四川綿竹市飛機(jī)坡溝泥石流災(zāi)害特征

■曾賢薇 陳紅梅 屈春燕 阮文斌

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì) 四川德陽(yáng) 618000）

四川綿竹市飛機(jī)坡溝泥石流災(zāi)害特征

■曾賢薇 陳紅梅 屈春燕 阮文斌

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì) 四川德陽(yáng) 618000）

汶川地震后，地震重災(zāi)區(qū)的溝谷內(nèi)崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象十分發(fā)育，導(dǎo)致泥石流災(zāi)害頻發(fā)，直接影響到災(zāi)后重建和災(zāi)區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文重點(diǎn)分析了飛機(jī)坡溝泥石流的形成條件和災(zāi)害特征，預(yù)估了該泥石流的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)下一步的防治工程提出以攔擋為主的措施建議。

地震災(zāi)區(qū)泥石流形成條件

0 引言

“5.12”地震后，地震重災(zāi)區(qū)的溝谷內(nèi)崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象十分發(fā)育，導(dǎo)致泥石流災(zāi)害頻發(fā)，綿竹市天池鄉(xiāng)楠木溝村飛機(jī)坡溝在震后的雨季多次發(fā)生泥石流災(zāi)害，其中尤以2010年“8.13”規(guī)模和造成的災(zāi)情最大，泥石流堵斷楠木溝，形成堰塞湖，所幸未造成人員傷亡。

目前，溝內(nèi)松散固體物源仍豐富，根據(jù)對(duì)近年泥石流發(fā)生時(shí)降雨量的調(diào)查，飛機(jī)坡溝泥石流激發(fā)雨強(qiáng)較震前山區(qū)泥石流激發(fā)雨強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)值有所降低，而飛機(jī)坡溝所在天池鄉(xiāng)屬九頂山多雨區(qū)，是暴雨常出現(xiàn)的地區(qū)之一，一旦達(dá)到泥石流激發(fā)雨強(qiáng)時(shí)，泥石流災(zāi)害仍然會(huì)繼續(xù)發(fā)生，泥石流易發(fā)程度為易發(fā)，且泥石流規(guī)模與降雨量多成正比關(guān)系。

本文旨在研究飛機(jī)坡溝泥石流的基本特征和形成條件，并提出相應(yīng)的治理對(duì)策建議，為地震重災(zāi)區(qū)諸多類似的泥石流研究做出貢獻(xiàn)。

1 泥石流形成條件

1.1 地形地貌及溝道條件

飛機(jī)坡溝溝域形態(tài)為矩形，溝域形態(tài)分布較為對(duì)稱。溝域縱向長(zhǎng)度2.5km，平均寬度1.8km，溝域面積4.57km2。溝域最高點(diǎn)位于流域北側(cè)，高程1700m，溝口與楠木溝交匯處高程為900m，相對(duì)高差800m。飛機(jī)坡溝主溝溝源高程1440m，主溝相對(duì)高差540m，主溝長(zhǎng)度2.2km，溝谷平均縱坡降245‰。

溝域內(nèi)山高坡陡，平均坡度在35°以上，溝谷縱坡較大，特別是主溝上游段及各支溝縱坡多在300‰以上，有利于降雨的匯集，根據(jù)不同地段坡度、植被情況、斜坡結(jié)構(gòu)特征等的差異，降雨的徑流系數(shù)一般在0.2～0.3左右，為泥石流水源的匯流集中提供了基礎(chǔ)。

同時(shí)，由于地形陡峻，為崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育提供了有利條件，特別是5.12地震后，區(qū)內(nèi)新增大量的崩滑現(xiàn)象，為泥石流增加了松散固體物源，且溝谷縱坡較大，也為松散固體物質(zhì)的搬運(yùn)和參與泥石流活動(dòng)提供了有利的地形條件。

飛機(jī)坡溝泥石流沒(méi)有典型的流通區(qū)，溝域主要為形成區(qū)和堆積區(qū)組成，堆積區(qū)主要分布于溝口扇形地區(qū)，其余地段為形成區(qū)。形成區(qū)主溝及各支溝兩岸斜坡變形及崩滑現(xiàn)象均比較發(fā)育，主溝和支溝溝岸及溝源常有崩滑現(xiàn)象發(fā)育，溝道堆積物源也非常豐富，屬泥石流的物源區(qū)。

1.2 物源條件

飛機(jī)坡溝泥石流松散固體物源較豐富，且物源分布較為分散，主要分布于飛機(jī)坡溝中游和上游及上廠溝、中廠溝兩支溝上游。本次勘查共調(diào)查物源點(diǎn)20個(gè)，物源類型主要包括崩塌堆積物源、滑坡堆積物源、溝道堆積物源和坡面侵蝕物源等四類。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)計(jì)算的結(jié)果，溝域內(nèi)共計(jì)有松散固體物源量60.81× 104m3，可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量為13.31×104m3。

其中大部分崩塌、滑坡堆積物源主要為5.12地震后新增物源量，也有一部分崩塌、滑坡堆積物源在2013年“7.9”特大洪災(zāi)中新近形成，而溝道堆積物源主要為2010年“8.13”泥石流發(fā)生后形成，這些均屬于新增儲(chǔ)量，可見(jiàn)，溝域內(nèi)新增物源量，特別是動(dòng)儲(chǔ)量所占比例大，泥石流危險(xiǎn)性也相應(yīng)大大提高。

1.3 水源條件

飛機(jī)坡溝泥石流的水源主要來(lái)源于大氣降水。由于泥石流均發(fā)生于雨季，春節(jié)冰雪融水一般不會(huì)成為引發(fā)泥石流的水源，此外，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(méi)有水庫(kù)、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。

如第1章所述，該區(qū)地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，處于綿遠(yuǎn)河流域的暴雨集中區(qū)，多年平均降雨1086.4mm，最大降雨量1421.4mm，根據(jù)《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》所附暴雨量等值線圖，根據(jù)變異系數(shù)，查皮爾遜Ⅲ型曲線得到不同頻率下模比系數(shù)并求得不同頻率下的雨強(qiáng)值。

根據(jù)《泥石流防治工程勘查規(guī)范》表B.1，四川可能發(fā)生泥石流的H24（D）、H1（D）、H1/6（D）的界限值分別為60mm、20mm、10mm。而勘查區(qū)在 P=10%的條件下，1/6h、1h、24h雨強(qiáng)可分別達(dá)到19.76mm、81.76mm、185.9mm、283.5mm，完全具備引發(fā)泥石流災(zāi)害的降雨條件。根據(jù)計(jì)算流域暴雨匯流時(shí)間在1.0小時(shí)左右，主要匯水區(qū)地形呈盆地狀，有利于降水的集中匯集和徑流，加之由于地震后，飛機(jī)坡溝溝道內(nèi)松散物源量極為豐富，其激發(fā)雨量還可能更低。

2 泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情、危害性分析

2.1 泥石流災(zāi)害史及災(zāi)情

“5.12”地震前，飛機(jī)坡溝從未發(fā)生泥石流，“5.12”地震后，飛機(jī)坡溝分別在10年、11年、13年主支溝先后3次發(fā)生較大規(guī)模泥石流，泥石流均為暴雨洪水誘發(fā)，主溝泥石流性質(zhì)為粘性泥石流，規(guī)模為小～中型。飛機(jī)坡溝泥石流多次堵斷主溝楠木溝，形成堰塞湖，所幸未造成人員傷亡。

2010年的8月13日，是飛機(jī)坡溝首次發(fā)生泥石流災(zāi)害，當(dāng)日飛機(jī)坡溝流域普降暴雨，雨強(qiáng)大且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，引發(fā)飛機(jī)坡溝大規(guī)模泥石流災(zāi)害，溝域內(nèi)上廠溝和中廠溝等多條支溝同時(shí)爆發(fā)泥石流災(zāi)害，大量的洪水夾泥石從溝道中傾瀉而出，堵斷了主河楠木溝，同時(shí)主溝楠木溝也發(fā)生了泥石流災(zāi)害，由于飛機(jī)坡溝口的堵塞，楠木溝泥石流因排泄不暢而涌上左岸，淹沒(méi)了楠木溝村口的道路，所幸未危害到村內(nèi)的房屋。

2011年7月4日，飛機(jī)坡溝又再次爆發(fā)了泥石流災(zāi)害，但是規(guī)模較前次較小。2013年7月9日，四川遭遇百年一遇的暴雨，多地出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)的洪澇災(zāi)害，沖毀大量的道路和橋梁，而飛機(jī)坡溝的泥石流災(zāi)害規(guī)模更勝2010年的”8.13”，但是由于地震后溝域內(nèi)的植被恢復(fù)，部分滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害體趨于穩(wěn)定，此次泥石流災(zāi)害轉(zhuǎn)化成稀性甚至是高夾沙洪水，溝道未見(jiàn)泥石流堆積物的淤高，溝口的大量泥石流堆積物被沖入主河楠木溝。

幸運(yùn)的是，上述三次泥石流災(zāi)害均未造成人員傷亡。

2.2 泥石流堵潰楠木溝的可能性分析

飛機(jī)坡溝泥石流堵塞楠木溝的可能性主要取決于飛機(jī)坡溝與楠木溝交匯處的走向關(guān)系、主河的河形及侵蝕強(qiáng)度，主河寬度、縱比降、主溝流量、流速和輸沙能力等特征，泥石流流體重度和物質(zhì)成分特征，泥石流流速、流量等運(yùn)動(dòng)學(xué)特征等因素。

楠木溝溝谷深切，溝床寬度一般在50-80m左右，河床平均坡降108‰，由于缺乏水文監(jiān)測(cè)資料，僅實(shí)測(cè)2013年7月（豐水期）流量15m3/s左右，據(jù)訪問(wèn)最高可達(dá)100-200m3/s，汛期主要為降水不給，枯季為融雪和地下水補(bǔ)給，流量受降水量影響較大。楠木溝在飛機(jī)坡溝口一帶為寬谷段，河水流速相對(duì)較緩，河流以堆積為主，侵蝕作用較弱，總體攜沙能力較弱。

受5.12地震的影響，楠木溝及其支溝兩岸發(fā)生嚴(yán)重的崩塌滑坡。這些滑坡崩塌的堆積物為楠木溝提供了大量的松散物質(zhì)，這些松散物質(zhì)遠(yuǎn)大于楠木溝的攜砂能力，致使楠木溝全溝段泥石流淤積嚴(yán)重。

而飛機(jī)坡溝溝域面積較大，且地形陡峻，有利于地表大氣降水的匯聚；而飛機(jī)坡溝主溝泥石流物源以溝道堆積物源為主，較為豐富。根據(jù)泥石流流量的計(jì)算，在五十年一遇的暴雨?duì)顩r下，飛機(jī)坡溝溝口泥石流流量達(dá)430.86m3/s，而主河楠木溝根據(jù)其流域面積估計(jì)，最大泥石流流量約1100 m3/s，僅為飛機(jī)坡溝溝口泥石流最大流量的2.5倍，且匯合口飛機(jī)坡溝流向與主河呈迎向相交，成為飛機(jī)坡溝泥石流排不利因素。

綜上所述，飛機(jī)坡溝泥石流堵斷主河楠木溝的可能性較大。據(jù)了解，在近期發(fā)生的泥石流災(zāi)害中，出現(xiàn)了泥石流堵斷主河的現(xiàn)象，與上述分析的實(shí)際情況也基本相符。

3 防治工程方案建議

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘對(duì)泥石流體的基本認(rèn)識(shí)，飛機(jī)坡溝泥石流誘發(fā)因素為季節(jié)性暴雨作用下的短時(shí)洪流所激發(fā)形成，主要物源（崩塌物質(zhì)）呈帶狀分布，其泥石流運(yùn)動(dòng)具有歷時(shí)較短、單次流量較大的特點(diǎn)，綜上述，在實(shí)施泥石流防治時(shí)，宜采用以攔為主，攔排結(jié)合的治理思路。

通過(guò)調(diào)查，飛機(jī)坡泥石流物源（流通）區(qū)流路較長(zhǎng)，溝道狹窄，沿溝兩側(cè)亦分布有多處崩塌體和溝床堆積物，崩塌體主要以碎塊石為主，溝床堆積物結(jié)構(gòu)松散，以粉土夾碎石為主，為減小形成較大規(guī)模泥石流的可能，根據(jù)物源的分布情況和工程地質(zhì)條件，溝口房屋密集不滿足修建停淤場(chǎng)的條件，而主河楠木溝攜砂能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，不具備修建排導(dǎo)工程條件，故初步設(shè)計(jì)在主溝下游選取合適位置布設(shè)攔砂壩進(jìn)行攔擋。

[1]蔣忠信震后泥石流治理工程設(shè)計(jì)概要 [M]成都：西南交通大學(xué)出版社，2014：44-45.

[2]張卓元等工程地質(zhì)分析原理 [M]北京：地質(zhì)出版社，1994：304-317.

[3]康志成等中國(guó)泥石流研究 [M]北京：科學(xué)出版社，2004：111-114.

[4]中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 泥石流研究與防治 [M]成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-332-2