四川夾金山王家山溝泥石流災害特征及防治

李 華，彭 勃

（江西省地質環境監測總站,南昌 330095）

四川夾金山王家山溝泥石流災害特征及防治

李 華，彭 勃

（江西省地質環境監測總站,南昌 330095）

王家山溝位于四川省阿壩藏族羌族自治州小金縣達維鄉境內,流域面積8.02km2,溝長5.14km ,相對高度1614m, 縱坡降314.0‰,溝內滑坡發育,形成泥石流的地形和松散固體物質條件充分;偶爾出現的高強度、短歷時暴雨是泥石流形成的水源條件和激發因素。針對危害特征，對泥石流采取了以攔擋工程為主,輔以防護堤及生物措施的綜合治理方案。

泥石流；災害；形成條件；綜合治理

0 地質概況

王家山溝位于四川省阿壩藏族羌族自治州小金縣達維鄉境內, 為木城溝左岸的一級支溝，縱向長度5.14km，平均寬度1.56km，溝域面積8.02km2，形態近似口袋形，溝域上游寬度較窄呈“V”字型，往下游溝域寬度逐漸變寬呈“U”字型，谷深坡陡，最大高程4614m，相對高差1614m，坡度一般超過50°，縱坡降314.0‰，是典型的泥石流溝谷[1]。該溝曾于1986年暴發過泥石流，其一次性沖出量約1.2×104 m3，危險區面積為0.14×106m2，沖毀了210省道和沿岸耕地，造成了經濟損失約10萬元。

王家山溝發生較大規模泥石流災害的可能性依然存在，對附近210省道和夾金村65戶村民、通訊設施、小型水電站造成潛在威脅，因此對王家山溝泥石流進行綜合治理，保護當地人民群眾的生命財產安全具有重要的現實意義。

1 泥石流的形成和特征

1.1 形成條件

王家山溝流域內出露地層主要有三疊系上統侏倭組變質砂巖、變質粉砂巖、含炭絹云板巖、粉砂質板巖，三疊系中統雜谷腦組變質含鈣砂巖、長石石英砂巖和第四系粉質粘土、砂卵石、塊（碎）石土[2-3]。從地形地貌上看，王家山溝流域屬于深切割構造侵蝕高山地貌區，微地貌單元為高山斜坡侵蝕堆積地貌，地勢西南高北東低，總體走向50°，縱坡降后部較大、前部較小，縱向從溝源區至溝口段，其坡降變化為“陡－緩”的趨勢(圖1)，為常年流水沖溝，水流量約為2.5m3/s，地形為泥石流發育提供了充足的動力條件。第四系主要分布于坡體高處、溝谷兩岸、坡腳附近，主要松散固體物質來源于溝源大規模崩滑堆積物、溝域內松散堆積物和表層土壤的面蝕物質，各類物源總量約157.5×104m3，可參與泥石流活動的動儲量約25.5×104m3（表1）。該溝位于南東季風濕潤氣候區向干旱河谷氣候區過渡帶，匯水面積約8.06km2，年平均降水量617.6mm ， 雨季(5～10 月)降水量占全年降水量的86.3 %以上，1天最大降水量可達371 mm，具有集中降水的特征，其中, 中小天氣系統產生的短歷時、高強度點暴雨是泥石流形成的激發因素。

1.2 泥石流規模和頻率

根據泥石流災害史的調查，王家山溝泥石流以往屬中頻稀泥石流，從近期泥石流災害史看，最近一次發生泥石流時間為1986年，體積規模約1.2×104m3。現溝內可參與泥石流活動的固體物源動儲量達25.5×104m3，激發泥石流的臨界雨強可能降低，因此，泥石流的爆發頻率可能提高，成為高頻泥石流。據此估算，今后可能發生泥石流災害。目前王家山溝泥石流為發展期。

圖1 王家山溝泥石流溝域縱斷面圖

表1 王家山溝實測物源統計

1.3 泥石流沖淤特征

（1）物源區沖淤特征

王家山溝溝谷縱比較大，溝床狹窄，溝道下切較為強烈，溝道兩側崩坡積及殘坡積土常形成基座階地，局部地段可見基巖溝床。在具備較強的水動力條件時，泥石流下蝕作用通常大于堆積作用，物源區沖淤特征表現為以沖為主的特點，但在較小的洪水或泥石流條件下，局部地段也可能出現小規模的淤積。

（2）流通堆積區沖淤特征

流通堆積區分布于王家山溝溝口上部一帶，由于其溝道沿堆積扇區左側通過，其右岸受到山體的約束，泥石流流體一般情況下不會漫出溝道與老的堆積扇疊置，且該段溝道平均縱坡僅170‰左右，而溝道寬度則更大，這種條件決定該溝段沖淤特征仍為以淤為主的特點，但在大規模洪水或稀性泥石流作用下，其沖刷作用將加劇。

1.4 泥石流堆積物特征

江西省地質環境監測總站本次勘查選取10組泥石流堆積物進行了試驗室顆粒級配試驗[4]，卵石或碎石占27.3%、礫石占38.2%、砂礫占17.3%、細粒占17.2%。泥石流的顆粒級配關系反應了泥石流堆積區的水動力條件和沖淤特征，即堆積區溝谷縱坡變緩處，沖溝水動力條件相對較差，有利于泥沙沉積，其土石比較高，溝谷沖淤特征均表現出以淤為主的特點。

2 泥石流的成因機制

王家山溝泥石流屬暴雨溝谷型泥石流。主要為暴雨作用下，水流大量匯集于溝道，匯流過程中將坡面松散泥沙及坡面的各類松散堆積物源攜帶進入溝道，并順溝而下，通過溝道揭底沖刷卷動溝道內的松散堆積物源，并將兩側溝岸松散固體物質帶走，以滾雪球的方式向下游運動，從而暴發泥石流災害。

在泥石流形成過程中，溝域內地形陡峻，溝谷縱坡大為水源和泥沙的匯聚提供了有利的地形地貌條件，王家山溝中段左岸地段強烈的崩滑現象和震后水土流失的加劇，以及溝道內的堆積物為泥石流的發生提供了豐富的松散固體物源，暴雨是泥石流形成的主要引發因素。由于溝谷流域面積大，地形陡峻，匯水水源豐富，泥石流類型主要為稀性泥石流。

泥石流規模主要與溝域內松散固體物源的堆集量和暴雨情況相關，當溝域內松散固體物源累積較多，又遇集中暴雨時，就會發生較大規模的泥石流災害。1986年泥石流后，溝域內固體物源再次累積并將可參與泥石流活動的松散固體物質沖入木城溝。隨著近年氣候的異常及植被的破壞，集中暴雨增多，溝岸、溝底松散物源增多，可參與泥石流活動的松散固體物源量也大大增加。據訪問調查，目前累積的松散固體物已超出1986年泥石流爆發前的物源量，一旦遭到較大暴雨的作用，發生泥石流災害的危險性是較大的。

綜上分析可知，王家山溝流域泥石流形成區為高山環抱的山間盆地，流通堆積區為峽谷，溝谷兩側山坡陡峻，縱坡梯度大，流通堆積區呈扇形分布，溝道擺動頻繁；較大的高差及較大的流域面積使得地表水快速而大量的匯集，并侵蝕地表和帶動松散固體物質的運動，從而產生泥石流；泥石流運動過程中還沿途產生側蝕和揭底，將溝道內及兩側的松散固體物質一同帶走，形成規模更大的泥石流。

3 治理方案

3.1 設計原則

針對泥石流災害治理難度大、周期長、投資量大、涉及面廣等特點，在進行具體治理工程布局時應重點突出，兼顧全面，做到工程治理、生物治理及社會措施三結合。防治工程應與開發管護相結合，保證防治方案的科學性，使方案切實可行，集中有限的資金以取得最大的工程與社會綜合效應。依據有關規范確定該泥石流的防治等級為三級，按20 年一遇暴雨進行設計[4]。

3.2 治理方案

根據王家山溝泥石流形成、流動堆積特點、成災方式，排導溝現狀，我們提出了以攔為主，攔排結合；以治溝為主，治溝與治坡相結合；以攔排工程為主，攔排工程和生物措施相結合的綜合治理方案。該方案在形成流通區下游建設2座攔砂壩（壩高5～9m）用于攔擋泥石；在流通堆積區大致沿溝床左側修建一條防護堤（長約430m）用于將部分泥砂排導至木城溝，構成一個完整的泥石流防治體系。在實施工程治理措施的同時進行林業、農業工程的生物治理措施。

3.3 治理措施

（1）攔砂壩

在形成流通區下段及流通堆積區上段修建2座攔砂壩，攔砂壩的主要功能就是起到削峰減流、穩攔物源的作用，同時減少到達王家山溝下段的固體物源量，降低泥石流容重，并調節下游泥石流洪峰流量，減輕下游防護堤的壓力。

（2)防護堤工程

在王家山溝下游的流通堆積區段修建防護堤，規整溝槽斷面，減小彎道曲率，將攔砂壩下游的泥石流物質順暢地導入主河木城溝，防止泥石流漫過溝對居民區沖擊。保護流通堆積區夾金村的安全，防護堤高出原地面2.0 m。

（3）生物治理措施

生物措施在攔蓄地表徑流，削減洪峰，減少坡面水土流失，改善流域生態環境等方面具有十分重要的意義。針對王家山溝泥石流的生物治理措施，主要是在流域上、中游適宜植樹的坡體上，禁牧禁伐，大量種植防護林，解決群眾用材困難。

4 結論

(1)王家山溝泥石流為中頻、中等規模暴雨溝谷型泥石流，對下游人民的生命財產、公共設施、道路等安全構成威脅，開展王家山溝泥石流治理工作對該地區的安全與穩定及防災減災具有重要意義。

(2)王家山溝溝內泥石流固體物源豐富，固體物源總量為157.5×104m3，可參與泥石流活動的動儲量25.5×104m3，溝域面積較大，降雨充沛，水源豐富，地形地貌有利于泥石流物質的匯集和成災，如遭受大的暴雨，可能發生大的泥石流災害。

(3)在工程治理中，攔砂壩+防護堤可滿足防災的需要，同時注重生態工程措施，加強組織流域范圍內的退耕還林，強化水土保持工作。

[1] 李 華,程志華,周亞平,邊曉庚,吳繼華.四川省地震災區阿壩州小金縣夾金山王家山溝泥石流應急勘查報告（內部資料）[R]南昌∶江西省地質環境監測總站,2010.

[2] 四川省地質礦產局.四川省區域地質志［M］．北京∶地質出版社,1991.

[3] 辜學達，劉嘯虎，等．四川省巖石地層［M］．武漢：中國地質大學出版社，1997．

[4] 李 華,程志華,周亞平,邊曉庚,吳繼華.四川省地震災區阿壩州小金縣夾金山王家山溝泥石流應急治理工程可行性研究報告（內部資料）[R]南昌∶江西省勘察設計研究院,2010.

Disaster Features and Comprehensive Treatment on the Debris Flow of Wangjiashan Gully, Xiaojin County, Sichuan Province

LI Hua，PENG Bo

(Jiangxi Institute of Geo-Environment Monitoring, Nanchang 330095)

Wangjiashan Gully is located in Xiaojin County of Sichuan Province. The debris flow of Wangjiashan Gully is the most representative, which has been long endangering the County’s safety. The gully covers the basin area of 8.02 km2, stream length of 5.14 km, the relative height of 1614 m, and the channel gradient of 314.0‰. Loose solid material in the gully comes from 10 landslides inside; as a result, it is very easy to form the debris flow. The debris flow usually occurs for heavy rainfall of short duration. Some measures have been taken such as blocking dam, bulwark and biological measures．

Debris flow；Disaster；Formation conditions；Comprehensive treatment

P642.23

A

1007-1903（2013）02-0025-03

∶ 四川省國土資源廳和江西省國土資源廳資助項目—《四川省地震災區阿壩州小金縣夾金山王家山溝泥石流應急勘查》(贛國土資源資[2009]2006號)

∶ 李 華(1984－ ) , 男, 工程師, 學士，主要從事水文地質、工程地質及環境地質研究工作。