丹巴縣半扇門溝泥石流暴發(fā)特征研究

蘭昌義 胡正濤 趙昌坤

摘 要：丹巴縣半扇門泥石流溝為老泥石流溝，近年來(lái)該溝泥石流頻發(fā)，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)及生活造成了嚴(yán)重威脅。通過(guò)對(duì)半扇門溝泥石流暴發(fā)歷史、現(xiàn)場(chǎng)沖淤特征等情況調(diào)查分析，得出半扇門溝泥石流發(fā)育特征、危險(xiǎn)性及發(fā)展趨勢(shì)，為該溝泥石流治理提供依據(jù)及防治建議。

關(guān)鍵詞：半扇門溝泥石流 發(fā)育特征 危險(xiǎn)性 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）03（a）-0055-03

半扇門溝區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，地形切割強(qiáng)烈，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育。該溝為老泥石流溝，先后于1982年、1999年7月、2003年、2009年6月、2010年8月發(fā)生過(guò)較大泥石流，其中1982年、1999、2009年3次規(guī)模最大，漫過(guò)村道、溝口公路橋涵，造成半扇門二村、一村數(shù)間房屋被毀，所幸沒(méi)有造成人員傷亡。近兩三年半扇門溝都爆發(fā)不同程度規(guī)模較小的泥石流。泥石流共威脅溝內(nèi)半扇門一村、二村居民及溝口政府部門、學(xué)校、衛(wèi)生院等共120戶456人，直接威脅財(cái)產(chǎn)約5 000萬(wàn)元。因此，對(duì)該溝進(jìn)行研究分析顯得尤為必要。

1 泥石流的形成條件

半扇門溝泥石流位于甘孜州丹巴縣半扇門鄉(xiāng)半扇門溝，小金河左岸。半扇門溝流經(jīng)下游半扇門二村、一村（半扇門鄉(xiāng)政府所在地）?？辈閰^(qū)距離丹巴縣城約22 km，省道S303線從溝口通過(guò)，溝口有通往半扇門二村的村道，交通較便利。

1.1 地形地貌

半扇門溝域由主溝及9條大支溝（一道溝～九道溝）組成，溝域平面呈長(zhǎng)條形，流域面積約67.8 km2，溝源最高點(diǎn)高程4 810 m，溝口最低高程為2 093 m，高差2 717 m。主溝長(zhǎng)18.8 km，彎道較多，平均縱坡降為133‰（見(jiàn)圖1）。主溝溝道上游為“V”型形成區(qū)，中下游為相對(duì)較寬緩的形成流通區(qū)、流通堆積區(qū)及出山口以下的泥石流堆積區(qū)。支溝長(zhǎng)3～7 km，均平行展布在主溝左側(cè)，與主溝或斜交或直交，交角大于60°，支溝兩側(cè)陡峭，呈“V”字形，平均縱坡降為255‰～557‰，較陡。

1.2 水源條件

半扇門溝流域無(wú)氣象站和雨量站。距該工程約22.0 km（直線距離）處有丹巴縣氣象站（海拔高程1 949.9 m）。該工程設(shè)計(jì)可參照丹巴縣氣象站氣象要素?？h城多年平均降水量618 mm，最大年降雨量781.9 mm（1993年）。根據(jù)丹巴縣氣象局近33年降雨資料統(tǒng)計(jì)，降雨均集中于5～9月，這5個(gè)月總降雨量一般都大于460 mm，約占全年的75.4%。并且7、8月中日雨量多大到暴雨，雨時(shí)短而集中，其中，降雨量最大的月份為9月份，多年月平均降雨量為109.12 mm。根據(jù)近10年統(tǒng)計(jì)資料顯示，丹巴汛期多暴雨。汛期時(shí)日降雨量多在12～35 mm。特別是1982年6月降雨量為186.3 mm，1999年7月降雨量為186.3 mm，7月最大日降水量為21.7 mm，2003年9月降雨量為120.4 mm，9月最大日降水量為36.4 mm。降雨量的大小是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)重要因素。

加之，半扇門溝匯水面積為67.8 km2，有9條大支溝，溝谷較深，岸坡呈較陡的“V”型谷，具有一定的匯水面積。流域中上游4～5月份又有冰雪融水匯集。以上為泥石流的形成提供了充足的水源。

1.3 物源條件

半扇門泥石流溝溝域固體物源點(diǎn)共56處（崩滑堆積物處，坡面徑流侵蝕處，溝床堆積物源處），其中：主溝道物源27處（崩滑堆積物11處，坡面徑流侵蝕1處，溝床堆積物源12處）；支溝道物源29處（崩滑堆積物8處，坡面徑流侵蝕9處，溝床堆積物源9處）。其中：主溝道中靜儲(chǔ)量約145.26×104 m3，可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量約29.35×104 m3，支溝道中靜儲(chǔ)量約133.67×104 m3，支溝道中可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量約40.19×104 m3。由于主溝溝道縱坡較緩，支溝中固體物質(zhì)進(jìn)入主溝后，轉(zhuǎn)化為主溝溝道物源，主要堆積于支溝溝口與主溝交匯處，部分侵占主溝道，估計(jì)僅約1/5能二次啟動(dòng)，因此半扇門溝域總靜儲(chǔ)量約為185.43×104 m3，動(dòng)儲(chǔ)量約37.39×104 m3。

2 泥石流暴發(fā)特征

2.1 泥石流暴發(fā)歷史及威脅對(duì)象

通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裾{(diào)查訪問(wèn)及現(xiàn)場(chǎng)泥痕調(diào)查，該泥石流溝爆發(fā)歷史見(jiàn)表1。

2.2 泥石流基本特征值

（1）堆積物顆粒特征。

據(jù)調(diào)查，泥石流堆積物主要分布在溝內(nèi)流通區(qū)及堆積區(qū)，這兩個(gè)區(qū)中的堆積物各具特征。①流通區(qū)內(nèi)堆積物，主要為塊碎石土，粒徑一般300～2 000 mm，含量約為50%～70%，局部段有一定分選性（見(jiàn)圖2）。②溝口堆積區(qū)內(nèi)堆積物，碎塊石土，分選性較好，有一定磨圓度，一般粒徑200～300 mm，含量約為60%～70%，可見(jiàn)最大粒徑100 cm（見(jiàn)圖3）。

（2）泥石流流體重度。

按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220--2006）附錄H填寫(xiě)泥石流調(diào)查表并按附錄G進(jìn)行易發(fā)程度評(píng)分，綜合考慮泥石流流體性質(zhì)，確定該泥石流重度。主溝易發(fā)程度數(shù)量化評(píng)分104分，重度為1.641 t/m3，其他支溝分別為97～123分，重度為 1.6～1.772 t/m3。易發(fā)程度均為易發(fā)。

（3）泥石流流速。

對(duì)已發(fā)生的泥石流采用形態(tài)調(diào)查法，根據(jù)調(diào)查得到的泥石流泥位求得泥石流流速。其中一村溝口處流速約3.93 m/s，二村入村處約3.32 m/s，七道溝溝口處約5.84 m/s。

（4）泥石流流量。

采用雨洪法求得泥石流峰值流量計(jì)算泥石流峰值流量，流域匯水面積67.8 km2，2%暴雨頻率情況下，暴雨洪峰流量為 57.79 m3/s，泥石流峰值流量190.71 m3/s，5%暴雨頻率情況下，暴雨洪峰流量為50.28 m3/s，泥石流峰值流量165.92 m3/s。

（5）一次泥石流過(guò)流總量和固體沖出物量。

降雨歷時(shí)約1 h，結(jié)合不同溝道溝的泥石流歷時(shí)計(jì)算一次泥石流沖出方量，2%暴雨頻率情況下，全流域泥石流一次沖出量約30 705.8 m3，固體物質(zhì)約12 189.2 m3。5%暴雨頻率情況下，全流域泥石流一次沖出量約26 741.2 m3，固體物質(zhì)約10 615.4 m3。

支溝泥石流沖出固體物質(zhì)主要堆積于主溝與各支溝交匯處，僅約20%沖入主溝被搬運(yùn)至溝口，主溝縱坡較緩，以邊沖邊淤為主，整體接近沖淤平衡，因此溝口入主河段并未形成大型泥石流堆積扇，且該泥石流位于主河凹岸側(cè)，攜砂能力較強(qiáng)，據(jù)估計(jì)堆積區(qū)總堆積方量約5萬(wàn)方，入主河固體方量約是堆積方量的2倍。

3 泥石流危險(xiǎn)性分析

根據(jù)泥石流流域基本特征和參數(shù)，按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DT /T0220—2006）附錄G“泥石流溝的數(shù)量化綜合評(píng)判及易發(fā)程度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”，泥石流易發(fā)程度分為極易發(fā)、易發(fā)、輕度易發(fā)和不易發(fā)4個(gè)等級(jí)，其中易發(fā)程度綜合評(píng)分≥116為極易發(fā)，87～115為易發(fā)，44～86為輕度易發(fā)，≤43為不易發(fā)。

根據(jù)易發(fā)程度數(shù)量化評(píng)分結(jié)果，半扇門溝泥石流整體屬于易發(fā)。各支溝也均屬于易發(fā)以上。特別的，6#支溝、7#支溝泥石流的易發(fā)程度屬極易發(fā)，1#支溝～5#支溝易發(fā)程度較6#～9#支溝輕些。這與近期泥石流爆發(fā)區(qū)域一致，也與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得到的結(jié)論一致。

按泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)程度或?yàn)?zāi)害發(fā)生機(jī)率判別式判別結(jié)果，半扇門溝泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)程度或?yàn)?zāi)害發(fā)生機(jī)率D>1，表明受災(zāi)體處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)，成災(zāi)可能性大，因此半扇門溝均屬于危險(xiǎn)性等級(jí)大的泥石流溝。根據(jù)綜合致災(zāi)能力的強(qiáng)弱和受災(zāi)體綜合承災(zāi)能力進(jìn)行治理緊迫性判別結(jié)果，半扇門溝泥石流溝治理要求緊迫。

4 泥石流發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)及治理措施建議

半扇門溝泥石流溝流域具備形成泥石流的地形條件，流域內(nèi)松散物質(zhì)豐富，泥石流啟動(dòng)的激發(fā)條件降低，只要遭遇一定強(qiáng)度的暴雨，極易誘發(fā)產(chǎn)生泥石流。6#、7#、9#支溝非常容易爆發(fā)泥石流。

該泥石流溝已有治理工程僅為溝口左岸單側(cè)防洪堤，防洪堤長(zhǎng)度約390 m，墻凈高2 m，頂寬0.7 m，漿砌石結(jié)構(gòu)。目前部分淤埋約0.6 m，防洪堤墻趾局部段被淘空。已有治理工程不能解決消除或減輕泥石流對(duì)防護(hù)對(duì)象的危害，考慮到主河小金河輸砂能力較強(qiáng)，歷次泥石流發(fā)生規(guī)律及沖淤特征提出半扇門溝泥石流防治總體思路是針對(duì)保護(hù)對(duì)象采用防護(hù)+排導(dǎo)為主的治理措施。

半扇門溝全流域主溝縱坡較緩，支溝發(fā)育且縱坡較陡，主支溝近直角相交，而支溝物源沖出后主要堆積于主支溝交匯處，轉(zhuǎn)化為主溝溝道物源（靜儲(chǔ)量）。從歷次泥石流暴發(fā)情況可見(jiàn)，該部分物源二次啟動(dòng)搬運(yùn)至主溝下游的方量較小，加之主河小金河搬運(yùn)能力強(qiáng)，因此主溝口也未形成大型堆積扇。溝口半扇門鄉(xiāng)政府所在地溝道地形稍緩，以淤積為主，為增大泥石流排出速度和流量，溝口采用排導(dǎo)措施。二村處溝道以沖淤平衡為主，該段采用單邊防護(hù)堤對(duì)居民房屋進(jìn)行直接保護(hù)，但應(yīng)保證護(hù)堤基礎(chǔ)埋深滿足沖刷要求。

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