藏南桑日縣比巴溝泥石流形成條件分析

（中國地質科學院探礦工藝研究所 四川成都611743）

（中國地質科學院探礦工藝研究所 四川成都611743）

泥石流危險性分析是泥石流災害預報和減災工作中的重要內容和決策基礎。它是對潛災害進行預評估的重要手段，其涉及到了致災體的自然屬性，是一個重要而復雜的科學問題。桑日縣地形地貌復雜多樣，地質構造發育，是西藏自治區地質災害多發地區之一，長期以來地質災害對人民群眾的生命、財產造成了較大損失和威脅。縣城周邊比巴泥石流一旦再次大規模暴發將對溝口人民生命財產安全構成極大威脅，威脅桑日縣城的自來水廠、供水管網、學校、居民等；同時，威脅桑日縣城的電力和通訊設施，可能造成的直接經濟損失達數億元。對比巴溝泥石流的形成條件進行分析，有助于為泥石流的防治提供依據，以保障人民的生命財產安全。

泥石流形成條件防治危險性分析

0 引言

桑日縣地形地貌復雜多樣，地質構造發育，是西藏自治區地質災害多發地區之一，長期以來地質災害對人民群眾的生命、財產造成了較大損失和威脅。縣城周邊潛的地質災害主要以泥石流為主，縣城周邊比巴泥石流在1998年8月出現大規模的暴發，造成直接大量的經濟損。縣城周邊比巴泥石流一旦再次大規模暴發將對溝口人民生命財產安全構成極大威脅，威脅桑日縣城的自來水廠、供水管網、學校、居民等；同時，威脅桑日縣城的電力和通訊設施，可能造成的直接經濟損失達數億元。潛在的地質災害對當地人民的安居樂業、市政基礎設施安全都構成了十分嚴重的威脅。因此，對比巴溝泥石流的形成條件進行分析，有助于為泥石流的防治提供依據，以保障人民的生命財產安全。

1 地形地貌及溝道條件

照片1 N01 2#支溝發育基巖裂隙泉水

勘查區內受構造作用影響，地形起伏大，溝谷發育。山區巖石裸露，植被不發育，受寒凍風化作用影響，巖石較為破碎，溝谷內坡面殘積物和坡洪積物十分發育。這樣的地形條件和豐富的固體物源一遇暴雨極易產生泥石流。據調查，桑日縣比巴泥石流共有6條泥石流溝組成，近年來，各泥石流溝域內均有不同規模的泥石流活動，產生不同程度的危害。比巴泥石流各溝域內山高坡陡，平均坡度在35°以上，溝谷縱坡較大，特別是各支溝縱坡多在300‰以上，有利于降雨的匯集，為泥石流水源的匯流集中提供了基礎。同時，由于地形陡峻，為崩塌、滑坡等不良地質現象的發育提供了有利條件，為泥石流增加了松散固體物源，且溝谷縱坡較大，也為松散固體物質的搬運和參與泥石流活動提供了有利的地形條件。

2 固體物源條件

飽含大量泥沙、碎石和塊石等固體物質是泥石流區別于一般洪流與水流的主要標志，豐富的固體物質積累是形成泥石流不可缺少的重要條件。固體物質的積累過程又與一定的地質環境和外營力作用密切相關。

勘查區出露的地層巖性為泥石流的形成提供了松散固體物源的保證。區內在強烈的構造作用下，巖石裂隙發育，巖體十分破碎，加之冰凍崩解、寒凍風化、融凍剝蝕等內外營力作用，巖石風化作用強烈，谷坡廣泛分布坡積物，組成坡積層的巖石碎屑顆粒結構松散，在重力和水流搬運作用下運移至坡麓和溝床，成為各種溝道堆積物，長期的積累使溝谷內松散固體物質儲量大，分布集中，有利于泥石流的補給。根據堆積物成因，將溝域內堆積物劃分為四種成因類型，即殘坡積物、坡洪積物、洪積物及風積物。其中這四種類型的堆積物集中分布于溝道中上游溝床及谷坡，總儲量大，是泥石流固體物質的主要來源。

3 水動力條件

勘查區內泥石流的水源主要是大氣降雨。短歷時集中降雨（大雨、暴雨）產生大量的坡面逕流和溝道逕溝，導致泥石流發生；除雨季以外泥石流溝道多無地表逕流，只在N01 2#支溝發育基巖裂隙泉水，在枯水期可達1-2L/s（見照片1），豐水期可達3－5L/s，該水源原為桑日縣縣城飲用水源，現做為綠化林地灌溉水源。而基巖裂隙泉水以及山區冰雪融水對泥石流的形成有一定的促進作用。

3.1 溝域降雨特征

勘查區為內陸高原溫帶半干旱氣候區，具有日照充足，干、濕季分明的特點。多年平均降水量385.15mm，多年平均蒸發量2673.8mm，年際降水量變化較大，最大年降雨出現在1962年，降水量705.7mm，最小227.9mm，出現在1982年；雨季主要集中在6-9月，占年降雨量的88.6%；最大一日降雨量42.9mm，最大一次連續降雨量165.7mm，出現在1970年2月23日-8月12日。

勘查中對區內最大的一條泥石流溝道采用推理公式法計算出各設計頻率下清水洪峰流量，該方法是從暴雨形成洪水的成因分析出發，把暴雨形成洪水的過程分為產流和匯流兩個過程，利用等流時線的原理，計算各頻率下清水洪峰流量，計算成果見表1。

同時，勘查區內雨季降雨以大雨、暴雨為主，雨量集中，歷時短，一次連續暴雨過程多集中在6小時以內完成。據氣象資料分析，日降雨量大于40mm出現頻率為20年一遇，因此，出現大暴雨的頻率很低。泥石流暴發的周期、頻率和規模與上述降水規律基本吻合，每年10月至翌年5月末降水量很少，不會發生洪流，更不可能發生泥石流；6月份降水相對集中，大雨和暴雨很少，出現小規模泥石流活動；7、8月份降雨最為集中，大雨、暴雨出現頻率較高，泥石流活動頻率，規模隨之增大，9月降水逐漸減少，泥石流活動進入低潮期。

表1 泥石流溝各頻率最大洪水流量

3.2 地表逕流特征

由于溝域集雨面積較大，山高坡陡，植被覆蓋率極低，且多為滯水能力差的草原植被。坡面沖溝發育、谷底狹窄且坡降較大。因此，泥石流溝域內坡面產流量大，溝源匯流快，極易在溝道中匯成具有較高能量、足以產生泥石流的水流。除N01 2#支溝內發育發育基巖裂隙泉水，在枯水期可達1-2L/s，豐水期可達3－5L/s，其余各泥石流溝道通常為“干溝”，無地表逕流，僅雨季大雨或暴雨后溝道出現地表逕流，持續時間較短，一般為幾小時至一日。經現場調查和分析計算，形成地表逕流的極限降雨量為10-20mm，降雨量達到20-30mm時，地表產生洪流；降雨量大于30mm或前期降雨較豐沛時，降雨量達到25mm，溝域內便可發生泥石流。溝道產生洪流域泥石流的持續時間一般20-40分鐘。地表逕流對形成泥石流的主要影響表現在以下兩方面：一是為泥石流的形成提供充足的水源（攜帶固體物質）；二是逕流所產生的強大動力將谷坡和溝道中的各類松散物源運移到泥石流中使其與水流充分混合，形成固液兩相的流體，并驅動泥石流向山外奔涌形成災害。

3.3 地下水

經勘查，桑日縣比巴泥石流流域內地下水較貧乏，除N01 2#支溝發育基巖裂隙泉水，在枯水期可達1-2L/s，豐水期可達3－5L/s，其余各泥石流及其支溝基本無地下水露頭，僅大雨、暴雨或長時間小量連續降雨后于基巖山坡前緣和泥石流堆積扇前緣地帶分別有基巖裂隙水、第四系松散孔隙水的出露。地下水的富集受巖性和地形等因素控制，各處富水性變化較大，據實測泉流量<0.1L/s，作為泥石流形成的水源，作用十分有限。但是，由于地下水廣泛分布于巖石裂隙和松散土體孔隙中，對促進巖石風化分解，使土體飽水強度降低，抗沖刷能力下降，加快松散固體物積累速度卻起著很重要的作用。

綜上所述，在泥石流形成過程中，水的作用主要表現在兩個方面：一是對松散固體物質的浸潤飽和作用，加快松散固體物源的積累速度，這個過程是經常而緩慢的，可視為泥石流形成的物質準備過程。二是對溝谷強烈侵蝕下切和側蝕掏挖作用，為泥石流形成和運動提供了動力條件。盡管溝域內年降雨量不大，但降雨集中，降雨過程短，多以大雨、暴雨形式出現，加之溝域內地形陡峻，溝谷形態有利于地表匯流，對泥石流形成甚為有利，源頭和上游有廣闊的匯流面積，儲備有大量的松散固體物質；中游峽谷地段泥石流運動得到加速，運動過程復雜，提高了泥石流的運動速度和沖刷力，即使泥石流流出山口，仍具有很大的沖擊力，破壞性逐漸增大。

4 結論

（1）比巴溝泥石流溝地形陡峻，為崩塌、滑坡等不良地質現象的發育提供了有利條件，為泥石流增加了松散固體物源，且溝谷縱坡較大，也為松散固體物質的搬運和參與泥石流活動提供了有利的地形條件。

（2）殘坡積物、坡洪積物、洪積物及風積物這四種類型的堆積物集中分布于溝道中上游溝床及谷坡，總儲量大，是泥石流固體物質的主要來源。

（3）區內泥石流的水源主要是大氣降雨。短歷時集中降雨（大雨、暴雨）產生大量的坡面逕流和溝道逕溝，導致泥石流發生；地下水廣泛分布于巖石裂隙和松散土體孔隙中，對促進巖石風化分解，使土體飽水強度降低，抗沖刷能力下降，加快松散固體物積累速度卻起著很重要的作用。

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藏南桑日縣比巴溝泥石流形成條件分析

■張文 劉勇 諶威

P642.3[文獻碼]A

1000-405X（2016）-10-484-2