“5·12” 地震后汶川縣泥石流特征與演化分析*

李 寧 唐 川 卜祥航 李浩賓

(①地質(zhì)災(zāi)害防治與環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))， 成都 610059， 中國)(②國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院， 成都 610072， 中國)(③四川省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站， 成都 610081， 中國)

0 引 言

2008“5·12”MS8.0級(jí)地震誘發(fā)了超過5.6萬多起山體滑坡(Dai et al.，2011)，大多數(shù)滑坡分布于山坡和峽谷中，在震后強(qiáng)降雨的作用下導(dǎo)致泥石流發(fā)生頻率急劇增加(樊芷吟等， 2018)。有學(xué)者指出，震后泥石流的強(qiáng)烈性活動(dòng)，將持續(xù)10～15年甚至30年(崔鵬等， 2008； 謝洪， 2009； 唐川， 2010)。 “5·12” 地震之后泥石流的長(zhǎng)期活動(dòng)給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來了極大的威脅，其中以2010年8月14日發(fā)生在龍池鎮(zhèn)和映秀鎮(zhèn)，2013年7月10日發(fā)生在汶川的群發(fā)型泥石流最為嚴(yán)重(黃潤秋， 2011； 王納納， 2015)。為認(rèn)清和預(yù)防震后泥石流的危害，眾多學(xué)者針對(duì)震后泥石流開展了大量的相關(guān)性研究，這些研究主要包括以下幾個(gè)方面：(1)震后泥石流的活動(dòng)特征、啟動(dòng)及運(yùn)動(dòng)機(jī)理； (2)震后泥石流發(fā)生的降雨閾值特征； (3)震后泥石流活動(dòng)性的長(zhǎng)期演化效應(yīng)； (4)泥石流的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與防治。

汶川地震發(fā)生后，針對(duì)此次地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特征及影響的研究大量涌現(xiàn)。謝洪等(2009)分析了震后泥石流的發(fā)育及活動(dòng)特征，并指出泥石流已進(jìn)入強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)期，其強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)間可能持續(xù)10～30年，甚至更長(zhǎng)。許強(qiáng)(2010)經(jīng)過調(diào)查分析指出2010年8月13日在綿竹市清平鄉(xiāng)、汶川縣映秀鎮(zhèn)和都江堰市龍池鎮(zhèn)暴發(fā)的群發(fā)性泥石流災(zāi)害具有群發(fā)性、突發(fā)性、破壞性、災(zāi)害鏈效應(yīng)等特點(diǎn)，并沿發(fā)震斷裂呈帶狀分布，同時(shí)指出汶川震區(qū)泥石流的防治工作應(yīng)提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)并引入風(fēng)險(xiǎn)管控。

強(qiáng)震致使泥石流流域內(nèi)松散物的孔隙率更大、結(jié)構(gòu)更加松散，從而使土體更易在降雨作用下失穩(wěn)進(jìn)而轉(zhuǎn)化為泥石流，因此震后泥石流發(fā)生所需的水動(dòng)力條件更低，其降雨閾值也更低。周偉等(2013)采用雨場(chǎng)分割法研究了降雨特征參數(shù)(雨強(qiáng)、歷時(shí)、雨量)與泥石流發(fā)生的關(guān)系，建立了汶川震區(qū)暴雨泥石流發(fā)生的降雨閾值模型。郭曉軍等(2015)通過收集汶川 “5·12” 地震發(fā)生后3年內(nèi)的160次泥石流事件及其對(duì)應(yīng)的降雨過程，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)泥石流的誘發(fā)降雨閾值不同，其年度變化也不盡相同，部分地區(qū)泥石流的降雨閾值呈回升趨勢(shì)，但遠(yuǎn)未達(dá)到震前水平。

通過借鑒日本關(guān)東大地震和中國臺(tái)灣集集地震，唐川(2010)預(yù)測(cè)分析了汶川震區(qū)的泥石流及滑坡活動(dòng)趨勢(shì)，同時(shí)提出了不同降雨強(qiáng)度下泥石流沖出量的估算方法，并經(jīng)初步研究表明，汶川強(qiáng)震區(qū)的滑坡和泥石流活動(dòng)趨勢(shì)將至少延續(xù)10年。蔣志林等(2014)、常鳴等(2014)利用遙感與GIS技術(shù)先后對(duì)映秀地區(qū)和龍池地區(qū)泥石流流域內(nèi)的崩滑體物源的面積變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)汶川高烈度區(qū)經(jīng)過地震后新增滑坡體積達(dá)4835.94%，而經(jīng)過暴雨后新增滑坡體積達(dá)62.76%，表明汶川震區(qū)在地震及暴雨下物源量猛增，導(dǎo)致泥石流暴發(fā)的概率很高。Tang et al.(2016)利用強(qiáng)震區(qū)都江堰龍池鎮(zhèn)的多期影像遙感解譯結(jié)果(2008年、2009年、2011年、2013年、2015年)，觀察崩滑體面積演變規(guī)律的同時(shí)，也研究了崩滑體的活動(dòng)性演變特征，發(fā)現(xiàn)2008年5月至2015年4月共發(fā)生660處新滑坡。2015年4月以后的新增滑坡驟降至66處，僅為同震滑坡的1%，并預(yù)測(cè)該地區(qū)的滑坡將繼續(xù)減弱，在沒有極端降雨的條件下逐漸停止。大量的研究成果顯示，震區(qū)的滑坡及泥石流的活躍期為震后的3～5年，之后將逐漸衰減至震前水平(陳曉清等， 2010； Fan et al.，2018； Fan et al.，2019)。

對(duì)泥石流風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)研究是指導(dǎo)管理部門管控和處理泥石流災(zāi)害的基礎(chǔ)。為此眾多學(xué)者基于RS影像和GIS技術(shù)，通過開展了危險(xiǎn)性和易損性評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)震后泥石流風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究(鐵永波等，2010； Chang et al.，2014； 喬建平等，2018)。

汶川地震以后，攔擋壩和排導(dǎo)槽的大量修建整體上減緩了泥石流的影響，但部分防治工程也因?yàn)榈凸懒四嗍鞯囊?guī)模和震后地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性而失效。其中以位于綿竹市的小崗劍泥石流和位于北川的文家溝泥石流最為典型(Tang et al.，2012; 楊東旭等， 2015)。為此，許多學(xué)者針對(duì)此類特殊的大規(guī)模泥石流事件進(jìn)行了針對(duì)性的防治措施研究。Chen et al.(2015)提出了基于主河輸砂能力的新型泥石流防治設(shè)計(jì)原則。針對(duì)2010年8月13日暴發(fā)的文家溝泥石流，實(shí)施了規(guī)模最大、最具創(chuàng)新性的一套治理方案，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：水砂分離，水土分離和柔性排導(dǎo)槽(許強(qiáng)，2010)。

已有研究對(duì)認(rèn)清震后泥石流的成因機(jī)制、預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)以及泥石流風(fēng)險(xiǎn)管理與控制提供了豐富的科學(xué)依據(jù)，并給予了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。然而在地震10年后，震區(qū)的地質(zhì)環(huán)境發(fā)生了極大的變化，因此有必要對(duì)當(dāng)前汶川縣的泥石流實(shí)際現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行整體的評(píng)估，這即是對(duì)已有預(yù)測(cè)的驗(yàn)證，也是對(duì)當(dāng)前泥石流特征的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)今后發(fā)展趨勢(shì)的展望。為此，本文選取了汶川縣境內(nèi)的145條泥石流溝，通過分析其震后活動(dòng)特征、地形發(fā)育、降雨參數(shù)、物源演化等特征，以期為當(dāng)前及今后汶川縣泥石流的研究及災(zāi)害防治提供有益的參考。

1 震后汶川縣泥石流基本特征

汶川縣位于四川盆地阿壩自治州東南部，距成都146 km，地理位置北緯30°45′～31°43′、東經(jīng)102°51′～103°44′，總面積約4084 km2。汶川縣地屬高中山地貌，生態(tài)環(huán)境脆弱，震前就是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)。1997年出版的《四川與重慶泥石流分布及危險(xiǎn)度區(qū)劃圖》(鐘敦倫等， 1997)指出， “5·12” 地震前，汶川縣已編目的泥石流有66條，屬泥石流重度危險(xiǎn)區(qū)。基于對(duì)震后泥石流的大量研究成果及調(diào)查報(bào)告，對(duì)比震前的發(fā)育及活動(dòng)特征，震后泥石流主要呈現(xiàn)出以下兩個(gè)特點(diǎn)：

(1)震后泥石流易發(fā)性增高，活動(dòng)性更強(qiáng)(表1)。地震作用在震區(qū)5.6萬多起山體滑坡上(Dai et al.，2011)，為泥石流的發(fā)生創(chuàng)造了更為有利的形成條件，這導(dǎo)致震前很多溝道本不是泥石流溝，從而在震后降雨作用下暴發(fā)泥石流。此外震前低頻泥石流在震后變?yōu)楦哳l。例如文家溝在 5·12 地震前沒有發(fā)生過泥石流(倪化勇等， 2011)，震后先后于2008年9月14日、2010年7月31日、2010年8月13日、2010年8月19日和2010年9月18日暴發(fā)了5次泥石流災(zāi)害。再如震中近百年沒有活動(dòng)的映秀鎮(zhèn)牛圈溝轉(zhuǎn)化為高頻泥石流(唐川， 2010)。

表1 汶川地震前后典型泥石流活動(dòng)變化Table1 Activities changes of typical debris flow before and after Wenchuan earthquake

(2)震后泥石流數(shù)量增多，成片活動(dòng)，規(guī)模大。據(jù)調(diào)查(劉惠軍等， 2009)，震前汶川縣泥石流數(shù)量為71條，震后增加至170條，增幅達(dá)139.13%。震后至今，汶川縣已發(fā)生過多起群發(fā)性泥石流事件(唐川， 2008； 謝洪， 2009； 唐川等， 2011； Hu et al.，2017)，且均有規(guī)模巨大的單溝泥石流暴發(fā)(表2，圖1)。

圖1 汶川震后泥石流典型事例Fig.1 Typical debris flows after the Wenchuan Earthquakea.紅椿溝“8·14”泥石流堆積扇； b.清平鄉(xiāng) “8·13” 特大泥石流淤埋清平鄉(xiāng)場(chǎng)鎮(zhèn); c.綿虒鎮(zhèn)磨子溝“7·10”泥石流堵塞岷江； d.七盤溝“7·10”泥石流淹沒溝口房屋

表2 “5·12”地震后汶川縣典型地震泥石流活動(dòng)Table2 Typical debris flows in Wenchuan county after “5·12” earthquake

隨著治理工程的不斷實(shí)施，汶川縣泥石流在2013年之后的暴發(fā)次數(shù)逐漸減少。據(jù)調(diào)查資料顯示(劉惠軍等， 2009； 謝洪， 2009； 梁京濤等， 2015； 張軍等， 2017)，震后汶川縣泥石流較震前增加了43條，震后崩滑體較震前增加了5倍，且連續(xù)數(shù)年都呈現(xiàn)倍數(shù)級(jí)增加的態(tài)勢(shì)(圖2)， 2010年災(zāi)害總數(shù)量增加到了震前的5倍之多。據(jù)2016年的汶川縣地質(zhì)災(zāi)害詳查結(jié)果顯示，地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量還在繼續(xù)增加，泥石流隱患點(diǎn)已經(jīng)增加到235處，災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)也較2010年增加了281處，達(dá)到982處，但增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯減緩，說明地震的后效應(yīng)正在減弱，震區(qū)地質(zhì)條件正在趨于穩(wěn)定。選取汶川縣145處泥石流作為本文的研究樣本，其分布如圖3所示，其中較為典型的21條溝的特征數(shù)據(jù)見表3。

圖2 “5·12”地震前后汶川縣地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量變化趨勢(shì)Fig.2 Changes of geological disasters numbers in Wenchuan county before and after “5·12” earthquake

圖3 震后汶川縣主要泥石流分布圖Fig.3 Major debris flow map in Wenchuan county after the earthquake

表3 典型泥石流溝基本特征(圖2)Table3 Basic characteristics of typical debris flow gullies

2 汶川縣泥石流發(fā)育特征

2.1 流域形態(tài)特征

流域形態(tài)是影響泥石流水動(dòng)力條件和匯流能力的主要影像因素。溝壑作為流域形態(tài)的主要組成部分，其存在控制著水流的流動(dòng)過程，加劇了坡面的侵蝕，從而降低整個(gè)斜坡體的穩(wěn)定性，從而為泥石流的形成提供大量物源。本文根據(jù)《水土保持技術(shù)規(guī)范》對(duì)泥石流形成區(qū)的水土流失強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共分為6個(gè)等級(jí)，從微度流失至重度流失依次劃分(常鳴等， 2012)，見表4。因此，本文選用溝壑密度來反應(yīng)流域形態(tài)特征：

表4 土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)表Table4 Soil erosion intensity scale

(1)

式中：D為泥石流流域的溝壑密度(km·km-2)；L為泥石流所有溝道長(zhǎng)度(km)；A為泥石流流域面積(km2)。

本文選取據(jù)報(bào)道發(fā)生過泥石流災(zāi)害的145條泥石流流域?yàn)榉治鰳颖?。采用精度?0 m的DEM數(shù)據(jù)來提取流域面積、溝長(zhǎng)等地形參數(shù)。利用ArcGIS 中的fishnet命令及overlay工具對(duì)泥石流形成區(qū)的溝壑密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖4所示。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示， 57.24%泥石流的溝壑密度在0.5～1之間，也就是說，超過半數(shù)的泥石流屬于微度土壤侵蝕，同時(shí)通過溝壑密度與流域面積的對(duì)比曲線可見(圖5)，流域面積越大，溝壑密度越小。

圖4 溝壑密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.4 Gully density statistics

圖5 溝壑密度分布特征Fig.5 Gully density distribution characteristics

2.2 溝床縱比降特征

溝床縱比降是泥石流活動(dòng)的主要控制性因素之一，本文對(duì)研究區(qū)145條溝的溝床縱比降數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(圖6)，結(jié)果顯示縱比降小于300‰的泥石流溝僅占總數(shù)的34.48%，縱比降在400‰～600‰之間的比例為29.66%，平均縱坡降達(dá)到382.53‰(圖7)。

圖6 溝床縱坡降統(tǒng)計(jì)Fig.6 Longitudinal slope of ditch statistics

圖7 溝床縱坡降分布特征Fig.7 Longitudinal slope of ditch distribution characteristics

根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T-2006)附錄G-1泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化評(píng)分表，溝床縱坡大于12°(213‰)即屬于極易發(fā)泥石流。由此可見，研究區(qū)的整體縱坡降偏大，整體屬于極易發(fā)性區(qū)，這與汶川縣境內(nèi)地屬高山峽谷地貌有關(guān)。

2.3 坡度特征

運(yùn)用ArcGIS統(tǒng)計(jì)分析研究區(qū)內(nèi)泥石流信息(圖8～圖9)，可知89.55%的斜坡坡度為20°～60°，其中30°～40°的坡度面積最多，共557.24 km2，占比35.42%。研究表明25°～50°坡角的崩塌、滑坡災(zāi)害最易發(fā)生(姚鑫等， 2009)。所以，研究區(qū)內(nèi)的山體有利于泥石流災(zāi)害的發(fā)生。與此同時(shí)，如圖8所示，隨著流域面積的增大，流域平均坡度逐漸減小，并趨于35°。

圖8 流域平均坡度統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.8 Average slope statistics for watersheds

圖9 平均坡度分布特征Fig.9 Average slope distribution characteristics

3 降雨特征分析

3.1 汶川縣多年降雨變化

汶川縣地屬暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)總體降雨量偏少但穩(wěn)定。收集汶川縣氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的降雨量資料(侯雨樂， 2017)，繪制出汶川縣1960～2015年56年來年均降雨量變化圖(圖10)。可知近56年的年均降水量為719.70mm，年際變化較大，中庭呈現(xiàn)震蕩式上升趨勢(shì)。且呈現(xiàn)3～4年增加，隨后3～4年減少的規(guī)律。統(tǒng)計(jì)顯示，震前年平均降雨量約為716 mm，震后2008～2017年的年平均降雨量為752.61 mm，較震前增加了5.17%，更多的降雨導(dǎo)致更加松散的山體更易發(fā)生了地質(zhì)災(zāi)害。

圖10 1960～2015年汶川縣年平均降雨量變化Fig.10 Change of annual average rainfall in Wenchuan county from 1960 to 2015

3.2 空間分布特征

研究區(qū)地屬大陸性半干旱季風(fēng)氣候，共分為兩個(gè)氣候區(qū)：①多雨區(qū)：映秀鎮(zhèn)、三江鄉(xiāng)、漩口鎮(zhèn)一帶； ②半干旱區(qū)：威州鎮(zhèn)和綿虒鎮(zhèn)一帶。不同區(qū)域的氣候變化較大，干雨季分明，降雨多分布在7～9月。表5～表6對(duì)比了研究區(qū)威州地區(qū)(北部)、映秀地區(qū)(南部)1957～2006年間各月的平均降雨量，可以看出其呈現(xiàn)明顯的南高北低現(xiàn)象。這也是導(dǎo)致汶川縣南部(映秀鎮(zhèn)、耿達(dá)鄉(xiāng)等地)的泥石流活動(dòng)性強(qiáng)于北部(雁門鄉(xiāng)等地)的原因之一(表2)。

表5 威州地區(qū)(北部)多年平均降水量統(tǒng)計(jì)表Table5 Statistical table of annual average precipitation in the Weizhou region(north)

表6 汶川震區(qū)震后典型泥石流發(fā)生的降雨數(shù)據(jù)匯總表Table6 Summary of rainfall data occurring in typical debris flow after Wenchuan earthquake

3.3 泥石流降雨參數(shù)特征分析

降雨是泥石流暴發(fā)的主要誘因，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)汶川震區(qū)有超過77%的泥石流都是由暴雨所誘發(fā)的(郭曉軍等， 2015)。選取常用的3個(gè)降雨參數(shù)包括降雨強(qiáng)度(I)、累積雨量(E)、降雨歷時(shí)(D)用于泥石流降雨臨界值的構(gòu)建，采用詹氏法劃分和計(jì)算單場(chǎng)降雨過程(圖11)。表6列出了汶川震區(qū)震后典型泥石流發(fā)生的降雨數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

圖11 一場(chǎng)連續(xù)降雨過程圖Fig.11 A continuous rainfall course

汶川 “5·12” 地震后暴發(fā)了多起泥石流，統(tǒng)計(jì)其中較為典型泥石流事件的降雨數(shù)據(jù)如表7所示?？梢娬鸷笫状文嗍靼l(fā)生在2008年6月14日的唐家山地區(qū)，該地區(qū)的大水溝和無名溝暴發(fā)了泥石流，累積雨量131.90 mm，激發(fā)雨強(qiáng)27.41 mm·h-1(胡卸文等， 2009a，2009b)。2010年8月13日清平鄉(xiāng)泥石流事件的累積雨量最高，達(dá)到227.5 mm，激發(fā)雨強(qiáng)也最高，達(dá)到70 mm·h-1，泥石流沖出量達(dá)到310×104im3，并造成了重大損失(劉傳正， 2012)。

表7 映秀地區(qū)(南部)多年平均降水量統(tǒng)計(jì)表Table7 Statistical table of annual average precipitation in the Yingxiu region(south)

由表1和表7可知：(1)汶川地震極大降低了泥石流暴發(fā)所需的條件，例如文家溝在震前將近100年內(nèi)未有過泥石流活動(dòng)，而震后5年內(nèi)暴發(fā)了4次泥石流。(2)已經(jīng)暴發(fā)泥石流的流域，再次暴發(fā)泥石流所需的激發(fā)雨強(qiáng)大幅增高，例如紅椿溝泥石流在2011年8月21日的激發(fā)雨強(qiáng)較2010年8月14日增加了約59.64%； (3)距震中更近的映秀、漩口地區(qū)的泥石流激發(fā)雨強(qiáng)最低，而距震中最遠(yuǎn)的銀廠溝泥石流激發(fā)雨強(qiáng)最高，這表明了地震對(duì)泥石流激發(fā)雨強(qiáng)的直接影響(表7)。

3.4 降雨閾值演變特征

目前國內(nèi)外學(xué)者基于泥石流暴發(fā)時(shí)間段的降雨資料，針對(duì)汶川震區(qū)泥石流發(fā)生的降雨閾值進(jìn)行了大量的研究。其中，馬超等(2013)對(duì)汶川震區(qū)2008～2010年的暴雨泥石流的降雨過程進(jìn)行了擬合，得出汶川震區(qū)的平均降雨雨強(qiáng)及其持續(xù)時(shí)間的關(guān)系式如下。

I=34.4D-0.56

(2)

郭曉軍等(2015)通過收集大量泥石流發(fā)生段的降雨數(shù)據(jù)，采用當(dāng)次降雨量建立汶川震區(qū)2008年以及2009～2011年的單因子預(yù)報(bào)模型。

汶川(2008年)：

R≥18.5

(3)

汶川(2009年)：

R≥21.9

(4)

周偉等(2013)通過收集汶川震區(qū)4處典型泥石流溝：大水溝、文家溝、紅椿溝及八一溝暴發(fā)泥石流時(shí)的降雨數(shù)據(jù)，建立了平均雨強(qiáng)(I)和降雨歷時(shí)(D)的關(guān)系：

I=66.36D-0.79， (2≤D≤15)

(5)

Tang et al.(2012)利用清平鄉(xiāng)文家溝的5次泥石流相關(guān)降雨數(shù)據(jù)，提出了平均降雨強(qiáng)度(I)和降雨歷時(shí)(D)的關(guān)系公式：

I=25.96D-0.239，(1

(6)

根據(jù)譚萬沛等(1992)的研究成果，震前龍門山區(qū)泥石流暴發(fā)的降雨閾值為55～60 mm·h-1，而震后汶川地區(qū)泥石流暴發(fā)的最大臨界降雨強(qiáng)度為16～56.5 mm·h-1，最小激發(fā)雨強(qiáng)降低了45%～73%。而根據(jù)郭曉軍等(2015)， Zhou et al.(2014)的研究成果， 2008年、2009年、2011年和2013年震區(qū)泥石流的降雨強(qiáng)度閾值分別為：18.5 mm、21.9 mm、23.0 mm， 35.5 mm。

汶川縣最近的泥石流事件是2019年8月20日暴發(fā)于銀杏、耿達(dá)及綿虒鎮(zhèn)等地的9處泥石流災(zāi)害。根據(jù)都江堰地面氣象站數(shù)據(jù)(圖12)顯示，引發(fā)“8·20”泥石流災(zāi)害的暴雨自8月19日20：00～20日9：00結(jié)束，最大小時(shí)雨強(qiáng)為19日21：00的28.5 mm，累積雨量117.6 mm。20日凌晨2點(diǎn)左右暴發(fā)泥石流，激發(fā)小時(shí)雨強(qiáng)為24.2 mm，泥石流暴發(fā)前的累積雨量為89.3 mm。

圖12 8月20日都江堰雨量站降雨累積曲線Fig.12 National rainfall map for 20 August

由此可見，汶川地區(qū)的臨界降雨量在震后5年(2008～2013年)呈現(xiàn)緩慢回升的趨勢(shì)，但2019年再次降低至24.2 mm·h-1，僅為震前水平(55～60 mm·h-1)的1/2，具體需要多久才能恢復(fù)到震前水平尚需進(jìn)一步地深入觀察與研究(圖13)。

制藥工作是嚴(yán)謹(jǐn)和程序化的，但黨建工作不能囿于傳統(tǒng)程式和方法。針對(duì)職工成分復(fù)雜、人員流動(dòng)性大的特點(diǎn)，海陵藥業(yè)并沒有局限于傳統(tǒng)的說教式、傳達(dá)式黨建工作模式，而是堅(jiān)持以時(shí)代發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求和職工的現(xiàn)實(shí)需求為基礎(chǔ)，通過員工喜聞樂見的文化、娛樂、體育活動(dòng)，將黨的思想理念及精神內(nèi)涵融入其中，讓員工在親身體驗(yàn)中深化思想教育，對(duì)黨的理念主張認(rèn)識(shí)更深入、體會(huì)更深刻，也更樂意參與到黨建活動(dòng)中來。

圖13 汶川縣泥石流降雨閾值變化曲線圖Fig.13 A continuous rainfall course

4 物源演化特征

4.1 物源發(fā)育特征

汶川地震造成了震區(qū)斜坡體的破裂松弛，為泥石流的暴發(fā)提供了豐富的潛在物源，據(jù)統(tǒng)計(jì)由地震滑坡所形成的固體松散物質(zhì)約為52.5×108im3，而其中30%可能轉(zhuǎn)化為泥石流，即震區(qū)泥石流物源總量達(dá)到了15×108im3(黃潤秋， 2011)，這使得泥石流在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里活動(dòng)更加頻繁。

基于前人研究成果(黃潤秋等， 2009； 唐川等， 2011； 蔣志林， 2014； 方群生等， 2015)，采用遙感解譯等手段，對(duì)震后汶川縣泥石流滑坡體面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為研究震后泥石流物源演化特征，選取研究區(qū)高清遙感影像對(duì)震后物源進(jìn)行解譯，遙感影像選取2008年5月18日國土資源部遙測(cè)獲取的0.5 m的高分辨率光學(xué)航空影像。Tang et al.(2012)對(duì)地震后觸發(fā)的49處典型滑坡進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，運(yùn)用邏輯回歸得到震后滑坡面積預(yù)測(cè)厚度關(guān)系式：

t=1.432ln(SL)-4.985 (R2=0.93)

(7)

式中：t為平均滑坡厚度(m);SL為滑坡面積(m2)。

利用該模型及已知滑坡體面積，計(jì)算出滑坡體的體積。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(圖14)，研究區(qū)泥石流流域內(nèi)物源極為豐富，共計(jì)905×106im3。除個(gè)別流域面積極小的溝外，大部分都在20×104im3以上，其中洪水溝物源量最大，約為2900×104im3。分析流域面積與物源量特征的關(guān)系可知，研究區(qū)的泥石流物源分布受流域面積影響較大，隨著流域面積的增大，其物源量相應(yīng)增多。而流域面積越小，物源密度越多，如燒房溝泥石流流域面積僅為0.71 km2，但震后物源總儲(chǔ)量達(dá)到251.91×104im3，物源密度達(dá)到354.54×104im3·km-2。

圖14 流域面積與物源量特征關(guān)系圖Fig.14 Relational graph between watershed area and material source quantity

4.2 物源演化特征

圖15 映秀鎮(zhèn)物源演化趨勢(shì)圖Fig.15 Evolutionary trend map of sources in Yingxiu town

圖16 映秀鎮(zhèn)震后多年物源分布圖Fig.16 Multiyear source distribution map of Yingxiu town after earthquake

表8 震后映秀鎮(zhèn)泥石流物源特征分析Table8 Summary of rainfall data occurring in typical debris flow after Wenchuan earthquake

統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表8)顯示，映秀鎮(zhèn)5條溝2008年的物源面積為1.478 km2， 2010年物源面積達(dá)到了1.72 km2，增加了16.4%，該年暴發(fā)了“8·14”群發(fā)性泥石流，； 2013年物源解譯面積為1.52 km2，較2010年恢復(fù)了11.53%，該年暴發(fā)了“7·10”群發(fā)性泥石流(蔣志林，2014)。2015年物源解譯面積164.20 km2，較2013年增加了7.89%，該年汶川縣降雨較多，年降雨量達(dá)到了829.58 mm； 2017年物源解譯面積較2015年減少11.89%，為144.56 km2。結(jié)合物源變化情況及汶川縣年降雨量變化情況，繪制出映秀地區(qū)泥石流震后物源面積變化曲線，并依據(jù)前期的演化特征推測(cè)2018～2022年的演化規(guī)律(圖15)。由圖可知，震后物源量的變化呈現(xiàn)“震蕩式衰減”的過程，總體表現(xiàn)為逐年較少的趨勢(shì)，但要恢復(fù)到震前水平，還需要5年以上的時(shí)間。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)物源量受降雨控制作用顯著，在暴雨年物源量也隨之增加。

5 總 結(jié)

(1)震后地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量逐年增長(zhǎng)，近年增長(zhǎng)趨勢(shì)減緩，震后泥石流的活動(dòng)性增強(qiáng)，規(guī)模巨大，具有群發(fā)性的特點(diǎn)。

(2)汶川縣145條泥石流溝的溝壑密度在0.2～4之間， 57.24%泥石流的溝壑密度介于0.5～1，屬于微度土壤侵蝕區(qū)域； 泥石流的溝床縱坡降偏大， 66.9%的縱比降大于300‰，屬于易發(fā)性； 89.55%的泥石流流域內(nèi)斜坡坡度為20°～60°，其中30°～40°的坡度面積最多，共557.24 km2，有利于災(zāi)害的發(fā)生。

(3)研究區(qū)降雨量年際變化較大，震后年均降雨量為752.61 mm，較震前增加了5.17%，全年57.7%的降雨集中于7～9月份，同時(shí)降雨量在地域上呈現(xiàn)出南高北低的現(xiàn)象； 震后震區(qū)泥石流的最小激發(fā)雨強(qiáng)降低了45%～73%，震后5年(2008～2013年)呈現(xiàn)緩慢回升的趨勢(shì)，但2019年再次降低至24.2 mm·h-1，僅為震前水平(55～60 mm·h-1)的1/2，具體需要多久才能恢復(fù)到震前水平尚需進(jìn)一步的深入觀察與研究。

(4)震后映秀鎮(zhèn)泥石流物源總量達(dá)到了905×106im3，大部分泥石流溝的物源都在20×104im3以上，流域面積越小，物源特征越明顯，物源密度越大； 震后物源量呈現(xiàn)“震蕩式衰減”的過程，總體表現(xiàn)為逐年較少的趨勢(shì)，受降雨控制顯著，在暴雨年物源量也隨著增加。