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第２９卷第２期２０１４年４月灾 害 学ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＡＴＡＳＴＲＯＰＨＯＬＯＧＹＶｏｌ２９Ｎｏ２Ａｐｒ２０１４黄玉华，冯卫，李政国．陕北延安地区２０１３年“７３”暴雨特征及地质灾害成灾模式浅析［Ｊ］．灾害学，２０１４，２９（２）：５４－５９．［ＨｕａｎｇＹｕｈｕａ，ＦｅｎｇＷｅｉ，ＬｉＺｈｅｎｇｇｕｏ．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＤｉｓａｓｔｅｒＭｏｄｅｏｆｔｈｅＲａｉｎｓｔｏｒｍＨａｐｐｅｎｅｄｏｎＪｕｌｙ３２０１３ｉｎＹａｎａｎＡｒｅａｏｆＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣａｔａｓｔｒｏｐｈｏｌｏｇｙ，２０１４，２９（２）：５４－５９．］陕北延安地区２０１３年“７３”暴雨特征及地质灾害成灾模式浅析黄玉华，冯 卫，李政国（国土资源部黄土地质灾害重点实验室／中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安７１００５４）摘 要：２０１３年７月３日以来百年不遇的持续性强降雨，在陕北黄土高原延安地区引发了大量的崩塌滑坡泥石流地质灾害。通过和往年降雨情况进行对比，分析了此次强降雨的特征。调查认为，本次持续性强降雨是大范围地质灾害产生的主要诱发因素。类型主要有小规模黄土崩塌、浅表层黄土滑坡、坡面型黄土泥流，以及上述灾种复合转化形成的沟谷型泥流。阐述了这几种地质灾害的发育特征和成灾模式，从降雨、地形、地层组合、沟谷地貌等方面分析了地质灾害发生的临灾条件。关键词：“７３”暴雨；地质灾害；发育特征；成灾模式；延安地区中图分类号：Ｘ４３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８１１Ｘ（２０１４）０２－００５４－０６ｄｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１０００－８１１Ｘ２０１４０２０１２ ２０１３年７月３日以来，延安地区遭遇百年一遇的持续性强降雨，是该地区自１９４５年有气象记载以来降雨过程最长、强度最大的一次降雨，造成严重的财产损失和人员伤亡。持续强降雨造成大量的窑洞房屋坍塌，道路损毁，交通中断，电力、通讯设施破坏。受损淤地坝５００余处、水库２２座。延安市宝塔区胜利水库、富县大申号水库出现险情。农作物受灾面积４７８００ｈｍ２，绝收１７５３３ｈｍ２，紧急转移撤离群众６２３８万人。引发崩塌、滑坡、坡面型泥流等地质灾害多达８０００余处，死亡近３０人。截至７月３１日１８时，全市共计１５４５万人次受灾，死亡４３人，直接经济损失１０２７亿元。延安属于典型的黄土地貌区，地表破碎，沟壑纵横，第四系上更新统马兰黄土广泛分布，土质疏松，垂直节理裂隙发育，是陕西省黄土地质灾害高易发区，而汛期更是地质灾害高发期。陕西省地质灾害的发育特征及分布规律研究［１－５］、地质灾害与降雨之间的关系研究［６－９］、滑坡灾害致灾模式及机理研究［１０］、陕西崩滑地质灾害实例分析［１１］、灾害管理［１２］等方面，前人都做了大量的研究。关于本次百年未遇的强降雨条件下陕北黄土地区地质灾害的研究尚不多见。在国土资源部，陕西省、延安市各级政府的统一部署下，笔者带队在延安市开展了汛期地质灾害应急排查。本文通过调查过程中的典型实例，阐明了了本次暴雨诱发的地质灾害发育特征，分析了成灾模式，提出了地质灾害的临灾判别条件，以期对陕北黄土区今后的地质灾害防治提供一些借鉴。１ 延安“７３”暴雨特征１１ 往年降雨特征延安市位于陕西黄土高原中部，属典型的暖温带与中温带过渡区的西北干旱气候，１９６０－２００８年以来，年平均降水总量５０７７ｍｍ，最大年降水量８７１２ｍｍ（１９６４年），最小３３００ｍｍ（１９７４年），相差２６倍。日最大降水量１３９９ｍｍ（１９８１年），时最大６２ｍｍ（１９７９年）。降水主要集中在６－１０月，约占全年降水的７０％多；而７、８月为月降雨量最大的两个月份，月降雨量在１１０～１４０ｍｍ之间。年平均降雨量超过５００ｍｍ的县主要集中在子长、志丹、安塞、延川、延长及宝塔区一带，降雨量整体由北至南，从东向西呈逐渐减少，其中以富县和洛川的年平均降雨量最少，均在５００ｍｍ以下。１２ 延安“７３”暴雨特征表１数据来自延安市气象局，资料分析结果表明，２０１３年７月３－３１日，延安各地７月降雨量几乎相当于全年的降雨量。月累积最大降雨量５８１ｍｍ（安塞县），最低２５３７ｍｍ（黄陵县），是往年７月平均降雨量的２２６～５２４倍。其中超过４００ｍｍ收稿日期：２０１３－０９－０３ 修回日期：２０１３－１０－１３基金项目：国土资源大调查项目延安市地质灾害调查与综合研究（１２１２０１１１４０００１）作者简介：黄玉华（１９７５－），男，陕西商南人，高级工程师，主要从事地质灾害调查研究工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｙｕｈｕａ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ ２期黄玉华，等：陕北延安地区２０１３年“７３”暴雨特征及地质灾害成灾模式浅析的有安塞县、宝塔区、延川县、志丹县、甘泉县、宜川县、吴旗县等７县。单日最大降雨量最高１４３７ｍｍ（洛川，２０１３－０７－２６），最低４９８ｍｍ（黄陵县，２０１３－０７－２３）。全月总降雨日最多１９ｄ，最少１４ｄ。日降雨量超过２５ｍｍ的大雨日数最多达９次（安塞县、延川县），日降雨量超过５０ｍｍ的暴雨日数最多达６次（延川县），其中日降雨量超过１００ｍｍ的大暴雨日数安塞县、洛川县、宜川县各有１次。 总体来看，此次降雨中心集中在安塞县、宝塔区、延川县一带。北部子长县、南部黄陵县、黄龙县降雨量相对较低。该次降雨是延安地区１９４５年有气象记录以来，同期累积降雨量最大，降雨日最多，暴雨次数最多、过程最长、暴雨日间隔时间最短的一次强降水过程，简称“７．３”暴雨。２ 地质灾害发育特征与成灾模式据不完全统计，此次强降雨引发的地质灾害多达８０００余处，属于区域群发性地质灾害。点多面广，爆发时间集中，与降雨有明显的一致性。 主要有崩塌、泥流、滑坡三种类型，尤以坡面型泥流、小型滑塌和浅表层滑坡为甚。而造成人员伤亡和财产损失最为严重的则是持续性强降雨链生的复合型灾害。表２中简要列出了“７．３”暴雨引发的地质灾害主要发育特征及分布规律。２１ 崩塌（１）崩塌特征崩塌是此次强降雨作用下最易发生的地质灾害类型。以黄土崩塌为主，多发生在黄土斜坡高陡谷缘的晚更新世黄土（Ｑｐ３）中，这类黄土颗粒粗，土质结构疏松、富含大孔隙、湿陷性强、垂直节理发育、抗剪强度低、崩解性强。崩塌体规模较小，土方量一般在数方～数十方之间。对当地的土窑洞、接口窑、依山修建的房屋、路畔等威胁极大。其次，在公路沿线的基岩崩塌也有发生。 （２）崩塌破坏模式此次强降雨引发的崩塌主要发生在由晚更新世黄土（Ｑｐ３）组成的黄土边坡。晚更新世黄土以披覆的形式沉积在下伏老地层上。黄土中发育大量的垂直节理、卸荷裂隙、孔洞、落水洞等利于降雨入渗的优势通道［１３］。降雨除地表径流外，还有 表１２０１３年７月延安各地降雨量特征值区县累计降雨量／ｍｍ日最大降雨量／ｍｍ总降雨日／ｄ连续降雨日／ｄ≥２５ｍｍ大雨日／ｄ≥５０ｍｍ暴雨日／ｄ≥１００ｍｍ大暴雨日／ｄ安塞县５８１１３１．１０１９９９５１宝塔区５５３．３９１．９０１８９４４０富县３１６７０．５０１８８８３０甘泉县４４１．３８２．８０１８４５４０黄陵县２５３．７４９．８０１７６３００黄龙县２６１．７７３．３０１４８４２０洛川县３４５．８１４３．７０１５４４２１吴起县４１７８８．５０１８９７２０延川县５６７．３８４．００１８９９６０延长县３３４．５８５．３０１７９４１０宜川县４２５．７１１１．４０１９８６２１志丹县４６０．９８５．１０１７９８３０子长县３０９．３５８．５０１９９５１０ 表２“７．３”暴雨引发地质灾害主要特征灾害类型分布规律物质成分基本特征实例崩塌坡度＞６０°，坡高＞１０ｍ的黄土陡崖地貌。晚更新世黄土为主、部分人工填土。快速，规模较小，土方量一般在数方～数十方之间。市政府后山崩塌浅表层滑坡坡度＞３０°的黄土斜坡，植被较好的坡段更易发生。晚更新世浅表层松散黄土和全新世滑坡扰动土。快速，滑床比较平直，可见擦痕。滑体厚度多在０．４～１．５ｍ，一般＜２ｍ，长、宽＜１０ｍ。供热厂后山滑坡坡面型泥流坡度＞４０°的黄土斜坡。晚更新世浅表层松散黄土和全新世滑坡扰动土、坡表残坡积物、风化层、耕作层。稀性泥流为主，呈长条状，点多面广，危害严重。麻洞川胡屯泥流，宝塔山泥流链生复合型泥流晚更新世黄土顺坡披覆的黄土斜坡、沟谷复合地形。包含以上。崩塌、滑坡转化为坡面型泥流，崩塌、滑坡、坡面流转化为沟谷型泥流。富县段高速公路沿线５５灾 害 学２９卷部分沿这些优势通道入渗，导致黄土趋于饱和，抗剪强度大幅度降低，从而造成边坡崩塌破坏。如市政府后山黄土崩塌，发生于２０１３年７月２２日，崩塌体高１５ｍ，宽约８ｍ，方量约２０ｍ３，导致３孔窑洞被毁（图１、图２）。图１ 市政府后山黄土崩塌剖面图图２ 延安市政府后山黄土崩塌毁坏窑洞２２ 浅表层滑坡（１）滑坡发育特征根据滑坡的滑面位置，陕北滑坡主要有黄土层内滑坡，黄土－基岩接触面滑坡、黄土基岩混合滑坡。经调查，本次暴雨并没有引发体积在１０×１０４ｍ３以上的中、大型滑坡，原有监测点部分出现垮塌、裂缝、下挫等变形迹象。强降雨引发的的主要为浅表层滑坡，发育地层以晚更新世马兰黄土和植被较发育的坡积层为主。此类滑坡在坡度＞４０°的直线型坡面发育者居多，滑坡厚壁高度较小，滑床比较平直，部分可见明显擦痕现象。滑坡厚度多在０４～１５ｍ，一般在２ｍ以内，长度和宽度大小不等，多在数十米之内。（２）滑坡破坏模式强降雨与滑坡之间的关系前人做了大量的研究工作［６－１０，１４］。浅层堆积物滑坡特定的物质组成、结构性状及厚度条件决定了其特殊的亲雨性。由其特征条件决定的降雨入渗速度、下伏滑床面汇流状况及水力影响程度，导致了这类滑坡对降雨的特殊敏感性［９］。林孝松在研究暴雨诱发的８０多个典型滑坡的发生时间和降雨历时的统计分析中发现，在暴雨开始之后１０～１２ｈ内发生滑坡的多为浅层堆积、堆填土和粘土滑坡［８］，这说明了强降雨是浅层滑坡失稳最关键的触发因素。调查发现，这种浅表层次的滑坡在植被较发育的黄土斜坡上较之裸露的斜坡上更容易发生。后者在强降雨条件下，部分产生滑坡，大部分更容易产生坡面泥流。而植被较好的坡面上，植被一方面防护了坡面，另一方面又增加了坡体自重。在强降雨作用下，坡体表层发育的植被大量吸水，破体内地下水来不及排泄，引起地下水位急剧上升，导致下部土体趋于饱和。在土体强度大大降低的同时，叠加上植被本身的自重，表层土体短时间内完成蠕滑－拉裂－贯通－下滑过程，剪断植被根须，顺坡而下形成浅表层滑坡。滑坡体在下滑过程中，若土体饱和或持续接受降雨的条件下，可迅速转化为坡面泥流或沟谷泥流。如２０１３年７月２２日上午，延安供热厂后山发生浅表层黄土滑坡，滑坡体长３５ｍ，宽约１０ｍ，厚１ｍ，坡向３０°，方量约４０ｍ３，导致坡脚８间房屋被埋（图３、图４）。图３ 延安供热厂后山浅表层黄土滑坡毁坏房屋图４ 延安供热厂后山浅表层黄土滑坡２３ 坡面型泥流（１）泥流发育特征黄土高原的泥流是区内的一种灾害类型，但前人研究重点多放在沟谷型黄土泥流上［１５－１８］。坡面型泥流是本次强降雨引发的地质灾害中发育最多，危害最严重的灾种。由于陕北降雨量较少，加之近年植被好转，坡面型泥流是陕北往年不太常见的灾害。在此次百年不遇的强降雨作用下，当累积降雨量达到２００ｍｍ时，４０°～７０°的斜坡上６５ ２期黄玉华，等：陕北延安地区２０１３年“７３”暴雨特征及地质灾害成灾模式浅析坡面型泥流大量发生（图５，图６），尤其是在滑坡扰动土体上和裸露的滑坡后壁（多为晚更新世黄土）上更为常见。泥流一般长度大于宽度，多呈条带状顺坡而下。典型如７月２２日上午９：４５，宝塔区麻洞川乡胡屯村泥流，斜坡坡长约１００ｍ，宽约２６ｍ，坡度５５°。发生泥流区域长约６２ｍ，宽１８ｍ，滑向３１０°，土方量约６０ｍ３。泥流掩埋农用车一辆，致使１人死亡，一人重伤。７月１２日凌晨４点多，延川县新建沟后沟爆发泥流，在救援过程中，发生二次滑塌，造成５人死亡，６间房屋损坏。１３日０７：１０宝塔区河庄坪坡面泥