猴子巖水電站庫區(qū)江口溝泥石流風(fēng)險評價

宋書志,佘敏龍

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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猴子巖水電站庫區(qū)江口溝泥石流風(fēng)險評價

宋書志,佘敏龍

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都610072)

江口溝位于丹巴縣城下游約10 km，大渡河右岸，距猴子巖水電站格宗移民安置點上游側(cè)約200 m，主溝溝長6.19 km，匯水面積約10.88 km2，為低頻～極低頻泥石流溝，100年一遇降雨條件下，全流域暴發(fā)泥石流形成的固體物質(zhì)約5.768萬m3，屬中等規(guī)模。鑒于在泥石流溝附近進行集中移民安置點選址的復(fù)雜性，本文運用泥石流風(fēng)險評價理論，結(jié)合泥石流的危險度評價和易損度評價，運用自然災(zāi)害風(fēng)險度模型，得出江口溝泥石流的風(fēng)險度，為移民安置點規(guī)劃選址設(shè)計提供參考依據(jù)。

猴子巖水電站；江口溝；風(fēng)險度；危險度；易損度

1　概　　述

猴子巖水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，江口溝位于猴子巖水電站庫區(qū)內(nèi)，距格宗移民安置點上游側(cè)約200 m，最近較大規(guī)模泥石流發(fā)生于1958年7～8月份，溝內(nèi)大量松散物源被沖出，將溝道兩側(cè)大量耕地淤埋，泥石流漫過溝口小橋直泄大渡河。1958年至今該溝未發(fā)生過較大規(guī)模泥石流。格宗移民安置點距江口溝溝口較近，根據(jù)江口溝泥石流發(fā)育特征，運用泥石流風(fēng)險評價理論來評價江口溝泥石流的風(fēng)險度，為移民安置點規(guī)劃選址設(shè)計提供參考依據(jù)。

2　江口溝泥石流形成的環(huán)境地質(zhì)條件

江口溝位于青藏高原東南部，川西北丘狀高原東南緣向四川盆地過渡之深切高山峽谷區(qū)，屬高山深切河谷地貌，溝谷多呈“V”型谷，溝內(nèi)存在明顯泥石流活動痕跡。

江口溝流域出露地層主要有第四系(Q)松散堆積物、志留系通化組(St)片巖-石英巖地層和奧陶系大河邊組(Od)大理巖地層。

研究區(qū)地處鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和安寧河—小江斷裂帶所切割的川滇菱形塊體、巴顏喀拉塊體和四川地塊交接部位，處于川滇菱形塊體東緣外側(cè)，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景較復(fù)雜。

3　泥石流發(fā)育特征

3.1泥石流溝谷特征

江口溝溝域總體呈近EW向展布，主溝流域形態(tài)似勺子型，常年流水。距溝口1 435 m處(相應(yīng)海拔高程2 100 m)發(fā)育1條支溝，支溝長約3.51 km。

江口溝匯水面積約10.88 km2，主溝溝長6.19 km，平均坡降307.64‰，流域最低點高程1 830 m，流域最高點高程3 820 m，總落差約1 990 m。支溝匯水面積3.51 km2，溝長3.09 km，平均坡降416.00‰(見圖1、表1)，流域最低點高程2 100 m，流域最高點高程3 150 m，總落差約1 050 m。

圖1　江口溝主溝縱坡降

溝名匯水面積/km2溝長/km最高點/m最低點/m平均坡降/‰主溝10.886.1938201830307.64支溝3.513.0929061476416.00

3.2泥石流形成發(fā)育特征

江口溝泥石流的清水動力區(qū)、物源形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)相對較為明顯，屬典型的溝谷型泥石流。溝源區(qū)呈典型的高山環(huán)抱山間盆地，呈“撮箕型”或“漏斗狀”，山坡坡度多在50°～70°，構(gòu)成良好的地表匯水條件。

根據(jù)溝谷物源分布特點及其穩(wěn)定性等對江口溝的物源進行統(tǒng)計，流域松散物源總量為626.47萬m3，物源較豐富，從分布區(qū)域上看，約95.3%分布在形成區(qū)和流通區(qū)內(nèi)(見圖2)。其中穩(wěn)定物源量為253.37萬m3，占總物源量的40.44%；潛在不穩(wěn)定物源量為343.13萬m3，占總物源量的54.77%；不穩(wěn)定物源量為29.98萬m3，僅占總物源量的4.78%(見表2)。

表2　江口溝泥石流流域松散物源量穩(wěn)定性統(tǒng)計

圖2　江口溝泥石流松散物源分布1∶10000

4　江口溝泥石流風(fēng)險評價

江口溝流域面積大，物源豐富，具備再次爆發(fā)泥石流的條件。鑒于在泥石流溝附近進行集中移民安置點選址的復(fù)雜性，采用風(fēng)險度評價理論對江口溝泥石流進行評價，為移民安置點規(guī)劃選址設(shè)計提供參考依據(jù)。

災(zāi)害風(fēng)險度(即災(zāi)害期望損失值)除了與承災(zāi)體的社會、經(jīng)濟和環(huán)境屬性有關(guān)以外，還與災(zāi)害發(fā)生的頻率(概率)有關(guān)，同時也與災(zāi)害發(fā)生的規(guī)模有關(guān)。聯(lián)合國提出的風(fēng)險評價模型：風(fēng)險度(R)=危險度(H)×易損度(V)[1]，這一評價模式已得到了國內(nèi)外越來越多學(xué)者的認(rèn)同[2～4]。

4.1泥石流危險度評價

泥石流危險度是由泥石流危險因子綜合判定，根據(jù)江口溝泥石流現(xiàn)場調(diào)查，將規(guī)模(M)、發(fā)生頻率(F)、流域面積(S1)、主溝長度(S2)、流域相對高差(S3)、流域切割密度(S6)、不穩(wěn)定溝床比例(S9)等因子帶入劉希林教授提出的單溝泥石流危險度評價公式[5]：

H單=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+

0.06S3+0.11S6+0.03S9

(1)

式中H單為單溝泥石流危險度(0～1或0% ～100%)，M、F、S1、S2、S3、S6、S9分別由表3轉(zhuǎn)換函數(shù)計算(見表3)。

根據(jù)江口溝泥石流現(xiàn)場調(diào)查及泥石流溝的發(fā)育特征，各項評價因子取值及其轉(zhuǎn)換值見表4。

得出江口溝泥石流危險度為0.42。

根據(jù)單溝泥石流的危險度分級標(biāo)準(zhǔn)(見表5)，江口溝泥石流的危險度為中度危險度泥石流溝。

表3　單溝泥石流危險度評價因子的轉(zhuǎn)換函數(shù)

表4　江口溝泥石流危險度評價因子

表5　單溝泥石流的危險度分級標(biāo)準(zhǔn)

4.2泥石流易損性評價

根據(jù)單溝泥石流易損度評價模型，其易損度計算公式為：

V單=[(FV1單+FV2單)/2]0.5

(2)

FV1單=1/{1+exp[-1.25(logV1單-2)]}

(3)

FV2單=1-exp(-0.035V2單)

(4)

V1單=I+E+L單

(5)

V2單=(a+b+r)D/3

(6)

式中V單——單溝泥石流易損度；

V1——財產(chǎn)指標(biāo),萬元；

FV1單——財產(chǎn)指標(biāo)的轉(zhuǎn)換函數(shù)賦值；

V2單——人口指標(biāo),人/km2；

FV2單——人口指標(biāo)的轉(zhuǎn)換函數(shù)賦值；

I——物質(zhì)易損度指標(biāo),萬元，包括建筑資產(chǎn)I1、交通設(shè)施資產(chǎn)I2、生命線工程資產(chǎn)I3；

E——經(jīng)濟易損度指標(biāo),萬元，包括人均年收入E1、人均儲蓄存款余額E2、人均擁有的固定資產(chǎn)E3；

L單——土地資源價值,萬元，分五大類土地以基價估值；

a——65歲及以上老人和15歲以下少年兒童的比例；

b——只接受過初等教育(小學(xué))及以下人口的比例；

r——人口自然增長率,‰；

D——人口密度,人/km2。

根據(jù)格宗移民安置點投資估算，以及對當(dāng)?shù)卦用竦恼{(diào)查，江口溝若爆發(fā)大規(guī)模泥石流，將會造成約0.63億元的損失，則V1單=6 300萬元；由于無法找到江口溝溝口及格宗安置點的全部人口統(tǒng)計資料，參照丹巴縣志，推算65歲及以上老人和15歲以下少年兒童的比例a=0.327，只接受過小學(xué)初等教育及以下人口的比例b=0.47；人口自然增長率r=2.05‰，人口密度D=5 354.8(人/km2)。根據(jù)式(2)、(3)、(4)，V單=0.976。

根據(jù)單溝泥石流的易損度分級標(biāo)準(zhǔn)(見表6)，江口溝泥石流屬于極高易損度泥石流溝。

表6　單溝泥石流的易損度分級標(biāo)準(zhǔn)

4.3泥石流風(fēng)險評價

根據(jù)單溝泥石流風(fēng)險度計算公式，江口溝泥石流風(fēng)險度為：

R單=H單·V單=0.42×0.976=0.41

根據(jù)單溝泥石流的風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)(見表7)，江口溝泥石流屬高風(fēng)險。

表7　單溝泥石流的易損度分級標(biāo)準(zhǔn)

5　結(jié)　　語

(1)江口溝流域面積大，匯水面廣，最近一次爆發(fā)泥石流為1958年，屬于中等規(guī)模的低頻～極低頻泥石流。

(2)江口溝泥石流風(fēng)險性分析結(jié)果顯示，江口溝泥石流危險度為0.42，具有中度危險特征，其承災(zāi)體易損度為0.976，具有極高易損特征。綜合其危險度和易損度得到江口溝泥石流的風(fēng)險度為0.41，屬于具有高度風(fēng)險的泥石流溝。

(3)根據(jù)江口溝泥石流風(fēng)險度分析，在泥石流影響范圍線以內(nèi)風(fēng)險度為高風(fēng)險，因此，移民安置點選址應(yīng)避開泥石流影響范圍，堆積扇上的已有居民建議搬遷，如無法搬遷則應(yīng)對該泥石流溝進行治理。

(4)泥石流風(fēng)險評價目前僅應(yīng)用于對泥石流的科研研究，本文應(yīng)用江口溝泥石流的風(fēng)險評價結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查宏觀判斷分析結(jié)果基本一致。

[1]United Nations, Department of Humanitarian Affairs. Mitigating Natural Disasters: Phenomena, Effects and Options- A Manual for Policy Makers and Planners [M]. New York: United Nations, 1991, 1-164.

[2]劉希林,王小丹.云南省泥石流風(fēng)險區(qū)劃[J].水土保持學(xué)報,2000,14(3): 104-107.

[3]Flageollet J.C. Floods and Landslides: Integrated Risk Assessment [C].Berlin: Springer-Verlag, 1999:3-18.

[4]楊宗佶,喬建平,宋書志,等.四川涼山州越西縣打虎溝泥石流風(fēng)險評價[J].水土保持研究,2007,14(2):46-49.

[5]Liu X. Assessment on the severity of debris flows in mountainous creeks of southwest China [C]. Proceedings of International Symposium-Interpraevent, Garmisch-Partenkirechen,Germany, 1996(4):145-154.

2015-06-29

宋書志(1983-)，男，安徽廣德縣人，高級工程師，從事巖土工程及地質(zhì)災(zāi)害勘查、設(shè)計工作。

P642.23

B

1003-9805(2016)03-0048-04