北川縣某泥石流誘因的地質(zhì)環(huán)境討論

柳樹(shù)權(quán)+寇貴存+馮金煒

摘 要：北川縣位于龍門(mén)山構(gòu)造帶內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，大小斷裂交錯(cuò)分布，“5.12”汶川大地震更是觸發(fā)了多種地質(zhì)災(zāi)害。為了確保災(zāi)區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和北川地震地質(zhì)遺跡安全，文章通過(guò)調(diào)查查明了北川縣某泥石流發(fā)育的自然環(huán)境、基本特征及形成泥石流的物源條件、溝道條件和水源條件，綜合分析泥石流暴發(fā)頻率、活動(dòng)規(guī)律，達(dá)到了預(yù)測(cè)泥石流發(fā)展趨勢(shì)和可能造成危害的目的，劃定了泥石流災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)范圍，為制定泥石流應(yīng)急方案和治理工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料。

關(guān)鍵詞：泥石流；溝道；地震

中圖分類號(hào)：X141 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）01-0177-03

Abstract： Beichuan County is located in the Longmenshan structural belt， the regional structure is developed， the size of faults is staggered distribution， and the "5/12" Wenchuan earthquake triggered a variety of geological disasters. In order to ensure the safety of the lives and property of the people in the disaster area and the safety of seismic geological relics in Beichuan， in this paper， the natural environment and basic characteristics of a debris flow in Beichuan county are found out， the conditions of source， channel and source of debris flow are found out， and the frequency and activity of debris flow are analyzed synthetically. It has achieved the purpose of predicting the development trend of debris flow and possible hazards， delineated the scope of debris flow hazard risk area， and provided geological data for drawing up the emergency plan of debris flow and the design of control engineering.

Keywords： mudflow； channel； earthquake

1 泥石流溝域自然和地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 位置與交通

該泥石流位于北川縣慈竹村、廟坪村境內(nèi)，白草河主干流的右岸，距北川羌族自治縣城約35公里，道路路面較差，慈竹村有通村機(jī)耕道至該上游，勘查區(qū)交通條件較差（圖1）。

1.2 氣象水文

1.2.1 氣候

北川縣位于著名的鹿頭山暴雨區(qū)，雨量充沛。據(jù)1970年-2007年曲山鎮(zhèn)氣象站資料統(tǒng)計(jì)（表1）：多年平均降雨量為1399.1mm，最大年降雨量1860.5mm（1977年），最小年降雨量619.8mm（2003年），日最大降雨量101mm，小時(shí)最大降雨量32mm。

降雨對(duì)災(zāi)害體穩(wěn)定性影響較大，暴雨的影響尤為明顯，暴雨作用下，不僅災(zāi)害體表面的松散巖土體可能失穩(wěn)破壞，坡頂?shù)膸r體力學(xué)性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變，暴雨對(duì)巖土體的主要作用有三：一是水的物理化學(xué)作用降低了角礫的粘結(jié)力；二是在災(zāi)害體后緣裂縫中的水柱形成靜水壓力；三是入滲災(zāi)害體外傾結(jié)構(gòu)面內(nèi)形成的揚(yáng)壓力作用；都會(huì)使得巖土體在降雨時(shí)的穩(wěn)定性大幅下降。

1.2.2 水文

該泥石流勘查區(qū)位于白草河右岸，是湔江一級(jí)支流，流域內(nèi)分布2條較大支溝，分別為堰頭上溝和三岔溝（表1），堰頭上溝和三岔溝匯集該泥石流主道，該泥石流溝口位于慈竹村打鹿樁，最后匯入白草河。堰頭上溝和三岔溝匯入該泥石流主道后坡度放緩，縱坡降為122‰，溝床寬度約10米，深度約1.35米。

表1 泥石流溝道及水文特征一覽表

1.3 地形地貌

該泥石流溝域平均縱向長(zhǎng)度4.8km，平均寬度2.7km，溝域面積12.9km2。溝域最高點(diǎn)高程2027m，最低點(diǎn)位于該泥石流與白草河的匯集處，高程774m，相對(duì)高差1253m。溝域范圍及地形特征如溝域遙感影像圖所示（圖2）。

該泥石流溝道總體上為“V”型谷地貌，特別是上游溝段溝谷較為狹窄，縱坡較陡，水流湍急，且動(dòng)態(tài)變化較大，具陡漲陡落的山溪溝谷特征。泥石流下游段寬度略大，一般50～120m左右，但在中游局部溝谷較為狹窄，寬度僅10～40m左右。

1.4 地層巖性

在勘查區(qū)內(nèi)廣泛分布志留系茂縣群（Smx）組地層，其巖性為灰黑色千枚巖，巖體破碎、節(jié)理裂隙較為發(fā)育，屬半堅(jiān)硬-軟弱薄-中-薄層狀千枚巖巖組，被當(dāng)?shù)亻_(kāi)采加工后做為建筑裝飾材料使用。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造和地震

2008年5月12日汶川8.0級(jí)大地震是由于龍門(mén)山構(gòu)造帶的活動(dòng)造成。主震發(fā)生后沿映秀-北川-青川一線發(fā)生5.7萬(wàn)余次的余震，其中4級(jí)以上的余震達(dá)299次。成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所對(duì)龍門(mén)山地區(qū)開(kāi)展的震后監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在地震期間龍門(mén)山斷裂帶兩側(cè)的地殼運(yùn)動(dòng)與震前相比發(fā)生了方向改變和速率增大現(xiàn)象。

2 泥石流形成條件分析及基本特征endprint

2.1 泥石流溝道條件

溝道形態(tài)：該泥石流形態(tài)近似一銳角三角形，有支溝發(fā)育，溝谷為深切割“V”型谷，具有谷坡陡峻、切割深度較大的特點(diǎn)。主溝溝頭最高點(diǎn)高程為1165m，溝口與白草河交匯處高程為767m，相對(duì)高差398m，主溝平均縱坡降122‰，其中中上游泥石流形成區(qū)段較陡，由三岔溝匯入主溝，平均縱坡245‰，而中游泥石流形成-流通區(qū)段總體上縱坡陡峭，以堰頭上溝匯入，堰頭上坡度落差大，平均縱坡降可達(dá)737‰，下游泥石流堆積區(qū)段比較平緩，平均縱坡降122‰。主溝由堰頭上和三岔溝兩條主要支溝在距離溝口1.7km處交匯后形成該泥石流流域。

泥石流區(qū)域中上游較為狹窄，下游寬度一般可達(dá)10～20m，但局部地段也較為狹窄，形成寬窄相間的變化特點(diǎn)，局部形成卡口，為泥石流工程治理設(shè)攔砂壩等攔擋工程提供了有利條件。

2.2 形成-流通區(qū)地形地貌條件

該泥石流無(wú)明顯泥石流形成及流通區(qū)，從溝源至溝口均為泥石流形成-補(bǔ)給、流通區(qū)段。泥石流溝無(wú)明顯流域邊界，主要表現(xiàn)為坡面匯流。該泥石流溝匯水區(qū)域?yàn)闃?gòu)造侵蝕中高山地貌，兩岸岸坡坡度30°-40°，溝道寬度多在10-15m，彎道較為發(fā)育，在現(xiàn)場(chǎng)勘查過(guò)程中無(wú)跌水發(fā)育，且溝道表層無(wú)水源流動(dòng)。溝道右側(cè)坡面植被茂盛，覆蓋率在70%以上，下部基巖出露（圖3），溝口巨塊石堆積（圖4）。

2.3 泥石流物源

主要溝道物源由三部分組成，分別為主溝物源、三岔溝物源、堰頭上溝物源。

（1）泥石流主溝物源：物源溝道面積42730m2，平均厚度1.5m，方量64095m3；其可參與泥石流活動(dòng)的堆積體方量約44866m3，以碎石土為主。

（2）三岔溝物源：物源溝道面積13713m2，平均厚度

0.7m，方量9599m3；其可參與泥石流活動(dòng)的堆積體方量約4896m3，以碎石土為主。

（3）堰頭上溝物源：物源溝道面積8456m2，平均厚度1.2m，方量10147m3，參與泥石流活動(dòng)的堆積體方量約

6008m3，以碎石土為主。

三條溝道物源參與方式均主要為溝床揭底沖刷，參與泥石流活動(dòng)物源量為溝底拉槽下切可能掏蝕的部分及兩側(cè)岸坡可能失穩(wěn)進(jìn)而參與泥石流活動(dòng)物源兩部分組成。溝道物源主要為由暴雨、洪流沖刷形成。2013年“7.9”暴雨期間受雨水沖刷大部分物源已起動(dòng)流向下游，使該泥石流主道物源厚度增大。

3 泥石流成因機(jī)制及引發(fā)因素

該泥石流與三岔口溝均為暴雨溝谷型泥石流，其主要誘發(fā)因素為暴雨，該區(qū)為著名的鹿頭山暴雨區(qū)；三岔口溝與該泥石流溝谷縱比降較小，平均縱坡分別為245‰、122‰，雖然縱比降較小，松散固體物質(zhì)的啟動(dòng)搬運(yùn)能力較差，但連續(xù)性暴雨使整個(gè)溝道內(nèi)一直處于加速狀態(tài)，劇烈沖刷兩岸岸坡，導(dǎo)致兩岸岸坡及分布于兩岸岸坡的崩滑體進(jìn)一步下滑失穩(wěn)，進(jìn)入溝道參與泥石流運(yùn)動(dòng)；暴雨洪水的迅速為物質(zhì)匯集提供了良好的條件，同時(shí)良好的臨空條件為溝域內(nèi)滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育以及泥石流松散固體物源的匯集堤供了有利的條件。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該泥石流發(fā)育的自然環(huán)境、形成泥石流的物源條件、泥石流的溝道條件、形成泥石流的水源條件，泥石流的基本特征分析得出初步結(jié)論：

該泥石流為潛發(fā)性泥石流。在泥石流形成過(guò)程中，溝域內(nèi)地形陡峻，溝谷中上游縱坡較大，為水源和泥沙的匯聚提供了有利的地形地貌條件；溝內(nèi)大量的礦渣堵塞溝道，特別是“5.12”地震后，局部的斜坡結(jié)構(gòu)變得更加松散，溝床內(nèi)大量的松散堆積物為泥石流的發(fā)生提供了豐富的松散固體物源；暴雨條件也是泥石流形成的主要引發(fā)因素，該區(qū)雨量充沛，強(qiáng)度大，易在短時(shí)間內(nèi)形成山洪，引發(fā)泥石流災(zāi)害。

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