北京市門頭溝區地質災害隱患特征

冉淑紅

（1.吉林大學，長春 130012；2.北京市地質研究所，北京 100120）

北京市門頭溝區地質災害隱患特征

冉淑紅1，2

（1.吉林大學，長春 130012；2.北京市地質研究所，北京 100120）

北京市門頭溝區境內98.5%為山區，地形地質條件復雜，地質災害較發育，截止到2012年8月，在門頭溝區調查確定的地質災害隱患點共106處。本文分析了門頭溝區地質災害隱患的形成條件，總結了地質災害隱患在時間和空間上的分布特征，提出了防治建議。

地質災害隱患；形成條件；分布特征；防治建議

0 引言

門頭溝區位于北京市正西，距城區2 5 k m。地理位置：北緯39°48′34″ ～40°10′37″、東經115°25′00″～116°10′07″。北部、西部與河北省接壤，東部、東北部與昌平縣、石景山區、海淀區毗鄰，南接房山區，東南與豐臺區相接。門頭溝區東西長62km，南北寬34km，全區面積1455km2，包括9個鎮、4個街道。門頭溝區地處華北平原向內蒙古高原過渡地帶，地勢西北高，東南低。海拔高度介于73～2303m之間，屬太行山脈與軍都山脈的交匯部位。境內總面積的98．5%為山區，地形地質條件復雜，加上歷年礦產資源開采活動和各種工程建設的影響，近年來門頭溝區地質災害頻發，造成了重大人員傷亡和財產損失。為及時掌握地質災害發育狀況，市政府組織對全市各區縣地質災害隱患進行了應急調查，筆者總結了門頭溝區地質災害隱患的形成條件和分布特征，并提出了地質災害防治建議。

1 地質災害隱患發育現狀

門頭溝區地質條件復雜，礦產資源豐富，降雨量集中且多暴雨。雖然現在除國有礦山外已全部關閉，但是以往礦山開采對地質環境的破壞難以恢復，因此門頭溝區人為災害較多，地質災害類型主要為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、不穩定斜坡5種（圖1）。

圖1 門頭溝區地質災害隱患類型統計餅狀圖

經調查統計，截止到2012年7月，門頭溝區共確定地質災害隱患點106處，其中崩塌61處，滑坡6處，泥石流17處，地面塌陷17處，不穩定斜坡5處。涉及8個鄉鎮、3個街道辦事處（表1）。106處地質災害隱患威脅村莊和居民點60處、道路10處、鐵路1處、景區3處、學校5處、礦山1處、寺廟1處，威脅1565口人、2848間房。按險情等級劃分，地質災害隱患點一般級100處，較大級6處，無重大級和特大級。

2 地質災害隱患形成條件及影響因素

2.1 泥石流

陡峭的地形、豐富的物源和充沛的降水是泥石流形成的基本要素。

（1）地形條件

影響泥石流形成的地形要素主要有流域形狀、面積、山坡坡度、主溝縱坡、相對高差等。本區大多數溝谷流域形態呈“瓢狀”、“桃葉狀”、“漏斗形”，利于洪水匯集和固體物質的運移。流域面積也是泥石流形成的主要要素，據調查資料統計，17處泥石流隱患的流域面積均小于5km2，小流域更利于泥石流的形成。溝岸坡度一般為25° ～50°，溝床坡降一般在40‰～280‰，各種地形條件均利于洪水匯集和固體物質的運移，利于泥石流的形成。

表1 門頭溝區地質災害隱患統計表

（2）物源條件

溝域內松散固體物源主要包括坡面物源及溝道物源。坡面物源主要是山體坡積物及風化巖石，門頭溝區境內砂巖廣泛分布，極易風化，巖石經多年構造風化作用，松散破碎，容易被剝蝕掉，為泥石流提供物源；溝道物源主要是溝床洪積物及廢棄礦渣，洪積物是溝道洪水長年淤積的結果，主要以碎石、粘土、粉土為主，淤積厚度幾米到幾十米不等。門頭溝區有近千年的開礦歷史，多年礦山開采破壞了山體結構，毀壞了周圍植被，并產生了大量廢石棄渣，廢石渣是泥石流形成的主要物源。

（3）降水條件

圖2 北京市7.21降雨量分布圖

降水是泥石流發生的主要促發因素。如1950年門頭溝區內達摩溝、洪水峪溝泥石流均是在連續3天降雨之后于第4天早晨轉為特強降雨之時突然爆發，致使當地居民生命財產受到嚴重損失。門頭溝區屬暖溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風氣候區，一年四季分明，受中緯度大氣環流的不穩定和季風影響，降水量年際變化大，最多為970.1mm(1977年)，最少為304mm(1999年)，全區多年平均降水量約600mm。近10年（1999年—2008年）平均降雨量525.7mm。降水量大多集中在6～8月份，占全年降水量的60%～80%。在北京市屬降雨量較大地區之一，尤其是2012年7月21日10時至7月22日6時，北京出現全市范圍內61年來最大暴雨，全市平均降雨量170mm，門頭溝區最大降雨量達到408.2mm（圖2），突破歷史記錄。

2.2 滑坡和不穩定斜坡

戒臺寺滑坡和趙家臺滑坡是本區發育規模較大的2處滑坡，均屬巖質滑坡，其余滑坡及不穩定斜坡規模較小，均屬土質。

（1）煤礦開采

戒臺寺滑坡與趙家臺滑坡形成的最主要原因是由于地下煤礦的開采，戒臺寺滑坡下方分布有勝利煤礦、石廠煤礦及10余處小窯；趙家臺滑坡下方分布有潭柘寺聯礦，煤礦開采造成整個山體松動并形成大量采空區，使松動山體向采空區蠕動，形成移動盆地，最終引發滑坡災害。

（2）地層巖性

滑坡的分布、物質組成、規模大小均與地層巖性密切相關，巖質滑坡的滑動面一般為軟弱夾層；土質滑坡的滑動面一般為下伏基巖面，滑面傾向一般與地層傾向一致，只要有適宜的外界條件，如一定的降雨強度、地下水入滲、一定的臨空面等，即會發生滑動。

（3）地形地貌

斜坡橫剖面形狀對滑坡發育有一定的影響，滑坡一般分布在凸形坡上，地形陡峭，坡度大于30°，存在臨空面，為滑坡的發生提供了空間條件。

（4）降水條件

降水是區內現狀滑坡的主要致災動力，降水的作用主要表現在以下兩個方面：一是增加邊坡的自重并軟化滑帶土，從而減弱巖土體的抗剪強度；二是降雨的強度和時間控制著滑坡的變形或復活。

2.3 崩塌

崩塌的形成條件和影響因素很多。其中主要為地形地貌、地層巖性、降水、風化作用及人類活動的影響。

（1）降水條件

大量實例表明，水在邊坡的變形破壞中起重要的作用，90%以上崩塌均發生在雨季，尤其是暴雨、連續降雨之后，這充分說明了水是影響邊坡變形和穩定性的重要因素。水對邊坡穩定的效應主要表現在3個方面：一是降水順巖體裂隙流入軟化結構面裂隙中的充填物，帶走細顆粒物質，巖體結構遭到破壞，巖體強度降低，尤其是軟弱結構面的抗剪強度，降低了邊坡的抗滑能力；二是改變了坡體的應力狀態，增加了坡體自重，產生不利于巖體穩定的浮托力和靜、動水壓力，增加了下滑力。三是地表水直接沖蝕坡腳，在坡腳處形成凹腔，引起崩塌。

（2）地形地貌

崩塌災害隱患主要分布在低山丘陵地帶，地形高差大，巖體裸露，植被覆蓋率低，地形高差大，坡度一般在40°～80°，坡高一般10～20m，谷坡陡峻易形成高大的臨空面，這種特殊的地形條件易于導致陡崖巖體發生卸荷變形，使破碎的巖石具有較大的勢能。

（3）地層巖性

邊坡硬巖巖體結構面較發育，結構面延伸性較好，常形成危巖體，成為潛在崩塌源；軟巖巖質邊坡結構面不發育，邊坡坡面較為平整，但是邊坡風化剝落強烈，常常剝落掉塊，易發生滾石災害；土質邊坡則常常發生滑塌破壞。

（4）地質構造

本區位于燕山臺褶帶之西山迭坳褶，地質構造對崩塌的作用主要表現在燕山期經歷了較強烈的構造變形，形成了一系列大規模的褶皺及斷裂構造，新構造活動產生的整體抬升造成了本區山地的形成，表現出現今河谷深切、重巒疊嶂的地貌形態，使巖石支離破碎，為崩塌的產生提供了有利條件。

（5）風化作用

邊坡巖體在溫度場、水、日照、風等因素的長期作用下發生風化，使巖體更加破碎，不利邊坡穩定，風化越厲害，巖體越破碎，邊坡越易失穩；邊坡不同巖性的差異分化，可導致坡腳形成凹腔巖穴，使其巖體力學環境更趨惡化，也會導致崩塌發生。

（6）人為活動

隨著社會生產力、經濟發展及人口不斷增加，人類活動對大自然的作用能力迅速增強，主要表現在修建公路及工程建設經常開挖山體，一方面破壞了巖體的完整性，另一方面可能會改變邊坡原有應力狀態，出現地質應力集中現象，為崩塌災害的發生創造條件。

2.4 地面塌陷的形成條件

地面塌陷形成的主要因素為地下礦產資源的開采。門頭溝區煤礦開采歷史悠久，門頭溝煤礦開采主要為深部國有礦山開采及淺部小窯開采，據歷史記載，門頭溝區小窯開采已有800年以上的歷史，在清乾隆年間，民采煤窯已具相當規模，據統計，門頭溝歷年所挖小煤窯可達千個以上，小窯的巷道密如蛛網，上下交錯，互相貫通，開采深度主要集中在地下20～150m，目前該地區小窯已全部關閉，由于煤礦開采在區內地下的不同層位留下了大量的采空區，特點是那些私人盜采的小窯，由于條件所限，采的都是淺層煤，且開采無序，缺乏安全意識，甚至連安全煤柱都沒有預留。當采空區承受不住地表的壓力時，便會引起采空區頂板冒落或變形，在地表上表現為塌陷坑或地裂縫。

3 地質災害隱患時空分布特征

3.1 地質災害隱患在空間上的分布

（1）按鄉鎮分布

門頭溝區清水、齋堂、雁翅、大臺、王平5個鄉鎮或街道辦事處分布的地質災害隱患點較多，均超過了15個(圖3)。這與門頭溝區的地形特征有關，門頭溝區自東向西海拔逐漸升高，由低山區逐漸向中山區過渡，地形切割逐漸增強，山體坡度逐漸變陡，地質災害隱患點也隨之增多，清水鎮位于門頭溝區最西邊，海拔最高2303m，地質災害隱患也最多，達23處。

圖3 門頭溝區地質災害隱患分布柱狀圖

（2）按災害類型分布

從類型上看門頭溝區地質災害隱患以崩塌為主，超過了地質災害隱患總數量的一半，達57.5%。主要與門頭溝區山高坡陡及工程切坡有關；其次為泥石流及地面塌陷隱患，均占隱患數量的16.0%，泥石流隱患主要與西山地區溝深谷長及煤礦開采有關，歷史上多次發生泥石流反映其易致災的地質條件。煤炭資源豐富及采煤歷史悠久導致地面塌陷災害，見門頭溝區地質災害隱患點分布圖（圖4）。

3.2 地質災害隱患在時間上的分布

門頭溝區內地質災害具有群發性，一般都集在6 ～8月。此時段雨強較大、日降雨量大、降雨量集中，多夜雨、暴雨，也是地質災害的主要發生期。旱季有少量的地質災害發生，一般出現在公路沿線邊坡及人為工程活動比較劇烈的地段。因此，降雨是地質災害的主要誘發因素之一。每年的6 ～8月應是門頭溝區地質災害的重點防范期。

4 地質災害隱患防治建議

根據門頭溝區地質災害隱患的發育特征及分布規律，針對門頭溝區的具體情況提出以下地質災害防治建議：

（1）搬遷避讓對于地質災害規模較小，威脅人口較少，治理難度大，投資大，效果不明顯的災害隱患點，建議采取搬遷避讓的方式，避開地質災害危險區。

（2）治理工程

對嚴重威脅村莊、道路及重要工程設施的地質災害隱患采取工程治理措施，最大限度的減少人員傷亡。工程治理應按“以人為本、確保安全”的原則進行設計，在治理過程中應嚴格控制施工質量和安全，合理借鑒以往工程經驗，對不同的災害隱患治理應具體問題具體分析，在進行治理防治時應注意對環境的保護，尤其本區地質災害的形成主要受過去人為采礦活動的影響，因此要加強關閉礦山的恢復治理工作，保護地質環境條件不再受到侵害。

（3）群防群測

圖4 門頭溝區地質災害隱患點分布示意圖

地質災害防治除了依靠各級政府外，尤其需要社會民眾的參與。要通過廣泛宣傳教育和專門培訓等形式，普及地質災害知識。在地質災害影響區域加強監測，設立警示標志，遭遇險情及時組織避讓。堅持“以人為本”、“預防為主”、“搬遷避讓”和“工程治理”相結合的方針，不斷完善群測群防體系，科學制定災害防治規劃，減少地質災害造成的人員傷亡和財產損失。

（4）專業監測

因門頭溝區地質災害隱患點較多，分布范圍廣，災害類型較全，危害程度較大，應當建立專業的監測預警系統，培養專業的監測技術人員，合理布設監測點，實時跟蹤地質災害隱患的發展動向，最大限度的減少地質災害造成的損失。

[1]北京市地質研究所.門頭溝區山區村、旅游景點與中小學校地質災害隱患排查報告[R].2011.6.

[2]北京市地質礦產勘查開發局.北京地質災害[M].2008.9.

[3]曹 楠，申太麗等.西昌市地質災害發育分布規律及防災建議[J].中國地質災害與防治學報.2010.3.

The Characteristics of Geological Disasters in Mentougou of Beijing

RAN Shuhong1,2

（1.Jilin University, Changchun 130012; 2. Beijing Institute of Geology，Beijing 100120）

There are 98.5% of mountainous areas in the Mentougou District of Beijing, and the geological condition is complex and the geological disasters are well developed. by August 2012, We have investigated about 106 geological disaster points in the Mentougou District. The article analyses the forming condition of the geological disasters, summarizes their distribution characteristics, and put forwards some ef fi ciency advices to prevent and control.

Risk of geological disaster; Forming condition; Distribution Characteristics; Prevention suggestion

P694

A

1007-1903（2013）03-0030-05