蘭州市紅古區地質災害歷史災情梳理及破壞方式研究

樊小鵬，胥斌輝

（甘肅工程地質研究院，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

紅古區位于蘭州市西端，屬隴中黃土高原，境內山體多覆蓋第四系馬蘭黃土。黃河一級支流湟水河自西向東貫穿紅古全境，受新構造運動影響發育有多級階地，流水侵蝕切割溝壑縱橫。區境屬冷溫帶半干旱氣候區，全年降水量介于198.6～573.2mm（1950—2021 年），年降水多集中在7—9 月，歷史曾受多次地震時間影響[1-2]。

作為紅古區經濟支撐的煤礦已經歷悠久歷史，解放后小煤窯整合關停，發展至現在以大型企業采礦為主要產業鏈迅速發展。而采礦活動深刻影響區內地質災害的發育，且多次造成人員傷亡及財產損失[3]。近年來，城鎮化速率明顯加快，城區的建設也引發了區內多處地質災害，短時較為集中的降雨、地震等活動也影響了區內地質災害發育，多次導致紅古區境內發生了不同程度的地質災害，人民生命、財產受到不同程度的損毀，部分地質災害處在爆發的邊緣。隨著近年來頻發的極端天氣及趨于強烈的紅古城區建設，在削坡修路、建房或是采礦形成的次生地質災害的情況較為嚴重，城市地質災害風險研究方向也成為政府重點關注方向，因此，本次對于紅古區歷史災情的調查總結，在地質災害早期識別、形成機理和規律認識方面可以作為補充認識，總結區內成災模式，提出綜合防治、管理對策建議，為紅古區防災減災管理、處置提供基礎依據，現實意義重大。

1 紅古區地質災害歷史災情概況

依據收集到的公開資料，結合野外調查訪問當地居民，本文詳細梳理1949 年以來重大地質災害事件及1978 年以來逐年地質災害信息，依據《國家突發地質災害應急預案》等級劃分標準進行統計，共梳理出31 起地質災害災情事件，各類地質災害事件共造成14 人死亡，直接造成的經濟損失達9623.56 萬元。

2 歷史災情分析

2.1 災情年際變化

根據紅古區地質災害災情年際變化（圖1）可以看出，紅古區災情在1949—1985 年間發生次數最少，僅在1971 年發生1 起地質災害災情事件。災情事件多集中在1985—2006 年之間，其中1998 年發生地質災害5 起，為歷史之最，2012—2018 年之間也發生幾次災情事件，但頻率明顯低于1985—2006 年。

圖1 地質災害災情統計

2.2 歷史災情及破壞模式分析

根據前文對于災情的統計，建國以來紅古區地質災害多發，下文將通過統計已有資料記載的災害來分析其成災模式。

根據對災情的統計可以看出以中小型居多，且崩塌地質災害災情等級基本為小型，對于區災情等級為中型以上的以滑坡、泥石流為主，而大型和特大型的災害中以泥石流為主，如表1、圖2 所示。

表1 災情規模統計

圖2 災情規模統計（二）

根據上述分析可以得知，區內危害大的地質災害主要為地面塌陷及滑坡，崩塌、泥石流次之，下文將對不同類型災害的成災模式進行分析。

2.2.1 地面塌陷

窯街煤電集團下轄煤礦作為紅古區重要的資源為國民經濟生產建設起到了至關重要的作用，但同樣由采煤形成的地面塌陷也深刻影響著窯街及海石灣鎮一帶居民，地面塌陷區大部分地段整體塌陷幅度達5～20m，形成眾多不同程度的拉張裂縫，局地群發性陷坑發育山體較為破碎，地表裂縫呈帶狀發育，沿山體走向展布，最寬處達3m，一般0.5～1.0m。地面塌陷對礦區影響范圍內4 個村造成不同程度危害，約4000 多間房屋不同程度傾斜、開裂，墻體裂縫最寬30cm，一般5～10cm。

典型例證如下。

（1）1993 年9 月22 日4 時11 分，窯街三礦大門南側300m 處發生地面塌陷，塌陷坑南北寬42m，東西長47m，坑深9.5m，地面7 戶24 人被塌入陷坑，致3 人死亡，有9 人失蹤，直接經濟損失300 萬元。

（2）2001 年4 月5 日窯街一礦發生地面塌陷，致1 人死亡，直接經濟損失達1200 萬元。

（3）2005 年2 月18 日，窯街街道上街村發生地面塌陷，致185 戶居民約763 人受災，塌陷造成700 余間房屋受損，直接經濟損失3000 萬元。

在對窯街三礦地面塌陷成因理論分析的基礎上，將其形成機理概括為如下四個階段：塌陷初期階段、累積變形破壞階段、沉陷盆地（漏斗）形成階段及沉降穩定階段[4-5]。

2.2.2 滑坡

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根據災情數據統計，滑坡地質災害在區內分布較廣，其成災條件及成災過程分析如下。

（1）承災體分布：由于區內土地資源受地形地貌限制較大，城鎮多建于河谷，村莊多位于山體坡腳，工廠建于斜坡中部。

（2）地形地貌：根據對區內6 處滑坡地質災害點的統計，6 處滑坡均位于低中山地貌區，滑坡高差多介于0～100m 之間，坡度多介于0°～35°之間，坡體受人為改造強烈。

（3）巖土體特征：根據已有災情資料的分析，區內滑坡均為土質滑坡，斜坡結構均為“土-巖”結構。

（4）降雨及地震：“土-巖”結構的斜坡利于雨水下滲，下伏基巖為天然隔水層，而其對于接觸面巖土體物理特性的改變使得其易于滑動。地震破壞巖土體受力平衡狀態，影響斜坡穩定性。

通過上述分析可以看出，滑坡災害受人類工程活動改造，在降雨、地震的誘發之下發生，而承災體多位于滑坡體上部或坡腳處，滑坡主要對區內農田、房屋、道路造成危害，分布于坡體中部、頂部的則產生裂縫，主要以拉裂破壞為主，承災體分布于坡腳的則以沖擊、掩埋的方式造成破壞。在紅古區，滑坡的成災模式還有可能為堵塞溝道，例如上文災情處舉例到的海石灣煤礦上工業廣場滑坡，其次發生于2015 年捷路溝滑坡也是具有類似的破壞性[6-9]。

2.2.3 崩塌（潛在崩塌）

（2）地形地貌：對區內崩塌地質災害點高程進行統計，其高差多介于0～50m 之間，坡度多在50°以上，坡體受人為改造多為直線狀。

（3）巖土體特征：根據已有災情資料的分析，區內崩塌多為“巖-土”復合型崩塌。

（4）降雨及地震：降雨及地震直接改變巖土力學性質，地震破壞巖土體受力平衡狀態，影響斜坡穩定性。

區內崩塌多發生在湟水河階地前緣，其形成機制主要因后期人工切坡、擾動，在地能或爆破震動、降水等外因引發之下，導致上部危巖體突然脫離其附存斜坡，進而威脅坡腳居民區、公路等，根據統計數據，區內崩塌多為修路引發，建房次之，破壞方式為沖擊、壓埋[10-13]。

2.2.4 泥石流

紅古區泥石流類型均為暴雨型，暴雨具有局域性、高強度的特征，由于區內小型滑坡、崩塌較發育，具備大量泥石流物源，當降雨指標均超過了泥石流形成的最小雨強，就會爆發泥石流，對溝道內及溝口處居民生命財產造成威脅。根據統計結果，紅古區境內災情為小型的災害多由泥石流造成，比較典型的則為發生于1998 年8 月8 日的海石灣鎮北側山區捷路溝、下沿溝等群發性泥石流，暴雨攜帶溝道內泥沙下泄對溝口居民區造成嚴重危害，危害方式為沖擊、掩埋[14-15]。

3 研究結論

（1）紅古區地質災害災情在1985—2006 年之間較為頻繁。

（2）各類地質災害中地面塌陷造成的人員傷亡及財產損失最大，其次為滑坡、崩塌、泥石流。

（3）地面塌陷破壞方式主要為裂縫、沉降等造成人員傷亡及基礎設施損壞，且多引起滑坡、崩塌、泥石流等次生災害。

（4）滑坡主要對區內農田、房屋、道路造成危害，分布于坡體中部、頂部的則產生裂縫，主要以拉裂破壞為主，承災體分布于坡腳的則以沖擊、掩埋的方式造成破壞。在紅古區，滑坡的成災模式還有可能為堵塞溝道。

（5）崩塌主要因后期人工切坡、擾動，在地能或爆破震動、降水等外因引發之下，導致上部危巖體突然脫離其附存斜坡，對坡腳處人員及財產造成損害，區內崩塌多為修路引發，建房次之，破壞方式為沖擊、壓埋。

（6）泥石流主要由暴雨攜帶溝道內泥沙下泄對溝口居民區造成嚴重危害，危害方式為沖擊、掩埋。