四川綿竹市飛機坡溝泥石流災害特征

■曾賢薇 陳紅梅 屈春燕 阮文斌

（四川省煤田地質局一四一隊 四川德陽 618000）

四川綿竹市飛機坡溝泥石流災害特征

■曾賢薇 陳紅梅 屈春燕 阮文斌

（四川省煤田地質局一四一隊 四川德陽 618000）

汶川地震后，地震重災區的溝谷內崩塌、滑坡等不良地質現象十分發育，導致泥石流災害頻發，直接影響到災后重建和災區人民的生命財產安全。本文重點分析了飛機坡溝泥石流的形成條件和災害特征，預估了該泥石流的發展趨勢，并對下一步的防治工程提出以攔擋為主的措施建議。

地震災區泥石流形成條件

0 引言

“5.12”地震后，地震重災區的溝谷內崩塌、滑坡等不良地質現象十分發育，導致泥石流災害頻發，綿竹市天池鄉楠木溝村飛機坡溝在震后的雨季多次發生泥石流災害，其中尤以2010年“8.13”規模和造成的災情最大，泥石流堵斷楠木溝，形成堰塞湖，所幸未造成人員傷亡。

目前，溝內松散固體物源仍豐富，根據對近年泥石流發生時降雨量的調查，飛機坡溝泥石流激發雨強較震前山區泥石流激發雨強經驗值有所降低，而飛機坡溝所在天池鄉屬九頂山多雨區，是暴雨常出現的地區之一，一旦達到泥石流激發雨強時，泥石流災害仍然會繼續發生，泥石流易發程度為易發，且泥石流規模與降雨量多成正比關系。

本文旨在研究飛機坡溝泥石流的基本特征和形成條件，并提出相應的治理對策建議，為地震重災區諸多類似的泥石流研究做出貢獻。

1 泥石流形成條件

1.1 地形地貌及溝道條件

飛機坡溝溝域形態為矩形，溝域形態分布較為對稱。溝域縱向長度2.5km，平均寬度1.8km，溝域面積4.57km2。溝域最高點位于流域北側，高程1700m，溝口與楠木溝交匯處高程為900m，相對高差800m。飛機坡溝主溝溝源高程1440m，主溝相對高差540m，主溝長度2.2km，溝谷平均縱坡降245‰。

溝域內山高坡陡，平均坡度在35°以上，溝谷縱坡較大，特別是主溝上游段及各支溝縱坡多在300‰以上，有利于降雨的匯集，根據不同地段坡度、植被情況、斜坡結構特征等的差異，降雨的徑流系數一般在0.2～0.3左右，為泥石流水源的匯流集中提供了基礎。

同時，由于地形陡峻，為崩塌、滑坡等不良地質現象的發育提供了有利條件，特別是5.12地震后，區內新增大量的崩滑現象，為泥石流增加了松散固體物源，且溝谷縱坡較大，也為松散固體物質的搬運和參與泥石流活動提供了有利的地形條件。

飛機坡溝泥石流沒有典型的流通區，溝域主要為形成區和堆積區組成，堆積區主要分布于溝口扇形地區，其余地段為形成區。形成區主溝及各支溝兩岸斜坡變形及崩滑現象均比較發育，主溝和支溝溝岸及溝源常有崩滑現象發育，溝道堆積物源也非常豐富，屬泥石流的物源區。

1.2 物源條件

飛機坡溝泥石流松散固體物源較豐富，且物源分布較為分散，主要分布于飛機坡溝中游和上游及上廠溝、中廠溝兩支溝上游。本次勘查共調查物源點20個，物源類型主要包括崩塌堆積物源、滑坡堆積物源、溝道堆積物源和坡面侵蝕物源等四類。

據調查統計計算的結果，溝域內共計有松散固體物源量60.81× 104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為13.31×104m3。

其中大部分崩塌、滑坡堆積物源主要為5.12地震后新增物源量，也有一部分崩塌、滑坡堆積物源在2013年“7.9”特大洪災中新近形成，而溝道堆積物源主要為2010年“8.13”泥石流發生后形成，這些均屬于新增儲量，可見，溝域內新增物源量，特別是動儲量所占比例大，泥石流危險性也相應大大提高。

1.3 水源條件

飛機坡溝泥石流的水源主要來源于大氣降水。由于泥石流均發生于雨季，春節冰雪融水一般不會成為引發泥石流的水源，此外，溝域內地下水不豐富，不構成引發泥石流的主要水源，溝域內沒有水庫、湖泊等集中的地表水體，因此暴雨形成的地表徑流是引發泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激發因素。

如第1章所述，該區地處亞熱帶濕潤氣候區，處于綿遠河流域的暴雨集中區，多年平均降雨1086.4mm，最大降雨量1421.4mm，根據《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》所附暴雨量等值線圖，根據變異系數，查皮爾遜Ⅲ型曲線得到不同頻率下模比系數并求得不同頻率下的雨強值。

根據《泥石流防治工程勘查規范》表B.1，四川可能發生泥石流的H24（D）、H1（D）、H1/6（D）的界限值分別為60mm、20mm、10mm。而勘查區在 P=10%的條件下，1/6h、1h、24h雨強可分別達到19.76mm、81.76mm、185.9mm、283.5mm，完全具備引發泥石流災害的降雨條件。根據計算流域暴雨匯流時間在1.0小時左右，主要匯水區地形呈盆地狀，有利于降水的集中匯集和徑流，加之由于地震后，飛機坡溝溝道內松散物源量極為豐富，其激發雨量還可能更低。

2 泥石流災害史及災情、危害性分析

2.1 泥石流災害史及災情

“5.12”地震前，飛機坡溝從未發生泥石流，“5.12”地震后，飛機坡溝分別在10年、11年、13年主支溝先后3次發生較大規模泥石流，泥石流均為暴雨洪水誘發，主溝泥石流性質為粘性泥石流，規模為小～中型。飛機坡溝泥石流多次堵斷主溝楠木溝，形成堰塞湖，所幸未造成人員傷亡。

2010年的8月13日，是飛機坡溝首次發生泥石流災害，當日飛機坡溝流域普降暴雨，雨強大且持續時間長，引發飛機坡溝大規模泥石流災害，溝域內上廠溝和中廠溝等多條支溝同時爆發泥石流災害，大量的洪水夾泥石從溝道中傾瀉而出，堵斷了主河楠木溝，同時主溝楠木溝也發生了泥石流災害，由于飛機坡溝口的堵塞，楠木溝泥石流因排泄不暢而涌上左岸，淹沒了楠木溝村口的道路，所幸未危害到村內的房屋。

2011年7月4日，飛機坡溝又再次爆發了泥石流災害，但是規模較前次較小。2013年7月9日，四川遭遇百年一遇的暴雨，多地出現嚴重過的洪澇災害，沖毀大量的道路和橋梁，而飛機坡溝的泥石流災害規模更勝2010年的”8.13”，但是由于地震后溝域內的植被恢復，部分滑坡和崩塌等地質災害體趨于穩定，此次泥石流災害轉化成稀性甚至是高夾沙洪水，溝道未見泥石流堆積物的淤高，溝口的大量泥石流堆積物被沖入主河楠木溝。

幸運的是，上述三次泥石流災害均未造成人員傷亡。

2.2 泥石流堵潰楠木溝的可能性分析

飛機坡溝泥石流堵塞楠木溝的可能性主要取決于飛機坡溝與楠木溝交匯處的走向關系、主河的河形及侵蝕強度，主河寬度、縱比降、主溝流量、流速和輸沙能力等特征，泥石流流體重度和物質成分特征，泥石流流速、流量等運動學特征等因素。

楠木溝溝谷深切，溝床寬度一般在50-80m左右，河床平均坡降108‰，由于缺乏水文監測資料，僅實測2013年7月（豐水期）流量15m3/s左右，據訪問最高可達100-200m3/s，汛期主要為降水不給，枯季為融雪和地下水補給，流量受降水量影響較大。楠木溝在飛機坡溝口一帶為寬谷段，河水流速相對較緩，河流以堆積為主，侵蝕作用較弱，總體攜沙能力較弱。

受5.12地震的影響，楠木溝及其支溝兩岸發生嚴重的崩塌滑坡。這些滑坡崩塌的堆積物為楠木溝提供了大量的松散物質，這些松散物質遠大于楠木溝的攜砂能力，致使楠木溝全溝段泥石流淤積嚴重。

而飛機坡溝溝域面積較大，且地形陡峻，有利于地表大氣降水的匯聚；而飛機坡溝主溝泥石流物源以溝道堆積物源為主，較為豐富。根據泥石流流量的計算，在五十年一遇的暴雨狀況下，飛機坡溝溝口泥石流流量達430.86m3/s，而主河楠木溝根據其流域面積估計，最大泥石流流量約1100 m3/s，僅為飛機坡溝溝口泥石流最大流量的2.5倍，且匯合口飛機坡溝流向與主河呈迎向相交，成為飛機坡溝泥石流排不利因素。

綜上所述，飛機坡溝泥石流堵斷主河楠木溝的可能性較大。據了解，在近期發生的泥石流災害中，出現了泥石流堵斷主河的現象，與上述分析的實際情況也基本相符。

3 防治工程方案建議

根據現場踏勘對泥石流體的基本認識，飛機坡溝泥石流誘發因素為季節性暴雨作用下的短時洪流所激發形成，主要物源（崩塌物質）呈帶狀分布，其泥石流運動具有歷時較短、單次流量較大的特點，綜上述，在實施泥石流防治時，宜采用以攔為主，攔排結合的治理思路。

通過調查，飛機坡泥石流物源（流通）區流路較長，溝道狹窄，沿溝兩側亦分布有多處崩塌體和溝床堆積物，崩塌體主要以碎塊石為主，溝床堆積物結構松散，以粉土夾碎石為主，為減小形成較大規模泥石流的可能，根據物源的分布情況和工程地質條件，溝口房屋密集不滿足修建停淤場的條件，而主河楠木溝攜砂能力遠遠不足，不具備修建排導工程條件，故初步設計在主溝下游選取合適位置布設攔砂壩進行攔擋。

[1]蔣忠信震后泥石流治理工程設計概要 [M]成都：西南交通大學出版社，2014：44-45.

[2]張卓元等工程地質分析原理 [M]北京：地質出版社，1994：304-317.

[3]康志成等中國泥石流研究 [M]北京：科學出版社，2004：111-114.

[4]中國科學院成都山地災害與環境研究所 泥石流研究與防治 [M]成都：四川科學技術出版社，1989.

P694[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-332-2