徐琳,甘露,羅玉坤,吳昌坪,趙海華,單增卓瑪
堆龍德慶區德慶鎮邱桑寺泥石流特征及成因
徐琳1,甘露1,羅玉坤1,吳昌坪1,趙海華2,單增卓瑪2
(1.四川省地質礦產勘查開發局川西北地質隊,四川 綿陽 621000;2.西藏自治區地質礦產勘查開發局 地熱地質大隊,西藏 拉薩 850032)
堆龍德慶區德慶鎮邱桑寺泥石流在2019年7月2日暴發,造成寺廟圍墻垮塌、已有穩攔工程被沖毀、公路被掩埋。通過調查發現邱桑寺泥石流溝域面積不大,主溝縱坡降大,溝域物源豐富,包括滑塌堆積物源、溝道堆積物源、坡面侵蝕物源和人工棄渣物源,松散物靜儲量約57.66×104m3,動儲量約10.51×104m3。近年暴雨天氣多發,邱桑寺泥石流再一次暴發可能性較大,建議采取工程治理措施。
堆龍德慶區;泥石流;發育特征;成因
邱桑寺泥石流位于堆龍德慶區德慶鎮邱桑村3組東側,距離拉薩市區72.5km。2019年7月2日,德慶鎮邱桑村邱桑寺泥石流暴發,沖毀已有穩攔防護工程,掏蝕溝岸,造成邱桑寺寺廟圍墻垮塌,沖出物掩埋公路。目前,國內外對于泥石流特征、影響因素和成因機制已有很多相關研究(孟暉等,2004;彭建兵等,2004,李永化等2002,何偉,2019;李德華,2019;李安潤等,2019)。本文通過對該泥石流溝地形地貌、地層巖性、地質構造、物源條件、降雨條件等調查,闡述了泥石流形成條件及成因機制。

圖1 邱桑寺泥石流溝域示意圖
堆龍德慶區地處青藏高原中部,以極高山、中高山和深切河谷地貌類型為主,海拔高程在4000m以上,最高點巴次普雪峰6203m,最低點南部拉薩河出境附近3618m,最大高差2585m。堆龍曲在縣域內自北向南貫穿,落差達511m。河谷由北向南逐漸變寬。
邱桑寺泥石流溝位于堆龍德慶區北部地區,岡底斯巖漿弧中部,北東側為著名的羊八井-當雄裂谷系,研究區位于裂谷系南東翼穩定抬升區。區內新構造運動強烈,斷裂、褶皺構造發育,主要以北東向、近東西向斷裂為主,河谷深切、山坡陡峻、第四系階地發育(吳中海,2004)。邱桑寺泥石流溝域范圍發育有古近系年波組砂巖、火山巖,典中組流紋巖、英安巖,侏羅系卻桑溫泉組砂巖、粉砂巖,奪底溝組灰巖及第四系松散堆積物等。溝域內發育4條斷層,其中F1為主溝斷層,呈北西-南東走向延伸,規模較大,破碎帶寬15~20m,可見斷層泥礫,斷層性質不明。F2近南北向延伸,地表巖石破碎,地貌為負地形,斷層性質不明,斷層產狀80°∠53°。F3為北東-南西走向逆斷層,斷層帶十分破碎,發育斷層角礫及次級斷裂,斷層產狀295°∠37°。F4為推測斷層,為順斷層走向為負地形,山脊處呈馬鞍狀。多期斷裂構造作用下,溝域內巖石十分破碎。
據《中國地震烈度區劃圖》(2016年),邱桑寺泥石流區地震基本烈度Ⅷ度,地震分組為第三組,反應譜特征周期0.45s,地震動峰值加速度0.30g。自1915年周邊地區發生過6次6級以上地震。
邱桑寺泥石流溝域形態為“樹枝”狀,主溝長3.40km,流域面積2.30km2。海拔為3999~5010m,相對高差1011m。邱桑寺泥石流主溝為“U”型谷,支溝呈“V”型谷,主溝最寬處45m,最窄處7m,溝谷兩岸坡度較陡;主要發育6條較大支溝,支溝溝谷逐漸深切。主溝平均縱坡降597.3‰,上陡下緩,為常年性流水,水源為冰雪融水與大氣降水。
清水區:位于溝域上部,高程4560~5010m,高差450m,溝道不發育,以山坡斜坡小沖溝為特征,山坡坡度50°~60°,山坡上無植被發育,以寒凍風化的坡面碎屑堆積為主,面積0.4km2。
形成區:高程4100~4560m,相對高差460m,長約1830m,平均縱坡降253.55‰。形中上游較陡,局部陡直,溝道坡度13°~40°,溝道寬3~20m;中下游較緩,溝道兩側岸坡受泥石流切割沖刷形成陡坎,陡坎高8~17m,岸坡以上斜坡坡度20°~40°,局部更陡,表層覆蓋碎石土,局部出露強風化砂巖、火山巖,斜坡受流水沖刷,坡體溝壑發育;溝道堆積物厚5~8m,堆積物碎石土塊石含量較少,集中于形成區中部,溝道可見多次泥石流痕跡,最近次發生泥石流泥位高1.0m;形成區包括6條較大支溝。
流通區:高程4057~4100m,高差43m,長310m,平均縱坡降138.7‰。溝道寬10~20m;堆積大量松散砂、礫石及少量沙土,厚度5~15m,為泥石流形成提供大量溝道堆積物源。
堆積區:高程4036~4057m,高差21m,為泥石流溝口到通村公路段,長209m,寬125m,面積0.026km2,堆積物厚度大于15m,呈扇形,堆積扇左側為邱桑村3組聚居區。
物源類型主要包括滑塌堆積物源、溝道堆積物源、坡面侵蝕物源、人工棄渣物源四類。物源總量57.66×104m3,動儲量10.51×104m3。

圖2 溝岸滑塌堆積物源

圖3 溝道堆積物源
2.2.1 滑坡堆積物源
主溝道左岸發育2處滑坡。物源量根據塊碎石土自然休止角35°確定。H1滑坡位于泥石流溝右側支溝左岸,離主溝82m,斜長140m,寬90m,平均厚度5.0m,松散固體物源總量6.3×104m3,動儲量0.15×104m3,為小型淺層土質滑坡。H2滑坡位于泥石流溝主溝的左岸,前緣臨空,斜長45m,寬190m,平均厚3.5m,松散固體物源2.96×104m3,動儲量0.48×104m3。滑坡呈圈椅狀,前緣位于泥石流支溝,受泥石流溝沖刷,整體穩定性差。此外,主溝中下游溝岸滑塌堆積物源動儲量0.5×104m3。滑坡堆積物源總量9.76×104m3,動儲量1.23×104m3。
2.2.2 溝道堆積物源
邱桑寺泥石流揭底沖刷,參與泥石流活動物源量取決溝道沖刷深度和可能沖刷寬度,沖刷深度由溝道形態特征、寬度、縱坡降、水力條件、堆積物顆粒級配及結構特征等決定。揭底深度按調查深度計算。溝道堆積物源13.58×104m3,動儲量4.85×104m3。
2.2.3 坡面侵蝕物源
邱桑寺泥石流溝域以高原草甸為特征,暴雨侵蝕明顯,溝道兩邊岸坡陡立,坡體受雨水沖刷及冰雪融化水影響。雨水對坡體表層破壞較為強烈,侵蝕深度0.3~0.5m,被侵蝕直接進入溝道,可參與泥石流活動的物源量折減較小。按特大暴雨條件下侵蝕厚度3cm計參與泥石流活動的動儲量。坡面侵蝕物源儲量34.31×104m3,動儲量4.42×104m3。

圖4 人工棄渣物源

圖5 坡面侵蝕物源
2.2.4 人工棄渣物源
人工棄渣物源主要位于流通區中部,為寺廟建設堆棄建筑廢料,總量100m3,可參與泥石流形成的動儲量50m3左右。
據氣象觀測資料,區內多年平均降水量495.7mm,集中在6~9月,最大年降水量637.8mm,極端最大降水量637.80mm(2014年),最大日降雨量50.5mm。近年來,堆龍德慶區降雨強度呈增大趨勢(多典洛珠等,2020),降雨量年變化差異大。據氣象資料,2019年7月2日,堆龍德慶氣象站監測日降雨量為23.5mm,6月18—30日,每天有大于20mm降水,泥石流在經歷了近半個月的降水誘發。
溝域內可參與泥石流動儲量10.51×104m3。溝道兩岸較高陡,松散物在降雨條件下易滑塌,加之高原地區地表植被不發育,水土保持能力較弱,松散物在降雨條件下易剝蝕,從而易形成泥石流。泥石流發生過程中,隨溝道縱坡降和寬度變化,出現水沙分離,部分固體物質在溝道寬緩處淤停(何偉,2019)。邱桑寺泥石流溝流通區停留大量松散物,為下次暴發泥石流提供物源。
2019年7月1日之前,邱桑寺泥石流溝域經歷多次的日大于20mm降雨量,7月2日,突然短時強降雨,停留于流通區大量松散物在上游水動力條件下啟動向溝口形成泥石流。
邱桑寺泥石流溝域內斷裂、褶皺構造發育,巖石十分破碎,地層巖性復雜,溝域面積不大,主溝縱坡降較大;滑坡堆積物源、溝道堆積物源、坡面侵蝕物源、人工棄渣物源等物源豐富,動儲量大,近年降雨強度增大,暴雨天氣增多,邱桑寺泥石流再次暴發可能性較大,建議盡快采取工程治理措施,以保護人民生命財產安全。
孟暉,張岳橋,楊農.2004.青藏高原東緣中段地質災害空間分布特征分析[J].中國地質,31(2):218-224.
彭建兵,馬潤勇,盧全中,李喜安,邵鐵全.2004.青藏高原隆升的地質災害效應[J].地球科學進展,19(3):456-466.
李永化,趙軍,崔之久,高全洲.2002.青藏高原東緣和鄰區晚新生代泥石流活動規律及其成因[J].地理研究,21(5):561-568.
何偉.2019.蘆山縣洞峽子溝泥石流工程地質特征及成因機制分析[J].地質災害與環境保護,30(4):3-8.
李德華.2019.汶川極震區G213典型泥石流內在因數與運動特征[J].四川地質學報,02:319-325
李安潤,鄧輝,余天彬,文靜.2019.汶川極震區鋤頭溝泥石流發育特征及啟動機理[J].四川地質學報,02:285-288
吳中海.2004.西藏當雄-羊八井盆地及鄰區第四紀地質演化與活動斷裂研究[D].北京,中國地質科學院
多典洛珠,周順武,宋倩倩,孫陽,赤曲.2020.西藏拉薩汛期降水日變化特征[J].干旱氣象,38(1):58-65.
Characteristics and Genesis of the Qiusangsi Debris Flow in Dêgên Town, Doilungdêgên, Tibet
XU Lin1GAN Lu1LUO Yu-kun1WU Chang-ping1ZHAO Hai-hua2TenzinDolma2
(1-Northwest Sichuan Geological Party, BGEEMRSP, Mianyang, Sichuan 621000; 2- Geothermal Geological Party, Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources of Tibet Autonomous Region, Lhasa 850032)
The Qiusangsi debris flow in Dêgên Town, Doilungdêgên occurred on July 2, 2019 which caused the wall of the temple collapsed, the stability block project washed away and the road buried. The Qiusangsi debris flow is characterized by small area of gully region, large longitudinal slope of main gully, and rich material source of gully region with static reserve of loose substance of about 57.66×104 m3and total static reserve of10.51×104 m3. The possibility of another debris flow outbreak is greater due to a lot of heavy rains in recent years, it is proposed to take engineering control measures.
debris flow; Doilungdêgên; characteristic; genesis
2020-06-18
西藏自治區堆龍德慶區1∶5萬地質災害詳細調查
徐琳(1986— ),男,四川綿陽人,碩士,高級工程師,從事區域地質、地質災害調查工作
P642.23
A
1006-0995(2021)02-0270-03
10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.017