霍城县滑坡灾害发育特征及诱发因素相关性分析

曹小红 尚彦军 古丽波斯坦·吐逊江 许涛 孟和

摘  要：黄土分布区由于人为削坡、振动、降水或融雪引发滑坡，造成人员伤亡和经济损失。通过现场调查，分析霍城县黄土滑坡发育特征及诱发因素，斜坡为易滑的第四系黄土状粉土，主要发育坡度13°～40°，以及大于30°斜坡上，滑坡类型为崩滑，运动速度快，滑体坡降完全脱离滑床，且以浅层、表层滑坡为主;滑坡多分布于黄土山坡阴坡处，在1000～1800 m低山丘陵-低山区以第四系松散堆积物为主，并受人类工程活动影响易于发生。

关键词：霍城县;黄土滑坡;发育特征;诱发因素;相关性

霍城县地处天山山脉西段，地貌形态较复杂，地形起伏大、河谷发育密集，人类工程活动多集中在河谷及斜坡带，岩性主要为沉积岩和岩浆岩。区内构造活动强烈，褶皱、断裂较发育，岩体较破碎。全县地质灾害发育主要类型有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷4种，地质灾害点遍及全县5个乡镇场。据1998—2009年地质灾害统计，全县地质灾害78起，毁坏草场面积260.47亩，损毁道路5.24 km，造成直接经济损失101.23万元，其中滑坡及崩塌造成损失87.79万元，泥石流10.84萬元，地面塌陷2.6万元[1]。结合现场调查及文献查阅，滑坡为霍城县最主要的地质灾害类型。本研究在收集已有资料基础上，通过遥感解译方法和地面调查，查明区内地质灾害及隐患分布、地质环境条件和发育特征。在此基础上，对51处滑坡灾害点统计分析，确定滑坡发生与地层、岩性、坡度、坡向及高程等因素间的关系，为后期地质灾害防治及监测预警参量选取提供依据。

1  地质环境条件

1.1  地形地貌

霍城县北依NW走向的别珍套山与科古尔琴山，中部为丘陵地带沟梁相间，形态上呈垄状长岗，南临伊犁河，为山前冲积-洪积倾斜平原及伊犁河冲积平原，总体地势北高南低，由西北向南倾斜，地形复杂[1]（图1）。据地貌形态成因，可划分为侵蚀、冰蚀褶皱断块山（Ⅰ1，Ⅰ2，Ⅰ3）、剥蚀堆积块状隆起山（Ⅱ1，Ⅱ2，Ⅱ3）和堆积平原（Ⅲ1，Ⅲ2，Ⅲ3）3个大地貌单元（图1）。

1.2  气象水文

据霍城县气象站三十余年资料（表1，图2），每年1月最冷，7月最热，年平均气温9.3℃，多年平均最高气温16.4℃，平均最低气温-2.9℃。全年极端最高气温40.1℃，极端最低气温-42.6℃。由南向东、向北随海拔的增加，气温降低。

霍城县气象站三十余年资料显示（表1、图2）：多年平均降水量约218.9 mm，平均蒸发量1 401.1 mm，蒸发量是降水量的6.4倍，6、7月月降水量最大，分别为29.6 mm和33.5 mm。降雨量由南向北随纬度增加而增加。县域内水系发达，全县地表水年平均流量26.8 m3/s，年总径流量8.44×108 m3，县境除南缘的伊犁河外，共发育14条大小水系（图1）。

1.3  地层岩性

境内出露地层包括元古界震旦系、青白口系，古生界寒武系、奥陶系、志留系、石炭系、二叠系，中生界侏罗系及新生界古近系、新近系、第四系（图3-a）。侵入岩主要出露于北部科古尔琴山、别珍套山的中高山区，主要为花岗岩、花岗斑岩等华力西中、晚期中酸性侵入岩体，多呈岩基状产出。

1.4  工程地质

据成岩作用程度和岩、土颗粒间有无牢固连接，区内岩土介质可划分为岩体和土体两大类。据建造类型、结构类型并结合强度，岩体又可进一步划分为块状坚硬侵入岩组、坚硬-中厚层状碳酸盐岩岩组、块状、层状坚硬-较坚硬以砂岩为主的碎屑岩岩组、互层状较坚硬-较软弱以砂岩、砾岩、泥岩为主的碎屑岩组和层状较软弱碎屑岩组5类工程地质岩组（图3-b）。

块状坚硬侵入岩组分布在中西部及中东部山区，呈片状分布，由华力西中晚期侵入岩组成，岩性以花岗岩、细晶花岗岩类为主，岩性均一，完整性好，坚硬、致密块状，工程地质性能良好。

坚硬-较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩组分布于县境北部高山区，岩性主要为灰绿色凝灰粗砂岩、砂砾岩、粉砂岩、砂质灰岩、灰岩、砾状碎屑灰岩，局部夹砂岩、钙质粉砂岩。以层状结构为主，岩石坚硬工程地质条件较好，在山区断裂破碎带及沟谷深切处易形成崩塌，为泥石流提供物源。

块状、层状坚硬-较坚硬以砂岩为主的碎屑岩岩组大面积分布于县境北部山区及南部界梁子一带，岩性主要为砂岩、粗砂岩和钙质粉砂岩等，构造运动强烈，岩石多呈中等-强风化，工程地质条件一般。县内煤矿多分布于此，易形成地面塌陷。

互层状较坚硬-较软弱以砂岩、砾岩、泥岩为主的碎屑岩岩组主要分布于县境中部山前地带，由较软弱的古近系渐新统组成。岩性多为泥岩或泥质胶结，失水坚硬，遇水易软化崩解，透水性极弱，利于黄土滑坡的发生。

层状较软弱以泥岩为主的碎屑岩岩组零星分布于东部和伊宁县交界地带，由较软弱的新近系上新统组成。岩性主要为棕红、棕黄色泥岩、砂岩、砾岩，抗风化能力差，工程地质条件一般。

砂砾石、砂、粉土多层土体大面积分布于南部细土平原地区，以砂、卵石，砾石为主，较松散，受河流侵蚀坡脚和人类建筑用砂石，易产生崩塌灾害。

黄土调查区黄土以第四系中上更新统风积为主，多呈淡黄、浅黄色。多分布于谷地两侧的山麓地带，土结构较密实，稍湿、有小虫孔，含钙质结核和螺壳，柱状节理发育。从土颗粒分析中可看出，均属粉质黏土、黏土。黄土多分布于低山丘陵地区，地形坡度起伏不平，多属牧民冬牧场，也是农牧民活动较频繁地区。牧民为了圈定草场，挖防畜沟，加之人为上山随地采药，破坏草场严重。由于黄土垂直节理发育，大气降水，地表水通过裂隙形成良好通道，黄土为弱透水层，储水、导水能力很差，易于形成积水，黄土浸水产生软化崩解，抗剪强度急剧下降，在暴雨或微震的触发下，易形成滑坡。伊犁地区地质灾害主要发生在此区，灾害损失较大。

1.5  地质构造

霍城县境内断裂主要为喀什河断裂带（F13）和科古琴断裂（F12）（图3-a），喀什河断裂是新疆伊犁谷地北缘的边界断裂，是天山内部的一条较大规模挤压逆冲变形构造带。它基本平行于北天山西段，从哈萨克斯坦境内的阿拉套山和察翰乌孙山南缘一直延伸到新疆巩乃斯谷地东北缘，全长逾350 km。总体呈NWW向延伸、北倾，由多条断层组成，总体以逆冲活动为主，东段带有右旋扭错性质，也是天山腹地一条重要的地震断裂带。科古琴断裂为元古界与古生界间的分界断裂，西起果子沟上游，经科古琴山南坡、土拉苏第四纪盆地，向东延至库斯提乌苏河上游一带，长146 km，走向近EW，断面N倾，倾角60°～70°，性质为逆冲[1]。

2  滑坡发育特征

霍城县发生滑坡灾害共51处，占地质灾害总数的46%，为最重要的地质灾害类型。各滑坡点的基本特征见表2。其中典型滑坡有松树头滑坡、果子沟观景台滑坡和萨尔布拉克河南岸滑坡。

据滑坡崩塌泥石流灾害划分标准[2]，小型滑坡46处，占滑坡总数90%，中型滑坡5处，占滑坡总数10%（图4），无大型及特大型滑坡。

3  滑坡诱发因素相关性分析

地质灾害是地形地貌、地质构造、岩土体结构、植被发育、降雨、地震、河流侵蚀、人类工程活动等诸多因素共同作用的结果，其中地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土体结构等是地质灾害发生的基础条件，降雨、地震、人類工程活动、河流侵蚀等是地质灾害的影响因素[3，4]。霍城县滑坡总体表现为与地形地貌、地层岩性和岩土体结构密切相关，而滑坡灾害发生与降雨和人类工程活动影响关系密切。

3.1  地层岩性与滑坡

霍城县境内51处滑坡均为土质滑坡，滑体物质为第四系黄土状粉土（47处）及残坡积或崩坡积的碎石土（4处），结构较松散。滑床岩性为硬基岩或泥岩。

松散堆积层物理力学性质与母岩关系密切，巨厚层或块状砂岩、花岗岩等岩体多形成崩积、崩坡积体，软硬相间岩体、松散堆积物中的软弱夹层也不利于斜坡的稳定。松散堆积物在其缓慢的形成过程中自动调节处于平衡状态，当坡形改变、坡面加载、降雨、地下水长期作用或地震等外部因素打破其平衡态时则易发生滑坡[5]。

霍城县滑坡厚度较小，一般1～8 m，属浅层或表层滑坡。滑坡多沿硬基岩面和软岩（泥岩）滑动或局部滑动;滑床或下伏硬基岩主要为下石炭系灰岩、砂质灰岩及新近系泥岩等地层，其中滑床为石炭系、志留系和奥陶系灰岩、砂岩的有27处，占总数的52.9%;滑床为新近系软岩（泥岩）的有21处，占总数的41.2%;滑床为第四系松散层的有3处，占总数的5.9%。

3.2  岩土体与滑坡

霍城县新近系砂、砾岩、泥岩上覆第四系黄土地区发育密集，而在中高山区，滑坡主要发育在第四系风积黄土与古生界坚硬基岩组成的斜坡上，主要沿山区公路分布，由于人为开挖坡脚引起滑坡。

霍城县的滑坡主要发生在3种岩土体组合上。其一为黄土直接披覆于软岩（泥岩）之上的斜坡结构，如萨尔布拉克中游南岸滑坡，滑动带位于土体和泥岩的接触面上，这类滑坡在降雨及融雪条件下水分不易下渗，常在表层达到饱和，在坡面加载、降雨等长期作用下易发生滑坡;第二种类型为黄土直接覆盖于基岩之上，如莫尔杜尔布拉克滑坡，这类滑坡一般形成的坡度较陡，多在30°～40°左右，黄土覆盖较薄，在降雨等条件下多发生高速滑动，属推移式滑坡;第三种类型为黄土覆盖于第四系砂砾石之上，而砾岩、泥岩等软岩又上覆砂砾石层，如麻子沟中游滑坡，这类滑坡在县境内主要发育于沟岸，在降水及河水长期侵蚀下，松散的砂砾石层与薄层黄土一起发生滑动，而滑坡面仍散落松散砾石[6]。

3.3  地形坡度与滑坡

霍城县滑坡主要发育在13°～40°之间（图5），最小坡度为13°，地形坡度在20°～40°滑坡出现概率占84.3%;坡度大于30°斜坡地带，发生崩滑性滑坡，滑坡运动速度快，滑体坡降完全脱离滑床，且以浅层、表层滑坡为主。

3.4  坡向与滑坡

从图6中可看出，阴坡的滑坡有38处，占总数74.5%;阳坡处的滑坡有13处，占总数25.5%。可见县内滑坡多分布于黄土阴坡处。阴坡处植被覆盖较好，受降雨及地下水影响常使黄土很难运移，因此黄土沉积环境较好，黄土层较厚，一旦受降雨或融雪、震动影响阴坡滑坡规模大、影响范围大、损失严重;阳坡处黄土层常因风积易运移，坡体内聚集的能量易消散，黄土层较薄，滑坡相对发育较少[7]。

3.5  地面高程与滑坡

滑坡发育高程见图7。滑坡主要分布在1 000～1 800 m低山丘陵-低山区[8]，这与该高程段第四系大量分布、人类居住及工程活动密不可分。

3.6  矿业开发与滑坡

霍城县人类工程活动主要有修建道路、矿业开采和植被破坏。交通设施工程和旅游工程活动山区

和平原区均有体现，以山区活动强度大[9]。随经济发展，人类工程活动在增长，对自然环境的破坏日益加剧，进一步加剧了部分地区地质灾害发生。

4  结论

（1） 霍城县黄土分布区滑坡发育密集，新近系砂、砾岩、泥岩上覆第四系黄土地区发育密集;中高山区，滑坡主要发育在第四系风积黄土与古生界坚硬基岩组成的斜坡上，多沿山区公路分布，系人为削坡引起。

（2） 滑体物质为第四系黄土状粉土的易于滑动，主要发育在13°～40°之间，坡度大于30°斜坡地带，发生崩滑性滑坡。滑坡运动速度快，滑体坡降完全脱离滑床，且以浅层、表层滑坡为主。

（3） 滑坡多分布于黄土阴坡处，滑坡主要分布在1 000～1 800 m低山丘陵-低山区，受第四系松散堆积物和人类工程活动影响大。

参 考 文 献

[1]    李帅，陈建波，姚远，等.基于GIS的地震滑坡危险性分析研究——以伊犁地区为例[J].内陆地震，2021，35（1）：38-47.

[2]    中国地质调查局，滑坡崩塌泥石流灾害调查规范（1：50000）（DD2008-02）[S].北京：中国地质调查局地质调查技术标准，2008.

[3]    曹小红，孟和，尚彦军，等.伊犁谷地黄土滑坡发育分布规律及成因[J].新疆地质，2020，38（3）：405-411.

[4]    曹小红，尚彦军，弓小平，等.新源县加朗普特滑坡发育特征、形成机理及治理[J].新疆地质，2019，37（4）：560-565.

[5]    刘毅.伊犁黄土滑坡特征、成因及稳定性分析[D].石河子大学，2015.

[6]    徐明，王涛.巩留县野生核桃沟自然保护区入口处滑坡灾害特征分析[J].地下水，2019，41（1）：150-152.

[7]    秦晓敏. 基于GIS的滑坡地质灾害危险性评价研究[D].新疆大学，2007.

[8]    李文亮，弓小平，俞帅一，等.新疆巩留县吉尔格郎乡喀拉吐木苏克滑坡形成机制及稳定性评价研究[J].西部探矿工程，2019，31（1）：11-12.

[9]    赵良军，陈冬花，李虎，等.基于二元逻辑回归模型的新疆果子沟滑坡风险区划[J].山地学报，2017，35（2）：203-211.