北京市門頭溝區“23·7”強降雨引發地質災害特征及防治建議

摘"要：2023年7月29日20時至8月2日7時，北京出現極端強降雨天氣，降水量為北京地區有儀器測量記錄140年以來最高值，其中門頭溝平均降水量達538.1 mm，最大降水量達1 053 mm。本次強降雨引發多起地質災害，對門頭溝區生產生活造成了嚴重的影響。門頭溝區“23·7”強降雨共引發地質災害666處，規模以小型為主。其中崩塌592處，泥石流55處，滑坡10處，地面塌陷9處。崩塌災害中巖質崩塌和土質崩塌大致相當，破壞類型以滑移式為主。滑坡災害以土質滑坡為主，破壞類型均屬于淺層牽引式滑坡。泥石流災害以稀性泥石流為主，破壞類型均屬于暴雨型泥石流。地面塌陷均由歷史采礦引起，主要表現為塌陷坑、地裂縫等變形破裂。根據災害現狀地質環境背景及成因，綜合考慮地質災害風險等級、周邊地質環境條件、工程治理可行性等，提出了“應急處置、群測群防、搬遷避讓、工程治理”防治建議。

關鍵詞：“23·7”強降雨；地質災害特征；地質災害防治

Characteristics and prevention suggestions of geological disasters caused by \"23·7\" heavy rainfall in Mentougou District， Beijing

LI Xiaowei， GUO Ying， ZHENG Xiaoyu

（Beijing Institute of Geological Hazard Prevention， Beijing 100120， China）

Abstract： From July 29， 2023 to August 2， 2023， extremely heavy rainfall occurred in Beijing， with the highest precipitation recorded by instruments in 140 years. The average precipitation in Mentougou reached 538.1 mm， and the maximum precipitation reached 1 053 mm. This heavy rainfall has triggered multiple geological disasters， causing serious damages on production and daily life in Mentougou District. A total of 666 geological disasters （mainly small-scale） took place including 592 collapses， 55 mudslides， 10 landslides， and 9 ground collapses. A roughly equivalent amount of rock collapses and soil collapses happened among the landslide disasters， with sliding as the main type of damage. Landslide disasters are mainly soil landslides， and the types of damage are all shallow traction landslides. The debris flow disaster is dominated by rare debris flow， and the damage type belongs to rainstorm debris flow. Ground subsidence is caused by historical mining， mainly manifested as deformation and rupture of subsidence pits， ground fissures， etc. Based on the geological environment background and causes of the existing disaster situation， and taking into account the geological disaster risk levels， surrounding geological environmental conditions， and feasibility of engineering governance， we have proposed prevention and control suggestions such as \"emergency response， group measurement and prevention， relocation avoidance， and engineering governance\".

Keywords： heavy rainfall of \"23·7\"; geological hazard characteristics; disaster prevention and control

門頭溝區位于北京西部山區，屬太行山余脈，地勢險要，全區面積1 447.85 km²，現轄9個鎮、4個街道辦事處。該區地處華北平原向蒙古高原過渡地帶，地勢西北高、東南低，屬于北京西山的核心部分（冉淑紅，2013）。區內的98.5％為山地，海拔為73～2 303 m。永定河是全區最大的過境河流，河道長100余千米。氣候類型屬中緯度大陸性季風氣候，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，年平均降水量約600 mm。

2023年7月29日20時至8月2日7時，北京出現極端強降雨天氣，降水量為北京地區有儀器測量記錄140"年以來最高值（數據來源：北京市氣象臺），北京地區遭受特大自然災害。結合北京市氣象臺及北京市規劃和自然資源委員會地質災害監測系統數據，門頭溝平均降水量達538.1 mm，最大降水量出現在清水鎮黃安坨村花樹套溝，達1 053 mm。2023年7月29日18時發布地質災害氣象風險“橙色”預警，2023年7月31"日16時升級發布地質災害氣象風險“紅色”預警。此次強降雨引發了多起地質災害，對門頭溝區生產生活造成了嚴重的影響。

本文在對門頭溝區1 104處地質災害隱患點開展了全面調查的基礎上，從發災數量、規模、風險等級等方面開展了分類統計，總結各類災害發生的空間分布規律，從斜坡類型、巖土體結構等方面分析了門頭溝區地質災害特征。結合不同災種基本特征及主要成因，根據不同災種的成因及工程治理可行性，按照單個災害點以及整村兩個維度提出“應急處置、群測群防、搬遷避讓、工程治理”等防治建議，從而減輕地質災害可能造成的危害，以期為后續門頭溝區恢復重建及地災防治工作提供技術支撐。

1 "“23·7”強降雨引發地質災害情況

1.1 "地質災害總體情況

“23·7”強降雨門頭溝區共排查1 104處地質災害隱患點。發生破壞的災害點共計666處（表1、圖1），其中：崩塌592處，占88.9%；泥石流55處，占8.2%；滑坡10處，地面塌陷9處，二者占比2.9%。在666處災害點中：臺賬內發災382處，占發災數量的57.4%，其中崩塌358處、泥石流16處、滑坡1處、地面塌陷7處；臺賬外發災284處，占發災數量的42.6%，其中崩塌234處、泥石流39處、滑坡9處、地面塌陷2處。

1.2 "“23.7”強降雨引發的地質災害特點

1）點多面廣。“23·7”強降雨門頭溝區共排查1"104處地質災害隱患點。發生破壞的災害點共計666處，發災的比例達60%。且各個鎮街均有發生。

2）災前征兆不明顯。“23.7”降雨前，對門頭溝區所有在賬隱患點進行了排查，排查結果各隱患點都處于穩定—基本穩定狀態，且門頭溝區地質災害治理工程已竣工的隱患點121處，占門頭溝區威脅居民點隱患數量63%，治理工程均完好。

3）與降雨過程密切相關。發生破壞的666處災害點均發生在7月29日—8月2日降雨期間。降雨過后，對門頭溝區開展了十余天的地災調查，調查結果表明雖然部分隱患點位仍存在較大險情，但調查期間并未再次發生大規模破壞。

4）隱蔽性強。666處災害點中臺賬外地質災害284處，占發災數量的42.6%，由于地質災害主要發育在山區，山高坡陡，植被茂盛，處于高位的地災隱患不易提前發現。

1.3 "地質災害分布

門頭溝區“23·7”強降雨誘發地質災害666起（圖2），其中雁翅鎮、妙峰山鎮、清水鎮地質災害大于100起，王平鎮、齋堂鎮、潭柘寺鎮地質災害為50～100起，其他鄉鎮地質災害小于50起。“23·7”強降雨引發地質災害的類型主要有崩塌、滑坡、泥石流。

按威脅對象類型分析：威脅居民點的地質災害186處，其中雁翅鎮63處，清水鎮、齋堂鎮、王平鎮為20～50處，其余鄉鎮小于20處；威脅道路的地質災害463處，其中村級道路以上的地質災害329處，村級道路地質災害134處；威脅景區的地質災害2處；威脅中小學的地質災害1處；威脅其他的地質災害14處。

1.4 "地質災害規模等級

從地質災害規模分析，1處泥石流、1處崩塌災害規模為中型，其他664處災害規模均為小型。

1.5 "地質災害風險等級

根據地質災害隱患點的災害發生情況、周邊地質環境條件、穩定性及發展趨勢，結合受威脅對象情況，對已排查的地質災害隱患點的風險等級進行評價，劃分為高、中、低3個等級。

在排查的1 104處地質災害隱患點中（表2），風險等級為高風險的有281處，中風險478處，低風險345處。

在高風險的地質災害隱患點中，臺賬內155處，新增點126處。按災害類型分，崩塌為231處、泥石流36"處、滑坡8處、地面塌陷6處；按威脅對象類型分，威脅居民點110處、威脅道路162處、威脅景區1處、威脅其他8處。

在中風險的地質災害隱患點中，臺賬內352處，新增點126處。按災害類型分，崩塌為432處、泥石流27"處、滑坡8處、地面塌陷11處。按威脅對象類型分，威脅居民點122處、威脅道路339處、威脅景區2處、威脅中小學1處、威脅其他14處。

在低風險的地質災害隱患點中，臺賬內299處，新增點46處。按災害類型分，崩塌為322處、泥石流15"處、地面塌陷8處。按威脅對象類型分，威脅居民點65處、威脅道路266處、威脅景區1處、威脅其他13處。

2 "地質災害基本特征

2.1 "崩塌基本特征

崩塌災害是門頭溝區最常見的一種不良地質現象，分布較廣泛，主要威脅道路和居民點。“23·7”降雨引發崩塌災害為592處，占已發地質災害88.9%，其中臺賬內發災358處，臺賬外發災234處。崩塌一般都發育在地形坡度大于50o、高度大于30 m的高陡邊坡上，以垂直運動為主，坡體多為巖石堅硬、性脆、構造節理發育的基巖坡體（郭英等，2022；李曉瑋，2020）。

崩塌所在斜坡類型以人工巖質和人工土質坡體為主，合計占比80.2%（圖3）。

斜坡結構類型土質斜坡281處、巖質斜坡311處。土質斜坡以碎石土類斜坡為主；巖質斜坡中以切向坡為主，逆向坡、橫向坡、近水平層狀坡、順向坡、塊狀巖體斜坡數量各自占比不足10%（圖4）。

崩塌所處的微地貌類型以陡崖為主，占比72.3%（圖5）。

崩塌所處邊坡坡高以10～30 m為主，占比50.8%（圖6）。

2.2 "滑坡基本特征

門頭溝地區具有一定規模的天然滑坡較少，目前具有一定危害的滑坡多是修路及采礦工程活動誘發的（岳慶等，2023）。“23·7”降雨引發滑坡災害為10處，其中：從滑坡類型上看，均屬于牽引式滑坡；從坡體巖性上看，巖質滑坡2處，土質滑坡8處；從規模上看，均屬于小型滑坡。

2.3 "泥石流基本特征

門頭溝區泥石流較發育，“23·7”降雨引發泥石流災害為55處，均屬于由暴雨激發形成的泥石流（馬秀梅等，2019），因此，從水源類型上看，屬于暴雨型泥石流（李闊等，2007；王毅等，2018）。

1）泥石流物源類型及規模

由于門頭溝區由于燕山運動等構造活動，形成了大量的褶皺及斷裂。受到風化侵蝕作用的基巖遭到強烈的剝蝕，極易破碎，破碎后形成了較厚的殘坡積層，暴雨時節，陡坡處容易形成滑塌（王海芝等，2022），堆積在溝道內側或坡腳下方。普遍的特點是結構松散，容易受到河流、降水等作用的沖刷、搬運和侵蝕等。此外，人類活動對沖洪積物及殘坡積物的改造形式主要是開荒種地，形成了大量壩階地，近年來逐步荒廢，壩階地無人管理，逐步出現破壞現象，也會形成一定的松散物源。開礦筑路等人類工程活動造成煤矸石和棄石多沿溝或順坡堆積，形成第四系人工堆積物源（王珊珊等，2015）。這些堆石穩定性極差，一旦坡腳被沖蝕或上方受到強大的水體或重力沖擊，則會潰散加入洪流，參與到泥石流活動中（潘華利等，2020）。

從物源類型上看，門頭溝區物源類型則以沖洪積物源為主，沿溝道分布，少數以殘坡積或人工堆積物源為主，崩滑塌物源分布較少，起動模式為溝道再搬運（齊干等，2021）。從規模上看，1處泥石流為中型，其余54處泥石流均屬于小型。

2）流域面積及主溝長度

泥石流集中在中、小溝谷。區內泥石流多集中分布在末級和二級溝系或河谷上游的狹谷段，流域面積偏小，主溝長度偏短。門頭溝區泥石流流域面積lt;0.2 km²的溝道有27條，0.2～2 km²的有21條，2～5 km²的有4"條，大于5 km²的溝道有3條，按流域面積與主溝長度統計結果見表3。

3）主溝縱坡及相對高差

西部山地是北京西山的核心部分，山體高大，海拔1 500 m左右的山峰160余座。西北部的靈山海拔2"303"m，東部山地處于北京西山邊緣，山體較小，山勢漸緩。泥石流主溝縱坡和相對高差特征統計結果見表4。

4）地層巖性與泥石流分布

太古宙至新生代的大多數地層在門頭溝區均有分布，褶皺和斷裂構造發育。在火山碎屑巖、粉砂巖、灰巖地區，殘坡積層較厚，暴雨時節，易發生滑塌形成物源（王海芝，2009）。

泥石流在各個年代地層巖性均有分布，但差異性較大。其集中發育于中生界、古生界、元古界，與全區地層時空分布具有一致性，中上元古界巖石堅硬性脆、節理裂隙發育，在外力作用下極易發生風化垮塌現象，易形成崩塌體從而為泥石流提供豐富的物源。這些地層在泥石流溝中出現的數量也較多。

2.4 "地面塌陷基本特征

本區地面塌陷均由采礦引起，王平、大臺地區及國礦地區，呈北東方向展布，與煤系地層的展布方向一致。經調查，本次門頭溝區共發生地面塌陷9處，主要集中在王平鎮、齋堂鎮，受威脅對象以險村險戶、學校和農田為主。

本次地面塌陷主要表現為塌陷坑、地裂縫等變形破裂，從規模上看，均屬于小型。

3 "地質災害破壞模式分析

3.1 "崩塌破壞模式分析

根據統計，“23·7”降雨引發門頭溝區的崩塌類型有傾倒式、滑移式及拉裂式3種，其中以滑移式為主，傾倒式次之。詳見表5。

1）傾倒式崩塌

傾倒式崩塌一般發生在半堅硬—堅硬巖分布區，主要發育在河谷、懸崖處，巖層產狀直立或反傾，控制面多為垂直節理、反傾結構面或直立層面。多分布在景區和公路沿線。此類崩塌具有如下特點：①發生崩塌的地段坡度多在50°以上，主要因河流深切形成的峽谷區或者陡坡地帶；②一般發生在堅硬—半堅硬巖分布地段，巖體多呈層狀—塊狀結構，節理裂隙發育；③崩塌控制面為節理面和巖層層面，傾向與斜坡臨空面一致，傾角較大，斜坡表面的巖體因受到傾覆力矩的作用沿裂隙面傾倒，形成崩塌；④傾倒式崩塌規模體積變化較大，誘發因素多為暴雨、風化和人工振動等（冉淑紅，2014）。

2）滑移式崩塌

多發生在軟硬相間的巖層內，巖體結構面發育，有傾向臨空面的結構面，地形坡度往往大于55°，受自重作用沿坡面向下滑移。

3）拉裂式崩塌

多見于軟硬相間或較堅硬的巖層內，主要結構控制面為風化裂隙和重力拉張裂隙，地形上常在上部形成突出的懸崖，在重力作用下拉裂形成。

3.2 "滑坡破壞模式分析

“23·7”強降雨引發的滑坡均為淺層滑坡，其中巖質滑坡2處，土質滑坡8處。

巖質滑坡為路邊巖質邊坡，坡腳開挖卸荷引發的表層小型牽引式順層滑坡。滑坡后壁高度較小，滑床比較平直，部分可見明顯擦痕現象。滑坡體坡腳處因修路開挖形成了傾角超過40°陡立臨空面，坡體前部支撐力降低。加之降水沿坡面形成徑流沖刷坡面，并滲入巖土體內部，致使滑動面強度顯著降低，從而誘發了滑坡的形成。

土質滑坡由于坡體物質組成、結構性狀及厚度條件決定了其特殊的親雨性（李越飛，2018）。由其特征條件決定的降雨入滲速度、下伏滑床面匯流狀況及水力影響程度，導致了這類滑坡對降雨的特殊敏感性。在暴雨開始之后10～12 h內發生滑坡的多為淺層堆積、堆填土和粘土滑坡，這說明了強降雨是淺層滑坡失穩最關鍵的觸發因素（林孝松等，2001）。在強降雨作用下，水沿裂隙入滲，坡體內地下水來不及排泄，引起地下水位急劇上升，導致下部土體趨于飽和，并產生滲流。水使滑動面土體強度降低從而減小抗滑力的同時，水形成的滲透力及靜水壓力增大了下滑力，表層土體短時間內完成蠕滑-拉裂-貫通-下滑過程，順坡而下形成淺表層滑坡（宋德東，2022）。

3.3 "泥石流破壞模式分析

“23·7”強降雨引發的泥石流以稀性泥石流為主。泥石流溝物源主要為殘坡積與沖洪積，殘坡積物源分布在斜坡上，沖洪積物源分布在溝道中，后期降雨作用形成的地表徑流和細小支溝對坡面產生側蝕作用，其結果是將斜坡面上的殘坡積運移至溝道中形成沖洪積，進而參與泥石流活動。

還有部分泥石流為坡面泥石流，此類泥石流流域面積小，一般不超過1 km²。流域呈斗狀，沒有明顯的流通區，形成區直接與堆積區相接。山坡型泥石流一般與崩塌、滑坡相伴發生，在強降雨作用下，崩塌、滑坡直接轉化為山坡型泥石流。

3.4 "地面塌陷破壞模式分析

本區地面塌陷均由采礦引起，國礦采空區由于埋深較深，采厚一般在0.3～0.5 m，采深采厚比一般大于30，發生地面塌陷的可能性相對較小（吳言軍等，2017）。小煤窯一般無支護或簡易支護，采空區頂板易發生塌落，導致上部覆巖的變形破壞。地表裂縫的分布方向與其開采工作面的前進方向平行，且隨開采工作面的推進而發展，形成互相平行的裂縫。此外，采煤巷道洞口一般裸露，埋深淺，上部覆蓋有少量第四系碎石土層，多位于山體斜坡的坡腳處或溝谷岸坡地帶，應力較為集中，受地表水體沖刷侵蝕，洞口或淺部巷道上部巖土體難以形成承載拱，容易發生變形破壞。

4 "防治建議

結合風險等級評估結果及現狀條件，根據不同災種的特征及其成因，提出應急處置、群測群防、搬遷避讓、工程治理的建議（羅守敬，2023）。

1）應急處置：發生了地質災害，并且影響正常生活、通行等，需要對災害體或者堆積體等進行簡單的應急處置。

2）群測群防：對于強降雨后未發生地質災害，且風險等級低的地質災害隱患點，建議采取群測群防措施開展地質災害防治工作。

3）搬遷避讓：以鄉鎮為單位統計地質災害隱患點數量及災害發生情況，如存在地質災害隱患點數量多，災害多發，且受威脅險戶數人數的比例較高，地質災害隱患點的風險等級高等情況；若開展工程治理，存在治理經費高、治理難度大等問題，應結合鄉鎮現有的地質環境條件及村民生存條件，與屬地政府溝通協商，建議采取搬遷避讓措施開展地質災害防治工作。如個別點位治理的難度大、經費高，也可以建議部分搬遷。

4）工程治理：威脅對象為居民點的地質災害隱患點，以鄉鎮為單位統計地質災害隱患點數量及災害發生情況，如隱患點數量少或零散分布，受威脅險戶數量少，適宜治理，經濟可行，并且通過工程治理可降低風險的地質災害隱患點，建議采取工程治理措施開展地質災害防治工作。威脅對象為道路、景區等類型的，適宜治理，且治理難度不高，通過工程治理可降低地質災害風險，建議采取工程治理措施開展地質災害防治工作。

5 "結論

受“23·7”強降雨影響，門頭溝區發生多起地質災害。災后共排查了1 104處地質災害隱患點，風險等級為高風險的有281處，中風險478處，低風險345處。發生破壞的災害點共計666處，其中臺賬內發災382處，臺賬外發災284處。按災害類型統計，崩塌災害為592"處，泥石流為55處，滑坡為10處，地面塌陷9處。按威脅對象統計，威脅居民點的地質災害186處，威脅道路的地質災害463處，威脅景區的地質災害2處，威脅中小學的地質災害1處，威脅其他的地質災害14處。從災害規模分析，1處泥石流、1處崩塌災害規模為中型，其他664處災害均為小型。

崩塌災害所在斜坡類型以滑移式為主，傾倒式次之。斜坡結構類型以土質斜坡和切向坡為主，坡度以陡崖為主，坡高以10～30 m為主。滑坡災害均屬于牽引式滑坡，以土質滑坡為主。泥石流災害以稀性泥石流為主，破壞類型均屬于暴雨型泥石流。地面塌陷均由歷史采礦引起，主要表現為塌陷坑、地裂縫等變形破裂。

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