某泥石流成因分析及發展趨勢預測

李金洋　蔡佳君

摘 要：該溝于2010年7-8月間發生過兩次規模較大的泥石流，損毀房屋十余間，損壞農田數十畝，直接經濟損失可達200萬元。在暴雨條件下，該溝具備發生較大規模泥石流的可能，直接威脅溝域內居民生命財產安全，文章在分析泥石流成因的基礎之上，對泥石流發展趨勢進行預測，以期對泥石流治理設計及預測評價提供有力的基礎。

關鍵詞：暴雨條件；泥石流成因；發展趨勢；預測評價

引言

該區泥石流溝發育，嚴重威脅著人民的生命和財產安全。文章基于區內一條典型泥石流溝的地形、徑流水流、物源、人類活動等情況，針對該泥石流形成的基本條件，分析泥石流的成因，進而預測泥石流的發展趨勢，為研究區泥石流減災防災提供依據。

1 地質環境條件

1.1 氣象、水文

研究區多年平均氣溫16.2℃，最高39.2℃，最低零下10.7℃，冬季月平均氣溫達6℃以上，無霜期326天。多年平均降雨量935.2mm，最多達1081.2mm。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，研究區流域的1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值分別為12.5mm、35mm、50mm、70mm，變異系數分別為0.375、0.4、0.4、0.35。

1.2 地形地貌

研究區屬于溶蝕構造中山峽谷地貌。流域發育一條主溝和一條小支溝，主溝長約2.755km，匯水面積1.93km2，流域形態近似樹葉狀，西高東低，流域內最高海拔約2850m，最低海拔約2100m，相對高差約750m。海拔2470m以上部分溝道平均縱坡降約453.14‰，海拔2470m以下部分溝道平均縱坡比降約為163.77‰，主溝溝道整體平均縱坡比降約270‰。整個流域溝床坡度緩，溝床寬度寬，溝道中下部坡降變小。

1.3 地質構造

研究區處于著名的川滇經向構造體系和青藏滇緬印尼巨型“歹”字型構造的交接、上并部位，華夏系龍門山構造帶南端與金河一箐河構造帶南端之殘余部分也影響了本區，地質構造復雜。因強烈的地殼運動，褶皺，斷層十分發育，形成大的背斜和向斜，嶺谷相間的深切峽谷地貌。

1.4 地層巖性

區內主要出露地層巖性有：第四系地層（Q）主要為沖洪積物、崩坡積物、泥石流堆積物及殘坡積物，基巖主要為震旦系上統燈影組（Zwd）白云巖，白云質灰巖。坡體極破碎，巖石風化強烈，在水流和自身重力作用下，逐步崩滑到溝底；震旦系下統蘇雄組、開建橋組（Zas-k）：酸性熔巖夾玄武巖、安山玄武巖、安山斑巖、火山碎屑巖為主。

1.5 地震

根據中國地震動參數區劃圖（GW18306-2010），區內地震地烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度值為0.15g，設計抗震為第二組。震活動頻繁，震中主要分布在磨西及雅礱江斷裂帶，據歷史記載，自1327年至1975年648年間，共發生2.5級以上的地震近147次，其中5級以上15次，最高震級7.5級。

1.6 水文地質條件

受本地區復雜地層巖性、地形地貌及構造的控制，區內水文地質條件相對較復雜，根據地下水的水理性質、水力特征及賦存條件可將區內地下水劃分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、基巖裂隙水四種類型。

1.7 植被及人類工程活動

本區內森林遭受過度采伐，水土流失比較嚴重。流域在高程2100m以上為喬木林帶，植被發育，以落葉喬木和高山灌木叢為主； 覆蓋率大于80 %。高程2100m以下多為耕地、灌木叢和喬木覆蓋，覆蓋率約20%。泥石流堆積扇已改造為階梯狀耕地，分布零星喬木及灌木叢。總體來講，人類工程活動對泥石流的形成、發生影響較小。

2 泥石流成因分析

根據泥石流現狀，從地形條件、物源條件及水源條件三個方面分析了泥石流成因。

2.1 適宜的地形條件

溝域匯水面積較大，約1.93km2、相對高差較大，約750m，縱向坡降較大；溝谷呈“U”字型谷，溝道兩側侵蝕較強烈，岸破穩定性較差，不良地質現象發育；溝域斜坡坡度較大，斜坡較為順直，有利于坡面物源向溝道匯集。因此具備形成泥石流的地形條件。

2.2 豐富的物源條件

主溝溝道兩側岸坡上侵蝕、崩塌、滑坡現象較發育，侵蝕、崩坡積物質及滑坡積物質大多堆積于溝道旁及溝道內，在暴雨洪水沖刷或泥石流攜帶作用下，參與泥石流活動。溝域發育坡面侵蝕物源7.83m3，崩塌堆積物源四處及溝道堆積物源。物源總量約為53.28×104m3，動儲量約為6.17×104m3。因此，該泥石流溝域內固體物源豐富，物源條件良好。

2.3 充足的水源條件

研究區的1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值分別為12.5mm、35mm、50mm、70mm，在P=2%的條件下，1/6h、1h、6h、24h雨強可分別達到25.125mm、72.8mm、104mm、134.4mm，具備引發泥石流災害的降雨條件。暴雨則是泥石流形成的主要引發因素，集中的降水產生洪水強烈沖蝕地表堆積物及侵蝕溝槽，增加溝內的松散堆積物。

以上三個因素相輔相成，將會促進泥石流的形成及發生。

3 泥石流發展趨勢預測

3.1 發生頻率預測

根據對泥石流災害史的調查，該溝泥石流以往屬低頻泥石流，從近期泥石流災害史看，2010年發生較大規模的泥石流。現溝內可參與泥石流活動的固體物源動儲量達6.1678×104m3，具備了發生大規模泥石流的物源條件。在暴雨等條件具備的情況下，再次發生大規模泥石流的可能性較大。根據《泥石流災害防治工程勘查規范》（DT /T0220-2006）中附錄C判定該泥石流所處發展階段為發展期。

根據計算結果，不難看出泥石流溝在10年一遇、20年一遇及50年一遇的暴雨情況下，泥石流暴發時一次性固體沖出量分別為10518.5m3、12552m3、15162.2m3，暴發規模較大。

4 結束語

（1）適宜的地形條件、豐富的物源條件及充足的水源條件是泥石流形成的必要條件。（2）該流域歷史上為低頻泥石流溝，于2010年暴發較大規模，根據《泥石流災害防治工程勘查規范》（DT/T0220-2006）判定泥石流所處發育階段為發展期。（3）該溝在10年一遇、20年一遇及50年一遇的暴雨情況下，泥石流暴發時一次性固體沖出量分別為10518.5m3、12552m3、15162.2m3。

參考文獻

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作者簡介：李金洋（1988-），男，四川自貢人，成都理工大學碩士研究生，主要從事工程地質方面研究。