河北省涉县地质灾害形成条件与影响因素探讨

河北省涉县地质灾害形成条件与影响因素探讨作者：钱慧英王健来源：《中国科技博览》2017年第28期[摘要]河北省涉县已发现地质灾害种类为泥石流、崩塌、滑坡、地面塌陷四种，形成条件、影响因素与地形地貌、地质构造、工程地质岩组、水文地质、降雨、人类工程活动等条件有关。

本文初步对河北省涉县地质灾害形成条件与影响因素进行了分析。

[关键词]泥石流崩塌滑坡地面塌陷地形地貌地质构造中图分类号：F321 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0379-02河北省涉县地处太行山东侧，全境均为山区，地势西北高东南低，山高坡陡，沟深谷窄。

泥石流、崩塌、滑坡多发生在涉县中低山区，山势陡峭，河谷切割较深，沟谷多呈V型，泥石流、崩塌、滑坡多有发生。

涉县井店镇-偏店乡-西戌镇一带为丘陵区，分布有燕山期侏罗纪侵入的闪长岩，是区内铁矿资源富集区，存在铁矿资源开采形成的地面塌陷。

1 泥石流的形成条件与影响因素泥石流形成的自然条件概括起来主要表现为3个方面：有大量的松散固体物质来源、充足的水源条件、特定的地貌条件。

1.1 地形地貌与泥石流的关系地形地貌对泥石流的发生、发展主要起两方面的作用：①、通过沟床地势条件为泥石流提供势能，赋予泥石流一定的侵蚀、搬运和堆积的能量；②、在坡地或沟槽的一定演变阶段内，提供足够数量的水体和土石体。

沟谷的流域面积、沟床平均比降、流域内山坡平均坡度以及植被覆盖情况等都对泥石流的形成和发展起着重要的作用。

泥石流既是山区地貌演化中的一种外营力，又是一种地貌现象或过程。

泥石流的发生、发展和分布无不受到山地地貌特征的影响。

泥石流形成区：多为地形比较开阔、周围山高坡陡、岩石破碎、植被差等利于水和碎屑物质集中的三面环山、瓢状或漏斗状地貌[1]。

泥石流流通区：地形具有能够使泥石流急泻而下的深峡谷、大陡降谷床特征。

泥石流的堆积区：一般为能使碎屑物堆积的开阔山前平原和河谷阶地地形。

涉县泥石流按集水区地貌特征分类为两种：①、沟谷型泥石流：涉县泥石流类型多为沟谷型，沟谷形态明显，一般呈上游宽下游窄的葫芦形或勺形，支沟发育；地形陡峻，山坡上植被难以生长，在暴雨作用下，极易发生滑坡、崩塌；沟谷坡降大，多有卡口、跌坎，沟床呈束放相间；沟口堆积物呈扇形或带状。

峡谷地段沟床纵坡大，水流输砂能力强，支沟泥石流冲出物多被主沟强大径流冲走，只在沟口暂时形成泥石流扇，残留堆积物较少；宽谷地段，谷坡多为缓坡，沟床纵坡缓，水流输砂能力弱，泥石流冲出物的淤积往往大于河流的冲刷，使泥石流扇得以充分发育；泥石流在沟床纵坡变缓处，因消能而淤积，大量淤积危及村庄及其他设施安全；遇沟床急弯会发生猛烈的撞击和冲起爬高，有时甚至越过沟岸，摧毁岸上建筑物；泥石流沟谷急骤变窄处，会发生壅塞。

泥石流具有突发性，一次泥石流过程可将几百甚至上万方固体物质排泄出来。

即使是小型泥石流沟，跨沟建筑物也必须满足泥石流集中排泄固体物质的要求，而不能仅仅满足通过清水流量。

②、坡面泥石流：茅岭底泥石流和黄龙口泥石流属于该类型，地形地貌基本一致，沟床短、浅、陡，沟床纵坡与山坡坡度基本一致，无支沟，中、上游存在坡面侵蚀或滑坡，活动规模小，破坏机制接近于坍滑。

1.2 地质构造对泥石流的影响涉县第四系以来的新构造运动，地壳以间歇性上升为主[2]，河流切割较剧烈，地形相对高差大，坡地陡峻，为泥石流提供了必须的地形条件。

1.3 工程地质岩组与泥石流的关系涉县泥石流沟谷分布有大量的松散岩类土体，主要为第四系残坡积、崩积、冲洪积的碎石土、卵石土、块石、砂、土堆、积等组成，结构比较松散，为泥石流提供了丰富的物源。

1.4 水文地质、降雨与泥石流的关系根据泥石流形成的水动力条件，涉县境内泥石流为暴雨型泥石流，泥石流的促发因素主要是集中降雨。

暴雨作用在流域内、山坡坡面上，将产生两种汇流，汇水和汇沙。

汇沙是在流域内、山坡坡面上的自然的或人为的松散固体物质，因水流作用失稳后参加汇流的过程。

降落在流域内的水体导致固体物质失稳、输移的过程存在三种情况：①、一部分水体进入地表以下形成地下径流，进入地下的水体可以使土体结构软化，进而导致坡面上土体结构性失稳形成滑坡或斜坡破坏，这类泥沙补给具有集团补给性质；②、另一部分水体则形成地表径流汇入沟槽，使地表部分不稳定的松散固体物质同时参与汇流过程，既有分散补给性质，也有集团补给性质；③、第三部分水体则是由于沟槽中水流对沟底和沟槽两岸松散堆积体的掏蚀而形成的固体物质补给，既有分散补给性质，也有集团补给性质。

混合后形成的二相流体，当含沙量超过某一限制后，因其流动特性的变化而成为一种特殊的洪流—泥石流。

因地处太行山迎风坡，受太平洋东南季风影响，一般降雨量颇丰，多年平均降雨量569.8mm（1960-2010年），最大年降雨量1031.9mm（1963年），年内降雨量分配极不均匀，降水集中在6-9月份，占全年的70%以上，常常形成暴雨，造成泥石流。

1996年8月4日涉县遭受特大洪灾，7月连续降雨17天，降雨量193.5mm，8月1日～4日连续降暴雨299.6mm，清漳河洪峰流量达7200m3/s，超过1963年历史最高洪峰流量（5660 m3/s），暴雨造成多处泥石流发生。

1.5 人类工程活动对泥石流的影响人类活动常破坏山坡的稳定，开矿、修渠、筑路的弃渣，陡坡垦植、毁林开荒导致水土流失，更是直接增加了泥石流固体物质的来源。

堤坝溃决甚至可能触发泥石流。

2 崩塌的形成条件与影响因素2.1 地形地貌与崩塌的关系涉县多为地形强烈切割的山区，多分布高陡斜坡，坡面多不平整，上陡下缓，崩塌的形成与这样的地形有直接关系。

2.2 地质构造对崩塌的影响在几组断裂交汇的高边坡地段，易形成崩塌，如玉林井崩塌、王金庄崩塌；岩层密集分布区，岩层破碎，易形成崩塌落石，如白芟、张家头一带。

褶皱核部岩层常强烈弯曲，岩层破碎，形成各种崩塌体。

在重力或其他外力作用下，可能产生各种类型的崩塌落石，其规模主要取决于褶皱轴向与临空面夹角：当褶皱轴向垂直于坡面方向时，多产生落石或小型崩塌，如弹音村东南崩塌；当褶皱轴向与临空面平行时，高陡边坡可能产生大型崩塌；褶皱两翼为单斜岩层，当岩层倾向临空面时，易产生滑移式崩塌；特别是当岩层内有软若夹层，岩层两侧又有构造节理切割时，陡边坡可能产生大型崩塌。

崩塌落石多沿构造节理面发生。

涉县已发现崩塌，岩体节理裂隙发育，多存在二组或二组以上的陡倾节理，节理密度较大，其中与坡面平行的一组节理常演化为拉张裂隙，当岩体重力卸荷作用大于岩体强度抗力作用时，由于岩体内部应力调整，节理、裂隙等软弱结构部位将发生位移变形，不但岩体中的节理、裂隙会扩展，新的裂隙也将发生、发展，促使危岩体脱离母岩。

当节理密度较小，单延展性、穿切性较好时，则形成了较大体积的危岩体。

此外，危岩所处斜坡坡度较陡，前缘临空，在暴雨、地震、人工爆破等因素诱发下，顶部碎块状岩石和基岩表层强风化带发生崩塌，堆积至坡脚平缓地带。

2.3 工程地质岩组与崩塌的关系涉县崩塌出露的基岩岩性多为厚层的脆性的沉积岩—奥陶系、寒武系灰岩白云岩及长城系砂岩，高陡黄土、碎石土边坡也易发生崩塌。

软硬相间岩层组合，软岩易被风化冲刷掏空，形成上部岩体崩塌：巨厚完整坚硬岩层夹薄层软岩，当岩层倾向临空面时，陡峻边坡可能发生大规模滑移式崩塌；涉县已发现的崩塌多为产状近于水平软硬相间岩石组成的陡边坡，因差异风化，易发生小型崩塌和落石，如王金庄崩塌，上部为奥陶系厚层灰岩，下部为白云岩，白云岩风化掏空，致使上部灰岩成为危岩体；有褶曲发育的软岩组成的陡边坡，常发生小型崩塌和落石，如弹音村东南崩塌，岩层为泥质灰岩，褶曲发育。

高陡黄土、碎石土边坡，受降雨或冻融作用，常发生小型崩塌，如前峧、黄岩、台庄崩塌。

2.4 水文地质对崩塌的影响地下水对崩塌有较大的影响。

当地下水在边坡上或坡脚以线状渗出带出露，则表明边坡上有延伸较远的含水结构面，边坡稳定性较差，可能发生较大规模的崩塌。

涉县属季节性冻结区，由于斜坡岩石中裂隙水的冻胀作用，亦可导致崩塌的发生。

2.5 降雨与崩塌的关系降雨可使岩体裂隙产生静水压力，有可能触发崩塌的产生；当构造节理面有粘土或其他风化物充填时，易受雨水浸润软化而产生崩塌落石。

2.6 人类工程活动对崩塌的影响在漳河河谷两侧，公路建设是经济活动的主导因素，309国道、涉左公路、平涉公路的修建，形成了陡坡、陡崖，诱发崩塌发生。

茨村崩塌是由于修建公路削坡、加之上部修建水渠爆破引发。

3 地面塌陷的形成条件与影响因素涉县地面塌陷均由地下铁矿开采引起发。

3.1 地质构造对地面塌陷的影响①、岩层节理裂隙发育，会促进变形加快，增大变形范围，扩大地表裂缝区。

②、断层会破坏地表移动的正常规律，改变地表移动盆地的位置和大小，断层带上的地表变形更加剧烈。

3.2 工程地质岩组与地面塌陷的关系①、上覆岩层强度高、分层厚度大时，产生地表变形所需采空面积要大，破坏过程时间长；厚度大的坚硬岩层，甚至长期不产生地表变形。

强度低、分层薄的岩层，常产生较大的地表变形，且速度快，但变形均匀，地表一般不出现裂缝。

脆性岩层地表易产生裂缝。

②、厚度大、塑性大的软弱岩层，覆盖于硬脆的岩层上时，后者产生破坏会被前者缓冲或掩盖，使地表变形平缓；反之，上覆软弱岩层较薄，则地表变形会很快，并出现裂缝。

岩层软硬相间，且倾角较陡时，接触处常出现层离现象。

③、地表第四系堆积物越厚，则地表变形值增大，但变形平缓均匀。

3.3 水文地质及降雨对地面塌陷的影响地下水活动（特别是对抗水性弱的软弱岩层）、降雨会加快变形速度，扩大地表变形范围，增大地表变形值。

3.4 人类工程活动对地面塌陷的影响涉县中部的西戌镇、偏店镇矿产资源丰富，易于开采，是本区经济发展的强劲力量，工程经济活动最为强烈，矿产资源的开发引发地面塌陷。

本区资源埋藏较浅，开采深度一般50-120m，矿体厚度较大，一般厚度在1-60m，上覆岩土体为第四系黄土和风化的闪长岩体，开采为无底柱开采，开采空间大，在重力作用下，采空塌落带直通地面，多以冒顶型塌陷为主，塌陷深度较大，本区最大的塌陷深度为10 m。

4 滑坡的形成条件与影响因素4.1 地形地貌与滑坡的关系滑坡产生的地貌条件：斜坡具有高陡的临空面或具有自由下滑的空间和宽大的汇水区。

涉县滑坡多发生在坡度较陡，平均坡度30°，坡面高低不平，有陷落松塌现象，无高大直立树木，坡前斜坡较陡。

4.2 地质构造对滑坡的影响从宏观上看，滑坡的产生与区域地质构造条件有关，沿断裂带发育的滑坡，常常与断裂性质有关，因力学性质不同，破坏程度也有所不同。

斜坡岩土体内具有与斜坡倾向相同的软弱结构面、覆盖于斜坡或倾斜基岩面上的松散地层，易产生滑坡。

如河口滑坡，第四系以来的新构造运动地壳以间歇性上升为主，并且斜坡前缘有沟谷穿过，河流的侵蚀与侧蚀作用极为强烈且交替进行。