樊小鵬，胥斌輝

（甘肅工程地質(zhì)研究院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

紅古區(qū)位于蘭州市西端，屬隴中黃土高原，境內(nèi)山體多覆蓋第四系馬蘭黃土。黃河一級(jí)支流湟水河自西向東貫穿紅古全境，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響發(fā)育有多級(jí)階地，流水侵蝕切割溝壑縱橫。區(qū)境屬冷溫帶半干旱氣候區(qū)，全年降水量介于198.6～573.2mm（1950—2021 年），年降水多集中在7—9 月，歷史曾受多次地震時(shí)間影響[1-2]。

作為紅古區(qū)經(jīng)濟(jì)支撐的煤礦已經(jīng)歷悠久歷史，解放后小煤窯整合關(guān)停，發(fā)展至現(xiàn)在以大型企業(yè)采礦為主要產(chǎn)業(yè)鏈迅速發(fā)展。而采礦活動(dòng)深刻影響區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育，且多次造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失[3]。近年來(lái)，城鎮(zhèn)化速率明顯加快，城區(qū)的建設(shè)也引發(fā)了區(qū)內(nèi)多處地質(zhì)災(zāi)害，短時(shí)較為集中的降雨、地震等活動(dòng)也影響了區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，多次導(dǎo)致紅古區(qū)境內(nèi)發(fā)生了不同程度的地質(zhì)災(zāi)害，人民生命、財(cái)產(chǎn)受到不同程度的損毀，部分地質(zhì)災(zāi)害處在爆發(fā)的邊緣。隨著近年來(lái)頻發(fā)的極端天氣及趨于強(qiáng)烈的紅古城區(qū)建設(shè)，在削坡修路、建房或是采礦形成的次生地質(zhì)災(zāi)害的情況較為嚴(yán)重，城市地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究方向也成為政府重點(diǎn)關(guān)注方向，因此，本次對(duì)于紅古區(qū)歷史災(zāi)情的調(diào)查總結(jié)，在地質(zhì)災(zāi)害早期識(shí)別、形成機(jī)理和規(guī)律認(rèn)識(shí)方面可以作為補(bǔ)充認(rèn)識(shí)，總結(jié)區(qū)內(nèi)成災(zāi)模式，提出綜合防治、管理對(duì)策建議，為紅古區(qū)防災(zāi)減災(zāi)管理、處置提供基礎(chǔ)依據(jù)，現(xiàn)實(shí)意義重大。

1 紅古區(qū)地質(zhì)災(zāi)害歷史災(zāi)情概況

依據(jù)收集到的公開(kāi)資料，結(jié)合野外調(diào)查訪問(wèn)當(dāng)?shù)鼐用?，本文詳?xì)梳理1949 年以來(lái)重大地質(zhì)災(zāi)害事件及1978 年以來(lái)逐年地質(zhì)災(zāi)害信息，依據(jù)《國(guó)家突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共梳理出31 起地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情事件，各類地質(zhì)災(zāi)害事件共造成14 人死亡，直接造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)9623.56 萬(wàn)元。

2 歷史災(zāi)情分析

2.1 災(zāi)情年際變化

根據(jù)紅古區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情年際變化（圖1）可以看出，紅古區(qū)災(zāi)情在1949—1985 年間發(fā)生次數(shù)最少，僅在1971 年發(fā)生1 起地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情事件。災(zāi)情事件多集中在1985—2006 年之間，其中1998 年發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害5 起，為歷史之最，2012—2018 年之間也發(fā)生幾次災(zāi)情事件，但頻率明顯低于1985—2006 年。

圖1 地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情統(tǒng)計(jì)

2.2 歷史災(zāi)情及破壞模式分析

根據(jù)前文對(duì)于災(zāi)情的統(tǒng)計(jì)，建國(guó)以來(lái)紅古區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，下文將通過(guò)統(tǒng)計(jì)已有資料記載的災(zāi)害來(lái)分析其成災(zāi)模式。

根據(jù)對(duì)災(zāi)情的統(tǒng)計(jì)可以看出以中小型居多，且崩塌地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情等級(jí)基本為小型，對(duì)于區(qū)災(zāi)情等級(jí)為中型以上的以滑坡、泥石流為主，而大型和特大型的災(zāi)害中以泥石流為主，如表1、圖2 所示。

表1 災(zāi)情規(guī)模統(tǒng)計(jì)

圖2 災(zāi)情規(guī)模統(tǒng)計(jì)（二）

根據(jù)上述分析可以得知，區(qū)內(nèi)危害大的地質(zhì)災(zāi)害主要為地面塌陷及滑坡，崩塌、泥石流次之，下文將對(duì)不同類型災(zāi)害的成災(zāi)模式進(jìn)行分析。

2.2.1 地面塌陷

窯街煤電集團(tuán)下轄煤礦作為紅古區(qū)重要的資源為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)建設(shè)起到了至關(guān)重要的作用，但同樣由采煤形成的地面塌陷也深刻影響著窯街及海石灣鎮(zhèn)一帶居民，地面塌陷區(qū)大部分地段整體塌陷幅度達(dá)5～20m，形成眾多不同程度的拉張裂縫，局地群發(fā)性陷坑發(fā)育山體較為破碎，地表裂縫呈帶狀發(fā)育，沿山體走向展布，最寬處達(dá)3m，一般0.5～1.0m。地面塌陷對(duì)礦區(qū)影響范圍內(nèi)4 個(gè)村造成不同程度危害，約4000 多間房屋不同程度傾斜、開(kāi)裂，墻體裂縫最寬30cm，一般5～10cm。

典型例證如下。

（1）1993 年9 月22 日4 時(shí)11 分，窯街三礦大門(mén)南側(cè)300m 處發(fā)生地面塌陷，塌陷坑南北寬42m，東西長(zhǎng)47m，坑深9.5m，地面7 戶24 人被塌入陷坑，致3 人死亡，有9 人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失300 萬(wàn)元。

（2）2001 年4 月5 日窯街一礦發(fā)生地面塌陷，致1 人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1200 萬(wàn)元。

（3）2005 年2 月18 日，窯街街道上街村發(fā)生地面塌陷，致185 戶居民約763 人受災(zāi)，塌陷造成700 余間房屋受損，直接經(jīng)濟(jì)損失3000 萬(wàn)元。

在對(duì)窯街三礦地面塌陷成因理論分析的基礎(chǔ)上，將其形成機(jī)理概括為如下四個(gè)階段：塌陷初期階段、累積變形破壞階段、沉陷盆地（漏斗）形成階段及沉降穩(wěn)定階段[4-5]。

2.2.2 滑坡

文獻(xiàn)閱讀的首要目的是培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，要面向所有學(xué)生開(kāi)展。文獻(xiàn)閱讀的過(guò)程也是一個(gè)督促學(xué)生再學(xué)習(xí)的過(guò)程，不能放棄學(xué)習(xí)水平較差的學(xué)生。此外，由于學(xué)生學(xué)習(xí)水平參差不齊，無(wú)法要求每個(gè)學(xué)生都能夠通篇讀懂文獻(xiàn)，進(jìn)行合理的分組，由每組完成一篇文獻(xiàn)閱讀任務(wù)是符合實(shí)際情況的。

根據(jù)災(zāi)情數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑坡地質(zhì)災(zāi)害在區(qū)內(nèi)分布較廣，其成災(zāi)條件及成災(zāi)過(guò)程分析如下。

（1）承災(zāi)體分布：由于區(qū)內(nèi)土地資源受地形地貌限制較大，城鎮(zhèn)多建于河谷，村莊多位于山體坡腳，工廠建于斜坡中部。

（2）地形地貌：根據(jù)對(duì)區(qū)內(nèi)6 處滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，6 處滑坡均位于低中山地貌區(qū)，滑坡高差多介于0～100m 之間，坡度多介于0°～35°之間，坡體受人為改造強(qiáng)烈。

（3）巖土體特征：根據(jù)已有災(zāi)情資料的分析，區(qū)內(nèi)滑坡均為土質(zhì)滑坡，斜坡結(jié)構(gòu)均為“土-巖”結(jié)構(gòu)。

（4）降雨及地震：“土-巖”結(jié)構(gòu)的斜坡利于雨水下滲，下伏基巖為天然隔水層，而其對(duì)于接觸面巖土體物理特性的改變使得其易于滑動(dòng)。地震破壞巖土體受力平衡狀態(tài)，影響斜坡穩(wěn)定性。

通過(guò)上述分析可以看出，滑坡災(zāi)害受人類工程活動(dòng)改造，在降雨、地震的誘發(fā)之下發(fā)生，而承災(zāi)體多位于滑坡體上部或坡腳處，滑坡主要對(duì)區(qū)內(nèi)農(nóng)田、房屋、道路造成危害，分布于坡體中部、頂部的則產(chǎn)生裂縫，主要以拉裂破壞為主，承災(zāi)體分布于坡腳的則以沖擊、掩埋的方式造成破壞。在紅古區(qū)，滑坡的成災(zāi)模式還有可能為堵塞溝道，例如上文災(zāi)情處舉例到的海石灣煤礦上工業(yè)廣場(chǎng)滑坡，其次發(fā)生于2015 年捷路溝滑坡也是具有類似的破壞性[6-9]。

2.2.3 崩塌（潛在崩塌）

（2）地形地貌：對(duì)區(qū)內(nèi)崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)高程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其高差多介于0～50m 之間，坡度多在50°以上，坡體受人為改造多為直線狀。

（3）巖土體特征：根據(jù)已有災(zāi)情資料的分析，區(qū)內(nèi)崩塌多為“巖-土”復(fù)合型崩塌。

（4）降雨及地震：降雨及地震直接改變巖土力學(xué)性質(zhì)，地震破壞巖土體受力平衡狀態(tài)，影響斜坡穩(wěn)定性。

區(qū)內(nèi)崩塌多發(fā)生在湟水河階地前緣，其形成機(jī)制主要因后期人工切坡、擾動(dòng)，在地能或爆破震動(dòng)、降水等外因引發(fā)之下，導(dǎo)致上部危巖體突然脫離其附存斜坡，進(jìn)而威脅坡腳居民區(qū)、公路等，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，區(qū)內(nèi)崩塌多為修路引發(fā)，建房次之，破壞方式為沖擊、壓埋[10-13]。

2.2.4 泥石流

紅古區(qū)泥石流類型均為暴雨型，暴雨具有局域性、高強(qiáng)度的特征，由于區(qū)內(nèi)小型滑坡、崩塌較發(fā)育，具備大量泥石流物源，當(dāng)降雨指標(biāo)均超過(guò)了泥石流形成的最小雨強(qiáng)，就會(huì)爆發(fā)泥石流，對(duì)溝道內(nèi)及溝口處居民生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，紅古區(qū)境內(nèi)災(zāi)情為小型的災(zāi)害多由泥石流造成，比較典型的則為發(fā)生于1998 年8 月8 日的海石灣鎮(zhèn)北側(cè)山區(qū)捷路溝、下沿溝等群發(fā)性泥石流，暴雨攜帶溝道內(nèi)泥沙下泄對(duì)溝口居民區(qū)造成嚴(yán)重危害，危害方式為沖擊、掩埋[14-15]。

3 研究結(jié)論

（1）紅古區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情在1985—2006 年之間較為頻繁。

（2）各類地質(zhì)災(zāi)害中地面塌陷造成的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失最大，其次為滑坡、崩塌、泥石流。

（3）地面塌陷破壞方式主要為裂縫、沉降等造成人員傷亡及基礎(chǔ)設(shè)施損壞，且多引起滑坡、崩塌、泥石流等次生災(zāi)害。

（4）滑坡主要對(duì)區(qū)內(nèi)農(nóng)田、房屋、道路造成危害，分布于坡體中部、頂部的則產(chǎn)生裂縫，主要以拉裂破壞為主，承災(zāi)體分布于坡腳的則以沖擊、掩埋的方式造成破壞。在紅古區(qū)，滑坡的成災(zāi)模式還有可能為堵塞溝道。

（5）崩塌主要因后期人工切坡、擾動(dòng)，在地能或爆破震動(dòng)、降水等外因引發(fā)之下，導(dǎo)致上部危巖體突然脫離其附存斜坡，對(duì)坡腳處人員及財(cái)產(chǎn)造成損害，區(qū)內(nèi)崩塌多為修路引發(fā)，建房次之，破壞方式為沖擊、壓埋。

（6）泥石流主要由暴雨攜帶溝道內(nèi)泥沙下泄對(duì)溝口居民區(qū)造成嚴(yán)重危害，危害方式為沖擊、掩埋。