丹巴縣半扇門鄉火龍溝泥石流形成條件及基本特征分析①

孫元 李娟

摘? ?要：本文以甘孜州丹巴縣半扇門鄉火龍溝泥石流為研究對象，查明火龍溝泥石流形成的地形地貌特征（溝道寬度、坡降及分區等）、物源條件（物源類型、分布范圍、動靜儲量等）及水源條件。分析了泥石流的基本特征，包括災害史、規模、頻率及動力學特征等。并對其發展趨勢進行了分析預測，為泥石流防治方案選擇和治理工程設計提供地質資料。

關鍵詞：泥石流? 火龍溝? 形成條件? 基本特征

中圖分類號：P642.22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0115-02

丹巴縣隸屬甘孜藏族自治州，地處四川省西北部高山峽谷區，地勢西北高，東南低，地層復雜，以片巖為主，地質構造發育，降雨集中，地質災害頻發，尤其是泥石流災害，造成了重大的人員傷亡和嚴重的經濟損失，危害性巨大。本文以甘孜州丹巴縣半扇門鄉火龍溝泥石流為研究對象，查明該泥石流的形成條件，對其發生頻率、沖淤特征及動力學特征進行分析，設計參數和基礎資料，為綜合治理、工程設計提供可靠的地質依據。

1? 泥石流形成條件分析

1.1 地形地貌及溝道條件

泥石流的形成受地形地貌控制，主溝縱坡降不一，山坡坡度不一，泥石流的發生頻率、規模也不盡相同。主溝縱坡比降大、溝道寬窄不一、溝谷切割深度大、溝道兩側岸坡地形坡度適中，且覆蓋層厚度大，則易形成泥石流災害。火龍溝泥石流屬于侵蝕剝蝕中高山峽谷區，主溝長約11.81km，匯水面積36.56km2，流域形態似樹葉狀，西部地勢高，東部地勢低。支溝發育，共發育4條支溝。溝域最高海拔約4580m，最低海拔為2140m，相對高差達2440m。溝道中上游比降大，下游比降小，主溝平均縱坡比降為207‰，支溝主要分布在溝域中上部，縱坡比降較大，在300‰以上。火龍溝溝谷切割強烈，兩側地形坡度一般25～40°，部分區域坡度40°～65°。溝谷呈典型深“V”字型。溝域內不良地質現象較發育，主要以崩塌、滑坡為主。溝域內植被較發育，覆蓋率約60%，主要以林地為主，溝域最高處為高山草甸。具備發生大規模泥石流的地形條件。

火龍溝泥石流溝域面積大、地形較為陡峻，支溝發育，一方面為大氣降水和地表水的匯集提供了有利的地形條件，有利于大氣降水迅速轉化為地表徑流，為泥石流的形成提供了水源和水動力條件;暴雨為泥石流的主要誘發因素，該溝屬暴雨-溝谷型泥石流。

1.2 物源條件

溝域內大量的松散固體物質是泥石流形成的重要條件之一，根據調查，火龍溝泥石流的物源類型主要為坡面侵蝕物源、崩滑堆積物源、溝道堆積物源及人工堆積物源四類。其中溝道堆積物源及崩滑堆積物源為泥石流發生的主要物源，溝道堆積物源分布長度大，越向下游段，堆積厚度大，結構松散，以揭底沖刷的方式參與泥石流活動;崩滑堆積物源主要分布在溝道兩側岸坡的下部，覆蓋層厚度大，表面植被不發育，地形坡度在25°～40°之間，坡體下部切腳沖刷，易發生整體滑坡或表面溜滑，松散滑體進入溝道內，成為泥石流物源;坡面侵蝕物源是靜儲量最大、但動儲量最小的物源，在整個溝域內均有分布，以坡面侵蝕的方式為對泥石流的物源進行補給。此外，該溝存在大量的人工堆積物源，主要為溝域內正在修建鄉村公路形成的開挖棄渣。棄渣的不合理堆放，以及暴雨的沖刷作用，成為誘發泥石流災害的物源之一。

據調查統計，火龍溝泥石流物源總量約178.5萬方，動儲量約15.3萬方。其中崩塌堆積物源總量約8.0萬方，動儲量約2.9萬方;溝道堆積物源總量約12.6萬方，動儲量約3.6萬方;坡面侵蝕物源總量約140萬方，動儲量約1.2萬方;人工堆積物源總量約17.9萬方，動儲量約7.6萬方。可見，該溝內松散固體物源量十分豐富，參與泥石流活動的動儲量大，具備形成泥石流的物源條件。

1.3 水源條件

火龍溝泥石流的水源主要來源于大氣降水。溝域內地下水不豐富，不構成引發泥石流的主要水源，溝域內沒有水庫、湖泊等集中的地表水體，因此暴雨形成的地表徑流是引發泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激發因素。尤其是集中強降雨，短時間即可引發大規模泥石流。

火龍溝所在的丹巴縣屬青藏高原型季風氣候區，氣候類型復雜多樣，時空變化大，日照充足，降雨集中，干濕季分明。根據丹巴縣氣象局近33年降雨資料統計，降雨多集中在5月～9月，雨旱季明顯。降雨時段集中，降雨量集中，大到暴雨較多。這五個月總降雨量一般都大于460mm，約占全年的75.4%。并且7、8月中日雨量多大到暴雨，雨時短而集中，其中，降雨量最大的月份為9月份，多年月平均降雨量為109.12mm。加之溝域面積較大，溝內地形陡峻，溝谷上游縱坡很大，有利于地表降水的徑流和匯集，為火龍溝泥石流的形成提供了有利的水源條件。

2? 泥石流基本特征分析

2.1 火龍溝泥石流災害史及發生頻率分析

根據調查訪問，火龍溝泥石流在1993年、2003年、2010年及2012年均有較大泥石流發生。其中2003年發生的泥石流規模最大，對溝域內100余戶居民、數十畝耕地及鄉村公路造成較大危害。根據火龍溝泥石流歷史暴發情況分析，該溝為中至低頻泥石流溝，泥石流發展階段為發展期。

2.2 泥石流類型及規模分析

根據火龍溝泥石流的形成條件分析，該溝為綜合類型為暴雨-溝谷泥石型;根據歷史發生泥石流的一次沖出總量、泥石流洪峰量及泥石流破壞能力等判定，火龍溝泥石流規模為大型;目前處于發展期，易發程度屬于易發。

2.3 泥石流分區及沖淤特征

（1）泥石流分區特征。

根據火龍溝的溝道匯水特征、溝道形態及匯水條件等，將泥石流分為形成清水區、形成物源區及流通堆積區三個區。火龍溝溝床高程3520m至溝源處，溝道兩岸岸坡植被繁茂，溝源處為高山草甸。且該段溝床坡降增大，松散物源量較少，主要為清水流出。因此將溝床高程3520m以上區段，劃分為泥石流形成清水區。溝床高程3520m～2240m段，溝道內松散物源較多，且為崩滑堆積物源主要分布區域。尤其火龍村鄉村公路開挖形成的棄渣，也主要分布在區段。因此將該區劃分為該泥石流形成物源區。溝床高程2240m以下至溝口小金川河邊，既為泥石流的流通通道，溝道內又堆積了較多的泥石流物質。出口匯入小金川，由于小金川水量大，泥沙攜帶能力強，因此溝口處未形成明顯的堆積扇，但該區段溝道坡降較小，泥石流沖出物在該區段溝道內形成了一定的淤積，因此將該區段劃為泥石流流通堆積區。

（2）泥石流沖淤特征。

火龍溝泥石流形成清水區內，溝道縱坡較大，一般在360‰以上。且匯水面積較大，能夠形成強烈沖刷所需的水動力條件，水源條件充足，溝道內淤積的塊碎石量少。因此判定該區的沖淤特征為以沖為主。

火龍溝泥石流形成物源區內，溝道縱坡比降約280～400‰中間，溝道兩側岸坡較陡，溝道切割較深，兩側岸坡沖刷明顯，匯水面積較大，水動力條件好，沖淤特征在該區內主要表現為以沖為主。

火龍溝泥石流流通堆積區主要為溝床高程2240m至溝口主河小金川河段，該區溝道坡度相對變緩，溝道寬度約20～35m，坡度為5°～12°。根據以往泥石流發生情況及目前溝道內堆積的泥石流物源及地形地貌特征判斷，該區內泥石流呈現以沖為主，沖淤平衡的特點。具體在流通堆積區的中部及上部地段，溝道寬度約10～15m，溝床平均坡度為8°～12°，溝道內泥石流物質相對下部較少，泥石流在該段主要表現為以沖為主。流通堆積區下部至小金川河邊，地形開闊，溝道縱比降較小，平均坡度在5°～8°之間，溝道內堆積物較多，可見該區內泥石流存在淤積的情況，體現出沖淤平衡的特點。

2.4 泥石流動力學特征

（1）泥石流重度：根據查表法及現場重度試驗，火龍溝泥石流重度值為1.56t/m3。屬于稀性泥石流。

（2）泥石流流量：在火龍溝泥石流擬設工程部位及典型斷面部位，采用雨洪法對泥石流流量進行計算。火龍溝泥石流不同頻率下洪峰流量在28～56m3/s之間;不同頻率下泥石流峰值流量42～115m3/s之間。

（3）泥石流流速：泥石流流速是決定泥石流動力學性質最重要的參數之一，也是泥石流防治工程設計不可缺少的計算依據。通過現場勘查，火龍溝泥石流松散堆積體中土體主要以碎塊石土為主，結合泥石流物源特征及漿體性質，火龍溝泥石流以稀性為主，采用鐵二院稀性泥石流流速計算公式進行計算，不同頻率下泥石流流速在3.7～4.6 m/s之間。

（4）一次泥石流過流總量：根據《泥石流災害防治工程勘查規范》（DT/T0220-2006）附錄I中的計算公式計算一次泥石流過流總量，不同頻率下一次泥石流過流總量為1.27～2.85萬方。

（5）一次泥石流固體沖出量。

按照《泥石流災害防治工程勘查規范》（DT/T0220-2006）附錄I提供的計算公式計算一次泥石流固體沖出量，不同頻率下一次泥石流固體沖出量為0.47～1.05萬方。

3? 火龍溝泥石流發展趨勢預測

根據前述火龍溝泥石流形成條件及基本特征分析，該溝目前正處于發展期，易發程度屬于易發。現狀溝域內松散物源量大、匯水面積大，當降雨強度滿足泥石流暴發的臨界條件時，再次生較大規模泥石流活動的可能性大。

參考文獻

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