寧蒗縣金子溝泥石流形成條件及危險趨勢分析

摘 要：金子溝泥石流位于滇西北高海拔地區，屬高頻易發性溝谷型泥石流，其物源補給豐富，匯水面積大，危害程度嚴重。在野外地質勘查的基礎上，確定該泥石流的發育規模、破壞強度、災害規模與范圍，根據該泥石流所在區域的氣候、地形、地質等影響因素，結合泥石流多次發生的成因，對其危險性進行分析，運用多種方法對其危險趨勢進行預判，為其防治措施的提出提供一定的理論參考。

關鍵詞：金子溝泥石流 形成條件 防治措施 危險趨勢分析

中圖分類號：P642.23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0120-02

云南省寧蒗彝族自治縣紅橋鄉金子溝泥石流位于云南省麗江市。沿線分布金子溝村、礦山村、下鐵廠村、新村等幾個村寨。金子溝泥石流活動每年都有發生，屬易發性泥石流。

1 金子溝泥石流形成條件

按照泥石流的形成條件，金子溝泥石流頻發的主要原因主要有以下幾個條件。

1.1 物源條件

流域內土體結構松散，溝兩側坡體穩定性差，淺表層塌滑，滑坡，崩塌發育強烈。溝床松散物質廣。

1.1.1 崩塌、滑坡等地質災害補給

通過野外調查分析，金子溝泥石流主要的物源之一來自金子溝及支溝新村溝兩岸的滑坡、崩塌物質。滑坡儲備的泥石流物源的方量約330×104 m3。崩塌位于礦山溝上游溝左岸，多為塊石、漂石等；崩塌體可直接參與泥石流活動方量約為30×104 m3。

1.1.2 溝床堆積物

溝床堆積物是金子溝泥石流的另一物質來源，礦山溝溝床在海拔2 800 ～4 000 m左右，多為土質溝床，物源區、流通堆積區溝床內多為漂石、塊石、礫石、粉土等，暴發大規模泥石流時這些物質可參與泥石流活動，據估計，可直接參與泥石流活動方量約20×104 m3。

1.1.3 活動性沖溝

沖溝是新村溝泥石流固體松散物質的又一主要來源之一，主要存在于下冽冰溝。下冽冰溝溝右岸較緩，松散物質厚度較厚，溝長200～2 000 m不等，活動固體物質總儲量約10×104 m3，基本上活動性沖溝內部的物質都可直接參與泥石流活動。

1.2 地形地貌條件

流域內以高中山侵蝕地貌為主，地勢西高，東低。其中在海拔3 200 m以上兩岸陡峻，溝床坡降變化較大，是泥石流松散固體物質最集中的坡段，在海拔3 200 m以下到海拔近2 800 m區域兩岸相對較緩，坡度20 °～40 °，淺表層塌滑、崩塌、滑坡等地質災害發育。在海拔2 800～2 600 m為泥石流的堆積區，溝段兩側山坡較陡，地形坡度以45°～60°為主，活動性沖溝、滑坡一般發育，屬于松散固體物質相對較少地段，作為誘發泥石流的水源補給區；海拔2 600 m以下溝段主要溝床為緩坡，坡降變化小，是主要的堆積區，溝道內存在以往泥石流堆積物，在下鐵廠村附近及以下段為泥石流的堆積消亡區，物質多為砂卵礫石。

1.3 水文條件

金子溝旱季多無水，僅在個別沖溝內有少量水源，雨季雨量較大，溝內水量除取決于大氣降水外，還與金子溝源頭處冰雪融化量有關，常見強降雨過程，并匯集冰雪融水，產生洪流，在狹窄溝深的溝谷中產生較大的動能，這為泥石流的產生提供了動力。

2 危險性分析

這里采用劉希林提出的單溝泥石流危險度評價方法以及模糊理論方法進行評價。

2.1 單溝泥石流危險度評價方法

單溝泥石流危險度評價方法采用7個評價因子，除主要因子泥石流規模和發生頻率外，次要因子分別是流域面積S1、主溝長度S2、流域相對高差S3、流域切割密度S6和不穩定溝床比例S9。

單溝泥石流危險度計算公式為：

H=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+0.06S3+0.11S6+0.03S9

根據公式，金子溝泥石流的危險度為H=0.88，可知金子溝泥石流屬于極高危險的泥石流溝。

2.2 模糊綜合判別法

泥石流其形成、發展直至消亡受到很多因素的影響。該判別法為這種具有不確定性的事物提供了新方法， 計算各因子權重時，由于不同的因子對應不同的量綱，首先要對各種數據進行初始化，去掉量綱，其原理為：

若某因子的原始數據為：x0（F），F=1，2，….，n，其均值化序列為：

x（k）=x0（k）/k=1，2，3，…，n

式中=將初始化的數據代入r0i=oi（K），計算后得出各因子的關聯度如下：r（x0，x1）=0.63，r（x0，x2）=0.64，r（x0，x3）=0.83；x0為泥石流溝平均比降作為主導因子對泥石流危險度影響最大，按照該方法確定金子溝泥石流溝泥石流的危險度屬高度危險泥石流。

3 泥石流危險性趨勢預測

結合該泥石流現狀，按照泥石流劉希林等提出的方法運用多元回歸分析方法及Gis軟件對該泥石流未來20年的活動趨勢進行預測。泥石流再次發生的最大堆積長度、堆積寬度、堆積厚度和堆積面積等有如下關系：

a L d

其中：a為一次泥石流堆積面積（km2）；L為最大堆積長度（km）；d為一次性堆積厚度（m）；Q為一次泥石流過程總量（此文取值20年一遇22萬m3）；G為最大坡降；F為流域面積（31.23 km2）；γ為泥石流溝最大容重（1.67 g/cm3）。

計算結果：a（km2）=4.935；l（km）=2.346；d（m）=1.52

通過以上分析計算，為了驗證該公式的有效性， 在GIS平臺下對流域進行坡度分析，主要是針對坡度<10°區域的頂點作為泥石流可能堆積區的堆積扇頂點；在Gis軟件下量出流域的流通堆積區頂點即為再次發生泥石流堆積扇的頂點，將流域最高點和堆積扇頂點用直線連接，得到連線與水平線的夾角大小，即堆積扇扇頂角（β）；通過下式確定泥石流沖出角（α）的大小，并在平面圖上以流域頂點為起點畫出α角值，其連線與流域下游主溝的交點即是泥石流堆積的終點； 在Gis下量出堆積扇頂點和堆積扇終點的距離即為泥石流可能沖出的最遠距離。

α=0.826β+ω；

式中：α為泥石流堆積終點和流域最高點連線與水平方向的夾角（銳角）=23°；β為泥石流開始堆積點（溝道坡度小于10 °處）和流域最高點連線與水平方向的夾角（銳角）=28 °；F表示流域面積（km2）；ω為流域面積系數，根據F大小確定=0.55。 最終取值=2.562 km。

再次發生后，泥石流堆積主要堆積與金子溝中下游及支溝新村溝下游沿線，最終受災范圍2.562 km，是主要的受災區。

4 結語

通過以上分析，證明金子溝泥石流屬高危重度泥石流，在雨季點暴雨及溝水沖刷側蝕作用下，可能誘發兩岸更大規模的邊坡、崩塌等不良地質災害發生，并啟動原有溝床堆積物，為泥石流提供充足的物源，導致再次形成大規模泥石流災害，故該泥石流再次發生的可能性大，危險性大，急需進行治理，盡量消除隱患。

參考文獻

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