大荔县地裂缝危险性区划

共48页第1页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

ABSTRACTDaliCountygroundfissurefirstappearedinthe1970s,whosecauseiscomplexanddiversegeneses.Itisacomprehensiveeffectofmultiplefactorsunderrainfall,groundwateractivitiesandhumanactivity(irrigation),etc.ThisdissertationusestheAHPtodotheriskzoningoftheDaliCountygroundfissure.Accordingtotheavailabledataandthefieldsurvey,wesummedupthecracksintheDaliCountyspatialdistributiondevelopmentfeaturesanddistributionrulesthroughanalysisingDaliCountyregionalgeologicalenvironmentalcharacteristics.Onthisfoundation,theauthorproposedthegoal,significance,methodoftheDaliCountygroundfissurehazardzonation.Seizingtheessencethatthenon-uniformdeformationoftheshallowsoillayercausedtheoccurrenceofgroundfissures,weestablishedtheDaliCountygroundfissurehazardzonationevaluationindexsystemthroughselecting13factorssuchasthetopography,thetypeofrockandsoil,thedensityofgroundfissures,theactivityofgroundfissuresandsoon.Basedontheabovestudies,bondingthegroundfissuredisasterthepresentsituationandthecharacteristicinDaliCounty,takingadvancedMapGISastheplatform,theDaliCountygroundfissuredisasterriskyareatodelimitthechartdepartmentisestablishedbysuperimposingthegeologicalprojectlayer.KEYWORDS:DaliCounty,groundfissure,analytichierarchyprocess,riskzoning页第一章绪论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）1956548.21968587.31980518.21992520.91957490.81969429.61981652.31993425.81958748.01970500.71982452.31994512.81959452.81971542.31983752.31995325.01960443.91972403.21984638.71996604.31961613.61973395.21985557.11997240.81962530.21974560.51986282.11998654.91963473.21975648.11987535.41999496.81964730.71976484.21988639.42000383.51965645.11977372.31989518.12001282.91966410.71978441.51990407.92002445.31967458.91979421.31991419.82003843.5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1955SUM()57.99月16日198352.39月7日195657.97月17日198479.98月22日195770.67月16日198874.28月12日195880.97月17日1989109.28月26日196155.27月13日199168.37月28日196262.88月14日199264.28月31日196581.77月21日199471.06月24日196951.58月16日199552.47月24日197069.77月2日199895.67月8日197265.59月1日199960.38月9日198075.57月29日200359.58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316×109m3，最大径流量为1937年的504×109m3，58％集中在汛期。年均流量1060m3／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21000m3／s，特大洪水流量为1843年的25000m3／s。枯水期最小瞬时流量仅73m3／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83.05×109m3，最大年均径流量104.3×109m3，最小年均径流量30.99×109m3。洪枯水变幅很大，7～10月约占60％。年均流量273m3／s，最大洪流量为1954年8月19日的7660m3／s，最小瞬时流量为1972年8月21日的0.9m3／s，1898年曾出现特大洪水流量达10800m3／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7.43×109m3，汛期占58％。年均流量24.6m3／s，最大洪水流量1940年7月11日为4420m3／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]。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MLMSKW11979.3.1534°45′110°10′朝邑东南2.72.021973.12.235°00′110°00′大荔东七3.12.431976.11.1734°53′110°04′安仁西北2.11.341988.7.334°54′110°00′大荔东2.11.31251988.7.1534°57′110°00′大荔东2.92.21261989.6.734°58′110°15′大荔东2.82.171992.122.581994.111.9919.5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与地形地貌有着密切关系，从地裂缝分布图看出地裂缝都发育在黄土台塬区及渭洛河阶地区，其中渭洛河三级阶地的阶面地势开阔平坦，海拔在370～380m，该区发育有大荔县一半以上的地裂缝；渭洛河四级阶地的阶面呈东西狭长的三角形，海拔400～430m，该区发育大荔县1/4的地裂缝；黄土台塬区及渭洛河二级阶地共占地裂缝总数的1/5。由以上统计可发现地裂缝多发育于大荔县西北部渭洛河三级阶地和东北部渭洛河四级阶地地貌，其形成是由于早期的河流相堆积，后期地表堆积第四系黄土（夹有多层古土壤），中上更新统土质相对松软，强度低，因此阶地地貌是地裂缝形成的有利条件。（2）地层岩性大荔县北部的黄土台塬区和渭河二、三、四级阶地区（地裂缝最发育地貌），大面积覆盖黄土类的土体，岩性包括粉土、粉质粘土。黄土台塬区风积黄土，以粉质粘土为主，褐黄色，硬塑，结构松散，垂直节理和裂隙发育，具自重湿陷性，地基湿陷等级Ⅲ级（严重）～Ⅳ级（很严重）；平原（阶地）区的冲积和风积黄土类土，以粉质粘土、粉土为主，垂直节理发育，具针状孔隙，中等压缩性，具湿陷性，湿陷等级Ⅰ级。此外，地表水下渗形成的潜流对上述土体的侵蚀作用明显，导致地裂缝和地面塌陷的发生发展迅速。土体较大的湿陷性，又增加了地裂缝灾害的危害程度。由此可见，黄土构造节理发育及黄土的湿陷性是大荔县地裂缝形成的有利条件。（3）构造大荔县地质构造较为复杂，以断裂构造为主，但是由于第四系厚度大，地质构造对于地质灾害的影响一般，主要表现在构造使土体破碎、节理裂隙发育，容易风化剥蚀、强度降低，节理裂隙发育的地层容易失稳，诱发滑坡、地裂缝等地质灾害。此外，地质构造影响地下水的补给、径流与排出，间接影响地下岩土体的埋藏条件。本县以隐伏构造为主，据走访发现该地多条地裂缝是在抽水灌溉后显露，填平后，在长期降雨或频繁的抽水后，隐伏地裂缝又会显现。因此，隐伏断裂是大荔县地裂缝形成的有利条件。（4）新构造运动与地震新构造运动表现十分强烈，一方面塑造了北部台塬隆起，汾渭盆地下降，河床的淤积抬高等现有的地貌特征，宏观上影响了大荔县地裂缝的分布规律。新构造运动还使大断裂带多次复活，加之近期地壳垂直运动频繁，为地裂缝形成提供了有利的动力条件。另一方面，新构造运动还使上覆土体差异沉降，形成张裂隙，提供了地裂缝灾害发生的先决条件。本区地震震级和地震烈度高，影响大。据《大荔县志》记载，本区地震曾诱发地裂缝、崩塌、滑坡多种灾害的发生。据已有资料统计发现，有3条地裂缝形成于2008年汶川地震后。由此可见，新构造运动及近期地震是大荔县地裂缝形成的有利条件。(5)水因素1）降水降水是诱发地质灾害的主要因素，尤其是暴雨和连阴雨对地裂缝的影响更大。降于地表的雨水沿黄土构造节理及孔隙下渗，降低了土体颗粒间的粘结力和土的抗剪强度，同时造成地下潜水位升高，静、动水压力增大，造成土体结构破坏，发生崩解、湿陷，使土层整体变形。雨水的下渗可加速地裂缝的发展，并引起土体湿陷，增强地裂缝的破坏性。本县的降水主要集中在每年的7～9月，占全年降水量的51.5%，其中暴雨和连阴雨主要出现在5～10月，暴雨在7、8月最多。暴雨多发月份，平时隐伏的地裂缝往往此时显现。因此，降雨强度影响地裂缝的形成。2）地表水地表水对地裂缝形成的影响主要表现为地表径流，地表径流可大量地、源源不断地补给地下水，增加地下水的动能，加速黄土节理的发育，地表水沿地裂缝灌入流动，加速了地裂缝的发展，增强了它的破坏性。典型的例子：两宜镇寄楼村地裂缝（WD004）。3）地下水地下水存在方式有储存、运动、排泄。储存的地下水可以降低岩土体强度，当下伏为隔水层时，上覆岩土层遇水易泥化或软化，使抗剪强度降低。运动的地下水带走裂缝、孔隙通道中的细小土颗粒，扩大渗流通道。排泄的地下水活动形成的潜流，是地裂缝形成、发展的主要动力。典型的例子：许家镇东汉村地裂缝（WD038），由于东干渠渗水而使地裂缝规模扩大。3.2地裂缝的空间发育特征据已有资料记载，大荔县地裂缝灾害最早记录是上世纪五、六十年代，自1556华县大地震以后，随着新构造运动的进行，以及近代人类活动的加剧，渭河盆地发育大量地裂缝，大荔县位于渭河盆地东部，地裂缝较为发育，这些裂缝遗迹在上世纪50年代就已经被发现，80年代活动增强，进入21世纪，地裂缝发育进入活跃期。调查分析发现地裂缝的发育在形态与规模、时间和空间、活动特性等方面具有很强的规律性。3.2.1地裂缝发育时间特征通过查阅已有文献及相关研究资料，将大荔县地裂缝的调查成果进行归类整理，笔者发现，从时间上来看，地裂缝的发生频率并不均一，其发生往往伴随内动力地质作用（断裂活动）、外动力地质作用（风化剥蚀）及人类工程活动（不合理开渠抽水灌溉），地裂缝呈现由低潮期向活跃期渐变的特征，具体见表3-3统计数据。表3-3大荔县不同地区地裂缝发育时间年份1980年以前1980（含）-19901990（含）-20002000（含）-20102010至今合计条数589161658大荔县地裂缝数量众多、规模大，近年来活动明显，由调查发现大荔县地裂缝具有如下规律(表3-4)：表3-4大荔县地裂缝空间发育规律规律具体特征方向性研究区区主要发育近EW向(75°～98°)和近NS向（0°～5°）的地裂缝。其中，东西向地裂缝为研究区主裂缝。分布性研究区各地裂缝，多发育于塬前渭、洛河冲积平原之上，南北向地裂缝线性特征明显，主要发育于黄土冲沟（局部沟段有积水）、水渠附近；东西向地裂缝西段线性特征较为明显，沿延伸方向向东线性延伸较差，多呈零星陷坑显露于地表。周期性研究区地裂缝的活动周期大致为：第一阶段（萌芽期）1976～1990，地裂缝形成于1976年以后；第二阶段（孕育期）1990年～2009年，地裂缝处于孕育阶段，在裂缝区渐渐蓄积应力；第三阶段（骤发期）2009年～至今，研究区比较典型的北堡村地裂缝、严庄村地裂缝等都是这一时期加剧活动并致灾的开启—闭合—复开启的活动性由查资料知上世纪90年代活跃的地裂缝，调研期间已无迹可寻。尤其严庄村三条地裂缝在近几年内交替活动。地裂缝在成裂过程期间，可能伴有反向收缩闭合现象。3.3地裂缝的分布规律调查发现，大荔县地裂缝分布具有明显的地带性特征，主要分布于位于大荔县北部，包括两宜镇、高明镇大部和冯村镇。其它如蒲城县东湾村、冯村镇党川村、党家窑等地，地裂缝呈零星分布（图3-2）。表3-2汇总了大荔县各乡镇村地裂缝的编号、数量、特点、类型、发生时间等信息。图3-1非常直观的展示了大荔县不同乡镇地裂缝的数量差异。图3-1大荔县不同乡镇地裂缝的数量差异图3-2大荔县地裂缝区域分布图表3-5大荔县地裂缝一览表地区序号地裂缝编号名称主要特征备注大荔县WD001高明镇东白池地裂缝20世纪80年代出现，长约190m，走向约40°，地裂缝张开量5～20cm，直线延伸。WD002高明镇龙贾村地裂缝1997年左右出现，长30m，走向0°。分布成直线形状。WD003地裂缝长60m，走向90°，东西向分布，直线延伸。WD017范家镇西寺子村二组地裂缝1989年9月出现，长约700m，走向310º，近北西南东向，滑坡裂缝。WD007两宜镇丰润村地裂缝90年代初出现，长260m，近直线，走向约325º，活动性较强，分布呈群组特征，此条为其中一条。WD008宜镇丰润村地裂缝2003年左右出现，长约73m，近南北向，直线型，活动性中等，呈群组特征，此为其中一条。WD0091999年出现，约150m，走向314º左右。近直线状，已不可见，活动性中，呈群组特征。WD0101995年左右出现，走向330º，长度为460m。基本呈直线形（整体呈群组特征），活动性较强，隐伏不明显。WD0111995年出现，长约300米，走向约348º，近直线，基本上隐伏不见，呈群组特征，此为其中一条.WD0122000年左右出现，长约290m，近南北向，大部分分布在耕地中隐伏不可见，呈直线型。WD0132000年左右出现，长约300m。近直线状，近东西向；后拐为南北向进入农田隐伏不见。大荔县WD029两宜镇丰润村地裂缝2000年左右出现，走向305º，长度130m。呈直线形，活动性较强，充填黄土，隐伏不明显。WD014两宜镇南健村地裂缝1984年出现，长约250m，总体走向60º，呈群组特征，来回交叉多条裂缝，裂缝最大张开量约为30cm。WD015WD016上世纪80年代出现，长90m，走向90°，房屋多处出现裂缝，地面裂缝不可见。上世纪80年代出现，长约300m，走向0º，房屋多处出现裂缝。WD004两宜镇寄楼村地裂缝2006年发现，总长900m，走向60º左右。但房屋周围出现已有十几年。裂缝最宽约50cm，WD027双泉乡南太奇村三组地裂缝70年代就已经存在。长390m，走向90°，折线型。穿越房屋42座，最大裂缝张开量为7cm。WD005安仁镇安一～安三地裂缝出现时间约80年代，总长800m，显露段长260m左右，张开量约10cm，走向约65°。基本呈直线形状。WD006安仁镇小荀村地裂缝五、六十年代就已出现，长约1030m，走向50º。近似直线形，穿越房屋和土地，2005~2007年活动明显。WD028朝邑村4队地裂缝2000年左右出现，近期又重新活动过。长134m,走向312°。WD018段家乡花城水站地裂缝1995年左右出现，长约60m，走向320°，近直线型，最大张开量30cm。复核，长约120m,张开量5-30cm，近些年活动性较弱。复核WD026段家乡北湾村北党四组地裂缝出现于2000年，长约1000m，主走向85°，滑坡裂缝。复核，老滑坡，未见地裂缝活动。复核WD019冯村镇新庄村五组二家台地裂缝70年代出现，长约120m，走向85°，近直线型，地面隐伏不见。复核，未继续活动。复核WD021冯村镇严庄村地裂缝80年代显现,据说一直都有,长约310m，走向90°，呈直线型,地面不可见。WD0221978年显现,据说一直都有,长约320m，走向90°，呈直线型,地面不可见。WD02390年代出现,据说一直都有,长约190m，走向90°，呈直线型，此为群组地裂缝中的一小条。WD024长约160m，走向90°，平时隐伏，浇地时可见。WD020冯村镇南堡村北堡3组地裂缝80年代左右出现，长约400m，总体走向85°，呈圆弧形，基本隐伏不见。WD025冯村镇党家窑地裂缝总体走向348°，第一段在2005年出现，长约74m，近南北向；第二段裂缝98年出现，呈串珠状陷落洞，总长210m。复核，近年活动性较弱。复核WD030冯村镇芝麻湾地裂缝出现于2008年，裂缝地表出露长约60m，走向10°，直线型发育。由地震和黄土湿陷引起，影响农田灌溉，出露最大缝宽57cm，深度143cm。新调查WD031冯村镇坪里村地裂缝出现于2013年，裂缝长约10m，走向55°，直线型发育。裂缝由黄土湿陷性引起，影响农田灌溉，至今仍有微弱活动性，每年灌溉会出现。新调查WD032冯村镇育红村地裂缝出现于2011年，裂缝长约330m，走向5°，直线型发育。由抽水和黄土湿陷性引起，造成6间房屋破坏和农田灌溉困难，现今活动性较弱。新调查WD033坊镇村地裂缝出现于2009年，裂缝长约460m，走向150°，直线型发育。由抽排水和黄土湿陷性引起，现今活动性较弱。新调查WD034北至村地裂缝出现于2010年，裂缝长约146m，走向280°，直线型发育。由抽排水和黄土湿陷性引起，影响农田灌溉，现今活动性较弱。新调查WD035义井村地裂缝出现于1960年，裂缝长约160m，走向290°，直线型发育。由黄土湿陷性和强降雨引起，至今已无活动性。新调查WD036北湾村地裂缝出现于2014年，裂缝长约660m，走向330°，直线型发育。由抽排水和黄土湿陷性引起，造成4间房屋受损，影响农田灌溉，现今活动性较强。新调查WD037出现于2014年，裂缝长约35m，走向90°，直线型发育。由抽排水和黄土湿陷性引起，造成2间房屋受损，影响农田灌溉，现今活动性较强。新调查WD038中汉村地裂缝出现于2010年，裂缝长约850m，走向80°，近直线型沿水渠发育。由黄土湿陷性和东干渠渗水引起，造成6间房屋破坏，活动性较强。新调查WD039西庄村地裂缝出现于2008年，裂缝长约160m，走向20°，直线型发育。由黄土构造节理和地震引起，造成3间房屋破坏，活动性较弱。新调查WD040沟南村地裂缝出现于2007年，裂缝长约220m，走向120°，直线型发育。由黄土湿陷和抽水引起，造成灌溉困难，现今无活动性。新调查WD041冯村镇党川村2010年出现，长约90m，走向120°，直线型发育。由抽水和黄土湿陷性引起，裂缝以条状陷坑形式出露，最大缝宽26cm，影响灌溉，现今活动性较弱。复核DD002WDD001东窑村地裂缝2009年出现，长约50m，走向155°，直线型发育。由抽水和黄土湿陷性引起，裂缝以陷坑形式出露，最大直径95cm，现今活动性较弱。新调查WDD0022009年出现，长约96m，走向78°，直线型发育。由抽水和黄土湿陷性引起，裂缝以陷坑形式出露，现今活动性较弱。新调查DD001冯村镇党家窑地裂缝裂缝出露长度约60m，走向195º，呈群组特征，东西影响带宽约20m。DD002冯村镇党川村地裂缝2010年出现，长约90m，折线型，自东向西约16m后，走向由114º突变为135º。复核DB001冯村镇北堡村地裂缝2009年显现，长约500m，走向75°，向东有偏北趋势。裂缝呈串珠状陷穴断续展布。DB0022009年显现，长约500m，走向近东西。裂缝西端呈串珠状陷穴连续展布，中段隐伏，东端仅出露零星陷穴。DB0032009年首次显现，走向EW，呈群组特征，南北影响带宽度约164m，活动性强。DB004由两条平行地裂缝组成，间距1.9m，走向EW，呈直线型，长约160m，南侧裂缝地表张开量约18cm。DB005裂缝长约60m，走向168°。裂缝呈串珠状陷穴断续展布，东侧为黄土沟。DB006裂缝长约140m，走向178°，呈陷坑断续分布。DB007地表由2条平行地裂缝组成，间距2m，长约300m，走向180°，直线型。DY001冯村镇严庄村地裂缝出露长约120m，走向约75º，裂缝呈串珠状陷穴断续展布，近直线。DY0022000年显现，走向约215°，现隐伏。复核，地下水位上升造成黄土湿陷地裂缝，破坏房屋，活动性较强，地表未见出露。复核DY003地表可见段长约50m，走向5°，近直线状，据称2011年可延伸至村南小路，现南段隐伏。复核，走向30°，地下水位上升造成黄土湿陷地裂缝，破坏房屋，活动性较强，地表未出露。复核DY0042011年出现，走向EW，长度约400m。基本呈直线形（整体呈群组特征），活动性较强。复核，地下水位上升造成黄土湿陷地裂缝，长约85m，走向85°，活动性较以前有所减弱。复核DY005据称该裂缝在雨季或灌溉期间才会显现，走向近东西，地表形态多为连续陷坑。DY0062011年冬季房屋微开裂，2012年初活动加强，部分住户家门两扇有明显错动，裂缝走向近东西，活动不甚剧烈。表3-6大荔县地裂缝特点统计表地区编号地裂缝编号出现时间走向长度/m形态活动性地裂缝宽度/cm成因简析冯家镇WD01970年代85°120直线型中1-2受黄土构造节理控制，黄土湿陷加剧WD02080年代85°400圆弧型强20-30受黄土构造节理控制WD02180年代90°310直线型弱1-10地下水开采，粉质粘土湿陷性加剧WD022197890°320直线型弱WD02390年代90°190直线型弱WD02490年代90°160直线型弱DY001不明75°120直线型弱地下水位上升造成黄土湿陷地裂缝DY0022000年215°450直线型弱1-4DY0032011年30°50直线型强1-3DY0042011年90°400直线型强DY005不明不明现隐伏直线型弱连续陷坑DY0062011年不明不明直线型弱DY007不明5°50直线型弱断续陷坑DY008不明80°不明直线型弱DY0092011年345°15直线型弱1WD0252005年348°74直线型弱20-60WD0302008年10°60直线型弱20-57与黄土湿陷性有关，2008地震加剧WD0312013年55°10直线型弱3-6黄土湿陷性引起，抽水灌溉加剧WD0322011年5°330直线型弱最大：30由抽水和黄土湿陷引起WD0412010年120°90直线型弱最大：26黄土构造节理控制，抽排地下水加剧DP0012011年45°150直线型弱2-6抽排地下水DP0022011年98°135直线型弱1-5DB0012009年75°500直线型强裂缝呈串珠状陷穴展布灌溉作用，抽排地下水DB0022009年90°500直线型强DB0032009年90°164直线型强18DB0042009年90°160直线型强裂缝呈串珠状陷穴断续展布DB0052009年168°60直线型中DB0062009年178°140直线型强DB0072009年180°300直线型强表3-7大荔县不同区域地裂缝分布镇（乡）地裂缝数量（条）占总数百分比（%）镇（乡）面积(km2)发育密度（条/km2）冯家镇2950%45.50.637两宜镇1219%46.30.259段家镇610%32.40.185高明镇35%66.60.0450许庄镇24%62.70.0318安仁镇24%21.40.0936双泉镇24%960.0208朝邑镇12%125.40.00797范家镇12%53.60.0187合计58-549.9-由图3-1、图3-2、表3-5和表3-7可知，不论是地裂缝数量，还是地裂缝发育密度，大荔县地区冯家镇地裂缝发育程度最高，其次为两宜镇和段家镇，其他各乡镇地裂缝零星分布。在这些地区，地裂缝并不是广布于各地，而是呈现群聚性特点。据图3-2，从宏观地域角度来看，研究区地裂缝集中发育在大荔县西北部（冯村镇与段家镇）及东北部（两宜镇），该区域是地裂缝高发区和群发区，其规模、数量、密集程度都是最强；研究区中部及中北部区域地裂缝发育较少，零星分布，无明显规律；研究区南部地裂缝发育程度最低，目前未见地裂缝发育。大荔县地裂缝的分布与本地区地形地貌和地层岩性有明显的对应关系。在地貌类型上，地裂缝主要分布于河流冲积平原区渭洛河阶地上，其中渭洛河三级阶地最发育，渭洛河四级阶地次之，黄土台塬区少量发育，其他地貌类型诸如风积沙丘区未见明显地裂缝发育。具体数量统计表见表3-5。表3-8大荔县地裂缝与地貌关系数量统计地貌类型黄土台塬区渭洛河二级阶地渭洛河三级阶地渭洛河四级阶地合计地裂缝数量（条）83321558占总数百分比（%）13.8%5.2%55.2%25.8%-在地层岩性上，大荔县地裂缝密集出现于上更新统风积层（黄土，含有少量的钙质结核，夹有1-2层古土壤）和中更新统风积层（黄土，含有少量钙质结核，夹有7-8层古土壤），其次是全新统冲积层（砂、砂卵砾石层及粉质粘土层），其他地层极少有地裂缝发育。具体数量统计见表3-9。表3-9大荔县地裂缝与地层岩关系数量统计地层岩性上更新统风积层、中更新统风积层全新统冲积层其他合计地裂缝数量（条）553058占总数百分比（%）94.8%5.2%0-第四章大荔县地裂缝灾害危险性区划4.1危险性评价原则指标选取遵守以下原则[9]：(1)完备性和综合性原则该指标体系是一个整体，要充分反映了研究区地裂缝的发生、发展特征，反映地质灾害与工程建设之间的关系。为了有效地避免单一因素的局限性，在评价指标的选取上，必须保证综合性和完整性因素的选择。(2)差异性和相似性原则一般而言，研究区风险区划的结果可以划分为不同的等级，相似风险的区域划分为一个区域。应该指出的是，相似性是不等于相同的，差异也是有大有小的。相似程度和差异程度的高低，直接影响到分工的结果。(3)独立性和主导性原则影响危险性区划的因素很多，但效果不一样。分区与评价因子的选择要去粗取精，尽量选取有代表性的主要指标，既保证指标体系的科学性，又减少工作的冗余性。同时要注意候选指标的相对独立性，避免信息重复，以降低判别结果的误差。4.2评价指标体系的建立地裂缝危险性区划是一种综合评价的过程，区划的基础就是评价指标。因此，区划指标体系建立是否合理，直接决定着最终结果可行与否、可信与否。指标数量过多，则会产生重复繁琐，增加建立指标的难度；指标数量过少，可能缺乏全面性和代表性，容易降低评价结果可靠度。地裂缝发育因素各不相同，不同地区、不同成因的地裂缝其发育特征和诱发因素也不尽相同，且这些因素的影响方式、影响程度不一，作用方式和主次地位不一。4.2.1层次分析法原理层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，简称AHP）是一种层次权重分析法。这是由美国匹兹堡大学萨蒂教授在1975年前后提出的一种基于网络系统的多目标综合的评价方法，是一种实用的多准则决策方法。目前，AHP已经应用到各行各业的决策问题分析中，并取得了许多令人满意的成果[15]。本论文采用层次分析法建模，方法如下：1）建立层次结构模型；2）构造成对判断矩阵；3）层次单排序；4）层次总排序；5）一致性检验。1、层次结构模型的建立面对复杂的实际问题，层次分析法首先会影响决策因素的层次性，建立一个指标体系模型，即根据最终目标和影响因素的隶属度进行分类组合。在这个模型中，上层指标对基本指标占主导地位，基本指标是上层基本指标的标准。2、构造成对判断矩阵在层次分析法模型中，并不完全一样，指数因子对上一个层（靶）的影响也不完全相同。构造成对判断矩阵的目的是确定标准层各指标的权重对上一个（目标）层的影响程度。该方法如下：根据某中间层QUOTE个指标因子对最高（目标）层某因素QUOTE的不同影响程度，把QUOTE个因子两两比较构造成判断矩阵。因子与对QUOTE的影响程度之比以表示，最终比较结果以表示，则矩阵QUOTE即是NQUOTE之间的成对判断矩阵。如QUOTE与QUOTE对QUOTE的影响之比为，同理，与QUOTE对QUOTE的影响之比即为QUOTE。关于和比值的确定，学者萨蒂等提出1-9的比较标度。如表4-1所示：表4-1判断矩阵标度及含义标度含义1同等重要3稍微重要5较强重要7强烈重要9极端重要2、4、6、8两相邻判断的中间值3、层次单排序(1)定义一致性指标CIQUOTE为判断矩阵的最大特征根，QUOTE为判断矩阵中指标的个数。(2)定义平均随机一致性指标RI。计算RI值的方法如下：500随机样本两两选取构成比较矩阵：QUOTE。则一致性指标，QUOTE，随机抽取1-9及其倒数中的数字构造逆矩阵，QUOTE为逆矩阵最大特征值的平均值，规定当QUOTE时，对应的RI值如表4-2。表4-2随机一致性指标RI值n123456789101112RI000.530.831.431.441.481.511.554、层次总排序如果上一级包含m个因子：QUOTE，它的层次单排序权重是QUOTE，下一级C包含n个影响因素QUOTE，它们对于上层因素QUOTE的层次单排序权重为QUOTE，假设B层各因素对于总目标层权重分配为QUOTE，计算方法QUOTE（当QUOTE与QUOTE无关时，QUOTE），这个过程是对层次总排序的实现。表4-3层次总排序表层次A…B层次总排序层次B………5、一致性检验当判断矩阵的阶时，往往很难构造满足一致性的矩阵。但判断矩阵的一致性条件有一定程度的偏差。为了这个目的，它是十分有必要用弄个标准确定判断矩阵是否是可以接受的。定义层次单排序一致性比率CR：一般，当QUOTE，即作为一个单一的一致性是可以被接受的，权向量即为该判断矩阵的归一化特征向量。层次总排序完成后也要进行一致性检验，因为虽然每一个层次的一致性测试，但总排序测试跨多个标准层，小错误叠加往往会导致很大的偏差。定义层次总排序的一致性比率：其中，QUOTE是这层单排序的一致性指标，QUOTE是对应的平均随机一致性指标。当QUOTE时，总的一致性检验的水平是合理的。4.2.2评价因子的选取[8]、[9]、[15]、[19]本文通过选取了地形地貌、岩土体类型、地裂缝活动性、地裂缝密度、地下水开采、距断裂距离、年平均降水、地下水开采、地面沉降断裂活动性、距地裂缝距离、水文地质条件等13区划评价因素建立了危险性评价指标体系。整理分类后构造层次分析模型如图4-1。图4-1大荔县地裂缝危险性区划指标体系4.2.3各评价因子权重的确定1）构造成对判断矩阵：根据层次分析法`的比较标度，结合图4-1的指标体系，构造如表4-4的判断矩阵。表4-4指标体系判断矩阵表B1B2B3B1131/2B21/311/5B3251B1-CC1C2C3C4C5C6C1121/61/534C21/211/71/623C3671287C4561/2178C51/31/21/81/712C61/41/31/71/81/21B2-CC7C8C9C10C71234C81/2123C91/31/212C101/41/31/21B3-CC11C12C13C1111/22C12213C131/21/312）层次单排序与一致性检验本文采用和法，具体步骤如下：将判断矩阵A各列向量归一化得：对按行求和得：QUOTE将QUOTE归一化QUOTE，此即权向量。计算QUOTE，作为近似的最大特征根以判断矩阵B为例，则QUOTE，QUOTE，最大特征根QUOTE，一致性指标QUOTE，一致性比率QUOTE，矩阵B层次单排序一致性检验通过，权向量QUOTE为该判断矩阵的归一化特征向量。同理，判断矩阵B1-C、B2C、B3-C的最大特征根分别为QUOTE，QUOTE，QUOTE。一致性指标分别为QUOTE，QUOTE，QUOTE，相应的一致性比率分别为QUOTE，QUOTE，QUOTE，则全部判断矩阵层次单排序一致性可以接受。3）层次总排序与一致性检验根据表4-3求得层次总排序如表4-5。表4-5评价因子总排序权重值分配表基本因素B1基本因素B2灾害发育强度B3层次总排序权重0.3090.1100.581地形地貌C10.100000.031岩土体类型C20.067000.020断裂活动性C30.443000.137距断裂距离C40.318000.098水文地质条件C50.044000.014地震危险性C60.030000.009地面沉降C700.46700.051地下开采C800.27700.030年平均降水量C900.09500.018地表水入渗C1000.09500.011地裂缝密度C11000.2970.173地裂缝活动性C120.5400.314距地裂缝距离C13000.1630.095层次总排序一致性比率QUOTE，则总排序一致性检验通过，区划结构分析模型合理。4.3危险性评价模型的建立4.3.1评价指标体系的分级量化指标体系分级量化是反映地质灾害危险性指标而确定评价指标集合。本文采用4级评价标准即Ⅰ（高危险）、Ⅱ（中危险）、Ⅲ（低危险）、Ⅳ（弱危险）详见表4-61)地形地貌大荔县地裂缝在河流冲积平原区渭洛河三级阶地地貌类型最为严重，其次是洛河四级阶地和黄土台塬区，再次是洛河二级阶地，其他地貌类型上发育不强烈（见表3-8）。2)岩土体类型大荔县地裂缝集中分布于上更新统风积层和中更新统风积层，其次是全新统冲积层（，其他地层极少有地裂缝发育（见表3-9）。3）距断裂距离活动断裂对地裂缝的产影响很大，极大地控制了地裂缝的走向与规模。距断层越近，越容易产生区域微破裂。4）水文地质条件本文根据潜水位的埋藏深度和水位梯度的年际变化，分为4个等级，具体见表4-6。5）地下水开采和地面沉降过量开采地下水会降低土层的有效应力进而导致地面固结下降，尤其是地面的的不均匀沉降会诱发加剧地裂缝的形成和发育。本论文根据地面的年沉降速率分为4分等级（表4-6）。6）年平均降雨量和地表水入渗大荔县地层分布主要为湿陷性黄土，大气降水和农田灌溉都能诱发湿陷性地裂缝。通过收集大荔县历年年降雨资料，本文将大荔县年降雨量（mm）分为4个等级：大于600mm/a、500mm/a-6000m/a之间、400mm/a-500mm/a之间、小于400mm/a。量化赋值的具体标准见表4-6。7）地裂缝密度该指标反映地裂缝的密集程度，以每平方千米范围地裂缝的数量差异来分类，具体分级标准见表4-6。8）地裂缝活动性地裂缝活动性指标是所有评价因素中权重值最高的因素，是地裂缝危险性区划时最重要的评价指标。地裂缝活动性的强弱直接决定了其危险性的大小。根据大荔县志收集大荔县历年地裂缝活动特征，据此将大荔县地裂缝活动性分为4个等级，详见表3-5。缓冲分区以地裂缝两侧各10m、20m、30m、50m范围为界分别赋值为1、2、3、4。详见表4-6。9）距地裂缝距离在MapGIS空间分析分别以800m、800m-1500m、1500m-2500m、>2500m为缓冲半径建立缓冲区并分别赋值1、2、3、4。详见（表4-6）。表4-6指标因子量化表评价因子评价标准（危险性由重度→轻度）ⅣⅢⅡⅠ地形地貌洛河三级阶地洛河四级阶地黄土台塬区其它类型岩土体结构上新统风积层（黄土，含有少量的钙质结核，夹有1-2层古土壤）中更新统风积层（黄土，含有少量钙质结核，夹有7-8层古土壤）全新统冲积层其它类型距断裂距离（m）>2500m1500m-2500m800m-1500m<800m水文地质条件（潜水位变化>10m/a5m/a-10m/a3m/a-5m/a1m/a-3m/a地面沉降（年沉降速率）>30m/a10m/a-30m/a<10m/a无地表水入渗（地下水位降幅）>5m/a3m/a-5m/a1m/a-3m/a<1m/a年平均降水量（mm）>600500-600400-500<400地裂缝密度（条/Km20.6370.2590.1850.0450距地裂缝距离（m）>2500m1500m-2500m800m-1500m<800m地裂缝活动性强较强中等弱4.3.2危险性区划评价模型的实现危险性指数QUOTE实现最终的危险性区划分析，数学公式为：其中QUOTE是第i个指标因子的权重，QUOTE是第i个指标因子的权重分配值。4.3.3危险性区划的实现过程基于MapGIS软件平台危险性区划步骤如下：1、以QUOTE的区域建立基础网格，经自动裁剪，拓扑重建建立14448个评价单元网格。2、分别建立地质地貌、岩体结构、地裂缝活动性、地裂缝密度等13个评价指标子图，运用MapGIS空间分析功能将12个指标子图与评价单元网格一一进行合并分析（见图4-2）。3、对合并分析后的评价单元网格依据公式：

赋予危险性指数属性，再根据各个因子的权重和量化分级值计算每个单元网格的“危险性指数值”。4、运用MapGIS的DTM分析功能，提取“危险性指数值”为等值点，利用Tin模型生成约束三角剖分网（图4-5）。然后整理、删除多余三角剖分网，最终形成优化三角剖分网。图4-2赋予评价单元网格属性5、对优化的三角剖分网进行追踪剖分等值线分析，并设置相关区划颜色参数，初步形成危险性区划图。6、根据区划原则，对初步危险性区划图进行修饰、美化、合并等操作最终形成高危险区、中危险区、低危险区、弱危险区的四色区划图（图4-4）。图4-3初始三角剖分网图4-3危险性区划斑图图4-4大荔县地裂缝危险性区划4.4危险性区划结果分析危险性区划结果显示：大荔县地裂缝高危险区的面积为84.32km2，占全县域面积的4.67%；中危险区的面积为280.31km2,，占全县域面积的15.55%；低危险区的面积为477.73km2，占全县域面积的26.49%；弱危险区的面积为960.79km2，占全县域面积的53.28%。利用MapGIS属性库功能分别统计大荔县各乡镇详细地裂缝危险性结果如表4-6所示。表4-7大荔县地裂缝危险性区划统计表乡（镇）总面积（km2）高危险区（km2）中危险区面积（km2）低危险区面积（km2）弱危险区面积（km2）冯村镇74.715.6517.6220.3421.09段家镇85.913.7122.3725.1324.78两宜镇77.812.1817.8420.5627.23双泉镇79.97.8118.6423.3330.13高明镇66.386.7212.266.7825.62范家镇76.67.