大荔县地裂缝危险性区划--大学本科毕业论文.doc

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毕业设计（论文）报告纸

摘 要

大荔县地裂缝最早出现于上世纪70年代，地裂缝成因复杂多样，是活动断裂、降雨、地下水活动和人类工程活动（农田灌溉）等多种因素作用下的一种综合效应。
本文采用层次分析法系统地对大荔县地裂缝进行了区划研究。通过研究已有资料以及实地调查，对大荔县区域地质环境特征进行了研究分析，总结了大荔县地裂缝的空间分布发育特征和分布规律。在此基础上，分析现有的区划研究成果，提出了大荔县地裂缝危险性区划的目的、意义、方法和依据。抓住浅表层土不均匀变形是地裂缝发生的本质原因，建立了大荔县地裂缝危险性区划评价指标体系，选取了地形地貌、岩土体类型、地裂缝活动性、地裂缝密度等13个区划评价因素。
综合上述研究基础并结合大荔县地裂缝灾害的现状和特征，基于MapGIS软件平台，叠加各地质图层对大荔县地裂缝进行危险性区划，并编制大荔县地裂缝危险性区划图系。

关键词：大荔县，地裂缝，层次分析法，危险性区划

ABSTRACT

Dali County ground fissure first appeared in the 1970s, whose cause is complex and diverse geneses. It is a comprehensive effect of multiple factors under rainfall, groundwater activities and human activity (irrigation), etc.
This dissertation uses the AHP to do the risk zoning of the Dali County ground fissure. According to the available data and the field survey, we summed up the cracks in the Dali County spatial distribution development features and distribution rules through analysising Dali County regional geological environmental characteristics. On this foundation, the author proposed the goal, significance, method of the Dali County ground fissure hazard zonation. Seizing the essence that the non-uniform deformation of the shallow soil layer caused the occurrence of ground fissures, we established the Dali County ground fissure hazard zonation evaluation index system through selecting 13 factors such as the topography, the type of rock and soil, the density of ground fissures, the activity of ground fissures and so on.
Based on the above studies, bonding the ground fissure disaster the present situation and the characteristic in Dali County, taking advanced MapGIS as the platform, the Dali County ground fissure disaster risky area to delimit the chart department is established by superimposing the geological project layer.

KEY WORDS: Dali County, ground fissure, analytic hierarchy process, risk zoning

目 录

第一章 绪论 1
1.1 选题背景及研究意义 1
1.1.1 地裂缝简述 1
1.1.2 研究目的及意义 1
1.2 国内外地裂缝研究现状与进展 2
1.3 本文主要研究内容和技术路线 3
1.3.1 研究内容 3
1.3.2 研究技术路线 3
第二章 地理概况及环境地质背景 5
2.1 自然地理概况 5
2.1.1 位置交通 5
2.1.2 经济社会发展概况 6
2.1.3 气象特征 7
2.1.4 水文特征 10
2.2 环境地质背景 11
2.2.1 地形地貌 11
2.2.2 地层岩性 13
2.2.3 地质构造 14
2.2.4 新构造运动与地震 15
2.2.5 水文地质条件 16
2.3 人类工程活动 17
·第三章 大荔县地区地裂缝分布规律及发育特征 18
3.1 地裂缝成因分析 18
3.1.1大荔县地裂缝成因类型 18
3.1.2 影响因素 19
3.2 地裂缝的空间发育特征 21
3.2.1地裂缝发育时间特征 21
3.3 大荔县地区地裂缝的分布规律 22
第四章 大荔县地裂缝危险性区划 32
4.1 危险性评价原则 32
4.2 评价指标体系的建立 32
4.2.1 层次分析法原理 32
4.2.2 评价因子的选取[8]、[9]、[15]、[19] 35
4.2.3 各评价因子权重的确定 36
4.3 危险性评价模型的建立 38
4.3.1 评价指标体系的分级量化 38
4.3.2 危险性区划评价模型的实现 39
4.3.3 危险性区划的实现过程 40
4.4 危险性区划结果分析 43
结论 45
参考文献 46
致 谢 49

II

第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
现代研究表明，随着社会主义现代化建设的进行，工业文明的兴起，人类工程活动逐渐加剧，地裂缝灾害的发生频率逐年增多，灾情逐年增大，对于农村田地及市政基础设施产生了很大危害，已成为许多地区和城市危害性最大的地质灾害之一。在世界很多的国家，裂缝的发生频率和严重程度已成为一种新的、独立的地质灾害，已引起国际社会的关注。因此，积极查明地裂缝分布、发育特征及灾害影响，进行地质灾害危险性区划，是今后城市规划和工程建设的重要研究工作。
1.1.1 地裂缝简述
地裂缝是岩石和土体在内外营力作用及人类活动影响下发生变形，当外力作用累积超过土体内的结合力时，岩石和土体破裂，连续性的破坏导致裂缝发育[1]。在地面下，由于周围岩石和上层岩石的应力挤压，两者使土层的结构发生变化，位于地表的岩土体有部分临空，表层土有一定自由活动范围，因为卸荷作用围压在地表减小，因而形成具一定长度、宽度、深度等特性的裂隙，即在地表表现为地裂缝[2]。
自1556年华县大地震以来，大荔县出现了大量的地震裂缝，研究与工程实践表明，这些裂缝遗迹在上世纪60年代，80年代活动强烈，目前已处于稳定状态。经研究发现大荔县出现地裂缝其中主要一个原因是农田灌溉：农田抽水浇地，其一，导致了地下水位严重下降，其二，灌溉水侵裂隙，增加湿陷性黄土地裂缝，遇水下陷，从而加加速地裂缝的发展。随着地下水位的下降和上覆土层的增厚，应将由构造引起的地裂缝及由湿陷性土遇水引起的湿陷裂缝区别对待。
1.1.2 研究目的及意义
大荔县地处渭河盆地西部，是陕西省产业转移示范区，处在“陕西东大门建设”的重要地理位置，区位优越，然而该区也是地质灾害常发区，其中地裂缝灾害是不容忽视的地质环境问题，其不仅破坏基础建筑设施，而且导致土地资源不能合理开发利用。地裂缝及其他地质灾害严重影响了当地经济的发展。
大荔县岩土工程勘察与施工过程中,经常遇到地裂缝,使得建设单位和施工单位对地裂缝形成原因及危险性难下定论,采用什么措施进行防治也束手无策。地裂缝经过之处，撕裂楼房，毁坏农田，给工农业生产和人民群众的生活都带来极大的危害，己经成为大荔县典型的地质灾害之一。
于2005年有单位对大荔县地质灾害做调查和区划，此次调查地裂缝不全面，以比较典型的为研究对象，现今该地地裂缝又新发育多条，以往的调查仅作为参考。此外针对地裂缝的区划研究方面，至今尚未建立一套科学合理的评价体系，没有系统、完整的区划成果，评判指标也无统一定论，地裂缝危险性区划处于探索阶段。
从实践意义上看,开展地裂缝发育规律研究，为地裂缝危险性区划提供科学合理的依据，对大荔县地区工程场地评价、城乡建设规划、今后防灾减灾的工作,以及对国计民生的发展有重要的指导意义。
1.2 国内外地裂缝研究现状与进展
地裂缝最早于1927年美国亚利桑纳州中部的Picacho盆地发现，经历90年，各国学者对地裂缝的产生、发展进行了深入的研究。最初美国学者认为地裂缝的形成受构造因素影响。后逐渐加强地下水超采对地裂缝影响的研究,发现地下水对地裂缝发展影响重大，形成了地下水开采成因说。随着深入研究的开展以及观测资料的累积,地裂缝发育受构造和地下水开采这一观点被人们普遍接受。国内注重渭河盆地地裂缝研究,西安最为典型，提出以下成因模式[3]：张家明的断块掀斜成因说,刘国昌、王景明的隐伏断层蠕动成因说,王兰生（1989）的构造重力扩展成因说,彭建兵的主伸展断裂伸展活动成因论，上述观点均强调断裂构造对地裂缝的控制作用。对于大同地裂缝，起初学者普遍认为其产生和发展受控于基底断裂构造活动,同过量开采地下水无必然联系，深入研究发现构造活动只是地裂缝形成的地质背景,过量开采地下水导致地面不均匀沉降才是地裂缝发育的主要原因,此后地下水对地裂缝的影响引起了众学者们的注意。
对于构造活动背景和地下水开采对地裂缝发育的影响,美国是以定量化的视角进行研究，主要利用断层形变、地面沉降和地裂缝表层位移的长期观测资料,采用不同的方法来量化彼此之间的关系，从而得到断裂和地下水活动对地裂缝发育影响的具体过程。
国内在20世纪对地裂缝研究取得一定成果，但是整体看来研究局限性大,具有分散性,不够深入，缺乏全面的、综合的、系统的地裂缝理论研究。进入21世纪 ，地裂缝的研究逐渐从以往的定性化理论分析向以实验模拟地裂缝发育过程的精确定量化研究转变。利用同实际情况相似的材料模拟地裂缝的发育过程,利用学科交叉的互补性，通过非线性理论对定性化的地裂缝做定量的数学描述,搭建一套准确可靠的预测、预报模型(如人工神经网络模型),同GIS结合相互补,完善现有的技术系统,力求减少地裂缝地灾对环境的影响,从而对其加以利用,是今后地裂缝研究的主要方向。目前来看, 美国地裂缝研究已具有多学科交叉综合研究的特点,他们重视地裂缝发育及其影响因素的综合分析研究,另外,提出有关地裂缝的预测预报的新方法,有利于减灾防灾工作的进行,然而,他们的有效性、可靠性及实用性有待时间去验证。
国内目前长安大学对地裂缝研究最多。以彭建兵教授带领学术团队，围绕西安地裂缝持续开展了20余年的研究工作，取得了一批原创性的、填补国际空白的学术成果。查明并揭示了西安地裂缝的时空分布规律，揭示了西安地裂缝形成的原因；创新提出了构造控缝、应力导缝和抽水扩缝的西安地裂缝耦合成因理论，破解了长期困扰学术界的西安地裂缝成因之疑；开发的GPS和INSAR融合监测技术，成功地获得了西安地裂缝历年活动变化的信息；在国际上率先解决了地铁工程的地裂缝防治技术难题，为西安地铁工程建设提供了重要技术支撑。这些成果已广泛应用到全国地质灾害监测预警工程、城市减灾防灾以及高速铁路、高速公路、长输管线和城市管网等重大工程建设中，并将我国地裂缝研究推进到国际前沿水平。
1.3 本文主要研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
本文通过资料搜集、地质填图、室内资料整理、室内模型试验等，在总结大荔县地裂缝发育特征和分布规律的基础上进行地裂缝危险性区划。主要研究内容如下：
1、分析地裂缝发育的环境地质背景包括气象和水文、地形地貌及区内地形地貌、地层岩性、主要活断裂、地下水等；
2、分析总结大荔县地区地裂缝的发育现状及规律，主要包括时空分布特征与地貌单元、与地层及与断裂的关系；
3、研究探讨大荔县地区地裂缝的成因；
4、采用层次分析法对大荔县地裂缝灾害进行区划研究，编制大荔县地质灾害危险性区划图。
1.3.2 研究技术路线
为完成上述研究内容，本文的技术路线如图1-1所示：

图1-1 研究技术路线
第二章 地理概况及环境地质背景
2.1 自然地理概况
2.1.1 位置交通
陕西省大荔县位于陕西省渭河盆地西部、关中平原东部,黄河、渭河、洛河三河汇合,境内三水环绕。南邻渭河,同华县、潼关、华阴市;西侧被洛河环绕,与渭南市临渭区相邻;北接壤台塬, 合阳县、同澄城;东邻黄河,与永济市相望。大荔县东西长约52千米,南北宽大约为48千米,总面积1766平方千米。地理坐标：E：109°43΄～110°19´，N： 34°36´～ 35°02´
图1-1 研究区地理位置卫星图
图1-2 大荔县交通位置图
大荔县县城距渭南市区59千米，距省会西安市区125千米，县内交通很便利（见图1-2），202省道直通西潼高速公路、渭大韩公路、108国道穿越全境，侯西铁路从县境西北部穿越，乡乡通公路早在县内实现了。
2.1.2 经济社会发展概况
目前大荔县有18个镇, 415个行政村、总人口73万,县域总面积1800多平方千米,耕地150万亩，人口密度394.12人/km2。
大荔县是一个农业大县,主要为农林牧业。县境内现有耕地有7.1万公顷。粮食作物主要为小麦、玉米,主要分布在洛河阶地地区。经济作物主要为棉花、花生，主要分布在北部塬区、黄河滩区和洛灌区。牧业发以秦川牛、猪、为主。大荔县五大支柱产业:食品业、纺织业、酿酒业、造纸业及机械业。目前大荔县的通讯、电力、交通、生态建设等基础设施建正在设快速发展,县、乡公路环网化和村村通油路已全面实施。
今后大荔县以加快发展为重点,以调整结构为主要任务,以强县富民为奋斗目标,努力实施五大强县战略(即开放开发战略、特色经济富民战略、龙头企业带动战略、基础设施先行战略、科教兴荔战略),着力推进三个转变(即由资源优势向产业优势转变、由传统生产方式向产业化经营方向转变、由农业型经济向工商型经济转变)。
2.1.3 气象特征
大荔县为暖温带大陆性半干旱季风气侯。夏季炎热多雨，冬季既寒冷又少雨，四级分明。年平均降水量为511.0mm，年内分布非常不均匀（图2-2）。大荔县降水量总体表现南部比北部多，西部比东丰富（见图2-3）。大荔县暴雨次数尽管不多，但由于暴雨持续时间短，强度大，易引发地质灾害滑坡、崩塌和地裂缝，对人民的生命财产造成了巨大威胁。
图2-1 大荔县全年降水曲线图

图2—2 陕西省大荔县年降水量分布图
表2—1 大荔县历年年降水量一览表
年份
年降水量（mm）
年份
年降水量（mm）
年份
年降水量（mm）
年份
年降水量（mm）
1956
548.2
1968
587.3
1980
518.2
1992
520.9
1957
490.8
1969
429.6
1981
652.3
1993
425.8
1958
748.0
1970
500.7
1982
452.3
1994
512.8
1959
452.8
1971
542.3
1983
752.3
1995
325.0
1960
443.9
1972
403.2
1984
638.7
1996
604.3
1961
613.6
1973
395.2
1985
557.1
1997
240.8
1962
530.2
1974
560.5
1986
282.1
1998
654.9
1963
473.2
1975
648.1
1987
535.4
1999
496.8
1964
730.7
1976
484.2
1988
639.4
2000
383.5
1965
645.1
1977
372.3
1989
518.1
2001
282.9
1966
410.7
1978
441.5
1990
407.9
2002
445.3
1967
458.9
1979
421.3
1991
419.8
2003
843.5
资料来源：大荔县气象局

图2—3 大荔县1956-1998年年降水量演变曲线图

图2-4 大荔县1956—2000年月平均降水量分布柱形图
表2—2 大荔县暴雨时间分布及降雨量一览表
年份
日降雨量(mm)
降雨时间
年份
日降雨量(mm)
降雨时间
1955
Error! No bookmark name given.57.9
9月16日
1983
52.3
9月7日
1956
57.9
7月17日
1984
79.9
8月22日
1957
70.6
7月16日
1988
74.2
8月12日
1958
80.9
7月17日
1989
109.2
8月26日
1961
55.2
7月13日
1991
68.3
7月28日
1962
62.8
8月14日
1992
64.2
8月31日
1965
81.7
7月21日
1994
71.0
6月24日
1969
51.5
8月16日
1995
52.4
7月24日
1970
69.7
7月2日
1998
95.6
7月8日
1972
65.5
9月1日
1999
60.3
8月9日
1980
75.5
7月29日
2003
59.5
8月29日
资料来源：大荔县气象局
2.1.4 水文特征
大荔县地表水径流量很少，地势低下而平坦。县境地表水径流深度仅约10毫米，而地上和地下水资源相对丰富。
河流属黄河水系支流，地处黄河、渭河、洛河三河的汇合处，径流量很大，泥砂较多。境内黄河流长47.65千米，为泛滥、淤积型河道，年均径流量 316×109 立方米，最大径流量504×109立方米。
黄河
北自龙门湍流南下，于金水沟以东入境，至潼关港口挟渭东流，为山、陕界河。境内流长47.65km，属淤积、泛滥型河道。1960年三门峡库区蓄水后，河床一般淤高2～3m，河口超过4m。河道比降0.004%，常水位325m。常水期河宽为3～4km，最宽处5km以上，洪水期可达18km。常水深2～4m，洪水最深6～7m，枯水最浅l.5～2m。年均径流量 316×109 m3，最大径流量为1937年的504×109 m3，58％集中在汛期。年均流量1060 m3／s，洪、枯期变幅极大。洪峰期最大洪水流量为1967年 8月 11日的 21000 m3／s，特大洪水流量为1843年的25000 m3／s。枯水期最小瞬时流量仅73 m3／s。流速，洪水最大4.5～10.5m／s，枯水最小1～2m／s。年均含砂量33.82kg／m3，最大59kg／m3，最小0.24kg／m3。年总输砂量10.69×109吨，汛期约占80％。历史上河流暴涨泛滥，河道屡经变迁。仅清朝时期，黄河改道平均约30年一次。群众总结为：30年河东，30年河西。
渭河
西自张家乡西李家南入境，流至潼关港口汇入黄河。渭河河道曲流摆荡不定，时南时北。1915～1962年近 50年间，陈村、西李家岸北移700～800m，下沙洼、西马家岸北移达1200m之多。
境内干流流长约84km，流域面积约45km2。1960年三门峡水库蓄水后，河道游荡加剧，冲蚀崩岸频繁，弯曲度加大。由于溯源淤积，河床淤高2～3m，河口处4～5m，河道比降0.0113%。河道宽泛，常水宽300～500m，浅滩处宽1000m以上，洪水最宽5000m，枯水最窄仅70m。年均径流量83.05×109 m3，最大年均径流量104.3×109 m3，最小年均径流量30.99×109 m3。洪枯水变幅很大，7～10月约占60％。年均流量273 m3／s，最大洪流量为1954年8月19日的7660 m3／s，最小瞬时流量为1972年8月21日的0.9 m3／s，1898年曾出现特大洪水流量达10800 m3／s。，常水深一般2.5～4.5m，洪水最深9.5m，枯水最浅0.5～1m。流速一般为1.5～2m／s，最大10.4m／s，最小 lm／s。渭河属季节性多泥砂河流，年均含砂量52.8kg／m3，最大含砂量1977年8月7日为905kg／m3，最小1951年4月21日为0。年均输砂量4.05×109吨，最大为1964年的10.6×109吨，最小为1972年0.5l×109吨。汛期约占全年80％。冬季时有流凌、结冰，冰层厚约3～5cm，凌速l.3m／s。
洛河
自党村入境，到老朝邑城南折向东南入渭。境内流长121.5km，流域面积26.7km2，河道迂回曲流，河床基本稳定。朝邑以南岸低谷宽，历史上曾多次改道，长期入渭，时而入黄。洛河属暴涨猛落的多泥砂河流。1960年库区蓄水后，由于河口拦门砂的顶托作用，河床普遍抬高3～4m。河道比降0.0048%，下游平缓。河宽一般50～90m，枯水最窄仅20m，洪水最宽可达1000～1500m。水深，常水2.5m，枯水最浅1m，洪水最深可达11.6m（坊镇～船舍河段）。常水位约为332m左右。年均总径流量7.43×109 m3，汛期占58％。年均流量24.6 m3／s，最大洪水流量1940年7月11日为4420 m3／s。特大洪峰流量1855年高达10360m3／s。1954年 3月 17日曾出现断流现象。年均含砂量345kg／m3，汛期最高达1093kg／m3。年均总输砂量0.95×109t，90％集中在汛期。冬季也有流凌、结冰，冰层厚3～5cm。
2.2 环境地质背景
2.2.1 地形地貌
大荔县位处渭河断陷盆地北部，坳陷东部，关中渭北平原东部，地质历史时期经历多次地堑断裂及河湖相交替沉积，形成现今的西北高东南低，地面向渭河、洛河倾斜。本县地形地貌（见图2-5）可细分为以下五种类型[18]。
（1） 黄土台塬区
地处渭北黄土高原的南缘，大荔县北部铁镰山一带，走向为北东-南西向。东起于黄河，西止于洛河，东西大约为45.1km，南北宽约 4.91km，黄土台塬区包括括高明镇、段家镇两镇以及许庄镇的曹柳。海拔从433m到534m不等，最高海拔为北白池为533m左右；最低海拔是洛河阶地，约为433m，黄土台塬最大有100米的差异。

图2-5 大荔县地质地貌图（1：500000）
（资料来源：马文艳-灌溉作用诱发地裂缝成因机理研究）
（2）洛河阶地区
渭、洛河阶地地貌：北部为黄土台塬坡底，南部为渭河、洛河围绕（不含沙苑），西侧以蒲城、渭南为县界，东侧毗邻黄河悬崖与洛河西岸。东西跨度30～35km，南北间距 24～
36km，海拔在350～380m之间。地势北高南低，地势高差不大，相对平坦，呈阶梯状下降，三道东西走向崖垄（与渭、洛河平行），将该区划分为渭、洛河四级阶地。
一级阶地：北起洛河古河道，南至沙苑周边地区，东自洛河，西至洛河古道。东西
长为25km左右，南北宽从2.5～15km之间不等，呈西宽东窄。阶面大致平坦开阔，向洛河略有倾斜，海拔在 340～350m之间。
二级阶地：北面与三级阶地相接，最南可与县城南的洛河老岸相邻，东靠悬崖，西与段家塬相望，东宽西窄，东西长约25Km，南北宽约11Km。海拔约350m，高差不大，阶面平坦，但在东部侵蚀构造洼地较为发育。
三级阶地：北与黄土台塬斜坡相邻，南至（高10～15m）的陡崖，东西长约27km，南北宽约7km。地势开阔平坦，地势起伏低平缓，海拔高度在370～380m之间。该地位于引洛灌渠区域，灌溉极为方便。
四级阶地：北界为高明塬区下斜坡处，南缘至东干渠北崖垄，东起于范家镇的黄河悬崖，最西与双泉乡相接，形状近似为东西狭长的三角形。东西总长约181km，南北宽度在 4～6km之间。海拔高度在390～430m之间。高低起伏的地带为东部范家镇，中部两宜镇形成了独特的蝶形洼地，南部靠近一小型岗岭，西部的北太奇为斜坡地段，形成一个高岗—低洼—斜坡排列的特殊地貌。
（3）风积砂丘区
处于大荔县洛河与渭河中间部分。该区属于渭、洛一级阶地。西界起于渭南孝义县，东到赵渡，走向北东偏东，长在38～40km之间。形状似蚕，腹部（该区中部）略向北弯，横卧于渭、洛之间。南北均宽度在10 ～12km之间，东西首尾两侧稍窄，腹地中部较宽。海拔340—350m。
（4）冲积砂地区
该区为黄河滩区域。以老崖和洛河为西界，东界为黄河，北侧以合阳作为县界，南部至渭河。南北长约24km左右，海拔在350～450m之间，南北高差大，北段约 50～90m，南段约20～40m。河漫滩地层为全新统粉砂，含有少量砂质粘土地层。地表为淤砂土层，结构疏松，土壤瘠薄。
（5）侵蚀构造洼地区
该区名为朝邑洼地，在朝邑镇西北部，属于渭河二级阶地，表现为北东东—南西西走向的纺锤形状分布。洼地长大约15km，宽度在3～5km之间，低洼分布有湖沼，周边土壤盐渍化较为严重。土壤的物质组成为数米厚灰黄相间的粉质粘土，盐碱成分的含量较高，该区不适合农作物及植物生长，可以说为不毛之地。
2.2.2 地层岩性
大荔县地处关中平原东部，大部分区域覆盖第四纪沉积物，主要包括第四纪风成黄土、冲积物、湖泊沉积等。岩性为粉砂、粉质粘土、粘土、砂、砾石等。
新生界第四系（Q）地层主要特征如下：
1）下更新统（Q1）
只有在金水北部的沟底有少量出露，岩性为砂粘土夹多层薄斑，属湖泊沉积，沉积厚度大于200m。
2）中更新统（Q2）：
遍布于北部塬区以及中部渭河和洛河二、三、四级阶地的上部地段，岩性主要为以黄土、黄土状土，极少量为粉质粘土。北部黄土塬区厚度为90～100m；二级级阶地东部厮罗寨至季官营厚20～45m。四级阶地下部沉积很深的冲积层，厚度：85～105m，地表覆盖风积、洪积层，厚度为34～45m。
3）上更新统（Q3）：
大面积遍布于黄土塬区北部地表,多为风积黄土,厚度在10~15m之间,不均匀厚度分布;处于洛河阶地的风积层,其下埋有约55m后的上更新统(Q3)冲积层,二元化结构的特征明显,岩性为砂土、粉质粘土层与砂砾石层。位于渭河中部地区的第二、第三、第四级阶地,地面风积黄土、碳酸钙和可溶性盐丰富,总厚度约15m,黄土层夹多层古土壤层,第二阶地为深厚的冲积层。
4）全新统（Q4）：
黄河、洛河、渭河漫滩、一级阶地和二级阶地的前缘均有全新统的（Q4）地层分布。岩性为粉砂、粉质粘土、砂、砾石。洛河河漫滩及一级阶地地层厚度在10～35m之间；渭河一级阶地出露粗砂和粉质粘土，上部则有连续的粉质粘土夹砂层分布，厚度：50～70m。全新世风积层，均匀分布在整个沙苑。
2.2.3 地质构造
大荔县地处渭河断陷盆地东部偏北拗陷区——固市凹陷，属渭河断陷地堑构造[8-9]。地质历史时期该区的地壳断裂、基底断裂、盖层断裂等都极为复杂。地质构造总特征归结为：南部和东部为地堑构造深陷区，北部为断块隆起区，中部断坡阶梯状分布。
严家庄～双泉～金水沟断裂，构成了大荔县北侧黄土塬区的断块隆起。
许庄断坡构造：由三条高角度正断层所组成。第1条：西北走向断裂，沿朝邑～许庄～贺家洼方向长30公里左右。第2条：东北走向断裂，从朝邑悬崖延伸到东北，约20公里长。第3条：徐庄东南向东北延伸，长约11公里。这种断裂模式，南部朝东南倾斜，向东北方向的2条中间断裂带隆起。
朝邑断凹构造：为古近系次生结构，由周围一系列断裂，形成北方浅，南方深、箕状断陷的朝邑断陷盆地，东北偏东方向的走向，孝义以西，东至朝邑，约50公里长。最南到华县、华阴断裂，最至到大荔（城关镇），约10～20公里宽。断距最深达6100m，大荔（城关镇）和朝邑为3800～4000m。
图2-6 大荔县上第三系地质构造断裂带图
（资料来源：马文艳-灌溉作用诱发地裂缝成因机理研究）
2.2.4 新构造运动与地震
由于受早期构造运动控制影响，第四纪以来，新构造运动进入强烈的活动期，如：北部台塬的隆起，汾渭盆地下降，东西方向的构造长期活动，河床的淤积抬高等，造就了如今典型的地形地貌特征。直到如今，渭河盆地地壳的差异沉降仍在缓慢继续进行。据关中区域精密水准资料记录显示，1972年以前，渭河盆地相对于鄂尔多斯和秦岭断块以平均每年下降约3mm的速度下降。
由多次历史地震记录发现，该地地震主要集中分布于北纬 34°50′线附近。 根据《陕西省地震志》记录，该地的地震危险区划为6.5级，地震基本烈度属Ⅷ度区。
表2—3 大荔县近期地震活动一览表
编号
发震时间
震 中 位 置
震 级
深 度
北纬
东经
地点
ML
MS
KW
1
1979.3.15
34°45′
110°10′
朝邑东南
2.7
2.0

2
1973.12.2
35°00′
110°00′
大荔东七
3.1
2.4

3
1976.11.17
34°53′
110°04′
安仁西北
2.1
1.3

4
1988.7.3
34°54′
110°00′
大荔东
2.1
1.3
12
5
1988.7.15
34°57′
110°00′
大荔东
2.9
2.2
12
6
1989.6.7
34°58′
110°15′
大荔东
2.8
2.1

7
1992.12

2.5

8
1994.11

1.9

9
1996.9

2.1

2.2.5 水文地质条件
大荔县已发现地下水类型有：岩溶水、孔隙潜水和承压水。其中岩溶水在该地多为隐伏状态，孔隙潜水及承压水主要分布在黄土坮塬区及渭、洛河阶地区。
该地区地下水的补给、径流和排放受地形、地貌、气候等因素的影响。。地下水水动力场有以下三点特征：
(1) 潜水以大气降水垂直入渗补给为主，兼有源自邻区地下径流的侧向补给和灌溉回归水入渗补给此外，河谷阶地区的潜水通过断层、裂隙等接受塬区孔隙承压水转化给。
(2) 洛河北部的潜水大致是从北向南的流向，西部高塬地区则由高塬中部向两侧的谷地和阶地区流动。洛河以南沙苑区流向主要是从西向东，潜水区径流条件好，正处于交替活跃状态。
（3）潜水的三种方式排泄，首先是：地下径流流到邻近地区，二是：在河谷春季排水，第三：通过蒸发垂直排泄，主要在黄河地区的海滩。（图2-7），沙苑区潜水一般自西向东径流，区内的潜水径流条件较好。
图2-7 大荔县潜水等水位线图
（资料来源：马文艳-灌溉作用诱发地裂缝成因机理研究）

2.3 人类工程活动
随着经济的发展，人们技术的提高，对自然改造能力的增强，与此同时，对自然环境的破坏也加剧，不规范及不合理的人类工程活动为地质灾害的发生提供了诱发动力。具体表现为以下三个方面：
（1）坡体滥挖，诱发滑坡或崩塌灾害
由于村民缺乏基本地质灾害知识，于洛河及黄河老岸陡崖区域，人们没有计划的挖沙取土，极易引发崩塌和滑坡地质灾害，进而诱发地裂缝灾害。
（2）农田灌溉渗漏，加速地裂缝地质灾害的发生
渭、洛河阶地区，潜水比较丰富，具有极有利的灌溉条件，每次灌溉都伴有大量水顺着黄土构造节理、孔隙及裂隙下渗，诱发黄土的湿陷，裂缝的扩展，形成贯通地表的的地裂缝。例如冯村镇的北堡村及严庄村，兴修水利，修建抽黄渠及洛惠渠灌溉以后，近些年，地裂缝活动频率增加，尤其是当村民集中灌溉时。此外，为了充分灌溉农田，村民修建了许多简易灌溉分渠，形成了纵横交错的渠网，由于分渠布置不合理，易于发生渠漏，影响渠周边地下水的环境（据访近几年地下水有明显回升迹象），这间接对地裂缝的发育和扩展有促进作用。
⑶ 建筑选址不当
受经济条件以及自然地理位置等综合因素的限制，大荔县沿黄河、洛河修建许多抽水机站，由于黄土结构疏松，构造节理发育，在降雨、冻融、灌渠渗漏等因素的影响下，易发生地裂缝。此外，由于人们缺乏地质灾害防范知识，经常因为地基选址不当，而遭受地质灾害的威胁。不规范、不合理及不科学的建筑选址，是地诱发地质灾害的重要因素之一。因此，建立一套科学有效的地质灾害危险性区划，对当地基础设施建设具有指导性意义。
第三章 大荔县地裂缝分布规律及发育特征
3.1 地裂缝成因分析
3.1.1大荔县地裂缝成因类型
我国学者对地裂缝成因有以下几种分类：谢广林1988年提出自然地理条件和营力作用对于地裂缝的形成发挥着及其重要的作用，据此将地裂缝划分为内营力地裂缝和外营力地裂缝两大类。刘传正(1995）将地裂缝划分为内动力成因型、外动力成因型和人类工程活动参与诱发型三大类。卢积堂(1995)指出，相较于自然营力作用而言，人类活动对地质环境的影响和改造不容小视，人类活动在地裂缝形成、发育过程中所扮演的角色应该给予充分重视，据此将地裂缝划分为自然因素地裂缝和人类活动地裂缝。王景明（2000）以形成地裂缝的主导因素为主将地裂缝分为两大类：构造地裂缝和非构造地裂缝。
表3-1 地裂缝成因分类表 （据王景明，2000）
类别
主导因素
动力类型
类别
构造地裂缝
自然内营力作用为主
断层活动
蠕滑地裂缝
速滑地裂缝—地震构造地裂缝
区域微破裂开启
黄土喀斯特陷落地裂缝
土层构造节理开启型地裂缝

非构造地裂缝
自然外营力作用为主
特殊土
膨胀土地裂缝、黄土湿陷地裂缝
冻土和盐丘地裂缝、干旱地裂缝
自然重力作用
陷落地裂缝、地震次生地裂缝
滑坡、崩塌地裂缝

人类活动作用为主

动荷载或次级重力
人为滑坡、崩塌地裂缝
采空区塌陷地裂缝
采油、采水地面不均匀沉降地裂缝
地面负重下沉地裂缝
强烈爆炸或机械振动地裂缝
参照上述的各种地裂缝分类原则，结合大荔县调查资料分析，表5.2综合给出了大荔县地裂缝的成因类型。
表3-2 大荔县地裂缝成因分类
类别
类型
非构造地裂缝
抽水灌溉引起地面不均匀沉降地裂缝
滑坡地裂缝
黄土湿陷地裂缝
构造地裂缝
黄土构造节理开启型地裂缝
地震构造型地裂缝
断层蠕滑型地裂缝
3.1.2 影响因素
(1)地形地貌
大荔县地裂缝的分布