(山西省地質環境監測中心，太原，030024)
分析了山西省自然因素和人類活動引發的地質災害。鑒於水動力條件的變化是影響自然地質災害變化的重要因素，根據未來13年降水量的變化，預測了自然地質災害的發展趨勢。根據礦產資源開發總體規劃、公路交通發展規劃和水資源開發利用規劃，預測工程活動引起的滑坡、泥石流、地面沈降、地裂縫和地面沈降的發展趨勢。
關鍵詞山西地質災害趨勢預測
地質災害是指與地質作用有關的，對人民生命財產造成損害的各種災害。地質災害按其動力條件可分為自然地質災害和人類活動引起的地質災害。山西地處高原，地形高差大，地質條件復雜，降水集中，形成崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫等地質災害的動力條件充足。是自然地質災害多發區，歷史上自然地質災害具有點多面廣的特點。山西是礦業發展大省。隨著采礦深度和廣度的增加，該省因采礦引發的地裂縫、地面沈降、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害頻繁發生，造成了嚴重的經濟損失和人員傷亡。此外，山西鐵路、公路的修建，重要城市附近地下水的集中超采，也在壹定程度上誘發了人為地質災害，如崩塌、滑坡、地裂縫、地面沈降等。據不完全統計，20世紀80年代以來，山西各類地質災害造成的直接經濟損失達6543.8+0億元，死亡2000余人，潛在地質災害威脅的人員和財產數量驚人。近年來，雖然山西省有關部門在自然和人為地質災害防治方面做了大量工作，取得了壹定成效，但由於地質災害種類多、分布廣，地質災害仍是影響山西省人民生命財產安全和阻礙全省國民經濟發展的重要因素，各種地質災害的成因機制、致災規律和分布狀況尚未完全查清。防治和減輕地質災害已成為山西省面臨的重要現實問題。有效保護和合理開發利用地質環境，防治地質災害迫在眉睫。
根據災害形成的動力條件，山西省地質災害可分為自然因素引起的地質災害和人類活動引起的地質災害兩大類。在相同的地質環境條件下，致災動力條件的變化是決定自然地質災害變化趨勢的決定性因素，而人類工程活動及其產生的廢物堆積是人為地質災害發展變化的決定性因素。在此基礎上，定性預測了全省自然和人為地質災害的發展趨勢。
1山西省自然地質災害預測
山西自然地質作用引發的災害主要有崩塌、滑坡、泥石流、構造地裂縫和黃土濕陷性地裂縫。從自然地質災害造成的經濟損失和人員傷亡來看，崩塌、滑坡和泥石流是主要的致災體，其次是構造地裂縫。黃土濕陷性地裂縫造成的經濟損失比較小，沒有人員傷亡的記錄。
自然地質災害的形成必須具備壹定的地形地貌條件、地層巖性條件、地質構造條件和水動力條件。上述條件中，地形地貌、地層巖性、地質構造條件，在任何自然地質災害比較發育的地區，都是地質災害發生的基本條件，其變化是緩慢的，只是水動力條件隨著降水強度的不同而變化。因此，水動力條件的變化對自然地質災害的發展趨勢起著非常重要的作用。
山西省自然地質災害研究表明，泥石流、滑坡、崩塌與降水有非常顯著的正相關關系，這些地質災害最容易發生在連續多年的毛毛雨或強降水後突然暴雨的年份。黃土中的濕陷性地裂縫與降水也有明顯的正相關關系，這些地質災害最有可能發生在暴雨之後。以原平市為例，在2001的地質災害調查與區劃中，該地區在上世紀90年代共發生8次滑坡地質災害，這8次滑坡地質災害的形成時間分別集中在1995(2例)和1996(6例)的6月、7月和8月。查閱原平市歷年降水資料，多年(1954 ~ 2000)平均降水量為436 mm，1990 ~ 2000年降水量為250 ~ 700 mm，1995 ~ 1996年降水量為600 ~ 700 mm，這兩年6、7、8月降水量達到65438左右連續兩年的大量集中降水導致該地區山體滑坡頻發。太原市1996年8月4日發生的特大泥石流地質災害，也是在太原上遊的太原西山、古交礦區遭遇百年壹遇暴雨的情況下形成的。
山西位於大陸東海岸的內陸。四面環山，外緣受海風影響，形成濃厚的大陸性氣候。同時，由於冬季內蒙古冷空氣團的襲擊，北方較為寒冷，形成了山西冬季長、寒冷幹燥、降水少、夏季短、炎熱多雨、春季日溫差大、風沙大、幹旱嚴重、秋季短、氣候溫和等氣候特征。山西省的氣候類型屬於溫帶大陸性氣候，四季變化明顯，南北差異很大。全省年平均降水量在400 ~ 650毫米之間，在年總降水量中，春季占15% ~ 20%，夏季占50% ~ 75%，秋季占15% ~ 30%，冬季占2% ~ 3%。每年7月至9月降水高度集中。全省年降水量分布具有自東南向西北遞減的特點，山區占流域的20%以上。山西省的降水量每年變化很大，經常出現連陰雨幹旱的現象。降水具有10 ~ 13年的周期。山西從上世紀90年代至今的降水量為幹旱年，比80年代減少2.8%左右。進入21世紀後，隨著近十年幹旱降水周期的結束，未來13年，山西將進入豐水降水周期，降水量較前十年明顯增多。在降水量增加和水動力條件增強的影響下，未來13年，山西自然地質災害發生的頻率將隨著降水量的變化而逐漸增加。但近年來，山西省加大了地質災害宣傳和防治力度，受災地區和隱患區群眾防災減災意識明顯增強。雖然自然地質災害發生的頻率會逐漸增加，但自然地質災害造成的經濟損失和人員傷亡會得到有效控制。
2山西人為地質災害趨勢預測
山西省人類工程活動造成的崩塌、滑坡、泥石流、采空區裂縫、地面塌陷等災害主要有采礦、路塹、建築路塹等。在工礦企業密集區和城鎮居民密集區過度抽取地下水，會誘發地面沈降、地裂縫等水位下降的人為地質災害。從人為地質災害造成的經濟損失和人員傷亡來看，采空區裂縫、采空區地面塌陷、采動滑坡和采動塌陷是主要的致災體，過量抽取地下水造成的地面沈降和地面裂縫造成的經濟損失也很大。而路塹、建築路塹等地質災害造成的經濟損失和人員傷亡相對較小。
人類工程活動誘發的人為地質災害的類型和強度與當時的國家經濟發展水平和國家產業政策密切相關。在經濟發展水平較低的七八十年代，山西中小礦山眾多，縣鄉公路和國家壹、二級公路建設蓬勃發展。人類工程活動誘發的崩塌、滑坡、地裂縫、地面沈降、泥石流等地質災害具有範圍廣、頻率高、累積損失大的特點。進入90年代後，公路建設進入高速公路時代。由於高速公路建設對選址、勘察、設計、施工和地質災害防治的要求較高，道路施工和削坡造成的地質災害明顯減少。山西省目前沒有因高速公路建設造成人為滑坡或人為地質災害破壞的記錄。20世紀90年代以來，山西省煤炭開采進入規範化發展時期。行政部門關停並摧毀了壹大批非法小煤礦，從根本上改善了山西的礦業秩序。私挖濫采、越界開采造成的地面塌陷、房屋損毀等人為地質災害得到明顯控制，以煤礦開采為主的礦山地質災害由治理前的突發性、隨機性轉變為人們控制和預測範圍內的經常性發生。采礦誘發的人為地質災害造成的損失明顯減少。
根據公路交通發展規劃和山西省礦產資源總體規劃，在13規劃期內，山西省公路交通建設仍將以高速公路建設為主，預計高速公路建設誘發的人為地質災害輕微，遠小於低等級公路建設誘發的地質災害。
從礦產資源總體規劃來看，山西省2005年的近期規劃目標是:礦產資源開發利用總量得到有效控制，煤炭開采總量控制在3億t左右；調整優化礦業結構和布局，煤炭工業由數量型向質量效益型轉變，由生產初級產品向綜合開發利用轉變，提高整體素質，鞏固煤炭工業基地地位，形成三大煤炭集團公司；繼續關閉非法開采、回采率低、威脅大礦安全、不具備安全生產條件、破壞生態環境、汙染嚴重的小煤礦，使全省煤礦數量減少到3000座以下；調整礦山規模結構，形成以大中型礦山為骨幹協調發展的格局；礦產資源開發利用方式初步由粗放型向集約型轉變，利用效率明顯提高，濫采濫挖和破壞性開采基本杜絕；新建礦井開采規模基本適應礦床儲量規模，煤炭資源礦井回采率明顯提高；礦山生態環境得到初步改善，礦山環境監督管理得到加強，不再新建對生態環境有不可挽回的破壞作用的采礦項目，礦產資源開發實行地質災害防治保證金制度。礦山次生地質災害發生率明顯下降，礦山“三廢”處理率明顯提高，礦山生態環境恢復治理率達到20%，礦山土地復墾面積增加654.38+0.5萬公頃。全省2010年的遠期目標是進壹步加大礦產資源勘查開發領域的改革開放力度，初步實現礦產資源利用和管理方式的根本轉變，基本形成適應社會主義市場經濟要求、以規模經營為核心的有競爭力的新型礦業經濟體系。礦產資源開發利用結構和布局進壹步調整完善，資源利用效率進壹步提高，礦產資源開發與生態環境保護協調發展，礦業生態環境進壹步改善。從上述近期和遠期規劃目標來看，在保持總量基本不變的原則下，山西礦業發展將逐步實現以大代小，形成以規模化經營為主體的新型礦業經濟體系，保持礦業發展與環境保護的協調發展。同時，在山西省礦產資源總體規劃中，根據相應法律法規、相關規劃、維護國家戰略利益、遵循自然和經濟規律的原則，將山西省礦產資源劃分為鼓勵開采區、限制開采區、禁止開采區和保護開采區四類。從開采布局來看，隨著大同、陽泉、汾西、太原西山等主要礦區煤炭資源的逐漸枯竭，沁水煤田北翼的壽陽，河東煤田的柳林、寶德、河曲、偏關成為山西煤軍開辟的第二戰場，這些地區正在建設壹批年產60萬~ 300萬t的大中型礦井。 其中部分規劃年產900萬t(山西可以預見，隨著這些大中型礦山的陸續投產，上述地區的地質環境條件將急劇惡化，地裂縫、地面沈降、采礦塌陷、采礦滑坡、水資源破壞等人為地質災害將大量發生。 因此，規劃期內，除大同、朔州、宣鋼、太原西山、陽泉、汾西、孝義、霍州、六安、長治、晉城等因采煤引發的地質災害外，，上述新礦區也將在未來誘發許多地質災害。山西省采礦誘發的人為地質災害呈上升趨勢。但由於這些大礦有嚴格的生產規劃和環保規劃，其誘發的人為地質災害是礦山生產過程中不可避免的地質災害，是可以預測和規劃的，造成的損失相對較小。
隨著礦業的持續快速發展，山西省礦業廢棄物排放量逐年增加，排土場越來越多。根據《山西省部分地區礦山尾礦、固體廢物、土地復墾及地質環境保護調查整治報告》，山西省部分地區礦山尾礦和固體廢物排放量如下(表1)和(表2):
表1山西省部分礦山尾礦排放量統計表
表2山西省主要礦區固體廢物排放量表
此外，在國家煤炭產業政策和西部大開發政策的推動下，近年來山西省建設了壹大批大型燃煤電廠，壹期工程規模為600-1200mw，每座燃煤電廠年排灰量為35-70萬m3。根據全省現有和在建燃煤電廠數量估算，全省燃煤電廠年排灰總量為10多萬m3。這些礦山尾礦、固體廢棄物和電廠灰渣數量巨大，分布廣泛，且大多分布在山谷中，構成了山西省泥石流地質災害的重要來源。在暴雨條件下，這些物質很容易被沖刷出山谷，形成泥石流地質災害。因此，在規劃期內，山西受人類工程活動引發的地質災害破壞的危險性在增加。
據調查，太原市婁煩縣尖山鐵礦、朔州市平朔露天礦、運城市中條山有色金屬公司、太原西山礦區、太原東山采石場等。規劃期內都有可能發生人為因素引起的地質災害。這些泥石流地質災害壹旦發生，造成的經濟損失和人員傷亡將非常嚴重。
山西地下水超采誘發的地面沈降、地裂縫等人為地質災害主要分布在人口密集、工礦企業集中的大中城市，如太原、大同、臨汾、榆次等。其中，太原市地面沈降時間最早，受災面積和沈降量最大，造成的經濟損失最大。太原市地面沈降是由於過量抽取地下水造成的，地面沈降的範圍與淺層和深層地下水降落漏鬥的範圍吻合較好。地面沈降災害壹旦形成，在現有經濟技術條件下很難恢復，主要防治目標只能是控制沈降範圍和量。根據山西省水利廳的規劃，太原市引黃工程南幹線和引黃供水工程的設計供水能力是根據太原供水區缺水量和地下水超采量之和，加上城市發展增加的需水量確定的。因此，在引黃工程新水源流動的同時，太原將根據不同地下水單元超采情況，關閉部分地下水開采井，以扭轉供水區地下水超采狀況，實現良性循環，滿足生態環境和地下水資源的可持續發展，確保引黃工程長期穩定運行。目前擬實施的調控方案為:2003年引黃供水後，重點用水戶年開采量由27335萬m3減少到18407萬m3，壓縮地下水開采量為8803萬m3/a，占超采量的82%，其中流域孔隙水4952萬m3，巖溶水3743萬m3。再加上分散用水戶的調控，屆時太原市地下水超采狀況將得到有效控制，地下水采補平衡將基本實現。到2005年，當引黃工程供水量增加到80萬m3/d，開采量減少到4309萬m3/a時，調控區地下水將得到恢復，進入良性循環。引黃工程北幹線大同市朔州市黃河水開始供水後，地下水保護方案類似太原。在另壹個嚴重超采的地區運城，結合禹門口、尊村黃河工程、郎店水源工程的建成、配套和供水，使該地區工農業地下水開采量減少到8000萬m3/a，占該地區超采量的56%，改用黃河水。因此，規劃期內，山西大城市，主要是太原和大同的地面沈降災害將得到控制，但隨著城市化水平的提高、工農業的快速發展和中小城市用水量的急劇增加，原有的地面沈降災害可能會加重或出現新的小規模地面沈降和地裂縫地質災害。