汶川極震區(qū)G213典型泥石流內(nèi)在因數(shù)與運(yùn)動特征

李德華

汶川極震區(qū)G213典型泥石流內(nèi)在因數(shù)與運(yùn)動特征

李德華1、2

（1.四川省地礦局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)中心，成都 610081 ；2.四川省華地建設(shè)工程有限責(zé)任公司，成都 610081）

“5·12”汶川地震后，四川省內(nèi)多地暴發(fā)過大規(guī)模泥石流災(zāi)害。其中，四川省內(nèi)重要交通干線G213國道映秀至汶川縣段，多次暴發(fā)了群發(fā)性泥石流災(zāi)害，規(guī)模巨大、造成危害極其嚴(yán)重。研究以高家溝泥石流2011年時暴發(fā)實(shí)例，從泥石流暴發(fā)成災(zāi)的內(nèi)在因數(shù)和運(yùn)動過程特征進(jìn)行系統(tǒng)分析；從形成泥石流的溝域地形條件、巨量物源聚集內(nèi)在因素出發(fā)，研究其啟動時堵塞潰決、拉槽下切特點(diǎn)，從固體物質(zhì)運(yùn)移堆積特征，研究其暴發(fā)時陣性流特點(diǎn)；揭露此類泥石流溝大規(guī)模暴發(fā)成災(zāi)的機(jī)理。

泥石流；內(nèi)在因素；成災(zāi)機(jī)理；G213

2008年“5·12”汶川特大地震后的幾年內(nèi)，地震重災(zāi)區(qū)泥石流次生地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)［1］，多地均暴發(fā)過大規(guī)模泥石流災(zāi)害。2010年8月13、14日的綿竹清平鄉(xiāng)、汶川映秀鎮(zhèn)、都江堰龍池等區(qū)域均暴發(fā)了大規(guī)模泥石流，沖毀國道、堵塞河道，造成巨大災(zāi)害［2-3］；2011年7月汶川銀杏鄉(xiāng)政府上、下游20km范圍內(nèi)，流域面積大小不等的十多條溝均暴發(fā)了泥石流；2013年7月，汶川縣城至映秀鎮(zhèn)岷江沿線，再次暴發(fā)大規(guī)模群發(fā)性泥石流災(zāi)害。

2011年7月汶川銀杏鄉(xiāng)區(qū)域暴發(fā)的泥石流，尤以高家溝為甚，沖出規(guī)模達(dá)42×104m3，堰塞岷江、沖毀進(jìn)出汶川的G213，造成巨大危害；根據(jù)氣象資料反映，該區(qū)域泥石流暴發(fā)時前期累計降雨量達(dá)163.1mm［4］，最終引發(fā)了大規(guī)模泥石流災(zāi)害，固體物質(zhì)堰塞岷江，江水沖毀多段G213國道，導(dǎo)致進(jìn)入阿壩州的重要交通干線G213一度中斷（圖1）。

圖1 泥石流堵塞岷江全貌

本文重點(diǎn)對高家溝2011年大規(guī)模泥石流暴發(fā)成災(zāi)的內(nèi)在因數(shù)和運(yùn)動過程特征兩方面進(jìn)行梳理分析。從形成泥石流的溝域地形條件、物源大規(guī)模聚集內(nèi)在因素出發(fā)，研究其啟動時堵塞潰決、拉槽下切特點(diǎn)，從固體物質(zhì)運(yùn)移過程中不同區(qū)域的堆積物現(xiàn)象出發(fā)，揭露泥石流暴發(fā)時陣性流特點(diǎn)。

1 溝域概況

高家溝所在區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)內(nèi)主要斷層有茂汶斷層，汶川“5·12”特大地震是與茂汶斷裂近于平行的映秀-北川斷裂活動所引發(fā)。

高家溝流域形態(tài)為扇形，流域縱向長度3.26km，平均寬度1.3km，流域面積3.79km2。流域最高點(diǎn)高程2 800m，最低點(diǎn)位于高家溝匯入岷江河口，高程1 045.0m，相對高差755m，平均縱坡達(dá)到了538‰。

受地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性控制，高家溝流域支溝呈不對稱分布?？傮w上右岸支溝較發(fā)育，分布有大槽溝、龍窩溝、南天門溝；左岸支溝不發(fā)育，主要發(fā)育有一條小溝。從下往上的4條支溝，長度一般在0.5~1.5km，縱坡較大，均在500‰以上，兩岸岸坡較陡，便于水流匯集，各溝段和各支溝分布情況、匯水面積縱坡降

等基本情況如圖2。

2 泥石流暴發(fā)內(nèi)在因數(shù)分析

根據(jù)調(diào)查，高家溝泥石流暴發(fā)成災(zāi)與短時內(nèi)較大降雨外在條件相關(guān)外，主要與溝域縱坡較大、地震物源劇增內(nèi)在因數(shù)關(guān)系密切。

圖2 高家溝流域特征分布圖

1.流域范圍線；2.支溝范圍邊界線；3.主要物源點(diǎn)及編號；4.高速公路隧道；

2.1 溝道地形特征

高家溝流域內(nèi)兩岸地形山高坡陡，平均坡度在45°以上，多數(shù)區(qū)域為懸崖陡壁；植被覆蓋較低，尤其是“5·12”地震后，兩岸山體表面發(fā)生了大面積剝皮式崩塌，基巖裸露。主、支溝多呈V型谷，溝道內(nèi)跌坎發(fā)育，溝道縱坡總體較大，特別是主溝上、中游段及各支溝，縱坡達(dá)600‰以上，有利于降雨的快速匯集，為泥石流集中暴發(fā)提供了基礎(chǔ)條件。

泥石流的暴發(fā)，其各區(qū)段的溝道特征起到控制性作用，現(xiàn)分析如下：

2.1.1 主溝上游(正溝)段溝道特征

為溝頂大黃巖至南天門支溝交匯區(qū)，又名正溝，該溝段為匯流段，出口可見4#跌水發(fā)育，跌水高度達(dá)20m，表面長期被水流沖刷，光滑如鏡，無法攀爬至上游溝道。通過遙感影像圖分析，正溝總長度1340m，溝道狹窄，平均縱坡達(dá)858‰，兩側(cè)為陡崖，局部區(qū)段坡面發(fā)育有沖溝。地震前上游區(qū)植被發(fā)育，但覆蓋層較薄，地震時坡面淺表層發(fā)生剝皮式大面積崩塌，植被破壞嚴(yán)重，物質(zhì)堆積在溝道形成崩滑物源，解譯到主要有B18、B19兩個較大物源點(diǎn)。泥石流發(fā)生時，該段以侵蝕沖刷方式參與泥石流活動，由于其溝道縱坡極大，其轉(zhuǎn)化形成的動能強(qiáng)大，匯聚的流體對中、下游侵蝕破壞能力較強(qiáng)。

2.1.2 主溝中游段溝道特征

主溝中游從4#跌水至B07崩塌區(qū)，該段發(fā)育有3處跌水；本段為物源聚集區(qū)和流通區(qū)，根據(jù)溝道堆積特征，可分為B10、B11崩塌堆積區(qū)段和B10至B07崩塌兩段。

1）B10、B11崩塌堆積區(qū)段，從4#跌水至溝道拐彎處，“5·12”地震時，左右兩側(cè)陡峻岸坡上發(fā)生的高位崩滑物堆積于溝道，并完全占據(jù)主溝道，巖土體極為松散，塊體大小不一，是“7·3”泥石流的主要啟動物源點(diǎn)之一。該段水平長度達(dá)455m，平均縱坡降為451‰，左岸多數(shù)區(qū)域為基巖岀露，巖質(zhì)堅硬，有少量殘余體附作在表面；右岸為崩滑堆積體，結(jié)構(gòu)松散，降雨沖刷下極易轉(zhuǎn)化為泥石流物源；溝底為崩塌堆積體，存在繼續(xù)下蝕，并側(cè)蝕加劇右岸堆積體滑塌。此段溝道沖淤特征以沖刷、下切、側(cè)蝕為主。

2）B10至B07崩塌段，該段從大槽溝、龍窩溝與主溝交匯處至B07崩塌區(qū)，溝道狹窄，呈典型的“V”型窄谷，該段溝道沖刷、掏蝕強(qiáng)烈，為堵潰區(qū)。溝道長度300m，平均縱坡降為359‰，左岸為高陡基巖岀露區(qū)，巖質(zhì)堅硬；溝底為沖洪積或老崩塌堆積物，仍有繼續(xù)下蝕的可能；右岸為老崩塌堆積體，結(jié)構(gòu)松散-稍密，暴雨沖刷下易發(fā)生滑塌轉(zhuǎn)化為泥石流物源。溝道沖淤特征以沖刷為主。

表1 支溝泥石流特征統(tǒng)計表

2.1.3 主溝下游段溝道特征

從B07崩塌堆積體至岷江交匯處，溝道從堆積扇左側(cè)靠山體通過，長度625m，溝道平均縱坡約256‰，溝口與岷江河道正交，老堆積體在“7·3”泥石流時被拉槽下切，最大深度達(dá)15m，該溝段存在繼續(xù)溯源下切可能。高家溝出口段岷江河道縱坡較小，輸砂能力較差，進(jìn)入岷江的物質(zhì)逐級抬高河床。

2.1.4 其余支溝溝道特征

其余支溝還包括小溝、大槽溝、龍窩溝、南天門溝等，支溝沖淤特征主要表現(xiàn)以揭底沖刷為主。各支溝基本特征統(tǒng)計見表1。

從溝道地形特征分析可知，高家溝具備暴發(fā)泥石流的溝域地形條件。

2.2 物源特征

2.2.1 物源基本類型和數(shù)量

高家溝泥石流松散固體物源［5］較豐富，特別是汶川“5·12”特大地震后，溝域內(nèi)崩滑不良地質(zhì)現(xiàn)象更發(fā)育。據(jù)調(diào)查，溝域內(nèi)共計有物源點(diǎn)29個，“7·3”泥石流前約有物源總量約271.87×104m3，物源類型主要有新近崩滑堵溝型［6］和溝道老堆積物源兩種類型。

崩滑堵溝型物源主要為“5·12”地震引起的高位崩塌滑坡堆積在溝道內(nèi)形成，將溝道局部完全淤堵，厚度達(dá)20~30m，最為典型的有B07、B10、B11崩滑體，調(diào)查到此類物源點(diǎn)有25處，物源量123.44×104m3；這類物源的特點(diǎn)是堵溝規(guī)模大、堆積體的厚度大，物質(zhì)松散易啟動，為高家溝“7·3”特大泥石流的孕育和發(fā)生提供了物源條件，在降雨作用下容易發(fā)展為溝槽揭底沖刷型和潰決型泥石流，“7·3”時啟動規(guī)模達(dá)33.75×104m3。

圖3 高家溝物源分布圖

1. 崩塌堆積物源；2. 溝道堆積物源；3. 參與7.3主要崩塌物源；4. 岷江河道；5. 流域范圍；6. 支溝范圍；

溝道堆積物為早期泥石流物質(zhì)順溝堆積形成，主要在溝口堆積扇區(qū)及溝道縱坡較緩區(qū)域，堆積物經(jīng)過較長期的壓縮密實(shí)，一般情況不易啟動，但在上游大規(guī)模泥石流的沖刷下，被拉槽下切、擴(kuò)邊參與泥石流活動；調(diào)查到該物源有4處，物源量148.43×104m3，“7·3”時啟動量8.83×104m3。

2.2.2 物源分布特征

高家溝流域內(nèi)物源量極大，且分布廣泛，流域內(nèi)主、支溝均有分布。其中，主溝中段是物源分布最多且最為集中區(qū)域，也是高家溝啟動物源最多、溝道最易堵潰區(qū)域。主溝道物源點(diǎn)有17個，物源總量約193.18×104m3，占整個溝域物源的84.3%。主溝為主要物源分布區(qū)及參與泥石流活動區(qū)段，大量的崩塌物質(zhì)堆積于溝道內(nèi)，堆積厚度10~20m，多處溝道堵塞嚴(yán)重。其次是南天門溝，物源量17.06×104m3，由此可見，高家溝溝域內(nèi)物源豐富，松散堆積，在上游水動力條件充足時具有大規(guī)模啟動的可能。主溝及各支溝分類物源總量和動儲量如圖3。

表2 泥石流流體重度計算表

由于高家溝溝域縱坡整體較大，震后溝域物源聚集量較多，受兩內(nèi)在因素的控制，其在降雨激發(fā)作用下，最終暴發(fā)了大規(guī)模的泥石流，造成了堵江危害。

3 泥石流運(yùn)動過程特征分析

3.1 堵潰、拉槽下切特征

通過泥石流后的溝道特征調(diào)查，高家溝泥石流運(yùn)動過程中泥痕在岸坡高處多地殘留，分析存在多點(diǎn)堵潰、拉槽下切啟動集中物源特點(diǎn)；從堆積扇堆積物隴狀特征反映，暴發(fā)過程中短時間內(nèi)有多陣次間歇性固體物質(zhì)沖出。

1)運(yùn)動過程的堵潰、拉槽下切特征，通過泥石流過流時殘留在溝道內(nèi)的泥痕與現(xiàn)有溝底高度對比發(fā)現(xiàn)。其運(yùn)動過程中首先是上游主溝及南天門支溝泥石流啟動向下運(yùn)動，至交匯區(qū)域短暫堵塞潰決，運(yùn)移過程中不斷刨蝕中游B10、B11松散溝道物質(zhì)，到達(dá)G04溝道交匯區(qū)由于彎道較大，呈90°與下游相交，受彎道阻滯，向主溝下游運(yùn)動流體速度減緩，能量部分耗散，加之下游縱坡相對減緩，沖出物和巨大塊石將溝道卡住而逐漸停積下來，形成主要的堵塞潰決點(diǎn)，圖4左側(cè)基巖區(qū)為泥石流淤積時殘留泥痕。

圖4 堵點(diǎn)淤積后潰決

圖5 潰決體對下游堆積體強(qiáng)烈拉

圖6 陣性流堆積形成的隴狀地形

隨著時間推移，支溝流體逐漸匯集至該區(qū)域，堵塞體不斷疊置，加之水流匯集，導(dǎo)致堆積體以及松散的原溝道堆積物飽水，最終發(fā)生潰決，形成流速較快、流量較大的流體向下運(yùn)動，拉槽、下切B07區(qū)松散堆積物及下游溝道，形成深8~15m，寬度10~15m溝槽。圖5為堵點(diǎn)下游拉槽區(qū)特征。

2）岷江河道淤堵成災(zāi)，泥石流過主溝中游潰決點(diǎn)后，已形成流量巨大、破壞力極強(qiáng)的流體，以極快的流速向岷江匯流，最終形成規(guī)模約41.5×104m3的堰塞體。由于高家溝上、下游區(qū)域岷江河道兩側(cè)多條泥石流溝同時暴發(fā)，岷江河道淤堵嚴(yán)重，洪水短時無法輸送大量物質(zhì)，最終造成岷江堰塞［7］。

3.2 暴發(fā)時的多陣次間隙性特征

高家溝泥石流暴發(fā)前的3日8時降雨量累計已達(dá)163.1mm，為泥石流啟動提供了充足的水源條件，溝道內(nèi)多數(shù)固體物質(zhì)飽水。在9:30至10:30伴隨一次強(qiáng)降雨，小時雨量達(dá)到了25mm，提供了強(qiáng)大的水動力條件，中上游主溝及支溝物源開始啟動。

根據(jù)調(diào)查，泥石流固體堆積物在原老堆積體上的殘留物質(zhì)呈隴狀，其主要特征表現(xiàn)為塊體順泥石流流向有序堆積，堆積顆粒為前緣、兩側(cè)塊體較大，中部主流區(qū)相對較小的特征，并為多次疊加、翻邊堆積。隴狀堆積物特征見圖6。

圖7 陣性泥石流淤堵岷江河道過程特征圖

表3 泥石流流速計算表

現(xiàn)場觀測及調(diào)查訪問分析可知，“7·3”泥石流期間，共有四陣次規(guī)模較大泥石流物質(zhì)出溝，極具陣性泥石流特征［8］。根據(jù)其發(fā)生時間順序，各陣次泥石流活動特征分析如下：

1）上午10時30分，高家溝內(nèi)第一陣泥石流沖出溝口，持續(xù)時間約10分鐘，沖出量約3×104m3，此時流速、流量均相對較小，泥石流順排導(dǎo)槽下泄。啟動物質(zhì)主要是主溝中下游溝道飽水物質(zhì)及部分崩塌堆積體表面松散體被洪水沖刷參與泥石流活動，岷江河道水流被小幅擠壓偏移。

2）11時10分，第二陣泥石流出溝，由于岷江河道高家溝出口段縱坡較小，加之第一陣沖出物的淤積，岷江河道沖刷輸砂速度小于下泄物質(zhì)堆積速度，第二波固體物質(zhì)進(jìn)入岷江后沿高家溝出口區(qū)排導(dǎo)槽回淤。此次泥石流歷時約15分鐘左右，估算沖出量7.5×104m3。調(diào)查分析到物質(zhì)來源為主溝中游區(qū)域，G04、B10、B11等堆積體表面物質(zhì)在上游洪水掏蝕下部分參與泥石流活動，并沖刷攜帶下部溝道物源，部分物質(zhì)在1、2#堵點(diǎn)開始停積，主溝上游及南天門溝泥石流到達(dá)3#堵點(diǎn)區(qū)域。本次泥石流迫使岷江洪水偏移至左岸階地，河水漫上開關(guān)站區(qū)，開始掏蝕左岸G213路基。

3）至12:00左右，第三陣泥

石流開始出溝，本次泥石流規(guī)模較大，在岷江對岸，能聽到較大吼聲和感覺到較強(qiáng)震動。此陣次泥石流在堆積扇區(qū)覆蓋范圍較大，部分物質(zhì)從堆積扇中部沖出，沖出量約25×104m3。分析第三陣泥石流固體物質(zhì)是主溝上游及支溝啟動物質(zhì)與主溝中游物質(zhì)同時沖出，先是南天門支溝物質(zhì)到達(dá)主溝后（B11崩塌體），受到主溝泥石流堆積體阻擋堰塞，堆積規(guī)模增大，最后潰決，形成大規(guī)模的泥石流向下游運(yùn)動。當(dāng)泥石流運(yùn)動至B10、G03堆積體時，由于上游B11處潰決下來的泥石流破壞力極強(qiáng)，對B10崩塌堆積體及G04、G03、G02溝道堆積物形成強(qiáng)烈拉槽下切，并引發(fā)岸坡松散物質(zhì)發(fā)生滑塌參與泥石流活動，起到泥石流放大效應(yīng)，到達(dá)B07中游時，泥石流規(guī)模較大，破壞力較強(qiáng)，強(qiáng)烈切割下游溝道，在出山口附近已形成了強(qiáng)大的龍頭。泥石流出山后形成流速極快、流量巨大的流體向岷江匯流，最終形成總規(guī)模約35×104m3的堰塞體，造成岷江主河堰塞，江水改道左岸沖毀G213路基。

表4 泥石流流速計算表

4）隨著時間的推移，溝內(nèi)少量的泥石流物質(zhì)仍在不斷涌出，至1時30分左右，又有一陣小規(guī)模泥石流出溝，過流時間約15分鐘，沖出規(guī)模約5萬方，從物質(zhì)疊置關(guān)系分析此次小溝已暴發(fā)了泥石流。

至下午2時30分左右，共有四陣次較大規(guī)模泥石流發(fā)生，沖出固體物質(zhì)總量已到達(dá)41.5×104m3，總計歷時約2小時20分鐘左右。最終固體物質(zhì)將岷江堵斷形成長316m，寬174m的堰塞體，厚度達(dá)5~15m。泥石流淤堵岷江河道各陣次淤積擠壓岷江河道特征見圖7。

3.3 泥石流運(yùn)動特征參數(shù)反演分析

為進(jìn)一步驗證泥石流運(yùn)動過程中存在堵塞潰決、拉槽下切分析的合理性，對其運(yùn)動特征參數(shù)進(jìn)行反演計算，其中重度參數(shù)采用現(xiàn)場試驗確定，流速、流量根據(jù)調(diào)查泥石流過流時的泥痕、溝道寬度、深度反算。

3.3.1 重度參數(shù)

1）實(shí)驗和計算方法，泥石流暴發(fā)后，對典型過流區(qū)對堆積物進(jìn)行配漿試驗，其計算公式[9]為：

表5 泥石流流量形態(tài)調(diào)查法計算表

2）現(xiàn)場實(shí)驗結(jié)果，計算結(jié)果如表2，泥石流重度為1.61～2.05t/ m3。

3.3.2 泥石流流速

由泥石流重度可知，“7·3”泥石流流體性質(zhì)從主溝4#跌水處往下游粘度逐漸增大，泥石流重度均大于1.6t/ m3，為粘性泥石流。采用粘性流公式（東川改進(jìn)公式和通用公式）[9]復(fù)核計算各斷面流速。

1）東川改進(jìn)公式計算與取值

計算公式為：

式中V—泥石流斷面平均流速（m/s）；H—泥石流平均泥深（m）；I—泥位縱坡率，以溝道縱坡率代替；—粘性泥石流流速系數(shù)，根據(jù)規(guī)范查表確定，一般泥深小于2.5m，因此流速系數(shù)取10。

取值及計算結(jié)果見表3。

2）通用公式計算及取值

式中V—斷面平均流速（m/s）；H—平均泥深（m）；I—泥位縱坡率，以溝道縱坡率代替；n—粘性泥石流溝床糙率。考慮泥石流流體呈整體運(yùn)動，河床比較粗糙，石塊較多，彎道、跌水較發(fā)育，當(dāng)泥深小于1.5m時取值0.04，泥深大于1.5m時取值0.067。

表6 泥石流過流總量和固體物質(zhì)沖出量計算表

據(jù)上式，計算參數(shù)和計算結(jié)果詳見表4。

3）計算結(jié)果分析，泥石流流速計算結(jié)果是根據(jù)野外調(diào)查時獲取的泥位和溝道特征求得的，能反映溝道特征對泥石流流速的控制作用，通過上述兩個公式計算結(jié)果與泥石流發(fā)生時實(shí)際情況分析，東川改進(jìn)型公式計算結(jié)果與高家溝“7·3”泥石流實(shí)際情況更吻合。

3.3.3 流量確定

1）計算與結(jié)果，根據(jù)調(diào)查的溝道寬度、泥位深度，結(jié)合流速計算結(jié)果，采用形態(tài)調(diào)查法進(jìn)行流量計算，計算公式[9]：

式中Q—斷面峰值流量（m3/s）；W—過流斷面面積（m2）；V—斷面平均流速（m/s），采用前述計算結(jié)果。

據(jù)此求得各斷面位置泥石流峰值流量，計算結(jié)果詳見表5。

2）計算結(jié)果的可靠性分析，采用形態(tài)調(diào)查法求得的峰值流量計算結(jié)果與泥石流發(fā)生時實(shí)際情況基本一致，其在B10、B07物源區(qū)，擬設(shè)1、4#壩位區(qū)計算流量較大，與泥石流發(fā)生時溝內(nèi)曾發(fā)生堵塞潰決造成流量放大相吻合。

3.3.4 一次過流總量及固體物質(zhì)沖出量

式中—泥石流一次過流總量（m3）；—?dú)v時（s），“7·3”歷時按調(diào)查結(jié)果確定，9900s；Q—最大流量（m/s）。

由表可見，下游擬設(shè)1#壩位區(qū)泥石流固體物質(zhì)沖出量為41.69×104m3；岷江河道堆積扇區(qū)泥石流固體物質(zhì)沖出量為39.95×104m3，在1#壩至岷江河道停積了大約1.6×104m3固體物質(zhì)，計算結(jié)果與調(diào)查到的數(shù)據(jù)基本吻合。

綜上，“7·3”泥石流后，通過實(shí)地調(diào)查到的溝道過流特征、現(xiàn)場重度試驗和物源沖淤變化關(guān)系等數(shù)據(jù)，反算出了泥石流暴發(fā)時的特征參數(shù)，其計算結(jié)果與實(shí)際發(fā)生情況是基本吻合，證明泥石流活動過程中存在堵塞潰決特征和多陣暴發(fā)堆積特點(diǎn)。

4 發(fā)展演化分析

4.1 “7·3”泥石流前后形成條件的對比分析

“7·3”泥石流發(fā)生后，流域范圍、面積、主支溝水系特征等未發(fā)生大的變化，流域仍然表現(xiàn)出山高坡陡、溝道縱比降大的特點(diǎn)，有利于水流的快速匯聚，具備泥石流發(fā)生的地形條件。但流域內(nèi)局部微地貌特征則產(chǎn)生了較大變化，如局部溝道變陡、跌坎增多，部分溝段以沖刷下切為主，致使崩滑堆積物源前緣臨空，穩(wěn)定性降低，其啟動參與泥石流活動的可能性增大。

“7·3”泥石流啟動物源量為42.58×104m3，僅占原物源總量271.87×104m3的15.7%左右，溝道內(nèi)剩余物源量仍然巨大，且物源類型組成結(jié)構(gòu)與“7·3”泥石流發(fā)生前相當(dāng)，仍以溝道堆積物源和崩滑類物源為主，通過類比分析，高家溝再次發(fā)生大規(guī)模泥石流可能性較大。

4.2 泥石流易發(fā)程度分析

“7·3”泥石流后，形成泥石流的溝道條件、物源條件和水源條件仍然十分充分，根據(jù)泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范[9]標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，高家溝主溝評分結(jié)果為124分，為極易發(fā)級別，各支溝評分在106~113分，均為易發(fā)級別；高家溝再次發(fā)生較大規(guī)模泥石流災(zāi)害的可能性極大。

4.3 泥石流發(fā)展演化

經(jīng)過”7·3”泥石流后，流域內(nèi)松散固體物源異常豐富，物源總量還有229.29×104m3，豐富的松散固體物質(zhì)為泥石流的形成提供了較為充足的物源條件；大量的物源堆積于溝道內(nèi)，溝道堵塞嚴(yán)重，雖然”7·3”泥石流有多處發(fā)生潰決后堵潰現(xiàn)象有所緩減，但是剩余集中物源量較大，穩(wěn)定性較差，而溝域面積、主支溝水系特征等未出現(xiàn)變化，高家溝流域在特定降雨條件下，勢必再次引發(fā)大規(guī)模的泥石流災(zāi)害，2013年雨季時得到檢驗，其再次暴發(fā)了泥石流，由于2011年大規(guī)模泥石流后，對溝域開展了綜合防治，工程措施有效避免了岷江再次堰塞成災(zāi)。

5 結(jié)論

1）“5·12”汶川地震后3~5年，汶川地震極震區(qū)G213映秀—汶川段沿線地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤以大規(guī)模泥石流災(zāi)害最為典型，泥石流規(guī)模大、范圍廣、危害巨大。

2）特大泥石流的暴發(fā)，與溝域地形坡度總體較大、物源量劇增等內(nèi)在因素關(guān)系密切，尤其是地震誘發(fā)的松散集中物源總量較多的溝域，在強(qiáng)降雨作用下易暴發(fā)大規(guī)模泥石流災(zāi)害，其一次沖出固體物質(zhì)量巨大。

3）通過實(shí)地考察和調(diào)查訪問，高家溝泥石流在老扇區(qū)堆積區(qū)固體物質(zhì)呈隴狀堆積特征，同一期泥石流暴發(fā)時存在多陣次的固體物質(zhì)沖出。

4）通過對溝道沖淤特征特征分析，泥石流運(yùn)動過程中存在多點(diǎn)堵潰、拉槽下切啟動集中物源的特征，反演泥石流暴發(fā)時的運(yùn)動特征參數(shù)，其計算結(jié)果與實(shí)際發(fā)生情況基本吻合。

5）“7·3”泥石流后，溝域內(nèi)松散固體物質(zhì)還較豐富，溝道利于水流匯集，在特定降雨條件下，存在再次暴發(fā)大規(guī)模泥石流的可能，但后期實(shí)施的工程措施有效控制了泥石流固體物質(zhì)再次造成危害。

[1] 崔鵬，韋方強(qiáng)，陳小清，等. 汶川地震次生山地災(zāi)害及其減災(zāi)對策[J].中國科學(xué)院院刊.2008，23（4）：317-323.

[2] 唐川，李為樂，丁軍等. 汶川震區(qū)映秀鎮(zhèn)“8.14”特大泥石流災(zāi)害調(diào)查研究.地球科學(xué)（中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報）2011年01期.地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報.2011，36(1):172-180.

[3] 李德華，許向?qū)帲?，? 汶川縣映秀鎮(zhèn)紅椿溝特大泥石流工程防治及初步效果分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2013，21（2）：260-268.

[4] 譚萬沛, 韓慶玉. 四川省泥石流預(yù)報的區(qū)域臨界雨量指標(biāo)研究.災(zāi)害學(xué). 1992.7(2):37-42.

[5] 胡凱恒，崔鵬，游勇，等．物源條件對震后泥石流發(fā)展影響的初步分析［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2011(1):1-6．

[6] 喬建平，黃棟，楊宗佶，等；汶川地震極震區(qū)泥石流物源動儲量統(tǒng)計方法討論.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2012.6（2）：1-6.

[7] 莊建琦，葛永剛，陳興長；震后都汶公路沿線泥石流溝堵江危險性評估[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2012，20（2）：195-203.

[8] 劉晶晶，李泳，程尊蘭，等. 陣性泥石流的流量衰減特征.中國科學(xué)院研究生院學(xué)報.2008.3(2):177-184.

[9] 泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范.中華人民共和國國土資源部.2006

[10] 周必凡，李德基，羅德富等.泥石流防治指南.科學(xué)出版社 1991,109-215.

Internal factors and movement characteristics of Typical Debris Flow in theYingxiu-Wenchuan Section of the G213 Line in the Wenchuan Meizoseismal Area

LI De-hua1,2

(1-Chengdu Center of Hydrogeology and Engineering Geology, SBGEEMR, Chengdu 610081；2-Sichuan Huadi Building Engineering Co.,Let. Chengdu 610081)

The Wenchuan earthquake on 12 May, 2008 induced many debris flows in the Wenchuan meizoseismal area. The large-scale debris flow hazards in the Yingxiu-Wenchuan section of the G213 line are extremely hazardous. This paper holds a discussion about internal factors, movement characteristics and genetic mechanism of the Gaojiagou debris flow in 2011 in terms of landform and source distribution.

debris flow; internal factor; genetic mechanism; G213 line; Wenchuan meizoseismal area

2019-04-18

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2018YFC1505404），中國地質(zhì)調(diào)查局科研專項基金（1212011220126）.

李德華（1976-），男，碩士，高級工程師，主要從事水工環(huán)方面生產(chǎn)、研究

P642, 23

A

1006-0995（2019）02-0319-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.029