九龍縣沃綽溝泥石流發(fā)育特征及防治措施

蘇小琴

九龍縣沃綽溝泥石流發(fā)育特征及防治措施

蘇小琴

（重慶長江勘測設(shè)計(jì)院有限公司，重慶401147）

沃綽溝泥石流溝為九龍河左岸的一條支溝，位于四川省九龍縣乃渠鄉(xiāng)水打壩村沃綽溝組，流域面積7.29km2，主溝溝長4.51km，縱坡降416.9‰。。2011年9月26日九龍縣沃綽溝暴發(fā)了泥石流，毀壞耕地，直接威脅13戶60人的生命財(cái)產(chǎn)安全。在工程地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了泥石流的基本特征，并計(jì)算了單溝泥石流危險度，對泥石流危險性進(jìn)行了分析評價，該溝屬于中度危險的泥石流溝。結(jié)合沃綽溝泥石流的發(fā)育特征，提出了防治方案。

泥石流；發(fā)育特征；防治措施；沃綽溝

1 自然地理及地質(zhì)特征

1.1 地理特征

沃綽溝所處的九龍縣屬大陸季風(fēng)高原氣候，冬季干燥寒冷，夏季溫涼多雨，降水豐富，年均降水量902.6mm，該縣汛期為5～10月。2011年9月26日沃綽溝暴發(fā)泥石流時，九龍縣日降雨量為61.6mm。

沃綽溝位于高山峽谷地貌，溝域內(nèi)總體上地形陡峻，地形臨空條件較發(fā)育，為溝域內(nèi)滑坡、不穩(wěn)定斜坡、坡面侵蝕等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育，以及泥石流松散固體物源的匯集提供了有利條件。沃綽溝的中上游海拔4 000m以下至3040m，為高山地貌，相對高差940m，谷坡較緩，谷底寬10～20m，多呈“V”型谷，兩岸坡度多在30°左右，河谷縱坡降662.1‰，冰川地貌發(fā)育。海拔2 180～3 040m為高山峽谷地貌，該區(qū)山坡陡直，坡度35°～60°，地形總體特征與高山相似，區(qū)內(nèi)切割劇烈，山高谷深，河谷谷地寬度大多小于30m，呈狹窄“V”字型，山頂呈錐狀、齒狀錯落層疊，山脊尖刃單薄，河谷縱坡降為417.1‰左右，溝谷陡峻。微地貌主要為冰斗、冰蝕凹地等。

1.2 地質(zhì)特征

沃綽溝出露的地層為三疊系中統(tǒng)為紙坊組(T2Z)，巖性為紫灰色泥巖、灰色變質(zhì)砂巖，中~厚層狀，結(jié)構(gòu)面發(fā)育。

流域內(nèi)第四系地層因不同成因的松散堆積層分布位置不同，殘坡積松散堆積土層（Q4el+dl）主要分布在流域中下部及緩坡地帶，弱膠結(jié)；崩坡堆積土層（Q4col+dl）主要分布于流域兩側(cè)斜坡之上，為碎塊石土，結(jié)構(gòu)松散，一旦局部解體滑入溝道，易被洪流侵蝕帶走參與泥石流活動；泥石流堆積層（Q4sef）分布于形成流通區(qū)及堆積區(qū)的溝床和兩岸階地上。

2 泥石流災(zāi)害史

從調(diào)查訪問與實(shí)際考察結(jié)果分析，沃綽溝在2011年9月26日發(fā)生過一次泥石流，這次泥石流規(guī)模較中等，泥石流沖出固體物質(zhì)大約0.8×104m3，泥石流流體漫出溝床，一部分的固體物質(zhì)主要堆積在沃綽溝堆積區(qū)溝道內(nèi)，另一部分固體物質(zhì)被帶人九龍河，進(jìn)而被主溝沖走；同時一部分泥石流流體漫過溝床，沖入溝道兩側(cè)農(nóng)田內(nèi)，而溝道也被大量的泥石流固體物質(zhì)占據(jù)，后當(dāng)?shù)鼐用裰匦麻_挖出溝道，而將大量的泥石流固體物質(zhì)堆積在溝道兩側(cè)（圖1）。

圖1 泥石流漫過河床堆積在屋前

沃綽溝泥石流直接威脅水打壩村沃綽溝組13戶60人的生命財(cái)產(chǎn)安全，毀壞耕地，威脅資產(chǎn)500萬元，因此，沃綽溝泥石流目前危害等級為中型。

3 泥石流發(fā)育特征

3.1 溝谷地形地貌特征

沃綽溝位于四川省甘孜州九龍縣乃渠鄉(xiāng)水打壩村沃綽溝組，沃綽溝主溝溝長4.51km，流域面積7.29km2，流域最高點(diǎn)高程位于4 000m，溝口與九龍河交匯處高程為2 120m，相對高差1 880m，溝谷平均縱坡降416.9‰。

圖2 沃綽溝流域分區(qū)圖

該溝流域上游溝道狹窄，溝道寬度約在5m左右，坡度較大，呈高淺切割地貌，溝道被流水切割呈“V”形谷，該溝段植被發(fā)育，溝道兩側(cè)斜坡較陡，坡度都在35°左右，且由于長年被流水切割，溝道形成了數(shù)條淺溝，這些溝道加速了流水的匯集。沃綽溝的一個突出特點(diǎn)就是支溝不發(fā)育，或僅發(fā)育起匯水作用的淺溝，且沃綽溝整個溝道都比較平直，整個溝道很少見大的彎道和卡口等，這導(dǎo)致該溝形成的泥石流沿途沒有能量的消散，最終形成動能強(qiáng)大的泥石流。

表1 沃綽溝特征表

沃綽溝泥溝域沒有典型的流通區(qū)，由清水匯流區(qū)、形成流通區(qū)、堆積區(qū)組成。根據(jù)泥石流形成條件和運(yùn)動機(jī)制及泥石流松散固體物源的分布，將溝域劃分為三區(qū)（見圖2）：主溝3 040m以上段，各支溝上游植被發(fā)育，地震中未出現(xiàn)大的變形破壞跡象，基本上本段為基巖區(qū)，物源分布較少，因此劃為泥石流清水匯流區(qū)；2 180m至3 040m段溝道兩岸不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，溝床堆積物豐富，為溝域內(nèi)泥石流松散固體物源的主要分布區(qū)域，劃為泥石流形成流通區(qū)；2 180m以下段溝道變寬緩,縱比降降為171.4‰，泥石流往往在這里發(fā)生溝內(nèi)堆積，在溝口形成了寬廣的堆積扇，故而將這段溝道劃分為泥石流堆積區(qū)。沃綽溝的特征數(shù)據(jù)見表1。

3.1.1 清水匯流區(qū)地形地貌特征

從地形特征來看，該區(qū)為典型高山地貌，斜坡平均坡度約為35°，斜坡陡峭，為泥石流提供良好的匯水面，面積為2.60km2，溝道呈淺切割高山原地貌，寬度約5m，溝內(nèi)堆積物少，堆積物厚度約在1m左右，以大小礫石為主，粒徑大者可達(dá)1m左右，一般粒徑約在10～30cm。溝道兩側(cè)斜坡陡峭，斜坡平均坡度約35°，為變質(zhì)砂巖的巖質(zhì)斜坡，雖然變質(zhì)砂巖發(fā)育多組結(jié)構(gòu)面，但是整體性較好，故而斜坡穩(wěn)定性較好，不穩(wěn)定斜坡不發(fā)育。該區(qū)發(fā)育許多淺溝，這些淺溝溝段陡峻，溝道干凈，主要起匯水作用，能夠?qū)⒔涤旰捅┤谒焖俚膮R集到主溝。

3.1.2 形成流通區(qū)地形地貌特征

沃綽溝泥石流形成流通區(qū)溝道長約2 062m，平均縱比降約417.1‰，而溝道寬度約在10～20m，故而，該段溝道較上游地區(qū)變寬變緩。該區(qū)溝內(nèi)堆積變厚，粗略估計(jì)厚度達(dá)10m左右，這些堆積體礫石含量較高，達(dá)70％左右，以變質(zhì)砂巖為主，礫石呈棱角～次圓狀，有一定磨圓。溝道兩側(cè)斜坡為變質(zhì)砂巖的巖質(zhì)邊坡，斜坡平均坡度約40°，變質(zhì)砂巖結(jié)構(gòu)面發(fā)育，結(jié)構(gòu)面往往是風(fēng)化營力進(jìn)入巖體的通道，故而該區(qū)變質(zhì)砂巖易風(fēng)化，導(dǎo)致該區(qū)不穩(wěn)定斜坡開始發(fā)育，崩坡積物堆積在坡腳，或懸掛于斜坡上。同時該區(qū)跌水陡坎發(fā)育，跌水高地可達(dá)15m以上。

總之，沃綽溝形成流通區(qū)溝道堆積物、不穩(wěn)定斜坡、崩塌堆積體發(fā)育，這些松散固體物質(zhì)能夠?yàn)槟嗍鞯陌l(fā)生提供固體物源。

3.1.3 堆積區(qū)地形地貌特征

堆積區(qū)是指高程2 180m至九龍河之間區(qū)域，總體呈扇狀，長約350m，堆積扇前緣寬約350m，堆積扇地形開闊，從而導(dǎo)致大量的固體物質(zhì)堆積在此處，堆積物厚度10～20m。堆積物主要以碎塊石為主，碎塊石含量為70%～80%。

3.2 泥石流物源特征

沃綽溝泥石流松散固體物源較豐富，且物源分布相對較為集中，主要分布于主溝2 180m至3 040m段溝道內(nèi)及溝道兩側(cè)。目前，流域內(nèi)工有物源點(diǎn)11個，物源類型主要包括不穩(wěn)定斜坡、崩滑體、坡面侵蝕物源、溝道堆積物源等四類。沃綽溝流域內(nèi)松散固體物源總量預(yù)計(jì)為68.3×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為21.05×104m3，動儲量占總物源量的30.8%。物源以溝道堆積物源為主，溝道堆積固體物源總量為46.9×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為13.85×104m3。

4 泥石流危險性評價

近年來，許多泥石流研究者將數(shù)學(xué)方法運(yùn)用到單溝泥石流危險性評價中，開始從影響泥石流溝的發(fā)育、發(fā)展以及導(dǎo)致其暴發(fā)的背景因子和誘發(fā)因子入手，采用不同的數(shù)學(xué)方法確定因子間的主次關(guān)系以及權(quán)重，從而構(gòu)造出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型[1]。為了能較為合理的評價沃綽溝泥石流的危險度，本文采用劉希林于1996年提出的單溝泥石流危險度評價模型[2][3]，對其泥石流危險度進(jìn)行計(jì)算和分析。該方法是從20世紀(jì)80年代最早的單溝泥石流危險度評價方法逐漸改進(jìn)而來的[4]。該方法采用泥石流規(guī)模、暴發(fā)頻率、流域面積、主溝長度、流域相對高差、切割密度及不穩(wěn)定溝床比例7個因子對泥石流危險性進(jìn)行定量評價。

根據(jù)調(diào)查量測，估計(jì)沃綽溝在2011年9月26日沖出固體物質(zhì)為0.8×104m3。據(jù)村民介紹，該溝于30多年前暴發(fā)過一次規(guī)模較大的泥石流。兩次泥石流前后相隔30多年，由此可見，該溝暴發(fā)的泥石流屬于中低頻泥石流。通過實(shí)地測量和1∶5000地形圖量測計(jì)算，該溝流域面積為7.29km2，主溝長度為4.51km，流域相對高差為1 880m，流域切割密度為0.75，不穩(wěn)定溝床比例為65%。根據(jù)劉希林對以上7個評價因子的取值進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換值代入單溝泥石流危險度計(jì)算公式，結(jié)果見表2。

表2 沃綽溝泥石流危險度評價結(jié)果

=029M+0.29F+0.14S+0.09S+0.06S+0.11S+0.03S

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，泥石流危險度范圍為0.4~0.6，評價其屬性為中度危險。

5 泥石流防治對策

沃綽溝泥石流流域內(nèi)溝床堆積物豐富，泥石流固體物源量多；溝谷平均縱坡降416.9‰，總體上溝谷縱坡降大，特別是溝源段縱坡大，縱比降達(dá)662.1‰，有利于泥石流的形成；區(qū)域構(gòu)造方面為強(qiáng)抬升區(qū)，溝谷下切和側(cè)蝕作用強(qiáng)烈，有利于泥石流的發(fā)育；流域內(nèi)雖植被總體上覆蓋較高，平均植被覆蓋率80%左右，溝谷內(nèi)近期（2011年泥石流）一次泥石流沖淤變幅達(dá)1m左右，泥石流活動強(qiáng)度較大；區(qū)內(nèi)主要三疊系中統(tǒng)紙坊組的變質(zhì)砂巖和松散第四系殘坡積物、崩積物、冰水堆積物等，沿溝松散物總儲量豐富，產(chǎn)沙區(qū)松散物平均厚度5～15m；溝岸山坡坡度一般在30°以上，溝谷形態(tài)為“V”型谷，有利于物源和水源的匯聚和泥石流的形成；溝谷堵塞程度一般。這些因素總體上有利于泥石流的發(fā)育。

目前溝內(nèi)滑坡、坡面侵蝕等不良地質(zhì)現(xiàn)象和泥石流松散固體物質(zhì)增多，泥石流暴發(fā)的危險性增大，一旦遇到暴雨等不利情況，其發(fā)生較大規(guī)模泥石流的可能性較大，只要雨量足夠，再次暴發(fā)泥石流的規(guī)模可能超過2011年泥石流規(guī)模，如不及時治理，將對溝口堆積扇的居民形成嚴(yán)重威脅。

根據(jù)泥石流防治的指導(dǎo)思想與防治原則[5]，沃綽溝泥石流物源較豐富，主要物源為泥石流溝內(nèi)堆積區(qū)，這些物源主要分布在沃綽溝形成流通區(qū)和堆積區(qū)上段，同時主溝下游縱比降達(dá)154‰～187‰，具備良好的排導(dǎo)條件，為此，在沃綽溝修建一定的攔擋措施，將部分固體物質(zhì)攔蓄在溝道內(nèi)，防止泥石流沖入下游對溝口居民構(gòu)成威脅，同時在下游修筑一定的排護(hù)工程，保證泥石流的安全暢通，保護(hù)泥石流威脅對象免受泥石流的危害。

初步設(shè)想沃綽溝泥石流的防治工程設(shè)計(jì)為攔排結(jié)合的治理思路，即在流通區(qū)設(shè)置一道縫隙壩及在堆積區(qū)設(shè)置排導(dǎo)槽；在泥石流形成流通區(qū)內(nèi)具有良好的修建壩體的位置修建一座縫隙壩，該位置具有壩肩條件優(yōu)良，庫容較大，壩體長度較小的特點(diǎn)，為此在此處修建一道縫隙壩，起到攔粗排細(xì)的作用，將部分大顆粒固體物質(zhì)攔蓄在溝道內(nèi)，防止泥石流沖入下游對居民和耕地構(gòu)成威脅，考慮到沃綽溝泥石流固體物質(zhì)顆粒級配較好，大顆粒物質(zhì)較多，故采用縫隙壩形式進(jìn)行攔蓄。

由于沃綽溝出山口至溝口縱比降達(dá)154‰～187‰，具備良好的排導(dǎo)條件，且溝道較順直，故在該溝段修建排導(dǎo)槽，將上游泥石流排入主河九龍河之中，利用九龍河的攜帶能力將泥石流固體物質(zhì)帶走。

在治理工程實(shí)施前和實(shí)施過程中進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害群測群防工作，加強(qiáng)泥石流活動的監(jiān)測預(yù)警，避免因泥石流災(zāi)害造成人員傷亡和大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。也需加強(qiáng)溝域植被保護(hù)和和水土保持，加強(qiáng)植被破壞嚴(yán)重區(qū)段的植被恢復(fù)，減少泥石流活動物源。

[1] 李闊，唐川. 泥石流危險性評價研究進(jìn)展[J].災(zāi)害學(xué)，2007，22（1）：106-111.

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

[3] 劉希林，莫聞多. 泥石流風(fēng)險評價[M].成都：四川科技出版社，2002.

[4] 劉希林. 我國泥石流危險度評價研究：回顧與展望[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2002，11（4）：1-8.

[5] DZ/T020-2006，泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范[S].

Development and Control of the Wochuogou Debris Flow in Jiulong, Sichuan

SU Xiao-qin

(Chongqing Yangtze Survey Design Institute Co., Ltd, Chongqing 401147)

The Wochuogou Gully in Jiulong, Sichuan is 4.51 km long with drainage area of 7.29 km2and a longitudinal gradeof 416.9‰. Debris Flow happened in the Wochuogou Gulley on 28 Sep. 2011. This paper deals with basic characteristics and degree of risk of the debris flow. Some control measures are suggested.

debris flow; characteristics; control measures

P642.23

A

1006-0995（2017）03-0471-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.027

2017-02-12

蘇小琴（1983-），女，四川成都人，工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害等方面的工作