地质工程论文
3 成灾特征
通过对本次群发性地质灾害的调查，可以总结1塞湖链式特征。
3. 1 滑坡 - 泥石流链式特征
“7·25”群发性地质灾害与多数单体地质灾害特征有很大不同，代之以高密度浅层土质崩塌、滑坡、碎屑流和沟谷型泥石流叠加的灾害链特征。
本次发生泥石流的沟谷多数为短浅的沟谷，泥石流松散物质来源主要是降雨激发的滑坡、崩塌等转化而来。典型的如麦积镇、娘娘坝一带的黄土 -泥岩二元结构斜坡多形成顺向坡，饱水的表层土体形成的坡面型泥石流和群发性的浅层土质崩塌、滑坡（ 图 3） ,直接汇集于沟谷顺沟而下形成泥石流。
马跑泉一带的大庄沟泥流具有典型性。该沟流域面积 0. 45 km2,沟道呈上陡下缓的折线型，形态为“V”型，纵坡降 177‰； 沟道中、下游段较为开阔，沟谷宽度 20 ~70 m,沟口两侧为大沟村所在地。2013 -07- 24 晚，强降雨导致大沟村南部的沟道内发生滑坡并转化为泥流顺沟而下，泥流堆积物一直从沟口延伸至大沟村村庄中部，堆积体纵向长约 700 m,横宽20 ~ 70 m,堆积物厚度 2 ~ 10 m,堆积物体积约为 20× 104m3.此次泥流直接将村委会（ 三层楼） 楼房向前推挤超过 70 m,并摧毁 10 户村民房屋及 100 m村道。由于预警及时使人员迅速转移，未造成人员伤亡（ 图 4） .
3. 2 滑坡 - 堰塞湖链式灾害特征
本次强降水引起的滑坡造成了毛峪河、五龙沟等多条沟谷形成堰塞湖，形成滑坡 - 堰塞湖链式灾害，典型的如伯阳镇榆树村滑坡 - 堰塞湖。滑坡的发生和降水并不同步，略有滞后性。
榆树村滑坡发生于 2013 -07 -29T10: 40,滑坡堆积体堵塞毛峪河形成堰塞湖。滑坡属于老滑坡复活，为黄土 - 泥岩滑坡，主滑方向 76°，滑坡的坡体高约 450 m,平均坡度 60°。平面呈簸箕形，坡面呈不规则状。滑坡后缘宽约 100 m,前缘宽约 190 m,长约 200 m,厚约 50 m,体积约 135 ×104m3,属大型滑坡。由于滑体主轴前缘岩性以泥质砂岩为主，完整性相对较好，滑体下滑时泥质砂岩下滑至沟底基本呈整体块状，上覆土层下滑受阻，分向南北两侧，其中北侧滑坡堆积体以黄土为主，压埋河道和东侧道路，堆积体高出路面约 7 m.南侧堆积体高出路面约2. 5 m,形成两道天然“土坝”.其中第一道“土坝”以上水体长约 1 000 m,水面平均宽度约 30 m（ 沟谷呈“V”字形） ,河道平均宽度约 16 m,水位最高处抬升约 14 m,估计总水量约 35 × 104m3,对下游的韩河村、下河村 406 户村民，2 082 人的生命及财产安全形成严重威胁（ 图 5） .
4 灾害成因
结合天水“7·25”群发性地质灾害特点，主要从降水、地震、地层岩性及地形条件等方面分析灾害的成因。
4. 1 降雨
降雨诱发地质灾害的过程中，主要表现在前期降雨、当期降雨强度和降雨量等因素[13],强降雨成为地质灾害链成灾演化的关键控制因素[14].天水市“7·25”降水特征主要表现前期降水丰富、当期降水强度大等，是本次群发性灾害的主要促发因素，并加速了灾害链演化。
4. 1. 1 前期降水日数多、持续时间长根据气象资料统计，2013 - 06 - 19-2013 - 07- 26 期间，天水市各县（ 区） 经历 4 次强降雨，降雨量为 199. 1 ~423. 5 mm（ 表 1） .天水自 6 月 20 日以来降水日数为 24 ~ 26d,降水日数较往年同期多10 ~ 15 d.7 月以来，天水秦州区降水量是常年同期的 3. 4 倍； 其他县区则在 2. 2 倍以上。连续降水使得浅表层土体接近饱和、岩体裂隙充水，导致斜坡大部分地方土壤相对湿度超过 70%,南部白家河流域土壤相对湿度在 90%以上，使得岩土体抗剪强度显着降低，对于浅层堆积层及裂隙发育的黄土斜坡稳定极为不利； 同时高含水土壤也使泥石流的汇水更为迅速。
4. 1. 2 暴雨落区集中、强度大、反复作用2013 年 6-7 月的 4 次区域性暴雨的落区和路径基本一致，均处于天水市东南部的秦州、麦积、张家川、清水 4 个区（ 县） .
6 月 20 日最大小时降水量出现在秦州区李子园，1 h 降水量达 65 mm（ 20 日 04 时-05 时） ,2 h降水量达 115 mm.此次强降水共引发 95 处地质灾害，其中泥石流 17 处，滑坡 65 处，崩塌 9 处，不稳定斜坡 4 处。秦州区白家河流域、麦积区颍川河、东柯河、毛峪河流域是灾害最为严重的区域，出现了群发性的、密集分布的泥石流、滑坡、崩塌等灾害。
7 月 8 日的强降水再次袭击了这一地区，在部分地方引发了地质灾害，数量达 46 处，其中泥石流13 处，滑坡 24 处，崩塌 6 处，不稳定斜坡 3 处。
7 月 21 日的强降水虽然未形成大的灾害，却加大了土壤含水量，使得土壤持续处于近饱和状态。7月 24-26 日夜间天水出现强降水天气，秦州区钱家坝 24 h 最大降水量为 152. 2 mm,1 h 最大降水量为48. 4 mm,最终导致形成了比 6 月 20 日、7 月 8 日范围更广、危害更大的群发性的滑坡、崩塌 - 泥石流灾害及滑坡 - 堰塞湖等灾害链[15],其中娘娘坝一带的群发性滑坡、泥石流造成 22 人死亡。
对比该地区以往地质灾害资料，1965 年罗玉沟泥石流，降雨量为 90 ~100 mm,历时 8 h 时，1 h 最大雨强为 57. 3 mm; 天水伯阳 1978 年菜子沟泥石流，2 h 小时雨量为 105 mm,1 h 最大雨强为 60mm[3]; 1990 年锻压 机 床 厂 滑 坡，日 降 水 量 113mm[1].可以看出，钱家坝 16 h 降水量 152. 2 mm,已超过历次灾害的降水强度。据李鸿琏研究[4],当前期降水量丰富，当日降水量达到 50 ~60 mm,天水地区即可引发滑坡； 当小时降水量超过35 mm 即可引发泥石流，超过 40 mm 可形成灾害性泥石流[3].
可以说，“7·25”群发性地质灾害的发生是既具备了前期降水条件，也具备了降水强度。
4. 2 地震
天水市及外围断裂、褶皱均很发育，尤其是晚第四纪以来断裂活动显着，地震活动频繁，是我国主要的地震区之一[16].研究区处于我国南北地震带与天水 - 兰州东西两大地震带交汇部位，历史上是高烈度地震多发区。例如 1654 年天水南 8 级地震，震中烈度达 XI 度，引发了大范围的滑坡。2008 年“5·12”汶川地震在研究区的烈度为 VI ~ VII 度，特别是南部属于 VII 度区，一定程度上导致山体松动，岩层破碎，短期内很难达到平衡，因此在降水叠加条件下势必引发大量的滑坡。强震过后，地震灾区滑坡、泥石流等地质灾害显着增强是一个具有普遍性的现象[16].
4. 3 地层岩性
地层岩性是地质灾害发育的物质基础，对灾害的影响主要表现在易滑岩土及其斜坡组合结构特征上。区内易滑动的岩层组合主要有黄土 - 基岩、松散层 - 基岩两种结构。这两种易滑岩层组合结构的共同特点，是斜坡往往由岩土形成二元结构的顺向斜坡，上部黄土或堆积层松散、节理裂缝发育，下部的有一个相对隔水的底板，上覆的黄土或残坡积土在其上滑动。黄土中的垂直节理是黄土崩塌形成的主要结构因素； 在南部基岩地区，残坡积层由于树木根系的劈裂作用，而形成导水裂隙或孔洞； 新近系（ N） 泥岩、古近系（ E） 砂砾岩、白垩系（ K） 砾岩则形成相对隔水层。坡度 >60°，晚更新世黄土（ Qeol3） 厚度在 8 m 以上的陡崖，在降雨条件下容易发生黄土崩塌。坡度 >25°，由黄土、残坡积层和基岩组成的顺向斜坡，在强降雨条件下，容易发生浅层黄土滑坡、堆积层滑坡和坡面型泥流。
4. 4 地形
坡度和坡高是滑坡、崩塌发生的重要因素，理论上讲，坡度越大，坡高越高，地质灾害发生的概率越大。天水市发生滑坡的斜坡坡高和坡度的统计结果如图 6.坡度 10° ~ 30°，坡高 150 ~ 300 m 的斜坡，是发生黄土滑坡的优势斜坡。
坡度 > 60°，坡高在 10 ~ 30 m 的斜坡前缘陡崖，是崩塌发生的优势坡段； 在有人工开挖坡脚或加载条件下，发生的概率显着增加。娘娘坝一带地形属嘉陵江上游基岩山地，地形陡峻，切割强烈，由于沿河谷人为修路、建房切坡，导致形成的人工陡坡，在暴雨激发下发生很多小型崩塌。
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。天水市境内沟谷发育，多数为狭窄的冲沟或干沟，以“V”型谷居多，沟床比降集中在 50‰ ~150‰。通过对泥石流沟谷的沟坡坡度频数统计，并结合野外调查分析，最有利于提供泥石流固体物质的沟坡坡度为 25° ~45°，固体物质补给方式主要以沟蚀、面蚀为主，其次为崩塌、滑坡等提供的松散物。当强降水作用下洪水挟带黄土崩塌、坡面泥流汇集于沟谷中，易转化为泥石流，泥石流在流动过程中冲蚀沟谷岸坡或滑坡坡脚，导致沟岸产生新的滑坡或老滑坡复活，转化为物源使泥石流流量增大形成更大的灾害。有时泥石流侵蚀沟岸形成大规模的滑坡，导致沟谷堵塞形成堰塞湖[18],形成滑坡 - 泥石流灾害链，如榆树沟滑坡。
天水南部地区属小陇山林区，植被茂密，沟谷多属“V”型谷，纵坡降在 40‰ ~ 200‰，历史上观测到的滑坡、泥石流现象较少。本次由于残坡积土在强降水作用下形成饱和土滑坡，连同坡体上的树木一起滑入沟道，堵塞沟道形成堰塞湖，堰塞体溃决形成了泥石流，有的沟道甚至形成了流木。这些现象说明地形对滑坡、泥石流的形成是最基本的条件。植被对滑坡的影响主要表现在根劈作用在岩（ 土） 层中形成大孔隙或裂隙，形成有利于地下水入渗的优势通道[19],从而影响斜坡的稳定性。
5 结论
“7·25”群发性地质灾害是天水市近年来最严重的灾害事件，研究表明：
1. 地质灾害在空间分布上具有不均匀性、流域集中性、群发性特征，且和降雨的落区基本一致，明显受到降雨分布的控制。
2. 地质灾害成灾特点具有显着的崩塌、滑坡 -泥石流链式、滑坡 - 堰塞湖链式特征，加重了灾情。
3. 极端降水是地质灾害的主要促发因素，表现在前期降水丰富、持续时间长，当期降雨强度大等。
另外，“5·12”地震对地质灾害的形成有一定的影响，地形与岩土条件是群发性地质灾害形成的物质基础。