勝康溝泥石流特征及危害性評(píng)價(jià)

徐 慶,楊 文,王 浩

(1.三峽大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治研究院, 湖北宜昌市 443002;2.中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院宜昌設(shè)計(jì)院,湖北宜昌市 443002;3.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)股份有限公司溪洛渡施工局, 四川雷波縣 616550)

勝康溝泥石流特征及危害性評(píng)價(jià)

徐 慶1,楊 文2,王 浩3

(1.三峽大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治研究院, 湖北宜昌市 443002;2.中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院宜昌設(shè)計(jì)院,湖北宜昌市 443002;3.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)股份有限公司溪洛渡施工局, 四川雷波縣 616550)

勝康溝泥石流為一老泥石流溝,位于甘孜州石渠縣縣城后側(cè),行政區(qū)劃上屬甘孜州石渠縣尼呷鎮(zhèn)。該泥石流地處翁曲河構(gòu)造剝蝕高原低山丘陵地區(qū),原始地表多被高原草甸覆蓋,坡面平緩。近年來鼠害、過渡放牧、氣候變化等不利因素的影響,區(qū)內(nèi)草場(chǎng)破壞嚴(yán)重,形成了大量的坡面侵蝕物源。該溝主溝為低頻率泥石流溝,支溝泥石流活動(dòng)頻繁,但多為小規(guī)模。采用泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)方法對(duì)勝康溝泥石流的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析,得出勝康溝泥石流屬于中等危險(xiǎn),需要采取適當(dāng)?shù)墓こ讨卫泶胧﹣矸乐鼓嗍鞯陌l(fā)展。

勝康溝;泥石流;危險(xiǎn)度

1 概 況

勝康溝位于甘孜州石渠縣縣城后側(cè),行政區(qū)劃上屬四川甘孜州石渠縣尼呷鎮(zhèn)。該溝主溝長(zhǎng)度為5.344km,溝域面積6.97km2。

勝康溝泥石流屬暴雨溝谷型泥石流。1996年在暴雨引發(fā)下,溝內(nèi)發(fā)生多處支溝泥石流。泥石流物質(zhì)進(jìn)入勝康溝主溝并進(jìn)一步激發(fā)了勝康溝泥石流。泥石流最終進(jìn)入主城區(qū)邊緣對(duì)溝口主城區(qū)邊緣的24戶村民127人的生命、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了極大的威脅。目前,勝康溝泥石流對(duì)縣城大部分建筑構(gòu)成威脅,威脅資產(chǎn)1.5億元,威脅人數(shù)4000多人。

溝域內(nèi)形成區(qū)為草地,以放牧為主,基本無人類工程活動(dòng)。由于區(qū)內(nèi)地勢(shì)開闊、平坦,總體上講人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響較小。但由于近年來鼠害、過渡放牧、氣候變化等不利因素的影響,區(qū)內(nèi)草場(chǎng)破壞嚴(yán)重,形成了大量的坡面侵蝕物源。溝口左岸人類工程活動(dòng)對(duì)邊坡形成了過渡開挖,區(qū)內(nèi)不合理的規(guī)劃及垃圾的隨意丟棄也造成了溝道堵塞,影響了溝道的行洪。

2 泥石流的成災(zāi)條件、基本特征

2.1 泥石流的成災(zāi)條件

2.1.1 地形地貌

勝康溝泥石流溝域地形總體上屬構(gòu)造剝蝕高原低山丘陵地貌。由于海拔高、氣候寒冷并且相對(duì)高差較小,故侵蝕作用不強(qiáng),而以風(fēng)化、凍融剝蝕為主。主溝溝谷斷面多呈“U”型谷地貌,谷底寬緩,谷底寬度一般大于100m;兩側(cè)岸坡坡度一般為20°～35°,僅局呈陡崖或陡坡地貌。河谷縱斷面上坡降較小,除上游外縱坡降均小于100‰。溝域內(nèi)山頂標(biāo)高一般多在4458～4728m之間,溝谷切割深度多為200～400m,丘陵起伏,低山連綿。

勝康溝溝域形態(tài)近似長(zhǎng)方形,溝域平均縱向長(zhǎng)度4.6km,平均寬度1.52km,溝域面積6.97km2。整個(gè)溝域分布不對(duì)稱,東岸略窄,西岸較寬。溝域最高點(diǎn)位于西北側(cè),高程4728m,最低點(diǎn)位于石渠中學(xué)前側(cè)勝康溝與另一溝道交匯處,高程為4174.5 m,相對(duì)高差達(dá)553.5m。整個(gè)溝域內(nèi)上游溝道縱坡降較大,支溝縱坡降可達(dá)263.7‰,上游主溝縱坡降可達(dá)95.7‰。向下游溝道逐漸變緩,至流通堆積區(qū)段溝道縱坡降達(dá)34.9‰。溝谷谷底植被以草地為主,多草甸土與沼澤土分布,植被較好,水土流失較輕微。在勝康溝溝道內(nèi)多溝道堆積型物源分布,成為勝康溝泥石流物源的主要類型之一。

2.1.2 松散物源特征

勝康溝泥石流流域內(nèi)兩側(cè)斜坡體上主要分布第四系殘坡積層,結(jié)構(gòu)松散;并且區(qū)內(nèi)植被以草地為主,生態(tài)環(huán)境脆弱。該溝域內(nèi)自1996年爆發(fā)泥石流災(zāi)害以來的13年間,由于氣候變化以及鼠害等不利因素對(duì)環(huán)境的影響,造成巖土裸露,坡面侵蝕加劇,為泥石流的發(fā)育提供了大量松散固體物源。由此可以看出,勝康溝泥石流溝激發(fā)泥石流的臨界雨強(qiáng)可能降低。因此,泥石流的爆發(fā)頻率可能提高,成為中頻甚至高頻泥石流。

2.1.3 水源特征

流域地處北亞熱帶氣候區(qū),氣候垂直地帶性特征明顯,具有典型的季風(fēng)高原性氣候特點(diǎn)。石渠縣城屬亞熱帶氣候,高山峽谷地帶反映出“一山有四季,十里不同天”的氣候差異,谷底干暖,上部冷濕,甚至終年積雪。

勝康溝水的徑流量主要接受大氣降水和泉水補(bǔ)給,流量受降水量影響較大。勝康溝支溝發(fā)育,水系呈樹枝狀,溝道左側(cè)與右側(cè)各分布5條支溝。這些支溝通常縱坡較大、溝谷較為狹窄。支溝流域范圍較小,多屬季節(jié)性沖溝,無常年流水。具陡漲陡落的山溪性水流特征,雨季支溝泥石流較為發(fā)育。

溝域內(nèi)沒有水庫(kù)、湖泊等地表水體,因此,泥石流暴發(fā)的水源主要為暴雨洪水。流域地區(qū)降水多為陣性、固態(tài)降水、固態(tài)和液態(tài)混合降水,全年固態(tài)降水可達(dá)10個(gè)月。據(jù)統(tǒng)計(jì),石渠縣多年平均年降雨量為573.2mm,年最大降雨量為663.8mm(1974年)。境內(nèi)降水主要集中在5～10月,占全年降水量的90%左右,多集中降雨,成為引發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。因此,暴雨是勝康溝泥石流的最主要的誘發(fā)因素。

2.2 泥石流特征

勝康溝泥石流溝為一老泥石流溝,從以往發(fā)生頻率看,屬低頻泥石流,性質(zhì)為稀性泥石流。流域內(nèi)支溝泥石流活動(dòng)頻繁,幾條支溝近些年爆發(fā)過不同規(guī)模的泥石流災(zāi)害,勝康溝在暴雨條件下激發(fā)產(chǎn)生大規(guī)模泥石流災(zāi)害的危險(xiǎn)性也大大增加。

3 危害性評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)

危險(xiǎn)度是危險(xiǎn)程度的簡(jiǎn)稱,泥石流危險(xiǎn)度是指遭到泥石流損害的可能性大小。泥石流危險(xiǎn)度是由泥石流危險(xiǎn)因子綜合判定的。劉希林通過專家調(diào)查法,應(yīng)用灰色統(tǒng)計(jì)方法,確定了在泥石流危險(xiǎn)度中起主要作用的主要危險(xiǎn)因子。

劉希林認(rèn)為在泥石流的地貌因素、地質(zhì)因素以及河溝因素當(dāng)中起著主要作用的有:一次泥石流(可能)最大沖出量C1、泥石流發(fā)生頻率C2,起著次要作用的有泥石流流域面積C3、主溝長(zhǎng)度C4、流域最大相對(duì)高差C5、流域切割密度C6、主溝床彎曲系數(shù)C7、泥沙補(bǔ)給長(zhǎng)度比C8、24h最大降水量C9以及流域內(nèi)人口密度C10。由于危險(xiǎn)因子的取值范圍變化較大,需要對(duì)其進(jìn)行量化處理,并對(duì)危險(xiǎn)因子按照關(guān)聯(lián)度特性確定權(quán)重值,進(jìn)而根據(jù)公式來確定泥石流的危險(xiǎn)度(Rd)。

對(duì)于勝康溝泥石流,可以確定泥石流的基本危險(xiǎn)因子的取值見表1。

表1 勝康溝泥石流評(píng)價(jià)因子取值

根據(jù)泥石流危險(xiǎn)因子等級(jí)及其賦值表,可以得到泥石流各危險(xiǎn)因子對(duì)應(yīng)的賦值,查詢可以得到相應(yīng)的賦值為:

由公式Rd=0.2353LC1+0.2353LC2+0.1176LC3+0.0882LC4+0.0735LC5+0.1029LC6+0.0147LC7+0.0588LC8+0.0441LC9+0.0294LC10可以得到勝康溝泥石流危險(xiǎn)度為0.4352。

由此,根據(jù)表2得知?jiǎng)倏禍夏嗍魑ｋU(xiǎn)度在0.35～0.6之間,屬于中度危險(xiǎn),較少發(fā)生重大災(zāi)害和嚴(yán)重災(zāi)害。

表2 泥石流危險(xiǎn)度與泥石流活動(dòng)特點(diǎn)

根據(jù)勝康溝泥石流溝域特點(diǎn)和基本參數(shù),按照泥石流易發(fā)程度量化計(jì)算方法,可以計(jì)算出勝康溝泥石流易發(fā)程度為中等。

勝康溝泥石流屬暴雨溝谷型泥石流,從近期泥石流災(zāi)害史看,該溝域內(nèi)自1996年爆發(fā)泥石流災(zāi)害以來的13年間尚無大的泥石流發(fā)生。但隨著因氣候、鼠害以及過度放牧等原因造成草場(chǎng)退化嚴(yán)重,巖土裸露,坡面侵蝕加劇,為泥石流的發(fā)育提供了大量松散固體物源。

據(jù)勘查統(tǒng)計(jì),整個(gè)勝康溝溝域內(nèi)泥石流物源總量為22.74×104m3,可參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量為5.64×104m3,相當(dāng)于1996年勝康溝泥石流固體物質(zhì)沖出量1.05×104m3的6.5倍。由此可以看出,勝康溝泥石流溝激發(fā)泥石流的臨界雨強(qiáng)可能降低。因此,泥石流的爆發(fā)頻率可能提高,成為中頻甚至高頻泥石流,需要采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┖蜕锓乐未胧﹣硪种颇嗍鞯谋l(fā)頻率。

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2009-10-15)

徐 慶(1982-),男,湖北黃岡人,在讀碩士,研究方向?yàn)閹r土工程,Email:gregoryqing@126.com。