黑方台台塬灌溉水流量与黄土滑坡群的关系分析

[摘要]黄土是水敏性极强的土体，在灌溉水入渗作用下，黄土由非饱和变为饱和，超孔隙水压力上升，并在自重、地脉动、地震等因素作用下导致黄土液化，诱发高速黄土滑坡。文章根据野外现场的调查，简单统计分析黑方台台塬灌溉水流量以及黄土滑坡的分布规律，得出灌溉水流量大小对于黄土滑坡的发生有很大的影响。

[关键词] 黑方台 黄土滑坡群 灌溉水流量

[中图分类号] P642.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-212-2

1前言

黄土是水敏性极强的土体。在灌溉水入渗作用下，黄土由非饱和变为饱和，超孔隙水压力上升，并在自重、地脉动、地震等因素作用下导致黄土液化，诱发高速黄土滑坡，是一种被普遍接受的灌溉渗透诱发型黄土滑坡发生机理[1-3]。Sassa[4]在一系列环剪试验基础上提出了考虑孔隙水压的三维滑坡运动模型，并写成了有限差分程序，非常适用于滑动面发生液化的滑坡运动学研究。据统计，自1981年到1999年19年间，黑方台灌区每年的平均提水量是645 X 104m3，如此大量的泉水，在没有侧向径流补给的条件下，其补给来源只能是大量灌溉水的回渗。因此，长期的大水漫灌是引起黑方台边坡失稳、反复发生滑坡的最主要的诱发因素。

2研究区概况

黑方台位于甘肃省永靖县境内，是盐锅峡水库北岸的黄河四级阶地，台面分为“黑台”和“方台”两部分，总面积为13.44km2[5]。为安置刘家峡等库区的移民，20世纪60年代在黑方台建成提水灌溉工程，大面积地开始灌溉。自1984年以来台缘已发生滑坡灾害50余次。随着滑坡的规模和频率的增加，黑方台已成为今年来甘肃省滑坡灾害最为严重和频繁的地方。目前黑方台灌区的滑坡灾害已造成了4人受伤。7人死亡，109户居民被迫搬迁，66.7hm2农田被毁，直接的经济损失达2000多万元[6]。

2.1研究区地貌

该区的新构造运动以差异性上升为主要特征，其结果使白垩系地层强烈倾斜，局部褶皱构造发育。受构造运动的影响，下白垩统河口群上段的砂泥岩地层中节理比较发育。由于黄河的侵蚀，形成了多级阶地地貌，黑方台即为黄河的Ⅳ级基座阶地。

2.2研究区地质

处于我国南北大地震带中。从台缘地层看，第四级阶地形成前，曾发生长期掀斜运动，使白至系红色砂岩高角度倾斜，局部褶皱构造也十分发育，第四级阶地形成期间或以后的构造运动使阶地均匀抬升，黄河的砾石层和后期的冲积黄土层均保持着水平层。

2.3研究区地层

黑方台的地层组合特征是：台塬上部是厚22-43.6m的上更新统风积黄土，其质地均一，结构疏松，垂直节理发育，为粉土；黄土的下部是厚度4.00-17.10m的上更新统冲积成因的粉质粘土，可见水平层理，结构较致密，为弱透水层；粉质粘土层的下部是4-7.4m厚的卵砾石层，最下部为下白垩纪河口群上段的砂泥岩，成单斜状，倾向与坡向一致。

2.4研究区水文

该区年平均降水量316mm，除暴雨时在台地边缘地带产生径流，沿台缘冲沟泄流外，在细雨情况下很少产生地表径流，几乎全部雨水渗入地下。包括农田灌溉水，年平均下渗的水量约为3500万m3。

3研究区黄土滑坡分布情况

根据滑坡的物质组成，可将黑方台的滑坡划分为黄土滑坡和黄土-基岩滑坡两种类型，这两种滑坡大致以野狐沟为界，野狐沟至湟水桥一带边坡多发育黄土滑坡，而野狐沟至虎狼沟沟口一带边坡多发生黄土连同下伏基岩的一起滑动。

3.1黄土滑坡分布

黄土滑坡主要集中在野狐沟以东的焦家崖头、焦家村一带以及陈家村以北的磨石沟。黑方台边坡共发育有21处黄土滑坡，滑坡总体积约1304.7X104m3，其中焦家村2.8km长的边坡地带是工作区滑坡数量最多、滑坡密度最大、危害最大的地带，共发育有14处黄土滑坡，总体积为1225.66 X104，占研究区黄土滑坡总体积的94%.按滑坡所处地区将这些黄土滑坡分为磨石沟滑坡MH（MH1、MH2、MH3）、焦家滑坡JH（JH2-JH16）、野狐沟滑坡YH（YH2、YH3）、党川滑坡DH（DH1）和方台滑坡FH（FH3）等五个滑坡群。

3.2黄土-基岩滑坡分布

黄土-基岩滑坡主要集中在野狐沟至虎狼沟沟口一带，边坡多发生黄土连同下伏基岩的一起滑动。黑方台边坡共发育14处，滑坡总体积约3300.9X104m3.按滑坡所处地区将这些黄土-基岩滑坡可以分为焦家滑坡JH（JH1、JH3、JH4）、黄茨滑坡HH（HH1、HH2）、苹牲滑坡PH（PH）、党川滑坡DH（DH2）、方台滑坡FH（FH1、FH2）以及水管所滑坡SH（SH、SH1、SH2）等六个滑坡群。其中黄茨滑坡、苹牲滑坡以及水管所滑坡规模巨大，破坏性强。

4泉水出露情况统计及滑坡群与泉水流量关系分析

4.1泉水出露情况统计

野外调查得出黑方台台塬周侧共有泉水出露点50处，其中方台出露点有16处，黑台出露点有34处，地下水排泄总流量为27264.7ml/s.

黑台台塬周侧地下水排泄总流量为23257ml/s，方台台塬周侧地下水排泄总流量为4007.7ml/s.可以看出，黑台地下水排泄量是方台排泄量的5倍多。而且黑台野狐沟以东至磨石沟泉水露点为20处，总流速为19898ml/s，占黑台泉水总流速的85.6%，是地下水的主要排泄区。

4.2滑坡群与泉水流量关系分析

结合野外调查统计得出泉水出露情况和研究区已发生的滑坡群的规模（见表1），可以看出滑坡与泉水出露点的流量关系密切。黄土滑坡中焦家滑坡群的泉水流量大，从黄土中流出的泉水都很混浊，因此可以判定为滑体不稳定。通过实地的考察发现，最近一次大规模滑坡正是发生在此处，致使道路封锁数天，危害严重；黄土-基岩滑坡中水管所滑坡的规模是最大的，且泉水流量也是最大的。

黄土滑坡的滑坡总体积比黄土-基岩的小很多，而其出露泉水总量确非常大。我们可以认为黄土-基岩发生滑坡之后滑体比较稳定。

4.3无滑坡发生段分析

观察泉水的分布可以发现，除滑坡群地段有大量泉水出露外，磨石沟、虎狼沟和方台西南侧的沟谷处也有大量泉水涌出。这说明台顶灌溉水流集中汇流于此。由于这些地方无人居住，就算发生大规模滑坡也不会造成巨大的损失，因此可以考虑修建排水工程，如截水沟、排水沟等将多余的灌溉水汇集于沟谷处，减少台地南面滑坡的发生。

5小结

从调查结果分析中明显可以看出灌溉水的分布和流量的大小，对黄土滑坡的发生有非常大的影响。因此在以后的滑坡防治中，应该多注重水对滑坡的影响。

参考文献

[1]王家鼎， 刘悦. 高速黄土滑坡蠕滑动液化机理的进一步研究[J]. 西北大学学报（自然科学版）， 1999， 29（1）：79-82.

[2]金艳丽， 戴福初. 灌溉诱发黄土滑坡机理研究[J]. 岩土工程学报， 2007， 29（10）：1493-1499.

[3]张茂省， 李同录. 黄土滑坡诱发因素及其形成机理研究[J]. 工程地质学报， 2011， 19（4）：530-540.

[4]Sassa K. Geotechnical model for the motion of landslides. Special lecture of the 5th International Symposium on Landslides， Landslides， 1988，（1）：37-55.

[5]陈春利， 邢鲜丽， 李萍， 李同录. 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， 19（4）：550-554.

[6]王志荣， 吴玮江， 周自强. 甘肃黄土台塬区农业过量灌溉引起的滑坡灾害[J]. 中国地质灾害与防治学报. 2004， 15（3）：43-47.