段家溝泥石流發(fā)展趨勢分析

李霞 林濤 付長貴 關(guān)靈 鄭密 李鎮(zhèn)鴻 楊杰

摘 要：位于四川省涼山州西昌市小廟鄉(xiāng)的段家河泥石流，每年都有泥石流發(fā)生，嚴(yán)重威脅到小廟村居民700人、溝內(nèi)1養(yǎng)殖場及省道S107，危險(xiǎn)性較大，危害程度大。文章在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，描述了泥石流的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和氣象水文地質(zhì)等地質(zhì)環(huán)境條件，并對形成條件進(jìn)行分析，概括出該泥石流的基本特征，在此基礎(chǔ)上對該溝泥石流的發(fā)生進(jìn)行地質(zhì)預(yù)測，為之后該泥石流預(yù)防和治理提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：泥石流；地質(zhì)環(huán)境條件；形成條件；基本特征；發(fā)展趨勢預(yù)測

引言

段家河泥石流位于四川省涼山州西昌市小廟鄉(xiāng)，每年都有泥石流發(fā)生，規(guī)模最大的一次發(fā)生在1998年，造成1人死亡，泥石流沖入小廟村致使該村700多人受災(zāi)，沖毀農(nóng)田耕地100余畝，沖斷省道S107。若段家河泥石流再次發(fā)生大規(guī)模的泥石流，將沖毀溝口養(yǎng)殖場、果園、橋梁、公路，嚴(yán)重威脅到小廟村居民700人、溝內(nèi)1養(yǎng)殖場及省道S107。對泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)和判斷是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的保障[1]。因此，研究該泥石流溝的發(fā)展趨勢，為預(yù)防和治理提供理論依據(jù)。

1 泥石流形成條件分析

1.1 地形地貌及溝道條件

段家溝屬于中低山河谷地貌，溝域縱向長度4.4km，溝域面積3.26km2；溝域最高點(diǎn)位于東側(cè)，高程1970m，最低點(diǎn)位于小廟村，高程1490m，相對高差480m，縱坡降為109‰。流域總體上呈中上陡下部緩，溝域斷面上游呈“V”字形，兩側(cè)谷坡坡度在35°以上，有利于降雨的匯集；下游呈“U”字型，溝道寬度增大，坡度轉(zhuǎn)緩。

1.2 物源條件

泥石流的物源類型主要分為崩塌堆積物源、坡面侵蝕物源、溝床堆積物源。崩塌堆積物主要由棕紅色砂礫石、漂礫、塊石等冰磧物組成，結(jié)構(gòu)相對較為松散。面積達(dá)0.06km2，高度為60～70m，估算方量為39×104m3，其可參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量約4×104m3。其余零星的崩塌堆積物源主要分布于溝岸部位，分布較為分散且規(guī)模較小，是段家河泥石流物源之一。

斜坡坡頂?shù)囟沃脖惠^為茂密，坡面侵蝕物源主要集中在斜坡下部，可提供的松散固體物源總量約3×104m3，按特大暴雨條件下其可參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量約0.2×104m3。

溝床堆積物源主要分布于溝中、下游段。按特大暴雨條件下揭底沖刷厚度0.5m計(jì)，據(jù)此估算段家泥石流溝溝底可能參與泥石流活動(dòng)的松散固體物源方量可達(dá)1.5×104m3。

1.3 水源條件

段家河泥石流的水源主要來源于大氣降水。溝域內(nèi)地下水不豐富，因此暴雨是泥石流的主要激發(fā)因素。區(qū)內(nèi)最大年降水量1549.6mm，最大日降水量128.7mm。年際降水量的80%集中在6～9月，為泥石流暴發(fā)提供了充足的水源條件；且溝域呈近似扇形，溝域面積1.54km2，溝內(nèi)地形陡峻，利于地表降水的徑流和匯集。

2 泥石流基本特征

2.1 泥石流分區(qū)特征

段家河上游坡度較大（多在40°以上），溝源冰磧堆積物近于直立，溝谷縱坡較陡（在300‰以上），表現(xiàn)出以沖為主的溝源區(qū)特征。

流通區(qū)位于溝谷中部地區(qū)，縱比降在130‰左右，溝床較為開闊。普遍松散層較薄，且植被比較發(fā)育，綜合上述因素，該區(qū)表現(xiàn)出沖淤平衡的特點(diǎn)。但在大規(guī)模暴雨洪水作用下，其沖刷作用將加劇，如2008年泥石流其最大侵蝕深度達(dá)1m左右，平均侵蝕深度0.5m左右。

堆積區(qū)分布于段家河下段，其溝道沿小廟村右側(cè)通過。該段溝道平均縱坡低于100‰，而溝道寬度則更大，這種條件決定該溝段沖淤特征是以淤為主。

2.2 泥石流堆積物特征

泥石流堆積物顆粒呈現(xiàn)以下特征：（1）段家河溝域總體上水動(dòng)力條件較大，細(xì)小顆粒大部分被洪水帶走，而將粗顆粒物質(zhì)留于溝道內(nèi)。（2）總體上看，溝段水動(dòng)力條件的差異和沖淤特征由上至下土石比呈增大趨勢。（3）由于溝域內(nèi)溝道堆積物總體上土石較低，其顆粒級配特征表現(xiàn)為大部分在20mm以上，而粒徑<2mm的砂粒含量普遍較低。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查可以看出堆積扇的形成是多次疊加的。堆積區(qū)已延伸至現(xiàn)今公路以下；有較明顯的疊加和清理痕跡，且溝道曲率較大；后期人類工程活動(dòng)的影響下，其溝道走向進(jìn)一步明晰，從而形成一定的形態(tài)。

2.3 泥石流的成因機(jī)制分析

段家河屬暴雨溝谷型泥石流，形成因素主要有：（1）適宜的地形溝道條件；（2）物源較豐富；（3）充足的水源條件，具備泥石流發(fā)生條件。暴雨則是泥石流形成的主要引發(fā)因素。由于溝谷流域面積大，易于匯水，泥石流類型表現(xiàn)為稀性泥石流。泥石流規(guī)模與溝域內(nèi)松散固體物源的累計(jì)和動(dòng)態(tài)變化情況及與引發(fā)泥石流的暴雨情況相關(guān)，當(dāng)溝域內(nèi)松散固體物源累積較多，且遇到集中暴雨時(shí)，往往就會(huì)發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。

3 泥石流發(fā)展趨勢分析

3.1 泥石流易發(fā)程度分析

目前，段家河泥石流正處于發(fā)展期，在暴雨、地震等的作用下，發(fā)生較大規(guī)模泥石流的可能性較大。根據(jù)泥石流溝域基本特征和參數(shù)，按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DT/T0220-2006）附錄G“泥石流溝的數(shù)量化綜合評判及易發(fā)程度等級標(biāo)準(zhǔn)”，段家河泥石流易發(fā)程度綜合評分為87分[2]，綜合判定泥石流易發(fā)程度屬易發(fā)。

3.2 泥石流的發(fā)生頻率和發(fā)展階段

段家河泥石流1998年、2008年年均有發(fā)生較大規(guī)模的泥石流。目前發(fā)展階段為發(fā)展期。根據(jù)段家河泥石流的災(zāi)害史判斷該泥石流為高頻泥石流，基本上每年發(fā)生一次，均為暴雨誘發(fā)，其中1998年規(guī)模最大。從堆積物特征[3]看來：泥石流下部為粗顆粒沉積，往上礫石顆粒變小，泥石流性質(zhì)為稀性泥石流，調(diào)查訪問中根據(jù)老鄉(xiāng)描述當(dāng)時(shí)泥石流。現(xiàn)溝內(nèi)可參與泥石流活動(dòng)的固體物源動(dòng)儲(chǔ)量達(dá)6.9×104m3，具備了發(fā)生大規(guī)模泥石流的物源條件。根據(jù)1998年雨季段家河泥石流發(fā)生情況可算得該泥石流一次沖出量為1.68×104m3，一次固體物質(zhì)沖出量為0.61×104m3，溝口泥石流峰值流量為35.417m3/s，因此，泥石流規(guī)模等級為中型。

3.3 泥石流發(fā)展趨勢分析

段家河屬于暴雨-溝谷型泥石流，規(guī)模與溝域內(nèi)松散固體物源的累計(jì)和動(dòng)態(tài)變化情況及與引發(fā)泥石流的暴雨情況相關(guān)。物源種類主要是溝源冰磧物、兩岸崩坡積物、溝道內(nèi)物源，其中活動(dòng)性物源受冰磧物活動(dòng)性影響較大。

當(dāng)暴雨發(fā)生時(shí)，首先發(fā)生“消水管效應(yīng)”，溝道內(nèi)水流迅速匯集，強(qiáng)烈沖刷河床內(nèi)堆積物。溝道內(nèi)堆積物形成泥石流。溝道徑流對冰磧物坡腳進(jìn)行掏蝕，坡腳掏空后冰磧物堆積體發(fā)生崩解，形成大量活動(dòng)性物源，被沖刷到溝道內(nèi)參與泥石流活動(dòng)，與兩岸崩塌、滑坡形成物源一起為泥石流的發(fā)生做補(bǔ)給，成為補(bǔ)給性物源，這決定著泥石流持續(xù)時(shí)間的長短和規(guī)模的大小。

參考文獻(xiàn)

[1]沈軍輝，等.5.12汶川地震誘發(fā)都江堰龍池鎮(zhèn)干溝泥石流可能性地質(zhì)分析[J].山地學(xué)，2008，26（5）：513-517.

[2]劉希林，唐川.泥石流危險(xiǎn)性評價(jià)[M].北京：科學(xué)出版社，1995：1-93.

[3]崔之久.泥石流沉積與環(huán)境[M].北京：海淀出版社，1996.