北川縣某泥石流誘因的地質環境討論

柳樹權+寇貴存+馮金煒

摘 要：北川縣位于龍門山構造帶內，區域構造發育，大小斷裂交錯分布，“5.12”汶川大地震更是觸發了多種地質災害。為了確保災區人民群眾生命財產安全和北川地震地質遺跡安全，文章通過調查查明了北川縣某泥石流發育的自然環境、基本特征及形成泥石流的物源條件、溝道條件和水源條件，綜合分析泥石流暴發頻率、活動規律，達到了預測泥石流發展趨勢和可能造成危害的目的，劃定了泥石流災害危險區范圍，為制定泥石流應急方案和治理工程設計提供地質資料。

關鍵詞：泥石流；溝道；地震

中圖分類號：X141 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）01-0177-03

Abstract： Beichuan County is located in the Longmenshan structural belt， the regional structure is developed， the size of faults is staggered distribution， and the "5/12" Wenchuan earthquake triggered a variety of geological disasters. In order to ensure the safety of the lives and property of the people in the disaster area and the safety of seismic geological relics in Beichuan， in this paper， the natural environment and basic characteristics of a debris flow in Beichuan county are found out， the conditions of source， channel and source of debris flow are found out， and the frequency and activity of debris flow are analyzed synthetically. It has achieved the purpose of predicting the development trend of debris flow and possible hazards， delineated the scope of debris flow hazard risk area， and provided geological data for drawing up the emergency plan of debris flow and the design of control engineering.

Keywords： mudflow； channel； earthquake

1 泥石流溝域自然和地質環境條件

1.1 位置與交通

該泥石流位于北川縣慈竹村、廟坪村境內，白草河主干流的右岸，距北川羌族自治縣城約35公里，道路路面較差，慈竹村有通村機耕道至該上游，勘查區交通條件較差（圖1）。

1.2 氣象水文

1.2.1 氣候

北川縣位于著名的鹿頭山暴雨區，雨量充沛。據1970年-2007年曲山鎮氣象站資料統計（表1）：多年平均降雨量為1399.1mm，最大年降雨量1860.5mm（1977年），最小年降雨量619.8mm（2003年），日最大降雨量101mm，小時最大降雨量32mm。

降雨對災害體穩定性影響較大，暴雨的影響尤為明顯，暴雨作用下，不僅災害體表面的松散巖土體可能失穩破壞，坡頂的巖體力學性質也會發生改變，暴雨對巖土體的主要作用有三：一是水的物理化學作用降低了角礫的粘結力；二是在災害體后緣裂縫中的水柱形成靜水壓力；三是入滲災害體外傾結構面內形成的揚壓力作用；都會使得巖土體在降雨時的穩定性大幅下降。

1.2.2 水文

該泥石流勘查區位于白草河右岸，是湔江一級支流，流域內分布2條較大支溝，分別為堰頭上溝和三岔溝（表1），堰頭上溝和三岔溝匯集該泥石流主道，該泥石流溝口位于慈竹村打鹿樁，最后匯入白草河。堰頭上溝和三岔溝匯入該泥石流主道后坡度放緩，縱坡降為122‰，溝床寬度約10米，深度約1.35米。

表1 泥石流溝道及水文特征一覽表

1.3 地形地貌

該泥石流溝域平均縱向長度4.8km，平均寬度2.7km，溝域面積12.9km2。溝域最高點高程2027m，最低點位于該泥石流與白草河的匯集處，高程774m，相對高差1253m。溝域范圍及地形特征如溝域遙感影像圖所示（圖2）。

該泥石流溝道總體上為“V”型谷地貌，特別是上游溝段溝谷較為狹窄，縱坡較陡，水流湍急，且動態變化較大，具陡漲陡落的山溪溝谷特征。泥石流下游段寬度略大，一般50～120m左右，但在中游局部溝谷較為狹窄，寬度僅10～40m左右。

1.4 地層巖性

在勘查區內廣泛分布志留系茂縣群（Smx）組地層，其巖性為灰黑色千枚巖，巖體破碎、節理裂隙較為發育，屬半堅硬-軟弱薄-中-薄層狀千枚巖巖組，被當地開采加工后做為建筑裝飾材料使用。

1.5 地質構造和地震

2008年5月12日汶川8.0級大地震是由于龍門山構造帶的活動造成。主震發生后沿映秀-北川-青川一線發生5.7萬余次的余震，其中4級以上的余震達299次。成都地質礦產研究所對龍門山地區開展的震后監測結果顯示，在地震期間龍門山斷裂帶兩側的地殼運動與震前相比發生了方向改變和速率增大現象。

2 泥石流形成條件分析及基本特征endprint

2.1 泥石流溝道條件

溝道形態：該泥石流形態近似一銳角三角形，有支溝發育，溝谷為深切割“V”型谷，具有谷坡陡峻、切割深度較大的特點。主溝溝頭最高點高程為1165m，溝口與白草河交匯處高程為767m，相對高差398m，主溝平均縱坡降122‰，其中中上游泥石流形成區段較陡，由三岔溝匯入主溝，平均縱坡245‰，而中游泥石流形成-流通區段總體上縱坡陡峭，以堰頭上溝匯入，堰頭上坡度落差大，平均縱坡降可達737‰，下游泥石流堆積區段比較平緩，平均縱坡降122‰。主溝由堰頭上和三岔溝兩條主要支溝在距離溝口1.7km處交匯后形成該泥石流流域。

泥石流區域中上游較為狹窄，下游寬度一般可達10～20m，但局部地段也較為狹窄，形成寬窄相間的變化特點，局部形成卡口，為泥石流工程治理設攔砂壩等攔擋工程提供了有利條件。

2.2 形成-流通區地形地貌條件

該泥石流無明顯泥石流形成及流通區，從溝源至溝口均為泥石流形成-補給、流通區段。泥石流溝無明顯流域邊界，主要表現為坡面匯流。該泥石流溝匯水區域為構造侵蝕中高山地貌，兩岸岸坡坡度30°-40°，溝道寬度多在10-15m，彎道較為發育，在現場勘查過程中無跌水發育，且溝道表層無水源流動。溝道右側坡面植被茂盛，覆蓋率在70%以上，下部基巖出露（圖3），溝口巨塊石堆積（圖4）。

2.3 泥石流物源

主要溝道物源由三部分組成，分別為主溝物源、三岔溝物源、堰頭上溝物源。

（1）泥石流主溝物源：物源溝道面積42730m2，平均厚度1.5m，方量64095m3；其可參與泥石流活動的堆積體方量約44866m3，以碎石土為主。

（2）三岔溝物源：物源溝道面積13713m2，平均厚度

0.7m，方量9599m3；其可參與泥石流活動的堆積體方量約4896m3，以碎石土為主。

（3）堰頭上溝物源：物源溝道面積8456m2，平均厚度1.2m，方量10147m3，參與泥石流活動的堆積體方量約

6008m3，以碎石土為主。

三條溝道物源參與方式均主要為溝床揭底沖刷，參與泥石流活動物源量為溝底拉槽下切可能掏蝕的部分及兩側岸坡可能失穩進而參與泥石流活動物源兩部分組成。溝道物源主要為由暴雨、洪流沖刷形成。2013年“7.9”暴雨期間受雨水沖刷大部分物源已起動流向下游，使該泥石流主道物源厚度增大。

3 泥石流成因機制及引發因素

該泥石流與三岔口溝均為暴雨溝谷型泥石流，其主要誘發因素為暴雨，該區為著名的鹿頭山暴雨區；三岔口溝與該泥石流溝谷縱比降較小，平均縱坡分別為245‰、122‰，雖然縱比降較小，松散固體物質的啟動搬運能力較差，但連續性暴雨使整個溝道內一直處于加速狀態，劇烈沖刷兩岸岸坡，導致兩岸岸坡及分布于兩岸岸坡的崩滑體進一步下滑失穩，進入溝道參與泥石流運動；暴雨洪水的迅速為物質匯集提供了良好的條件，同時良好的臨空條件為溝域內滑坡等不良地質現象的發育以及泥石流松散固體物源的匯集堤供了有利的條件。

4 結束語

通過對該泥石流發育的自然環境、形成泥石流的物源條件、泥石流的溝道條件、形成泥石流的水源條件，泥石流的基本特征分析得出初步結論：

該泥石流為潛發性泥石流。在泥石流形成過程中，溝域內地形陡峻，溝谷中上游縱坡較大，為水源和泥沙的匯聚提供了有利的地形地貌條件；溝內大量的礦渣堵塞溝道，特別是“5.12”地震后，局部的斜坡結構變得更加松散，溝床內大量的松散堆積物為泥石流的發生提供了豐富的松散固體物源；暴雨條件也是泥石流形成的主要引發因素，該區雨量充沛，強度大，易在短時間內形成山洪，引發泥石流災害。

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