奎屯河沿線特大型泥石流（4號溝）地質(zhì)災(zāi)害特征分析

王振山

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊，新疆昌吉831100）

1 概況

奎屯市地處天山北麓和準噶爾盆地西南緣，距烏魯木齊市253km?？秃?號溝位于奎屯河上游，距離奎屯市約30km，距離獨山子約17km。

奎屯河4號溝地處依連哈比爾尕山中低山區(qū)至奎屯河河谷之間的地帶，總體地勢東南高西北低，溝谷南端源頭最高海拔1924m，西端泥石流溝口最低海拔953m，相對高差970m。主要出露地層為石炭系凝灰質(zhì)砂巖、礫巖與第四系沖洪積砂卵礫石。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型、規(guī)模劃分

奎屯河4號溝泥石流溝形成具有有利的地形地貌條件，在暴雨或長時間降雨時出現(xiàn)洪流并攜帶溝底及其兩岸松散堆積物形成泥石流，固體物質(zhì)組成以圓礫及角礫為主，含少量粉土、中粗砂等。按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0220-2006）中相關(guān)規(guī)定將4號溝泥石流類型劃分為：按照水體供給劃分為暴雨型泥石流，按土體供給劃分為崩滑型泥石流，按集水區(qū)地貌特征劃分為溝谷型泥石流，按物質(zhì)組成劃分為水石型泥石流，按流體性質(zhì)劃分為稀性泥石流。

奎屯河4號溝泥石流溝口洪積扇軸長約80m，擴散角60°，淤積厚度6m，最大單次淤積厚度1.8m,松散物總堆積量10050m3,最大一次堆積量約為3000m3，根據(jù)泥位調(diào)查結(jié)果，泥石流流向比降為189‰。按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0220－2006）中泥石流等級劃分的規(guī)定，4號溝泥石流一次性暴發(fā)規(guī)模為小型。

3 地質(zhì)災(zāi)害特征

奎屯河4號溝泥石流流域跨越中低山區(qū)及山前河谷階地2類地貌類型，海拔由西南部分水嶺1960m向西北逐漸降低，至泥石流溝口進入奎屯河現(xiàn)代河床處為970m，高差990m，流域全長5.4km，總面積約5.103km2。流域周界由東南向西北呈條帶狀展布，在中低山區(qū)主要由分水嶺及4條匯水山谷構(gòu)成；在山前河谷階地主要由奎屯河一、二級階地上3條沖溝，一條主溝及2條支溝匯合而成，溝谷侵蝕切割深，斷面呈“V”，為典型溝谷型泥石流，整體呈倒樹杈形。本次勘查泥石流受地形地貌及地層巖性影響，水源供給和物源供給呈明顯分界，上游基巖山區(qū)主要匯水形成水源供給區(qū)而物源很少，在中下游河谷階地沖溝中由于溝岸邊坡崩塌形成的崩積物和流水侵蝕搬運帶來的松散堆積物，為泥石流的形成提供了大量松散物源，上游水源進入中下游沖溝后，侵蝕沖刷搬運溝谷內(nèi)松散物而形成泥石流，沿溝谷下移，沿途繼續(xù)搬運攜帶周圍松散物，不斷增大泥石流規(guī)模，最終沖出溝口堆積于奎屯河現(xiàn)代河床。因而本次泥石流形成區(qū)和流通區(qū)主要位于中下游，且分區(qū)不明顯，根據(jù)泥石流水源、物源補給區(qū)分布范圍及泥石流流通、堆積區(qū)分布范圍，將勘查區(qū)內(nèi)泥石流流域劃分為形成—流通區(qū)及堆積區(qū)。

3.1 形成—流通區(qū)

泥石流形成—流通區(qū)分布于勘查區(qū)南部山區(qū)和河谷階地帶，面積約5.1km2，接近整個流域面積，本次勘查泥石流受地形地貌及地層巖性影響，水源供給和物源供給呈明顯分界，上游基巖山區(qū)主要匯水形成水源供給區(qū)而物源很少，在中下游河谷階地沖溝中具有大量松散物源，是泥石流溝物源形成和流通區(qū)。根據(jù)本次泥石流水源、物源補給區(qū)分布特征，又可將泥石流形成—流通區(qū)分為上游的較單一水源形成區(qū)和中下游泥石流主要形成—流通區(qū)。

水源形成區(qū)位于溝谷上游中低山區(qū),地勢由東南向西北傾斜，海拔1960～1283m，相對高差677m，溝谷主要由西側(cè)主溝、東側(cè)溝及分水嶺組成，西側(cè)主溝長約3.7km，主溝沿途又匯集兩較短支溝后延伸出山口，2支溝分別長1.1km和1.2km；東側(cè)溝單獨成一匯水溝谷，長約1.8km。匯水區(qū)總面積約4.2km2，約占泥石流流域總面積的82.4%，地形坡度25°～45°，溝谷平均縱坡降182‰，溝槽不發(fā)育，侵蝕作用弱，植被發(fā)育好，覆蓋率大于70%，松散固體物源少，山谷呈”U”,地形整體呈“勺柄狀”，地形條件利于地表水的匯集，而水流能攜帶搬運的松散物很少，形成較單一的水源形成區(qū)。

根據(jù)調(diào)查，勘查區(qū)泥石流形成和流通是同時進行的，形成—流通區(qū)主要是位于溝谷中下游山前河階地帶，中下游泥石流主要形成—流通區(qū)面積約0.9km2，約占泥石流流域總面積的17.6%，海拔在1270～970m之間，地勢東南高西北低，最大相對高差300m，主要由山區(qū)匯水流在河谷階地沖刷切割形成多條沖溝匯合而成。

中下游泥石流主要形成—流通區(qū)主要有一條主沖溝和2條支沖溝組成，自山前出山口至河谷階地溝底出口，主溝長度約1.65km，沖溝縱坡192‰，溝底被松散的洪積砂礫石覆蓋，兩岸邊坡巖性由半膠結(jié)圓礫構(gòu)成，表層覆蓋一層沖洪積角礫及粉土。主溝出山口后降雨匯集水流在河谷階地侵蝕下切，溝谷侵蝕深度由數(shù)米迅速增至數(shù)十米，形成溝底僅10～20m，而溝谷上部寬100～200m，切割深度30～50m的“V”形深大溝谷，貫穿奎屯河谷一、二階地直奔現(xiàn)代河床。溝谷兩側(cè)邊坡陡直，崩塌嚴重，堆積物墜落溝底坡腳，形成豐富的松散物源，溝底松散物厚0.6～1.6m，為泥石的形成提供了豐富的物源。由于溝谷流程較短，而高差大，主溝縱坡較大，溝道較窄，上游山區(qū)匯集來的水流動能不斷增強，侵蝕沖刷搬運能力強勁，在水源豐富的強降雨、融雪天氣易形成泥石流。

中下游泥石流主要形成—流通區(qū)東側(cè)支溝發(fā)源于南部山區(qū)東側(cè)山溝，出山口后與主溝近似平行狀沿河谷階地向西北延伸，在形成—流通區(qū)的末端匯入主溝，全長1.2km，沖溝縱坡172‰，東側(cè)支溝在河谷二級階地匯集數(shù)條短的階面流形成的沖溝后逐漸加深加寬，形成溝底窄溝頂寬的“V”形谷。同主溝相同，溝底被松散的洪積砂礫石、卵礫石覆蓋，邊坡巖性為半膠結(jié)圓礫構(gòu)成，表層覆蓋一層沖洪積角礫及粉土。由于溝谷邊坡陡直，多處崩塌，形成豐富的松散堆積物，增大泥石流物源，匯集主溝增大了泥石流規(guī)模。

中下游泥石流主要形成—流通區(qū)西側(cè)支溝發(fā)源于南部山前河谷階地二級階地面，流程較短，延伸600m后匯入主溝，主要由河谷二級階地面數(shù)條階面流形成的沖溝交匯形成，溝底寬5～15m，溝頂寬50～100m，深10～30m，斷面為“V”形谷。同主溝相同，溝底為松散的洪積砂礫石、卵礫石，邊坡巖性為半膠結(jié)圓礫構(gòu)成，表層覆蓋一層沖洪積角礫及粉土。由于溝谷邊坡陡直，多處崩塌，形成豐富的松散堆積物，增大泥石流物源，匯集主溝增大了泥石流規(guī)模。

3.2 堆積區(qū)

堆積區(qū)位于奎屯河現(xiàn)代河床，海拔在970～960m之間，溝谷出口呈喇叭口狀向西北開口，逐漸變寬，縱坡逐漸變緩，流體動能不斷消耗、分散減弱后在出溝口段形成扇形堆積，堆積于奎屯河現(xiàn)代河床內(nèi)，對河床和河床東側(cè)的團結(jié)干渠形成嚴重影響和破壞。

由于人工清理，溝口洪積扇大部分已被清除，根據(jù)對殘留的扇形地的調(diào)查及訪問，洪積扇軸長80m，洪積扇最大寬度 150m，軸向 120°，擴散角 60°，面積為3350m2,相對高差約10m，比降約250‰;洪積物體積約10050m3。從洪積扇中部地層剖面上可看出，泥石流最大一次淤積變幅厚度為1.8m，其形成的堆積物體積約3000m3；最近一次淤積變幅厚度為1.5m，相應(yīng)形成的堆積物體積約2500m3。堆積區(qū)堆積物以圓礫為主，一般粒徑5～20mm，最大可達300mm，粗顆粒間主要以中粗砂充填，堆積厚度由上至下逐漸變薄。

4 泥石流危害對象

泥石流溝現(xiàn)狀主要威脅奎屯河谷底團結(jié)干渠和溝口旁的工程施工中的工人、機械、工房以及溝谷中一戶牧民住戶點。2011年7月16日，奎屯河因暴雨影響，團結(jié)渠上游突發(fā)泥石流，造成團結(jié)渠3號涵洞（即4號泥石流溝）以下約7km渠道被埋,致使此段干渠完全報廢，造成直接損失約5000萬元。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險性

根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》DZ0220-2006中泥石流災(zāi)害危害性等級劃分標準，按照勘查區(qū)泥石流溝以往受災(zāi)損失情況，判定該泥石流地質(zhì)災(zāi)害危害性等級為中型。泥石流危害范圍約0.1km2，潛在危害對象威脅奎屯河谷底團結(jié)干渠長約100m和溝口旁的工程施工人員、機械、工房以及溝谷中一戶牧民住戶點直接威脅人數(shù)小于100人，預(yù)計財產(chǎn)約920萬元。根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ0220-2006）中泥石流災(zāi)害潛在危險性等級劃分標準，該泥石流地質(zhì)災(zāi)害潛在危險性等級為小型。

勘查區(qū)泥石流溝在暴雨因素激發(fā)影響下，能夠間歇性發(fā)生中等規(guī)模泥石流，因危害對象主要為干渠的水利設(shè)施一般較小，較少造成重大災(zāi)害和嚴重危害，確定泥石流活動性分級為中級?？辈閰^(qū)泥石流堆積區(qū)呈扇形，軸長約80m，擴散角約60°，總面積約3350m2，堆積區(qū)堆積物以松散砂礫石為主，最大一次堆積量約3000m3，堆積區(qū)規(guī)模較??；泥石流溝補給長度約40%，松散物貯量15000m3/km2，暴雨強度指標R為5.2。根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》泥石流的活動強度判別，4號泥石流溝活動強度為強。

6 防治方案建議

本次防治方案采用以“治”為主，以“防”為輔的原則，在加強勘查區(qū)周邊牧民防范意識及防災(zāi)減災(zāi)能力的同時，通過工程治理，從而達到將泥石流災(zāi)害造成的損失降低至最低?！胺馈敝饕扇⌒麄鹘逃仁侄危爸巍敝饕扇跛畨?、攔砂壩、谷坊壩、導(dǎo)流堤、排導(dǎo)槽及過水涵洞等工程設(shè)施。

7 結(jié)論

奎屯河4號溝位于奎屯河上游，主要發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害類型為泥石流，危害性等級為小型，防治工程等級為二級，泥石流易發(fā)程度為易發(fā)，所產(chǎn)生的危害性大，通過對4號溝的泥石流災(zāi)害防治，將保障奎屯河上游渠首到5號溝之間干渠的安全運行，對推進當?shù)厣鐣?jīng)濟的快速發(fā)展意義重大。

[1] 姜成新，王振山.奎屯河沿線特大型泥石流（4號溝）地質(zhì)災(zāi)害防治項目勘查報告[R].新疆華光地質(zhì)勘察總公司，2013:26-64.

[2] 中華人民共和國國土資源部.DZ/T0220-2006泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范[S].