云南德欽縣城泥石流物源匯集模式探討

劉 珍

(云南地質工程第二勘察院，昆明 650218)

德欽縣城是云南省海拔最高的縣城，處于三江并流腹地。縣城處于四條特大型泥石流(直溪河、水磨房河、一中河、巨水溝)匯合沖擊形成的狹窄溝谷中(圖1)。德欽縣境內山高谷深，活動斷裂密集，巖體結構破碎，地質條件復雜而脆弱，地質災害易發、頻發、重發，是云南省地質災害最為嚴重的城鎮之一。縣城區泥石流具備明顯的高寒、高海拔山區特性，其物源形成條件、匯集模式具有鮮明的特征。

圖1 德欽縣城泥石流分布圖

1 地質環境背景

縣城區位于寒溫帶高原氣候區，氣候特征明顯，日溫差大，凍融作用強烈；海拔愈高、降雨量愈大；具雨熱同季特征，且多連續降雨和單點暴雨。縣城區屬青藏高原南延部位橫斷山縱谷地帶、三江并流腹地，山高谷深，地形陡峻，以構造侵蝕-剝蝕斜坡地貌為主，冰川地貌為輔，河谷地帶少量河流侵蝕堆積地貌分布。斷裂構造占主導地位，構造線近南北向，次級構造近東西向，構成格狀構造型式。新構造運動強烈，區內發育較大的斷層9條、3個褶皺，地質構造十分復雜。出露第四系松散堆積體，三疊系、二疊系、石炭系德欽群蛇綠混雜巖，中酸性花崗巖類、超基性、基性侵入巖體，受地層巖性、地質構造、地形地貌、凍融作用及人類活動影響，巖體破碎，風化強烈。巖體工程地質性質差，在陡峭的地形條件下極易形成滑坡、不穩定邊坡、活動性沖溝等地質災害，并為泥石流的暴發提供豐富的物源。德欽縣城人口逐年增多，人為地質作用主要表現在兩個方面：一方面是通過工程治理、水土保持、退耕還林等措施使地質環境在一定的范圍內向良性方向發展；另一方面是城市建設中各類工程切坡開挖，坡體加載等，形成崩塌、不穩定邊坡、滑坡等地質災害，人為的過分墾殖、亂砍濫伐、破壞植被導致水土流失加劇等。

2 泥石流發育特征

縣城區共發育四條泥石流溝，分別為直溪河泥石流、水磨房河泥石流、一中河泥石流、巨水溝泥石流(表1)。四條泥石流均從縣城經過，對縣城危害極大(圖1)。在泥石流溝的中上游地段滑坡、崩塌、活動性沖溝、巖溜等較發育，為泥石流的形成提供了豐富的物源。

表1 德欽縣城泥石流基本特征表

3 泥石流物源匯集模式的差異

泥石流形成必須具備地形、水源、物源三個方面的條件，區內四條泥石流溝的形成也不例外。區內泥石流的形成條件具備明顯的高寒、高海拔等高原山區特性，其在物源、水源和地形條件均有體現。高原高寒氣候及高海拔形成的凍融作用、冰劈作用、融雪匯流等因素在泥石流形成過程中，占據著重要作用。特有的氣候條件、地形地貌、地質構造以及水動力侵蝕條件，造就了縣城區泥石流的頻繁暴發。凍融風化、冰劈作用加劇巖體表層風化剝，為泥石流活動提供相對固定的物源補給速率與數量。另外周期性降、融雪條件，致使泥石流暴發具有一定周期性，其頻率主要集中在每年1～2次，部分溝道每年3～4次。泥石流活躍期主要集中在6月～9月份，這與該時段氣溫高、積雪快速融化息息相關，再加上該時段降雨集中，進一步加劇了泥石流暴發頻率。

另外，該區泥石流的暴發與人類活動也有一定的關系，人為不良的活動，向溝谷內棄渣、陡坡開荒、陡坡切坡開挖、歷史礦業開發等活動，或阻塞河道，或為河道提供充足的物源。

縣城區四條泥石流的物源匯集模式存在差異，其物源分布的不同，決定了泥石流暴發規模及頻率。

(1)風化剝落補給型：受寒凍風化作用及新構造運動作用影響，海拔4000m以上基巖裸露區巖體結構面發育、巖體破碎，在重力作用影響下，裂隙基巖陡壁逐漸風化、解體剝落，最后脫離母巖，墜落于山腰洼地和坡腳，在坡腳或溝岸以散粒體形式堆積。隨著松散堆積物的增多、雨季的來臨，松散堆積物逐漸軟化、飽和，在長歷時降雨后形成匯流沖刷侵蝕坡面及V字形深切溝道，土體顆粒啟動，沿途參與泥石流活動的物質逐漸增多，進而暴發泥石流，隨之溝床內及溝谷斜坡松散堆積物質劇烈減少。物源補給區進入散粒體累進性堆積的初始狀態，但通過一段時間的積累，散粒體斜坡仍會堆積多處于臨界狀態的散粒體，隨著下一次強降雨或融雪匯流的到來，泥石流就會有規律性的暴發，如此泥石流活動進入循環階段。此類物源匯集模式以直溪河泥石流、水磨房河泥石流跌坎以下段物源匯集為代表。根據溝道特征，又可細分為兩種類型。

① 風化剝落-溜滑-參與泥石流活動

風化剝落體脫離母體后，沿前期溝槽或順直坡面溜滑，遇到相對平緩地帶，臨時堆積在坡面上。或直接溜滑到坡腳，堆積在泥石流溝谷岸邊。前期堆積體方量小，堆積體暫時穩定在坡面上或溝槽岸邊。隨著剝落體的積累，堆積方量越來越大，坡面上堆積體將失穩溜滑到泥石流溝槽內。或雨季來臨，坡面臨時堆積物在雨水沖刷作用下溜滑。強降雨來臨，坡面臨時堆積體全部溜滑至溝槽內，水流增大，侵蝕作用強烈，溝道內堆積物直接參與泥石流活動。直溪河泥石流物源匯集以此種模式為主，泥石流暴發頻率高。

② 風化剝落-溜滑-散粒體斜坡堆積

堆積斜坡坡度較大，平局坡度在40°左右，斜坡中上部為巖層裸露的陡崖，坡度50°～60°；中下部為溜砂坡堆積區，坡度為35°～40°。坡面無植被生長，散粒體斜坡堆積物具有上細下粗現象，前緣顆粒粗大。冰蝕寬緩U型谷河床邊有溜砂坡堆積物平緩地帶，為散粒體斜坡堆積提供良好場所，堆積前緣距常年流水河谷較遠，難以受到水流侵蝕作用，就目前情況來看，一般降雨條件下難以啟動參與泥石流活動。水磨房河上游發育崩塌多數此種形式，泥石流暴發頻率相對較低。

(2)崩滑堆積侵蝕型：受構造影響，源頭發育崩塌，溝谷兩岸滑坡、溝岸坍塌密集分布，溝水下蝕、側蝕作用下，崩塌堆積體、滑坡坡腳、陡坡溝岸以及溝床堆積物向下游搬運，造成坡體局部失穩，滑移至溝道內，參與泥石流活動。強降雨來臨，水動力條件好，促使更多物質參與泥石流活動，同時在坡面強徑流沖刷作用下，坡面土體更易失穩。降雨過后，坡面土體暫時穩定，此后一段時間內泥石流活動強度變弱。兩岸崩滑體積蓄能量，等待下一次強降雨的來臨。這種物源匯集模式以巨水溝泥石流為代表。其暴發頻率較其他三條泥石流偏低，物源分布高程相對較低，偏向一般山區泥石流物源匯集特點。

(3)溝谷深切-采礦棄渣加劇型：在一中河上游分水嶺地帶，受寒凍作用影響，巖石破碎、風化強烈，地質環境脆弱，松散物源豐富，地形陡峻，易于泥石流暴發。1993年～1996年間的銅多金屬礦業活動，受當時經濟條件的限制，環境保護措施不力，廢棄礦渣堆放于溝谷中，修建礦山公路產生的大量棄渣堆放于坡體上，使處于極限平衡狀態的斜坡加載后產生新的滑坡，誘發更大規模的泥石流活動。隨著泥石流規模的壯大，松散物質的可移動性加強，溝谷侵蝕作用愈演愈烈，兩岸松散層堆積體失穩加劇，導致泥石流暴發頻率增高。礦業活動之前，一中河泥石流于1966年、1980年、1986年都暴發過泥石流。1996年礦山關閉后，泥石流于1997年、2002年、2010年暴發過大規模的泥石流，小規模泥石流災害每年都要暴發1～2次。

4 結論和建議

在實地調查的基礎上，嘗試探討德欽縣城泥石流物源匯集模式的不同，為類似高寒高海拔山區泥石流調查及防治提供一定的借鑒意義。

(1)德欽縣城區四條泥石流的物源匯集模式存在差異，其物源匯集模式的不同，決定了泥石流暴發規模及頻率。物源匯集模式包括風化剝落補給型、崩滑堆積侵蝕型及溝谷深切-采礦棄渣加劇型。風化剝落補給型又細分為風化剝落-溜滑-參與泥石流活動、風化剝落-溜滑-散粒體斜坡堆積兩種類型。

(2)德欽縣城區泥石流具備明顯的高寒、高海拔山區特性，其物源形成條件、匯集模式具有鮮明的特征。高寒氣候及高海拔造成的寒凍風化、融雪水等因素在泥石流形成過程中，占據著重要作用。特有的氣候條件、地形地貌、地質構造以及水動力侵蝕條件，造就了縣城區泥石流的頻繁暴發。

(3)凍融風化、冰劈作用加劇巖體表層風化剝，為泥石流活動提供相對固定的物源補給速率與數量。泥石流防治思路上應注意泥石流松散物源周期性補給的特征，類似區域泥石流調查和防治建議需加強物源匯集模式的研究，加強攔擋工程建設及庫區淤積物清理。