西藏亞東縣加熱溝泥石流形成條件及防治對策

胡正濤 黃曉光

（四川省冶金地質勘查局水文工程大隊，四川成都611730）

2011年9月18日20 時40 分50 秒，印度錫金邦發生里氏6.8 級地震，震中位于中印邊境，距亞東縣約40 公里。亞東縣境內震感強烈，誘發了大量山體滑坡、崩塌、泥石流等次生地質災害。位于縣城以北1.5 km、城區規劃區內較大泥石流溝之一的加熱溝，“9.18”地震后溝谷中上游產生了大量的崩滑體，局部已堵塞溝道，加之溝域匯水面積較大、縱坡降大，暴雨觸發大規模泥石流的危險性增強，對溝口堆積扇體上分布的大量的民房、日喀則交通局亞東公路段、亞東至康布鄉公路（714 線）、規劃新區和康布麻曲下游河道兩岸及縣城等造成嚴重安全隱患。本文通過現場應急調查，追溯泥石流暴發歷史，分析成災條件，預測發展趨勢，并提出防治對策。

1 泥石流概況

加熱溝又叫增扎溝，位于西藏自治區亞東縣南部、亞東縣城下司馬鎮加熱新村，康布麻曲河右岸的一條較大的泥石流溝。溝域平面呈“火苗”狀，流域面積2.07 km2，主溝長3.76 km，中下游右岸發育1 條長約80 m 小支（沖）溝。溝源頭山體最高點高程4 350m，溝口最低點高程2 986 m 左右，相對高差1 364 m，平均縱坡降404‰。溝域為高山峽谷、侵蝕剝蝕地貌，岸坡由喬、灌植被覆蓋。主溝溝道中上游為“V”型形成區、中下游為相對寬緩陡峭的流通區、出山口以下為泥石流堆積區（圖1）。主溝、支溝均有常年流水。加熱溝泥石流為低頻稀性、暴雨溝谷型泥石流，規模中等。

圖1 加熱溝泥石流溝域特征圖

2 泥石流暴發歷史

通過搜集資料及調查訪問[1-2]，加熱溝泥石流活動具有間歇性，活動頻率較低。泥石流暴發激發因素為暴雨。

“9.18”地震前，2009年5月26日暴發了較大規模的泥石流。受孟加拉灣熱帶風暴云系及北部冷空氣的共同影響，該年5月25日凌晨至5月27日早晨6 時，亞東縣上亞東鄉、下亞東鄉、下司馬鎮相繼突發強降水，過程降水量130 mm，達到50 a 一遇暴雨強度，攜帶溝谷固體物源一次性沖出約1 萬余方，直接沖毀或淤埋出山口以下堆積區沿途居民房屋、公共設施；出山口至主河康布麻曲間約380 m 長的溝道溝床遭揭底沖刷、淘蝕溝岸，溝道斷面由原先的約2 m 寬，1.5 m 深，變至現在的寬約20 m，深5 m，侵蝕方量約3.88×104m3；直沖主河康布麻曲，淤塞康布麻曲河道約1 km；與康布麻曲匯合后形成的洪流使得亞東橋至縣養護段市政道路中斷；軍區醫院下游河岸坍塌，造成經濟損失近700 萬元，該次泥石流沖出物60%左右為塊石，塊徑一般10～80 cm，大者在2 m 左右，夾砂礫石和碎石較多。

再往前追溯，近20～30 a 來雨季僅有少量固體物質隨水流沖出。1973年9月中下旬至10月初，亞東縣南部地區連降大至暴雨，當年10月3日暴發大規模泥石流，“加熱溝等溝”相繼發生了大量的淺表崩塌及滑坡，大量的飽水松散固體物質進入主溝道沖出，致使道路、橋梁、民房垮塌，財產損失大，死亡人員多。

3 泥石流形成條件

加熱溝泥石流為暴雨溝谷型泥石流。較陡的地形、復雜地質條件產生的豐富松散固體物源、充足的水源，三個因素相輔相承，有利于泥石流的形成和發生[3-4]。下面從溝谷特征、物源特征及水源特征三方面闡述。

3.1 溝谷特征

加熱溝為一條下蝕強烈、溝谷深切的溝域。溝道整體較順直，支溝基本不發育，溝道縱坡降陡，中上游溝道斷面呈“V”字形。根據溝道特征、物源分布特征和地形地貌及溝道內明顯的跌水、縱坡陡緩交界等標志地，流域分為形成區、流通區和堆積區三個區域。溝域特征見表2-1。

表2 -1加熱溝溝域特征表

形成區：位于溝底高程3 197m 以上的主溝上游區域，匯水面積約1.8 km2，溝長2.85 km，平均縱坡降445‰，溝谷形態呈“V”型。形成區分為物源區和清水區。物源區主要分布在溝道岸坡間，由岸坡產生的崩滑、坡面侵蝕及溝道上洪積、泥石流堆積形成的松散物源覆蓋范圍構成，面積約0.1 km2；清水區則為溝域分水嶺內岸坡植被覆蓋的區域。

流通區：位于溝底高程3 037 ～3 197 m 之間，該段溝長0.5 km，平均縱坡降287‰。溝道多呈“V”型，寬8～12 m，最大20 m，溝槽中弱切蝕，以側向侵蝕為主。河槽基本固定，沿溝有多處卡口和小跌水。溝道兩側斜坡為基巖陡坡，坡度一般50～65°，局部近垂直。基巖為前震旦系聶拉木群丁仁布橋組（AnZay）長英質條帶混合質黑云片巖、均質混合巖。谷底零星少量堆積了新近松散碎塊石、砂物質，跌水陡緩界處尤其明顯，下游松散物質粒徑相對較大。

堆積區：分布于溝道出口至康布麻曲主河間，高程2 986～3 037 m，沿溝縱長約380 m，溝床縱坡194‰。泥石流的老堆積體呈不規則扇型地貌，前緣寬約400 m，擴散角約40°，扇面向康布麻曲微傾，自然坡度4～14°，平面面積約0.07 km2，泥石流堆積厚度約15～20 m，堆積量約136 萬m3。固體物質主要來源于沿程崩坡積堆積物的再搬運，具有多期堆積特征，扇形地上巨礫遍布，扇體物質以巨礫漂石、塊碎石為主，結構松散，呈邊坡堆積，有新松散物沖出。目前，溝道未擠占主河道，溝口高于主河道約1m，主河河型基本穩定，主河主流穩定。

3.2 物源特征

泥石流固體物源分布在溝道中上游。主要有29 處溝岸崩（滑）堆積物源坡、2 處坡面侵蝕物源和3 處溝床泥石流堆積物。其中，溝岸崩（滑）堆積物源和坡面侵蝕物源物類型為“9.18”地震后新產生的物源。物源總儲量為21.36×104m3，“9.18”地震后新產生的物源為19.61×104m3，占92%，可參與泥石流活動的動儲量約10.89×104m3。

（1）崩滑堆積物源

崩塌物源受地區域質構造和地層產狀、巖性及斜坡坡向的共同影響，主要分布于溝道左岸；滑坡（主要為粘土質碎石土滑坡）則受溝域匯水范圍影響，主要分布于溝道右岸。崩滑堆積物源參與泥石流活動物質主要為溝道內洪水沖切的部分和沖刷坡腳岸坡自然休止角以上部分土體。

（2）坡面侵蝕物源

坡面侵蝕物源主要分布在臨近斷層影響帶兩邊。參與泥石流活動的方式主要為面蝕方式的水土流失，一般侵蝕深度約1 m 左右。

（3）溝道堆積物源

溝道松散堆積物為原有溝道泥石流、洪水堆積物，物質組成為碎石、塊石及粉土、粘土。參與泥石流活動的方式主要為溝床的揭底沖刷。

3.3 水源特征

加熱溝發源于奇如拉山，長年有流水，其溪水補給來源于大氣降雨和冰雪融水。據氣象資料，加熱溝區域降水量充沛，多年平均降水量為873 mm。流域平面形態呈“火焰”狀，易于地表水的匯集，5～9月降雨量占全年降雨量的80%，區內日最大降水量為130.0 mm，1 小時最大降水量為68.1 mm。強降雨在溝域中上游面積較大的區域內匯集，產生洪流，在狹窄陡深的溝谷中產生強大的動能，這為泥石流的產生提供了動力。區域持續的降雨不僅增大了坡體的自身重量，還給坡體提供了豐富的地下水源，促使坡體軟化和抗剪強度降低，從而降低了泥石流起動的臨界雨量。

4 泥石流危險性及發展趨勢分析

4.1 泥石流危險性評價

“9.18”地震作用導致岸坡穩定性差，誘發的崩滑堆積物部分已堵塞溝道，在暴雨激發下易堵塞溝道，存在潰決性泥石流災害鏈風險。加熱溝泥石流危險區范圍主要為沿溝兩岸預測最高泥位線以下區域、因溝道彎道超高可能淹沒的區域。爆發泥石流即刻會對主河康布麻曲某種程度堵塞，隨后會對固體物質一定程度的稀釋搬運，堵塞主河道風險一般。綜合確定，泥石流危險區面積不小于0.06 km2。

圖2 泥石流危險范圍

4.2 泥石流發展趨勢

按照泥石流勘查規范[5]，加熱溝泥石流易發程度評分為106 分，其易發程度屬易發。從泥石流災害史調查看，以往屬低頻泥石流，但“9.18”地震后溝內可參與泥石流活動的松散固體物源相當于2009年泥石流固體物質沖出量的10 倍，激發泥石流的臨界雨強可能降低，泥石流的爆發頻率可能提高，成為中頻甚至高頻泥石流，震后5～10 a 預計其發生頻率可能達到1～2 a 一次，以后，隨著植被的恢復和部分物源趨于穩定，其發生頻率可能逐漸降低為低頻。泥石流規模主要與溝域內松散固體物源的累計和動態變化情況及與引發泥石流的暴雨情況相關。

5 泥石流防治對策

泥石流防治目標是通過采用固、排、攔擋、儲淤、生物等工程措施，輔以監測預警的綜合體系建設，達到防災、減災效果，確保群眾生命財產安全，保障城市規劃建設運營順利開展。根據泥石流形成條件分析和危險性預測，結合物源相對較多及主河攜帶能力差，出山口下游堆積區溝道由水利部門已經規劃并即將實施修筑排洪槽，故加熱溝泥石流的治理思路主要是“攔蓄為主+固床穩坡”。考慮到物源區溝道坡降較陡、物源集中區溝道較長，岸坡又有小斷層通過等因素，提出兩種防治方案建議：方案一：格柵壩（含副壩）+樁林；方案二：“樁板墻+溝道清淤”方案。最終治理方案依據泥石流特征值和施工條件等因素比選確定。