青海隆務峽段公路泥石流危險性評價

仇朝珍 井 浩 包坤業(yè) 陶 虎

（1、青海交通職業(yè)技術學院，青海 西寧810003 2、蘭州交通大學，甘肅 蘭州730070）

1 概述

青海省由于特殊的地形地貌及脆弱的生態(tài)環(huán)境，是泥石流災害影響較為嚴重的省份之一，尤其是青海省東部地區(qū)泥石流災害更為嚴重。近年來，受極端氣象頻發(fā)因素的影響，青海省黃南藏族自治州頻繁出現(xiàn)短時間強降雨，導致G213 線策克至磨憨公路隆務峽段泥石流頻發(fā)，造成公路多處路基及涵洞被沖毀，危及交通安全。本文通過對該段多條泥石流溝的勘查結果，分析了該溝地形地貌、巖性、物源情況、泥石流發(fā)生頻率及氣象條件，在此基礎上計算了隆務峽段泥石流的運動特征參數(shù)，優(yōu)選出該地區(qū)的泥石流危險性評價因子，通過構建泥石流危險性評價的物元模型評價其易發(fā)程度。評價結果對隆務峽地區(qū)公路建設及養(yǎng)護具有指導意義。

2 研究區(qū)域自然地理條件及地質環(huán)境

2.1 地形地貌及地質構造

研究區(qū)處于青海省東南部黃南藏族自治州尖扎縣東南側，隆務河的下游段，西傾山脈北麓，屬于中高山區(qū)，地面高程為2020～3500m，相對高差為 300～1500 m[1]。隆務峽谷長約26km，G213 線策克至磨憨公路穿過峽谷。隆務河谷下切強烈，樹枝狀溝谷較發(fā)育，溝谷斜坡十分陡峻，溝谷形態(tài)多呈狹窄的“V”字型，谷底狹窄。隆務峽谷位于青藏高原北部的松潘- 甘孜印支褶皺系青海南山旦地冒帶中的同仁坳陷帶，經歷了多次構造變動，褶皺、斷裂分布廣泛。區(qū)內構造形式復雜多樣，其主體構造線方向以NW-SE 為主。

2.2 地層巖性

隆務河峽谷區(qū)地層巖體主要為二迭系灰?guī)r、礫狀灰?guī)r夾鈣質砂巖、含粉砂質粘板巖、三疊系上、中、下統(tǒng)砂巖、板巖及白堊系火山巖，單層厚2-15m。在沖溝及坡腳有較厚的第四系碎石類沖洪積物，由塊石、礫石及砂質粘土等組成。

2.3 降雨條件

研究區(qū)屬于屬典型的半干旱大陸性氣候，具寒冷干燥，年溫差大，降水集中等特點。據(jù)尖扎縣氣象站資料，區(qū)內年降水量為350-496mm,集中于5～9 月份,尤其是6～8 月降水量最多，約占全年降水量的60%，這3 月多年平均降雨量均在254mm。隨著近年來極端氣候的頻繁出現(xiàn)，2018 年8 月8 日，青海黃南藏族自治州尖扎縣6 小時內累積降水量達到90.4 毫米，降水量級在當?shù)貧v史上罕見。造成G213 線策克至磨憨公路隆務峽段泥石流發(fā)生11 處，中斷公路交通8 小時。研究區(qū)內降雨具有雨熱同期、降雨時間和降雨量集中、短時強降雨突發(fā)頻發(fā)的特點。這種短時的集中降雨常成為泥石流的主要激發(fā)因素。

3 泥石流溝谷特征

泥石流溝谷通常具有明顯的形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)，但G213 線策克至磨憨公路隆務峽段泥石流成群發(fā)育，多數(shù)泥石流溝的形成區(qū)和流通區(qū)都混合在一起，沒有明顯的區(qū)別，區(qū)內頻繁襲擾G213 線策克至磨憨公路的主要是坡面型泥石流調查的11處泥石流中，有7 處為坡面型，占比為63.6%。

3.1 坡面型泥石流溝特征

山坡型泥石流常常發(fā)生在陡坡地段，其規(guī)模較小，流域面積小，一般不超過1 平方千米[2]。流域呈斗狀，沒有明顯的流通區(qū)，形成區(qū)和流通區(qū)不易區(qū)分。具有溝道短淺，縱比降大，溝口堆積體小，以錐形堆積為主，錐體下部多為粗大顆粒。溝口逼近主河道，泥石流直接進入主河，堆積扇缺失或被主河侵蝕切割，也是植被退化的一種表現(xiàn)。這類泥石流發(fā)育在尚未形成明顯溝谷的山坡上或山坡沖溝中，固體物質主要為松散覆蓋層，厚0.5-4m，常常為崩塌或快速滑坡轉變而成。山坡型泥石流常常兼具滑坡和崩塌的特征，由于研究區(qū)內現(xiàn)代構造變形強烈，剝蝕切割作用及其顯著，崩塌、滑坡等不良地質現(xiàn)象普遍，由此所產生的大量松散堆積物。在暴雨作用下迅速轉變?yōu)槟嗍鳌１敬我巴庹{查結果發(fā)現(xiàn)，區(qū)內泥石流災害點中的7 處均屬此類型，

3.2 溝谷型泥石流溝形態(tài)特征

區(qū)內溝谷型泥石流特點，溝道順直、斷面變化小、具有清晰泥痕的溝段。因此，其泥位、過流斷面、流面比降等水文參數(shù)比較容易確定。研究區(qū)內的泥石流溝溝岸山體呈直線型的斜坡地形，坡度30°～50°，調查區(qū)內的4 條溝谷型泥石流溝口距離隆務河主河道非常近，一般30m～300m，泥石流沖積物大部分沖入隆務河，被流水沖刷帶走，在溝口地段僅有少量堆積，扇形地貌特征不明顯，扇體不完整，溝槽橫斷面均為V 型溝，松散物平均厚2 m，堵塞程度一般。

4 泥石流危險性評價

4.1 評價指標確定

泥石流的危險性受多因素影響，不同的因素對危險性影響的程度不同[2]。考慮研究區(qū)泥石流溝的發(fā)育特征。選取主要10 個因素作為評價因子，分別為：泥石流一次性最大沖出量S1（104m3），流域面積S2（km2），主溝長度S3（km），相對高差S4（km），松散物源量S5（104m3），最大日降雨量S6（mm）、流域切割密度S7（km/km2），主溝床彎曲系數(shù)S8，泥石流爆發(fā)頻率S9（次/100 a），植被覆蓋率S10（%），研究區(qū)泥石流屬于暴雨型泥石流,在短歷時強降雨的誘發(fā)下, 泥石流頻發(fā)不歇，因此對單溝泥石流的研究, 降雨選擇日最大降雨量。

表1 研究區(qū)內泥石流溝危險性指標綜合關聯(lián)度及等級

4.2 數(shù)據(jù)處理

4.2.1 評價指標權重的確定

根據(jù)各因素對待評對象的影響程度不同, 需要為各因素賦予不同的權值。

權值計算方法有多種，可根據(jù)研究對象特點及評價目的選取合適的方法。常用的權系數(shù)計算方法有專家打分法、層次分析法、熵權法、組合法法等。

通過一致性檢驗，C.R.=0.077＜0.1，判斷矩陣的一致性滿足。

4.2.2 構造物元并評價等級

根據(jù)可拓物元理論，構造出泥石流危險性分級標準的經典物元矩陣與節(jié)域矩陣，并根據(jù)2018 年《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》的分級標準[3]以及參考了劉希林等學者的研究成果[4]，將泥石流危險性評價等級分為四級，即輕度危險、中度危險、高度危險、極度危險。

根據(jù)野外調查及相關計算取得的各評價指標值，整理計算待評泥石流溝中各評價因子的關聯(lián)度。并進行正規(guī)化處理后，G213 線策克至磨憨公路隆務峽段11 條泥石流溝的危險性等級計算結果見表1。

4.2.3 結果分析

從表1 的評價結果可知，被評價為中度危險泥石流溝均為溝谷型泥石流溝，這個評價結果與專家評估的結果吻合度達到100%；被評價為低度危險泥石流溝大部分為坡面型泥石流溝，與專家評估的結果吻合度為85.7%。說明物元可拓法評價泥石流溝的危險程度時，對于溝谷型泥石流溝準確度高，對坡面型泥石流溝稍有偏差。對比近5 年來隆務峽段泥石流溝對G213線策克至磨憨公路造成的實際災害結果，評價結果符合實際情況，驗證了該方法的可靠性。

5 結論

5.1 G213 線策克至磨憨公路隆務峽段泥石流頻發(fā)，主要由于隆務河谷下切強烈、谷底狹窄、岸坡陡峻、高差大、斷層密布、巖體破碎、松散物質豐富，同時受極端天氣影響而造成的。

5.2 根據(jù)可拓理論，通過建立物元模型評價泥石流溝的危險程度，結果表明：物元可拓法對于溝谷型泥石流溝的危險性評價準確度高，與專家評估的結果吻合度達到100%；對坡面型泥石流溝稍有偏差。

5.3 可拓法評價結果為：該段公路沿線的溝谷型泥石流溝的危險性均為中度，坡面型泥石流溝的危險性均為低度。