隴東涇河源地區(qū)泥石流發(fā)育特征研究

田運(yùn)濤 李永波

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051； 2.內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

泥石流是隴東地區(qū)常見的一種自然災(zāi)害，具有突發(fā)性、隱蔽性、破壞力強(qiáng)等特點，是山區(qū)防災(zāi)減災(zāi)研究的熱點和重點問題之一。隴東涇河源地區(qū)屬涇河流域，生態(tài)環(huán)境脆弱，泥石流高發(fā)，災(zāi)害較為嚴(yán)重，影響著當(dāng)?shù)鼐用竦纳鐣?jīng)濟(jì)活動。

1 地質(zhì)環(huán)境背景概況

1.1 氣象水文

研究區(qū)屬溫帶半濕潤氣候區(qū)，年降水量為400.5 mm～670.0 mm(見圖1)，多年平均降水量525.4 mm，降水多集中在6月～8月三個月。涇河源地區(qū)為涇河的發(fā)源地，其支流主要有沙塘河、黃花河、香水河、興盛河、新民河等16條主要河流和343條溪流(見表1)，均發(fā)源于研究區(qū)西部六盤山東麓，屬涇河水系。

1.2 地形地貌

按照成因類型、地貌形態(tài)可分為侵蝕構(gòu)造中山區(qū)、侵蝕構(gòu)造低山區(qū)、剝蝕構(gòu)造丘陵區(qū)和侵蝕堆積河谷階地區(qū)等四類。海拔高程2 200 m～2 900 m，相對高差200 m～800 m，最高峰米缸山2 942 m。人類的生產(chǎn)生活主要位于侵蝕堆積河谷階地區(qū)。

1.3 地層巖性

研究區(qū)出露地層有寒武系(∈)，奧陶系(O)，三疊系(T)，白堊系(E)，古近系(E)，和第四系(Q)地層。與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系密切的易滑地層主要有第四系松散粘砂—礫石層,古近系泥質(zhì)、砂質(zhì)紅層軟巖,白堊系的紫紅色泥巖三大巖性。

表1 六盤山鎮(zhèn)幅和涇源縣幅主要河流水文特征表

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于我國區(qū)域地質(zhì)南北向界限，即哀牢山—龍門山—六盤山—賀蘭山北部，全國地勢第一階梯向第二階梯緩沖過渡區(qū)域，受鄂爾多斯斷塊、阿拉善斷塊、青藏斷塊及祁連地槽褶皺系和地應(yīng)力相互影響，研究區(qū)呈現(xiàn)擠壓型弧形構(gòu)造格局。研究區(qū)主要受六盤山東麓斷裂帶和小關(guān)山斷裂帶的影響，次級斷裂，褶皺較為發(fā)育。

2 泥石流發(fā)育特征及分布規(guī)律

本次調(diào)查泥石流溝29條。通過走訪調(diào)查，這些泥石流溝在歷史發(fā)生過程中，均對溝谷或溝口的居民造成了一定的災(zāi)害損失，從走訪調(diào)查中了解到，這些泥石流發(fā)生時泥沙含量相對較小，表現(xiàn)為極速的泥石流或水石流。

2.1 泥石流發(fā)育特征

1)成群發(fā)生特征。

主要受地質(zhì)條件、降雨和地震、人類活動的影響。極端異常降雨是區(qū)內(nèi)集中誘發(fā)泥石流災(zāi)害的最重要因素，而泥石流的物源則是由大量的滑坡、崩塌及殘坡積物組成。區(qū)內(nèi)崩、滑有近一半是在暴雨誘發(fā)下產(chǎn)生了拉張裂縫；短時強(qiáng)降雨使區(qū)域部分窯洞坍塌，溝谷內(nèi)黃土特別是與基巖接觸面斜坡，多以滑坡群形式發(fā)生。

2)發(fā)生突然特征。

主要影響因素為降雨及地震等突發(fā)性因素。受地震的影響，崩滑災(zāi)害廣泛發(fā)育，崩滑堆積體會堵塞河道形成堰塞湖，存在更大的安全隱患；同時崩滑堆積體在溝道內(nèi)會形成物源，為泥石流發(fā)生提供物質(zhì)條件。地震作用一般較長，在地震發(fā)生后幾年內(nèi)，如遇強(qiáng)降雨等誘發(fā)因素，泥石流也會頻繁發(fā)生。

3)周期性特征。

根據(jù)研究區(qū)的降雨資料，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害與年降雨之間具有約10年不規(guī)則的周期。具體表現(xiàn)在：a.年降雨量大的年份地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于年降雨量小的年份；b.每一年地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)期一般是在雨季，尤其是7月～9月更為集中，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生時間一般滯后降雨。研究區(qū)泥石流均為暴雨型泥石流，近年來六盤山東麓斷裂帶及次級斷層線上的泥石流一般發(fā)生在8月份也說明了泥石流的周期性特征。

4)鏈生特征。

現(xiàn)有崩塌滑坡的發(fā)生，為泥石流的形成提供充足的物源條件，在降雨條件和匯流條件具備的情況下，演化形成泥石流。例如冶家村吃水溝泥石流，受六盤山斷裂帶的影響，形成區(qū)碎裂的巖體形成崩滑堆積于溝道，而在流通區(qū)的左岸，坡度較陡，約30°～45°，次級斷層和小型褶皺發(fā)育，易產(chǎn)生崩塌，形成坡面松散物質(zhì)，而溝谷右側(cè)清水營組泥巖遇水軟化，逐漸蠕滑變形，堵塞溝道，每到雨季就發(fā)生不同程度的泥石流，於埋攔沙壩。

2.2 泥石流分布規(guī)律

1)在區(qū)域活動斷裂帶周邊集中。

研究區(qū)主要受六盤山東麓斷裂帶和小關(guān)山斷裂帶的影響，泥石流的發(fā)育主要集中在兩條斷裂帶周邊，分布沿東向西依次為六盤山褶皺、六盤山東麓中南端斷裂帶、小關(guān)山隆起帶、小關(guān)山斷裂帶。

2)在特定的地貌類型區(qū)集中。

可將調(diào)查區(qū)分為2部分進(jìn)行描述：

a.涇河源區(qū)處于人類活動強(qiáng)烈影響區(qū)，在該區(qū)發(fā)育的一種斜坡組合方式，即黃土或堆積層—基巖二元結(jié)構(gòu)。導(dǎo)致崩滑多發(fā)，為泥石流形成提供了豐富的物源。

b.涇河源區(qū)中西部六盤山山前堆積層和紅層巖性組合，導(dǎo)致中小型滑坡較為發(fā)育，加之人類工程活動的影響，產(chǎn)生大量的棄渣堆土等，為泥石流的發(fā)生提供了物源條件。

3)沿河流水系分布集中。

泥石流分布的優(yōu)勢地段為沿涇河及其支流河谷兩側(cè)，支流主要有香水河、黃花河、興盛河等。支流溝壑區(qū)主要是密集分布的支溝，其支流多呈近南西向發(fā)育，河流兩側(cè)斜坡坡向大多分布在180°～270°和90°～135°之間。從泥石流分布特征來看，泥石流的發(fā)育受河流切割的影響，呈現(xiàn)不同期次的發(fā)育特征。

4)在人類工程切坡擾動區(qū)分布集中。

涇河源區(qū)大型線型工程建設(shè)(高速公路、國道改建)，不但誘發(fā)老滑坡局部復(fù)活，還伴生新的淺表層黃土崩滑及山區(qū)殘坡積坡體失穩(wěn)。尤其在基巖山區(qū)，絕大部分地質(zhì)災(zāi)害與人類工程擾動有直接關(guān)系，其中淺表層工程擾動包括建房切坡、筑路切坡以及農(nóng)田開墾導(dǎo)致的表層植被破壞和臨空面增高、增多等，較深部的工程擾動主要指地下煤炭開采，同時還伴有表層棄渣堆積隱患等問題。

3 泥石流成災(zāi)模式

通過實地調(diào)查，研究區(qū)內(nèi)泥石流的成災(zāi)模式主要有5類。且5類模式相互影響，泥石流的發(fā)生由其中一種或幾種共同作用下產(chǎn)生。

1)溝床啟動型。前期崩滑堆積體或殘坡積物在溝道堆積后，由于物質(zhì)松散，在強(qiáng)降雨和洪水侵蝕作用下，發(fā)生潰決產(chǎn)生泥石流。

2)崩滑重力轉(zhuǎn)化型。崩塌、滑坡產(chǎn)生的松散堆積物位于坡面，在降雨條件下，松散巖土體飽和液化，下滑至溝道并沿溝道沖出形成泥石流。

3)殘坡積表層啟動型。受風(fēng)化或地震作用，殘坡積土或由于地震作用產(chǎn)生的淺層松散表土層，在地表徑流和降雨的作用下，發(fā)生表土層的溜滑，產(chǎn)生泥石流，一般泥流較多。

4)坡面沖溝啟動型。降雨導(dǎo)致坡面形成沖切溝，隨著降雨的持續(xù)影響，坡內(nèi)土體粘聚力降低，孔隙增大，坡面不斷被掏蝕，坡面沖切溝松散物質(zhì)被帶動發(fā)生滑動，形成坡面泥石流。

4 結(jié)語

1)隴東涇河源地區(qū)泥石流主要發(fā)育在涇河主干流及支流兩岸，受六盤山斷裂帶和小關(guān)山斷裂的影響，研究區(qū)山體破碎，泥石流物源豐富，為泥石流的形成提供了條件。

2)泥石流在發(fā)育特征上主要呈現(xiàn)成群發(fā)生、發(fā)生突然、有一定的周期性、鏈生特征四個特性。分布規(guī)律上主要表現(xiàn)在區(qū)域活動斷裂帶周邊集中、在特定的地貌類型區(qū)集中、沿河流兩側(cè)河谷分布集中和在人類工程切坡擾動區(qū)分布集中四個規(guī)律。

3)分析了泥石流四類成災(zāi)模式，建議在人類工程活動強(qiáng)烈地區(qū)和雨季時期加強(qiáng)對泥石流的巡查和監(jiān)測，避免發(fā)生人民生命財產(chǎn)損失。