太原西山地区 地质环境

地质环境1．1 地形地貌项目区山高坡陡，高出太原城区300多m ,地势东南高，西北低区内地貌 以中山为主（见图1.1），海拔高程多大于1100m，最低点高程1086m，最高 点高程1344m，相对高差258m沟谷两侧地势陡峻，沟坡纵坡大，多为30- 60°沟域所处西山地貌类型属低中山（见图 5），新第三纪以来，处于持续抬升状态， 地势险峻，地形高差大，沟壑纵横主峰庙前山海拔为1865.6m，是虎峪沟的发源 地，沟口海拔标高898m，相对高差970m虎峪沟流域总面积为50.17km2其中山 区流域面积41.47km2，山区主沟全长11km，流域内共有大小毛沟23条，其中5km 以上的2条，1 ~ 5km的13条,0.5 ~ 1km的8条，沟道总长度42km，沟壑密度为 0.81km/km2（见表2）侵蚀模数高达10000t/km2以上，水土流失面积占总面积的 80％以上总体特征表现为坡面陡峻，沟谷深窄，沟床比降较大（出山前），且支沟深 长，沟床比降又大于主沟，为泥石流的运动提供了良好的地形条件据调查统计，坡 面泥石流几乎全部发生在坡度大于 40°的阴坡陡峭地段（见照片5） ，其它地段不发育， 说明地形条件是形成坡面泥石流的主控因素之一。

另外虎峪沟整个沟域形态呈树枝状（见图2）流域形态对形成泥石流的暴雨径流影 响较大，树枝状形态的沟域极有利于洪水迅速汇集、松散固体物质被运移起动，易形 成泥石流1.2气象水文项目区属暖温带半干旱大陆性季风气候，四季分明春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季温湿凉爽，冬季寒冷少雪年平均气温9.5工，极端最低气温-25.5°C，极端最高气温39.4°C最大冻土深度0.80m本区属暖温带季风气候，年降雨量一般300-800mm，降雨量主要集中在6~9 月份，一般可占到全年降雨量的60 ~ 80% ,多年平均降雨量415.4mm最大年降 雨量612.0mm ,最小年降雨量274.1mm降雨在年内多集中于7、8 9月， 其降雨量占全年的60%-65%多年平均蒸发量1798.3mm （见图1.2 ）最大 年降雨量为最小年降雨量的3倍以上，山区降雨量明显高于平川区降雨量的年内分 配不均、年际变化悬殊、雨量随地形增高而增大的特点决定了本区暴雨频率较高；而 降雨受季风影响明显，出现了本区短历时暴雨频率高，长历时暴雨频率低，且较大强 度的暴雨主要集中在每年7~8月份据统计，西山地区暴雨年年都有发生，且年10分钟、1小时、24小时最大强度 降雨量分别为7~ 15.5mm、16~35mm、36~ 138.5mm，均超过本地可能发生泥石 流的限界值（据谭炳炎《泥石流活动评估与防治》，山西省 10 分钟、1 小时、24 小时 可能发生泥石流的限界值分别为6mm、15mm、30mm）。

史料记载，山西发生特大 洪水（泥石流）的频率约为 1次/100年，可见泥石流发生的频率远低于暴雨的发生频 率，而泥石流的形成在其它条件具备的前提下，与前期降水充沛继发突然性暴雨或长 历时大暴雨密切相关1996年7月下旬~ 8月上旬石千峰~庙前山一带降雨量达 480.3mm，最大时段降雨量统计见表1 , 8月3~4日24小时降雨量达279mm , 8月 4日等雨深线见图4 ，出现了200年一遇的特大暴雨，导致虎峪沟发生了特大泥石 流表1 西山地区最大时段降雨量统计表 单位：mm\时段站名10分钟1小时6小时24小时3日梅洞沟15.543.5125279314西峪27.556.893.2129.7147.3要子庄29.178.880.3104.5279.5项目区属汾河流域，周边 1km 范围内无常年地表径流，仅在雨后形成地表径流汇集后经虎峪河汇入汾河图1.2太原市万柏林区降雨等值线I1.3项目区生态环境现状项目区开位于万柏林中西部山区其自然植被较好1.4区域地层岩性项目区出露的地层有石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组及第四系根据地表出露情况和区域资料（见图1.3 ），地层由老至新依次为：1、石炭系上统太原组（C3t）与本溪组连续沉积的海陆交互相沉积，属本区内主要含煤地层。

岩性主要由 灰—灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色砂岩、深灰色海相石灰岩及煤层组成，为本区主要含煤层，本组厚度89~119m，平均105.0m2、 二叠系山西组（P1s ）与太原组连续沉积的海陆交互相沉积灰白色砂岩与黑色泥岩、炭质泥岩互层夹煤层或煤线本组厚度 47.3~97.1m3、 二叠系下石盒组（ P3x）紫红色厚层粗粒长石英砂岩中部灰绿色砂质页岩，下部灰色、黄绿色中厚 中粒砂岩，含泥质团块4、 第四系中、上更新统（ Q2+3）浅黄色、黄色粉土及粉质粘土，底部多为砂砾石层厚度变化较大，一般为0~30m，平均 20m5、 全新统（ Q4）主要分布于沟底及冲沟内，岩性由新近堆积土及卵石、砾石组成，厚度为0~10m 左右图1.3太原市万柏林区岩土体类型图1.5区域构造太原市万柏林区按《山西省区域地质，1989》，区域构造上位于华北断块（II ）、吕梁~太行断块（III ）、五台山块隆（W ）古交掀斜地块（V ）的中 部全区明显分为断隆山区与断陷盆地两个构造区断隆山区区域地层走向以NE向为主；断裂构造以走向NE、NNE向平行排列 的高角度断裂为主，次为NW向断裂带（见图1.4 ）拟治理项目区主要断裂带为杜儿坪~南寒断裂带。

该断裂带由杜儿坪断层 带（F24、F25 ）和雅崖底断层（F26 ）构成地垒，走向45~65°F24断层西起岳家湾北，向东北经庙前山北、牛头咀、小虎峪北、大虎峪北、北寒、窊 流、彭村，延向区内东部，区内长度约26.5km,断层总体走向55°,倾向325~340°,倾角60~75°，为正断层，断距西南段40m左右，中段100~150m ,东段呈隐伏状F25与F24走向基本一致，与F24构成地垒，断层面 倾向135~160°，倾角75°左右，区内长度约8km，断距20~50mF26西起北 石崖村西,经雅崖底、大虎峪、河龙湾、下亢村延向东侧（构成地垒东北 段），区内长度约16.5km，为正断层，总体走向60°，倾角150°，倾向 60~70°，区内西南段5~40m，中段100m左右，东北段呈隐伏状nr is1na1时ITxfr r.科/■; 0 壬-充、审昨I?-1 11JA-匕述歩；「/广J云Ffi0 !-l才：存＜ _Zh二—4<石_Z ' Jf—-■. h •l 迢 严 y Aidff市F；/—^1 _^―ITMJ.；魔F26 Z住曲^4>

各类地下水由于含水层岩性、空间分布、水力特征及受采煤扰动的影响差异较大，其水文地质特征亦具有明显的差异性项目区位于万柏林区中西部山区神底沟，地下水赋存形式主要为碎屑岩层间 裂隙水，含水层岩性主要为为砂岩、泥岩、泥岩夹煤层地下水主要受大气降 水及山区基岩地下裂隙水侧向径流补给，最终汇集虎峪河排泄，由西向东汇入 汾河由于近年来矿山开采导致地面变形，上覆岩层结构破坏，治理区附近未 见有泉水出露1.7工程地质条件项目区多为层状软硬相间的碎屑岩类，岩性为中~厚层状砂岩，含沙砾岩与砂质泥岩或互为夹层含砾砂岩、砂岩为硬质岩石，丰度占49.6%~63.5%，其亲水性差，透水性好，岩体强度较高，干抗压强度115.3~180.9MPa，湿抗压强度 52.9~103.2MPa，软化系数 0.46~0.57 ;砂质泥岩、泥岩为软质岩石，丰度占 36.5~50.4%，岩体强度较低，且遇水易吸 收，从而软化，泥化，体积膨胀，强度进一步降低总体看，砂岩、含砾砂岩 工程地质条件较好，泥岩工程地质条件较差该类岩体在本区大面积出露，岩 层产状较为平缓，因岩体结构为软硬相间，硬质岩石在具有临空面的条件下，易出现岸边坍塌，软质岩石在地下水作用下，易软化、泥化，降低抗滑力，从 而上覆岩体产生滑动。