山西省獨特的自然環(huán)境，形成了較好的經(jīng)濟條件。但山西省境內(nèi)也孕育著產(chǎn)生各種自然災害的條件。山西省的地質(zhì)災害，在我國是比較嚴重的。地質(zhì)災害給國民經(jīng)濟建設和人民的生命財產(chǎn)帶來巨大的損失，除地震、地裂縫等外，大多數(shù)地質(zhì)災害與人類活動關(guān)系密切，尤其是大規(guī)模的資源開發(fā)已達到具有某種自然因素的作用，逐漸改變和惡化環(huán)境。因此，合理開展、保護地質(zhì)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

 

一、地理及地質(zhì)環(huán)境

氣候  省內(nèi)降水集中，時空分布不均，年降水量350-750mm，由南向北遞減。全省日降水量大于100mm的大暴雨幾乎全部集中在7、8、9月份，因此，7、8、9月份是滑坡、崩塌、水土流失等地質(zhì)災害的頻發(fā)時期。

水文  境內(nèi)河流分屬海河和黃河兩大水系。集水面積大于4000km²的河流有8條，占全省面積的65%；流域面積大于10 km²的有230條左右。河流因受地形控制，具有峽谷較多、坡陡流急、沖刷嚴重、河水含沙量大等山地型河流特征。但由于流程較短，流域面積窄，形成洪水季節(jié)集中，因而常引發(fā)自然災害。年正常輸沙量約3×10⁸萬t，水蝕比較嚴重。

構(gòu)造  燕山期形成了山西斷塊主體—山西地臺。山西總體構(gòu)造呈北北東和北東向，大地構(gòu)造在演化過程中經(jīng)歷了三個時期：地臺基底形成期，地臺蓋層形成期，地臺活化期。燕山運動使山西大地構(gòu)造進入強烈活動期，形成了山西地質(zhì)構(gòu)造的基本格架。在此基礎上，喜山運動形成了一系列雁行式地塹盆地，其兩側(cè)受北北東和北東向深大斷裂控制。這些地塹盆地及深大斷裂仍在活動，是山西省地震多發(fā)區(qū)。

地貌  燕山運動奠定了山西地貌的雛形，喜山運動是鑄成山西現(xiàn)代地貌格局的決定因素。山西地貌類型復雜，山地、丘陵占75%，地勢高差懸殊，一般達800m，東部為以太行山為主的構(gòu)造溶蝕—褶皺斷塊山，西部以呂梁山為主的黃土堆積—侵蝕黃土高原區(qū)，中部為東西隆起的狹長凹陷，斷陷盆地且由北而南呈串珠狀，長期緩慢下降。斷陷盆地內(nèi)沉積了巨厚的松散堆積物。

二、地質(zhì)災害類型

按地質(zhì)災害形成的主要因素可分為自然地質(zhì)災害、人為地質(zhì)災害及兩者共同作用的地質(zhì)災害。山西地質(zhì)災害主要是由于人類活動違背自然規(guī)律，惡化生態(tài)環(huán)境，而導致災害發(fā)生。

1．地震

山西是地震多發(fā)省份，地震基本烈度在7度以上的地區(qū)約占全省總面積的45%，盆地是破壞性地震發(fā)生的重點區(qū)。從公元前231年到2008年發(fā)生4級以上的223次地震都發(fā)生在盆地區(qū)，各盆地都遭受過多次烈度為8度以上的地震。地震是最難預防、最嚴重的地質(zhì)災害。

2．滑坡、崩塌

根據(jù)滑坡形成因素和發(fā)生的地層，可分為自然滑坡和人為滑坡，黃土滑坡和基巖滑坡?；露及l(fā)生在梁峁溝坡、河谷兩側(cè)?；碌奶攸c是規(guī)模小，數(shù)量多、成群分布；晉西南黃土塬的隰縣、大寧、永和、汾西等地，黃土層厚60-80m，最厚可達200m，溝深幾m到數(shù)百m，寬幾百m，長達幾十km.。因黃土層厚，滑坡體規(guī)模比較大，黃土垂直節(jié)理發(fā)育，崩坍隨處可見。

山西采礦滑坡和崩坍較為發(fā)育，以陽泉地區(qū)為例，由于陽泉地區(qū)采礦歷史悠久，采空面積大引起地面形變，使山體邊坡失穩(wěn)，產(chǎn)生滑坡的崩坍，滑坡體一般幾十萬m³。規(guī)模最大的賽魚礦區(qū)，山體臨空面坡度3-45°，最陡可達70°。

上世紀修建太（原）—焦（作）鐵路時，在晉城至五陽段110km長度內(nèi)，出現(xiàn)大小滑坡25處。巖性為第三系紅土和下更新統(tǒng)具薄層狀層理的雜色粘土。沿線所產(chǎn)生的滑坡，大多是鐵路施工開挖路塹，坡腳造成下部臨空，或斜坡上堆放棄土，造成超載，致使新滑坡產(chǎn)生和老滑坡的復活。1991年12月平朔安太堡露天煤礦發(fā)生排土場大型滑坡，滑坡體長1000m，寬500m，高120-150m，造成5人死亡，經(jīng)濟損失3000多萬元。

山西多年來未發(fā)生過泥石流，最早石太線娘子關(guān)車站受到過泥石流的危害，后為此建造9道攔渣低壩。

3．地面形變

包括盆地區(qū)地面沉降和礦區(qū)地面坍陷，是兩類不同成因的地質(zhì)災害。

地面沉降

太原市是以開采地下水作為主要供水水源的城市，日缺水量20多萬m³，2005年資料表明，地下水降落漏斗面積為312km²，中心水位埋深在北營一帶（由1965年的16m下降到約150m左右），而地面沉降中心卻在晉陽湖北的武家莊一帶。2005年累計沉降量達2.38m，沉降范圍已超過250km²。上述兩個中心不吻合，其原因除了地下水超量開采起作用外，盆地基底構(gòu)造活動是主導因素。地面沉降嚴重地威脅晉陽湖圍堰堤壩的安全穩(wěn)固和附近村莊的安全。

大同市地下水也嚴重超采，通過80多個監(jiān)測點3年的地面沉降觀測資料，區(qū)域沉降量5-10mm，中心最大沉降量為100mm，但至今尚未發(fā)現(xiàn)有破壞性跡象。

地面坍陷  是山西煤礦分布區(qū)經(jīng)常發(fā)生的一種地質(zhì)災害，地質(zhì)坍陷造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡是慘重的。如1985年5月，汾西水峪礦頂板冒落，除砸死15人外，破壞了地面耕地、道路和建筑物，迫使村莊遷移；1991年4月大同青磁窯—晉華宮煤礦大面積頂板坍陷，誘發(fā)3.9級有感地震，波及范圍達1000km²。造成8人死亡，其他經(jīng)濟損失也很嚴重。

地面坍陷和礦坑排水污染水源等災害都是開采煤炭造成的。煤炭開發(fā)為國家經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻，但也付出了沉重的代價，正如人們所說的，山西運出去的是金子和光明，留下的是渣灰及污染的水源和空氣，為此，要加強綜合效益的分析，保護好地質(zhì)環(huán)境。

4．礦坑排水破壞水源

山西煤層分布面積占全省總面積的36.5%，分布范圍遍及91個縣（市），有統(tǒng)配煤礦礦井72對，地（市）、縣、鄉(xiāng)、村辦煤礦6000處，真可謂礦井星羅棋布，造成了礦井開到哪里，水源破壞到哪里，泉水流量衰減或斷流；水井水位降低或干涸，人民吃水困難，水地變旱地。全省礦井年排水量約2.0億 m³。山西主要含煤地層為侏羅系、二疊系和石炭系，煤層與砂頁巖互層，賦存碎屑巖裂隙水和裂隙巖溶水。采煤或爆破都要破壞含水層頂?shù)装宓母羲畬樱斐陕┧?。一般開采侏羅系和山西組煤層，礦坑排水量?。婚_采太原組煤則排水量較大，這與埋藏深度和灰?guī)r、厚層砂巖富水性有關(guān)。如勾通下部奧陶系巖溶水，排水量迅速增大，并危及礦井安全。

采煤破壞水源不勝枚舉。據(jù)2006年底不完全統(tǒng)計，全省有450個自然村，30萬人，4萬頭大生畜，飲用水嚴重緊缺。山西省采煤越多，環(huán)境破壞越嚴重，災害覆蓋面積也越大。應根據(jù)居民點分布合理布局計劃開采，嚴禁水源保護區(qū)地下煤層的開挖，否則環(huán)境惡化，后果不堪設想。全國著名的旅游勝地—晉祠的難老泉，50年代流量2m³/s，70年代降低為1.3 m³/s，1984年只有0.54 m³/s，1993年不到0.2 m³/s。近幾年已出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。如此久負勝名的泉水流量快速衰減，令人擔憂。雖已關(guān)閉泉水附近的工業(yè)開采井，但泉水仍在不斷減少。據(jù)有關(guān)資料，在泉域范圍難以控制的西山煤礦，開采利用深部奧陶系灰?guī)r水也是一個影響因素。

5．礦坑突水

這是山西采煤潛在的地質(zhì)災害。隨著煤田勘探和煤礦采掘的發(fā)展，問題將更趨嚴重。全省6大煤田中有5個煤田（寧武、河東、西山、霍西和沁水），19個礦區(qū)，70個井田開采石炭系太原組下部煤層（埋藏深度從淺部至300-700m的中深井田）。它們都不同范圍和不同程度上受到底板奧陶系灰?guī)r巖溶水的突水威脅，1975-1984年間，全省共發(fā)生4起太原組下部煤層巷道掘進引起的底板巖溶水的突水事故，突水量3.78-16.66 m³/min，其中淹井2次（如1982年太原東山楊家峪礦突水淹井，日排水量10000m³）。

已發(fā)現(xiàn)突水通道有3種類型：斷裂（太原東山礦）、裂隙（軒崗劉家梁礦）、巖溶陷落柱（霍州瓦窯圪塔礦）。采煤突水會造成很大的破壞性，經(jīng)濟損失和人員傷亡是嚴重的。

6．采煤污染水源

礦坑水、老窯水的水質(zhì)很差，總硬度和礦化度很高。煤系地層一般為酸性水，在地下水中溶解金屬元素和微量元素，致使礦坑水嚴重污染，微生物含量也較多。因此，礦坑水排入河道，滲入地下水，導致水源污染。如晉東南潞安煤礦五陽等礦區(qū)，在20多年前將礦坑水排入深部巖溶水（通過井孔），2000年巖溶水質(zhì)分析結(jié)果：混濁度12×10^-6，總硬度20-16德國度，錳0.3-1.5mg/L，細菌總數(shù)150個/ml，大腸桿菌數(shù)23個/ml，顯然受到礦坑水的污染。

7．水土流失

山西是全國水土流失嚴重的省份之一，全省大部分地區(qū)覆蓋5-30m厚的黃土，造成水土流失面積10.8萬km²，占全省總面積的68.9%。據(jù)調(diào)查，晉西地區(qū)每km²的干溝、支溝、毛溝的總數(shù)達50-60條，溝道長度4-5km，溝谷網(wǎng)把土地切割成支離破碎。汛期含沙量大，全省每年平均輸出境外懸移質(zhì)泥沙高達4.56億t，每年平均輸沙模數(shù)為3000t/km²，黃土侵蝕模數(shù)1000 t/km²，嚴重的湫水河流域高達2000 t/km²。

水土流失的災害是嚴重的，淤積河床、水庫，破壞交通；使土地肥力減退、土壤貧瘠、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件極度惡化、農(nóng)業(yè)低產(chǎn)。使能源重化工基地建設與農(nóng)業(yè)基礎薄弱的矛盾更加突出，并長期存在。呂梁山區(qū)有20個縣，太行山區(qū)有11個縣，面積占全省的1/3，這些都是水土流失嚴重的地區(qū)，也是貧困縣。因此，進行綜合治理和保持水土任務十分艱巨。

形成水土流失的因素除自然因素外，人類活動，盲目開發(fā)土地及林草資源，毀壞植被也是引起大面積水土流失的重要因素。據(jù)史料記載，古代山西山清水秀，土地肥沃，茂密的森林和草地占總面積的63%和6%，由于歷代砍伐森林，到清初（1700年）山西森林面積已降至18.8%，以后200年間森林被加速破壞，到1937年森林面積只有6%。

8．地裂縫

采煤地面塌陷總伴隨著地裂縫出現(xiàn)。上世紀70-80年代后期地裂縫開始頻繁出現(xiàn)，尤其大同市發(fā)生的地裂縫，造成了重大損失。山西盆地區(qū)從南到北都有地裂縫分布。據(jù)不完全統(tǒng)計，規(guī)模較大的已有300多條，涉及遍布全省各地，其中晉南約占64%。主要分布在峨嵋?guī)X、黃河和汾河高階地上，黃土垅崗與平原交界處。黃土臺地地裂縫最為發(fā)育，單條長度幾m至數(shù)百m，有的斷續(xù)延伸幾km，發(fā)育深度幾十cm至10多m，寬度0.4-2m不等。重要的地裂縫有萬榮縣薛店地裂縫，位于孤峰山以西的峨嵋?guī)X黃土臺地上。1983年7月28日至29日，歷時11小時的兩次大暴雨，地面開裂1-2m，深1.5-3.0m，最深12m。兩次總降水量140mm，地面積水全部鉆入地下。地裂縫所經(jīng)過之處，房屋開裂或倒塌，致67戶300間房屋遭到破壞，經(jīng)濟損失6萬余元。

長治市地裂縫也很嚴重，自1983年被發(fā)現(xiàn)以來活動日益加劇，至1990年初已形成長達5000m，并由6-8條次級和主級裂縫一起組成，可見8-13cm寬的宏觀地裂縫帶（走向77°）。使地面和地下建筑工程均遭不同程度的破壞，地裂縫分布具有線狀特征，其成因與基底活動斷裂有關(guān)。地裂縫的形成是采煤活動形成的地表破裂現(xiàn)象。

 

三、地質(zhì)災害特點

（1）地質(zhì)災害多種多樣，其形成具有地區(qū)性。境內(nèi)地質(zhì)災害發(fā)生、分布與所處的地貌、地質(zhì)條件有關(guān)。

（2）發(fā)生在不同地區(qū)上地質(zhì)災害具有相互關(guān)聯(lián)性。黃土區(qū)水土流失嚴重，淤積下游河道，造成洪水泛濫。晉西嵐漪河上游，砍伐森林，幾年功夫?qū)⒅邢掠挝杭覟?、瓦塘滇的沿河堤壩沖垮，把河道兩岸良田200ha（公頃）沖毀，變成亂石灘。所以，一個地區(qū)地質(zhì)災害和環(huán)境惡化，要影響到另一地區(qū)的環(huán)境或產(chǎn)生災害。

（3）地質(zhì)災害可誘發(fā)其他地質(zhì)災害發(fā)生。采煤礦坑頂板坍塌，引起地面坍陷，并誘發(fā)地震。1991年4月27日大同青磁窯煤礦頂板坍塌誘發(fā)3.9級的有感地震；還是在大同地區(qū)，1956年挖金灣礦青羊灣礦井，頂板坍落事故，誘發(fā)3.4級地震。這些都引起地面坍陷，不同程度地破壞了地面設施。

（4）地質(zhì)災害與人類活動關(guān)系密切。山西地質(zhì)災害多數(shù)與大規(guī)模的工程建設有關(guān)。采煤活動導致一系列的地質(zhì)災害，構(gòu)成地質(zhì)災害的連鎖反應。采煤工業(yè)是山西第一支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨煤炭資源的開發(fā)，電力、焦炭、煤化工、冶金、建材等工業(yè)都要大力發(fā)展。這些雖然給國家經(jīng)濟建設做出了巨大的貢獻，但在缺乏環(huán)境治理技術(shù)、資金困難的情況下，山西的環(huán)境將會進一步惡化。現(xiàn)今人類社會改造地質(zhì)災害的能力還很弱，因此應重視人地關(guān)系的分析研究，處理好資源環(huán)境與經(jīng)濟社會的關(guān)系。

（5）采煤和水土流失等災害對山西地質(zhì)生態(tài)環(huán)境有極大的破壞性。它們具有災害面積大、災害種類多、持續(xù)時間長、災害形成過程緩慢、治理難度大等特點。尤其是礦山地質(zhì)災害，其破壞性大多是不可逆轉(zhuǎn)的，用多少代價也難以恢復。采煤破壞含水層就是最好的例子。

（6）山西地質(zhì)災害類型多，受人類工程經(jīng)濟活動控制，而工程活動仍在不斷增強，因此，山西地質(zhì)環(huán)境面對嚴峻的挑戰(zhàn)，很有必要進行地質(zhì)災害發(fā)展趨勢的分析。

地震發(fā)生具有一定的周期性，據(jù)資料分析，山西地震已度過平靜期，在未來幾十年內(nèi)山西境內(nèi)主要是盆地區(qū)，發(fā)生強烈地震災害的危險性不可忽視，應加強預測、預報工作山西自然條件是氣候干燥、降水少，大的崩滑流發(fā)生的可能性小，更多的是小型崩滑流災害在汛期經(jīng)常發(fā)生，其發(fā)生地點多在地質(zhì)構(gòu)造上升的山地區(qū)和黃土丘陵區(qū)；山西煤炭資源豐富，發(fā)展煤炭工業(yè)是長期的戰(zhàn)略任務，因此，由采煤引起的一系列地質(zhì)災害將會日益突出，其發(fā)生的頻率也會增加，造成的危害是不可避免的。因此，如何減緩新老礦區(qū)的災害發(fā)生，是地質(zhì)環(huán)境工作者的重大任務；山西黃土區(qū)面積大，水土流失嚴重，但水土流失產(chǎn)生的機理已查明。山西人民在長期水土保護工作中，已總結(jié)出了一套行之有效的防治措施，因此，減少水土流失是有可能的；太原市供水緊張，地下水開采強度大，水位持續(xù)下降，它與地面沉降之間的關(guān)系，需繼續(xù)勘察研究。但發(fā)展趨勢是地面緩慢下沉，這一點不容置疑；除大同市外，其他地區(qū)地裂縫機理尚不清楚，根據(jù)資料分析和盆地基底斷裂活動增強有關(guān)，因此，地裂縫不是在減少，而是在逐年增多；鹽堿地治理在農(nóng)業(yè)部門一直進行著，在正常氣候和合理灌溉條件下，鹽堿地面積將會逐年減少。

 

四、地質(zhì)災害的治理及對策

地質(zhì)災害治理在經(jīng)濟建設和生產(chǎn)、生活中具有十分重要的意義，應做好以下幾項工作：

（1）積極開展地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災害調(diào)查，加大勘查治理投資，進行地質(zhì)災害勘查。圈定不同類型災害的地段和范圍，查明形成機理和規(guī)劃，其研究領域涉及許多學科，因此治理工作需要多部門密切配合和協(xié)作，通過勘查制定行之有效的治理方案。

（2）加強礦山環(huán)境地質(zhì)工作。山西采煤破壞地質(zhì)環(huán)境相當嚴重，環(huán)境惡化必然導致災害的發(fā)生。我們認為索取自然資源而不付出環(huán)境代價是困難的，需要的是盡量減少環(huán)境破壞，減輕災害損失。為此要加強采礦工程建設前期工程的綜合性研究工作，編制礦山開發(fā)規(guī)劃，有計劃的控制不利因素的產(chǎn)生，山西遍地皆煤，每一個采礦點，都有可能成為災害的策源地。山西同時也干旱缺水，山區(qū)更為嚴重，這便成為與煤炭開發(fā)同等重要的問題。為此，應統(tǒng)籌安排，全面考慮，對供水源地或重要泉水出露點等相應范圍內(nèi)的煤炭資源開采，應采取有力的保護措施，否則后患無窮。

（3）建立與健全地質(zhì)保護法及監(jiān)督執(zhí)行體制，有關(guān)決策部門要樹立強烈的環(huán)境保護意識，只有真正實現(xiàn)法治，才有可能把破壞地質(zhì)環(huán)境方面的種種問題解決好，防止環(huán)境和災害的惡性循環(huán)，真正實現(xiàn)資源環(huán)境與經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展；

（4）加強預測、預防工作這是防治地質(zhì)災害的先導措施，開展這項工作難度較大，需要當?shù)卣I(yè)隊伍與群眾相結(jié)合；

（5）加強地質(zhì)災害知識的宣傳教育。實踐證明，大部分地質(zhì)災害都是由于人類活動引起和誘發(fā)的。對經(jīng)濟工程活動只重視短期的利益，而忽視人類長期的、整體的利益是十分有害的，所以，必須加強災害知識教育，自覺避免或限制人為違反科學的行動，減少人為的致災作用是極為重要的；

（6）建立完善監(jiān)督機構(gòu)，培養(yǎng)技術(shù)人員，大力開展環(huán)境監(jiān)測和減災工作。地質(zhì)環(huán)境部門應成立治理地質(zhì)災害領導小組，建立一個信息交流網(wǎng)，及時掌握全省各地的地質(zhì)環(huán)境惡化災害情況，逐步做到對全省地質(zhì)環(huán)境進行監(jiān)測、評價和監(jiān)督管理。

 

參考文獻：吳玉琪，山西省地質(zhì)災害及其防治對策概述，山西地質(zhì)第8卷，第一期：山西科學技術(shù)出版社，1993年

 

作者簡介：馮強（1961年—   ），男，山西左云人，1985年畢業(yè)于杭州煤炭工業(yè)學校，煤田地質(zhì)勘探與礦井地質(zhì)專業(yè)，一直從事地質(zhì)勘查工作。

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