四川什邡青牛沱崩塌群特征及其形成的堰塞壩體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

黃來源，季 為

（北京市地質(zhì)研究所，北京 100120）

0 引言

崩塌是2008-5.12汶川特大地震后，災(zāi)區(qū)最為常見的地質(zhì)災(zāi)害之一，據(jù)截至2008年7月20日的災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急排查數(shù)據(jù)，崩塌災(zāi)害隱患點(diǎn)2383處，僅次于滑坡災(zāi)害，占各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)總數(shù)的27.6％。大量的次生地質(zhì)災(zāi)害不僅造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，進(jìn)一步加劇了地震災(zāi)害的破壞，而且給災(zāi)區(qū)抗震救災(zāi)、臨時(shí)安置、恢復(fù)重建等工作造成了嚴(yán)重的威脅。

青牛沱崩塌群距離5.12地震震中僅35km，由于地震波強(qiáng)大能量破壞，昔日風(fēng)光媲美九寨的“西部驚奇歡樂谷”瞬間天崩地裂，滿目瘡痍。大量邊坡崩滑，形成多處不穩(wěn)定崩塌源，巨量崩滑堆積體堵塞青牛沱河形成堰塞湖。青牛沱崩塌群的整體特征及隨之產(chǎn)生的問題在地震災(zāi)區(qū)尤其在震中附近具有一定的代表性，根據(jù)前期勘查獲取的崩塌群特征參數(shù)，青牛沱崩塌群產(chǎn)生主要問題之一就是堰塞湖壩體穩(wěn)定性的問題。

1 青牛沱崩塌群形成的地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地質(zhì)概況

（1）地形地貌

青牛沱崩塌群位于石亭江上游支流青牛沱河流域，具體位于青牛沱河中游主河道及北岸寬緩斜坡地帶，總體呈北西高南東低之勢，地形坡度12°，局部可達(dá)20°。最高點(diǎn)位于工作區(qū)南東側(cè)，海拔1892 m；最低點(diǎn)位于工作區(qū)北東側(cè)青牛沱河道中，海拔1200m左右，相對高差近700 m，地貌類型屬中山地貌。

（2）地層巖性

崩塌群周邊所見巖性主要為二疊系下統(tǒng)（P1m）地層和三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）地層，巖性特征為二疊系下統(tǒng)茅口組（P1m）的白云巖、灰?guī)r和三疊系上統(tǒng)（T3xj）紫紅色砂巖。規(guī)劃安置點(diǎn)場地地表大面積覆蓋新生界全新統(tǒng)第四系（）的沖積、洪積、殘坡積等松散固體碎屑物質(zhì)，第四系全新統(tǒng)沖積、洪積、殘坡積（Qad4）、崩坡積物等廣泛分布于斜坡表層和青牛沱河道中，主要為碎塊石土、碎石角礫土，局部見含漂石砂卵石土層，原巖主要為花崗巖、砂巖、灰?guī)r、白云巖等（圖1）。

（3）地質(zhì)構(gòu)造與地震

崩塌群區(qū)域上位于華夏構(gòu)造體系龍門山褶皺帶中段，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，經(jīng)歷了三疊系以后褶皺-逆沖推覆-滑脫等多層次、多期次構(gòu)造作用。地殼活動(dòng)以擠壓抬升為主，河谷狹窄，切割較深，地形變化較大，呈現(xiàn)出平原區(qū)、低山區(qū)、中山區(qū)、高山區(qū)地貌變化特點(diǎn)。

圖1 工作區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the work area

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，由北向南依次有九頂山斷裂、北川-映秀斷裂、紅星煤礦斷裂、八角斷裂及江油-灌縣斷裂呈北東-南西向展布（圖2）。該區(qū)域地殼穩(wěn)定性主要為北川-映秀斷裂和江油-灌縣斷裂兩大活動(dòng)斷裂所控制。

工作區(qū)位于北川—映秀深大斷裂帶上。該斷裂為壓性，走向北東，傾向北西，傾角60°～70°，北東起于唐家河，經(jīng)岳家山、水磨溝、青牛沱，南西止于麻柳橋，其次級(jí)斷裂十分發(fā)育，該斷裂經(jīng)過了金河磷礦礦區(qū)，破壞作用較大，發(fā)生于該斷裂附近較大災(zāi)害有干溝泥石流、水磨溝地面塌陷，干河口崩塌、馬槽灘泥石流等。在斷層帶上及附近巖石較破碎?！?.12”汶川地震即發(fā)生于此深大斷裂帶。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和近期地震的發(fā)生，說明該斷裂目前還處于活動(dòng)期。

據(jù)已有資料，晚近時(shí)期以來，工作區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為間歇性不均勻的上升。區(qū)內(nèi)龍門山新構(gòu)造活動(dòng)常沿主干斷裂發(fā)生。

區(qū)內(nèi)1958～1997年有記載的6～8級(jí)地震有九次，弱震則常有發(fā)生。強(qiáng)震對測區(qū)的影響烈度最高為Ⅸ～Ⅺ度，而區(qū)內(nèi)斷裂活動(dòng)相對較弱，地震烈度為Ⅸ度，區(qū)域上相對穩(wěn)定，按國家地震烈度區(qū)劃，龍門山地震基本烈度為Ⅸ度。2008年5月12日14時(shí)28分，四川汶川縣映秀鎮(zhèn)（北緯31°，東經(jīng)103.4°）發(fā)生8.0級(jí)強(qiáng)烈地震（圖3），該地震系龍門山斷裂帶上的映秀—北川斷裂的破裂活動(dòng)所引發(fā)。

圖2 什邡市西北部地質(zhì)及構(gòu)造略圖Fig.2 The geological and structural sketch map of Shifang

圖3 汶川“5.12”地震烈度分布圖（引自中國地震局，經(jīng)整飾）Fig.3 “5.12”earthquake seismic in tensity maps

（4）水文地質(zhì)條件

工作區(qū)主要地下水類型為第四系松散沉積物孔隙水和基巖風(fēng)化帶裂隙水。主要含水層為近地表風(fēng)化殘坡積層和受斷層破碎帶的影響，無良好隔水層，各含水層間互有水力聯(lián)系。區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)給為大氣降雨，由于斷裂較發(fā)育，且無隔水層，故大都以地下浸水形式沿?cái)鄬悠扑閹?、裂隙徑流排泄，?dǎo)出地表，以溢水點(diǎn)或下降泉形式排泄。區(qū)內(nèi)地表水、地下水均受大氣降水控制，威脅安置點(diǎn)安全的水文因素主要是暴雨后形成的地表徑流、崩塌堆積體形成的堰塞湖、主河道內(nèi)形成泥石流，同時(shí)崩塌坡體和崩積物表面形成坡面泥石流。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害危害特征和程度

青牛沱崩塌群位于木瓜坪村四組三坪，青牛沱河南岸，主要分為兩處崩塌源，該處青牛沱河北岸三坪即為規(guī)劃木瓜坪村重建家園安置點(diǎn)之一。

5.12地震中一號(hào)崩塌源崩塌堆積體堵塞河道形成堰塞湖，二號(hào)崩塌源由于形成的崩塌堆積體堆積并擠占主河道，使主河道北移，致使一號(hào)崩塌形成的堰塞壩體下游主河道高程與北側(cè)道路和三坪安置點(diǎn)地面高程相當(dāng)，一旦潰壩，直接威脅青牛沱河北岸簡易公路和規(guī)劃木瓜坪村重建家園三坪安置點(diǎn)。

2 崩塌群基本特征

青牛沱崩塌群位于木瓜坪村四組三坪，青牛沱河南岸，該處青牛沱河北岸三坪即為規(guī)劃木瓜坪村重建家園安置點(diǎn)之一。

圖4 崩塌群相對位置圖Fig.4 Relative location map of collapses

5.12地震期間工作區(qū)內(nèi)主要發(fā)生8處規(guī)模較大的山體崩塌災(zāi)害（編號(hào)分別為歡樂谷1#崩塌源 ～6#崩塌源，青牛沱1#崩塌源～2#崩塌源），形成了8個(gè)崩塌堆積體（圖4）。崩塌源區(qū)內(nèi)坡面巖體目前大部分處于自然穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)查中仍有兩處崩塌源不時(shí)有碎石滑落。

青牛沱崩塌群位于什邡市紅白鎮(zhèn)木瓜坪村四組三坪，一號(hào)崩塌源位于三坪安置點(diǎn)南西側(cè)，青牛沱河南岸。二號(hào)崩塌源位于三坪安置點(diǎn)南側(cè)，青牛沱河南岸。一號(hào)崩塌堆積體堵塞河道形成堰塞湖，二號(hào)崩塌源由于5.12地震形成的崩塌堆積體堆積并擠占主河道，使主河道北移，致使一號(hào)崩塌堆積形成的堰塞壩體下游主河道高程與北側(cè)道路和三坪安置點(diǎn)高程相當(dāng)，一旦潰壩，洪水將直接威脅青牛沱河北岸簡易公路和規(guī)劃木瓜坪村重建家園三坪安置點(diǎn)（圖5）。

圖5 青牛沱崩塌群（鏡向：南）Fig.5 Collapse groups of Qingniutuo

青牛沱兩處崩塌源區(qū)坡面總面積達(dá)255000m2，崩塌發(fā)生的主崩方向330°～340°。5.12地震中各崩塌源區(qū)內(nèi)被多組節(jié)理切割的巖體被震松，邊坡頂部殘留著大量穩(wěn)定性差的松動(dòng)巖土體而形成危巖卸荷帶，在暴雨、連陰雨及地震等自然因素影響下，可能產(chǎn)生新的崩塌災(zāi)害，勘查中根據(jù)坡面危巖特征，對于尺寸較大且較為獨(dú)立的巖塊劃分為單個(gè)危巖體進(jìn)行穩(wěn)定性分析，對于實(shí)際很難抽象為單一危巖體分布于坡面成面狀的破碎巖體劃分為危巖帶進(jìn)行穩(wěn)定性分析，據(jù)此，2個(gè)崩塌源區(qū)內(nèi)共劃分出4個(gè)危巖體、3個(gè)危巖帶，危巖方量達(dá)29900m3。（見表1、圖6、圖7）

表1 青牛沱崩塌群危巖帶（體）一覽表Table 1 UnsTable rock（body）list of Qingniutuo collapses

3 青牛沱堰塞壩特征

“5.12”地震中，青牛沱一號(hào)崩塌源位置處坡體上風(fēng)化松散巖石直接崩塌垮落于青牛沱河河道中，淤塞河道，形成巨大堰塞體。地震以后在強(qiáng)降雨影響下，斜倚于坡腳的堆積體表面形成典型的坡面泥石流，排泄于主河道的堰塞堆積體上（圖8）。

3.1 堰塞堆積的基本特征

（1）堰塞堆積形成壩體主要為粉砂巖崩坡積碎石及少量第四系殘坡積物堆積在原有河道卵礫石層上。堆積體沿河道方向長約500m，堆積寬度約150m，堆積厚度約10～20m。

圖6 青牛沱一號(hào)崩塌源（鏡向：南）Fig.6 No.1 collapse of Qingniutuo

圖7 青牛沱二號(hào)崩塌源（鏡向：南）Fig.7 No.2 collapse of Qingniutuo

圖8 青牛沱崩塌群一號(hào)崩塌堆積體形成的堰塞湖壩體（鏡向：南）Fig.8 The barrier lake dam made by Collapse accumulation of No.1 collapse of Qingniutuo

（2）堰塞堆積西側(cè)堰塞湖集水區(qū)面積約37316m2。

（3）堰塞堆積西側(cè)堰塞湖目前水位與上游補(bǔ)給徑流高差約100m。

（4）堰塞堆積西側(cè)堰塞湖目前水位較低，與岸坡以往的浸潤痕跡高差約7m。

（5）由于青牛沱河上游河道側(cè)向泥石流發(fā)育，匯入堰塞湖中的泥沙含量較多，容易造成淤積，降低庫容量，隨著湖底泥沙的逐年堆積，湖中水位也會(huì)隨之逐步提高，形成潰壩隱患。

3.2 堰塞湖危害性分析

一號(hào)崩塌堆積體堵塞河道形成的堰塞湖，堰塞壩體的堆積形態(tài)穩(wěn)定，目前水位處于低位的補(bǔ)給排泄平衡狀態(tài)，客觀上堰塞壩體起到了攔石擋砂、蓄水的功能，對于主河道的泥石流隱患有一定抑制作用，但鑒于本地區(qū)降雨量的時(shí)空不均勻性，堰塞湖上游至分水嶺的匯水面積為21.99km2，一旦突降暴雨，河水補(bǔ)給量突然增加，必然會(huì)打破之前建立的補(bǔ)排平衡，造成河水沿壩體較低的北側(cè)溢流，而堰塞壩體下游主河道由于二號(hào)崩塌源5.12地震形成的崩塌堆積體的堆積和擠占，已經(jīng)由原來的深切河谷形態(tài)變?yōu)橹骱拥牢恢酶叱膛c北側(cè)道路和三坪安置點(diǎn)高程相當(dāng)，一旦潰壩，洪水將直接威脅青牛沱河北岸簡易公路和規(guī)劃木瓜坪村重建家園三坪安置點(diǎn)（圖9～圖13）。

圖9 二號(hào)崩塌工程地質(zhì)剖面圖Fig.9 Engineering geological profile of the 2nd collapse

另一方面由于堰塞壩體高程高于或相當(dāng)于堰塞湖旁邊原有景區(qū)道路和景區(qū)看護(hù)人員臨時(shí)居住點(diǎn)高程，故堰塞湖水位上升，有回水淹沒原有景區(qū)道路和景區(qū)看護(hù)人員臨時(shí)居住點(diǎn)危險(xiǎn)。

4 堰塞湖形成機(jī)制

一般來說，岸坡崩滑堵江形成堰塞湖事件是岸坡條件、江河水文條件和地震等外動(dòng)力地質(zhì)作用共同作用的結(jié)果［1］。岸坡條件包括地形地貌、地質(zhì)條件；江河水文條件包括主河道寬度、主河道流量和流速。

圖10 青牛沱崩塌群一號(hào)崩塌堆積體形成的堰塞湖壩體下游主河道北移至三坪（鏡向：東北）Fig.10 The barrier lake dam downstream

圖11 青牛沱二號(hào)崩塌堆積體填平深切河谷使主河道北移（鏡向：北）Fig.11 No.2 collapse accumulation body filled the deep valley of the main river northward movement

（1）地形地貌

崩塌群邊坡坡度在55°～75°，部分坡面近直立，臨空面開闊，從山頂?shù)缴侥_最大高差300～350m，這為坡體崩滑提供了必要的地形條件和動(dòng)力勢能。

（2）岸坡地質(zhì)條件

山體基巖主要為三疊系砂巖為主，巖體受多組結(jié)構(gòu)面切割，呈塊裂狀結(jié)構(gòu)，總體為順向坡，發(fā)育垂直于坡面的豎向節(jié)理和平行于坡面的外傾節(jié)理裂隙結(jié)構(gòu)面。由于經(jīng)受強(qiáng)烈構(gòu)造作用和物理風(fēng)化作用，裂隙發(fā)育，巖體較破碎，局部充填土質(zhì)并長有植被。坡體表層受構(gòu)造、風(fēng)化作用影響而較為破碎的巖土體是產(chǎn)生崩塌的主要物質(zhì)來源（圖14、15）。

圖12 青牛沱崩塌群一號(hào)崩塌堆積體形成的堰塞湖壩體下游（鏡向：南）Fig.12 The barrier lake dam downstream

圖13 青牛沱二號(hào)崩塌堆積體北側(cè)道路及房屋（鏡向：南）Fig.13 No.2 collapse accumulation body northward house

（3）主河道寬度

青牛沱崩塌部位的主河道震前寬度在枯水期水面高程約1210m時(shí)對應(yīng)的河寬30～50 m，水深0.5～5.0 m，并且此時(shí)河道分流成兩個(gè)支流，中部形成心灘；同時(shí)，崩滑邊坡對岸原貌山坡總體坡度 25°～40°，臨空條件非常有限，高速崩滑體在河床部位快速剪切后很快會(huì)被對岸阻停而堵江。

（4）主河道水流流量和速度

根據(jù)調(diào)查，崩滑堵江區(qū)域豐水期（5～10月）平均流量為70.5 m3/s、相應(yīng)流速約3 m/s；枯水期（1～4月，11、12 月）平均流量為 27.2 m3/s、相應(yīng)流速約1.6m/s。發(fā)生地震時(shí)的2008年5月12日枯豐水期交界，估計(jì)流量在20～40 m3/s。由此可見，上述流量和流速不足以影響規(guī)模數(shù)百萬方的高速崩滑體。

圖14 被震松動(dòng)的表層巖土體Fig.14 Loose surface rock and soil

圖15 崩塌堆積體擠占主河道Fig.15 Collapse accumulation of body diverted the main river

（5）地震

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，堰塞湖的形成90％以上與地震誘發(fā)形成的高速崩滑堵江有關(guān)［2-8］。震后地質(zhì)調(diào)查及訪問顯示，受“5.12”地震觸發(fā)影響，崩滑部位坡體表層破碎的巖體被震松動(dòng)，節(jié)理裂隙長度擴(kuò)大，迅速由自然穩(wěn)定狀態(tài)向極限平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變，并沿坡體中主控結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)組合面發(fā)生變形，出現(xiàn)崩滑現(xiàn)象；具體過程可分解為：岸坡前緣剪切、后緣拉裂，高速崩滑、形成氣浪、前緣刨蝕河床、對岸阻滑隆起，后緣邊坡下滑，堰塞堵江。

5 青牛沱堰塞壩穩(wěn)定性及可能潰壩模式分析

5.1 堰塞堆積壩體穩(wěn)定性現(xiàn)狀初步分析

（1）壩體沿河流方向的堆積寬度較大，順河長度達(dá)500.4 m，橫河向最大寬度150.8 m（平均寬度120 m），一般長短軸比達(dá)到3.3～5.0，壩體規(guī)模巨大。在垂直河流方向上整個(gè)堰塞壩體呈南高北低的堆積形態(tài)，北側(cè)河岸及簡易公路形成天然泄洪道。

（2）上下游坡坡比分別為 1∶7.4和 1∶8.75，與常規(guī)土石壩規(guī)范設(shè)計(jì)坡比相比［9］（心墻堆石壩∶上下游坡一般為1∶1.8～1∶2.5；面板堆石壩∶上下游坡一般為1∶1.4～1∶1.6）均比2種不同類型的土石壩設(shè)計(jì)坡比要緩，據(jù)此，堰塞壩上下游壩坡比均屬穩(wěn)定坡比。

（3）“5.12”地震后，堰塞湖經(jīng)歷了至少一個(gè)洪水期的檢驗(yàn)，曾出現(xiàn)過漫壩的情況，體現(xiàn)了壩體處于天然臨界穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）堰塞壩體的組成主要為粉砂巖碎石及少量第四系殘坡積物，壩基主要為河道內(nèi)的圓礫、卵石，壩體及壩基的天然滲透性能均較好，目前在上游河道流水不斷補(bǔ)給的情況下，堰塞湖水位保持在低位說明堰塞湖的補(bǔ)給和排泄已經(jīng)自然形成了一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)（圖16）。綜上，青牛沱堰塞壩現(xiàn)狀處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖16 一號(hào)崩塌堆積體堵塞河道形成的堰塞湖（鏡向：東）Fig.16 The barrier lake

5.2 堰塞湖壩體破壞模式

現(xiàn)狀穩(wěn)定的堰塞壩體的破壞主要受到堰塞湖水壓力、壩體內(nèi)部滲透水壓力［10］、漫壩水流動(dòng)力或其他地表徑流水動(dòng)力、地震［11］等外部因素變化的控制，這些外部因素中除地震外均與上游匯水的變化有關(guān)，所以說現(xiàn)狀穩(wěn)定的堰塞壩體的平衡狀態(tài)與上游匯水量的增加或者變化是息息相關(guān)的。

Costa和Schuster根據(jù)55個(gè)現(xiàn)實(shí)發(fā)生潰決的堰塞湖壩體分析，堰塞壩體破壞主要表現(xiàn)為三種模式：漫壩溢流、潛蝕與管涌、壩坡失穩(wěn)，其中漫壩溢流是最主要的破壞模式［2］。根據(jù)上述青牛沱堰塞壩基本特征及形成機(jī)制的分析，青牛沱崩滑屬于近水平傾角順層巖質(zhì)高速崩滑，下滑剪切位移空間有限，形成的堰塞壩在下滑過程中下部保持似層狀結(jié)構(gòu)，顆粒粗大；表層以破碎的砂巖和碎石土結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，下粗上細(xì)；根據(jù)調(diào)查，主要滲流通道在壩體下游未見露頭；2010年6月堰塞湖水位上升后，在堰塞壩下游坡腳部位發(fā)現(xiàn)的清水滲漏痕跡但滲水量很小，堰塞體穩(wěn)定，所以在湖內(nèi)水位上漲過程中，堰塞壩發(fā)生潛蝕與管涌破壞的可能性小。

根據(jù)堰塞壩的現(xiàn)狀形態(tài)特征，堰塞體發(fā)生壩坡整體失穩(wěn)的可能性也很小。

不過隨著堰塞湖水位的抬升，當(dāng)匯入堰塞湖水量持續(xù)大于壩基深部滲流水量后，堰塞湖內(nèi)水位上升，達(dá)到庫容極限后，極易發(fā)生漫壩溢流，2009年汛期曾出現(xiàn)過漫壩的情況就說明了青牛沱堰塞壩的破壞模式將主要是漫壩溢流的形式。

5.3 堰塞堆積壩體穩(wěn)定性預(yù)測分析

（1）堰塞湖匯水區(qū)域包括青牛沱溝、牛滾凼溝、細(xì)石溝，匯水面積約為21.99km2，面積較大（圖17），本地區(qū)年均降雨量在1600mm以上，日平均最大降雨125mm，在不考慮地表徑流入滲的理想狀態(tài)下，堰塞湖上游24h的最大補(bǔ)給量約為275×104m3，而堰塞湖的最大庫容量約為55.97×104m3，目前地下暗河這種排泄方式難以匹配上游突降暴雨形成的補(bǔ)給水量，汛期漫壩的危險(xiǎn)性大。根據(jù)調(diào)查訪問，往年確實(shí)發(fā)生過漫壩情況。

圖17 堰塞湖上游匯水圖Fig.17 The barrier lake upstream Basin Plan

（2）堰塞左側(cè)岸坡受地震影響，存在一滑坡體，剪出口位于坡腳，堰塞湖水位抬升會(huì)形成部分坍岸，汛期如發(fā)生強(qiáng)降雨，可能誘發(fā)滑坡滑動(dòng)，巨大滑坡體滑入湖中，導(dǎo)致湖水發(fā)生漫壩溢流的可能性大。

（3）堰塞壩的破壞模式將以淺表層“溢流潰決破壞”的方式為主。

5.4 堰塞堆積壩體穩(wěn)定性定量分析

Casagli和Erm ini等學(xué)者提出了分析壩體穩(wěn)定性的幾個(gè)主要變量：堰塞壩體積（Vd）、堰塞湖庫容（Vl）、上游匯水面積（Ab）。壩體體積越大越不容易破壞，集水區(qū)面積則間接反應(yīng)堰塞湖的匯入流量；集水區(qū)面積越大則流入堰塞湖的極限匯水量越大，堰塞壩體破壞的可能性增大；湖體積越大則壩體承受的水壓力越大，壩體破壞的可能性增大［12］。Casagli和Ermini提出了堆積指數(shù)Ib（blockage index）和回水指數(shù)Ii（impoundment index）兩個(gè)堰塞湖評(píng)價(jià)指數(shù)并利用這兩個(gè)公式分別對意大利67個(gè)堰塞湖進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)Ib和Ii越大堰塞湖越穩(wěn)定。其中Ii的規(guī)律性較好，統(tǒng)計(jì)樣本中的堰塞壩穩(wěn)定則滿足Ii＞0，壩體不穩(wěn)定則Ii＜0。

堆積指數(shù)Ib和回水指數(shù)Ii的計(jì)算是用壩體體積分別除以集水面積及湖水體積然后取對數(shù)，如下式所示：

Ib=log（Vd/Ab）

Ii=log（Vd/Vl）

Casagli和 Ermini［13］隨后又提出了一個(gè)新的指標(biāo)無量綱堆積指數(shù)DBI（dimensionless blockage index），這個(gè)指標(biāo)加入了堰塞壩高（Hd）這個(gè)變量，因?yàn)閴胃咴礁?，上下游的水頭差越大，壩體承受的壓力也就越大，穩(wěn)定性隨之降低，所以壩高是個(gè)非常重要的影響因素。Casagli和 Erm ini［13］利用這個(gè)指標(biāo)對全球 84個(gè)堰塞湖壩體進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)DBI越小，壩體越穩(wěn)定。DBI如下式所示：

DBI=log（Ab×Hd/Vd）

表2 青牛沱堰塞湖相應(yīng)的各項(xiàng)指數(shù)Table 2 The index of Qingniutuo barrier lake

與統(tǒng)計(jì)樣本中的指標(biāo)數(shù)值比較，青牛沱堰塞壩的穩(wěn)定性程度為基本穩(wěn)定。

6 結(jié)語

青牛沱崩塌群主要產(chǎn)生的危害情況為青牛沱一號(hào)崩塌堆積體堵塞河道形成的堰塞湖，而堰塞湖下游的青牛沱二號(hào)崩塌堆積體填平原為深切河谷的主河道，使主河道北移，三坪安置點(diǎn)和道路與現(xiàn)狀河道的高程相當(dāng)。上游堰塞壩體一旦潰壩，直接威脅三坪安置點(diǎn)。

通過野外踏勘分析，初步判定在自然狀態(tài)下青牛沱河崩塌及堆積體處于自然穩(wěn)定狀態(tài)，在地震、連續(xù)降雨、堰塞湖水位漲落等不利條件下危巖體、崩塌堆積體均可能失穩(wěn)，對規(guī)劃安置點(diǎn)造成威脅。

根據(jù)《什邡市災(zāi)后重建總體實(shí)施規(guī)劃》，工作區(qū)屬于生態(tài)重建區(qū)，具體特點(diǎn)是區(qū)內(nèi)重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)多、危險(xiǎn)性大，人居環(huán)境不安全，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，資源潛力特別是可利用土地資源潛力小，交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)維護(hù)代價(jià)極大，不適宜城鎮(zhèn)及較大規(guī)模人口聚集和工業(yè)發(fā)展?；謴?fù)重建的重點(diǎn)是保護(hù)和修復(fù)生態(tài)，適度發(fā)展林業(yè)和旅游業(yè)。

長遠(yuǎn)來看，本著修復(fù)生態(tài)環(huán)境和適度發(fā)展旅游的原則，對木瓜坪村崩塌群的治理工作還是必要的，但現(xiàn)階段有一些問題和建議需要具體說明。

（1）對青牛沱河上游地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行綜合治理的工程措施復(fù)雜、工期長、工程量大、治理費(fèi)用高。牛沱河上游地區(qū)整體自然環(huán)境治理工程的實(shí)施需要水利、國土、旅游、道路交通等部門聯(lián)合進(jìn)行立項(xiàng)，項(xiàng)目的實(shí)施要配合青牛沱河上游地區(qū)生態(tài)恢復(fù)和歡樂谷景區(qū)的重建分期實(shí)施。

（2）在堰塞壩體北側(cè)較低處開挖泄洪通道，汛期水位持續(xù)升高時(shí)，可適度調(diào)節(jié)水位、水量，降低堰塞壩體中的滲透水壓力；對堰塞壩體堆積形態(tài)進(jìn)行修整，使其迎水坡和背水坡坡度減緩，既可以提高壩體整體穩(wěn)定性，又可降低汛期堰塞湖內(nèi)水體靜水壓力［14-16］。

［1］PICARDM D.Cannon landslide dam，the Abruzzi，East-Central ltaly［J］.Journal of Geological Education，1991，39（5）：428-431.

［2］COSTA JE，SCHUSTER R L.The formation and failure of natural dams［M］.［S.l.］：Geological Society of America Balletin，1988：1 054-1 098.

［3］SCHUSTER R L，COSTA J E.Effects of landslide damming on hydroelectric projects［C］./Proceedings of the Fifth International Association Engineering Geology.［S.l.］，1986：1 295-1 307.

［4］PICARDM D.Cannon landslide dam，the Abruzzi，East-Central ltaly［J］.Journal of Geological Education，1991，39（5）：428-431.

［5］BROOKS G R，HICKIN E J.Debris-avalanches in poundments of Squamish River Mount Caylaey area，Southwestern British Cohembia［J］.Canadian of Earth Science，1991，91（2）：129-140.

［6］ASANSAM，NIETO G P，YEPES H.Landslide blockage of the Pisque river，Northern Ecuador［J］.Landslide News，1991，54（I）：1 899-1 934.

［7］JENNINGSD A，WEBBY M G，PARTIN D T.Tunawaea landslide dam，King Country，New Zealand ［J］.Landslide，1991，23（4）：1 448-1 452.

［8］MORA S，MADRIGAL C，ESTRADA J，et al.The 1992 Rio-Toro landslide dam，Costa Rica landslides section［R］.［S.l.］：Disaster Prevention Research Institute，1993：1 183-1 128.

［9］DL/T5395-2007，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.DL/T5395-2007，Design specification for rolled earthrock dams［S］.

［10］KorupO，Tweed F.Ice.Moraine and Landslide Dams in Mountainous Terrain ［J］.Quaternary science review，2007，26：3406-3422.

［11］Korup O.Geomorphometric characteristics of New Zealand landslide dams［J］.Engineering Geology 2004，73：13-35.

［12］CasagliN，Ermin L.Geomorphic analysis of landslide dams in the Northern Apennine［J］.Japanese Geomorphological Union，1999，20（3）：219-249.

［13］Casagli N，Ermin L，Rosati G.Determining grainsize distribution of the material composing landslide dams in the Northern Apennine：sampling and processing methods［J］.Engineering Geology，2003，69：83-97.

［14］石振明，等.石振明堰塞湖壩體穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀及展望［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18（5）：657-663.SHIZhenming，et al.Research status and prospect of the stability of barrier dam ［J］.Journal of Engineering Geology，2010，18（5）：657-663.

［15］胡卸文，黃潤秋，等.唐家山滑坡堵江機(jī)制及堰塞壩潰壩模式分析［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28（1）：182-183.HU Xiewen，HUANG Runqiu，et al.Analysis of blocking river mechanism of tangjiashan landslide and dambreaking mode of its barrier dam［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28（1）：182-183.

［16］柴賀軍，董云，等.大型天然土石壩的潰壩方式及環(huán)境效應(yīng)分析［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2005，16（2）：173-174.CHAIHejun，DONG Yun，et al.Analysis of natural rock filled dam break mode and environmental affections［J］.Journal of Geological Hazards and Environment Preservation，2005，16（2）：173-174.