某泥石流成因分析及發(fā)展趨勢預(yù)測

李金洋　蔡佳君

摘 要：該溝于2010年7-8月間發(fā)生過兩次規(guī)模較大的泥石流，損毀房屋十余間，損壞農(nóng)田數(shù)十畝，直接經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)200萬元。在暴雨條件下，該溝具備發(fā)生較大規(guī)模泥石流的可能，直接威脅溝域內(nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全，文章在分析泥石流成因的基礎(chǔ)之上，對泥石流發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，以期對泥石流治理設(shè)計(jì)及預(yù)測評價(jià)提供有力的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：暴雨條件；泥石流成因；發(fā)展趨勢；預(yù)測評價(jià)

引言

該區(qū)泥石流溝發(fā)育，嚴(yán)重威脅著人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。文章基于區(qū)內(nèi)一條典型泥石流溝的地形、徑流水流、物源、人類活動等情況，針對該泥石流形成的基本條件，分析泥石流的成因，進(jìn)而預(yù)測泥石流的發(fā)展趨勢，為研究區(qū)泥石流減災(zāi)防災(zāi)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象、水文

研究區(qū)多年平均氣溫16.2℃，最高39.2℃，最低零下10.7℃，冬季月平均氣溫達(dá)6℃以上，無霜期326天。多年平均降雨量935.2mm，最多達(dá)1081.2mm。根據(jù)《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊》所附暴雨量等值線圖，研究區(qū)流域的1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值分別為12.5mm、35mm、50mm、70mm，變異系數(shù)分別為0.375、0.4、0.4、0.35。

1.2 地形地貌

研究區(qū)屬于溶蝕構(gòu)造中山峽谷地貌。流域發(fā)育一條主溝和一條小支溝，主溝長約2.755km，匯水面積1.93km2，流域形態(tài)近似樹葉狀，西高東低，流域內(nèi)最高海拔約2850m，最低海拔約2100m，相對高差約750m。海拔2470m以上部分溝道平均縱坡降約453.14‰，海拔2470m以下部分溝道平均縱坡比降約為163.77‰，主溝溝道整體平均縱坡比降約270‰。整個流域溝床坡度緩，溝床寬度寬，溝道中下部坡降變小。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)處于著名的川滇經(jīng)向構(gòu)造體系和青藏滇緬印尼巨型“歹”字型構(gòu)造的交接、上并部位，華夏系龍門山構(gòu)造帶南端與金河一箐河構(gòu)造帶南端之殘余部分也影響了本區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。因強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動，褶皺，斷層十分發(fā)育，形成大的背斜和向斜，嶺谷相間的深切峽谷地貌。

1.4 地層巖性

區(qū)內(nèi)主要出露地層巖性有：第四系地層（Q）主要為沖洪積物、崩坡積物、泥石流堆積物及殘坡積物，基巖主要為震旦系上統(tǒng)燈影組（Zwd）白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r。坡體極破碎，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，在水流和自身重力作用下，逐步崩滑到溝底；震旦系下統(tǒng)蘇雄組、開建橋組（Zas-k）：酸性熔巖夾玄武巖、安山玄武巖、安山斑巖、火山碎屑巖為主。

1.5 地震

根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GW18306-2010），區(qū)內(nèi)地震地烈度為Ⅶ度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)抗震為第二組。震活動頻繁，震中主要分布在磨西及雅礱江斷裂帶，據(jù)歷史記載，自1327年至1975年648年間，共發(fā)生2.5級以上的地震近147次，其中5級以上15次，最高震級7.5級。

1.6 水文地質(zhì)條件

受本地區(qū)復(fù)雜地層巖性、地形地貌及構(gòu)造的控制，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件相對較復(fù)雜，根據(jù)地下水的水理性質(zhì)、水力特征及賦存條件可將區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、基巖裂隙水四種類型。

1.7 植被及人類工程活動

本區(qū)內(nèi)森林遭受過度采伐，水土流失比較嚴(yán)重。流域在高程2100m以上為喬木林帶，植被發(fā)育，以落葉喬木和高山灌木叢為主； 覆蓋率大于80 %。高程2100m以下多為耕地、灌木叢和喬木覆蓋，覆蓋率約20%。泥石流堆積扇已改造為階梯狀耕地，分布零星喬木及灌木叢?？傮w來講，人類工程活動對泥石流的形成、發(fā)生影響較小。

2 泥石流成因分析

根據(jù)泥石流現(xiàn)狀，從地形條件、物源條件及水源條件三個方面分析了泥石流成因。

2.1 適宜的地形條件

溝域匯水面積較大，約1.93km2、相對高差較大，約750m，縱向坡降較大；溝谷呈“U”字型谷，溝道兩側(cè)侵蝕較強(qiáng)烈，岸破穩(wěn)定性較差，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育；溝域斜坡坡度較大，斜坡較為順直，有利于坡面物源向溝道匯集。因此具備形成泥石流的地形條件。

2.2 豐富的物源條件

主溝溝道兩側(cè)岸坡上侵蝕、崩塌、滑坡現(xiàn)象較發(fā)育，侵蝕、崩坡積物質(zhì)及滑坡積物質(zhì)大多堆積于溝道旁及溝道內(nèi)，在暴雨洪水沖刷或泥石流攜帶作用下，參與泥石流活動。溝域發(fā)育坡面侵蝕物源7.83m3，崩塌堆積物源四處及溝道堆積物源。物源總量約為53.28×104m3，動儲量約為6.17×104m3。因此，該泥石流溝域內(nèi)固體物源豐富，物源條件良好。

2.3 充足的水源條件

研究區(qū)的1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值分別為12.5mm、35mm、50mm、70mm，在P=2%的條件下，1/6h、1h、6h、24h雨強(qiáng)可分別達(dá)到25.125mm、72.8mm、104mm、134.4mm，具備引發(fā)泥石流災(zāi)害的降雨條件。暴雨則是泥石流形成的主要引發(fā)因素，集中的降水產(chǎn)生洪水強(qiáng)烈沖蝕地表堆積物及侵蝕溝槽，增加溝內(nèi)的松散堆積物。

以上三個因素相輔相成，將會促進(jìn)泥石流的形成及發(fā)生。

3 泥石流發(fā)展趨勢預(yù)測

3.1 發(fā)生頻率預(yù)測

根據(jù)對泥石流災(zāi)害史的調(diào)查，該溝泥石流以往屬低頻泥石流，從近期泥石流災(zāi)害史看，2010年發(fā)生較大規(guī)模的泥石流。現(xiàn)溝內(nèi)可參與泥石流活動的固體物源動儲量達(dá)6.1678×104m3，具備了發(fā)生大規(guī)模泥石流的物源條件。在暴雨等條件具備的情況下，再次發(fā)生大規(guī)模泥石流的可能性較大。根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DT /T0220-2006）中附錄C判定該泥石流所處發(fā)展階段為發(fā)展期。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，不難看出泥石流溝在10年一遇、20年一遇及50年一遇的暴雨情況下，泥石流暴發(fā)時(shí)一次性固體沖出量分別為10518.5m3、12552m3、15162.2m3，暴發(fā)規(guī)模較大。

4 結(jié)束語

（1）適宜的地形條件、豐富的物源條件及充足的水源條件是泥石流形成的必要條件。（2）該流域歷史上為低頻泥石流溝，于2010年暴發(fā)較大規(guī)模，根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DT/T0220-2006）判定泥石流所處發(fā)育階段為發(fā)展期。（3）該溝在10年一遇、20年一遇及50年一遇的暴雨情況下，泥石流暴發(fā)時(shí)一次性固體沖出量分別為10518.5m3、12552m3、15162.2m3。

參考文獻(xiàn)

[1]黃河清，趙其華.汶川地震誘發(fā)文家溝巨型滑坡-碎屑流基本特征及成因機(jī)制初步分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18（2）：168-177.

[2]許強(qiáng).四川省8.13特大泥石流災(zāi)害特點(diǎn)、成因與啟示[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18（5）：610-621.

[3]余斌，馬煜，吳雨夫.汶川地震后四川省綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝泥石流災(zāi)害調(diào)查研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18（6）：827-836.

[4]殷坤龍，吳益平.三峽庫區(qū)一個特殊古滑坡的綜合研究[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1998，S1：200-206.

[5]駱銀輝，朱春林，李俊東.云南紅層邊坡變形破壞機(jī)制及其危害防治研究[J].巖土力學(xué)，2003，24（5）：836-839.

作者簡介：李金洋（1988-），男，四川自貢人，成都理工大學(xué)碩士研究生，主要從事工程地質(zhì)方面研究。