【概述】

对当前黄土高原地区滑坡灾害研究成果进行了梳理回顾，包括：区域调查与滑坡编录；滑坡类型划分；重点滑坡详细调查、滑动机制与稳定性分析；区域滑坡特点与分布特征；危险性评价；六次大地震诱发黄土滑坡评述；整治建议。最后，对今后黄土高原滑坡灾害研究提出了几点展望。

【1.区域调查与滑坡编录】

区域历史滑坡清单在自然灾害评估中发挥着重要作用，编录完整详细的滑坡历史数据库对分析滑坡空间分布、地貌与河流演化非常有帮助；关于黄土高原大范围或者小区域滑坡灾害数据库建立的成果也颇多，主要采用野外考察综合遥感解译和自动识别两种方法。

1.1 遥感解译、野外考察

Brunsden写道：“滑坡研究者最好的朋友仍然是航拍照片；每个人都熟悉这种媒介的强大能力，很少有不使用某种形式的航拍照片来判别滑坡的研究”。遥感影像具有高分辨率、高覆盖率等优点，为滑坡解译工作提供了极大的便利。但遥感解译的局限性在于识别标准并不存在，解译者根据经验和对图像上可识别特征的分析来检测滑坡，于是实地考察很好地弥补了这一缺点。

早年遥感解译还不太成熟时，中国滑坡分布图以及陕西省滑坡分布图就已经编制完成。近年伴随着遥感解译技术的成熟，黄土高原区域的滑坡清单相继产生：胡胜在收集已有成果、大量野外地质调查综合遥感解译等工作的基础上，构建了包含6627个黄土高原滑坡信息的数据库，并绘制了黄土高原滑坡空间分布图；Peng等通过实地调查，结合山西、陕西、甘肃、宁夏和青海省当地地质环境监测站发布的地质灾害报告，共收集到20699起滑坡，最终选择了14544处黄土滑坡编制了黄土高原滑坡分布图；Xu等利用谷歌地球来人工解译黄土高原的滑坡，识别出８万多处滑坡，并在为期14周的野外工作中实地验证所有解译区域，将结果与之前的本地研究进行交叉检查，保证数据库的准确性，分析发现这些滑坡中的绝大多数很可能是同震发生，这是目前黄土高原地区数量最多的滑坡清单。除了对整个黄土高原滑坡清单的编录，不少学者对黄土高原部分区域滑坡清单也有研究。黄土高原约50%的区域分布在陕西省，境内滑坡发育，研究成果也相对其他区域较多。Zhuang等通过实地调查和陕西省地质环境监测站发布的地质灾害报告记录，编录了陕西省4122处滑坡；张茂省等以高精度遥感解译、地面调查和测绘为主要手段编录了延安市宝塔区293处滑坡；类似的手段被用于陇县、洛川县、子洲县、宁强县、镇坪县、宁陕县、甘泉县、子长县、吴起县等等。同时黑方台地区和泾阳南塬是黄土高原最典型滑坡研究的聚集地，小区域滑坡编录结果准确性高，编录清单为类似研究提供了参考。

1.2 自动提取方法

滑坡自动提取速度快、方法多、自动化程度高、参数调节灵活，省时省力，是未来一个可观的发展方向。Liu等利用覆盖黑方台台地不同演化阶段的C波段、X波段和L波段SAR数据，计算了黑方台台地的地表形变，通过设定阈值，由InSAR获得的变形图、SAR强度图像和DEM梯度图被联合用于检测潜在的黄土滑坡，分析了时间跨度为10年的滑坡演化特征，共识别出40多处滑坡。赵超英等采用多源、多轨道、多时相SAR数据开展潜在黄土滑坡的识别研究，结合升降轨数据获取了滑坡体二维时序形变监测结果，在黑方台地区共探测到80个潜在的滑坡体，野外调查验证了InSAR技术识别的黄土滑坡具有较高的可靠性。Qi等提出了一种深度学习的方法：ResU-Net，这是一个基于卷积网络的深度学习框架，利用像素的方法来自动识别甘肃省天水市2013年7月一场暴雨引发的滑坡，识别结果准确率高达96%。巨袁臻等以开源谷歌地球影像作为数据源，使用MaskR-CNN（掩膜区域卷积神经网络）深度学习方法对大范围黄土老滑坡进行识别，兰州和宁夏的试验结果表明这种方法可以对研究区大部分黄土历史滑坡进行自动识别。

【2.滑坡类型划分】

滑坡类型划分是黄土滑坡研究的基础性工作，一个准确合理的分类方案对于制定避让减灾对策以及防治措施起到了建设性作用。现有的黄土滑坡分类依据为物质组成、破坏面位置、诱发因素及运动特征等。黄土滑坡类型划分研究成果见表1。

表1 黄土滑坡类型划分

【3.典型单体滑坡研究】

3.1 发生机制分析

Peng等将大沟滑坡泥石流的形成过程简化为以下顺序：雨水软化饱和软弱夹层，沿饱和层发生滑坡-饱和层在雨水渗透下迅速扩展，块体自由落体后变成碎片，泥石流开始-泥石流侵蚀河床，引发次生滑坡，规模再次扩大，最后在平坦区域沉积。范立民等分析了马岔沟滑坡的形成原因，认为滑坡体位于黄土沟壑区，形成原因主要是高陡边坡的存在，加之上部储水设施漏水，长期浸润导致含水量剧增，最终形成一个规模小、滑距长、速度快的飞跃式滑坡。Shi等研究了宝鸡市大规模黄土滑坡，形成机制可概括为多次深旋式滑动或多次高位平移式滑动。徐强等研究了黑方台党川2#滑坡，此次滑坡共发生两次滑动，第一次相对独立，第二次分为3轮滑动；滑动机理为：地下水的渗出诱发局部黄土滑塌-黄土蠕动，底部饱水黄土形成超孔隙水压力-底部黄土液化引起整体滑动。彭建兵等对三类典型人类工程活动诱发黄土滑坡致灾机理进行分析，堆载和卸载触发的黄土滑坡（分别为马连城滑坡和刘万家沟滑坡）：垂直节理演化成裂缝带，剪应力作用下剪切蠕变带逐渐由坡脚向坡体内部扩展，直至发展成贯通的剪切带，坡体整体变形破坏；灌溉诱发的黄土滑坡（泾阳西庙店滑坡）：长期农田灌溉导致地下水抬升，坡体发生蠕动剪切破坏，滑坡开始启动，大规模的快速覆盖加载导致坡体前部浅层黄土液化，最终触发黄土泥流远程滑坡。Peng等研究了刘家堡滑坡的发育过程，可大致分为4个阶段：（1）萌芽阶段：斜坡内发育多条正断层，将新近系泥岩破碎成断裂带，其延伸方向与山脊斜坡一致；（2）蠕变开裂阶段：汶川地震使地层发生错动，边坡的上部和中部都出现了拉裂缝；（3）滑动阶段：2013年7月的暴雨导致大量降雨渗入边坡，削弱了岩土的强度，裂缝继续扩展，直到滑动到达表面；（4）现阶段斜坡的上部开始沿着裂缝滑动，滑体半悬于滑床上，断裂带出露在滑坡的后陡坎上。Peng等利用剪切波速成像技术将西河滩滑坡判定为平移-旋转型滑坡。Peng等研究了泾阳台地黄土滑坡的运动过程，在下伏可蚀层的作用下，认为滑坡在移动时经历了刮擦碰撞、漂浮刮擦、褶皱冲断和推覆堆积4个重要动力过程。Ma等分析庙店村滑坡滑动过程为滑坡区的裂缝从地表穿透饱和带，在地面灌溉水的长期渗透下，地下水位上升，最终导致下层饱和，高孔隙水压力导致沉积物颗粒和阶地基质颗粒之间的强烈碰撞，迫使后者迅速挤出，引起突发滑坡。沈永东等利用电阻率成像技术分析北郭村滑坡失效的原因：滑坡后缘串珠状分布的落水洞和发育空洞是后缘失稳的构造因素；灌溉水入渗、坡脚基底因长期受荷塘水浸没加剧了滑坡发生的可能。Hu等分析了黄土洞穴发育对滑坡的影响，洞穴在地下相互连通，成为地表水在地下流动的有利通道；大量发育的溶洞严重破坏了边坡的稳定性，甚至诱发崩塌滑坡。

3.2 稳定性分析与滑动演化模拟

黄土滑坡稳定性分析与滑动演化模拟研究的方法主要包括工程地质分析、极限平衡法、数值模拟、动三轴试验等方面。既包括斜坡概化模型，又包括实际黄土滑坡。基于工程地质分析方法主要是在现场勘察的基础上，依据工程地质专业知识，开展滑坡稳定性初步评估。极限平衡法根据滑面形状与条块划分的不同，条块间是否考虑作用力以及作用力的类型，可导出不同的计算方法。黄土滑坡数值模拟可分有限差分法（如FLAC软件）、有限单元法（如Geo-slope、Midas-GTS软件等）、离散单元法（如PFC软件）等。黄土滑坡稳定性分析与滑动过程模拟部分研究成果见表2。

表2 黄土滑坡稳定性分析与滑动演化模拟部分成果

【4.区域滑坡特点】

4.1 总体特点

通过整理文献，将黄土滑坡总体特点总结如下：（1）整体分布上具有一定的集聚性特征，会出现滑坡群状或带状分布的现象。（2）类型多样，包括黄土层内滑坡、黄土-基岩接触面滑坡和黄土泥流等，多为体积较小的黄土-基岩型浅层滑坡。（3）高速远程滑坡发生前常伴随大规模静态液化，发生时具有突发性、滑距长、破坏强等特点，且常出现多轮滑动情况。（4）滑坡发生主要受构造、地形、降雨、农田灌溉、人类工程活动等因素影响。（5）滑坡具有灾害链效应，移动时积累碎屑，形成泥流，导致滑动过程中的体积增加，形成地质灾害链。（6）在空间分布上，具有沿河谷两侧及多条河流交汇处、断裂带附近集中分布的特点，“Ｖ”字型河谷相对切割深度大、斜坡高、陡，临空条件好，较“Ｕ”字型河谷发育。

4.2 滑坡时空分布特征

时空分布特征是黄土滑坡总体特点的一个重要方面，实质就是对其发育的时间序列及优势参数区间进行定性分析或定量统计。在整理文献的基础上，总结黄土滑坡时空分布特征如下：

（1）时间分布特征。滑坡发生的年际规律性表现在：滑坡活跃期与地壳上升侵蚀期、气候湿润多雨期一致；月际规律性表现在：滑坡发生季节性强，集中分布在雨季、连阴雨滞后期、冻融期；时际规律性则表现为：与地震、大暴雨、人类工程活动的同步性。

（2）在地形地貌方面，黄土滑坡多分布在高程1000-2200m的中海拔地区；坡向效应随地貌类型而变化，该区域的形态越成熟，坡向对滑坡分布的影响越明显。当坡向与泥岩倾向一致时，最容易发生顺层滑动，同时还具有“凸坡多发，凹坡少发”的特点。不同地貌类型滑坡集中分布的坡度略有差异，但多数分布在20°-50°。黄土高原的构造地貌、沉积地貌、侵蚀地貌和人类改造地貌可以进一步发展为构造盆地、黄土塬、流域和人类活动带，由于研究区滑坡数量的统计差异，不同学者得出的结论略有不同：胡胜等统计分析得到黄土滑坡数量由高到低的地貌类型依次为：山地、黄土梁峁、平原、黄土塬、黄土台塬、丘陵、台地、河漫滩、风积地貌、湖泊。而孙萍萍等统计发现黄土滑坡发育数量按照黄土梁-黄土塬-黄土峁-河谷阶地-基岩山地-山前冲洪积扇-黄土台塬-低丘缓谷地貌单元的次序逐渐减少。综合得出结论：黄土滑坡在黄土梁峁、黄土塬、山地及河谷两岸发育较为强烈。Hu等还发现洞穴的发展与滑坡密切相关，最好的证据是滑坡中及其周围存在洞穴。

（3）在地层岩性方面，滑坡分布与岩性关系密切；黄土一般上覆于古老地层之上；黄土层疏松，渗透性好，而下伏基岩相对隔水，水汇集于软弱岩层处，起软化作用，形成滑动带，最易构成“二元结构”的黄土-基岩型滑坡。

（4）滑坡也具有沿河谷两侧及多条河流交汇处集中分布的特点，一方面是因为黄土高原内部沟壑深切形成高、陡的临空条件；另一方面则是河流对塬与高阶地的侧蚀；由于地震作用，滑坡也会沿断裂带附近密集分布。

【5.危险性评价】

滑坡危险性评价方法主要包括：专家知识方法、力学方法和统计方法。基于专家知识方法的特点是变量权重和评级取决于专家的意见，主观性偏强；力学方法仅适用于整个研究区域的地形条件相当一致、滑坡类型已知且相对容易分析的情况，评价时需要详细的岩土参数，这种方法不适用于评估较大区域的滑坡概率。统计方法是最常用的滑坡危险性评估方法，它克服了前两种方法的局限性；只需要滑坡清单、地形和地质数据，综合使用GIS工具便能绘制滑坡灾害分布图，统计方法通常被认为是绘制中等比例滑坡易发性图最合适的方法。现有的统计方法主要包括频率比（FR）、支持向量机（SVM）、证据权重（WOE）、人工神经网络（ANN）、逻辑回归（LR）、朴素贝叶斯等。

Zhuang等以西安到兰州的丝绸之路沿线区域为研究区，基于逻辑回归模型，选择坡度、高度差、剖面曲率、坡向和岩石硬度5个因素作为自变量，结合GIS工具绘制了滑坡灾害易发性区划图，模型的准确率高达0.868。Xu等基于人工神经网络、支持向量机两种方法对2013年甘肃岷县地震影响区的滑坡进行敏感性评价，结果表明人工神经网络模型表现出良好的性能，另一方面，支持向量机技术的多项式次数项值足够高才适合同震滑坡敏感性评估。Qiu等以陕西省志丹县为研究区，使用频率比模型和人工神经网络来制作黄土滑坡敏感性图，验证结果表明，模型表现同样良好，准确率分别达到了0.89和0.88。Ma等针对相同的研究区，使用频率比模型和证据权重模型来评价黄土滑坡敏感性，对11个控制因子进行三种组合，比较得出最佳组合；结果表明，证据权重模型比频率比模型表现更好，并且评估的准确性随着变量数量的增加而降低，控制因子最佳组合为：海拔、坡度、坡向、河谷深度、与河流的距离和岩性。

【6.地震诱发黄土滑坡】

黄土高原自西向东由3个块体组成：西部为活动的甘青构造块体，中部为超稳定的鄂尔多斯块体，东南边缘带为活动的汾渭地堑构造带（图1）。3个构造块体活动强烈：甘青地块被西南侧的青藏高原挤压，各次级构造块体向东南方向运动，块间断裂呈左旋扭动，造成断裂带地震多发和岩土体破碎；鄂尔多斯块体自第四纪以来持续阶段性隆升，使得黄土塬整体地势显著增高，周围土层处于侧向卸压状态；相对其两侧的高原和山脉汾渭构造带数千万年来持续伸展沉陷，盆内次级断块产生差异沉降，块间断裂伸展。复杂的构造背景加上强烈的构造活动，使得黄土高原成为中国地震频发地区之一。此处列举黄土高原6次典型的地震滑坡事件，其余黄土高原地区60余次地震事件对应滑坡的简要信息参照许冲等的研究成果。

图1 黄土高原地质构造略图（根据彭建兵等修订）

1654年7月21日甘肃天水发生的8级大地震，诱发了大量的滑坡、崩塌和堰塞湖等地质灾害，同时造成大片房屋倒塌，导致了3万多人遇难。大多数滑坡集中分布在极震区范围内的西汉水河谷地带，在西汉水上游礼县至天水镇一段发育了约180个大小不等的滑坡，其中西汉水北侧较南侧滑坡规模大，数量也较多，并沿永兴-盐关-罗家堡-天水镇一线最为密集。王家鼎等针对此次地震诱发的高速黄土滑坡，考察现场的滑坡迹象，提出了一种强震作用下低角度黄土斜坡滑移的复合机理，并从力学机制方面进行了深入探讨。

1718年6月19日甘肃通渭发生7.5级地震，在丘陵沟壑区诱发了大量的黄土滑坡。徐岳仁等通过历史文献分析、遥感解译、野外验证等方法获得了目前滑坡数量最多的通渭地震滑坡清单，共5019处，总面积638km ² ，滑坡沿通渭断裂带密集分布，与X度等震线吻合，范围向西、向北各扩展约20km。据王兰民等不完全统计，由此次地震诱发长度大于500m的滑坡约337个，其中最大的永宁镇巨型滑坡长8km、宽3km，从北向南越过渭河谷，直抵南山脚下，将永宁镇2000余户人家全部压埋。

1920年12月16日的宁夏海原8.5级地震是黄土高原记录到的震级最大的地震，波及17个省（市、自治区），有感面积达2.51×106km ² ，是我国历史上波及范围最广的一次大地震。近几十年来，海原地震滑坡引起了广泛的关注，其中许冲等基于谷歌地球平台，人工目视解译出高烈度区（Ⅸ-Ⅺ）5384处滑坡，滑坡总面积为218.78km ² ；发现高程1700-2000m为滑坡的高易发区间；大多数滑坡集中发育在坡度15°-20°内，随着坡度的增加滑坡密度也显著增加；坡位越低，也就是距离河流越近，滑坡密度越大；第四系黄土覆盖地区是海原地震滑坡发生的主要区域，也是高易发区域。

1927年5月23日甘肃省的古浪地区发生了一次8级大地震，震中烈度达Ⅺ度。地震诱发了大量的滑坡、崩塌以及地震裂缝等多种地面破坏现象。其中地震在Ⅷ-Ⅺ度区至少引发了936次滑坡，滑坡总面积为58.6km ² ；地震滑坡密集区位于X烈度圈的中南部。统计分析表明海拔2000-2800m是滑坡的高发区间；滑坡密度随着坡度的增加而显著增加；东、西朝向为主要滑动方向，河流和断层附近滑坡密集发育；白垩纪和第四纪地层是古浪地震滑坡发育的主要区域。

1995年7月22日甘肃永登发生5.8级地震，震区发生规模不等黄土滑坡150余处。主要分布在Ⅶ-Ⅷ烈度区范围内，分布范围300km ² ；滑坡主要沿断层及河流台地分布。许冲等分析郎煜华等人得到的滑坡分布图，认为该滑坡分布图是基于野外考察制作的，在交通不便的地区可能有较多的同震滑坡遗漏。

2013年7月22日甘肃岷县发生6.7级地震，Tian等基于覆盖全部震区地震前后高分辨率卫星影像，对许冲等编录的本次地震滑坡清单进行了完善补充，共6478处滑坡；其中大于100m ² 的滑坡有3322处，采用点密度（LND）和面密度（LAP）两个指标对滑坡发育情况进行统计分析，发现最大LND值和LAP值在海拔2300-2500m范围内，坡角与LND值和LAP值呈正相关；东、东南、南、西南四个朝向的边坡更容易滑动；山脊表现出较高的滑坡敏感性，而缓坡则相反；滑坡沿河流附近密集发育。岷县地震记录了全面详细的中小规模的同震滑坡，为同震滑坡清单编录提供了一个范例。

【7.整治建议】

黄土滑坡发育分为四个阶段：蠕动变形、滑移、剧烈滑动和稳定阶段。滑坡变形发育初期，即蠕动变形阶段，是治理滑坡最好的时机，此时整个滑动面尚未贯通，治理难度小、工程投资少。整治已发生的滑坡或防治潜在滑坡的发生，主要任务在于减小推动滑坡发生的力（滑动力）和加大阻止滑坡发生的力（抗滑力），从而提高滑坡的稳定性。本文在整理文献的基础上，将主要的黄土滑坡工程防治措施汇总于表3。

表3 黄土滑坡工程防治措施

【8.研究展望】

由前述可知，黄土滑坡研究取得了大量成果，但还需要在一些方面进行更深入的研究，以下几方面或可成为今后研究的重点：

（1）加强黄土滑坡监测预警方面的研究。监测预警是滑坡临近发生时应急管理的重要基础，对于提高防灾减灾能力、最大限度减轻灾害损失具有重要意义。我国的北斗全球导航卫星系统（CNSS）和北斗云平台等系统，具有全天候、高精度和自动化获取地表三维坐标和速度的能力，且定位速度快、不受站点间通视条件限制，定位误差不随时间积累的特点，在灾害监测预警领域得到了广泛应用。但监测预警需多方借力，现有预警体系还需要不断完善，例如及时快速精准高效地进行预警信息传达、克服极端天气以及网络通信不发达等弊端都是非常重要且迫切的工作。

（2）进一步完善黄土高原滑坡分布数据库，部分区域滑坡数据精细化。历史滑坡数据库的完整性和准确性至关重要，因为它们是滑坡灾害评估所有组成部分的基础。黄土高原大范围或者小区域滑坡灾害数据库建立的成果颇多，这些成果的获得离不开高分辨率的遥感影像，笔者认为在黄土高原不同地貌区域，识别或分析滑坡时对于影像分辨率的要求存在差异，比如在低丘缓谷地貌单元对于滑坡识别时分辨率要求往往比较高，而在高山峡谷区则相对较低。完善黄土高原滑坡数据库、开展黄土高原区域滑坡的精细化调查将是未来的研究重点。

（3）地震和降雨耦合作用下区域的滑坡危险性评价。黄土高原是中国地震频发地区之一，同时因为黄土具有高水敏性、湿陷性以及很强的应变软化特性，所以对于地震和降雨的耦合作用研究很有必要，关于这种情况我们的认知还非常有限，之后基于数值模拟与模型试验的方法可以对黄土滑坡破坏及演化过程进行尝试性研究。

（4）黄土滑坡评价模型并不完善。随着GIS技术的空前发展，GIS与地质灾害空间预测模型方法的结合成为地质灾害研究的热点领域。基于统计方法评价黄土滑坡危险性是目前常用的一种手段，但模型和影响因子的选择并没有一种最合适的方案适用于黄土高原不同地貌区；评价模型的完善对于理解黄土高原滑坡发育规律、防灾减灾等具有重要意义，是将来一个非常重要的工作。

（5）加强黄土滑坡灾害链的形成机理与致灾机理研究。黄土滑坡发生后有可能会形成泥石流等链生灾害，从而具备更强的破坏性。滑坡发生后的应对策略研究，包括受灾区应急响应、中期安置和后期重建三个阶段，针对不同阶段滑坡数据库的可用性，应选择不同的评价方法，从而制定合适的应对策略。例如Ma等提出了同震滑坡三个阶段的敏感性评估流程图，这对灾后有效应急救援以及制定减灾避灾策略非常有帮助。

该研究成果发表在防灾科技学院学报上，详见： 李磊，许冲*，张中俭，黄远东（2021）黄土高原滑坡灾害研究综述. 防灾科技学院学报，23（4）：1-11.