一、自然地理条件
（一）地形地貌
管线所经陕西北部地貌大致以长城沿线为界，以北属沙漠高原，以南为黄土高原。在马路壕以西，管线沿毛乌素沙漠南缘经过，沿线地形平缓，海拔1328～1449m，由西向东缓倾，河谷宽短，地面物质组成以松散的砂为主。按其形成特征，分为沙丘沙地与草滩盆地两个地貌类型。在马路壕以东，管线横跨陕北黄土高原中部，梁峁起伏，沟壑纵横，地形破碎，谷深坡陡，海拔1079～1732m，在东部黄河河谷区降至776m。根据地貌形态的差异，可分为黄土梁
1.沙丘沙地
主要分布于红柳河与芦河之间、梁镇至定边以北地区及靖边县城附近，以固定和半固定沙丘为主，流动沙丘仅靖边县城附近局部分布。沙丘高度一般3～7m，高者达30余米，迎风坡一般面向西北。
2.草滩盆地
分布于定边—靖边一带，由一些低缓的内陆小盆地和滩地组成。滩地和盆地中部低洼，有的积水成湖。因盐分长期积累，形成许多盐湖、盐碱地。小盆地间为高几米至十几米的宽缓分水鞍地，表面坡度3°～10°。
3.黄土梁
主要分布于马路壕至武家坡之间。沟间地与沟壑之比为1:1，沟壑密度5～6km/km2，相对切割深度100～200m，
4.黄土峁梁沟壑
主要分布于子长境内及延川西北。峁多梁窄，峁梁起伏，谷坡坡度5°～30°，悬沟及“V”形冲沟密集。河流及冲沟下切强烈，相对切深大于150m，多数切入基岩。沟壑密度平均7～8km/km2。
5.黄土宽梁残塬沟壑
主要分布在延川县杨家圪塔至黄河之间，梁地宽500～600m，梁顶坡度1°～3°，邻近沟缘线时增大至10°～30°。河谷范围内以短梁低峁为主，河流切割深度150～220m，基岩出露厚度由20～30m至70～80m不等。沟壑密度一般4～5km/km2。
6.河谷阶地
沿线河流普遍发育两级阶地，均属基座阶地，基座为中生界砂、页岩或新近系粘土岩。一级阶地阶面平坦，一般宽50～100m，前缘以陡坎形式高出河床4～10m；二级阶地受切沟侵蚀分割断续分布，阶面宽度一般30～40m。
（二）气候气象
陕西北部属温带半干旱大陆性季风气候，春季风大沙多，夏季炎热多雨，秋季凉爽多霜，冬季干燥寒冷。年平均气温7.9℃～10.6℃，沿线定边、靖边、子长、延川年均降水量依次为324、395、517、456mm，降水季节变化明显，60%～70%的降水集中于7～9月，多暴雨。总体上西部较东部风大，平均风速定边、靖边3m/s以上，子长、延川小于2m/s，而东部较西部降水量大，易导致西部风蚀沙埋和东部的崩滑流灾害。另外，沿线存在季节性冻土，平均最大冻结深度分别是：定边133cm、靖边106cm、子长103cm、延川93cm。
（三）河川水文
包括内流水系与外流水系，以外流水系为主。外流水系属黄河流域，以长城为界，河网发育迥然不同。长城以北受毛乌素沙地影响，水系不甚发育，出现大片无流区域。管道仅经无定河支流红柳河、芦河两条较大河流，一般流程短，河床宽浅。长城以南水系发育，河网密布，干流深切，冲沟极为发育。河流枯、洪期流量变化悬殊，河水含沙量高，且具暴涨暴落特征。7、8、9三个月流量占全年径流量的50%～80%。内流区集中于安边一定边一带，八里河为陕西省最大的内陆河，7～9月多洪流。西部沙区地势低洼，形成一系列内陆湖泊海子，较大者有花马池、烂泥池、苟池等。
输气管线在本段末端延川县的延水关第二次跨越黄河干流而进入山西境内。
二、地质环境条件
（一）评估区地层与岩土工程性质
1.地层
陕北高原新生界第四系发育全、分布广，为一套风积和河湖积的松散堆积物。高原北部沙地区出露全新统风积砂和上更新统萨拉乌苏组，高原南部黄土区出露全新统黄土状土、上更新统黄土、中更新统黄土和下更新统黄土。新生界新近系保德组在无定河中游、大理河、清涧河中上游及其支沟、沟垴出露。前新生界仅在深切沟谷和大河两岸出露，由东向西依次为中生界中三叠统铜川组（T2t）、上三叠统延长群胡家村组（T3h）、永坪组（T3y）、瓦窑堡组（T3w）、下侏罗统富县组（J1f）、中侏罗统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a）、下白垩统志丹群洛河组（K1l）、环河组（K1h）。综合地层岩性详见图9-1。
2.岩土工程性质
沿线岩土体类型划分见表9-1，分布情况详见图9-2。其中，坚硬—较坚硬厚层—块状碎屑岩组岩块单轴抗压强度35～65MPa；软硬相间互层状含煤油页岩碎屑岩组砂岩抗压强度25～48MPa，软化系数0.36～0.50，泥页岩抗剪强度参数φ＝33°、c=17kPa；软弱层状粘土岩组抗剪强度参数φ＝32°、c=13.6kPa，风化后浸水膨胀、崩解。黄土主要物理力学性质见表9-2。
（二）地质构造与地震
管线所经陕西段位于我国第二级地形阶梯上。区域大地构造部位处于华北准地台西部鄂尔多斯台坳的陕北台凹。鄂尔多斯台坳为一大型向斜构造，长轴走向近南北，两翼不对称，西翼倾角3°～10°，东翼宽缓，倾角1°左右。陕西段管线处向斜东翼，为一向西缓倾的单斜构造，构造简单，盆地内部无明显大断层，长期以来是个比较稳定的地块。沿线新构造运动整体表现为间歇性缓慢抬升，中、新生代地壳垂直变形不明显（图9-3），褶皱、断裂不发育，地震活动水平低。据历史记载：公元966年横山曾发生过5～6级地震，1448年、1472年榆林曾发生过两次5级地震，1621年府谷曾发生过5级地震，1591年延长曾发生过5级地震，以后再未发生过4级以上地震，小震也很少发生。根据最新地震区划，陕西段50年超越概率10%水平的地震烈度为Ⅵ度，地震动加速度峰值≤50gal。
图9-1 陕西段综合地层柱状剖面图
表9-1 岩土体工程地质分类表
表9-2 陕西段沿线黄土主要物理力学性质统计表
（三）水文地质特征
管线所经地区地下水按含水介质、赋存条件和水力特征可分为第四系松散岩类孔隙水和碎屑岩类裂隙水。
1.第四系松散岩类孔隙水
冲洪积层孔隙水：分布在大理河、秀延河、永坪川、清涧河及赵家河等较大河谷漫滩及一级阶地较连续段，含水层为具二元结构的黄土状土及冲洪积砂砾石，厚度一般1～4m，矿化度一般小于1g/L，水位埋深3～10m，主要接受大气降水补给，丰水期时又可接受地表水的侧向渗漏补给，主要向河流方向径流排泄。
冲湖积层孔隙水：主要分布于沙漠高原区，含水层为上更新统萨拉乌苏组粉细砂，厚5～80m不等，水量较丰，水位埋深一般小于3m，其水质复杂。靖边以东地下水矿化度一般小于1g/L，水质较好；靖边以西，地下水矿化度一般1～3g/L，草滩盆地等地势低洼地带多大于3g/L，在定边盐场堡高达9.3g/L，多为微咸水或咸水，水质差。主要接受大气降水及凝结水补给，径流条件较差，多向地势低洼的湖泊、海子排泄。
黄土层裂隙孔隙水：分布于黄土高原区，具零散而不连续的特点，含水层主要为中更新统黄土，埋深一般30～120m。矿化度1.05～1.35g/L。主要接受大气降水补给，大多于下伏粘土岩或碎屑岩风化泥岩接触面处以泉的形式向沟谷排泄，常导致斜坡失稳。
2.碎屑岩类裂隙水
主要为三叠系、侏罗系、白垩系基岩裂隙潜水，分布较广泛。含水层以中粗粒砂岩为主，空间分布不连续。地下水主要赋存于风化裂隙和构造裂隙中，在秀延河，永坪川及清涧河一带地下水位埋深7～20m，水质较为复杂，青阳岔以上白垩系含水岩组地下水矿化度多小于lg/L，青阳岔以下三叠系、侏罗系含水岩组地下水矿化度多大于1g/L。以大气降水及地表水补给为主，常以下降泉或悬挂泉形式从岩层节理裂隙中溢出，数量较多，形成沟沟有水的特点。
图9-2 西气东输管道工程陕西段地质环境图
图9-3 管道所处鄂尔多斯及周缘地壳垂直形变速率（周慕林，中国第四系）
（四）固体矿产资源
陕西段管道沿线固体矿产资源主要为煤，包括侏罗系煤田和三叠系煤田。侏罗系含煤地层为侏罗系中统延安组，分布在无定河东南大理河以北，面积7349km2，预测储量883.580万吨，煤层厚1m左右，目前尚未开采。三叠系含煤地层为上三叠统瓦窑堡组，其中5号煤厚0.2～2.93m，平均厚1.80m,3号煤厚0.05～1.06m，平均厚0.80m，其余为薄煤层或煤线。三叠系煤田煤炭总储量29.62亿吨，其中探明储量8.27亿吨，预测储量1.35亿吨。子长矿区地处三叠系煤田腹部，已探明储量7.99亿吨。规划开采能力每年300万吨，现有开采能力每年为64万吨。目前在子长县瓦窑堡镇、余家坪乡和栾家坪乡共建小煤矿45个，开采深度30～40m，局部达70m。
三、人类工程经济活动对自然地质环境的影响
人类工程经济活动对自然地质环境的影响分为正面影响和负面影响。正面影响是指原本就脆弱不稳定的地质环境通过人类有意识的积极的活动加以改善，使之变得稳定和具有生态效益。负面影响就是对自然地质环境的干扰破坏，输气管道沿线陕西段人类工程经济活动对自然地质环境的干扰破坏主要为采矿引起采空塌陷；其次，对土地的掠夺式利用，过牧、过樵、滥垦加上陡坡种植，造成土地退化，加剧了土地沙化和水土流失灾害。
陕西段沿线系国家能源重化工基地，蕴藏着丰富的煤炭、石油、天然气和岩盐等矿产资源，主要有子长—永坪煤田、靖边整装天然气田、定边—靖边、子长—永坪油田。其中子长—永坪煤田探明储量7.99×108吨；靖边整装天然气田探明储量1593×108m3，开采的天然气已输送至北京、西安、银川等城市，也是西气东输的首批气源和重要气源。随着能源重化工基地的建设，城市化和交通设施也在加速发展中，特别是煤矿开发和建设、交通管线的修建，破坏了地质环境自然状态下的稳定和平衡，导致脆弱生态环境的进一步恶化，产生崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷等地质灾害。
四、地质环境条件复杂性等级的分段划分
评估区地质环境条件如图9-2所示，地质环境的复杂程度划分如下：
红柳沟—土墩梁：冲沟发育、地质灾害种类多、危险性较大，地质环境条件中等，段长56.163km；
土墩梁—高家滩：地形平缓、岩性简单，地质灾害轻微，地质环境条件简单，段长55.127km；
高家滩—李家梁：以固定半固定沙丘为主，局部地段有流动沙丘分布，地质环境条件中等，段长27.212km；
李家梁—马路壕：地处黄土高原与沙漠高原接壤地带，梁峁坡面上覆有薄层片沙或低缓的流动沙丘，风蚀严重，地质环境条件中等，段长11.686km；
马路壕—黄河：地处黄土丘陵沟壑及宽梁残塬沟壑区，地形高差大，突发性地质灾害频发，人类活动强烈，采空区存在塌陷和潜在塌陷隐患，地质环境条件复杂，段长185.007km。
合计：地质环境条件复杂段管线长185.007km，占54%；中等段管线长104.061km，占30%，简单段管线长55.127km，占16%。