地形地貌与地质灾害 中国地质灾害分布与我国地形地势特征有什么关系
斜坡地形是滑坡、崩塌灾害产生的先决条件。调查区黄土堆积厚度一般在数十米至百余米，最厚达150m左右，结构疏松，岩土侵蚀强烈，地表水系发育，以延河、汾川河为骨干，支流支沟密布，地形破碎，为滑坡崩塌泥石流的形成提供了遍布全区的临空条件。斜坡的几何形态决定着斜坡体内应力的大小和分布，控制着斜坡的稳定性与变形破坏模式。本节将以野外调查数据为依据，运用统计分析、应力分析、数值模拟等手段，从斜坡的坡型、坡度、坡高和坡向四个方面论述地形对地质灾害的控制作用。
一、斜坡坡型
调查区斜坡坡面形态可以划分为四个基本类型，即凸型、阶梯型、直线型和凹型。前两类属正向类型，后两类属负向类（图4-1）。凸凹型、凹凸型以及波型是四种基本坡型的组合形式，本次调查以最具代表的坡段作为基本坡型。
图4-1 四种基本黄土坡型
1—晚更新世黄土；2—中更新世黄土；3—古土壤
A—庙河村凸型坡；B—赵家沟阶梯型坡；C—崖窑村直线型坡；D—锁崖村凹型坡
在调查的293处滑坡中有261处（占滑坡总数的89.08%）发生于正向类型坡，其中凸型107处，占滑坡总数的36.52%；直线型坡154处，占滑坡总数的52.56%。52处崩塌（含崩塌隐患）中有37处（占崩塌总数的71.15%）发生于正向类，其中直线型坡21处，占崩塌总数的40.38%；凸型坡16处，占崩塌总数的30.77%。
51处不稳定斜坡中有31处为正向类，占不稳定斜坡总数的60.78%，其中直线型坡24处，占不稳定斜坡总数的40.08%；凸型坡占7处，占不稳定斜坡总数的20.70%。
直线型和凸型正向类斜坡明显更容易产生滑坡和崩塌灾害。负向类凹陷型和阶梯型斜坡，由于受到沿斜坡走向方向应力支撑，应力集中程度减缓，稳定程度明显增高；正向类斜坡则相反，应力集中程度明显提高，稳定程度明显降低。以40m坡高45°边坡为例，分别建立直线型和阶梯型数值模拟模型，利用静力平衡和强度折减方法计算其各自的安全系数，计算结果表明，直线型边坡明显发生破坏，坡体内部剪切应变呈带状分布，而阶梯型边坡的安全系数增大，静力计算时在4460时步收敛，坡体稳定。调查结果和力学分析得出相同的结论，坡型对斜坡的稳定性及变形破坏模式具有控制作用，正向类型直线型和凸起型斜坡较负向类凹陷型和阶梯型斜坡容易失稳。
二、斜坡坡度
调查的293处滑坡中有279处发生在陡坡，占调查滑坡总数的95.22%；仅有4处发生于陡崖，有10处发生于缓坡；崩塌则全部发生在陡崖。
图4-2 反映了滑坡在不同坡度区间的发生状况，但并不代表斜坡坡度对滑坡的控制作用。
图4-2 不同坡度区间对应的滑坡数量分布图
例如，30°～45°之间发生滑坡的数量最多，并不代表该坡度区间的斜坡容易产生滑坡。要研究滑坡在不同坡度区间滑坡出现的比率，必须首先确定不同坡度区间在调查区斜坡中出现的比率。
以调查区全区1：5万DEM图为基础，提取坡度数据，统计全区共有5 672 922个单元格。以5°为步长，统计各个坡度区间的单元格总数，计算各个坡度区间在全区所占的比率（图4-3）。按照坡度区间内滑坡点数量，求出各个坡度区间发生滑坡的统计比率（图4-4）。坡度低于30°时，滑坡发生比率极低；坡度在30°～60°之间，滑坡发生比率＜0.04%，并随着坡度的增大而升高；当坡度＞60°时，发生滑坡的比率陡然猛增至0.15%。
图4-3 不同坡度区间斜坡分布比率图
图4-4 不同坡度区间发生滑坡的比率图
坡度明显改变斜坡的应力分布状态，随着坡度的增大，坡面附近应力带范围随之扩大，坡脚应力集中并随之增高。据黄土斜坡稳定性有限差数值分析结果（图4-5，图4-6），当固定黄土边坡的坡高时，改变坡度，安全系数随着坡度的增加而减小，安全系数随着坡度变化呈现对数关系变化。说明斜坡坡度对于黄土边坡的稳定性影响很大，坡度越大，安全系数越小。也就是说，斜坡的坡度越大，临空的危势和斜坡体内应力也越大，斜坡易产生变形破坏。＞60°的陡崖易形成崩塌，随着坡度的减缓，多发生滑坡，由陡坡转变为缓坡，滑坡发生概率降低，直至不再有滑坡发生。
图4-5 50m坡高下坡度与安全系数关系图
图4-6 固定坡高下坡度与安全系数关系图
三、斜坡坡高
坡高虽然没有改变斜坡内应力的分布状态，但是，控制着坡体内各处应力的大小，随着坡高的增大，应力值呈线性增加。斜坡坡高与滑坡的发生也存在明显的控制关系。滑坡一般多发生在坡高50～120m的斜坡上（图4-7）。随着坡高的增加，滑坡发生的累计频率呈直线增高（图4-8）。崩塌多发生在坡高10～20m的斜坡上，占崩塌总数的69.23%；其次是发生在20～30m的斜坡上，占17.31%，超过这一高度崩塌发生的概率减小（图4-9）。原因是斜坡越高，历经风化已趋于稳定，坡度越缓；反之，斜坡越低，越易形成陡坡，也易受到河流以及人类工程活动的影响，尚处于平衡调整阶段，发生崩塌的概率增高。
图4-7 不同坡高对应的滑坡数量分布图
图4-8 不同坡高滑坡点累积比率分布图
黄土滑坡发生的斜坡高度与坡度散点图（图4-10）反映了调查区的实际，表明斜坡高度与坡度对滑坡具有明显的作用，即滑坡主要发生在坡度25°～55°，坡高20～120m的斜坡上；崩塌则主要发生在坡度大于60°，坡高小于30m的斜坡上。不同坡高下安全系数的数值模拟结果（图4-6）则反映了斜坡高度与坡度对滑坡的控制作用，即在相同坡度条件下，随着坡高的增大，安全系数明显降低。
以宝塔区全区1：5万DEM图为基础，提取坡高数据，统计全区共有5 672 922个单元格。以10m为步长，统计各个坡高区间的单元格总数。进行统计分析，计算各个坡高区间在全区所占的比率（图4-11）。按照坡高区间内滑坡点数量，求出不同坡度区间发生滑坡的比率，由图4-12可见，随着坡高的增大，发生滑坡的比率也逐渐增大，当坡高达到70m时，滑坡发生的比率为0.01%；当坡高达到过100m时，滑坡比率骤然增大到0.1%。
图4-9 崩塌发生数量与坡高关系柱状图
图4-10 滑坡发生的坡度和坡高散点图
图4-11 不同坡高区间斜坡分布比率图
图4-12 不同坡高区间发生滑坡的比率图
四、斜坡坡向
将调查的293处滑坡按照坡向和坡度点绘在图4-13中。调查区内沟壑纵横，各个朝向的坡均有，并非标准的阳坡和阴坡，滑坡也在各个坡向均有发生，而且分布比较均匀，几乎找不到坡向与滑坡之间的关系。
图4-13 黄土滑坡与坡向（0°～360°）和坡度（0°～90°）关系散点图
按照同样的办法对坡向进行分析。由DEM提取和统计各个单元格的斜坡坡向，并计算滑坡在各个坡向区间发生的比率（表4-1）。
表4-1 不同坡向区间滑坡发生概率表
斜坡坡向统计结果表明，坡向45°～135°和225°～315°之间的斜坡在宝塔区分布相对较多。这一点与宝塔区河流发育的走向有关，延河、汾川河主干总体上呈近东西向，其二级支流多呈近南北向发育，河流两侧斜坡的坡向正好分布在45°～135°和225°～315°之间（图4-14）。
图4-14 不同坡向区间斜坡的分布比率图
滑坡在各个坡向区间发生的概率计算结果则表现出较好的规律性。坡向0°～45°和315°～360°的斜坡发生滑坡的比率明显高于其他坡向，属于滑坡发生的优势坡向，尤其是北东方向的斜坡（图4-15）。即在宝塔区，阴坡发生滑坡的比率高于阳坡，坡向对滑坡发育也有一定的影响，形成了沟谷两侧滑坡分布的不对称性。
图4-15 不同坡向区间发生滑坡的比率图
一般把朝南方向的坡作为标准阳坡，朝北方向的坡作为标准阴坡。由于朝向不同，山坡的小气候和水热等条件有着规律性的差异。阳坡比阴坡受日照时间长，太阳辐射强烈，气温与土温较高，温度日差较大。阴阳坡面水热条件的差异会导致斜坡土体含水量、风化程度、坡度等要素的不同，对滑坡的发生起到一定的影响作用。
五、河谷与沟谷发育期
新生代以来，研究区构造运动总体表现为以上升为主的振荡性升降运动。自更新世初黄土开始堆积。在黄土堆积早期，就伴随着侵蚀，但堆积速度远远大于侵蚀速度。黄土堆积晚期，侵蚀速度则大于黄土堆积速度。在侵蚀与堆积的共同作用下形成了现在的黄土高原地貌，具有沟壑纵横，地形破碎，滑坡崩塌泥石流频发的特点。从宏观的角度难以探索调查区内地貌对地质灾害的控制作用，必须从较小尺度，研究河流和沟谷地貌所处的发育阶段以及各阶段对应的地质灾害发育情况。
河流和沟谷的不同地貌部位，遭受的外动力作用以及斜坡的应力分布不同，导致斜坡的变形破坏模式也不相同。宝塔区河流和沟谷密布，其北部沟谷密度达到5km/km2，南部达到3km/km2。河流和沟谷地貌的形成与演化主要表现为沟床下切、谷坡扩展和沟头前进三种侵蚀方式，并具有明显的垂直分带规律（图4-16）。河流和沟谷地貌的演化阶段或发育程度对斜坡的变形特征、破坏模式以及地质灾害的规模和致灾程度具有明显的控制作用。本次将河谷和沟谷的发育期总的划分为以下三个期：
图4-16 黄土沟谷地貌演化方式垂直分带图
（据景可等，1999）
A—谷缘陡崖暴流沟蚀和重力崩塌侵蚀带；B—谷坡中部水蚀和重力侵蚀综合作用带；C—谷坡下部水蚀和泻溜侵蚀带；D—坡脚堆积和冲刷交替作用带；E—沟槽暴流侵蚀和崩塌滑坡带；Qp3—晚更新世黄土；Qp2—中更新世黄土；N—新近纪泥岩；J2y—侏罗纪砂泥岩
（1）老年期河谷：包括延河与汾川河，属于区内的一级河谷，常年流水；
（2）壮年期河谷：主要为延河与汾川河的一级和二级支流，常年、季节性或暴雨期流水；
（3）幼年期沟谷：主要为延河与汾川河的三级及更次级支流，仅暴雨期流水，包括细沟、浅沟、悬沟、冲沟和干沟等（表4-2；图4-17）。
表4-2 沟谷分级特征及地质灾害状况表
图4-17 杜甫川沟谷发育分区图
（一）老年期河谷（Ⅰ）
老年期河谷宽阔，分水岭不像壮年期那么陡峭。多数发育有漫滩、阶地，两岸谷坡下部及谷底基岩出露，垂向和侧向侵蚀均趋于缓和，沟谷冲刷和淤积基本保持平衡。谷坡一般都是缓坡，一般15°～35°，沟谷宽度600～800m，切割深度＞200m，沟谷横断面呈“U”字形。
老年期河谷自然侵蚀扩张速度较慢，两岸很少出现新的自然滑坡，多属古滑坡和老滑坡，规模以中型滑坡和小型崩塌为主，亦可见大型滑坡。但由于河谷宽阔，是延安市城区和重要集镇所在的区域，属人口和工程的密集分布区，人类工程活动强烈，人类活动触发的滑坡、崩塌最多，且造成重大灾害。
调查数据显示，在调查的293个滑坡点中，约有60%的滑坡位于老年期河谷，多属古滑坡和老滑坡，其剪出口一般位于下伏基岩与上覆土体的接触部位，基岩出露高度在4～45m之间。
（二）壮年期河谷（Ⅱ）
壮年期河谷发育着完好的排水系统，一般20°～60°，沟谷宽100～600m，坡高100～200m，河谷横断面呈“U”字形或“V”字形。垂直下切较缓慢，而侧向侵蚀突出，谷坡较陡，处于壮年期河谷凸岸的斜坡易发生变形失稳。河谷较为宽阔，尤其在河谷的交汇部位，是集镇和大的村庄所在的区域，属人口和建筑工程比较密集分布区，人类工程活动较强烈，人类活动触发的滑坡崩塌较多。河流侧蚀引起的自然灾害和人类活动引发的工程灾害兼有，且造成较大灾害。
壮年期河谷的主要扩展方式为重力侵蚀，扩张速度较老年期河谷快，谷坡变形失稳主要为黄土滑坡。其特点是滑坡点密度较大，规模以中小型为主；崩塌则以小型为主。调查发现，在河流凹岸，多发育有滑坡地貌，甚至是大型的滑坡。滑坡发生后，滑体堵塞河道，阻挡河流，遭受流水的冲刷与侵蚀，滑体渐渐冲刷殆尽或只剩下一部分。如今多表现为较陡的滑坡后壁和其下残留的部分滑体，滑坡大多目前已趋稳定，其上居住村民或为耕作农田。但高陡的滑坡后壁黄土斜坡变形强烈，大部分为不稳定斜坡。河流的侧蚀和人类强烈的工程活动也对老滑坡以及谷坡的稳定构成威胁。
（三）幼年期沟谷（Ⅲ）
幼年期沟谷是河谷发育的初期，多见发育在梁峁坡地和陡峻谷坡上。幼年期沟谷发展演变过程依次是由细沟、浅沟、悬沟、冲沟和干沟，最后发展到河沟。细沟主要分布在裸露粱峁坡面的上部，深度和宽度一般在几厘米至十几厘米，是沟谷发育的最初阶段，是降雨汇集由片流转变为线流侵蚀而形成的；细沟进一步侵蚀发展便形成了浅沟，浅沟度分布在粱峁坡面的中部，宽度一般为0.5～1m，宽度远远大于深度；单一浅沟呈“V”字形，沟缘不明显，在剖面上呈波浪状；悬沟是指悬挂在陡坡上的半圆筒状小沟，一般深2～3m，受黄土垂直节理的影响，沟底常分布有漏斗状深穴，在结核层之上常形成跌水。因沟底坡度特别大，沟内流水由上直流而下，侧蚀和下切作用都不强，发展比较缓慢；冲沟规模较大，深度和顶部宽度由几十米到几百米，长度几百米至几千米不等，沟道较直，一般未切到基岩，已具有沟谷雏形，下切和侧蚀作用强烈，处于迅速的发展阶段；干沟规模比冲沟大，沟底稍宽，一般没有流水，仅暴雨时才有地表径流汇集，流量较大，侧蚀和下切作用都较明显。由于细沟、浅沟、悬沟发育的深度和宽度都很小，一般不具备发生滑坡、崩塌的条件。冲沟的沟底较窄，滑坡不发育，崩塌频发，干沟内则既有滑坡，也有崩塌，常以崩塌为主。
总之，幼年期沟谷横断面多呈“V”字形，深度不一，垂直下切强烈，侧向侵蚀不十分突出，谷坡较陡或近于直立，一般大于60°。在构造节理的基础上，风化、卸荷裂隙发育，谷坡变形、失稳的主要方式为黄土崩塌，而不是黄土滑坡。崩塌的发育特点是点密度大，规模较小。由于幼年期沟谷狭小，一般无人居住，也无重要工程设施，所以，幼年期沟谷内发生的崩塌不酿成地质灾害。
地形地貌特征对地质灾害的影响~
地壳活动强烈的地区，山体断裂发育，岩石破碎，松散的地表堆积物容易为泥石流滑坡提供物质条件，也较为容易发生泥石流滑坡等地质灾害
地形的话，一般就是山地，尤其是植被覆盖不高、水土流失严重的山地容易发生滑坡泥石流
中国地质灾害的分布与我国地形地势特征之间存在密切关系。
首先，我国地形类型多样，山区面积广大，这使得地质灾害容易在山区发生。这些地区的地形往往崎岖，坡度大，容易引发滑坡、泥石流等地质灾害。
其次，我国地势西高东低，呈三级阶梯状分布。在地势阶梯的交界处，也就是地势变化大的地方，更容易发生地质灾害。这是因为在这些区域，地壳运动活跃，地质构造不稳定，容易发生地震、火山喷发等地质灾害。
此外，除了地形地势因素外，降雨量、人类活动等其他因素也会影响地质灾害的发生。例如，一些地区的降雨量较大，可能会导致山体滑坡、泥石流等灾害的发生；而人类在山区的不合理开发、过度开采等活动也可能加剧地质灾害的发生。
综上所述，中国地质灾害的分布与我国地形地势特征密切相关。在制定防灾减灾政策时，应充分考虑这些因素，采取针对性的措施，以减少地质灾害对人民生命财产造成的损失。
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