西藏自治區(qū)瓊結(jié)縣白色溝泥石流形成條件及防治措施

頓都 次旦頓珠 次仁多吉

（西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，西藏 拉薩 851400）

泥石流為西藏自治區(qū)瓊結(jié)縣內(nèi)主要的地質(zhì)災(zāi)害類型，直接威脅勞動(dòng)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，尤其是重點(diǎn)城鎮(zhèn)、村莊、道路等。本文通過對(duì)瓊結(jié)縣東嘎村白色溝實(shí)地調(diào)查訪問，對(duì)泥石流的基本特征、形成條件、危險(xiǎn)性分析并提出防治措施。

1 自然環(huán)境背景

1.1 流域概況

白色溝泥石流位于瓊結(jié)鎮(zhèn)東嘎村村級(jí)活動(dòng)中心東側(cè)，溝口坐標(biāo)：北緯（N）:29O0'23.00",東經(jīng)（E）:91O44'12.00"。溝口修有鄉(xiāng)村柏油馬路，交通較便利。白色溝地處高山地貌區(qū)，海拔4030～4360m，相對(duì)高差約330m。流域面積0.55km2，流通區(qū)溝道長(zhǎng)約1040m，流通區(qū)縱坡降達(dá)118.35‰.溝口流向190O。上游溝谷形態(tài)呈V 型，下游溝谷形態(tài)呈U 型，兩側(cè)山坡坡度30O～55O，局部陡峻處可達(dá)60O。

圖1 白色溝泥石流三維影像圖

1.2 地貌

調(diào)查區(qū)位于青藏高原東南部，雅魯藏布江和喜瑪拉雅山之間，西、南、北三面環(huán)山，東面為狹窄谷地。區(qū)內(nèi)高山連綿起伏，地形高差大，地貌形態(tài)復(fù)雜，河谷縱橫。瓊結(jié)縣總地勢(shì)是西南高、東北低，由西南向東北傾斜，調(diào)查區(qū)屬于高山寬谷地貌。

1.3 地質(zhì)

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造屬岡瓦納北緣古生-中生代岡底斯-喜瑪拉構(gòu)造大區(qū)印度河-雅魯藏布江結(jié)合帶構(gòu)造分區(qū)。調(diào)查區(qū)南靠喜馬拉雅山斷裂帶，北接雅魯藏布江結(jié)合帶，境內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形跡比較發(fā)育，因受多次巖漿活動(dòng)和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的劇烈影響而遭到不同程度的破壞。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為近東西向、北西-南東向和北東向三個(gè)斷裂組。

白色溝流域出露地層主要為三疊系（T）上統(tǒng)宋熱巖組瓊果巖段（T3s.q）,巖性為板巖為主及新生界第四系松散堆積。

1.4 氣象與水文

瓊結(jié)縣屬高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)。受大氣環(huán)流和地形影響，瓊結(jié)縣氣候的主要特點(diǎn)為：晝夜溫差大，日差大，日照時(shí)間長(zhǎng)，干濕季分明，降水集中，氣候干燥，冬春多風(fēng)等特點(diǎn)。2019 年9 月踏勘期間收集了瓊結(jié)縣氣象局近10 年氣象資料，區(qū)內(nèi)極端最高氣溫28.9℃，出現(xiàn)在7 月份。年極端最低氣溫-15.2℃，出現(xiàn)在12月份。本地區(qū)日照時(shí)間長(zhǎng)，年均日照時(shí)數(shù)2830小時(shí)，無霜期僅125～153天。區(qū)內(nèi)干濕季節(jié)分明，近10年平均降水量423.42mm，年最大降水量736.1mm（2016年），最小降水量251.8mm（2017年）。每年6—9月為雨季，7—8 月降雨量最大（圖2），月最大降雨量196mm（2012年7月）。瓊結(jié)縣最大凍土深度20cm。

圖2 瓊結(jié)縣氣象要素圖

1.5 地震

調(diào)查區(qū)屬青藏高原南部地震區(qū)、雅魯藏布江地震亞區(qū)。地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s。1950—1996年間，該區(qū)內(nèi)共發(fā)生震級(jí)Ms≥4.0 級(jí)的地震124 次，其中，1950年達(dá)62次，8.15察隅大地震，震級(jí)達(dá)8.6級(jí)，同年二月至十月，察隅-墨脫地區(qū)還發(fā)生12 次Ms≥4.0 級(jí)的地震。從震級(jí)大小劃分，Ms≥8.0 級(jí)的一次，Ms=6.0～7.9 的12 次，Ms=4.0～5.9 的111 次。1980 年以來，4.0級(jí)以上中強(qiáng)震先后發(fā)生過15次。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015，調(diào)查區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.15g～0.20g，特征周期為0.45s。根據(jù)活動(dòng)構(gòu)造體系中地震活動(dòng)的集中程度、地震活動(dòng)相似的原則劃分地震帶，本區(qū)屬于察雅地震帶，為多震帶。

2 泥石流分區(qū)特征與形成條件

2.1 泥石流分區(qū)特征

泥石流形成區(qū)是為泥石流的形成提供水體和固體物質(zhì)的主要補(bǔ)給區(qū)；流通區(qū)是泥石流發(fā)生運(yùn)移的地段；堆積區(qū)是泥石流固體物質(zhì)堆積的區(qū)域[1]。根據(jù)上述分區(qū)原則，并結(jié)合泥石流的形成、運(yùn)移、堆積特征，將白色溝流域劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)（圖3）。

圖3 白色溝泥石流分區(qū)圖

形成區(qū)位于溝谷中上游，面積較大，形成區(qū)面積占流域總面積的97%，溝谷呈“V”字型，溝谷寬約10～20m，溝坡坡度35～45O，植被覆蓋率20%左右。地層巖性主要為板巖，節(jié)理發(fā)育，表層風(fēng)化嚴(yán)重。巖體呈碎塊狀，面狀沖蝕發(fā)育。周圍高山陡坡、山體破碎、植被覆蓋率低，出口呈漏斗狀，溝床兩側(cè)為殘坡積碎石土，坡面切蝕作用強(qiáng)烈，主溝上游兩側(cè)及支溝岸坡殘坡積物及坍塌等固體松散物質(zhì)較豐富，坡面物質(zhì)疏松，植被覆蓋率低，固體松散物質(zhì)補(bǔ)給量占流域總補(bǔ)量的60%左右，具備良好的松散固體物質(zhì)補(bǔ)給條件，地形地質(zhì)條件為泥石流的形成提供了必然條件。

流通區(qū)位于溝谷中、下游，面積相對(duì)較小，約占流域總面積的2%.溝谷上游呈“V”，中下呈“U”字形，溝床寬一般5m～25m，長(zhǎng)約1.04km，谷坡坡度35O-70O，區(qū)內(nèi)溝道兩側(cè)存在多處陡坎，高度2.5m～15m 不等，切蝕作用較強(qiáng)，溝谷侵蝕以溝底沖蝕搬運(yùn)為主，表現(xiàn)為溝底搬運(yùn)與堆積同時(shí)進(jìn)行，溝床較平坦，溝槽比較明顯。周圍山勢(shì)陡峭、巖體破碎（表面強(qiáng)風(fēng)化的板巖）、植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，多陡坎，小型滑坡、崩塌發(fā)育。

因地處人口集中居住區(qū)，泥石流堆積扇破壞嚴(yán)重，面積約0.01km2，兩側(cè)為東嘎村集中居住區(qū)。

白色溝流域泥石流堆積分為溝道堆積和溝口堆積。根據(jù)縱剖面地層情況，溝道堆積物粒徑以碎塊石等粗顆粒為主，磨圓度差。白色溝泥石流以溝口堆積為主，通過對(duì)溝口堆積斷面實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)堆積體沒有明顯的顆粒分選現(xiàn)象。泥石流堆積后，經(jīng)后期水流沖蝕和雨水濺蝕，扇面細(xì)顆粒物質(zhì)被帶走，剩下粗顆粒層，被粗化的扇面又被新一次泥石流覆蓋，形成明顯的堆積層面，根據(jù)鉆孔揭露情況，白色溝泥石流在堆積扇中部的堆積厚度在10m以上。

2.2 泥石流形成條件

白色溝泥石流的活動(dòng)過程分為形成、徑流和堆積三個(gè)步驟，在臨界降雨條件下，流域中上游縱坡降較大，坡面植被滯水性差，首先形成夾砂水流，在向下急速流動(dòng)過程中，不斷從溝道兩側(cè)崩塌、松散坡面中補(bǔ)充固體松散物質(zhì)，使夾砂水流發(fā)展成為容重較低的泥石流。低容重的泥石流具有強(qiáng)大的沖刷能力，足以沖刷溝道堆積物及掏蝕溝床，進(jìn)一步補(bǔ)充固體松散物質(zhì)，使泥石流容重繼續(xù)加大，最終形成災(zāi)害性泥石流。

2.2.1 泥石流形成的地形條件。白色溝地處高山地貌區(qū)，海拔4030～4360m，相對(duì)高差約330m。流域面積0.55km2，流通區(qū)溝道長(zhǎng)約1040m，流通區(qū)縱坡降達(dá)118.35‰.溝道狹窄，溝床寬度在5～15m 之間，橫剖面呈“V”型，溝床兩側(cè)基巖裸露，溝壁較陡，在35O～70O之間。流通區(qū)溝道兩側(cè)為耕地和居民房屋，擠壓溝道嚴(yán)重（圖4）。

圖4 白色溝泥石流流通區(qū)實(shí)測(cè)工程地質(zhì)剖面圖

2.2.2 泥石流形成的物源條件。固體松散物質(zhì)是泥石流的主要組成部分，其儲(chǔ)量大小及補(bǔ)給條件控制著泥石流的性質(zhì)、規(guī)模[2]。經(jīng)實(shí)地勘查，白色溝泥石流的固體松散物質(zhì)補(bǔ)給類型和方式主要有：溝岸崩塌補(bǔ)給；坡面沖蝕、切蝕、坍塌形成的松散堆積物補(bǔ)給；溝道堆積物補(bǔ)給等三類，補(bǔ)給位置和方式主要為主溝補(bǔ)給。

2.2.3 泥石流形成的暴雨條件。白色溝溝流域位于瓊結(jié)縣東部，降水量主要集中在5—9 月份，占全年降水量的60%以上，且多以大雨、暴雨形式出現(xiàn)。區(qū)內(nèi)這種短歷時(shí)、高強(qiáng)度的降水為泥石流的形成創(chuàng)造了充沛的水動(dòng)力條件。

3 泥石流危險(xiǎn)性分析

根據(jù)調(diào)查訪問，白色溝泥石流基本每年都有不同規(guī)模的爆發(fā)，2013 年是近十年內(nèi)爆發(fā)規(guī)模最大的一次，一次沖出約2000m3，2017年7月19日—2019年7月13 日期間，共發(fā)生6 次泥石流，每次爆發(fā)，均對(duì)鄉(xiāng)村道路造成損毀，累計(jì)損毀約300m，經(jīng)地方主管部門清理和修復(fù)后，維護(hù)費(fèi)用小于100萬元，歷史災(zāi)情等級(jí)屬小型。

對(duì)溝口東嘎居委會(huì)40 戶居民，160 人及東嘎社區(qū)黨員群眾服務(wù)活動(dòng)中心及各種公共設(shè)施（電線桿、路燈及鄉(xiāng)村道路等）造成威脅，威脅財(cái)產(chǎn)約521.5 萬元。綜上所述，險(xiǎn)情等級(jí)為較大級(jí)。

根據(jù)白色溝泥石流的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，綜合考慮泥石流發(fā)育的各種條件和影響因素，以量化評(píng)價(jià)為主，依據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（T/CAGHP-2018）“泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化評(píng)分表”進(jìn)行評(píng)價(jià)。

首先對(duì)影響泥石流發(fā)育的十五項(xiàng)因子逐個(gè)打分，然后綜合其評(píng)分結(jié)果，劃分泥石流的易發(fā)性。根據(jù)以上原則、依據(jù)和方法對(duì)白色溝泥石流進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定白色溝泥石流為中易發(fā)。

4 防治措施

建議對(duì)該泥石流采取工程治理，建議方案：谷坊壩+攔擋壩+雙面排導(dǎo)渠綜合治理；建議方案：4座谷坊壩+2 座攔擋壩+雙面排導(dǎo)渠綜合治理；攔擋壩布設(shè)在流通區(qū)內(nèi)；排導(dǎo)渠設(shè)計(jì)長(zhǎng)約150m，設(shè)置過渠小橋一座。預(yù)計(jì)工作量：漿砌塊石約3000 方，防治費(fèi)用約300萬元。另外，在泥石流堆積區(qū)前緣民房附近、公路上兩側(cè)設(shè)置醒目的警示牌。

5 結(jié)論

通過對(duì)調(diào)查區(qū)區(qū)域地形地貌、地質(zhì)、氣象與水文、地震等地質(zhì)環(huán)境條件進(jìn)行分析，對(duì)白色溝泥石流分區(qū)特征、形成條件、危險(xiǎn)性分析及防治措施進(jìn)行歸納總結(jié)，得出以下結(jié)論：

白色溝泥石流在平面上呈樹枝狀，三個(gè)分區(qū)較明顯，具有比較典型泥石流溝的地形地貌特征，泥石流形成條件交充分。

根據(jù)白色溝泥石流發(fā)育的基本特征及危險(xiǎn)性分析，建議谷坊壩+攔擋壩+雙面排導(dǎo)渠綜合治理，同時(shí)，在泥石流堆積區(qū)前緣民房附近、公路上兩側(cè)設(shè)置醒目的警示牌。