延慶果樹園村泥石流形成條件及易發(fā)性評價

趙建強 王鐸道

（天津華北地質(zhì)勘查總院 天津 300170）

0 引言

果樹園村泥石流災(zāi)害位于延慶區(qū)井莊鎮(zhèn)果樹園村東，果樹園村位于山區(qū)，是生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，自然景觀優(yōu)美。

果樹園村泥石流溝谷內(nèi)有大量的階地，村民為方便日常生產(chǎn)、生活，自發(fā)在主溝下游修建土壩方便通行和攔截溝內(nèi)的雨水。該土壩一方面為泥石流提供豐富的物源，另一方面造成溝道嚴(yán)重堵塞，遇到極端暴雨天氣，一旦潰壩，將會對下游的民房和戶主帶來生命、財產(chǎn)的損失。

果樹園村村莊主要建于溝口，地勢較低，民房緊靠溝道一側(cè)修建，最近處約3m，村莊容易受潛在泥石流災(zāi)害威脅。

1 地形地貌與溝道條件

項目區(qū)三面環(huán)山，地形較陡，利于水流匯集，主要發(fā)育三條溝谷，一條主溝，兩條支溝，上游主要為V字型，中下游為U 字型，中下游匯合后，沿溝口道路向下排泄。

其中，主溝起點位于東側(cè)坡頂，高程633m，縱向長度約0.425km，寬度3～15m，高差43m，平均縱坡降100‰。

G01支溝：

溝道長86m，相對高差7m，溝口走向217°，流域面積0.01km2，溝道兩側(cè)山坡平均坡度40-50°左右，溝寬一般在10-20m，植被覆蓋率約70%，主要為農(nóng)作物。溝道整體形呈U形谷，溝道縱坡較緩，平均坡降80‰。

G02支溝：

溝道長54m，相對高差2.83m，溝口走向322°，流域面積0.003km2，溝道兩側(cè)山坡平均坡度45-55°左右，溝寬一般在5-13m，植被覆蓋率約70%，主要農(nóng)作物。溝道整體形呈U形谷，溝道縱坡較緩，平均坡降50‰。

果樹園村泥石流是由清水區(qū)、物源區(qū)和流通堆積區(qū)組成。根據(jù)泥石流形成條件和運動機制及泥石流松散固體物源的分布，將溝域劃分為三個區(qū)域：溝道上游山體植被發(fā)育良好，大部分為基巖區(qū)，表層第四系覆蓋物較薄，物源分布較少，因此劃為泥石流形成區(qū)（清水區(qū)）；溝道中游為山前風(fēng)積黃土丘陵地帶，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，劃為泥石流形成區(qū)（物源區(qū)）；主溝溝道下游至溝口處，縱坡變緩，匯水量較大，水流沖刷能力強，劃分為流通堆積區(qū)[1]。

（1）形成區(qū)（清水區(qū)）地形地貌條件

形成區(qū)（清水區(qū)）主要分布于山脊兩側(cè)及上游溝道內(nèi)，總面積0.12km2，主要地貌特征為地形陡峻，斜坡坡度多為40°～50°以上，且森林植被發(fā)育良好，松散堆積層覆蓋較薄，主要為基巖斜坡，巖體較完整，不良地質(zhì)現(xiàn)象很少，大多不會參與泥石流活動，主要為泥石流的形成匯集水源和提供水動力條件。

（2）形成區(qū)（物源區(qū)）地形地貌條件

泥石流的形成區(qū)（物源區(qū)）分布于各支溝溝道、主溝中下游及兩側(cè)斜坡處，物源區(qū)面積0.1km2。該區(qū)溝谷岸坡陡峻，兩岸山坡坡度40～50°，溝道狹窄，利于水流的匯集，為泥石流形成提供了有利地勢。兩側(cè)山坡為黃土坡，含碎塊石，豎向節(jié)理較發(fā)育，局部穩(wěn)定性較差，該段為泥石流松散物的主要補給區(qū)。

（3）流通堆積區(qū)地形地貌條件

泥石流的流通區(qū)、堆積區(qū)主要位于下游至溝口處，面積約0.08km2，溝道狹窄，溝道寬5-10m，平均縱坡較緩，平均坡降70‰，通道較順直，利于水流向下游的宣泄。堆積區(qū)位于溝口處，地形較寬闊平緩，有利于泥石流物質(zhì)的淤積?，F(xiàn)溝道內(nèi)堆積少量第四系人工填土，根據(jù)鉆孔、探槽揭露，堆積厚度1-2m 左右。

2 物源條件

果樹園村泥石流溝松散固體物源較少，物源類型主要包括溝道堆積物源、坡面物源兩類，其中溝道堆積物源分布于主溝溝道；坡面物源主要分布在溝道兩側(cè)斜坡和山前坡積斜坡處[2]。本次勘查共調(diào)查物源5 處，據(jù)勘查統(tǒng)計計算的結(jié)果，果樹園村物源總儲量為1260m3，可能參與泥石流活動的動儲量為735m3，物源統(tǒng)計表見表1。

表1 果樹園村泥石流物源匯總統(tǒng)計表

（1）溝道堆積物源

溝道堆積物源一處，是村民為阻斷雨季溝內(nèi)雨水進(jìn)入溝口居民區(qū)自發(fā)修建的土壩，物源總量450m3，其中可參與泥石流活動的物源量為375m3，為果樹園村泥石流溝的主要物源類型。見表2。

溝道堆積物源參與泥石流活動的方式主要為被水流掏蝕，其可參與泥石流活動的物源量主要為人工溝道堆積物源。

表2 果樹園村泥石流溝道堆積物源量統(tǒng)計表

（2）坡面物源

果樹園村泥石流主溝下游受人類活動影響，部分坡面巖土裸露，結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定性較差，在暴雨作用下受沖刷容易發(fā)生滑塌，堆積在溝道內(nèi)，成為泥石流的物源。主要坡面滑塌物源共分布4處，物源量約810m3，動儲量約360m3。見表3。

（3）泥石流物源轉(zhuǎn)換關(guān)系

表3 果樹園村泥石流坡面物源量統(tǒng)計表

如前所述，目前果樹園村泥石流溝域內(nèi)可能參與泥石流活動的松散固體物源動儲量為735m3，這些物源并非同時參與一次泥石流活動，也并非都會全部沖出泥石流溝進(jìn)入主溝[5]。

3 水源條件

果樹園村所在區(qū)域的氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)。水源條件是泥石流活動的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，果樹園村泥石流的水源主要是大氣降水，由于泥石流均發(fā)生于雨季，春節(jié)冰雪融水一般不會成為引發(fā)泥石流的水源，此外，溝域內(nèi)地下水不豐富，不構(gòu)成引發(fā)泥石流的主要水源，溝域內(nèi)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(fā)泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激發(fā)因素。項目區(qū)地處太行山山脈北段，中低山區(qū)，受氣候與地形影響，降水量具有年際變化大，地區(qū)差異顯著、季節(jié)分配不均、汛期降水集中等特點。降雨多集中在夏季（7-8 月），占全年降雨量的72%以上，年平均降雨量為500毫米。汛期多暴雨，且暴雨強度大。降水量集中和降水強度大是引發(fā)泥石流災(zāi)害的激發(fā)因素。

根據(jù)延慶區(qū)氣象局提供的延慶區(qū)井莊鎮(zhèn)50年一遇降水資料，井莊鎮(zhèn)24h 最大降水量為93.2mm、60min 最大降水量為34.3mm、10min 最大降水量為19.5mm。

根據(jù)《北京市水文手冊》計算項目區(qū)二十年一遇（P=5%），五十年一遇（P=2%）暴雨強度分別為30mm/h、55mm/h。

因水文手冊計算結(jié)果大于氣象觀測數(shù)據(jù)，泥石流特征參數(shù)按照水文手冊計算結(jié)果取值。采用五十年一遇（P=2%）暴雨強度55mm/h。

4 泥石流易發(fā)程度

4.1 易發(fā)性評判方法

泥石流易發(fā)程度是指泥石流發(fā)生的可能性，可根據(jù)泥石流溝谷或潛在泥石流溝谷的地形、地質(zhì)及降水等環(huán)境因素綜合評判。通常對影響泥石流發(fā)育的各因子，按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DT/T0220—2006）附錄“泥石流溝的數(shù)量化綜合評判及易發(fā)程度等級標(biāo)準(zhǔn)”逐項打分，然后根據(jù)綜合評分結(jié)果按表4對易發(fā)程度進(jìn)行評價[3]。

表4 泥石流易發(fā)程度定量判別標(biāo)準(zhǔn)

4.2 易發(fā)性評價結(jié)果

根據(jù)果樹園村泥石流流域基本特征和參數(shù)，依照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）的泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化評分表，包括可能誘發(fā)泥石流的各種作用因素，如崩滑嚴(yán)重程度、泥砂沿途補給程度、河溝縱坡坡降、溝內(nèi)植被覆蓋狀況等共15個要素進(jìn)行綜合評分確定。

通過對果樹園村泥石流進(jìn)行了泥石流易發(fā)性量化評價，果樹園村泥石流易發(fā)程度的綜合評分為70分，根據(jù)表4，果樹園村泥石流易發(fā)程度數(shù)量化綜合評判等級為輕度易發(fā)[4]。

5 結(jié)語

溝域內(nèi)三面環(huán)山，上游地形較陡，為水源的匯集提供了有利的地形地貌條件；中游溝域兩側(cè)及溝床內(nèi)存在一定的松散堆積物，為泥石流的發(fā)生提供了物源；部分溝道存在堵塞、占用，無法順暢泄洪。因此，在集中暴雨作用下，可能暴發(fā)泥石流。