黃河上游貴德地區(qū)泥石流特征分析

仇朝珍QIU Chao-zhen；井浩JING Hao；陶虎TAO Hu

（①青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西寧810003；②蘭州交通大學(xué)，蘭州730070）

0 引言

黃河上游地區(qū)的泥石流較發(fā)育，普遍具有分布廣、數(shù)量較多、發(fā)生頻率高的特點(diǎn)。尤其是青海省境內(nèi)，由于特殊的地形地貌及脆弱的生態(tài)環(huán)境，泥石流災(zāi)害影響較為嚴(yán)重。且以貴德縣和化隆縣的泥石流溝為最多，危害也最為嚴(yán)重，其它地區(qū)也有零星分布。據(jù)青海省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站及青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局近年來(lái)的調(diào)查報(bào)告顯示，僅貴德縣就發(fā)育有307 條泥石流溝。貴德縣泥石流的分布一類集中在黃河兩岸干流區(qū)，如西久公路沿線席芨灘村、希望臺(tái)、二連村、阿什貢村一帶，泥石流堆積區(qū)在黃河岸邊，海拔2200m。另一類為黃河支流兩側(cè)，如莫曲溝河、高紅崖河和農(nóng)春河兩側(cè)泥石流堆積區(qū)，海拔2300～2700m。還有一類為高山區(qū)泥石流，由于山體基巖破碎，在強(qiáng)烈的雨水沖刷作用下，巖塊和泥砂順坡或溝直下，堆積于坡腳和溝口，沖毀房屋，掩沒(méi)農(nóng)田，如拉西瓦鎮(zhèn)葉后浪村一帶泥石流，海拔在3100m。

近年來(lái)，受極端氣象頻發(fā)因素的影響，青海省貴德地區(qū)頻繁出現(xiàn)短時(shí)間強(qiáng)降雨，導(dǎo)致該地區(qū)沿黃公路泥石流頻發(fā)，造成西久公路多處路基及涵洞被沖毀，危及交通安全。通過(guò)對(duì)該地區(qū)多條泥石流溝的勘查，分析該溝地形地貌、巖性、物源情況、泥石流發(fā)生頻率及氣象條件，在此基礎(chǔ)上分析了貴德地區(qū)泥石流的空間分布、流動(dòng)及堆積特征。分析結(jié)果對(duì)該地區(qū)沿黃公路設(shè)計(jì)及泥石流防治提供參考。

1 研究區(qū)泥石流空間特征

研究區(qū)處于黃河上游位于青藏高原東北緣地區(qū)的貴德縣，地貌為兩山夾一谷的總體格局，南起巴吉山，北至日月山，流水侵蝕作用在其流經(jīng)的山地峽谷和盆地帶形成了多級(jí)侵蝕堆積階地和剝蝕、侵蝕山地。巴吉山是區(qū)內(nèi)最高峰，海拔6282m，在海拔4200m 以上，分布著島狀多年凍土。黃河支流特別發(fā)育，地形坡度比較大，出露的巖土體以第四系松散堆積物和新近系紅色砂巖、泥巖為主，雖處西北干旱地區(qū)，但局地強(qiáng)降雨比較發(fā)育，特殊的地質(zhì)環(huán)境條件使得泥石流災(zāi)害比較嚴(yán)重，這些泥石流溝主要分布在黃河兩岸及支溝中。

貴德盆地東部是泥石流最發(fā)育的地區(qū)，泥石流溝多發(fā)源于北側(cè)的拉脊山和東南側(cè)的扎馬山，形成區(qū)的海拔多在3000～3500m，東南側(cè)扎馬山上發(fā)育的部分泥石流形成區(qū)海拔接近3800m。黃河兩岸的泥石流均十分發(fā)育且形成巨大的堆積扇。這些泥石流普遍呈現(xiàn)出多期次發(fā)育特征，其泥石流扇也表現(xiàn)出多期次的堆積特征。現(xiàn)代泥石流溝切穿古洪積扇，在古洪積扇上形成了現(xiàn)代泥石流堆積扇。而盆地西部的泥石流相對(duì)較少，為零星分布的現(xiàn)代泥石流溝，在時(shí)間上也沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的多期次發(fā)育特征。

90%左右的泥石流分布于黃河兩岸的丘陵區(qū)，由于近期隆升及強(qiáng)烈侵蝕沖刷作用，地形切割較深，侵蝕強(qiáng)烈，支溝呈樹(shù)枝狀分布，山坡坡度大于35°，溝道狹窄，溝道縱坡降大，一般在140～500‰。總的來(lái)看，丘陵區(qū)地形切割深，高差大，坡度陡，為泥石流創(chuàng)造了有利的地形地貌條件。

盆地內(nèi)的大多數(shù)泥石流溝集中分布在盆地東部黃河北岸的席芨灘—阿什貢一帶和黃河南岸的扎馬雜日山，盆地西部的泥石流很少發(fā)育。泥石流溝最密集的地區(qū)在黃河北岸二連村一帶，而黃河南岸的扎馬雜日山上發(fā)育的泥石流規(guī)模一般比北岸新近系貴德群地層發(fā)育的泥石流規(guī)模大，從遙感圖像上看，南岸的泥石流扇將扎馬雜日山體剝蝕形成若干個(gè)并列的匯水區(qū)，泥石流流域區(qū)面積可達(dá)40km2以上，最大的泥石流流域區(qū)面積達(dá)123.62km2。

區(qū)內(nèi)共有8 條泥石流溝的長(zhǎng)度超過(guò)10km，其中7 條分布在黃河南岸，最長(zhǎng)的泥石流溝長(zhǎng)度可達(dá)21km，黃河南岸泥石流扇的規(guī)模較大，有2 個(gè)覆蓋面積超過(guò)5km2的大型泥石流扇，而北側(cè)泥石流扇的規(guī)模較小與全新世以來(lái)黃河對(duì)北岸岸坡的頻繁改造有關(guān)，北岸的古泥石流扇受到較強(qiáng)的剝蝕作用，殘存的面積較小。黃河北岸泥石流多數(shù)發(fā)育在海拔3000m 的新近系泥巖區(qū)，而南岸的泥石流形成區(qū)為海拔超過(guò)3800m 的扎馬雜日山頂。區(qū)內(nèi)泥石流堆積扇表現(xiàn)出明顯的分期發(fā)育特征，早期泥石流扇被后期發(fā)育的泥石流溝切穿，晚期泥石流扇覆蓋在早期泥石流扇之上。

從區(qū)內(nèi)滑坡和泥石流的地形坡度分布情況看，絕大多數(shù)的滑坡分布在坡度介于20～40°的地區(qū)，盆地東部扎馬雜日山泥石流的形成區(qū)不僅海拔高，其地形坡度往往大于40°，巖體和碎屑物質(zhì)具有重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)換的良好條件[1]。

2 研究區(qū)降雨條件

研究區(qū)地處青藏高原東北部邊緣，深居內(nèi)陸，屬高原大陸性氣候，具光照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)。春季干旱多風(fēng)，夏季短促?zèng)鏊锛娟帩穸嘤辏韭L(zhǎng)干燥，氣溫日差較大等特點(diǎn)，其氣候受南部印度洋暖濕氣候和青藏高原冷空氣雙重影響。且區(qū)內(nèi)氣候垂直分帶性明顯，降水隨海拔增高而增加，而蒸發(fā)量減少。降水量山區(qū)高于河谷，東部高于西部。風(fēng)向90%的頻率為東北、東，所以造成背風(fēng)面的盆地中部降水顯著減少。區(qū)內(nèi)年平均降水量為250mm，中低山丘陵區(qū)在300～400mm，高山區(qū)可達(dá)500mm 以上。降水的月份分配也不均勻，降水量主要集中于6～9 月份，這4 月的降水量占全年的72%以上，其中7～8 月的降水量可占全年45%以上（見(jiàn)表1）。年最大降水量（1961 年）為387.5mm，最小年（1965 年）為158.8mm。全縣降水量最多的地區(qū)是分水嶺，年降水量達(dá)559.3mm，最小地區(qū)是河西鎮(zhèn)多勒倉(cāng)村，年降水量只有126.5mm。貴德站1973 年8 月26 日出現(xiàn)過(guò)58.9mm 的最大日降雨量，其1 小時(shí)降雨量可達(dá)31.5mm，30 分鐘降雨量可達(dá)20.3mm。由于高原氣候特點(diǎn)和下墊面性質(zhì)的影響，夜雨機(jī)率比白天多，年夜雨頻率為65%，且暴雨頻繁，為泥石流災(zāi)害發(fā)生提供了致災(zāi)的誘發(fā)條件。

3 泥石流形成過(guò)程與流動(dòng)特征

研究區(qū)內(nèi)泥石流物源以溝道物源和坡面物源為主，不穩(wěn)定斜坡和危巖為輔，主要發(fā)育于出山口以內(nèi)溝段，坡面物源見(jiàn)表1，溝道物源見(jiàn)表2。區(qū)內(nèi)泥石流主要在暴雨期間，雨水順陡峻的坡面而下，通過(guò)岸坡坡面沖刷致使坡面物源少量溜滑堆積于溝底；同時(shí)溝內(nèi)洪水沿現(xiàn)有溝道、溝槽掏蝕溝底原有的泥石流堆積物；同時(shí)溝道匯水沖刷岸坡不穩(wěn)定斜坡坡腳，通過(guò)底蝕、側(cè)蝕作用使坡體失穩(wěn)，致使坡面、溝底松散物質(zhì)匯入洪流中，迅速加大了泥石流的重度及流量，從而形成泥石流[2]。

區(qū)內(nèi)泥石流具有匯流較快、洪峰流量大的特點(diǎn)，泥石流發(fā)生基本上呈連續(xù)性流動(dòng)，形成洪水～泥石流的匯流過(guò)程，其間基本無(wú)斷流，只是其性質(zhì)、流量、流速發(fā)生變化。

各泥石流溝溝口處由于S101 省道公路建設(shè)及阿什貢、二連、希望村修建房屋等人類工程活動(dòng)，致使部分溝道狹窄，尤其是S101 省道部分跨溝道段淤堵較嚴(yán)重，且出山口后縱坡降較緩，致使粘性泥石流來(lái)不急沿現(xiàn)有土質(zhì)排導(dǎo)渠排泄，而在橋洞拐彎處擁堵、淤積、爬高、翻越橋梁而在公路路面上形成漫流的情況，最終堆積于公路下游段。

4 泥石流堆積特征

根據(jù)野外調(diào)查，溝道內(nèi)呈連續(xù)性沉積，從上游到下游，溝道內(nèi)逐漸沉積。且沉積物質(zhì)粒徑由上游至下游逐漸變細(xì)。在溝床較寬闊地帶、溝道縱坡降較緩地帶，溝道內(nèi)沉積物量較大，主溝內(nèi)堆積物厚度也隨溝床地形的變化而變化，堆積厚度較大的地段處于中下游溝道縱比降小的地段，泥石流沖淤特征以淤積為主，堆積厚度在1～3.0m；上游溝道縱比降較大的地段，泥石流堆積很少，沖淤特征以沖刷為主。

表1 坡面物源靜、動(dòng)儲(chǔ)量一覽表

表2 溝道物源靜、動(dòng)儲(chǔ)量一覽表

各泥石流溝溝口以下，為泥石流堆積扇區(qū)，該區(qū)域地形開(kāi)闊，地勢(shì)平坦，縱坡很小，泥石流沖淤特征以淤積、堆填為主，其堆積厚度在3～19.5m 之間。通過(guò)勘查資料及野外實(shí)地調(diào)查，阿什貢泥石流群堆積扇在平面空間上具有扇群相連、內(nèi)疊，并呈葫蘆串珠狀向前推移的特征[3]；在垂直空間上具有多次發(fā)災(zāi)、沉積水平層理分明的特性。

5 結(jié)論

①貴德盆地東部是泥石流最發(fā)育的地區(qū)，泥石流溝多發(fā)源于北側(cè)的拉脊山和東南側(cè)的扎馬山，主要由于隆務(wù)河谷下切強(qiáng)烈、谷底狹窄、岸坡陡峻、高差大、斷層密布、巖體破碎、松散物質(zhì)豐富，同時(shí)受極端天氣影響而造成的。

②貴德地區(qū)泥石流物源以溝道物源和坡面物源為主，不穩(wěn)定斜坡和危巖為輔，主要發(fā)育于出山口以內(nèi)溝段。

③溝道內(nèi)呈連續(xù)性沉積，至上游到下游，溝道內(nèi)逐漸沉積。且沉積物質(zhì)粒徑由上游至下游逐漸變細(xì)。