地区边坡连续、重复发生滑坡，高陡边坡已经很少存在，所以分析认为该滑坡灾害总体上应随着边坡高度的增大而增加。从图2（b）可以看出，坡高与滑坡灾害的相关性很小，只有当边坡高度超过90 m后，坡高与滑坡灾害才呈现正相关，这主要与所测滑坡点都分布在同一级阶地上有关系，而且还受滑体土力学性质的影响。经过野外取得滑带土原状试样并做直剪试验，发现滑带黄土黏聚力c值很小，约为2.1 kPa。陈春丽等对黑方台地区的黄土进行了3种含水率条件下的直接剪切试验和重塑土的反复剪切試验，发现该区黄土黏聚力基本为零[7]。若按极端情况进行考虑，取黏聚力[c]值为0，那么边坡稳定性系数[k]值为：

k=tanψ/tanα+0 （1）

式中：ψ为黄土内摩擦角;α为边坡坡度。此时边坡的稳定性系数主要取决于坡度，而与高度无关。通过上述分析，可知黑方台地区滑坡形态特征方面，坡度对台塬边坡稳定性的影响要大于坡高对其稳定性的影响。

2.2.2 用形状系数评价滑坡的稳定性及危害性。对上述30处滑坡进行分类分析，水管所滑坡（6号）、党川滑坡（8号）以及黄茨滑坡（10号）的后缘有明显裂缝，所有滑坡用形状系数[k]评价其稳定性。由于黄土滑坡滑动面在黄土层内，据陈春利等的研究，黄土在天然含水率状态下内摩擦角（ψ）约为31.4°，而黄土基岩滑坡滑动面位于白垩统砂岩地层内[7]，据李滨研究，该区砂泥岩在天然含水状态下内摩擦角（ψ）约为25°[8]。对于c值的计算，按c=0计算;对于裂缝不连续性系数（j）的计算，由于野外没有取得滑坡两侧裂缝情况非常详细的数据资料，单方面从后缘裂缝看，在目击方位内裂缝都是贯通的，可以取极端情况，即j=0来计算，从而可以得出形状系数k，如表1所示。

从表1可以看出，30处滑坡点从形状系数的角度分析都处于不稳定状态，尤其是对于发生二次滑坡的点，任何一处都存在着随时滑动的可能。从形状系数可以明显发现，在黄茨凸岸区（9～19号滑坡点），形状系数偏低，尤其在焦家崖头，边坡处于不稳定状态，而且还容易造成很大的危害，为重灾区。

3 结语

黑方台区黄土滑坡与黄土基岩滑坡发生发展的主要诱发因素是大面积的提水漫灌回渗水补给地下水，另外还与季节性冻融作用有关。

黑方台地区滑坡形态特征方面，坡度对台塬边坡稳定性的影响要大于坡高对其稳定性的影响。

根据黑方台地区滑坡群地貌特征，用形状系数[k]来评价其稳定性，如果[k]大于1，则边坡目前处于稳定阶段。计算发现，黑方台缘边地带调查的30处滑坡点边坡都处于不稳定状态，尤其焦家崖头为重灾区。

参考文献：

[1]孔令辉.永靖县黑方台滑坡灾害治理措施选择[J].甘肃科技，2008（1）：60-62.

[2]余志山.黄河三峡移民区黑方台滑坡群稳定性分析[J].水电能源科学，2010（5）：43-46.

[3]刘雪梅.三峡库区万州区地貌特征及滑坡演化过程研究[D].武汉：中国地质大学，2010：56.

[4]吴万炯.黑方台构造地貌条件及其灾害效应[D].兰州：兰州大学，2015：37.

[5]周飞.甘肃省黑方台黄土斜坡变形特征与滑坡机理研究[D].成都：成都理工大学，2015：19.

[6]魏丽娟.黑方台黄土滑坡成因与滑距分析[D].兰州：兰州大学，2012：28.

[7]陈春利，邢鲜丽，李萍，等.甘肃黑方台黄土边坡稳定性的可靠度分析[J].工程地质学报，2011（4）：550-554.

[8]李滨.多级旋转型黄土滑坡形成演化机理研究[D].西安：长安大学，2009：32.