四川康定縣木洼溝泥石流成因機(jī)制及防治

吳昆林

(四川省冶金地質(zhì)勘查局六〇五大隊(duì)，四川彭山 620860)

0 引言

木洼溝泥石流位于康定縣捧塔鄉(xiāng)，為金湯河右岸的一條小支流，屬暴雨溝谷型泥石流，流域面積20.7 km2，溝長7.86 km，平均坡降298‰，有泥石流災(zāi)害史，歷史上曾多次成災(zāi)，近年來分別于2012年7月9日、2014年7月2日、2014年7月12日爆發(fā)災(zāi)害性泥石流。2012年7月9日，木洼溝爆發(fā)大規(guī)模泥石流，泥石流在堆積區(qū)多處堵斷溝道，淤埋兩岸大量農(nóng)房、耕地，淤埋面積約92 000 m2，總沖出固體物質(zhì)約6.5×104m3，進(jìn)入金湯河(大渡河一級支流)后堵斷金湯河，總摧毀或淤埋小型水電站1 座、民房23 棟、100 多頭豬，所幸監(jiān)測預(yù)警及時，人員全部疏散到安全區(qū)域，未造成人員傷亡，該次泥石流直接經(jīng)濟(jì)損失約8 000 萬元［1］。

木洼溝泥石流流域位于金湯弧形滑脫一推覆帶核心部位，地質(zhì)構(gòu)造活動強(qiáng)烈，近年受蘆山“4·20”地震以及康定“11·22”地震的影響，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，溝內(nèi)滑坡、崩塌發(fā)育，形成大量松散堆積體，物源豐富，目前溝道內(nèi)有泥石流固體物源總靜儲量為85.03×104m3，動儲量約為28.45×104m3。木洼溝溝道縱坡較大，地形陡峻，有利于降雨匯流、松散固體物質(zhì)的攜帶。根據(jù)木洼溝泥石流特征，在一定的暴雨強(qiáng)度作用下其具有再次發(fā)生大規(guī)模泥石流災(zāi)害的可能性，威脅木洼溝下游居民的生命以及財(cái)產(chǎn)安全。

1 泥石流形成機(jī)制

木洼溝泥石流的形成與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形特征、水文地質(zhì)條件、降雨特征、斜坡結(jié)構(gòu)類型及人類活動等因素緊密相關(guān)［2，3］，下面從地質(zhì)環(huán)境、流域特征、固體松散物源和降雨條件、物源起動方式五方面論述該泥石流溝的形成機(jī)制。

1.1 地質(zhì)環(huán)境

木洼溝泥石流流域地處康定縣構(gòu)造處于巨型青藏滇緬印尼“歹”字形構(gòu)造體系中部與龍門山北東向構(gòu)造帶結(jié)合部、金湯弧形滑脫一推覆帶核心部位，構(gòu)造形跡較為繁雜，構(gòu)造復(fù)雜，一條沖斷裂層斷裂帶從木洼溝流域內(nèi)經(jīng)過。該區(qū)域地殼以大面積間歇性整體抬升為特征，受構(gòu)造活動影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，在坡腳處形成大量崩坡積堆體，崩塌、滑坡發(fā)育，為泥石流提供了大量的松散固體物源。

木洼溝構(gòu)造復(fù)雜，活動斷裂發(fā)育，處于鮮水河、龍門山及安寧河地震帶交匯部位，康定縣地震活動尤其強(qiáng)烈頻繁，地震基本烈度達(dá)9 度。近年來，受蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震活動影響，造成巖體破壞、松動和滑坡形成，木洼溝泥石流流域內(nèi)溝內(nèi)物源劇增，為泥石流的形成提供了極為有利的物源條件。

木洼溝流域內(nèi)出露的地層主要為三疊系上統(tǒng)侏倭組灰色薄～厚層變質(zhì)石英粉～細(xì)砂巖及第四系冰水堆積、坡洪積、滑坡堆積(崩坡)、沖洪積物。由于構(gòu)造作用影響強(qiáng)烈，導(dǎo)致巖層破碎，極易產(chǎn)生滑坡和泥石流。

總體上木洼溝地質(zhì)、構(gòu)造復(fù)雜，受地震、構(gòu)造活動的影響，松散固體物源豐富，為泥石流的發(fā)生提供豐富的物源。

1.2 地形條件

木洼溝泥石流流域地貌上屬深切割高山峽谷區(qū)，為青藏高原急劇隆起抬升，大河切割所致，地形地貌特征主要為山高、坡陡、谷深。木洼溝溝谷切割較深。植被以矮灌木叢為主，覆蓋率約60%。流域內(nèi)局部基巖裸露，崩塌較發(fā)育，坡腳覆蓋層較厚，溝道兩岸沿程滑坡發(fā)育。主溝道長7.86 km，溝道最高高程4 340 m，最低高程2 110 m，高差達(dá)2 200 m，溝床縱坡降達(dá)292‰，兩岸溝坡坡度25°～35°，有利于流域降雨匯流，為泥石流起動提供了有利的地形條件。

木洼溝泥石流主溝較長，溝槽彎曲，溝床斷面寬窄不均，多跌坎和卡口，主支溝交匯角較大，形成區(qū)集中，加之兩岸滑坡發(fā)育，失穩(wěn)下滑易在溝道中形成堵塞，形成堵潰決，為泥石流的形成和起動提供有利的地形條件。在康定縣“11·22”地震后，在主溝內(nèi)目前存在兩個較大的堵塞體，一個是洪流口滑坡，滑體總方量72×104m3，堰塞體總方量為15.2×104m3;另一個堵塞體位于高程3 250 m 的支溝溝口，支溝內(nèi)梭梭巖滑坡影響，溝內(nèi)松散物源豐富，支溝與主溝交匯角較大，支溝溝床坡度較陡，主溝溝床坡度較緩，兩者差異性較大，受降雨和流水搬運(yùn)，極易在主、支溝交匯口堆積，形成堰塞體，目前溝口段溝床堆積10.5×104m3。木洼溝的溝道特征極易形成“堵潰決型泥石流”，在一定的強(qiáng)降雨和溝道洪水作用下，極易形成規(guī)模巨大的災(zāi)害性泥石流。

1.3 物源條件

木洼溝泥石流流域內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造活動強(qiáng)烈，均屬于蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震影響區(qū)，近年來受極端氣候影響，區(qū)域多連續(xù)暴雨、強(qiáng)降雨，溝內(nèi)崩塌滑坡發(fā)育，物源豐富。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，木洼溝泥石流固體物源補(bǔ)給以滑坡、崩塌為主，兼有坡面、沖溝侵蝕、溝床物質(zhì)再起動，主要集中在流域的高程2 500 m～3 700 m 溝段，共有滑坡13 個、崩塌4 個、規(guī)模較大的溝床堆積體4 個，泥石流固體物源總儲量約459.53×104m3、動儲量109.03×104m3，其可移動性強(qiáng)，在一定條件下可形成規(guī)模較大的泥石流災(zāi)害。

1.4 降雨條件

康定縣處于青藏高原亞濕潤氣候區(qū)，降雨分布極不均勻，主要集中在雨季6月～9月，多年平均降雨量803.4 mm，多集中在5月～9月，占全年的60%～85%，多暴雨和連綿雨，最大日降雨量達(dá)65.9 mm，最長連綿雨長達(dá)58 d，雨量達(dá)542.9 mm，日最大降雨量66.8 mm，1 h 最大暴雨雨強(qiáng)35.6 mm，10 min 最大暴雨雨強(qiáng)15.75 mm，雨季平均天數(shù)160 d。木洼溝地處金湯河右岸，溝內(nèi)有長流水，地勢陡峻，地形起伏較大，屬典型的河谷氣候，常出現(xiàn)高強(qiáng)度、長歷時暴雨，這是泥石流形成的水源條件和激發(fā)因素。

1.5 泥石流起動分析

綜合木洼溝泥石流流域內(nèi)各類物源的共同特征，結(jié)合區(qū)內(nèi)泥石流形成的地形地貌及溝道條件、水力條件等因素，可將木洼溝泥石流物源的轉(zhuǎn)化與補(bǔ)給方式分為以下4 種情況:

1)岸坡崩滑補(bǔ)給。

在植被較好、坡度較陡的斜坡面上，受長歷時、強(qiáng)降雨的作用下，覆蓋層極易達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)，在自身重力和動水壓力作用下，失穩(wěn)起動形成滑坡，進(jìn)入溝道中參與泥石流活動;在巖體結(jié)構(gòu)面較發(fā)育的陡峭斜坡部位，在振動、降雨或凍脹作用下容易發(fā)生崩塌，形成物源參與泥石流活動。根據(jù)現(xiàn)場詳細(xì)調(diào)查，流域內(nèi)發(fā)育的滑坡、崩塌均屬于該類型崩滑補(bǔ)給，共有13 個滑坡體、4 個崩塌體，是泥石流物源補(bǔ)給的重要方式。

2)溝床物質(zhì)再起動補(bǔ)給。

溝床內(nèi)早期泥石流堆積物及靠近主溝兩側(cè)的松散堆積物，受到溝心水流的長期侵蝕切割作用，易在局部形成垮塌，尤其在泥石流作用下，隨短時徑流量的增加，侵蝕能力增強(qiáng)，沖刷溝床中的松散堆積物，使得這些松散固體物質(zhì)被裹挾補(bǔ)充泥石流物質(zhì)來源，也是泥石流物源補(bǔ)給的重要方式。

3)地表徑流侵蝕補(bǔ)給。

木洼溝溝域內(nèi)農(nóng)業(yè)耕種、森林砍伐較為嚴(yán)重，造成局部植被遭到嚴(yán)重破壞，其受到地表徑流侵蝕較為嚴(yán)重;此類堆積物極為松散，受地表徑流沖刷或垮塌參與補(bǔ)充泥石流固體物質(zhì)的可能性大，可成為動儲量的參與量大，是木洼溝泥石流固體物質(zhì)的主要補(bǔ)給源。

4)堵塞體潰決起動。

木洼溝泥石流主溝較長，溝槽彎曲，溝床斷面寬窄不均，多跌坎和卡口，主支溝交匯角較大，溝內(nèi)多處堵塞，在降雨過程中，洪水極易形成堰塞湖，堰塞體蓄能潰決，形成規(guī)模較大的泥石流。

2 泥石流發(fā)展趨勢

木洼溝泥石流受蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震影響，溝內(nèi)巖體破碎、坡體松動，溝內(nèi)松散固體物源劇增，加之近年來極端降雨頻發(fā)，新增10 個滑坡，溝道堵塞嚴(yán)重，在一定的降雨作用下極易形成泥石流。受地震影響，溝道內(nèi)新增物源較多，在近10年內(nèi)將是泥石流活動高發(fā)區(qū)［4］，因此如果不加以治理，在強(qiáng)降雨、人類活動及強(qiáng)震各因素的作用下，泥石流發(fā)生的頻率與規(guī)模也將會呈現(xiàn)遞增趨勢。

3 防治措施

根據(jù)木洼溝泥石流的物源、地形、降雨、威脅對象等特征，擬采用工程治理措施與泥石流監(jiān)測預(yù)警相結(jié)合的綜合防治方針。

3.1 工程治理措施

木洼溝泥石流物源為位于高程2 500 m～3 700 m 溝段的滑坡、崩塌以及溝床堆積物質(zhì)，物源豐富，溝口堆積區(qū)上為木洼村、楊林村、三家寨村三個村，入河口金湯河上為一小水電站。該段金湯河溝床縱坡較小，河流搬運(yùn)攜帶能力弱，溝內(nèi)地形陡峻、山高路遠(yuǎn)，施工困難，決定了應(yīng)控制泥石流下泄量，采用以攔為主，固源和排導(dǎo)為輔的綜合治理措施;中、上主支溝岸坡坡度、溝道縱坡均較陡，交通極其不方便，施工困難，工程措施不適用;物源區(qū)下游區(qū)有三處地形有設(shè)壩條件，庫容較大，故設(shè)置3 座攔渣壩，按照攔截2 次20年一遇暴雨的泥石流沖出量設(shè)計(jì);針對堆積區(qū)溝道特征及溝道兩側(cè)威脅對象分布特征，針對性地設(shè)置防護(hù)堤，并根據(jù)下游溝道特征、社會、經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀及其發(fā)展需求，進(jìn)行相應(yīng)的生物、生態(tài)調(diào)控措施和產(chǎn)業(yè)配置，營造穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性、可持續(xù)發(fā)展環(huán)境，實(shí)現(xiàn)泥石流災(zāi)害治理的長期目標(biāo)。

3.2 防災(zāi)監(jiān)測預(yù)警

2012年7月9日木洼溝特大泥石流正是因?yàn)樵撃嗍鳒系谋O(jiān)測員工作盡責(zé)，及時進(jìn)行了泥石流災(zāi)害的預(yù)警，組織人員疏散，在特大型泥石流作用下，未造成人員傷亡，挽救了人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)木洼溝泥石流物源豐富，溝道堵塞嚴(yán)重，多處存在堰塞體，易形成潰決型泥石流，瞬時流量變化幅度較大［5］，下游治理工程極易失效，因此應(yīng)加強(qiáng)泥石流的長期監(jiān)測預(yù)警、群策群防工作。

1)建立和健全管理體系和防災(zāi)權(quán)力機(jī)構(gòu)以及群策群防網(wǎng);

2)加強(qiáng)災(zāi)害防災(zāi)避災(zāi)宣傳教育、設(shè)立防災(zāi)標(biāo)志，統(tǒng)一預(yù)警信息;

3)建立泥石流監(jiān)測員管理制度，選用責(zé)任心強(qiáng)的村民為泥石流監(jiān)測員，每年雨季進(jìn)行泥石流監(jiān)測預(yù)警。

4 結(jié)論及建議

1)木洼溝泥石流流域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、地形陡峻、物源豐富、多持續(xù)和強(qiáng)降雨，受蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震影響，2014年持續(xù)、強(qiáng)降雨影響，溝內(nèi)產(chǎn)生了新的崩塌和滑坡，老滑坡復(fù)活，為泥石流提供了大量的固體物源，溝道縱坡較大、溝槽堵塞嚴(yán)重，具有形成泥石流的地形、物源、降雨等重要條件，具有再一次暴發(fā)大規(guī)模泥石流的可能性。

2)根據(jù)木洼溝泥石流溝谷特點(diǎn)，流域內(nèi)采取土木工程“硬防治”措施與群策群防、監(jiān)測預(yù)警的“軟防治”措施進(jìn)行綜合治理。土木工程措施主要為:在主溝下游采用攔截和單側(cè)護(hù)堤措施。軟防治措施是根據(jù)木洼溝泥石流物源豐富，溝道堵塞嚴(yán)重，易形成潰決型泥石流，泥石流瞬時流量變化幅度較大，下游“硬防治”工程極易失效成災(zāi)，應(yīng)建立長期的泥石流監(jiān)測、群策群防制度，減少、減輕泥石流災(zāi)害損失。

［1］宋志勇，楊 琦.科學(xué)預(yù)警1455 人成功避險——康定縣抗擊大型泥石流災(zāi)害和特大洪災(zāi)側(cè)記［N］.四川經(jīng)濟(jì)日報(bào)，2012-07-12.

［2］戴榮堯，劉桃芬，譚炳炎，等.中國鐵路自然災(zāi)害及其防治［M］.北京:中國鐵道出版社，2000:196-295.

［3］譚炳炎.走進(jìn)泥石流［M］.成都:西南交通大學(xué)出版社，2011:66-71.

［4］游 勇，柳金峰，陳興長.蘆山“4·20”地震后寶興縣城打水溝泥石流發(fā)育趨勢及防治方案［J］.山地學(xué)報(bào)，2013，31(4):495-501.

［5］李朝安，胡卸文，李冠奇，等.四川省“8·13”特大泥石流災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與防治原則［J］.水土保持研究，2012，19(2):257-263.