易縣良崗鎮(zhèn)五間房村中型泥石流形成機(jī)理

董加強(qiáng)　劉普峰　李雷

[摘要]易縣良崗鎮(zhèn)五間房村中型泥石流溝歷史上曾發(fā)生過泥石流災(zāi)害，給當(dāng)?shù)鼐用裨斐闪撕艽蟮奈：蛽p失。本文主要以易縣良崗五間房村泥石流的形成機(jī)理分析，進(jìn)行泥石流災(zāi)害治理工作的實(shí)施探討。

[關(guān)鍵詞]泥石流 形成機(jī)理

[中圖分類號] P694 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-93-1

五間房村泥石流溝泥石流危險(xiǎn)區(qū)范圍主要為沿溝兩岸預(yù)測最高泥位線以下區(qū)域，據(jù)此確定的泥石流危險(xiǎn)區(qū)范圍詳見危險(xiǎn)區(qū)域分區(qū)圖，泥石流危險(xiǎn)區(qū)面積為0.1km2。

根據(jù)確定的泥石流危險(xiǎn)區(qū)范圍，直接受泥石流威脅的為五間房村居民30戶，120人及部分耕地等，五間房村中型泥石流目前潛在危害程度屬中型，查清泥石流的成因機(jī)理并進(jìn)行治理是必要而緊迫的。

1泥石流形成條件分析

1.1地形地貌及溝道條件

五間房村中型泥石流溝主溝長1.76km，溝域面積0.45km2，溝槽平均縱比降在160‰左右。流域內(nèi)主溝上游發(fā)育有支溝，中下游坡面支溝規(guī)模較小，上游支溝規(guī)模較大，支溝多呈“V”型。較大的支溝主要為小北灣溝和窯坡溝，兩支溝依次排列在主溝的東側(cè)，主溝和兩支溝在溝源形成“三叉戟”形狀。五間房溝泥石流由形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)組成，其中五間房村以北至溝源為形成區(qū)，五間房村泥石流過村段為流通區(qū)，堆積區(qū)主要分布于五間房村以南至下游小河之間。

1.2物源條件

五間房村泥石流松散固體物源較豐富，物源類型主要包括溝道堆積物源、滑坡物源和坡面侵蝕物源等三種。溝道堆積物源總量為20.6×104m3，可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲量為3.0×104m3；滑坡物源總量0.7×104m3，能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲量為0.7×104m3；坡面侵蝕物源源總量為3.0×104m3，可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲量為0.6×104m3。共計(jì)有松散固體物源量24.3×104m3，根據(jù)松散固體物源的沖溝發(fā)育程度和溝道的下切深度，確定可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲量為4.3×104m3。

1.3水源條件

五間房村泥石流溝的水源主要來源于大氣降水。由于泥石流均發(fā)生于雨季，溝域內(nèi)地下水不豐富，不構(gòu)成引發(fā)泥石流的主要水源，溝域內(nèi)沒有水庫、湖泊等集中的地表水體，因此暴雨形成的地表徑流是引發(fā)泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激發(fā)因素。該區(qū)地處中緯度地帶，處于暖溫帶半濕潤半干旱氣候區(qū)，多年平均降雨568mm，年（1994年）最大降雨量888.7mm，據(jù)易縣氣象局監(jiān)測資料，易縣的1/6h、1h、24h多年最大暴雨量平均值分別為20.3mm、31.9mm、130mm，完全具備引發(fā)泥石流災(zāi)害的降雨條件。且溝域呈近似矩形，溝域面積0.45km2，支溝較發(fā)育，呈樹枝狀排列，溝谷上游及各支溝縱坡很大，有利于地表降水的徑流和匯集，這些因素為五間房村泥石流溝泥石流的形成提供了有利的水源條件。

2泥石流基本特征

2.1泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情、危害性分析

通過收集以往資料、現(xiàn)場踏勘和調(diào)查訪問，五間房村中型泥石流溝曾于1989年8月，在溝上游發(fā)生滑坡，下滑物在溝谷形成壟壩堵塞河水下泄達(dá)數(shù)十分鐘，潰決后，累積的大量泥水混合物向下快速移動(dòng)中又帶動(dòng)中、下游溝谷底部和兩側(cè)松散物形成泥石流。該次泥石流毀壞房屋20間，毀壞耕地100畝，死亡牲畜10頭。五間房村泥石流溝泥石流危險(xiǎn)區(qū)范圍主要為沿溝兩岸預(yù)測最高泥位線以下區(qū)域，據(jù)此確定的泥石流危險(xiǎn)區(qū)范圍面積為0.1km2。直接受泥石流威脅的為五間房村居民30戶，120人及部分耕地等，五間房村中型泥石流目前潛在危害程度屬中型。

2.2泥石流各區(qū)段沖淤特征

形成區(qū)的沖淤特征視不同溝段和主、支溝條件的差異而表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，其沖淤現(xiàn)象也會出現(xiàn)一定的差異，總體上看，主溝和支溝沖淤特征表現(xiàn)為以沖為主的特點(diǎn)。流通區(qū)位于五間房村泥石流過村段，該段長0.55km，上部0.43km現(xiàn)為既有排導(dǎo)槽，寬度平均在5.5m左右，深度在0.5-2.5之間，為干砌石結(jié)構(gòu)；下部0.12km為自然排泄通道。流通區(qū)全段縱比降約為42‰，地形起伏較較小，由于過流斷面相對平整，且較窄，所以泥石流在流通區(qū)流速較快，沖於特征表現(xiàn)為以沖為主。堆積區(qū)位于五間房村南側(cè)至下游小河之間，海拔266-267m，縱比降約為24‰，地形平緩，且泥石流的過流斷面增大，流速放緩；且據(jù)調(diào)查該區(qū)已形成面積約0.006km2沖積扇，軸長0.04km，前緣寬0.15km，擴(kuò)散角約45°，以上表明該區(qū)主要沖於特征以於（堆積）為主。

2.3泥石流堆積物特征

通過對堆積物不同位置顆粒級配試驗(yàn)，泥石流的顆粒級配關(guān)系反應(yīng)了該段的水動(dòng)力條件和沖淤特征，與野外調(diào)查的情況基本相符，所有試驗(yàn)成果均反應(yīng)出五間房村泥石流上次發(fā)生泥石流時(shí)水源較豐富，水動(dòng)力條件較大，正是在此水動(dòng)力條件下，細(xì)小顆粒出了溝口大部分被洪水帶走，導(dǎo)致堆積扇由頂部到邊緣粒徑逐漸變小。

2.4泥石流發(fā)生頻率和規(guī)模

根據(jù)以往五間房村泥石流溝泥石流的災(zāi)害史，該泥石流為極低頻-低頻泥石流，但隨著植被等生態(tài)環(huán)境的惡化因此，其發(fā)生頻率可能加密。根據(jù)1989年雨季五間房村泥石流溝泥石流的情況，該泥石流一次沖出量為0.8×104m3，一次固體物質(zhì)沖出量為0.33×104m3，溝口泥石流峰值流量為66.26m3/s，因此，泥石流規(guī)模等級為中型。

3泥石流的成因機(jī)制和引發(fā)因素

五間房村泥石流溝屬暴雨溝谷型泥石流。首先，五間房村泥石流溝各支溝泥石流主要為暴雨作用下，大量匯集于溝道，匯流過程中將坡面松散泥沙及坡面的各類松散堆積物源攜帶進(jìn)入溝道，并順溝而下，通過溝道揭底沖刷卷動(dòng)溝道內(nèi)的松散堆積物源，并將兩側(cè)溝岸松散固體物質(zhì)帶走，以滾雪球的方式向下游運(yùn)動(dòng)，從而暴發(fā)泥石流災(zāi)害。在暴雨作用下，各支溝的匯流大部分進(jìn)入主溝，因而，主溝的水流量遠(yuǎn)大于支溝，而支溝泥石流的固體物質(zhì)則部分停積于溝口平緩開闊地段，部分匯入主溝，因而支溝泥石流往往在匯入主溝后被大大稀釋，其重度降低，而流量則從上游向下游逐步增大，沖刷能力增強(qiáng)，并將主溝兩岸及溝底的松散固體物質(zhì)帶向下游，因此，主溝主要為稀性泥石流或高夾沙洪水。在泥石流形成過程中，溝域上游地形較陡，溝谷縱坡大為水源和泥沙的匯聚提供了有利的地形地貌條件，溝道堆積物為泥石流的發(fā)生提供了豐富的松散固體物源，而暴雨則是泥石流形成的主要引發(fā)因素。由于溝谷流域面積較小，上游地形較陡，易于匯水，水源豐富，泥石流類型主要為稀性泥石流。泥石流規(guī)模主要與溝域內(nèi)松散固體物源的累計(jì)和動(dòng)態(tài)變化情況及與引發(fā)泥石流的暴雨情況相關(guān)，當(dāng)溝域內(nèi)松散固體物源累積較多，且遇到集中暴雨時(shí)，往往就會發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。1989年泥石流后，溝域內(nèi)大部分可參與泥石流的固體物源被泥石流帶走，經(jīng)過25年，溝域內(nèi)固體物源再次累積，如遭遇了可激發(fā)泥石流的暴雨，將可能再次發(fā)生泥石流災(zāi)害。