基于遙感解譯的長白山北景區泥石流特征與成因機制分析

羅小惠 裴向軍 郭 斌

(成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川 成都610059)

長白山位于我國吉林省與朝鮮接壤的邊陲地帶，是世界聞名的自然保護區。據調查，在長白瀑布以北、二道白河兩側的陡峻山體上每年都有崩滑和泥石流發生。這一現狀不僅嚴重破壞了自然保護區的森林資源和生態環境，而且還嚴重威脅著游客與景區工作人員的生命安全。

1 地質環境背景

1.1 地形地貌

本文所研究的區域位于長白山北景區內，其地理坐標為：東經128°02＇54〃～128°04＇26〃，北緯42°01＇20〃～42°02＇53〃。該區域總體地勢以火山錐為中心，向四周急劇降低，錐體頂部中心為天池火山湖，從火山錐體腹部向下，地勢成臺階狀向下緩降，坡度減緩，從錐體坡腳開始呈放射狀向下延伸一直過渡到周邊傾斜高原。

1.2 地層巖性

長白山地區出露的地層主要是由第四紀以來火山多次噴發形成的，長白山北景區公路沿線出露地層分別為第四系中更新統白頭山組（τQ21）地層及冰場組地層（τQ41）。其中第四系中更新統白頭山組地層（τQ21）是區域地層構成主體[2]。

1.3 地質構造與地震

長白山北景區區域地質構造格局基本上由放射性斷裂帶（群）和環狀斷裂帶所控制。新構造多在老構造上發生發展的，同時伴有多期次火山噴發[2]。火成巖中各樣的原生構造與節理都極其發育，在外部的風化與凍融作用下，崩解形成大量的巖石碎屑堆積在峽谷兩岸的陡崖坡腳處，為下方的泥石流爆發提供了大量物源。

2 泥石流基本特征

2.1 遙感圖解譯

基于長白山北景區內實地勘察，結合遙感解譯[3]，長白山北景區二道白河沿岸共發育泥石流12 處，其中規模較大，危害較為嚴重的為右岸5 條溝道泥石流，2 處坡面泥石流。

圖1 長白山北景區遙感圖解譯

因泥石流發育程度差別較大，為了研究泥石流發育分布規律及其基本特征，以泥石流覆蓋范圍作為對象，針對坡度、坡向兩個因素進行分析。據對其坡度的分析與統計，研究區內泥石流分布集中于20°-50°之間，占全部泥石流面積的86.3%，從穩定性考慮，50°以上部分應該更易發生泥石流，但是長白山北景區斜坡坡表主要由崩塌堆積體組成，極少有大于50°斜坡。從坡向因素分析，右側支溝的發育情況遠大于左側支溝，發育坡向集中于270-360°，占總泥石流面積的62.5%，出現這種分布的原因是光照與日曬影響巖石的風化進程，右岸在更長時間的日照下加速了火成巖的風化速度，為右岸的泥石流提供更充足的物源，也解釋了為何右側支溝的泥石流災害情況相較于左側支溝更為嚴重。

2.2 溝道特征

從二道白河天池至小天池研究區段。二道白河河谷總體上為深切割“U”型谷，總體上具有岸坡陡峻，切割深度較大的特點，為泥石流災害的發育提供了優勢的發育條件，在物源與匯水兩方面，都有加強效果。本文所研究的泥石流溝道均位于峽谷內二道白河右岸。

2.3 物源特征

研究區域內七條泥石流溝的物源類型主要分為崩滑堆積物源、溝道堆積物源和坡面侵蝕物源，通過現場調查與野外記錄，對其物源類型和分布情況進行了統計：溝床堆積的松散固體物源主要分布于泥石流流通區溝段，物源總儲量約8.50×104m3，其中動儲量5.10×104m3。如前所述，各支溝溝岸和溝源處崩滑現象發育，物源豐富，且縱坡大，水動力條件豐富，各支溝泥石流易發程度較高，在較強降雨作用下即發生了多處支溝泥石流，形成大規模群發性泥石流災害現象。各溝泥石流坡面侵蝕物源主要來源于兩岸基巖陡坡風化剝蝕產生的溜砂坡，由于該地區特殊的火成巖巖性，其原生構造與節理尤其發育，再加之該地區處于高寒山區，在凍融循環作用下，加速了巖石的風化與崩解，形成了大面積溜砂坡，為坡面侵蝕物源提供了主要來源。物源總儲量約12.07×104m3，其中動儲量3.41×104m3。研究區域內崩滑堆積物源主要來源于溝道兩岸岸坡的溜滑與崩塌。溝道兩岸堆積大量的松散體，當觸發因素達到一定強度時，溝道兩岸各處的堆積物以崩塌的方式進入溝道內參與泥石流的爆發。其物源總儲量約8.50×104m3，其中動儲量2.10×104m3。

3 泥石流成因機制

綜上，長白山北景區泥石流為暴雨溝谷型泥石流。在泥石流形成過程中，溝域內地形陡峻，溝谷上游和各支溝縱坡較大，為水源和物源的匯聚提供了有利的地形地貌條件；支溝泥石流的發育和溝床內大量的松散堆積物為泥石流的發生提供了豐富的松散固體物源，而暴雨則是泥石流形成的主要引發因素。

4 防治建議

長白山為國家5A 級風景區，一旦泥石流爆發造成地質災害事故，其社會影響與經濟損失難以估量，但由于區內生態系統較脆弱，無法進行大規模的地質災害治理工程，建議盡快對景區泥石流實施監測方案，同時加強溝域植被保護和和水土保持，植被破壞嚴重區段的植被恢復，減少泥石流活動物源。確保泥石流災害無法威脅人們生命財產安全。

5 結論

5.1 由長白山北景區區域遙感圖解譯可知；研究區內泥石流分布集中于20°-50°之間，占全部泥石流面積的86.3%；右側支溝的發育情況遠大于左側支溝，發育坡向集中于270-360°，占總泥石流面積的62.5%。

5.2 從地形地貌上看，二道白河流域內相對高差大，地形陡峻，溝谷縱坡較大，有利于泥石流物質的匯集和成災。從物源條件上看，溝內泥石流固體物源豐富，現溝內可參與泥石流活動的固體物源儲量達42.02×104m3，可參與泥石流活動的動儲量16.98×104m3。從水源條件上看，泥石流溝域面積較大，降雨較充沛，水源條件豐富。

5.3 長白山北景區泥石流為暴雨溝谷型泥石流。溝域內地形陡峻，溝谷上游和各支溝縱坡較大，為水源和物源的匯聚提供了有利的地形地貌條件；支溝泥石流的發育和溝床內大量的松散堆積物為泥石流的發生提供了豐富的松散固體物源，而暴雨則是泥石流形成的主要引發因素。