四川康定縣木洼溝泥石流成因機制及防治

吳昆林

(四川省冶金地質勘查局六〇五大隊，四川彭山 620860)

0 引言

木洼溝泥石流位于康定縣捧塔鄉(xiāng)，為金湯河右岸的一條小支流，屬暴雨溝谷型泥石流，流域面積20.7 km2，溝長7.86 km，平均坡降298‰，有泥石流災害史，歷史上曾多次成災，近年來分別于2012年7月9日、2014年7月2日、2014年7月12日爆發(fā)災害性泥石流。2012年7月9日，木洼溝爆發(fā)大規(guī)模泥石流，泥石流在堆積區(qū)多處堵斷溝道，淤埋兩岸大量農房、耕地，淤埋面積約92 000 m2，總沖出固體物質約6.5×104m3，進入金湯河(大渡河一級支流)后堵斷金湯河，總摧毀或淤埋小型水電站1 座、民房23 棟、100 多頭豬，所幸監(jiān)測預警及時，人員全部疏散到安全區(qū)域，未造成人員傷亡，該次泥石流直接經濟損失約8 000 萬元［1］。

木洼溝泥石流流域位于金湯弧形滑脫一推覆帶核心部位，地質構造活動強烈，近年受蘆山“4·20”地震以及康定“11·22”地震的影響，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，溝內滑坡、崩塌發(fā)育，形成大量松散堆積體，物源豐富，目前溝道內有泥石流固體物源總靜儲量為85.03×104m3，動儲量約為28.45×104m3。木洼溝溝道縱坡較大，地形陡峻，有利于降雨匯流、松散固體物質的攜帶。根據木洼溝泥石流特征，在一定的暴雨強度作用下其具有再次發(fā)生大規(guī)模泥石流災害的可能性，威脅木洼溝下游居民的生命以及財產安全。

1 泥石流形成機制

木洼溝泥石流的形成與當地地質構造、地層巖性、地形特征、水文地質條件、降雨特征、斜坡結構類型及人類活動等因素緊密相關［2，3］，下面從地質環(huán)境、流域特征、固體松散物源和降雨條件、物源起動方式五方面論述該泥石流溝的形成機制。

1.1 地質環(huán)境

木洼溝泥石流流域地處康定縣構造處于巨型青藏滇緬印尼“歹”字形構造體系中部與龍門山北東向構造帶結合部、金湯弧形滑脫一推覆帶核心部位，構造形跡較為繁雜，構造復雜，一條沖斷裂層斷裂帶從木洼溝流域內經過。該區(qū)域地殼以大面積間歇性整體抬升為特征，受構造活動影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，在坡腳處形成大量崩坡積堆體，崩塌、滑坡發(fā)育，為泥石流提供了大量的松散固體物源。

木洼溝構造復雜，活動斷裂發(fā)育，處于鮮水河、龍門山及安寧河地震帶交匯部位，康定縣地震活動尤其強烈頻繁，地震基本烈度達9 度。近年來，受蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震活動影響，造成巖體破壞、松動和滑坡形成，木洼溝泥石流流域內溝內物源劇增，為泥石流的形成提供了極為有利的物源條件。

木洼溝流域內出露的地層主要為三疊系上統(tǒng)侏倭組灰色薄～厚層變質石英粉～細砂巖及第四系冰水堆積、坡洪積、滑坡堆積(崩坡)、沖洪積物。由于構造作用影響強烈，導致巖層破碎，極易產生滑坡和泥石流。

總體上木洼溝地質、構造復雜，受地震、構造活動的影響，松散固體物源豐富，為泥石流的發(fā)生提供豐富的物源。

1.2 地形條件

木洼溝泥石流流域地貌上屬深切割高山峽谷區(qū)，為青藏高原急劇隆起抬升，大河切割所致，地形地貌特征主要為山高、坡陡、谷深。木洼溝溝谷切割較深。植被以矮灌木叢為主，覆蓋率約60%。流域內局部基巖裸露，崩塌較發(fā)育，坡腳覆蓋層較厚，溝道兩岸沿程滑坡發(fā)育。主溝道長7.86 km，溝道最高高程4 340 m，最低高程2 110 m，高差達2 200 m，溝床縱坡降達292‰，兩岸溝坡坡度25°～35°，有利于流域降雨匯流，為泥石流起動提供了有利的地形條件。

木洼溝泥石流主溝較長，溝槽彎曲，溝床斷面寬窄不均，多跌坎和卡口，主支溝交匯角較大，形成區(qū)集中，加之兩岸滑坡發(fā)育，失穩(wěn)下滑易在溝道中形成堵塞，形成堵潰決，為泥石流的形成和起動提供有利的地形條件。在康定縣“11·22”地震后，在主溝內目前存在兩個較大的堵塞體，一個是洪流口滑坡，滑體總方量72×104m3，堰塞體總方量為15.2×104m3;另一個堵塞體位于高程3 250 m 的支溝溝口，支溝內梭梭巖滑坡影響，溝內松散物源豐富，支溝與主溝交匯角較大，支溝溝床坡度較陡，主溝溝床坡度較緩，兩者差異性較大，受降雨和流水搬運，極易在主、支溝交匯口堆積，形成堰塞體，目前溝口段溝床堆積10.5×104m3。木洼溝的溝道特征極易形成“堵潰決型泥石流”，在一定的強降雨和溝道洪水作用下，極易形成規(guī)模巨大的災害性泥石流。

1.3 物源條件

木洼溝泥石流流域內地質條件復雜，構造活動強烈，均屬于蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震影響區(qū)，近年來受極端氣候影響，區(qū)域多連續(xù)暴雨、強降雨，溝內崩塌滑坡發(fā)育，物源豐富。根據現場調查，木洼溝泥石流固體物源補給以滑坡、崩塌為主，兼有坡面、沖溝侵蝕、溝床物質再起動，主要集中在流域的高程2 500 m～3 700 m 溝段，共有滑坡13 個、崩塌4 個、規(guī)模較大的溝床堆積體4 個，泥石流固體物源總儲量約459.53×104m3、動儲量109.03×104m3，其可移動性強，在一定條件下可形成規(guī)模較大的泥石流災害。

1.4 降雨條件

康定縣處于青藏高原亞濕潤氣候區(qū)，降雨分布極不均勻，主要集中在雨季6月～9月，多年平均降雨量803.4 mm，多集中在5月～9月，占全年的60%～85%，多暴雨和連綿雨，最大日降雨量達65.9 mm，最長連綿雨長達58 d，雨量達542.9 mm，日最大降雨量66.8 mm，1 h 最大暴雨雨強35.6 mm，10 min 最大暴雨雨強15.75 mm，雨季平均天數160 d。木洼溝地處金湯河右岸，溝內有長流水，地勢陡峻，地形起伏較大，屬典型的河谷氣候，常出現高強度、長歷時暴雨，這是泥石流形成的水源條件和激發(fā)因素。

1.5 泥石流起動分析

綜合木洼溝泥石流流域內各類物源的共同特征，結合區(qū)內泥石流形成的地形地貌及溝道條件、水力條件等因素，可將木洼溝泥石流物源的轉化與補給方式分為以下4 種情況:

1)岸坡崩滑補給。

在植被較好、坡度較陡的斜坡面上，受長歷時、強降雨的作用下，覆蓋層極易達到飽和或過飽和狀態(tài)，在自身重力和動水壓力作用下，失穩(wěn)起動形成滑坡，進入溝道中參與泥石流活動;在巖體結構面較發(fā)育的陡峭斜坡部位，在振動、降雨或凍脹作用下容易發(fā)生崩塌，形成物源參與泥石流活動。根據現場詳細調查，流域內發(fā)育的滑坡、崩塌均屬于該類型崩滑補給，共有13 個滑坡體、4 個崩塌體，是泥石流物源補給的重要方式。

2)溝床物質再起動補給。

溝床內早期泥石流堆積物及靠近主溝兩側的松散堆積物，受到溝心水流的長期侵蝕切割作用，易在局部形成垮塌，尤其在泥石流作用下，隨短時徑流量的增加，侵蝕能力增強，沖刷溝床中的松散堆積物，使得這些松散固體物質被裹挾補充泥石流物質來源，也是泥石流物源補給的重要方式。

3)地表徑流侵蝕補給。

木洼溝溝域內農業(yè)耕種、森林砍伐較為嚴重，造成局部植被遭到嚴重破壞，其受到地表徑流侵蝕較為嚴重;此類堆積物極為松散，受地表徑流沖刷或垮塌參與補充泥石流固體物質的可能性大，可成為動儲量的參與量大，是木洼溝泥石流固體物質的主要補給源。

4)堵塞體潰決起動。

木洼溝泥石流主溝較長，溝槽彎曲，溝床斷面寬窄不均，多跌坎和卡口，主支溝交匯角較大，溝內多處堵塞，在降雨過程中，洪水極易形成堰塞湖，堰塞體蓄能潰決，形成規(guī)模較大的泥石流。

2 泥石流發(fā)展趨勢

木洼溝泥石流受蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震影響，溝內巖體破碎、坡體松動，溝內松散固體物源劇增，加之近年來極端降雨頻發(fā)，新增10 個滑坡，溝道堵塞嚴重，在一定的降雨作用下極易形成泥石流。受地震影響，溝道內新增物源較多，在近10年內將是泥石流活動高發(fā)區(qū)［4］，因此如果不加以治理，在強降雨、人類活動及強震各因素的作用下，泥石流發(fā)生的頻率與規(guī)模也將會呈現遞增趨勢。

3 防治措施

根據木洼溝泥石流的物源、地形、降雨、威脅對象等特征，擬采用工程治理措施與泥石流監(jiān)測預警相結合的綜合防治方針。

3.1 工程治理措施

木洼溝泥石流物源為位于高程2 500 m～3 700 m 溝段的滑坡、崩塌以及溝床堆積物質，物源豐富，溝口堆積區(qū)上為木洼村、楊林村、三家寨村三個村，入河口金湯河上為一小水電站。該段金湯河溝床縱坡較小，河流搬運攜帶能力弱，溝內地形陡峻、山高路遠，施工困難，決定了應控制泥石流下泄量，采用以攔為主，固源和排導為輔的綜合治理措施;中、上主支溝岸坡坡度、溝道縱坡均較陡，交通極其不方便，施工困難，工程措施不適用;物源區(qū)下游區(qū)有三處地形有設壩條件，庫容較大，故設置3 座攔渣壩，按照攔截2 次20年一遇暴雨的泥石流沖出量設計;針對堆積區(qū)溝道特征及溝道兩側威脅對象分布特征，針對性地設置防護堤，并根據下游溝道特征、社會、經濟現狀及其發(fā)展需求，進行相應的生物、生態(tài)調控措施和產業(yè)配置，營造穩(wěn)定性、協(xié)調性、可持續(xù)發(fā)展環(huán)境，實現泥石流災害治理的長期目標。

3.2 防災監(jiān)測預警

2012年7月9日木洼溝特大泥石流正是因為該泥石流溝的監(jiān)測員工作盡責，及時進行了泥石流災害的預警，組織人員疏散，在特大型泥石流作用下，未造成人員傷亡，挽救了人民的生命和財產安全。根據木洼溝泥石流物源豐富，溝道堵塞嚴重，多處存在堰塞體，易形成潰決型泥石流，瞬時流量變化幅度較大［5］，下游治理工程極易失效，因此應加強泥石流的長期監(jiān)測預警、群策群防工作。

1)建立和健全管理體系和防災權力機構以及群策群防網;

2)加強災害防災避災宣傳教育、設立防災標志，統(tǒng)一預警信息;

3)建立泥石流監(jiān)測員管理制度，選用責任心強的村民為泥石流監(jiān)測員，每年雨季進行泥石流監(jiān)測預警。

4 結論及建議

1)木洼溝泥石流流域地質環(huán)境復雜、地形陡峻、物源豐富、多持續(xù)和強降雨，受蘆山“4·20”地震、康定“11·22”地震影響，2014年持續(xù)、強降雨影響，溝內產生了新的崩塌和滑坡，老滑坡復活，為泥石流提供了大量的固體物源，溝道縱坡較大、溝槽堵塞嚴重，具有形成泥石流的地形、物源、降雨等重要條件，具有再一次暴發(fā)大規(guī)模泥石流的可能性。

2)根據木洼溝泥石流溝谷特點，流域內采取土木工程“硬防治”措施與群策群防、監(jiān)測預警的“軟防治”措施進行綜合治理。土木工程措施主要為:在主溝下游采用攔截和單側護堤措施。軟防治措施是根據木洼溝泥石流物源豐富，溝道堵塞嚴重，易形成潰決型泥石流，泥石流瞬時流量變化幅度較大，下游“硬防治”工程極易失效成災，應建立長期的泥石流監(jiān)測、群策群防制度，減少、減輕泥石流災害損失。

［1］宋志勇，楊 琦.科學預警1455 人成功避險——康定縣抗擊大型泥石流災害和特大洪災側記［N］.四川經濟日報，2012-07-12.

［2］戴榮堯，劉桃芬，譚炳炎，等.中國鐵路自然災害及其防治［M］.北京:中國鐵道出版社，2000:196-295.

［3］譚炳炎.走進泥石流［M］.成都:西南交通大學出版社，2011:66-71.

［4］游 勇，柳金峰，陳興長.蘆山“4·20”地震后寶興縣城打水溝泥石流發(fā)育趨勢及防治方案［J］.山地學報，2013，31(4):495-501.

［5］李朝安，胡卸文，李冠奇，等.四川省“8·13”特大泥石流災害發(fā)生機理與防治原則［J］.水土保持研究，2012，19(2):257-263.