段家溝泥石流發(fā)展趨勢分析

李霞 林濤 付長貴 關(guān)靈 鄭密 李鎮(zhèn)鴻 楊杰

摘 要：位于四川省涼山州西昌市小廟鄉(xiāng)的段家河泥石流，每年都有泥石流發(fā)生，嚴重威脅到小廟村居民700人、溝內(nèi)1養(yǎng)殖場及省道S107，危險性較大，危害程度大。文章在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，描述了泥石流的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和氣象水文地質(zhì)等地質(zhì)環(huán)境條件，并對形成條件進行分析，概括出該泥石流的基本特征，在此基礎(chǔ)上對該溝泥石流的發(fā)生進行地質(zhì)預(yù)測，為之后該泥石流預(yù)防和治理提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：泥石流；地質(zhì)環(huán)境條件；形成條件；基本特征；發(fā)展趨勢預(yù)測

引言

段家河泥石流位于四川省涼山州西昌市小廟鄉(xiāng)，每年都有泥石流發(fā)生，規(guī)模最大的一次發(fā)生在1998年，造成1人死亡，泥石流沖入小廟村致使該村700多人受災(zāi)，沖毀農(nóng)田耕地100余畝，沖斷省道S107。若段家河泥石流再次發(fā)生大規(guī)模的泥石流，將沖毀溝口養(yǎng)殖場、果園、橋梁、公路，嚴重威脅到小廟村居民700人、溝內(nèi)1養(yǎng)殖場及省道S107。對泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害的準確認識和判斷是人民生命財產(chǎn)安全的保障[1]。因此，研究該泥石流溝的發(fā)展趨勢，為預(yù)防和治理提供理論依據(jù)。

1 泥石流形成條件分析

1.1 地形地貌及溝道條件

段家溝屬于中低山河谷地貌，溝域縱向長度4.4km，溝域面積3.26km2；溝域最高點位于東側(cè)，高程1970m，最低點位于小廟村，高程1490m，相對高差480m，縱坡降為109‰。流域總體上呈中上陡下部緩，溝域斷面上游呈“V”字形，兩側(cè)谷坡坡度在35°以上，有利于降雨的匯集；下游呈“U”字型，溝道寬度增大，坡度轉(zhuǎn)緩。

1.2 物源條件

泥石流的物源類型主要分為崩塌堆積物源、坡面侵蝕物源、溝床堆積物源。崩塌堆積物主要由棕紅色砂礫石、漂礫、塊石等冰磧物組成，結(jié)構(gòu)相對較為松散。面積達0.06km2，高度為60～70m，估算方量為39×104m3，其可參與泥石流活動的動儲量約4×104m3。其余零星的崩塌堆積物源主要分布于溝岸部位，分布較為分散且規(guī)模較小，是段家河泥石流物源之一。

斜坡坡頂?shù)囟沃脖惠^為茂密，坡面侵蝕物源主要集中在斜坡下部，可提供的松散固體物源總量約3×104m3，按特大暴雨條件下其可參與泥石流活動的動儲量約0.2×104m3。

溝床堆積物源主要分布于溝中、下游段。按特大暴雨條件下揭底沖刷厚度0.5m計，據(jù)此估算段家泥石流溝溝底可能參與泥石流活動的松散固體物源方量可達1.5×104m3。

1.3 水源條件

段家河泥石流的水源主要來源于大氣降水。溝域內(nèi)地下水不豐富，因此暴雨是泥石流的主要激發(fā)因素。區(qū)內(nèi)最大年降水量1549.6mm，最大日降水量128.7mm。年際降水量的80%集中在6～9月，為泥石流暴發(fā)提供了充足的水源條件；且溝域呈近似扇形，溝域面積1.54km2，溝內(nèi)地形陡峻，利于地表降水的徑流和匯集。

2 泥石流基本特征

2.1 泥石流分區(qū)特征

段家河上游坡度較大（多在40°以上），溝源冰磧堆積物近于直立，溝谷縱坡較陡（在300‰以上），表現(xiàn)出以沖為主的溝源區(qū)特征。

流通區(qū)位于溝谷中部地區(qū)，縱比降在130‰左右，溝床較為開闊。普遍松散層較薄，且植被比較發(fā)育，綜合上述因素，該區(qū)表現(xiàn)出沖淤平衡的特點。但在大規(guī)模暴雨洪水作用下，其沖刷作用將加劇，如2008年泥石流其最大侵蝕深度達1m左右，平均侵蝕深度0.5m左右。

堆積區(qū)分布于段家河下段，其溝道沿小廟村右側(cè)通過。該段溝道平均縱坡低于100‰，而溝道寬度則更大，這種條件決定該溝段沖淤特征是以淤為主。

2.2 泥石流堆積物特征

泥石流堆積物顆粒呈現(xiàn)以下特征：（1）段家河溝域總體上水動力條件較大，細小顆粒大部分被洪水帶走，而將粗顆粒物質(zhì)留于溝道內(nèi)。（2）總體上看，溝段水動力條件的差異和沖淤特征由上至下土石比呈增大趨勢。（3）由于溝域內(nèi)溝道堆積物總體上土石較低，其顆粒級配特征表現(xiàn)為大部分在20mm以上，而粒徑<2mm的砂粒含量普遍較低。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查可以看出堆積扇的形成是多次疊加的。堆積區(qū)已延伸至現(xiàn)今公路以下；有較明顯的疊加和清理痕跡，且溝道曲率較大；后期人類工程活動的影響下，其溝道走向進一步明晰，從而形成一定的形態(tài)。

2.3 泥石流的成因機制分析

段家河屬暴雨溝谷型泥石流，形成因素主要有：（1）適宜的地形溝道條件；（2）物源較豐富；（3）充足的水源條件，具備泥石流發(fā)生條件。暴雨則是泥石流形成的主要引發(fā)因素。由于溝谷流域面積大，易于匯水，泥石流類型表現(xiàn)為稀性泥石流。泥石流規(guī)模與溝域內(nèi)松散固體物源的累計和動態(tài)變化情況及與引發(fā)泥石流的暴雨情況相關(guān)，當溝域內(nèi)松散固體物源累積較多，且遇到集中暴雨時，往往就會發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。

3 泥石流發(fā)展趨勢分析

3.1 泥石流易發(fā)程度分析

目前，段家河泥石流正處于發(fā)展期，在暴雨、地震等的作用下，發(fā)生較大規(guī)模泥石流的可能性較大。根據(jù)泥石流溝域基本特征和參數(shù)，按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DT/T0220-2006）附錄G“泥石流溝的數(shù)量化綜合評判及易發(fā)程度等級標準”，段家河泥石流易發(fā)程度綜合評分為87分[2]，綜合判定泥石流易發(fā)程度屬易發(fā)。

3.2 泥石流的發(fā)生頻率和發(fā)展階段

段家河泥石流1998年、2008年年均有發(fā)生較大規(guī)模的泥石流。目前發(fā)展階段為發(fā)展期。根據(jù)段家河泥石流的災(zāi)害史判斷該泥石流為高頻泥石流，基本上每年發(fā)生一次，均為暴雨誘發(fā)，其中1998年規(guī)模最大。從堆積物特征[3]看來：泥石流下部為粗顆粒沉積，往上礫石顆粒變小，泥石流性質(zhì)為稀性泥石流，調(diào)查訪問中根據(jù)老鄉(xiāng)描述當時泥石流。現(xiàn)溝內(nèi)可參與泥石流活動的固體物源動儲量達6.9×104m3，具備了發(fā)生大規(guī)模泥石流的物源條件。根據(jù)1998年雨季段家河泥石流發(fā)生情況可算得該泥石流一次沖出量為1.68×104m3，一次固體物質(zhì)沖出量為0.61×104m3，溝口泥石流峰值流量為35.417m3/s，因此，泥石流規(guī)模等級為中型。

3.3 泥石流發(fā)展趨勢分析

段家河屬于暴雨-溝谷型泥石流，規(guī)模與溝域內(nèi)松散固體物源的累計和動態(tài)變化情況及與引發(fā)泥石流的暴雨情況相關(guān)。物源種類主要是溝源冰磧物、兩岸崩坡積物、溝道內(nèi)物源，其中活動性物源受冰磧物活動性影響較大。

當暴雨發(fā)生時，首先發(fā)生“消水管效應(yīng)”，溝道內(nèi)水流迅速匯集，強烈沖刷河床內(nèi)堆積物。溝道內(nèi)堆積物形成泥石流。溝道徑流對冰磧物坡腳進行掏蝕，坡腳掏空后冰磧物堆積體發(fā)生崩解，形成大量活動性物源，被沖刷到溝道內(nèi)參與泥石流活動，與兩岸崩塌、滑坡形成物源一起為泥石流的發(fā)生做補給，成為補給性物源，這決定著泥石流持續(xù)時間的長短和規(guī)模的大小。

參考文獻

[1]沈軍輝，等.5.12汶川地震誘發(fā)都江堰龍池鎮(zhèn)干溝泥石流可能性地質(zhì)分析[J].山地學，2008，26（5）：513-517.

[2]劉希林，唐川.泥石流危險性評價[M].北京：科學出版社，1995：1-93.

[3]崔之久.泥石流沉積與環(huán)境[M].北京：海淀出版社，1996.