西昌市經(jīng)久鄉(xiāng)森林火災(zāi)火燒區(qū)特點及火后泥石流易發(fā)性評價*

胡卸文 金 濤 殷萬清 霍柱北 宋鈺朋 張紹科 王 嚴 楊 瀛

（①西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，成都610031，中國）

（②涼山州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，西昌615000，中國）

（③四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八一大隊，西昌615000，中國）

0 引 言

林火是一種常見的自然災(zāi)害，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，世界每年發(fā)生林火災(zāi)害近22萬起，主要集中在加拿大、澳大利亞、西班牙、美國及中國（胡卸文等，2018）。而根據(jù)中國林業(yè)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，近5年全國發(fā)生林火共10i301起，其中有832起發(fā)生在四川省，且又以甘孜，涼山州尤為顯著。森林大火不僅造成生態(tài)系統(tǒng)破壞，同時也帶來環(huán)境污染及相關(guān)的次生地質(zhì)災(zāi)害，特別是火燒跡地部位集中降雨形成泥石流災(zāi)害。Wells et al.（1987）在對美國佛羅里達州的泥石流調(diào)查時就發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)啬嗍鞯陌l(fā)生與附近的林火之間具有緊密聯(lián)系。Mitsopoulos et al.（2006）與Ffolliott et al.（2003）分別在美國亞利桑那州及地中海地區(qū)林火后的泥石流研究發(fā)現(xiàn)，高烈度林火與火后流域內(nèi)洪峰流量的激增有明顯的關(guān)系，高烈度林火發(fā)生后的洪峰流量約為火燒之前的900倍。隨后Prochaska et al.（2008）也發(fā)現(xiàn)，同一地區(qū)在相同的降雨情況下，火燒區(qū)域發(fā)生泥石流災(zāi)害，而非火燒區(qū)域則沒有暴發(fā)。Hyde et al.（2014），Nyman et al.（2015）對火燒區(qū)泥石流研究發(fā)現(xiàn)，火行為特征細小變化會顯著影響火后發(fā)生泥石流的頻率，且林火烈度越高，植被殘留越少，泥石流啟動所需的坡面面積和坡度閾值就越小。據(jù)統(tǒng)計，全世界火燒跡地發(fā)生火后泥石流的比例大致在60%，其中美國發(fā)生概率為35%～40%（Cannon et al.，2000，2001；Gartner et al.，2005；Nyman et al.，2011），澳大利亞約81%（Nyman et al.，2011，2015），而國內(nèi)該研究明顯偏弱，尚無系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但就本研究團隊對四川省近10年的森林火燒區(qū)發(fā)生火后泥石流統(tǒng)計顯示，該比例約70%（胡卸文等，2018）?？梢?，一次森林火災(zāi)后可能誘發(fā)泥石流的概率較大。

2020年3月30日，四川省涼山州西昌市經(jīng)久鄉(xiāng)一帶發(fā)生特大森林火災(zāi)，過火面積超30ikm2?；馂?zāi)發(fā)生后，火燒跡地地表大片裸露，坡表堆積了大量灰燼，一旦遭遇暴雨天氣，誘發(fā)火后泥石流的概率極大，對坡腳附近學(xué)校、加油站、鄉(xiāng)政街道辦及瀘山—邛海風(fēng)景區(qū)等重要設(shè)施構(gòu)成了重大威脅。因此盡快開展西昌市經(jīng)久鄉(xiāng)火燒跡地特征調(diào)查、火后泥石流易發(fā)性評價，進而提出確保坡腳保護對象安全的避讓搬遷或者治理措施建議極為必要、且意義重大。

現(xiàn)行泥石流易發(fā)性判別主要有兩種方式，一是依據(jù)專家的經(jīng)驗知識對泥石流易發(fā)性影響因子賦予權(quán)重，二是基于大量樣本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析來找出影響因子對泥石流易發(fā)性的影響規(guī)律，并確定其權(quán)重大小。國外學(xué)者多采用第二類研究方式，Bisson et al.（2005）對意大利南部378個火燒跡地火后泥石流易發(fā)性分析中，提出了一種通過經(jīng)驗?zāi)Ｐ团c遙感技術(shù)相結(jié)合的快速評估火后泥石流危險性評價方法。2005年Cannon等分析了大量的火后泥石流數(shù)據(jù)（Gartner et al.，2004，2005）并討論了基巖巖性和地表松散物質(zhì)、流域面積和平均坡度、過火面積和火強度、斥水層等因素對于火后泥石流啟動的敏感性。后來Cannon et al.又在2010年對美國西部地區(qū)388個火燒區(qū)域的數(shù)據(jù)進行多元回歸分析后，提出了預(yù)測火后泥石流易發(fā)性的模型，該模型成功預(yù)測美國西部加州地區(qū)的火后泥石流暴發(fā)程度，成功率高達80%（Cannon et al.，2009）。2015年Gartner et al.通過對美國加州7個發(fā)生火后泥石流流域的384條溝道的數(shù)據(jù)進行多元邏輯回歸，提出了一個基于溝道坡度、平面曲率和溝道長度的火后泥石流易發(fā)性預(yù)測函數(shù)。目前我國對類似特殊成因的泥石流研究多聚焦于震后泥石流（如李寧等，2020），而對于火后泥石流的研究起步較晚，近年來主要集中于火后泥石流的成災(zāi)機理及防治等研究（胡卸文等，2018；任云等，2018；王嚴等，2019；楊瀛等，2020），對于火后泥石流易發(fā)性的研究近乎空白，僅任云等（2018）對四川九龍縣色腳溝火后泥石流的4條支溝進行了危險性評價研究。同時研究樣本的欠缺使得國內(nèi)學(xué)者難以通過客觀的數(shù)據(jù)分析來研究火后泥石流的易發(fā)性，且國外研究的火后泥石流易發(fā)性評價模型均基于已有的數(shù)據(jù)庫，僅針對數(shù)據(jù)庫所在的區(qū)域預(yù)測效果良好，而對其他地區(qū)的火后泥石流易發(fā)性評價較為乏力。

根據(jù)西昌經(jīng)久鄉(xiāng)火燒區(qū)最新遙感圖像，作者研究團隊于火燒后的2020年4月4日（火災(zāi)余火撲滅后的第二天）迅即趕赴現(xiàn)場調(diào)查，查明了本次森林火災(zāi)火燒跡地的火燒特點，獲取了火燒跡地灰燼層特征等第一手實測數(shù)據(jù)。選取中度及重度火烈度區(qū)面積占比、火燒跡地產(chǎn)沙區(qū)平均坡度、坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度、主溝平均縱比降、溝道流域面積5個影響因子，采用專家經(jīng)驗法對火燒跡地63條潛在泥石流溝進行火后泥石流的易發(fā)性評價，以期為該火燒跡地雨季火后泥石流的應(yīng)急防治措施及治理工程規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 火燒區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征概況

火燒區(qū)所在的西昌市區(qū)東臨邛海盆地、西臨安寧河谷平原（圖1），地勢北高南低，以山地為主，山嶺海拔1500～2310im，山區(qū)溝谷深切，地形崎嶇，屬構(gòu)造侵蝕剝蝕中山地貌。構(gòu)造上地處攀西大裂谷中，且位于安寧河隱伏斷裂和則木河斷裂斜接復(fù)合部位，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，是歷史地震中心，地震基本烈度為Ⅸ度。地層巖性主要為白堊系泥巖、泥頁巖、粉砂巖，第四系全新統(tǒng)殘坡積層主要為含碎石的粉質(zhì)黏土。年平均風(fēng)速為1.6im·s－1，8級以上大風(fēng)年均出現(xiàn)10日，且主要集中在2～5月，加上白晝以及垂直高度不同氣溫變化較大，地表風(fēng)蝕作用強烈，巖石風(fēng)化嚴重。

圖1 西昌經(jīng)久鄉(xiāng)火燒區(qū)部位地形坡度平面示意圖Fig.1 Topographic slope plan of burning area in Jingjiu Township，Xichang City

西昌地處川西高原南段，屬典型亞熱帶西南季風(fēng)和高原氣候，地勢高峻，山脈水系呈南北向延伸，北部有東西向群山所阻，使東、西兩個方向的冷空氣不能長驅(qū)直入，而南部暖空氣則可直達西昌盆地，呈現(xiàn)出既有高原干燥氣候、又有充沛降雨的特點。西昌市年平均氣溫約17i℃，多年平均降雨量1013.5imm，日最大降雨量199.5imm。5～10月為雨季，降水過程多為強降雨、連陰雨、多夜雨，雨季降雨量占全年總降雨量的90%左右（李秀珍等，2005），且山區(qū)氣候垂直分帶十分明顯，海拔每增高100im，降雨量增加約30imm。

2 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)特點

2.1 火烈度特征及判別標準

西昌市瀘山景區(qū)在火災(zāi)發(fā)生前屬原始森林區(qū)，植被覆蓋率在90%以上（圖2a），植被類型以云南松和桉樹林為主，火災(zāi)后火燒跡地植被遭受嚴重破壞，覆蓋率明顯降低（圖2b），從而導(dǎo)致其在紅外波段和近紅外波段的反射率相較于火燒之前表現(xiàn)出明顯的差異性，因此在火燒跡地的檢測與評價體系里，常常采用多光譜遙感數(shù)據(jù)中這兩個波段所構(gòu)建的監(jiān)測指數(shù)如dNBR（the delta Normalized Burn Ratio）可以準確檢算森林火燒地區(qū)的過火面積、邊界及火燒程度（Miller et al.，2007；孫佳佳等，2010；王曉莉等，2013；王嚴等，2019）。本次通過Envi軟件對事發(fā)地火燒前后（分別是2019年12月1日及2020年4月5日）的多光譜衛(wèi)星遙感圖像（20im精度）進行解譯，并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況判斷火燒面積、邊界及不同區(qū)域的火燒強烈程度。火烈度遙感解譯后的kml文件導(dǎo)入Google earth軟件處理后，可統(tǒng)計出火燒跡地范圍內(nèi)不同火烈度區(qū)面積占比，以及每條溝道流域內(nèi)高烈度火燒區(qū)（中度及重度火烈度區(qū)）的面積占比。

基于Parsons et al.（2010）提出的不同強度火燒判別特征表，對西昌經(jīng)久鄉(xiāng)火燒跡地不同火烈度區(qū)域通過遙感圖像解譯并結(jié)合現(xiàn)場實地調(diào)查，根據(jù)火燒跡地植被被燒毀程度、灰燼層厚度等特征，將火燒跡地的林火烈度分為重度、中度、輕度與未火燒4個等級，具體特征見表1。

表1 西昌經(jīng)久鄉(xiāng)火燒跡地不同強度火烈度判別特征Table 1 Discriminant characteristics of different fire intensity in burned area in Jingjiu Township，Xichang City

2.2 西昌森林火災(zāi)火燒跡地特征

根據(jù)火烈度判別標準，西昌火燒跡地火烈度分區(qū)如圖3所示。相應(yīng)重度、中度、輕度與未火燒區(qū)現(xiàn)場特征見圖4。

統(tǒng)計結(jié)果表明，西昌市經(jīng)久鄉(xiāng)森林火災(zāi)總過火面積約30ikm2，約占瀘山所在部位總流域面積的3／4，據(jù)統(tǒng)計，重度火燒區(qū)占比46.8%、中度火燒區(qū)占比37.9%、輕度火燒區(qū)占比15.3%。對于單溝而言，流域內(nèi)火烈度分布大致與海拔高度成正比，即流域中、上游或支溝交匯處以上多為中度、重度火燒區(qū)，下游為輕度及未火燒區(qū)。火燒區(qū)每條溝道流域內(nèi)高烈度（含中度及重度火烈度區(qū)）面積占比見表2，可見整個火燒跡地內(nèi)，中度及重度火燒區(qū)面積占比超過30%的溝谷數(shù)量占總流域內(nèi)各溝谷總數(shù)的79.4%，其中中度及重度火燒區(qū)面積占比超過60%的占總流域溝谷數(shù)的47.6%。顯然，這些溝道在雨季發(fā)生火后泥石流的概率大。

圖3 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)火烈度分區(qū)圖Fig.3 Fire intensity zoning map in Xichang forest fire area

圖4 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)不同火烈度部位典型照片F(xiàn)ig.4 Typical photos of different fire intensity in Xichang forest fire area

表2 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)中度及重度火燒面積不同占比溝道數(shù)量統(tǒng)計Table 2 Gully number statistics of moderate and severe fire areas in Xichang forest fire area

2.3 火燒跡地坡面灰燼及土壤擾動特點

圖5 坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層Fig.5 Slope ash and soil disturbance layer in burned area

林火燒毀樹冠層與地表落葉層后形成豐富的地表灰燼層（圖5），其高溫焙燒作用還使得坡面土壤結(jié)構(gòu)受到強烈擾動，重度火燒區(qū)樹干幾乎被完全燒毀殆盡，導(dǎo)致大量的枯枝樹干散亂堆積在坡面以及溝道中（圖6）。遇到強降雨天氣，坡面灰燼及松散泥沙將極為容易被啟動而誘發(fā)火后泥石流（王嚴等，2019），同時枯枝樹干進入溝道容易出現(xiàn)堵塞潰決，進而導(dǎo)致泥石流流量放大效應(yīng)顯著，危害性增強（胡卸文等，2018）。

圖6 火燒區(qū)坡面及溝道枯枝樹干散亂分布Fig.6 Scattered distribution of dead branches and trunks on the slope and channel in burned area

顯然，灰燼層及土壤結(jié)構(gòu)擾動厚度是決定火后泥石流啟動物源規(guī)模依據(jù)之一（Cannon et al.，2005），因此對每條溝道不同火烈度區(qū)坡面灰燼及土壤擾動層影響深度進行測量是極為必要的。為了方便量化每條溝道坡面灰燼層及土壤結(jié)構(gòu)擾動影響深度，本文假定不同溝道同種火烈度下火燒對坡面可燃物的焚燒情況相似，并以野外調(diào)查受風(fēng)力搬運影響暫時較弱的頭3天（余火撲滅后第2～4日）的火燒跡地不同火烈度區(qū)坡面灰燼層厚度等數(shù)據(jù)統(tǒng)計平均值為標準，以估算整個火燒區(qū)各溝道流域內(nèi)的坡面灰燼層及土壤結(jié)構(gòu)擾動層的平均厚度。對應(yīng)計算公式如下：

式中：H為單溝流域內(nèi)灰燼層及土壤結(jié)構(gòu)擾動層的平均厚度；S為單溝總流域面積；S輕、S中、S重分別為單溝流域內(nèi)輕、中、重度火燒區(qū)的面積；H輕、H中、H重分別為單溝流域內(nèi)輕、中、重度火燒區(qū)坡面灰燼層及土壤結(jié)構(gòu)擾動層的平均厚度。

通過對火燒跡地大火撲滅后的第2到第5天（4月4日～4月6日）及火后半個月（4月15日～4月19日），不同火烈度區(qū)坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度現(xiàn)場實測，統(tǒng)計結(jié)果見圖7，可見火撲滅后、未受地表風(fēng)吹影響的火燒跡地坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度與火烈度成正相關(guān)，其中輕度火燒區(qū)平均厚度為1.20icm，中度火燒區(qū)平均厚度為3.23icm，重度火燒區(qū)平均厚度為5.04icm，這是符合客觀實際的。

圖7 火燒跡地火后不同時段坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度實測結(jié)果Fig.7 Measured average thickness of slope ash and soil disturbance layer at different time in burned area

而火后半個月，對部分處于分水嶺及溝道中上游部位火燒跡地坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層的平均厚度則表現(xiàn)出與火烈度成負相關(guān)的趨勢，其中輕度火燒區(qū)平均厚度為5.84icm，中度火燒區(qū)平均厚度為2.82icm，重度火燒區(qū)平均厚度為2.07icm。造成如此結(jié)果的原因顯然與西昌瀘山山脈每年的2～5月的下午強風(fēng)段風(fēng)速較大有關(guān)。余火撲滅后第2～4日火燒跡地坡面灰燼層等細顆粒物質(zhì)受風(fēng)力搬運影響暫不明顯。但隨著時間推移，坡面灰燼及細顆粒物質(zhì)在強風(fēng)搬運作用下，逐漸由溝道中、上游及分水嶺部位的中度、重度火燒區(qū)向溝道下游的輕度、未火燒區(qū)以及溝道內(nèi)運移，并大量富集于溝道及坡面的陡緩交界處（圖8）。故余火撲滅后在經(jīng)歷了15天左右風(fēng)蝕搬運作用后，火燒跡地坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層中細顆粒物質(zhì)已發(fā)生明顯的重分布。值得指出的是，這些物質(zhì)重分布僅在局部地段，不代表火燒跡地的普遍現(xiàn)象。

圖8 火燒跡地局部地段受強風(fēng)吹蝕后溝道內(nèi)及斜坡陡緩交界處灰燼等細顆粒堆積（攝于2020年4月17日）Fig.8 Accumulation of fine particles such as ash in the gully and at the junction of steep slopes after strong wind erosion in some burned areas（photo on April 17，2020）

3 火燒區(qū)火后泥石流易發(fā)性評價

3.1 易發(fā)性評價因子選取

火后泥石流易發(fā)性影響因素應(yīng)能夠充分反映火燒區(qū)火后泥石流控制作用，其相應(yīng)的評價因子表征指標均能在野外實地調(diào)查獲取，且所有指標客觀量化。

與常規(guī)泥石流相比，火后泥石流的暴發(fā)與林火烈度密切相關(guān)，大量的研究成果及已有案例顯示，林火強度及由其所導(dǎo)致的灰燼層、土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)改變是火后泥石流形成的主因及充分條件（Beyers et al.，2005；任云等，2018），選取流域內(nèi)重度及中度火烈度區(qū)面積占比、坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度作為火烈度影響評價指標；而火燒跡地坡面坡度、主溝道縱坡坡降則是物源啟動運動的動力必要條件，選取火燒跡地產(chǎn)沙區(qū)平均坡度、主溝道縱坡坡降以及溝道流域面積作為啟動動力條件的3個評價因子（表3）。

3.2 易發(fā)性評價模型建立

通過對火燒跡地實地調(diào)查并結(jié)合專家們多年對火后泥石流的研究經(jīng)驗，對上述5個火后泥石流易發(fā)性評價因子進行了權(quán)重賦值（表4），并基于權(quán)重系數(shù)法建立了如式（2）所示的火后泥石流易發(fā)性評價模型。

表3 火后泥石流易發(fā)性評價因子及獲取方法Table 3 Susceptibility evaluation factors and acquisition methods of post-fire debris flow

式中：P為單溝火后泥石流易發(fā)性評價總得分；X1～X5分別為單溝火后泥石流易發(fā)性評價因子：即流域內(nèi)重度與中度火燒區(qū)面積占比、坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度、火燒跡地產(chǎn)沙區(qū)平均坡度、溝道平均縱坡降及溝道流域面積的得分。

3.3 火后泥石流易發(fā)性劃分標準

依據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（試行）》（TCAGHP 006－2018））以及Connon et al.（2010）提出的火行為條件量化標準，并結(jié)合野外火燒區(qū)特點，可建立火后泥石流易發(fā)性評價因子的評分區(qū)間（表5、表6）。每個評價因子及泥石流易發(fā)性均分為4個等級，分別為不易發(fā)、低等易發(fā)、中等易發(fā)和高等易發(fā)。火后泥石流易發(fā)性評分時，每個分級評分區(qū)間內(nèi)可采用平均插值法，對各溝道易發(fā)性評價單因子進行評分，最后代入式（2）中計算可得單溝火后泥石流易發(fā)性評價總分。

3.4 火后泥石流易發(fā)性評價及驗證

依據(jù)上述評價因子和方法，對西昌火燒區(qū)涉及的63條溝道開展了火后泥石流易發(fā)性評價，結(jié)果見表7、表8、表9和圖9、圖10。

評價結(jié)果顯示，火燒區(qū)63條潛在火后泥石流沖溝中，29條為高易發(fā)性，占總數(shù)的46.0%；23條為中等易發(fā)性，占總數(shù)的36.5%；8條為低等易發(fā)性，占總數(shù)的12.7%；3條為不易發(fā)性，占總數(shù)的4.8%?；馃E地火后泥石流溝道主要位于靠近邛海側(cè)的新村街道，共有31條泥石流沖溝，其中高、中、低易發(fā)性溝道分別占各易發(fā)性溝道總數(shù)的48.3%、43.5%和50%（表8）。相對而言，海南鄉(xiāng)、安哈鎮(zhèn)、經(jīng)久鄉(xiāng)和馬道鎮(zhèn)所在火燒跡地分別有7～9條泥石流溝，盡管數(shù)量不多，但90%沖溝屬于中等－高易發(fā)。

表5 火后泥石流易發(fā)性影響因子等級劃分及評分標準Table 5 Grade division and scoring criteria of influence factors of post-fire debris flow susceptibility

表6 火后泥石流易發(fā)性總評分等級劃分標準表Table 6 Grading criteria for the total score of post-fire debris flow susceptibility

評價結(jié)果還顯示，盡管火燒區(qū)內(nèi)溝道流域面積普遍較小，有50%以上的溝道流域面積不足0.2ikm2，但由于90%以上的溝道平均縱比降大，產(chǎn)沙區(qū)平均坡度也較陡，這類地形不僅在林火燃燒過程中有利于火勢的快速蔓延，在降雨過程中也有利于坡面匯流而造成火后泥石流的啟動。所以76%以上的溝道流域內(nèi)燒毀較為嚴重，且坡面灰燼、泥沙等松散物源堆積較厚，最終中等及高等易發(fā)性泥石流溝道數(shù)量占比高達82.5%（圖10）。

表4 基于專家經(jīng)驗法的火后泥石流易發(fā)性評價因子權(quán)重賦值Table 4 Evaluation factor weight assignment of post-fire debris flow susceptibility based on expert experience method

表7 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)63條溝道火后泥石流易發(fā)性評分結(jié)果Table 7 Post-fire debris flow susceptibility scores of 63 gullies in Xichang forest fire area

表8 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)火后泥石流溝道易發(fā)性數(shù)量統(tǒng)計Table 8 Statistics of post-fire debris flow in different towns in Xichang forest fire zone

上述評價結(jié)果很快得到驗證，2020年5月1日，位于火燒區(qū)安哈鎮(zhèn)的響水溝泥石流中的一條支溝，發(fā)生了小規(guī)?；鸷竽嗍鳎▓D11）。當(dāng)日安哈鎮(zhèn)實測日降雨量僅12imm，1ih最大降雨量也僅為5.5mm。通過表9分析發(fā)現(xiàn)，這條支溝流域面積不足0.1ikm2，流域面積易發(fā)性單因子得分遠小于電池廠后山溝與馬鞍山磚廠北側(cè)山溝，但同時具備了過火嚴重、地形陡峭、坡面松散物堆積厚的特點，其火后泥石流易發(fā)性評分高達92.8分，超過研究區(qū)火后泥石流評價最高分的電池廠后山溝與馬鞍山磚廠北側(cè)山溝。而主溝響水溝泥石流雖屬高易發(fā)性火后泥石流，但易發(fā)性評價為75分，當(dāng)日降雨量低于其啟動閾值，所以主溝并未發(fā)生火后泥石流。

表9 西昌森林火災(zāi)火燒區(qū)典型代表性高易發(fā)火后泥石流溝道數(shù)據(jù)評分表Table 9 Data rating of typical representative high risk post-fire debris flow gully in Xichang forest fire area

圖9 西昌火燒區(qū)火后泥石流易發(fā)性等級分區(qū)圖Fig.9 Zoning map of post fire debris flow susceptibility in Xichang fire areas

圖10 研究區(qū)63條溝道火后泥石流易發(fā)性評價單因子評分及總評分結(jié)果圖Fig.10 Single factor and total score results of post fire debris flow susceptibility assessment of 63 gullies in burned area

圖11 西昌火燒區(qū)響水溝左岸支溝火后泥石流暴發(fā)特征照片（攝于2020年5月1日）Fig.11 Characteristic of post-fire debris flow in the left branch of Xiangshuigou gully in Xichang fire area（May 1，2020）

響水溝支溝火后泥石流的暴發(fā)證明了以下兩點：（1）地形越陡峭、高火烈度區(qū)面積占比越大的流域，啟動火后泥石流所需降雨閾值越低，與Hyde et al.（2014）得出的結(jié)論一致；（2）溝道流域面積作為評價因子，在火后泥石流易發(fā)性評價模型中權(quán)重占比較小是符合野外客觀實際的，同時也印證了本文提出的火后泥石流易發(fā)性模型是合理的。

4 結(jié) 論

（1）發(fā)生于2020年3月30的西昌市經(jīng)久鄉(xiāng)森林火災(zāi)，總過火面積約30ikm2，約占瀘山山脈區(qū)總流域面積的3／4，其中重度火燒區(qū)占比46.8%、中度火燒區(qū)占比37.9%、輕度火燒區(qū)占比15.3%。野外實測數(shù)據(jù)顯示，火燒區(qū)火燒跡地坡面灰燼及土壤結(jié)構(gòu)擾動層平均厚度與火烈度成正比，其中輕度、中度和重度火燒區(qū)平均厚度分別為1.20icm，3.23icm和5.04icm。

（2）結(jié)合西昌經(jīng)久鄉(xiāng)火災(zāi)火燒跡地特點，提出了基于中度及重度火烈度區(qū)面積占比、火燒跡地坡面灰燼及結(jié)構(gòu)擾動層厚度、產(chǎn)沙區(qū)平均坡度、主溝平均縱比降、溝道流域面積5個影響因子，采用專家經(jīng)驗法的火后泥石流易發(fā)性評價模型，并確定了高度、中度、輕度易發(fā)界限判別標準。易發(fā)性評價結(jié)果表明，火燒區(qū)63條沖溝中，高度、中度、輕度及不易發(fā)性溝谷分別為29條、23條、8條和3條，各自所占比例分別為46.0%、36.5%、12.7%和4.8%。

（3）火燒區(qū)超過50%以上的溝道流域面積不足0.2ikm2，但由于90%以上的溝道平均縱比降大，產(chǎn)沙區(qū)平均坡度也較陡，導(dǎo)致76%以上的溝道流域內(nèi)植被燒毀較為嚴重，且坡面灰燼、泥沙等松散物源堆積較厚的特點，使得中等及高等易發(fā)性泥石流溝道數(shù)量占比高達82.5%。一遇集中降雨，發(fā)生火后泥石流可能性極大。