猴子巖水電站庫區江口溝泥石流風險評價

宋書志,佘敏龍

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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猴子巖水電站庫區江口溝泥石流風險評價

宋書志,佘敏龍

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

江口溝位于丹巴縣城下游約10 km，大渡河右岸，距猴子巖水電站格宗移民安置點上游側約200 m，主溝溝長6.19 km，匯水面積約10.88 km2，為低頻～極低頻泥石流溝，100年一遇降雨條件下，全流域暴發泥石流形成的固體物質約5.768萬m3，屬中等規模。鑒于在泥石流溝附近進行集中移民安置點選址的復雜性，本文運用泥石流風險評價理論，結合泥石流的危險度評價和易損度評價，運用自然災害風險度模型，得出江口溝泥石流的風險度，為移民安置點規劃選址設計提供參考依據。

猴子巖水電站；江口溝；風險度；危險度；易損度

1　概　　述

猴子巖水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內，江口溝位于猴子巖水電站庫區內，距格宗移民安置點上游側約200 m，最近較大規模泥石流發生于1958年7～8月份，溝內大量松散物源被沖出，將溝道兩側大量耕地淤埋，泥石流漫過溝口小橋直泄大渡河。1958年至今該溝未發生過較大規模泥石流。格宗移民安置點距江口溝溝口較近，根據江口溝泥石流發育特征，運用泥石流風險評價理論來評價江口溝泥石流的風險度，為移民安置點規劃選址設計提供參考依據。

2　江口溝泥石流形成的環境地質條件

江口溝位于青藏高原東南部，川西北丘狀高原東南緣向四川盆地過渡之深切高山峽谷區，屬高山深切河谷地貌，溝谷多呈“V”型谷，溝內存在明顯泥石流活動痕跡。

江口溝流域出露地層主要有第四系(Q)松散堆積物、志留系通化組(St)片巖-石英巖地層和奧陶系大河邊組(Od)大理巖地層。

研究區地處鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和安寧河—小江斷裂帶所切割的川滇菱形塊體、巴顏喀拉塊體和四川地塊交接部位，處于川滇菱形塊體東緣外側，區域地質構造背景較復雜。

3　泥石流發育特征

3.1泥石流溝谷特征

江口溝溝域總體呈近EW向展布，主溝流域形態似勺子型，常年流水。距溝口1 435 m處(相應海拔高程2 100 m)發育1條支溝，支溝長約3.51 km。

江口溝匯水面積約10.88 km2，主溝溝長6.19 km，平均坡降307.64‰，流域最低點高程1 830 m，流域最高點高程3 820 m，總落差約1 990 m。支溝匯水面積3.51 km2，溝長3.09 km，平均坡降416.00‰(見圖1、表1)，流域最低點高程2 100 m，流域最高點高程3 150 m，總落差約1 050 m。

圖1　江口溝主溝縱坡降

溝名匯水面積/km2溝長/km最高點/m最低點/m平均坡降/‰主溝10.886.1938201830307.64支溝3.513.0929061476416.00

3.2泥石流形成發育特征

江口溝泥石流的清水動力區、物源形成區、流通區和堆積區相對較為明顯，屬典型的溝谷型泥石流。溝源區呈典型的高山環抱山間盆地，呈“撮箕型”或“漏斗狀”，山坡坡度多在50°～70°，構成良好的地表匯水條件。

根據溝谷物源分布特點及其穩定性等對江口溝的物源進行統計，流域松散物源總量為626.47萬m3，物源較豐富，從分布區域上看，約95.3%分布在形成區和流通區內(見圖2)。其中穩定物源量為253.37萬m3，占總物源量的40.44%；潛在不穩定物源量為343.13萬m3，占總物源量的54.77%；不穩定物源量為29.98萬m3，僅占總物源量的4.78%(見表2)。

表2　江口溝泥石流流域松散物源量穩定性統計

圖2　江口溝泥石流松散物源分布1∶10000

4　江口溝泥石流風險評價

江口溝流域面積大，物源豐富，具備再次爆發泥石流的條件。鑒于在泥石流溝附近進行集中移民安置點選址的復雜性，采用風險度評價理論對江口溝泥石流進行評價，為移民安置點規劃選址設計提供參考依據。

災害風險度(即災害期望損失值)除了與承災體的社會、經濟和環境屬性有關以外，還與災害發生的頻率(概率)有關，同時也與災害發生的規模有關。聯合國提出的風險評價模型：風險度(R)=危險度(H)×易損度(V)[1]，這一評價模式已得到了國內外越來越多學者的認同[2～4]。

4.1泥石流危險度評價

泥石流危險度是由泥石流危險因子綜合判定，根據江口溝泥石流現場調查，將規模(M)、發生頻率(F)、流域面積(S1)、主溝長度(S2)、流域相對高差(S3)、流域切割密度(S6)、不穩定溝床比例(S9)等因子帶入劉希林教授提出的單溝泥石流危險度評價公式[5]：

H單=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+

0.06S3+0.11S6+0.03S9

(1)

式中H單為單溝泥石流危險度(0～1或0% ～100%)，M、F、S1、S2、S3、S6、S9分別由表3轉換函數計算(見表3)。

根據江口溝泥石流現場調查及泥石流溝的發育特征，各項評價因子取值及其轉換值見表4。

得出江口溝泥石流危險度為0.42。

根據單溝泥石流的危險度分級標準(見表5)，江口溝泥石流的危險度為中度危險度泥石流溝。

表3　單溝泥石流危險度評價因子的轉換函數

表4　江口溝泥石流危險度評價因子

表5　單溝泥石流的危險度分級標準

4.2泥石流易損性評價

根據單溝泥石流易損度評價模型，其易損度計算公式為：

V單=[(FV1單+FV2單)/2]0.5

(2)

FV1單=1/{1+exp[-1.25(logV1單-2)]}

(3)

FV2單=1-exp(-0.035V2單)

(4)

V1單=I+E+L單

(5)

V2單=(a+b+r)D/3

(6)

式中V單——單溝泥石流易損度；

V1——財產指標,萬元；

FV1單——財產指標的轉換函數賦值；

V2單——人口指標,人/km2；

FV2單——人口指標的轉換函數賦值；

I——物質易損度指標,萬元，包括建筑資產I1、交通設施資產I2、生命線工程資產I3；

E——經濟易損度指標,萬元，包括人均年收入E1、人均儲蓄存款余額E2、人均擁有的固定資產E3；

L單——土地資源價值,萬元，分五大類土地以基價估值；

a——65歲及以上老人和15歲以下少年兒童的比例；

b——只接受過初等教育(小學)及以下人口的比例；

r——人口自然增長率,‰；

D——人口密度,人/km2。

根據格宗移民安置點投資估算，以及對當地原居民的調查，江口溝若爆發大規模泥石流，將會造成約0.63億元的損失，則V1單=6 300萬元；由于無法找到江口溝溝口及格宗安置點的全部人口統計資料，參照丹巴縣志，推算65歲及以上老人和15歲以下少年兒童的比例a=0.327，只接受過小學初等教育及以下人口的比例b=0.47；人口自然增長率r=2.05‰，人口密度D=5 354.8(人/km2)。根據式(2)、(3)、(4)，V單=0.976。

根據單溝泥石流的易損度分級標準(見表6)，江口溝泥石流屬于極高易損度泥石流溝。

表6　單溝泥石流的易損度分級標準

4.3泥石流風險評價

根據單溝泥石流風險度計算公式，江口溝泥石流風險度為：

R單=H單·V單=0.42×0.976=0.41

根據單溝泥石流的風險分級標準(見表7)，江口溝泥石流屬高風險。

表7　單溝泥石流的易損度分級標準

5　結　　語

(1)江口溝流域面積大，匯水面廣，最近一次爆發泥石流為1958年，屬于中等規模的低頻～極低頻泥石流。

(2)江口溝泥石流風險性分析結果顯示，江口溝泥石流危險度為0.42，具有中度危險特征，其承災體易損度為0.976，具有極高易損特征。綜合其危險度和易損度得到江口溝泥石流的風險度為0.41，屬于具有高度風險的泥石流溝。

(3)根據江口溝泥石流風險度分析，在泥石流影響范圍線以內風險度為高風險，因此，移民安置點選址應避開泥石流影響范圍，堆積扇上的已有居民建議搬遷，如無法搬遷則應對該泥石流溝進行治理。

(4)泥石流風險評價目前僅應用于對泥石流的科研研究，本文應用江口溝泥石流的風險評價結果與現場調查宏觀判斷分析結果基本一致。

[1]United Nations, Department of Humanitarian Affairs. Mitigating Natural Disasters: Phenomena, Effects and Options- A Manual for Policy Makers and Planners [M]. New York: United Nations, 1991, 1-164.

[2]劉希林,王小丹.云南省泥石流風險區劃[J].水土保持學報,2000,14(3): 104-107.

[3]Flageollet J.C. Floods and Landslides: Integrated Risk Assessment [C].Berlin: Springer-Verlag, 1999:3-18.

[4]楊宗佶,喬建平,宋書志,等.四川涼山州越西縣打虎溝泥石流風險評價[J].水土保持研究,2007,14(2):46-49.

[5]Liu X. Assessment on the severity of debris flows in mountainous creeks of southwest China [C]. Proceedings of International Symposium-Interpraevent, Garmisch-Partenkirechen,Germany, 1996(4):145-154.

2015-06-29

宋書志(1983-)，男，安徽廣德縣人，高級工程師，從事巖土工程及地質災害勘查、設計工作。

P642.23

B

1003-9805(2016)03-0048-04