汶川震后公路泥石流危害類型與活動(dòng)特征分析

向靈芝，崔 鵬，陳洪凱，范瑋佳

(1. 重慶交通大學(xué) 水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400074；2. 重慶交通大學(xué) 巖土工程研究所，重慶 400074；3. 中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 中國(guó)科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041)

汶川震后公路泥石流危害類型與活動(dòng)特征分析

向靈芝1，2，崔 鵬3，陳洪凱2，范瑋佳1，2

(1. 重慶交通大學(xué) 水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400074；2. 重慶交通大學(xué) 巖土工程研究所，重慶 400074；3. 中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所 中國(guó)科學(xué)院山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041)

以汶川縣兩條主要交通干線(都汶公路和省道303)沿線60條泥石流溝為研究對(duì)象，通過(guò)多次實(shí)地調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)分析，對(duì)汶川地震后泥石流的形成條件，危害類型及活動(dòng)特征進(jìn)行了分析。研究表明：震后地質(zhì)地貌、巖土物質(zhì)基礎(chǔ)的不穩(wěn)定性，以及高強(qiáng)度降雨與泥石流物源區(qū)的相互作用是震后泥石流的主要控制條件；公路沿線的泥石流危害以沖毀或淤埋公路，或堵塞、擠壓河流，及形成災(zāi)害鏈等3種類型為主；地震后，泥石流流體以黏性為主；臨界降雨量降低，發(fā)生于面積較小流域，并具有高頻性與群發(fā)性特點(diǎn)。

道路工程；汶川地震；泥石流；危害類型；活動(dòng)特征

0 引 言

汶川地處四川盆地向青藏高原過(guò)渡的第二級(jí)階梯帶，主要山脈為東部的龍門(mén)山體系及西和西南部邛崍山體系。海拔變化區(qū)間為800～6 220 m；地貌自西向東大致分為3級(jí)階梯，從海拔3 500～5 000 m以上高山、極高山到海拔2 000～3 500 m高山、中山，再到海拔2 000 m以下中山、低山、河谷地區(qū)，最東邊又分布中山、高山區(qū)。巖性與地形從高到低相對(duì)應(yīng)，從堅(jiān)硬的花崗巖、閃長(zhǎng)巖到大理巖、灰?guī)r、千枚巖再到軟弱的片巖、砂巖、泥巖。區(qū)內(nèi)主要河流為近南北走向的岷江及近東西走向的岷江支流漁子溪，與這兩條河道近平行的交通干線分別為都汶公路和省道303。

映秀-北川活動(dòng)斷裂呈現(xiàn)北東-南西走向斜穿該區(qū)，自古以來(lái)地震頻發(fā)，巖土地質(zhì)基礎(chǔ)不穩(wěn)定，具備泥石流發(fā)育的地形地貌條件。2008年8.0級(jí)汶川地震震中位于汶川縣映秀鎮(zhèn)，該區(qū)地表受到強(qiáng)烈擾動(dòng)，產(chǎn)生了大量的松散固體物質(zhì)，為震后泥石流活動(dòng)儲(chǔ)存了充裕的物源。從震后數(shù)年來(lái)暴發(fā)泥石流的情況來(lái)看，其活動(dòng)特征較震前發(fā)生了明顯的變化，且呈大規(guī)模頻發(fā)狀態(tài)，造成了巨大危害。許多學(xué)者對(duì)汶川地震區(qū)的泥石流進(jìn)行了集中研究[1-6]，包括形成機(jī)制、演化規(guī)律、泥石流危險(xiǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等。

筆者以汶川縣主要兩條道路(都汶公路和省道303)沿線的泥石流溝為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)地震后公路沿線泥石流災(zāi)害的多次調(diào)查，系統(tǒng)地總結(jié)了震后泥石流的發(fā)育情況、形成條件和活動(dòng)特征，為地震泥石流的持續(xù)研究以及災(zāi)后重建提供參考。

1 震后研究區(qū)泥石流發(fā)育概況

根據(jù)震后多次實(shí)地調(diào)查，汶川縣域內(nèi)大規(guī)模群發(fā)性泥石流集中分布在依岷江而建的都汶公路與與漁子溪走向平行的省道303沿線兩側(cè)。幾乎每個(gè)雨季，這兩條主要交通干線多次因暴雨泥石流的破壞造成交通中斷。根據(jù)震后數(shù)次的調(diào)查結(jié)果，共確定道路沿線發(fā)育的60條泥石流溝，其基本地形地貌參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 汶川主要道路沿線泥石流溝地貌基本特征

(續(xù)表1)

編號(hào)溝名面積/km2主溝長(zhǎng)度/km比降/‰流域相對(duì)高差/m平均坡度/(°)溝谷密度/(km·km-2)43大陰溝23．518．05242．102840．00042．510．7444螃蟹溝0．691．42721．451407．62040．832．0745下鹽水溝1．390．96488．381520．00040．070．6646上鹽水溝2．401．95497．371826．84039．970．8047燒香溝7．434．51423．522580．00038．130．8848青崗溝3．222．73479．502235．81040．240．8449無(wú)名溝1．731．17537．521820．00043．390．6750上大水溝3．032．23443．841860．00035．380．7351油桌坪溝1．090．43505．651552．61044．570．3752七層樓溝21．136．83147．012380．00034．650．8253幸福溝32．859．51117．672620．00032．130．7654龍?zhí)稖?5．9512．23150．682940．00034．590．7155關(guān)門(mén)溝3．311．73403．931660．00042．560．7556周家溝8．984．48337．722376．91038．360．7357金豪溝3．753．35379．162100．49036．250．8958轉(zhuǎn)經(jīng)樓溝28．015．58120．811351．08029．240．7459覺(jué)磨溝34．4010．89196．563220．00036．960．7260花紅樹(shù)溝8．615．66301．552469．93033．510．77

2 震后泥石流形成條件

汶川大地震發(fā)生后，由于地震波對(duì)研究區(qū)巖土體的強(qiáng)烈作用，地形地貌與震前形成強(qiáng)烈對(duì)比，震后泥石流形成的環(huán)境背景條件也因此產(chǎn)生了顯著的變化，主要體現(xiàn)于以下幾點(diǎn)。

2.1 地質(zhì)地貌條件

岷江河谷兩岸地形陡峻，地面高差懸殊，致使兩岸支溝以較大的溝谷縱坡與岷江交匯，為泥石流的活動(dòng)提供了有利的地形條件。相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)地震后震中區(qū)域監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：此次地震引起震中區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移量達(dá)238 cm，沉降量達(dá)到70 cm，隆起量達(dá)30 cm。震后流域微地貌變化明顯，崩塌、滑坡體廣泛分布于溝谷中，形成階梯型陡坎等微地貌形態(tài)。大量的松散固體物很容易進(jìn)入并堵塞溝道。

2.2 巖土體強(qiáng)度條件

研究區(qū)巖層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用，特別是地震的影響，巖石破碎、變質(zhì)加深、節(jié)理發(fā)育、風(fēng)化強(qiáng)烈，為泥石流發(fā)生發(fā)展提供了儲(chǔ)量豐富的固體物質(zhì)[7-9]。由于成巖時(shí)代的不同，巖石的物理力學(xué)性質(zhì)也有較大差異。一般來(lái)說(shuō)成巖時(shí)代較晚的，質(zhì)地松散，抗剪強(qiáng)度低，易崩解，直接影響坡面穩(wěn)定，易于產(chǎn)生崩塌、滑坡，并在暴雨洪水的掏蝕下轉(zhuǎn)化為泥石流。根據(jù)遙感解譯，研究區(qū)共誘發(fā)5 582處崩塌滑坡[10]，且主要沿著岷江兩岸分布，正是震前泥石流溝集中分布區(qū)域。

2.3 氣候條件

研究區(qū)地處青藏高原東面的橫斷山區(qū)，由于地形地勢(shì)差異懸殊，汶川縣可分為兩個(gè)明顯不同的自然氣候區(qū)，大致以銀杏鄉(xiāng)梭坡店為界，縣北的威州、綿虒一帶，屬岷江上游半干旱河谷地區(qū)，氣候干燥，降水量少而穩(wěn)定?？h境南部漩口、映秀(含三江鄉(xiāng))一帶，屬川西多雨中心區(qū)，是暴雨常出現(xiàn)的地區(qū)，而此多雨區(qū)與地形上泥石流形成區(qū)(2 500～3 000 m)吻合。因此在季風(fēng)氣候影響下形成的一種短歷時(shí)，高強(qiáng)度的局地性暴雨，成為岷江兩岸泥石流頻頻暴發(fā)的最活躍的水動(dòng)力激發(fā)因素。

3 震后泥石流危害類型

3.1 以沖毀和淤埋為主

據(jù)調(diào)查，震后泥石流活動(dòng)的規(guī)模較震前明顯增大，表現(xiàn)出大沖大淤等特點(diǎn)。泥石流直接危害對(duì)象包括道路、橋梁、居民房、土地以及災(zāi)害防治設(shè)施等，危害的方式主要以淤埋和沖毀為主(圖1)。

圖1 以沖毀和淤埋為主的類型Fig.1 Type of washing away and bury

3.2 嚴(yán)重堵塞或擠壓主河

震后，因泥石流規(guī)模的增大以及泥石流溝出口大多數(shù)位于河流兩側(cè)，汶川縣道路沿線的泥石流溝堵塞或擠壓主河已成常態(tài)。位于汶川縣銀杏鄉(xiāng)岷江右岸的磨子溝2和金竹林溝泥石流就曾多次擠壓岷江，淤積河道(圖2)。

圖2 泥石流擠壓岷江Fig.2 Extrusion of debris flow on Minjiang River

3.3 規(guī)模大鏈生災(zāi)害效應(yīng)明顯

由于松散物質(zhì)快速增加，形成的泥石流規(guī)模也普遍較大。泥石流的規(guī)模增大，其危害就會(huì)增大，甚至形成災(zāi)害鏈。因此，震后泥石流成災(zāi)的方式除了沖毀和淤埋外，最大特點(diǎn)之一就是泥石流災(zāi)害的鏈生效應(yīng)。泥石流災(zāi)害鏈的典型模式為：前期堆積在溝內(nèi)的崩滑碎屑物質(zhì)在降雨的激發(fā)下，匯流啟動(dòng)形成泥石流，泥石流體沖出溝口至主河道，擠壓或堵塞河道，形成堰塞湖，在水流沖擊下，堰塞體開(kāi)始解體至完全潰決，洪水漫過(guò)堵塞體沖擊河道下游。其典型案例如紅椿溝特大泥石流。

2010年8月14日映秀發(fā)生強(qiáng)降雨，2 h降雨量達(dá)163 mm，降雨在岷江左岸的紅椿溝內(nèi)各支溝流域內(nèi)迅速下滲、匯流，將堆積于溝內(nèi)的大量松散碎屑體啟動(dòng)，形成了特大泥石流。此次泥石流一次沖出量高達(dá)70萬(wàn)m3，在溝口堆積30萬(wàn)m3，其余近40萬(wàn)m3沖入岷江河道內(nèi)形成堆積體，順河總長(zhǎng)約3.2 km。震后重建的都汶高速和岷江左河道被堆積體覆蓋阻斷，致使水流向右岸沖頂，并迅速翻過(guò)右岸岸頂，沖向當(dāng)時(shí)正在重建中的映秀集鎮(zhèn)施工區(qū)，一樓全部被淹，平均水深約2～3 m。涌入映秀新鎮(zhèn)的江水沿著河堤奔流直下，在堤岸上形成了一面“瀑布?jí)Α?。持續(xù)的降雨使得停積于紅椿溝口的部分堆積物于8月18日再次啟動(dòng)，造成這次災(zāi)害鏈的二次洪澇災(zāi)害。映秀原河堤在高水位的浸泡和持續(xù)的水流沖壓力下，在8月19日23:40，約60 m長(zhǎng)的防洪堤垮塌，直接威脅截水大壩以及新鎮(zhèn)安全。

4 震后泥石流活動(dòng)特征

4.1 流體性質(zhì)以黏性為主

根據(jù)泥石流流體的性質(zhì)，泥石流可分為黏性、過(guò)渡性和稀性泥石流3種[11-12]。根據(jù)實(shí)地考察，震后新暴發(fā)的泥石流的流體性質(zhì)較單一，大多以黏性為主。為進(jìn)一步了解震后新發(fā)泥石流的性質(zhì)和堆積物顆粒組成，在研究區(qū)采集有代表性的12個(gè)泥石流堆積物樣品，并進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)，結(jié)果如表2。由表2可見(jiàn)，研究區(qū)泥石流粉粒含量變化較大，在0.45%～15.65%之間，平均含量8.10%；黏粒含量變化也較大，在0.13%～4.28%之間，平均含量2.33%?？抵境傻萚13]對(duì)蔣家溝泥石流堆積物樣品和泥石流流體物質(zhì)成分的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，堆積物中細(xì)顆粒流失較大，尤其是粉粒和黏粒流失量最大，流失量近1/2。據(jù)此推算，研究區(qū)泥石流流體中黏粒平均含量可達(dá)5.0%左右，泥石流流體的性質(zhì)主要以黏性為主，這與野外調(diào)查的結(jié)果一致。

表2 泥石流顆粒分析試驗(yàn)成果

Table 2 Experiment results of grain size for the debris flow

泥石流流體的性質(zhì)通常也可以用其容重來(lái)表示。黏性泥石流的容重在19.5～23.0 kN/m3；過(guò)渡性泥石流的容重在17.0～19.5 kN/m3；稀性泥石流的容重在14.0～17.0 kN/m3之間[12]。泥石流的容重可采用實(shí)測(cè)法和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法來(lái)確定[13-15]。但是，災(zāi)區(qū)泥石流暴發(fā)時(shí)，基本上沒(méi)有目擊者，無(wú)法通過(guò)目擊者現(xiàn)場(chǎng)配制泥石流樣來(lái)確定容重。

余斌[16]在杜榕桓等[17]和陳寧生等[18]的研究基礎(chǔ)上，分析了泥石流組成顆粒中分別代表粗顆粒。細(xì)顆粒和粘粒顆粒的顆粒粒徑，即2，0.05， 0.005 mm，以及它們的百分含量與泥石流容重的關(guān)系，提出了采用粗顆粒和細(xì)顆粒百分含量計(jì)算泥石流容重的方法:

(1)

式中：γD為計(jì)算的泥石流容重，kN/m3；P05為小于0.05 mm的細(xì)顆粒百分含量，此處用小數(shù)表示；P2為大于2 mm的粗顆粒百分含量，此處用小數(shù)表示；γV為黏性泥石流的最小容重，取20 kN/m3；γ0為泥石流的最小容重，取15 kN/m3。

根據(jù)式(1)利用采得的泥石流樣品，分別計(jì)算了相應(yīng)的泥石流容重，計(jì)算結(jié)果如表2。由表2可知，83%的泥石流屬于黏性泥石流，其余兩個(gè)(油卓坪溝和磨子溝)屬過(guò)渡型泥石流。這充分說(shuō)明研究區(qū)震后泥石流流體的性質(zhì)較單一，主要以黏性泥石流為主，這與震后其他地區(qū)研究成果基本一致。

4.2 泥石流起動(dòng)臨界雨量降低且逐年回歸

地震誘發(fā)的崩塌和滑坡在極重災(zāi)區(qū)形成了大量的松散固體物質(zhì)。這些松散物質(zhì)由于形成速度快，不僅結(jié)構(gòu)松散，孔隙率大，而且大都處于不穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)野外調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，由地震形成的松散物質(zhì)明顯不同于因風(fēng)化作用形成的殘坡積松散物。殘坡積物形成速度慢，呈面狀分布，范圍廣，粒度較細(xì)孔隙度相對(duì)較小，需要足夠的能量才能起動(dòng)形成泥石流，而且在較陡的坡地很容易被雨水帶走，難以聚集起來(lái)形成泥石流；而地震形成的松散堆積物，大都是快速堆積，呈點(diǎn)狀堆積，甚至連成片，而且在陡坡帶都有大量聚集，再加上部分松而未動(dòng)或動(dòng)而未滑的不穩(wěn)定斜坡，在雨水作用下都很容易失穩(wěn)、起動(dòng)形成泥石流。

由于松散物質(zhì)的增加，震后泥石流起動(dòng)的臨界雨量明顯降低。唐川等[19]通過(guò)對(duì)地震前后泥石流發(fā)生臨界雨量和雨強(qiáng)的初步分析發(fā)現(xiàn)，汶川地震后，該區(qū)域泥石流起動(dòng)的前期累積雨量降低了14.8%～22.1%，小時(shí)雨強(qiáng)降低25.4%～31.6%。針對(duì)都汶公路區(qū)域，郭曉軍等[20]的研究表明，震后泥石流的臨界雨量較震前大幅降低，但隨著松散碎屑物質(zhì)逐漸固結(jié)，穩(wěn)定性增大，泥石流的激發(fā)雨量在震后4 a內(nèi)逐漸升高。

4.3 發(fā)生于面積較小流域

根據(jù)臺(tái)灣“9.21”集集地震后泥石流的研究發(fā)現(xiàn)，在地震前泥石流大都發(fā)生在流域面積>0.1 km2的流域內(nèi)，而震后在<0.03 km2的流域內(nèi)也能形成泥石流[21]。震后泥石流更易于發(fā)生在較小面積的流域內(nèi)，且越是極震區(qū)這種趨勢(shì)越明顯[22]。

根據(jù)筆者對(duì)研究區(qū)內(nèi)確定的60條泥石流溝獲取的基本參數(shù)(表1)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析(圖3)，可以發(fā)現(xiàn)：震后研究區(qū)內(nèi)新發(fā)泥石流主要集中在面積較小的流域，其中流域面積<5.0 km2的泥石流溝共27條，占45%；<10 km2的泥石流溝共計(jì)38條，占63.3%；>10 km2的泥石流溝共計(jì)22條，占36.7%。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，震后新暴發(fā)泥石流溝的流域面積63.3%都<10.0 km2。需要說(shuō)明的是，22條面積>10 km2的泥石流，有相當(dāng)部分在震后前3年是其支溝暴發(fā)泥石流，而并未全流域暴發(fā)，而隨著松散碎屑物逐漸向主溝匯集，在大暴雨的激發(fā)下，也發(fā)生了泥石流災(zāi)害。包括七盤(pán)溝、桃關(guān)溝、福堂壩溝、七層樓溝、幸福溝、龍?zhí)稖系?。因此，震后泥石流的活?dòng)主要集中于流域面積較小的小流域。

圖3 不同流域面積泥石流溝數(shù)量統(tǒng)計(jì)Fig.3 Statistical map of the number of debris flow gullies in different river basins

從泥石流的發(fā)生條件來(lái)看，泥石流集中發(fā)生于面積較小流域，跟泥石流活動(dòng)的物質(zhì)供給和水動(dòng)力條件密切相關(guān)。流域內(nèi)松散固體物質(zhì)越豐富，發(fā)生泥石流的可能性越大，而物質(zhì)供給不僅與絕對(duì)數(shù)量有關(guān)，而且與物質(zhì)的分布形式有關(guān)。若地震誘發(fā)的崩塌滑坡體成片狀分布，則更利于土體的匯集啟動(dòng)。因此將60條泥石流溝流域內(nèi)崩滑面積與流域面積的比例與流域面積進(jìn)行曲線擬合(圖4)，發(fā)現(xiàn)它們之間呈負(fù)相關(guān)，這也證明了流域面積越小，松散物源越容易啟動(dòng)的結(jié)果。

圖4 流域面積與崩滑比例相關(guān)性統(tǒng)計(jì)Fig.4 Statistical chart of the correlation between the area of the river basin and the landslide proportion

因研究區(qū)內(nèi)泥石流形成的松散物質(zhì)條件在震后是充足的。區(qū)內(nèi)多次暴發(fā)群發(fā)性泥石流災(zāi)害的事實(shí)也說(shuō)明了這一點(diǎn)。另一方面，從泥石流形成的動(dòng)力條件來(lái)分析，流域內(nèi)縱坡降大意味著溝內(nèi)松散物質(zhì)具有更大的能量，加上溝內(nèi)崩塌滑坡發(fā)育，所以更容易起動(dòng)形成泥石流。將表1內(nèi)60條溝的面積和縱坡比降進(jìn)行擬合分析(圖5)，發(fā)現(xiàn)溝谷比降與流域面積大體上是負(fù)相關(guān)的。面積較大的流域，其平均縱坡比降則相對(duì)較小。平均縱坡比降小意味著上游松散物質(zhì)具有的勢(shì)能梯度就小。此時(shí)如果要形成泥石流就需要更大的起動(dòng)和輸移能量，即需要更大的水動(dòng)力條件。流域面積大的流域需要有更大的水動(dòng)力條件，即更大的降雨強(qiáng)度，來(lái)起動(dòng)和維持泥石流流動(dòng)。

圖5 流域面積與縱坡比降相關(guān)性統(tǒng)計(jì)Fig.5 Statistical chart of the correlation between the area of the river basin and the longitudinal gradient

4.4 高頻性與群發(fā)性特點(diǎn)顯著

研究區(qū)歷史上就屬于泥石流多發(fā)區(qū)，有泥石流活動(dòng)記錄的主要泥石流溝多達(dá)98條[23]。震后松散物質(zhì)的急劇增加，地震災(zāi)區(qū)泥石流形成普遍轉(zhuǎn)化為降雨控制型，只要降雨量達(dá)到一定強(qiáng)度，溝道松散物質(zhì)便會(huì)起動(dòng)形成泥石流。震后災(zāi)區(qū)頻頻暴發(fā)的泥石流溝，在震前大都是非泥石流溝或者是極低頻(百年不遇)的泥石流溝。如高家溝，位于岷江右岸，在震后暴發(fā)過(guò)3場(chǎng)大規(guī)模泥石流，其中于2009年8月一場(chǎng)泥石流短時(shí)堵斷岷江，迫使主河改道對(duì)岸，僅此一次洪水就瞬間沖毀了岷江左岸的幾十畝農(nóng)田，昔日的良田變成了亂石灘，岸邊的河堤和民房也被沖毀〔圖6(a)〕。2011年7月3日因暴雨的激發(fā)而暴發(fā)的大規(guī)模泥石流迫使岷江改道，強(qiáng)烈沖刷左岸都汶公路路基，重建完工的民房再次被沖毀，導(dǎo)致交通中斷16 d〔圖6(b)〕。因研究區(qū)崩塌滑坡物質(zhì)集中分布于岷江兩岸，因此，泥石流發(fā)生敏感區(qū)相對(duì)集中，在暴雨區(qū)與物源區(qū)相重疊，泥石流就沿著岷江及漁子溪沿岸成群暴發(fā)(圖7)，其發(fā)生的頻度與強(qiáng)降雨的頻度基本一致。

圖6 高家溝泥石流引發(fā)的災(zāi)害Fig.6 Debris flow disaster of Gaojia gully

圖7 2010年8.13省道303群發(fā)性泥石流Fig.7 Debris flow disaster in group outbreak of provincial road 303 on August 13th, 2010

5 結(jié) 論

1)汶川地震釋放的巨大能量造成震區(qū)微地貌形態(tài)的改變，及大量松散堆積體堵塞在溝道中給泥石流提供充足的物源，結(jié)合高強(qiáng)度暴雨的激發(fā)，稱為泥石流形成的控制條件。

2)震后泥石流對(duì)公路的危害類型以沖毀或淤埋為主，或者沖入河道內(nèi)擠壓或堵塞河流，及形成堰塞湖災(zāi)害鏈。

3)震后泥石流多發(fā)生于面積較小的流域，新暴發(fā)泥石流溝的流域面積63.3%都小于10.0 km2；流體以黏性為主，啟動(dòng)臨界雨量降低且逐年回歸，并具有高頻性與群發(fā)性。

地震泥石流的發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，需要進(jìn)一步對(duì)其控制因素和活動(dòng)特征進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)，建立其長(zhǎng)期演化模式。

[1] 唐川,丁軍,梁京濤.汶川震區(qū)北川縣城泥石流源地特征的遙感動(dòng)態(tài)分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2010,18(1):1-7. TANG Chuan, DING Jun, LIANG Jingtao. Remote sensing images based observational analysis on characters of debris flow source areas in Beichuan county of Wenchuan earthquake epicenter region[J].JournalofEngineeringGeology,2010,18(1):1-7.

[2] 崔鵬,莊建琦,陳興長(zhǎng),等.汶川地震區(qū)震后泥石流活動(dòng)特征與防治對(duì)策[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版),2010,42(5):10-19. CUI Peng, ZHUANG Jianqi, CHEN Xingchang, et al. Characteristics and countermeasures of debris flow in Wenchuan area after the earthquake[J].JournalofSichuanUniversity(EngineeringScienceEdition),2010,42(5):10-19.

[3] 陳興長(zhǎng).汶川地震極震區(qū)泥石流活動(dòng)特征與潛在泥石流判識(shí)[D].北京:中國(guó)科學(xué)院研究生院,2010. CHEN Xingchang.TheWenchuanEarthquakeMagistoseismicAreaFeaturesandPotentialLandslidesorDebrisFlowActivities[D]. Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences,2010.

[4] 劉翠容,姚令侃,杜翠.震區(qū)泥石流對(duì)線路工程的危害及防災(zāi)對(duì)策研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,33(2):81-85. LIU Cuirong, YAO Lingkan, DU Cui .Damage of highways caused by debris flow and disaster prevention after earthquake[J].JournalofChongqingJiaotongUniversity(NaturalScience),2014,33(2):81-85.

[5] 劉翠容,趙世剛.泥石流阻塞大河機(jī)理試驗(yàn)研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,35(1):90-95. LIU Cuirong, ZHAO Shigang. Experimental study on mechanism of large river blocking by debris flow[J].JournalofChongqingJiaotongUniversity(NaturalScience),2016,35(1):90-95.

[6] 翁其能,周建庭,賴勇,等.涼山地區(qū)公路沿線滑坡、泥石流發(fā)育的基本特性及治理[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2000,19(4):42-46. WENG Qineng, ZHOU Jianting, LAI Yong, et al. The basic characteristics and harness of landslide and debris flow along the highway in Liangshan region[J].JournalofChongqingJiaotongInstitute,2000,19(4):42-46.

[7] 殷躍平.汶川八級(jí)地震滑坡特征分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2009,17(1):29-38. YIN Yueping. Features of landslides triggered by the Wenchuan earthquake[J].JournalofEngineeringGeology,2009,17(1):29-38.

[8] 黃潤(rùn)秋,李為樂(lè).“5.12”汶川大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布規(guī)律研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2008,27(12):2585-2592. HUANG Runqiu, LI Weile. Research on development and distribution rules of geohazards induced by Wenchuan earthquake on 12th May,2008[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,2008,27(12):2585-2592.

[9] 殷躍平.汶川八級(jí)地震地質(zhì)災(zāi)害研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,16(4):433-444. YIN Yueping. Researches on the geo-hazards triggered by Wenchuan earthquake, Sichuan[J].JournalofEngineeringGeology,2008,16(4):433-444.

[10] 向靈芝,崔鵬,張建強(qiáng),等.汶川縣地震誘發(fā)崩滑災(zāi)害影響因素的敏感性分析[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版),2010,42(5):105-112. XIANG Lingzhi, CUI Peng, ZHANG Jianqiang, et al. Triggering factors susceptibility of earthquake-induced collapses and landslides in Wenchuan county[J].JournalofSichuanUniversity(EngineeringScience),2010,42(5):105-112.

[11] 崔鵬,韋方強(qiáng),謝洪,等.中國(guó)西部泥石流及其減災(zāi)對(duì)策[J].第四紀(jì)研究,2003,23(2):142-151. CUI Peng, WEI Fangqiang, XIE Hong, et al. Debris flow and disaster reduction strategies in Western China[J].QuaternarySciences,2003,23(2):142-151.

[12] 康志成,李焯芬,馬藹乃,等.中國(guó)泥石流研究[M].北京:科學(xué)出版社,2004:21-22. KANG Zhicheng, LI Zhuofen, MA Ainai, et al.DebrisFlowResearchesinChina[M]. Beijing: Science Press,2004:21-22.

[13] 唐邦興.中國(guó)泥石流[M].北京:商務(wù)印書(shū)館,2000:60-71. TANG Bangxing.DebrisFlowinChina[M]. Beijing: Commercial Press,2000:60-71.

[14] 周必凡,李德基,羅德富,等.泥石流防治指南[M].北京:科學(xué)出版社,1991:125-129. ZHOU Bifan, LI Deji, LUO Defu, et al.TheGuidelineoftheDebrisFlowMitigation[M]. Beijing: Science Press,1991:125-129.

[15] 國(guó)家防汛抗旱總指揮辦公室,中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所.山洪泥石流滑坡災(zāi)害及防治[M].北京:科學(xué)出版社,1994:171-172. State Flood Prevention General Command Office, Institute of Mountain Hazards and Environment.MountainTorrent,DebrisFlow,LandslideandDisasterMitigationTechnology[M]. Beijing: Science Press,1994:171-172.

[16] 余斌.根據(jù)泥石流沉積物計(jì)算泥石流容重的方法研究[J].沉積學(xué)報(bào),2008,26(5):789-796. YU Bin. Research on the calculating density by the deposit of debris flows[J].ActaSedimentologicaSinica,2008,26(5):789-796.

[17] 杜榕桓,康志成,陳循謙,等.云南小江泥石流綜合考察與防治規(guī)劃研究[M].重慶:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社,1987:94-113. DU Rongheng, KANG Zhicheng, CHEN Xunqian, et al.DebrisFlowResearchintheXiaojiangRiverBasin:areViewandPerspective[M]. Chongqing: Science and Technique Press at Chongqing Division,1987:94-113.

[18] 陳寧生,崔鵬,劉中港,等.基于黏土顆粒含量的泥石流容重計(jì)算[J].中國(guó)科學(xué)(E輯)：技術(shù)科學(xué),2003,33(增刊1):164-174. CHEN Ningsheng, CUI Peng, LIU Zhonggang, et al. Calculation of the debris flow concentration based on clay content[J].ScienceinChinaSeriesE:TechnologicalSciences,2003,33(Sup1):164-174.

[19] 唐川,梁京濤.汶川震區(qū)北川9.24暴雨泥石流特征研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,16(6):751-758. TANG Chuan, LIANG Jingtao. Characteristics of debris flows in Beichuan epicenter of the Wenchuan earthquake triggered by rain storm on September 24, 2008[J].JournalofEngineeringGeology,2008,16(6):751-758.

[20] 郭曉軍,崔鵬,馬力,等.都汶公路沿線誘發(fā)泥石流的降雨特征[J].山地學(xué)報(bào),2014,32(6):739-746. GUO Xiaojun, CUI Peng, MA Li, et al. Triggering rainfall characteristics for debris flows along Dujiangyan-Wenchuan highway of Sichuan[J].MountainResearch,2014,32(6):739-746.

[21] LIN C W, SHIEH C L, YUAN B D, et al. Impact of Chi-Chi earthquake on the occurrence of landslides and debris flows: example from the Chenyulan river watershed, Nantou, Taiwan[J].EngineeringGeology,2003,71(1/2):49-61.

[22] LIU C N, HUANG H F, DONG J J. Impacts of September 21, 1999 Chi-Chi earthquake on the characteristics of gully-type debris flows in central Taiwan[J].NaturalHazards,2008,47(3):349-368.

[23] 唐邦興,柳素清.四川省阿壩藏族羌族自治州泥石流及其防治研究[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1993:21-25. TANG Bangxing, LIU Suqing.ResearchandPreventionofDebrisFlowonSichuanAba[M]. Chengdu: Chengdu University of Science and Technology Press,1993:21-25.

Damage Types and Activity Characteristics of Debris Flow along Highway after Wenchuan Earthquake

XIANG Lingzhi1, 2, CUI Peng3, CHEN Hongkai2, FAN Weijia1, 2

(1. Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China; 3. CAS Key Laboratory of Mountain Hazards and Surface Processes, Chengdu Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, Sichuan, P. R. China)

Sixty debris flow gullies along the main highway (Dujiangyan-Wenchuan highway and provincial highway 303) in Wenchuan County were chosen as the research objects. Through multiple field surveys and laboratory tests, the formation conditions, damage types and activity characteristics of debris flow after Wenchuan earthquake were analyzed. The analysis results show that, the instability of the geological landform and the material foundation of the rock and soil after earthquake, as well as the interaction between the high intensity rainfall and debris material source area is the main condition for the debris flow after earthquake. 3 main damage types of debris along highway include the damage or bury of highway, the plugging or squeezing of the river and the forming of disaster chain. After earthquake, the critical rainfall is reduced; debris flows occur in small watershed, most with viscous fluids and with the characteristics of high frequency and group outbreak.

highway engineering; Wenchuan earthquake; debris flow; damage types; activity characteristics

2015-10-20；

2016-01-17

重慶交通大學(xué)國(guó)家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心暨水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(SLK2015B07)；2013年度重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目(KJTD201305)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)土資源大調(diào)查基金項(xiàng)目 (12120114035601)

向靈芝(1980—)，女，重慶人，講師，博士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治方面的研究。E-mail：xlz1223xlz@sina.com。

10.3969/j.issn.1674-0696.2016.06.13

U416.1+65;P642.1

A

1674-0696(2016)06-060-08