論黃土地質災害鏈（一）

馬鵬輝，彭建兵

（1.西部礦產資源與地質環境教育部重點實驗室，陜西 西安 710054；2.長安大學地質工程與測繪學院，陜西 西安 710054；3.陜西省黃河科學研究院，陜西 西安 710054）

引言

地質災害的發生不是獨立的，許多災害發生過程中常會伴有其他災害形成，從而形成災害鏈［1］。災害鏈是基于物理學提出來的，廣義上可分為偶排鏈、因果鏈、互斥鏈、同源鏈，具有準周期性、連鎖性、疊加性等特征［1-3］。災害鏈中的災害都在相互傳遞能量，周圍的環境和鏈生過程決定了破壞效應。災害鏈的鏈生過程不同，其鏈生形式也表現不同［4-6］。崩-滑-災、崩-滑-湖-災、崩-滑-流-災為災害鏈的主要形式，強降雨在其中起到了重要控制作用，激發滑坡、泥石流、堰塞湖的形成和演化［7-8］。汶川地震誘發了大量的次生災害鏈，帶來的災害鏈效應是近十年來地質災害鏈研究的主要對象［9-12］。然而在我國黃土高原地區，黃土地質災害鏈也普遍存在，某種災害發生后，進而會引發其他類型災害相繼或滯后發生，黃土濕陷、洞穴、崩塌、滑坡等地質災害在黃土地區互相轉化，協同發生，在空間和時間上形成復雜的黃土地質災害鏈。黃土地質災害鏈屬于近年來新提出的一個科學命題，是極具挑戰性的前沿課題，相關研究甚少［13-14］。

黃土高原是“西部大開發”、“一帶一路”等國家重大戰略的實施區。隨著水電工程、高速鐵路、高速公路、油氣管線等線性工程在黃土高原縱橫，蘭州治溝造地、延安平山造城、慶陽固溝保塬等重大工程建設持續進行（圖1），為黃土高原區域提供了眾多的發展機遇，同時也帶來了眾多前所未有的災變威脅（圖2）［14-15］。在這些重大工程建設背景下，黃土地質災害以單體災害的存在形式越來越少，常呈鏈式形態演化，表現出多樣性、隨機性、差異性。例如，1983 年發生的灑勒山滑坡造成237 人死亡，滑坡發生區域相對高差超300 m，滑體越過那勒寺河，擁堵河流，推向對面漫灘前緣，形成了滑坡-泥流-堰塞湖災害鏈［16-17］；由于管道滲漏，2006 年陜西省華縣大明樓鎮發生了坡體崩滑，瞬間轉化為泥流，引發了滑坡-泥流災害鏈，造成94 間房屋倒塌12 人死亡［18-19］；受持續的強降雨影響，2013 年7 月21 日晚天水市大溝村南部溝道內發生滑坡，滑體在行徑過程中席卷的溝谷兩側崩塌體，規模不斷放大，加上雨水作用轉化為泥流，形成滑坡-泥流災害鏈，掩埋道路并摧毀村莊內10 余戶房屋［20-22］（圖3）。可見大多數黃土災害的發生，都會對其周圍環境產生影響，進而為其他災害的發生提供一定條件，導致災害滯后或相繼發生，形成復雜的黃土地質災害鏈。所以加深對黃土地質災害鏈的孕災模式、類型及形成特征的理解認識顯得十分迫切。

圖1 黃土高原重大工程分布Fig.1 The distribution of major projects on the Loess Plateau

圖2 黃土高原主要地質災害分布Fig.2 The distribution of main geological disasters on the Loess Plateau

圖3 典型黃土災害鏈點Fig.3 Typical loess disaster chain

雖然多年來，不同學科領域的專家學者都曾開展過相關的黃土災害研究工作，但是主要關注單類型災害的啟動和運動過程，相對比較單一、零散，缺乏系統性和關聯性，難以滿足黃土高原地區全面防災減災的需要［13-14］。因此，開展黃土地質災害鏈系統性研究已經刻不容緩。文中擬凝練和梳理黃土地質災害鏈的基本特性，闡明黃土地質災害鏈的演化模式，歸納黃土地質災害鏈的發育規律和鏈生模式，初步建立黃土地質災害鏈的科學體系。希望為完善黃土地質災害鏈的成生演化理論提供科學參考。

1 黃土地質災害鏈分類及演化模式

1.1 黃土地質災害鏈分類

目前黃土地區黃土地質災害主要有7 種：黃土濕陷、塌陷、地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡、泥流。這些災害互相協同發展導致黃土地質災害鏈內部結構復雜、演化過程變化多樣，難以準確的掌握黃土地質災害鏈的啟動和演化規律。探尋這種不可逆的動態演化過程的前提是要厘清災害鏈的基本類型。綜合考量災害鏈本身具有的屬性，結合黃土地質災害鏈的啟動演化模式、空間分布關系、災種轉化因果，分別從成因、因果關系以及災變機制3個方面對黃土地質災害鏈進行分類（表1）。

表1 基本類型Table 1 Basic types

從成因上黃土地質災害鏈可以分為外動力黃土地質災害鏈、內動力黃土地質災害鏈、人為黃土地質災害鏈、復雜動力黃土地質災害鏈。

外動力黃土地質災害鏈：由天然外動力地質作用所誘發的一系列黃土災害構成的災害鏈，稱為外動力黃土地質災害鏈，這些外動力包括灌溉、降雨、凍融等［17-18］。

內動力黃土地質災害鏈：由內動力地質作用誘發的一系列黃土災害構成的地質災害鏈，稱為內動力黃土地質災害鏈。例如，鄂爾多斯板塊與華北板塊、華南板塊的長期拉張，導致汾渭地塹持續沉陷，地面沉降、地裂縫、滑坡等災害頻繁發生，形成了汾渭地塹斷裂災害鏈帶［23］。內動力黃土地質災害鏈一般是強震引起的，或者分布在活動斷裂帶上，影響范圍廣、危害大。

人為黃土地質災害鏈：由人類活動營力誘發的一系列黃土災害構成的災害鏈，稱為人為黃土地質災害鏈。

復合型黃土地質災害鏈：由內、外動力地質作用以及人類活動營力耦合作用誘發的一系列災害鏈稱為復合型黃土地質災害鏈。

從因果關系上復合型黃土地質災害鏈可以分為派生黃土地質災害鏈、伴生黃土地質災害鏈。

派生黃土地質災害鏈：指一種黃土災害發生后，引起另一種或者多種黃土災害的發生，前后災種有因果關系，有明顯的主災和次災之分，所以派生黃土地質災害鏈也可以稱為因果黃土地質災害鏈。例如，甘肅黑方臺茂石溝災害鏈，前期的滑坡影響了坡體的滲流場和應力場，導致后幾次小規模滑坡發生，滑坡堆積體阻塞河流形成堰塞壩，這些壩體最長有保持了8個月之久［24-26］（圖4）。這種災害鏈特點是：前一災種是后面災種的誘發條件或者是其本身形成的物源轉化為另一災害，鏈中的災害環環相扣，而且這些災害可能滯后發生也可能相繼發生。

圖4 甘肅黑方臺茂石溝災害鏈演化過程［25］Fig.4 The evolution process of the geohazards chain in Maoshigou，Heifangtai Platform，Gansu

伴生黃土地質災害鏈：由同一因素誘發的一系列地質災害相繼發生，這些單體災害本身上沒有必然聯系，呈現時空平行分布這些災害本身之間沒有相關的因果聯系，但是誘發因素是一致的。比如：1920年海原大地震，誘發了大量滑坡、堰塞湖等災害。僅烈度Ⅸ～Ⅺ度以上區就發生黃土滑坡1 000 余處，堰塞湖40處［27］，這些災害平行展布構成了海原斷裂上的伴生黃土地質災害鏈。一般情況下這種災害鏈破壞性強、影響范圍廣。

從災變機制上黃土地質災害鏈可以分為震源型黃土地質災害鏈、水源型黃土地質災害鏈、力-水源型黃土地質災害鏈。

震源型黃土地質災害鏈：由地震作用驅動下所形成的黃土地質災害鏈。

水源型黃土地質災害鏈：由水作用驅動下所形成的黃土地質災害鏈。

力-水源型黃土地質災害鏈：由力和水作用驅動下所形成的黃土地質災害鏈。

1.2 黃土地質災害鏈的演化模式

從災變過程來分析黃土地質災害鏈，其鏈生演化過程可以概化為孕災、激發、成災以及衰退四個階段（圖5）。經過上百萬年的堆積沉積，強烈的內、外動力作用導致黃土高原梁、塬、岇上及溝谷兩側大量的不穩定邊坡出現，形成了大范圍的陡峭地形［23-24］。這為黃土災害的發生創造了很好的孕災環境，這一階段屬于災害鏈的孕災階段。從大量的工程實例來看，人類活動、水動力（本文將灌溉歸入水動力）、地震是當前黃土災害鏈最主要的驅動力。在這些動力單一或耦合作用下，周圍環境的動態平衡被打破，坡體結構發生變化，界面變得松動，坡體的應力狀態發生調整，土體的力學行為特性發生變化，這一階段屬于災害鏈的激發階段。隨著動力作用的加強，黃土濕陷、滑坡、泥流等災害相繼或滯后發生，常見的7種地質災害呈現著相互滲透鏈生關系，形成了復雜的黃土地質災害鏈，這些災害鏈可以是單災種的也可能是多災種的，這一階段屬于災害鏈的成災階段。災變后，由于災害鏈給周圍生態和環境帶來的巨大影響，需要開展相關的工程措施以達到周圍地質環境的平衡狀態，這一階段屬于災害鏈的衰退階段。

圖5 災害鏈的演化模式Fig.5 The evolution mode of the geohazards chain

1.3 常見的黃土地質災害鏈的演化模式

從災變機制上黃土地質災害鏈可以分為水源型、震源型、力-水源型3種類型，本節根據這種分類方式總結這3類災害鏈最常見的演化模式。

（1）水源型黃土地質災害鏈的演化模式

水動力是此類災害鏈的驅動條件。天然黃土結構性很強，具有好的直立性，然而由于黃土水敏性很強，黃土在增濕過程中強度驟降嚴重，所以90%以上的黃土災害與水有關［25-26］。降雨和灌溉是黃土高原最常見的水動力。這種黃土災害鏈的演化模式如圖6所示。由于黃土特有的結構特性，灌溉或降雨條件下，水流必然會潛蝕土體內部，引起內部濕陷的加劇，導致地表局部出現明顯的地面沉降，進而地表會出現地裂縫；裂縫在地表以及土體內部進一步擴張，最終誘發黃土崩塌或滑坡。如果在水源充足的條件下，崩塌滑坡體會作為黃土泥流物源形成泥流。

圖6 水源型黃土地質災害鏈典型演化模式Fig.6 Typical evolution mode of loess geohazards chain induced by water

（2）力-水源型黃土地質災害鏈的演化模式

力與水動力的耦合作用是此類災害鏈的驅動條件。常見的力源為人類活動（不包括灌溉），水動力主要是降雨或灌溉，人類活動和水動力耦合的黃土災害鏈結構可以表示為：在人類活動的作用下，坡體上的界面擴張，引發坡頂開裂，坡體穩定性降低，再加上水動力的作用，坡體最終變形失穩形成崩塌或滑坡。如果在水源充足的條件下，崩塌滑坡體會作為黃土泥流物源形成泥流（圖7）。

圖7 力-水源型黃土地質災害鏈演化模式Fig.7 Typical evolution mode of loess geohazards chain induced by water and force

（3）震源型黃土地質災害鏈演化模式

地震作用是此類災害鏈的驅動力。地震是一種小概率極端事件，對此種災害鏈人類尚無較好的對策，但是這種災害鏈是影響力最大、最具有破壞性的。因為地震所釋放的能量不是其他力量可以比擬的，地質災害的發生往往是瞬間的，地震觸發后，山崩地裂，導致大量崩塌滑坡發生，如果水源比較充足，就會進一步形成黃土泥流，泥流沖刷溝道，構成完整的災害鏈結構（圖8）。

圖8 震源型黃土地質災害鏈典型演化模式Fig.8 Typical evolution mode of loess geohazards chain induced by earthquake

2 黃土地質災害鏈的主要特征

2.1 復雜多變性

黃土地質災害鏈形成原因及演化過程的多變性，導致其災變效應具有具有更強的破壞性和更廣的影響范圍。其復雜多變性主要體現在以下4個方面：

首先，黃土地質災害鏈的復雜多變性體現在激發因素多樣化。既有內、外動力的驅動，也有人類營力的疊加，形成一因一災、一因多災、多因一災、甚至多因多災，即使災害鏈演化模式中的環數相同，導致的災變效應也不同的現象。比如同是三環災害鏈，由于不同區域的自然環境系統的不同，其災變效應存在著巨大的差異性。在成災階段，單一因素或多種因素引發災害鏈的持續發展，或是前后災害互為因果鏈生演化過程與這些因素無關，或是前置災害和人類活動、水動力等疊加影響后續災害。這些激發因素的互融派生導致了災害鏈的內在的復雜性。

其次，災害鏈的復雜性還體現在災種之間的轉化臨界狀態模糊，主要體現在災種之間本身定義的不確定性，比如黃土滑坡與泥流的區別，當堆積體土水比重達到多少？還是堆積體的容重達到多少？還是阻塞系數達到多少？稱為黃土泥流而非黃土滑坡。多數情況下災害鏈中黃土滑坡與泥流是并行的，一部分轉化為黃土泥流，一部分滑坡堆積體再啟動為滑坡，這種臨界狀態該如何劃定，都是災害鏈中模糊點。

另外，災害鏈的復雜性還體現在前后災種的轉化臨界條件難以確定，比如在水源性黃土地質災害鏈的轉化過程中，水動力是主因，然而眾多次要因子也會參與其中，使得臨界條件難以確定。原因可以歸為以下3 個方面：（1）土體特性（粒徑分布、力學特征、含水量等）在水的入滲過程中是連續變化的，目前還沒有先進的技術實現土體這些特性的連續監測，獲取其動態演化過程；（2）區域環境、地形地貌、災變因素多樣，導致災害鏈中災種之間轉化的隨機性大增；（3）對于發生于山區溝谷中黃土地質災害鏈，由于溝道形態變化大，匯流過程中隨機性太強，黃土滑坡向泥流轉化的模式千差萬別，松散物質的補給位置和時間各不相同，最終影響到整個匯流過程，進而影響災害鏈的規模和致災范圍。

2.2 水作用明顯

水既是黃土本身的三相之一，也是黃土地質災害鏈的最重要驅動力，在黃土地質災害鏈中發揮的作用不言而遇。天然狀態下的黃土一般呈堅硬或硬塑狀態，具有較強的結構強度，當遇水增濕后，黃土的微結構、強度以及滲透性等特性會發生一系列變化，礦物成分之間發生化學反應，內部細顆粒不斷運移，致使土體強度衰減，形成細觀裂隙甚至裂縫，從而演化為地面沉降、崩滑等地質災害。在崩滑發生后，水動力又是快速促成黃土泥流的驅動力，所以水是黃土災害鏈過程中土體狀態從固態到準流態最關鍵的動力。地質環境條件影響著災害鏈的孕災條件，黃土本身固有的性質影響著災害的啟動機制，但是水-土相互作用過程影響著災害鏈的鏈生演化機制和規模。

2.3 周期性和時效性

災害鏈演化模式的多樣性和復雜性導致其鏈生演化過程具有周期性和時效性。孕災階段需要能量的積累，當能量積累到臨界值后，首環災害率先啟動，這是一個漫長的漸變的過程。在成災階段，災害鏈的轉化過程也會分漸變和突變兩種情況。隨著工程治理，局部環境達到平衡，進入衰退階段，標志著災害鏈的一個循環過程結束，而且這種災害鏈循環過程往往具有周期性。比如：崩-滑-流在夏秋兩季發生的頻次接近全年發生頻次的90%，這與我國的降水期非常吻合［27］（圖9（a））。另外，災害鏈具有時效性的特點，不同的地質環境系統可能會帶來單災種的之間的轉化或多災種轉化，這種轉化有突變的也有漸變的，存在著明顯的時效性。比如：青海瑪多地震瞬間形成了大量地裂縫-地面塌陷等鏈生災害，而涇陽南塬的裂縫-地面塌陷都具有時間的先后順序［14，29］（圖9（b））。黃土地質災害鏈的周期性和時效性是大自然自我平衡的調整體現（圖9）。

圖9 黃土災害鏈時效性和周期性示意圖Fig.9 The periodicity and timeliness of the loess geohazards chain

2.4 放大效應與衰減效應

在災害鏈的鏈生演化過程中，運移速度和規模上存在著放大效應或衰減效應。放大效應是指災變發展過程中，物源的勢能釋放轉化為動能，災害的運動速度逐漸增大，同時在其運動過程中會有溝谷兩側或災害基底的物源不斷的加入，其規模也必然逐漸增大（圖10（a））。這里以灑勒山滑坡災害鏈為例介紹這種效應，1983 年3 月7 日約5 000 km3的土體從從高差300 m 的灑勒山山頂滑下并越過那勒寺河，與河床發生強烈的碰撞，導致河床物質發生液化，滑體迅速轉化為泥流，滑動距離達1 700 余米，在形成泥流后，峰值速度達到約15 m/s，堆積面積達1.5 km2［18，30］，無論是速度還是規模上都存在著明顯的放大效應。

衰減效應則指在災害鏈的鏈生演化過程中，災害的運動速度和規模逐漸減小（圖10（a））。例如，2015年陜西涇陽南塬廟店村附近發生一起高速遠程黃土滑坡，3個月內同一位置前后滑動4次，第一次的滑動的發生導致坡體的剪應力增加，坡體的滲流場向坡面方向移動，土體狀態更靠近臨界狀態，而后導致后期的幾次滑動發生，最終形成了黃土滑坡-滑坡單體災種因果黃土地質災害鏈。4 次滑動體積分別為3.8×105m3、10×104m3、25×103m3、9.8×103m3。整體上，4 次滑動的體積在逐漸減小，規模上存在著明顯的衰減效應［23］（圖10（b））。

圖10 放大效應和衰減效應Fig.10 Amplification effect and attenuation effect

在黃土地質災害鏈的鏈生演化過程中，放大效應和衰減效應與其演化模式有著密切關系。不同的演化模式下的土體狀態不同，而土體的狀態變化是土體微觀結構重排與破壞的一種外在表現。因此放大效應多發生于黃土滑坡→黃土泥流災害鏈中，衰減效應則多發生于演化模式為黃土滑坡→黃土滑坡單體災種的災害鏈中。

3 黃土界面與水源型黃土地質災害鏈的互饋過程

黃土界面是災害鏈啟動和演化過程的主要控制因素。黃土界面的類型有多種，按照規模大小可以將黃土界面分為：微觀界面、細觀界面、宏觀界面、巨觀界面。微觀黃土界面指肉眼不可見、分割土顆粒的不連續面；細觀界面是指肉眼可見，發育雜亂無章、規模短小、分割土體的不連續面；宏觀界面是指宏觀上分割塊體的不連續面，比如斷層、節理、層面等。巨觀界面是指分割黃土高原地貌的不連續面，比如地層帶、構造帶、斷裂帶等（圖11）。黃土界面隔開了其兩側的物質，影響著黃土的力學行為和坡體形態。從宏觀表現形式來看，黃土地質災害就是黃土臨災體脫離邊坡母體而引發的破壞現象，所以，黃土界面的變化過程與災害鏈的鏈生演化過程密切相關。在災害鏈演化過程中黃土界面的發展過程體現在以下4個方面（圖12）。

圖11 黃土界面類型Fig.11 The types of loess interface

首先是區域界面對黃土地貌的控制作用。強烈的地質作用導致黃土區域界面不斷的分離，分隔黃土地貌，形成大量的梁、塬、岇及溝谷等黃土地貌單元。這為災害鏈的發生創造了孕災環境。其次是黃土微觀界面對土顆粒的控制作用。黃土是典型的三相體，土顆粒形成的架空結構，水和氣兩相填充于孔隙之間形成鑲嵌結構和膠結結構。這些微觀界面導致黃土結構特殊，天然狀態下擁有極強的結構應力；同時也是黃土各向異性的根本原因［31-32］。黃土顆粒中富含伊利石、蒙脫石、高嶺石等高水敏化學礦物，在水作用下，顆粒開始收縮、重新排列。隨著水土作用加強，微觀界面開始擴張、解體，土體微觀結構完全破壞。

而后是細觀界面對土體控制作用。微觀界面松動引起土體微結構重組的過程實質是水-土作用的微觀表現。隨著微觀界面解體，部分區域土體抗剪強度喪失，此時細觀界面開始松動、擴張，局部土體發生軟化甚至液化。而后細觀界面解體，土體內部結構重新調整，出現局部塌陷。

最后是宏觀界面對邊坡的控制作用。宏觀界面在黃土入滲過程中充當著優勢通道的作用，隨著地表徑流的持續補給，地表土體在浸水后，宏觀表現為地面沉降。同時由于水-土相互作用加劇，土體的抗剪強度開始降低，在臨近坡邊的宏觀界面（裂縫）開始松動擴張，進而發生破壞，在坡體前緣形成淺層滑塌。然后，伴隨著水的持續入滲，宏觀界面被不斷沖刷，開始松動、擴張。而宏觀界面的擴張又加劇水的入滲量。水與宏觀界面如此互饋響應，直到宏觀界面徹底分解誘發黃土塌陷、滑坡等一系列黃土災害，形成災害鏈。

總之，巨觀界面控制地貌演化的過程發生在災害鏈的孕災階段。而微觀界面控制顆粒分布、細觀界面控制土體狀態、宏觀界面控制坡體結構這3個過程發生在災害鏈的激發和成災階段（圖12）。

圖12 黃土界面與災害鏈的互饋過程Fig.12 The interaction process of loess interface and geohazards chain

黃土界面控制著土體與外面物質的能量交換。從質量和能量守恒上來看，在老界面的擴張、分離、解體過程中，隨著老界面的消亡，必然有新界面的產生，然后新界面進入新一輪的擴張、分離、解體循環中（圖13）。在水源型黃土地質災害鏈的演化過程中，這些循環過程在微觀界面、細觀界面、宏觀界面的發展演化過程中都有體現。微觀、細觀、宏觀界面的這種分解而后再生然后再分解的循環一直參與了水源型黃土地質災害鏈整個激發和成災階段（圖14，圖15）。需要指出的是，如果最后災種是黃土泥流的災害鏈，土體已近流水狀態，所以在最后環節中，黃土界面的這種解體再生的循環過程一般是不存在的，隨著災體含水量增高，界面一直處于逐漸解體、進而消亡的狀態，最后靠著母質粘滯性高速流動。

圖13 黃土界面發展過程Fig.13 The development process of loess interface

圖14 浸泡試驗后馬蘭黃土微觀結構變化Fig.14 The microstructure changes of Malan loess after immersion test

圖15 某滑坡后壁黃土界面演化過程Fig.15 The evolution process of loess interface at the scarp of a landslide

4 水源型黃土地質災害鏈中土體狀態變化過程

黃土屬于三相體，是不連續介質。但在通常的宏觀研究中我們都是把自然地貌的黃土層當做連續介質來處理。根據上文對水源型黃土地質災害鏈的演化模式分析，其最后災種通常是黃土泥流。所以從災種外在宏觀表現來看，水源型黃土地質災害鏈就是天然黃土邊坡連續發展到黃土泥流的過程。在這個鏈生過程中，中間環節可能涉及到黃土濕陷、地面沉降、塌陷、崩塌及滑坡等災害，土體也從近似固態的穩定狀態發展到了近似液體的流動狀態。所以水源型黃土地質災害鏈實質就是黃土濕陷、地面沉降、塌陷、崩塌及滑坡等災害逐步轉化，同時土體狀態從連續介質近似固態狀發展到固液兩向近似液態狀的同源災害鏈。結合其演化模式的特點，從土體狀態的變化狀態出發，其演化過程可以概括為連續固體、變形體、破裂體、散體、流體五種宏觀土體狀態的變化過程。其中，連續固體指自然地貌下的土體原始形態，此狀態下黃土界面也發育，但處于緊閉未松動狀態；變形體指水沿黃土界面下滲，松動了界面，到黃土塌陷發生前的土體架空狀態；破裂體指黃土界面開裂后，坡體發生整體變形但黃土結構體還未分離斜坡母體的土體分離狀態；散體指黃土結構體徹底脫離斜坡母體到形成黃土崩滑的土體潰散狀態；流體指崩滑或松散堆積物轉化成泥流時的土體流動狀態（圖16）。

圖16 水源型黃土地質災害鏈的五種土體狀態Fig.16 Five kinds of soil state in the loess geohazards chain induced by water

根據這個劃分方式，水源型黃土地質災害鏈的鏈生演化機制研究實質是連續固體→變形體轉化演變機理、變形體→破裂體轉化演變機理、破裂體→散體轉化演變機理、散體→流體轉化演變機理。在這四個轉化過程中，涉及到的黃土災種有黃土濕陷、地面沉降、地裂縫、塌陷、崩塌、滑坡、泥流。在連續固體→變形體轉化過程中涉及到的災種主要是黃土濕陷、地面沉降，所以此過程主要討論的是土體的變形機理。在變形體→破裂體轉化過程中涉及到的災種主要是黃土地裂縫、塌陷，所以主要討論的是坡體的破碎機理。在破裂體→散體轉化過程中涉及到的災種黃土崩塌、滑坡，所以此過程主要討論的是黃土坡體的滑移及結構體的潰散機理。散體→流體轉化過程中涉及到的災種主要是黃土泥流，所以此過程主要討論的是黃土體的流動機理。

5 結論

黃土災害呈鏈式發展，表現出隨機性，差異性，多樣性。文中系統性的定義了黃土地質災害鏈，總結了各災種之間的因果互饋關系以及演化特征，并且分析了黃土界面與水源型黃土地質災害鏈的互饋過程以及土體狀態變化過程，可以為細化黃土地質災害鏈的斷鏈措施以及防災減災工作提供相關技術支撐。主要得出以下結論：

（1）分別從成因、因果關系、災變機制上對黃土地質災害鏈進行了分類：從成因上可以分為內動力黃土地質災害鏈、外動力黃土地質災害鏈、人為黃土地質災害鏈、復雜動力黃土地質災害鏈；從因果關系上可以分為伴生黃土地質災害鏈，派生黃土地質災害鏈；從災變機制上可以分為水源型黃土地質災害鏈，力-水源型黃土地質災害鏈、震源型黃土地質災害鏈。

（2）基于黃土地質災害鏈的演化特征，總結了黃土地質災害鏈有4大主要特征：1）復雜變化性；2）水作用明顯；3）時效性和周期性；4）放大效應和衰減效應。

（3）黃土界面是災害鏈啟動和演化過程的主要控制因素，黃土界面不斷分解而后再生然后再分解的循環一直參與了水源型黃土地質災害鏈整個演化過程。巨觀界面控制地貌演化的過程發生在災害鏈的孕災階段。微觀界面控制顆粒分布、細觀界面控制土體狀態、宏觀界面控制坡體結構這3個過程發生在災害鏈的激發和成災階段。

（4）水源型黃土地質災害鏈就是天然黃土邊坡連續發展到黃土泥流的過程，土體也從近似固態的穩定狀態發展到了近似液體的流動狀態。從土體狀態的變化狀態出發，其演化過程可以概括為連續固體、變形體、破裂體、散體、流體5種宏觀土體狀態的變化過程。