基于流域下墊面條件的泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

孫俊明

摘 要：近年來(lái)，泥石流災(zāi)害的頻繁發(fā)生給我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了極為不利的影響。我國(guó)泥石流具有分布廣及成災(zāi)迅速的特點(diǎn)，以致監(jiān)測(cè)的精度不易。因此，泥石流災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估顯得尤為重要。該文從泥石流的形成條件出發(fā)，結(jié)合流域的下墊面條件，分析泥石流風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，在此基礎(chǔ)上提出相關(guān)的防治措施及建議，將泥石流造成的影響及損失降到最低。

關(guān)鍵詞：泥石流 下墊面 危險(xiǎn)性 損失

中圖分類號(hào)：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（a）-0015-02

泥石流是一種災(zāi)變性事件，對(duì)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全會(huì)產(chǎn)生重大影響，其不但威脅交通運(yùn)輸，增加鐵路、公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，還會(huì)淤塞河庫(kù)、橋涵，減少工程使用壽命。泥石流成因復(fù)雜，量多面寬，治理成本較高，目前技術(shù)水平無(wú)法進(jìn)行全面控制[1]。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，山區(qū)大型水利水電工程不斷涌現(xiàn)，工程活動(dòng)影響區(qū)內(nèi)，泥石流發(fā)生的頻率和規(guī)模均會(huì)增加。泥石流災(zāi)害不僅影響著大型水利水電工程區(qū)施工期間施工及管理人員的生命安全，工程完工后，泥石流災(zāi)害對(duì)工程的運(yùn)行也造成巨大的威脅。我國(guó)山地較多，約占國(guó)土面積的69.4%，山區(qū)范圍內(nèi)聚集了全國(guó)56%的人口，又多是少數(shù)民族集中的地方，約有1 583個(gè)長(zhǎng)期受到泥石流災(zāi)害的困擾，7 400多萬(wàn)人不同程度地受到泥石流的危害和威脅，尤其是西南地區(qū)，為我國(guó)泥石流災(zāi)害的高發(fā)區(qū)和重災(zāi)區(qū)[2-3]。為減小泥石流對(duì)大型水利設(shè)施的影響，該文以某泥石流溝的泥石流形成條件及危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的防治措施，這可以對(duì)相關(guān)水利設(shè)施的施工及運(yùn)行期間的安全提供重要參考。

1 研究區(qū)概況

某泥石流溝位于擬建水電站上壩址的下游約3 km處，該溝流域面積約38.40 km2，流域最高海拔5 750 m，于高程3 360 m匯入雅魯藏布江，流域的最大高差約2 390 m，溝道長(zhǎng)度約9.5 km，主溝總體縱坡降達(dá)251‰。由于溝域匯水面積大，故有利于地表水流匯集。

2 泥石流風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法

泥石流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是一個(gè)多因素分析過(guò)程，首先要根據(jù)流域的基礎(chǔ)性條件分析泥石流成災(zāi)的可能性，并界定其危險(xiǎn)性范圍及影響程度，在此基礎(chǔ)上對(duì)泥石流災(zāi)害可能造成的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行估算。通常情況下，流域的地質(zhì)條件、地形地貌、水文氣象條件、承載體類型及結(jié)構(gòu)等因素都會(huì)對(duì)泥石流的風(fēng)險(xiǎn)性造成不同程度的影響，這也導(dǎo)致泥石流風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)難度較高。早期的風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法多是定性或半定量的評(píng)價(jià)研究，其精度難以滿足減災(zāi)需要。為了提高泥石流風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，首先從單溝泥石流評(píng)價(jià)開(kāi)始，單溝泥石流風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)多采用數(shù)值模型或野外調(diào)查的方式，以此來(lái)界定泥石流堆積區(qū)大小。鑒于多方面的因素，單溝泥石流風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)并未受到足夠的重視。為降低泥石流災(zāi)害對(duì)水利工程造成的影響，該文結(jié)合研究區(qū)的下墊面條件綜合分析評(píng)價(jià)泥石流風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

3 研究區(qū)下墊面條件

3.1 流域底層巖性

該溝出露的地層從溝源到溝口依次為晚白堊系門朗組（K2M）、第三系溶母棍巴組（E2R）。第四系（Q4）堆積物主要發(fā)育在溝床、兩側(cè)谷坡下部和緩坡地帶。第四系堆積物（Q4）：（1）泥石流堆積物（Q4sef）：分布在溝口、主溝兩側(cè)及溝床平緩處；（2）崩坡積物（Q4col+dl）：零星分布于主溝兩側(cè)坡腳處；（3）殘坡積物（Q4el+dl）：主要分布在溝內(nèi)高海拔圓滑山頭、平緩山坡、夷平面及低凹的地方；（4）冰水堆積物（Q4gfl）：主要分布在溝內(nèi)高海拔較高的山頭。

綜上所述，該流域底層巖性相對(duì)簡(jiǎn)單，大部分巖石堅(jiān)硬完整，谷坡整體穩(wěn)定性較好。由于溝道較長(zhǎng)，匯水面積大，溝道中老泥石流堆積物及溝道兩側(cè)崩坡積物較多，天然條件下能提供較豐富的物源。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，巖體總體較完整，呈塊狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)野外考察發(fā)現(xiàn)，該流域地質(zhì)構(gòu)造不復(fù)雜且?guī)r體的完整性較好。因此，該流域發(fā)生大規(guī)模和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小。

3.3 水文地質(zhì)

該溝內(nèi)常年流水，主要以高山冰雪融水和冰湖水溢出補(bǔ)給為主，據(jù)水量測(cè)試，溝內(nèi)枯季流量可達(dá)到2～3 m3/s，水量較大，雨季到來(lái)時(shí)，由于匯水面積較大，加之溝床兩側(cè)崩坡積物堆積密實(shí)，地表水的滲入難度大，因此，降水大都以地表徑流的形式匯入主溝，溝內(nèi)水量急劇增大，根據(jù)過(guò)流斷面測(cè)量，水量在洪水時(shí)期可達(dá)到30～50 m3/s。

3.4 人類工程活動(dòng)

溝域內(nèi)無(wú)居民居住，亦無(wú)農(nóng)作物種植等，僅有當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)山挖蟲(chóng)草和放牧牦牛的一些活動(dòng)，人類工程活動(dòng)對(duì)泥石流活動(dòng)的影響程度較低。

4 泥石流形成條件及風(fēng)險(xiǎn)性分析

泥石流對(duì)大型水利水電工程具有較大的影響，為探討其對(duì)水電站的影響程度，該文引入了地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析方法，在此基礎(chǔ)上建立了分析泥石流危險(xiǎn)性的結(jié)構(gòu)模型見(jiàn)圖1，并進(jìn)一步探索了泥石流危險(xiǎn)性指數(shù)，為今后基于泥石流風(fēng)險(xiǎn)的防災(zāi)減災(zāi)工作提供了新的方法。

泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)主要是以研究區(qū)所在的流域?yàn)榉治鰡卧缓蠓治龈饔绊懸蛩貙?duì)泥石流活動(dòng)程度的影響等級(jí)，基于此建立相應(yīng)的危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算模型，這樣可以更好的借助泥石流形成條件，深入研究泥石流災(zāi)害的發(fā)育特征。前人在大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了泥石流危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算模型：；式中、分別代表泥石流的歷史活動(dòng)強(qiáng)度及其潛在活動(dòng)強(qiáng)度；、分別代表泥石流的歷史強(qiáng)度和潛在強(qiáng)度的權(quán)重，其取值分別為0.3和0.7；α為修正系數(shù)，其取值為0.46。泥石流活動(dòng)歷史災(zāi)害強(qiáng)度依據(jù)以下模型進(jìn)行計(jì)算：，G和P分別為泥石流歷史動(dòng)規(guī)模和活動(dòng)頻率的評(píng)判等級(jí)分值，根據(jù)泥石流的堆積體積和活動(dòng)性取值，其值的波動(dòng)范圍介于0～5之間，且該值大多是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)按兩類因素分別取值后進(jìn)行疊加形成的。潛在的泥石流危險(xiǎn)強(qiáng)度也有相關(guān)的計(jì)算模型，該文引入了以下模型進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算：；式中D、X、Q、R分別表征控制泥石流形成及其發(fā)展的對(duì)應(yīng)地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣候植被條件及人為條件充分程度的標(biāo)度分值，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用前人的研究成果進(jìn)行判斷。、、、為四類泥石流形成條件的權(quán)重見(jiàn)表1。公式中：K為修正系數(shù)，該文取0.7。以上分析中所使用的權(quán)重是張業(yè)成先生等采用專家問(wèn)卷調(diào)查的方法并對(duì)調(diào)查結(jié)果采用層次分析后獲得的，在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立的，其依據(jù)較為充分，結(jié)果可靠度較高，據(jù)此可對(duì)該溝的泥石流危險(xiǎn)程度進(jìn)行判別。

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)和該溝的實(shí)際情況，危險(xiǎn)性指數(shù)計(jì)算參數(shù)D、X、Q、R值分別為：9、16、2、1；G、P值分別為2、2；經(jīng)計(jì)算潛在危險(xiǎn)性為5.31，歷史危險(xiǎn)性為4，該溝泥石流危險(xiǎn)性指數(shù)為2.26。按照危險(xiǎn)性指數(shù)判別標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2：該溝泥石流危險(xiǎn)性為中等。

5 結(jié)語(yǔ)

該文在分析泥石流形成條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)模型計(jì)算并結(jié)合流域的下墊面條件，得到以下結(jié)論：該溝泥石流發(fā)展階段處于衰退至停歇期階段，屬于輕度易發(fā)，泥石流危險(xiǎn)性等級(jí)為中等。該溝泥石流無(wú)堵江的歷史記載，定性分析及經(jīng)驗(yàn)公式判斷該溝不具備堵江的條件；溝內(nèi)沖出物質(zhì)主要為細(xì)粒物質(zhì)，直接被雅礱江沖走，堵江的可能性較小。

參考文獻(xiàn)

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