2.3　研究区域地质条件与生态环境

2.3.1　地理位置与地形地貌

研究区位于河南省洛阳市西南部，属洛阳市管辖，东连洛阳市，西接洛宁县，南与嵩县、伊川县交界，北与孟津、新安为邻。研究区地理坐标为东经111°45′～112°26′，北纬34°16′～34°42′，总面积1617.53km2，占河南省总面积的1%，占洛阳市总面积的11%。县城建成区面积25km2。研究区基本地形地貌特征为：三山六陵一分川，南山北岭中为滩，洛河东西全境穿。地貌形态主要有基岩低山地貌、黄土丘陵地貌、河谷阶地地貌，其中河谷阶地地貌主要为河漫滩、Ⅰ级阶地、Ⅱ级阶地、Ⅲ级阶地。黄土丘陵地貌与基岩低山地貌之间，冲洪积堆积体、黄土台塬地貌或丘陵地貌相间散布，呈现整体上沿东西向展布的地势地貌特点；河漫滩呈东西向展布，西高东低，平坦开阔；河漫滩、各级阶地间约呈阶梯状相连，沿主河道两侧不对称散布。即分布于县境西南部由太古界、元古界变质岩、岩浆岩、古生界碳酸盐岩组成的中山，分布于县境洛河南部大部分地区的低山丘陵，分布于研究区洛河北部一带的黄土丘陵，位于县境洛河两岸地带的河谷阶地及河漫滩。地势整体上北西高南东低，地表坡度较大，地形切割较为强烈，冲沟发育，纵横交错，有利于大气降水的径流与排泄；岩石裸露，地表植被不发育。研究区域地貌见图2-3。

2.3.2　地质构造与地层岩性

1．地质构造

研究区的大地构造位置在中朝准地台南缘的三级单元，属华（山）熊（耳山）台缘坳陷，见图2-4（来源于白杨幅1:50000区域地质调查）。地壳活动表现比较明显，但总体上仍然属于地台性质，基底盖层分明，褶皱及断裂在不同的构造层段均具固有的特点。

（1）基底构造。太华群分布区主要由古老的花岗岩类及基性火山岩、各种侵入岩组成，发育有多期次的面理和后期的各类侵入岩，基本岩石主要是各类片麻岩，主体麻理总体方向为北东—南西向，部分地段呈近东西向，或北西向，与各类侵入体片的分布方向基本一致。

（2）熊耳群构造。熊耳群分布区的地质构造比较复杂，火山岩地层主体为北西—南东向展布，沿南涧河—梅家沟形成一个轴向290°的倾伏背斜，其北西端为仰起端，两翼地层倾向分别为210°和25°～40°，背斜倾伏方向为110°，倾伏角在25°左右。沿背斜轴线方向发育一系列近东西向的脆性断裂和近南北向断裂，后者多数有重晶石矿脉产出。

（3）盖层区的构造为本县内地质构造表现最为完整和清晰的地区。构造多发生在中生代后期（燕山运动），新生代仍有构造活动。主要构造形迹列述于下：

①褶皱。李沟向斜：向斜轴向300°左右，转折仰起端在宜阳城西，倾向南东；两翼由上元古界汝阳群、洛峪群及寒武系、石炭系、二叠系组成，槽部为三叠系；东北翼比较完整，倾向南西，倾角40°～49°，南西翼产状较陡，北东倾，倾角60°，褶皱受晚期断裂破坏，东端为新生代覆盖。杨店短轴背斜：见于宜阳东杨店，走向北西、向南东倾伏，核部为中元古界汝阳群，两翼依次为洛峪群、寒武系、石炭系、二叠系；东北翼倾向北东，倾角30°～45°，南西翼即为辛沟向斜的北东翼，因宜阳—龙门断层的切割，使该褶皱不全。

②断层。研究区内，洛河以南，锦屏镇、城关镇、白杨、木柴关一带断层构造比较发育，按照走向划分为：北西向（290°～340°）、近东西向（70°～110°）、北东向（20°～70°）及近南北向（20°～340°）等四组。下面选取各组具代表性的断层简述。北西向断层：F46为沿李沟向斜轴部发育的正断层。方向北西—南东向，北东倾，倾角50°左右，断层南侧发育有与其大致平行和斜交的两组断裂，规模较小。F51祖师庙—水河沟断层，西起祖师庙山南坡，向南经潘家、兰家门到水河沟后没入第四系，延长11.2km，宽5～20m，总体走向285°～307°，断层位于宜洛煤矿向斜南翼，受其影响，中上元古界汝阳群、洛峪群及寒武系、石炭系—三叠系等不同时代地层均有不同距离的错断，并严重破坏了向斜的形态；断层形成于燕山运动，表现为两期活动特征，早期为正断层性质，晚期受兰家门推覆断层影响，西段断层面反转，角砾强烈片理化，显示逆断层特征。近东西向断层：F29乔家沟—水河沟断层，该断层西起乔家沟，向东经季家沟顶、水河沟，东端止于祖师庙—小河沟断层（F51）上。延长4.2km，宽5～15m。走向70°～78°，倾向340°～348°，倾角30°～60°，断层面上陡下缓；带内主要发育角砾岩，角砾成分以白云岩、灰岩为主，次为砾岩，呈棱角状，大小不等；断层切错汝阳群、洛峪群、寒武系、石炭系—三叠系等不同时代地层，并将兰家门逆冲推覆断层分割为北段和南段，其中南段相对向东平移1.5km。北东向断层：F65潘家沟—寺河水库断层，该断层西起潘家沟，向南西被北西断层F46切断，东到寺河水库，被近东西向断层切断；断层延长3.8km，宽4～8m，总体走向60°～65°，断层内分带明显，中间为石英脉，平行主断面展布，厚度40～150cm，沿石英脉一侧发生强烈褐铁矿化；在石英脉和矿化带两侧为角砾岩带，角砾呈次圆状—次棱角状，大小2～10cm，成分为流纹斑岩、安山岩，发育网状石英细脉，具硅化和轻微褐铁矿化；断层倾向325°～330°，倾角75°～85°，断层面呈波状弯曲，造成沿走向上鸡蛋坪组和马家河组相接触，根据两盘岩层错动方向，确定为右行平移断层。近南北向断层：F75杏树坪—彭沟断层，该断层由杏树坪向南经黄家门、庙上至于彭沟，南端被F51所限。延长约4.0km，宽7～8m。走向13°，倾向103°，倾角75°～83°，断层通过处形成清晰的断层崖和鞍部，地貌特征明显；在杏树坪南断层发育磨光面、阶步和擦痕，指示上盘下滑，为正断层；在断面旁侧形成一组张节理（3～5cm宽）和一组剪节理（1～2cm宽），泥岩受应力作用沿节理贯入，在断层面上形成网格状分布的泥岩条带。断层带内发育碎裂岩，碎块呈棱角状—次棱角状，3～15cm大小，由各种砂岩、泥岩破碎后混杂堆积、岩粉松散胶结。该断层走向上呈波状弯曲，造成不同组段地层沿走向上直接接触，平面上错距200m左右，据切割的最新地层为中三叠世油房庄组判断，该断裂形成于燕山期。

2．新构造运动及地震

研究区大地构造位置在中朝准地台南缘的三级单元，属华山、熊耳山台缘坳陷，地壳活动表现比较明显，但总体上仍然属于地台性质、基底盖层分明，褶皱及断裂在不同的构造层段均具固有特点，地质构造复杂，易形成崩塌、滑坡等土壤侵蚀。研究区构造较简单，地层为单斜形态，地层总体走向为北西—南东，倾向205°、倾角21°。新构造运动及地震：研究区地处邢台—河间地震带与许昌—淮南地震带的交会部附近，在县境内分布的地质构造断裂带有洛河断裂、张坞断裂和石陵—白鹤断裂。研究区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度Ⅵ度。

3．地层岩性

据河南省地矿局区域地质测量队编制的1:50000河南省洛阳一带区域地质调查报告和河南省第一地质调查队完成的1:50000木柴关幅、田湖幅、韩城镇幅、白杨幅区域地质调查，研究区位于华北地层区渑池—确山小区，洛河以北出露地层为第四系、新近系和古近系；洛河以南出露地层主要为前新生界，东南部沿洛河边缘有第四系，中南部有第四系、新近系和古近系分布。与土壤侵蚀相关的岩性主要为粉砂质泥岩、泥质页岩及第四系黄土分布地区。研究区域地质见图2-5，各时代地层由老到新分述如下。

太古宇：主要出露太华群，分布在上观乡西部、花果山乡北部及张坞乡东南地区的白河、上官地、龙潭寺、胡凹一带；岩性为混合岩化及部分混合岩化黑云母片麻岩、黑云母斜长片麻岩、角闪石片麻岩、二长花岗岩、夹角闪岩、角闪辉石片麻岩等。其原岩为一系列花岗岩、闪长岩和基性岩的侵入体；太华群与燕山期岩体接触带及构造碎裂带中金属矿化明显，上部与中元古界熊耳群许山组呈角度不整合接触；厚度达1200～1800m。

中元古界熊耳群。主要分布于赵堡、董王庄一带。自下而上划分为许山组、鸡蛋坪组、马家河组、龙脖组，各组间均为喷发整合接触。

（1）许山组以中基性—中性火山熔岩为主，下与晚太古代变质岩系呈角度不整合接触，其上以稳定酸性熔岩出现为标志与鸡蛋坪组区划分，厚2854m。

（2）鸡蛋坪组以酸性火山岩为主，夹多层中基性熔岩，下以首次稳定出现的酸性熔岩底界为标志与许山组分界，上以最后一层稳定的酸性熔岩顶界与马家河组分界，厚2917m。

（3）马家河组主要岩性为灰紫色、灰红色、灰绿色块状—杏仁状安山岩、安山玢岩，厚1188m。沉积夹层发育，主要岩性为紫红色泥岩、粉砂质泥岩、灰红色细粒岩屑长石砂岩、硅质岩等，在紫红色泥岩中含5%～30%的海绿石，常呈微细层状分布。

（4）龙脖组零星分布于赵堡、旧关、陈宅沟等地，主要岩性为紫红色流纹斑岩。受区内北西向断裂控制，呈北西—北西西向带状分布。

中元古界汝阳群。在赵堡一带少量分布，根据岩性组合特征，汝阳群自下而上划分为：云梦山组、白草坪组、北大尖组，各组间均为整合接触。

（1）云梦山组分布于研究区祖师庙山、张山、旧关等地，与熊耳群、马家河组呈断层接触，主要岩性为灰白色中粒石英砂岩，厚55.5m。

（2）白草坪组以紫红色、灰绿色泥质页岩，薄层中细粒石英砂岩为主，中上部石英砂岩中含20%～40%的白云石砾石。

（3）北大尖组主要岩性以中细粒长石石英砂岩为主，夹薄层灰红色、灰绿色页岩，厚255.7m。

上元古界。根据岩性组合特征，自下而上划分为崔庄组、三教堂组、洛峪口组，各组间均为整合接触。

（1）崔庄组出露于祖师庙山、豁子山、半坡山及水河口沟等地，主要岩性为灰绿色页岩，中部夹少量含海绿石长石石英砂岩，厚159～186m。

（2）三教堂组分布范围与崔庄组基本一致，主要岩性为灰白色细粒石英砂岩，普遍含海绿石，下部常出现长石石英砂岩或含长石石英砂岩。

（3）洛峪口组分布于石板沟、祖师庙山、豁子山一带，根据岩性组合特征可划分为三个岩性段：一段以灰绿色、黑色页岩为主，夹细粒石英砂岩条，砂岩条由下向上逐渐减少，上部消失；二段以灰红色、浅肉红色叠层石白云岩为主；三段以紫红色页岩为主，夹浅红色、肉红色白云岩，白云岩向上逐渐减少。

下古生界寒武系。主要分布于县城南部锦屏镇、城关镇、白杨镇一带。根据岩性组合特征，区内寒武系自下而上分为朱砂洞组、馒头组、张夏组、崮山组、炒米店组、三山子组。

（1）朱砂洞组一段以砖红色泥质砂岩和粉砂质泥岩为主，夹灰白色泥质白云岩、砂质白云岩、泥质或白云质石英砂岩。二段以花斑状灰岩，灰色条带状、薄层状微细晶白云岩为主，顶部含不规则状—椭圆状燧石结核。

（2）馒头组一段以浅黄色、灰红色薄层状泥灰岩、泥晶灰岩、白云质灰岩为主，夹黄绿色泥页岩；二段以灰红色紫红色页片状粉砂质泥岩、黄色黄绿色薄板状泥质粉砂岩为主，夹薄层鲕状灰岩，由下向上灰岩夹层增厚；三段以深灰色缝合浅鲕粒灰岩、纹层状灰岩、花斑状灰岩为主。

（3）张夏组兰家门断裂以北底部为青灰色厚层状、薄板状、鲕状灰岩，中上部为碎片状泥灰岩、花瓣状灰岩、白云质灰岩等；断裂以南为中厚层状、薄层状鲕粒状泥灰岩。

（4）崮山组兰家断裂以北，该组主要岩性为灰白色、浅灰色，浅灰色厚层—中厚层状微细晶白云岩，底部为灰黄色薄层泥灰岩，张李沟底部出现透镜状灰白色含砾长石砂岩，厚38.6m；断裂以南以浅灰色薄层含砾鲕粒白云岩为主，夹块状细晶白云岩，厚56.2m。

（5）炒米店组仅在兰家门断裂以北发育，南部缺失。主要岩性为灰白色厚层状微细晶白云岩，底部为浅灰色薄层状含燧石结核微细晶白云岩，张李沟剖面厚31m。

（6）三山子组仅在庙沟、张李沟、石板沟等地出露，该组主要岩性在石板沟以灰白色厚层状微细晶白云岩为主，底部以薄层灰黄色微细晶白云岩为主，张李沟为河流相陆源碎屑沉积，主要岩性为中粒长石石英砂岩，含铁质结核，厚14.8m，向东、西两侧延伸约300m，渐变为厚层状细晶白云岩。

上古生界石炭系。

（1）本溪组岩性以灰白色铝质页岩、灰色厚层状黏土为主，底部为厚0.5～1.1m的透镜状鸡窝状褐铁矿层。

（2）太原组分布于宜阳城南，可划分为三部分：下部由生物碎屑灰岩、粉砂质页岩夹炭质页岩、煤层及粉砂岩组成；中部由灰白色中细粒石英砂岩（胡石砂岩）、砂质泥岩、粉砂岩夹炭质页岩及煤层组成；上部由生物碎屑灰岩、燧石、砂质泥岩夹煤层组成。总体为西厚东薄，西部李沟一带厚27.3～35.0m，东部灯盏窝一带厚8.9～10.5m。太原组赋存有煤、黏土、熔剂灰岩等矿产，其中含煤层（煤线）0～3层，分别为青石大煤（下部）、胡石大煤（中部）和铁里石大煤（上部）。其中青石大煤、胡石大煤平均厚0.4～1.90m，大面积可采，为宜洛煤矿的主采煤层。

上古生界—中生界二叠系—三叠系。自下而上划分为山西组、石盒子组（含三段）、石千峰组（含三组）、二马营组（含二段）、油房庄组等。

（1）山西组下部为深灰色、黄色含铁质结核泥岩、粉砂质泥岩、黑色炭质页岩夹煤层（线），中部为灰白色细—中粒含云母砂岩及岩屑砂岩，厚5.2m。上部为青灰色—灰黄色含铁质结核粉砂质泥岩、薄层粉砂岩、斑块状泥岩夹三层炭质页岩及煤层（线），厚30.8m，标志层为小紫斑泥岩。

（2）石盒子组主要岩性为灰黄色—灰色含砾中粗粒长石石英砂岩、灰白色—灰色中厚层状含砾中粒长石石英砂岩、薄层状粉砂质泥岩、杏黄色块状—中厚层状粉砂质泥岩互层，夹薄层泥质粉砂岩。

（3）石千峰群孙家沟组主要岩性为：紫红色厚层、中厚层粉砂质泥岩、薄层灰红色泥质粉砂岩夹多层薄层灰色泥灰岩及灰杂色钙质砂砾岩。刘家沟组主要岩性为下部为中厚层状细粒长石石英砂岩。中部为灰红色泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层，波痕、泥裂发育。上部为灰红色中细粒石英砂岩夹灰红色薄层粉砂质泥岩，石英砂岩中交错层理发育。和尚沟组主要岩性为紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹钙质砾岩及灰绿色泥灰岩薄层，上部薄层灰红色细粒长石石英砂岩、粉砂岩，粉砂岩中常发育虫孔及板状、楔状交错层理。

（4）二马营组上段岩性以紫红色泥岩、灰红色粉砂岩为主，夹多层灰绿色细粒长石砂岩，常发育虫孔；下段岩性以浅肉红色—砖红色细粒长石砂岩夹薄层紫红色泥岩及灰红色粉砂岩为主。

白垩系分布于董王庄一带，主要岩性为灰白色蚀变晶屑凝灰岩。

新生界：

（1）古近系：零星分布于陈宅沟、白杨镇一带。岩性为紫红色砂砾岩、砾岩与紫红色、砖红色黏土岩互层，上部黏土岩层较薄，砖红色黏土岩中含钙质结核，砾石常大小混杂堆积，分选性差，多为棱角状、次棱角状、次圆状，成分多为安山岩、大斑安山岩、安山玢岩等火山岩类，大小一般3～5cm，最大可达10cm。测区厚248m。

（2）新近系：主要分布于洛河以北东北部以及洛河以南部分地区，岩性主要为半固结黏土质砂岩、砂岩及黏土岩。

（3）第四系出露地层为午城黄土、离石黄土及上更新统和全新统的冲积、洪积层。午城黄土在洛河北岸西部沿冲沟呈条带状出露，在洛河南岸，樊村乡、白杨镇南部大面积出露，为一套以风成为主的风积—洪积相黏土—砂砾石层；主要岩性为灰红色、灰白色含钙质结核粉质黏土夹灰红色砂砾石层、钙质结核层；离石黄土在洛河北岸大面积出露，在洛河南岸白杨镇、赵堡附近零星出露，为一套以风成为主的风积—洪积相沉积；主要岩性为灰黄色粉质黏土夹3～5层厚0.5m左右的灰红色粉质黏土（古土壤层），厚度大于30m，古土壤层底部一般含钙质结核。上更新统冲积与洪积层主要分布在研究区县城以东的洛河两岸二级阶地，在洛河北岸县城以东的沟谷中也有零星分布；北岸上部为淡黄色粉砂质、粉质黏土或粉土，含较多钙质结核，局部见砂砾石或含粉土透镜体，下部为卵石层，局部夹多层含砾粉土或粉土与砂卵石互层；南岸上部为含砾粉土，局部为粉质黏土夹零星基岩碎块或砾石、卵石，下部为砂卵石层，局部见薄层砂砾石或含砾粉土夹层。全新统冲积与洪积层，下部全新统洪积层主要岩性为褐黄色粉质黏土、粉土或砂土及砂卵石层，上部全新统冲积层主要岩性上部为粉土、砂土层，或粉细砂；下部为砂卵石层，微含泥质。

4．土的类型与结构

（1）土的类型。

按沉积时间划分，晚更新世及其以前沉积的土，为老沉积土；第四纪全新世中近期沉积的土，为新近沉积土。根据地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。根据有机质含量分类，可分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭等。根据颗粒级配或塑性指数分类，可分为碎石土、砂土、粉土、粉质黏土和黏土等。另外，还有特殊性岩土，包括黄土、湿陷性土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀土、盐渍土等。研究区境出露土体的类型主要为午成黄土、离石黄土和晚更新统粉质黏土、新近沉积的粉土、粉质黏土等。

（2）岩土体结构。

参照《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范（1:50000）》（DD 2008-02）附录B岩体结构分类表、附录C土体的主要宏观结构类型，对岩土体的结构类型进行划分，各种结构类型的岩体结构分类见表2-2，岩体工程地质特征见表2-3。

土体的主要宏观结构类型：均质结构、层状结构、滑动层状结构、混杂结构、碎裂结构。土体的主要工程地质特征见表2-4。

①均质结构类含致密层状、散粒层状两个亚类。致密层状是在地质环境相对稳定条件下持续接受搬运物质并长期沉积的结果，颗粒排列紧密且多具连接性，无明显的沉积界面或其他结构性界面；各部分物质组成单一、色泽较均匀、组构基本一致，如一般黏性土、老黄土、三角洲沉积土、湖积土等。散粒层状是指颗粒排列疏松、多无粒间连接，如各种成因的砂土。

②层状结构类含平行层状、交错层状、沙波层状。平行层状是指搬运物质在沉积过程中，因地质环境或物质来源的改变而导致沉积物产状的改造或组分的改变，结构层的相邻界面彼此平行（或水平排列或倾斜排列），土体中有明显的沉积界面，由多个层状单元组合构成，层内物质组成比较一致，而层间则常常存在较显著的颜色、成分和结构等差异，如阶地土、河口沉积土；交错层状是结构层的相邻界面自上向下收缩、交错排列，如边滩沉积土、河床沉积土；沙波层状是结构层界面呈波浪状，如风积土、漫滩土、河床沉积土。

③滑动层状结构，结构层有较清晰的界面，土体中发育有揉皱状纹理，如滑带土、断层泥。

④混杂结构包含基质状混杂结构、混杂堆砌结构。基质状混杂结构多由原地风化或短距离搬运堆积而成，土体主要由两个显著差异的颗粒单元构成，其中粗粒部分多散布于细粒之中、被其胶结，无沉积界面或其他结构性界面，各部分物质组成复杂、色泽凌乱、组构差异大，如残积土、泥流堆积土；混杂堆砌结构土体颗粒组成复杂，大小混杂，无分选，杂乱排列，胶结性差，如崩塌堆积土、洪积土、稀性泥石流堆积土。

⑤碎裂结构类含次生碎裂结构、原生碎裂结构。次生碎裂结构由原状土遭受后期地质作用（如风化作用、新构造作用等）或人为卸荷作用产生的各种裂隙切割而成，多由规则的龟裂分割而成，土体的整体均匀性和完整性仍较好，土体的原始结构多被保存下来，土体受裂隙切割后的完整性被不同程度地破坏，沿裂隙带的风化作用加剧，与其他部位的颜色、成分存在一定的差异，如膨胀土；原生碎裂结构，土体多被一定规模的次生裂隙或断裂按某一稳定方位切割成大小不等的土块，如新黄土、残积土、断层带土。

5．岩土体基本特征

岩浆岩分布在宜阳西南部中山地区，包括花果山乡西部和张坞乡南部。岩性以花岗岩、花岗闪长岩、纯橄榄岩、辉长岩、正长岩等为主，块状结构。该岩组风化厚度大小不一，一般风化厚度1～5m，局部构造带风化厚度达20～25m。

变质岩类分布在宜阳西南部低山地区，岩性以片麻岩、块状结构为主，整体性较好。抗压强度垂直片理方向与平行片理方向差异性大。抗风化能力弱，风化厚度一般5～10m，局部大于15m。

碎屑岩类厚层状砾岩、石英砂岩主要分布在城关乡和樊村乡西部，但在构造作用下形成碎块，软弱夹层力学强度低，易风化，易引发土壤侵蚀。碎屑岩类钙质、硅质胶结砂岩、砂砾岩软弱夹层抗压强度低，抗风化能力差。

碳酸盐岩分布在研究区东部、洛河南部部分地区，岩性以大理岩、白云岩为主，云母大理岩、白云质大理岩、石墨大理岩夹片岩、片麻岩次之，厚层状结构，岩溶较发育。

石灰岩集中分布于矿区地层，出露简单，主要为寒武系中统张夏组灰岩和第四系。寒武系中统张夏组灰岩主要为青灰—灰黑色灰岩，风化面灰色，新鲜面灰黑色，细—粉晶—显晶结构，层状、块状构造，矿物成分主要为方解石、白云石，偶见有泥质条带碎屑灰岩，核形石灰岩，岩石中有方解石细脉，分布不均匀。第四系分布于沟谷及山前盆地，岩性为残坡积及黄色亚砂土夹薄层红褐色黏土。

黄土类土广泛分布于洛河两岸、洛河北部的全部地区和南部的部分地区，主要为第四系更新统和全新统黏土、粉质黏土，结构松散。洛河两岸黄土为全新统冲积黄土，具有弱—中等湿陷性；洛河北部主要分布的黄土为中更新统洪积黄土，属非湿陷性黄土；洛河南部赵堡乡及白杨镇附近黄土为土更新统坡积黄土，为非—弱湿陷性黄土。研究区岩土体分布见图2-6。

堆积体坡面侵蚀的发生主要取决于侵蚀营力和下垫面土体条件，而土体水源涵养功能对坡面径流的调蓄影响很大。在坡面土壤侵蚀过程中，侵蚀外营力是土壤侵蚀发生过程中的外部因素，而土体自身的物理力学性质才是其内在因素。因此，分析堆积体的物理性质特征及其对水源涵养功能的影响，是研究其土壤侵蚀过程的一个重要内容，同时可为生产建设项目区土地复垦和生态重建提供理论依据。研究区域洛河两岸典型的上更新统冲积与洪积层剖面如图2-7所示。

研究区涉及植物（草本植物，以狗牙根植物为主）堆积体的土体母质主要为灰岩类风化残积物，冲积、洪积、坡积粉质黏土，风积粉土，以冲洪积、坡洪积粉质黏土及含砂粉质黏土为主。土体颗粒组成细，砂质粉土含量多、黏粒含量相对较低，有机质与养分含量丰富，呈微酸至微碱性，具有土体种子库特征。具备土体种子库的土质、优良的植物条件为堆积体类堆积体生态防护提供了丰富的物质资料与绿植资源，但由于堆积体为人工堆积体，生态防护与植物恢复需要一个长期的过程。在生态工程堆积体防护区域，多采用草本类护坡植物；对比人工植物与天然植物，护坡草本类绿植以狗牙根最为常见。研究区堆积体上植物分为土体种子库植物（天然植物）和人工栽培植物两类。

2.3.3　水文地质特征

1．流域与气象水文地质

研究区河流属黄河流域伊洛河水系，伊、洛两河在宜阳境内流域面积大于5km2的支流有34条，其中洛河30条、伊河4条。境内河流发育，河网密布，全县大小河流及山涧溪水360多条，最大的河流为洛河。洛河是黄河第三大支流，源出陕西省洛南县洛源乡的木岔沟，向东流入河南境，经卢氏县、洛宁县、宜阳县、洛阳市，到偃师县杨村附近纳入伊河后称伊洛河，到巩义市洛口以北注入黄河，全长453km。洛河大致以洛宁的长水为界，上段洛河穿行在峡谷和盆地之间，多险滩急流；范里至长水一段，两岸悬崖陡壁，谷深在200m左右；出长水后，洛河脱离山区，水面渐宽，水中多沙洲。洛河在研究区内干流长68km，流域面积占全县总面积的90.2%，据研究区洛河东段宜阳县城观测点资料，洛河多年平均流量13.878m3/s，平均水位44.11m。研究区境东南属伊河流域，约占全县总面积的9.6%。流域面积在100km2以上的支流有24条，其中最著名的是涧河。研究区有中小型水库48座，最大的水库为寺河水库，库容为1.05×108m3，是全县唯一一座中型水库，部分小型水库使用时间过久，缺乏修复，易出现库岸崩塌、淤塞泄洪道等灾害。研究区水系分布见图2-8。

研究区属于暖温带大陆性季风气候，四季分明，春温、夏热、秋凉、冬寒，以西风和西北风为主，春冬季风较大，最大风速20m/s。年均气温14.8℃，地温平均12.8℃，极端气温最高为43.7℃（1997年7月23日）、最低为-18.4℃（1979年1月12日），相对温差62.1℃。每年10月至翌年4月为霜冻期，年霜冻天数145天，最大冻土深度16cm。

根据《河南省年平均降雨量分布图》，研究区多年平均降雨量由西部至中部依次递增再由中部至东部依次递减，中部地区多年平均降雨量700mm，东部、西部地区多年平均降雨量600mm左右。多年平均蒸发量为1833.24mm，最大年蒸发量为2297.3mm，最小年蒸发量为1637.8mm。历年相对湿度60%～73%，最大相对湿度为100%。全年无霜期平均228天。全年日照时间1847.1～2313.6h。年降水量为288.6～1022.6mm，年均降水量为660mm，最大为1022.6mm（1998年），最小为288.6mm（1997年），最大月平均降水量为139.03mm（7月），最小月平均降水量为8.58mm（12月），最大日降水量136.5mm；年内降雨量极度不均，主要集中在7—9月，降雨量占全年降雨量的62.53%，夏季连续的降雨或突发暴雨，易导致崩塌、滑坡地质灾害发生。某时间段月平均蒸发量与降雨量分布见图2-9；研究区多年平均降雨量等值线见图2-10。

2．研究区域降雨诱发的堆积体土壤侵蚀

本书运用暴雨强度及雨水流量计算程序，选择南京市建筑设计院采用的临界回归分析，编制降雨强度与流量公式，对宜阳堆积体失稳事件中有降雨记录的降雨参数进行处理，获取一定降雨强度、降雨量下的堆积体失稳事件，降雨强度与降雨量计算界面如图2-11所示。

对计算的降雨参数做单位转换，获取堆积体失稳事件对应的降雨特征参数数据如表2-5所示，坡体土质为粉质黏土、粉土、粉砂组成的砂质壤土；D代表降雨持续时间，i代表降雨强度。观察表2-5可知，堆积体失稳事件中的降雨强度都是较大的，降雨持续时间在5.0～12.0小时，降雨诱发堆积体失稳的坡度在30°～60°，坡面植物的生长年限在0.5～3.0年。

本书参照降雨参数与堆积体浅层滑坡失稳关系文献，对研究区域有降雨特征参数记录的植物堆积体失稳事件数据，即表2-5中26个失稳植物堆积体的降雨特征参数进行统计分析成图，获取降雨强度—降雨持续时间失稳堆积体分布阈值趋势线及规律表达如图2-12所示，对降雨强度随时间的阈值滑坡预警标准进行拟合，发现失稳堆积体的降雨强度—降雨持续时间阈值复合指数函数拟合规律，降雨诱发植物堆积体失稳的降雨特征参数由高强度短持续时间降雨向低强度长持续时间的降雨演化，堆积体失稳与降雨强度、降雨持续时间、坡度成正比，与植物生长年限成反比。

对有植物堆积体失稳发生前3天累计降雨量E₃与E₃之前15天累计降雨量E₁₅数据的堆积体失稳事件及资料进行整理，如表2-6所示；对表2-6中E₃与E₁₅进行拟合，如图2-13所示，累计降雨量阈值趋势线符合线性拟合规律，累计降雨量E₃与E₁₅成反比。

通过对研究区域有降雨特征参数记录的植物堆积体失稳事件数据进行分析，发现诱发植物堆积体失稳的降雨强度在0.69mm·h-1～2.70mm·h-1、降雨持续时间在5～12小时，堆积体失稳前18天累计降雨量在89.0～129.0mm；根据我国气象部门采用的降雨强度标准，研究区域诱发植物堆积体失稳的降雨大部分属于大雨，触发堆积体失稳的持续降雨时间至少要5小时，小雨触发堆积体失稳的持续降雨时间在10小时左右，触发堆积体失稳的前3天累计降雨量要达到89.0mm，E₁₅达到127.0mm时极易触发植物堆积体失稳。

坡面径流侵蚀过程对堆积体失稳的影响：堆积体坡面在降雨或暴雨条件下，不仅会造成坡面发生严重水土流失，同时其入渗产流过程还会造成堆积体岩土强度降低、坡面破坏以及堆积体失稳等。径流侵蚀过程对堆积体最直接的影响是其严重的水土流失造成地表粗糙化、石砾化及养分流失，使土体蓄水能力下降、阻止植物根系的生长和延伸，增加了后期植被恢复的难度。同时，径流侵蚀还会造成堆积体的破坏，主要表现在：径流沿坡面土体内的孔隙、裂隙发生溶蚀作用，使土体内的空间增大、裂隙变宽，从而增加入渗水分的蓄存空间，同时又为入渗水流向深层土体的渗透提供了便利通道；径流沿土体内裂隙进行下渗时，还会溶蚀侧壁土体，进一步使裂隙变宽变长；堆积体本身内部结构松散、孔隙大，在下渗水流的不断溶蚀之下其裂隙可能成为坡面土体内部发生变形破坏的起裂部位；水分入渗还会使坡体自重增加，并产生静水压力或动水压力等。

堆积体坡面入渗产流过程对堆积体稳定性的影响主要体现在水分增加了土体的自重和水分引起土体抗剪强度的降低。堆积体表面下渗的水分会蓄存在土体内或转为地下水，使坡体内土体含水量增加，土体容重y也会相应地增加直至达到饱和容重，即堆积体内土体含水量增加将导致坡体重度W增加，致使坡体的下滑力增大，进而造成堆积体失稳。此外，堆积体的水分下渗过程一方面会造成土体内本身含量较少的可溶性盐类与胶结物质发生溶蚀流失，促使堆积体颗粒间的黏结力或吸引力变弱，即黏聚力降低；另一方面会使堆积体内土体的含水量增加，土体颗粒间结合的水膜厚度变大，进而颗粒间相对移动时产生的摩擦系数变小，导致土体的内摩擦角降低。堆积体土体经过一定的物理化学变化，坡体内的软弱面及软弱带土体等便可能发育成为滑带土，为滑坡的形成创造充分条件。当降雨强度达到一定程度，堆积体坡面在形成地表径流的同时还会向坡内渗流，堆积体含水率增大、抗剪强度降低，坡面出现瞬态暂饱和区，极易形成浅层滑动。

3．地下水特征

依据《1/20万洛阳幅、临汝幅区域水文地质普查报告》及研究区内地下水收集调查资料，研究区域地下水可划分为四大类、八个亚类。区内以松散岩类孔隙含水岩组富水性最强，单位涌水量最大，也是区内最重要的水资源供给区；碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组富水性其次，属中等富水；碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组及侵入变质岩类裂隙含水岩组，除碳酸盐岩富水性强外，一般含水性为贫乏—极贫乏岩类或地区。

（1）松散岩类孔隙含水岩组（Ⅰ）。

河谷（沟）松散岩类孔隙含水亚组（Ⅰ₁）分布于洛河河谷地带，其支流河谷有少量分布。主要含水层为全新统和上更新统冲积、冲洪积砂卵层，厚2～8m，局部大于8m，地下水的补给以地表径流为主，其次为大气降水，渠系及灌溉的入渗补给。地下水运动与地表水基本一致，且互补关系明显。地下水埋深0～10m，局部大于10m，富含孔隙潜水—微承压水。赋水性强—极强，单位涌水量3～10L/s·m，局部大于10L/s.m（支沟含水不均），渗透系数89～509m/d，水质良好，矿化度一般小于0.5g/L，水质类型为HCO₃-Ca（或Ca、Mg）型水。该含水岩组具有含水层分布稳定、结构疏松、渗透性强、传导迅速、反应灵敏、交替循环强、质优量丰、浅埋易采等特点。为区内工业及居民生活饮用的主要水源层。

黄土丘陵松散岩类孔隙含水亚组（I₂）分布于洛河河谷北岸和洛河以南的张坞庞沟、赵堡及白杨黄土丘陵区。含水层为中下更新统洪积、湖积层。基本特征为上覆中更新统钙质结核层孔隙水与下覆下更新统砂砾石层孔隙水呈双层叠置结构。以大气降水补给为主，上层水量贫乏，局部基本不含水，单位涌水量小于0.2L/s·m，泉流量一般小于0.2L/s；下层含水层厚2～8m，局部呈透镜状，地下水埋深10～100m，富水性中等（局部含水不均），单位涌水量0.2～3L/s·m，泉流量常见值0.1～1L/s，渗透系数大于33m/d，矿化度一般小于0.5g/L，水质类型为HCO₃-Na（或Na、Mg）型水。

（2）碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组（Ⅱ）。

新近系碎屑岩类孔隙裂隙含水亚组（Ⅱ₁）见于樊村、陡沟和柳泉—寻村油房头一带，表层黄土覆盖，地表零星出露。赋存红层孔隙裂隙潜水—承压水。补给来源为上覆孔隙潜水、地表水入渗及邻区地下水水平运移，地下水埋深一般小于40m，局部自流，含水层稳定分布于地形条件有利部位，是相对富水地段，泉流量常见值为0.1～0.5L/s，单位涌水量一般大于0.4L/s.m，属中等富水，局部含水不均，渗透系数12m/d左右，矿化度一般小于0.5g/L，水质类型为HCO₃-Na（或Na、Mg）型水。

古近系碎屑岩类孔隙裂隙含水亚组（Ⅱ₂）分布于宜阳盆地下部及莲庄—陈宅地区。含水层岩性为半胶结砂砾岩、砾岩、泥灰岩及疏松砂岩，因孔隙裂隙发育不均匀性和各向异性，以及垂向上胶结程度的差异，故富水复杂且不均一。上部水量中等，下部水量贫乏—极贫乏，在条件有利部位钻孔出水率相对增大，是相对富水地段，并有一定的水头压力，甚至自流。单位涌水量一般为0.010～0.027L/s·m，局部含水不均。

中生界、古生界碎屑岩类裂隙含水亚组（Ⅱ₃）分布于宜洛煤田外围和杨店南老龙山地区。含水层岩性为以石炭系、二叠系、三叠系为主的砂岩、页岩夹灰岩。补给来源以大气降水及地表水入渗为主，次为邻区地下水侧向径流补给。因灰岩出露面积小，且有页岩作隔水顶底板，因此补给条件亦差，水量贫乏，泉流量小于0.1L/s，单位涌水量小于0.1L/s·m，渗透系数为0.01～0.02m/d，矿化度一般小于1g/L，水质类型为HCO₃·SO₄-Mg、Ca（或SO₄·HCO₃-Ca、Mg）型水。

（3）碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组（Ⅲ）。

碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组（Ⅲ）分布于东南部山区锦屏山、灵山—石板沟一带。含水层为寒武系灰岩、泥灰岩、白云岩和白云质灰岩等。构造裂隙发育，岩溶现象明显，利于大气降水及地表水的补给。在裂隙岩溶发育部位赋存较丰富的裂隙岩溶水。灰岩的补给区和径流区，地下水露头不多，地势较低有排泄，泉涌量2～35L/s，水量丰富。矿化度一般小于0.5g/L，水质类型为HCO₃-Ca（或Ca、Mg）型水。

（4）侵入变质岩类裂隙含水岩组（Ⅳ）。

层状岩类裂隙水亚组（Ⅳ₁）主要分布于研究区内中南部赵堡、董王庄及上观乡东部一带。含水层中以中元古界熊耳群安山岩及汝阳群和上元古界洛峪群石英砂岩为主。因构造变动、赋存构造裂隙小，近地表风化裂隙发育，赋存风化裂隙水，因岩石较软，裂隙开启程度差，故水量贫乏—极贫乏。断裂带附近或地形有利部位常有泉水泄出。泉流量一般小于1L/s，矿化度一般小于0.3g/L，水质类型为HCO₃-Ca（或Ca、Mg）型水。

块状岩类裂隙水亚组（Ⅳ₂）分布于研究区内西南部木柴和张午南部及上观乡西部地区。含水层为深变质岩类及侵入岩类，赋存风化和构造裂隙水。经长期构造变动和风化剥蚀作用，构造及风化裂隙发育，大气降水是唯一的补给来源，径流途径短，水交替强烈，多系当地补给、当地排泄。变质岩类水量贫乏，泉流量0.1～1L/s，地下径流规模数1～3L/s·km2；侵入岩类水量极贫乏，泉流量小于0.1L/s。矿化度一般小于0.3g/L，水质类型为HCO₃-Ca型水。

2.3.4　研究区域生态环境

1．植被生态环境

宜阳属暖温带大陆性气候，地处北暖带南缘向北亚热带过渡的暖温带植物区系。西南部山地以落叶栎树为主植物片，广大丘陵区被“四旁”的落叶乡土树种以及成片的造林和果木树覆盖，大面积植被以乔灌木为主。宜阳森林资源丰富，林业用地67万亩，有林地36.95万亩，其中天然林20.64万亩，人工林16.38万亩，森林覆盖率19.66%。各种用材树90多种，至今尚存的灵山银杏、韩城龙柏、西庄国槐、马河秋榆、祁庄白松等被文物部门列为珍优保护树木，血参、柴胡、茯苓等药材出口到东南亚等地区。土壤分潮土、褐土、棕壤土和水稻土4个土类，全县耕地基本上是以小麦、玉米为主的两年三熟栽培植物片。适宜种植小麦、玉米、豆类、棉花、烟叶、芝麻、红薯、水稻等多种农作物和蔬菜。药用植物种类达200多种，其中名贵药材10余种。血参、柴胡、丹皮、防风、茯苓等药材产量较大。

堆积土体种子库特性与优良的植物条件为堆积体生态防护提供了丰富的物质基础与绿植资源，但由于堆积体为人工堆积，生态防护与植物恢复需要一个长期的过程。在生态工程堆积体防护区域，多采用草本类护坡植物；对比人工植物与天然植物，护坡草本类绿植以狗牙根最为常见。研究区堆积体土植物分为土体种子库植物（天然植物）和人工栽培植物两类。

2．工程生态环境

研究区境内的人类工程活动主要有交通工程、城乡建设、采矿工程及旅游开发建设等。

交通工程。近年来，县境内交通工程建设取得快速发展。高速公路、高速铁路、省道S323八官线、S319安虎线、S247南车线等构成县境交通框架，其他县乡级公路密集分布。这些交通工程一方面为研究区交通提供了方便，另一方面修路易形成斜坡隐患。由于研究区地形地貌条件复杂，尤其高速公路等主要交通干线沿线，修路过程中多处路段存在切坡或坡体开挖，形成高陡路堑边坡。修路时多采用爆破或机械掘进，使边坡岩体破碎或土体松动，导致边坡稳定性变差，存在较大的崩塌、滑坡隐患，对公路、车辆、行人及附近居民生命财产安全构成威胁。

城乡建设。由于地形地貌条件的限制以及当地建设用地较为短缺，生活在黄土区的当地村民，习惯于在斜坡坡脚处修建房屋、挖窑洞居住。这类活动往往形成高陡边坡，打破了斜坡的自然平衡状态，随着时间的推移和降雨的冲刷，边坡土体变得破碎，失去稳定，形成滑坡、崩塌和不稳定斜坡。

采矿工程。研究区矿产资源相当丰富，拥有能源、金属、非金属、水资源四大类矿种的矿床、矿点，矿化点达50种以上，产地达150多处。这些矿产比较集中地分布在南部、西南山区，与中部、北部农业区形成资源与经济优势互补。能源矿产主要是煤、煤层气和可能存在的地热资源带；非金属矿产包括石灰岩类、黏土和黏土类，花岗石、长石、白云岩、蛭石、重晶石、橄榄石、熔炼水晶、白垩等；金属矿产包括以铁、铁锰、铬铁为代表的黑色金属，以铝、铜、铅为代表的有色金属，以金为代表的贵金属，以铝土矿中的伴生镓为代表的稀散元素；水资源主要是地下水、矿泉水。全县50多种矿产资源中，仅不同程度开发利用了20个矿种，占全部矿产总数的37%，至2013年底，全县有采矿证的企业160个。矿产开采严重破坏了周围的地质环境，导致水土流失、植被破坏，多处出现滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等灾害现象；而且造成地质环境破坏严重，集中表现在大量的矿渣乱堆放，形成大量的矿渣堆场。调查中，我们发现研究区的矿渣堆场现象较多，其中主要是因采煤而堆放的煤矸石堆。煤矸石中含有大量的硫化物及其他有毒有害物质，长期堆放会导致有毒有害物质随降雨扩散到周边环境或者随地下水入渗造成污染，这些矿渣堆在降雨等条件下可能会形成一些人为的滑坡、泥石流、崩塌等灾害，对周围居民以及耕地产生威胁。除煤矸石堆场外，研究区还有一些金属矿渣堆场，同样存在上述问题，例如，上观乡柱顶石马蹄沟村废弃铁矿矿坑，因其铁矿石品位不高，开矿者放弃投资，而废矿渣却无人问津。有些金属矿的开采方式原始，存在很多安全隐患，例如，城关乡马庄八孔窑的废铝土矿，开采后留下的巨大洞穴和堆放在其旁边的废矿渣已成为重大的安全隐患。

旅游开发建设。研究区旅游资源丰富，山水古迹众多。近年来，研究区大力实施“旅游名县”战略，深入挖掘历史文化和人文生态资源，采取“政府主导、市场运作”模式加快旅游项目建设，初步形成“三山一寺一水一名人”的生态文化旅游发展格局（三山：花果山、香鹿山、锦屏山；一寺：灵山寺；一水：洛河；一名人：李贺故里）。在开发旅游的过程中，修建道路、宾馆等设施，导致周围地质环境遭受不同程度的破坏，特别是花果山开发道路建设，导致崩塌、滑坡隐患尤为严重。