江口縣壩盤鎮(zhèn)某泥石流災(zāi)害成因以及活動性分析

［關(guān)鍵詞］泥石流；地質(zhì)災(zāi)害；成因分析

關(guān)于泥石流地質(zhì)災(zāi)害的幾何形態(tài)、規(guī)模、厚度、運(yùn)動方式、成分、結(jié)構(gòu)和地質(zhì)成因及危害大小等方面的分類已有多種， 國際上也有比較通行的分類方式[1～3]。泥石流可以歸結(jié)為斜坡巖土體失穩(wěn)和水流作用的耦合問題，根據(jù)泥石流發(fā)育特征和誘發(fā)因素等可以將泥石流類型分為不同類型[4～5]，本文將結(jié)合現(xiàn)場勘查工作，全面分析江口縣壩盤鎮(zhèn)某泥石流發(fā)育特征，總結(jié)其形成原因，并對其活動性進(jìn)行評價，為防治工作提供基礎(chǔ)。

1. 研究區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件

1.1氣象與水文

江口縣屬于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，春秋兩季氣溫不夠穩(wěn)定，降水豐富，水熱同季。全縣多年平均氣溫最高年為33.2℃，最低年為3.6℃。江口縣降水量比較豐富，多年平均降水量1369.6 mm。降雨量的地區(qū)分布為：南部及東南部較少，降雨量總體上有由南向北遞增趨勢。

調(diào)查區(qū)內(nèi)發(fā)育6條泥石流溝自然沖溝，溝內(nèi)流水主要受大氣降雨控制。實(shí)地勘查時，各沖溝均水量較大，流量2～10L/s。沖溝水沿坡向從兩側(cè)斜坡向中部村寨匯集，排泄于省道北西側(cè)小溪溝。

1.2地形地貌

研究區(qū)屬中低山侵蝕—溶蝕溝谷地貌，兩側(cè)山體斜坡地形陡，坡度30°～70°，植被較為發(fā)育，第四系殘坡積覆蓋層較厚，出露巖性頂部為灰?guī)r，中下部為泥頁巖。中部為緩斜坡地形，坡度5°～15°，山體斜坡溝槽地形強(qiáng)發(fā)育，調(diào)查區(qū)形成多條自然沖溝。泥石流固體物源主要來源于泥石流沖溝兩岸殘坡積層、沖溝上游發(fā)育的松散堆積體及產(chǎn)業(yè)路開挖沿公路外側(cè)堆積的棄土，裸露的基巖受風(fēng)化作用影響較為破碎。

1.3地層巖性

研究區(qū)地層主要為第四系、寒武系中統(tǒng)清虛洞組（∈2q）、寒武系中統(tǒng)杷榔組（∈2p）、寒武系下統(tǒng)變馬沖組（∈1b）地層。

1.4地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于江口縣南東緣，主要構(gòu)造線呈北東向。隱患區(qū)內(nèi)發(fā)育一條北北東向的團(tuán)坡壓扭性斷裂：走向北東，傾向南東，傾角50°～70°，為北東向壓扭性構(gòu)造。在江口附近被水銀廠壓扭性斷裂切斷向右位移。斷裂帶和影響帶巖石破碎，次級構(gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖體風(fēng)化較為強(qiáng)烈，巖體較破碎，區(qū)內(nèi)巖層傾向主要為南西向。

1.5水文地質(zhì)條件

1.5.1地下水類型及含水層特征

江口縣中山峽谷區(qū)泥石流區(qū)的巖性受到地貌、結(jié)構(gòu)等因素的制約。基巖裂隙水三大類：巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖溶水。地下水的富集是由地形地貌、巖性和構(gòu)造等多種因素決定的。從空間上看，由于受構(gòu)造地點(diǎn)與構(gòu)造空間組合的影響，各地下水類型呈現(xiàn)出明顯的差別。

a.松散巖類孔隙水

以第四系沖積、洪積和殘坡積等類型的疏松堆積體為主體，潛入型式的深度大、含水量小、分布范圍小，具有顯著的季節(jié)性效應(yīng)，滲透率高，與地表水體存在緊密的水力關(guān)聯(lián)，在區(qū)域內(nèi)存在相互補(bǔ)充的特征。這一類型的地下水以地表為主體干旱季節(jié)，地面水源主要受干旱期地面水源的控制。其特點(diǎn)是：地下水流程短，甚至就近補(bǔ)給，水位受季節(jié)和地面水力的影響，變化范圍較大。

b.基巖裂隙水

在寒武紀(jì)中統(tǒng)杷榔組（∈2p）黍土巖及寒武紀(jì)下統(tǒng)的馬沖泥巖（∈1b）中，因其地質(zhì)特征及裂縫的不同，導(dǎo)致了不同的儲層富水特征。這種水源主要是通過大氣降雨進(jìn)行補(bǔ)充，但由于其不均勻的基巖裂縫，沒有形成一個統(tǒng)一的水力學(xué)關(guān)系。多為下游排入河谷、溝谷。這種含水量的出現(xiàn)會使巖體抗剪切能力下降，加速巖土的侵蝕，使其穩(wěn)定性下降。

c.巖溶水

主要賦存于寒武系中統(tǒng)清虛洞組（∈2q）灰?guī)r，賦存于巖層的溶蝕裂隙、孔洞及巖溶管中，富水性強(qiáng)。

1.5.2地下補(bǔ)、徑、排條件

基巖裂隙中的地下水主要接受大氣降水通過第四系松散含水層及基巖裂隙的垂直入滲補(bǔ)給，補(bǔ)給途徑為面狀滲透補(bǔ)給。碳酸鹽巖含水層中的地下水主要接受大氣降水通過第四系松散含水層及基巖風(fēng)化層的面狀滲透補(bǔ)給和巖溶裂隙的集中補(bǔ)給。第四系松散巖類含水層接受大氣降水的直接入滲補(bǔ)給和下伏含水層的垂向―側(cè)向補(bǔ)給，補(bǔ)給方式受地形地貌條件嚴(yán)格控制。第四系松散含水層中的地下水，在含水層的孔隙中存儲和運(yùn)移。巖溶裂隙―溶洞含水層中的地下水，在巖溶裂隙―管道中集中徑流和存儲；基巖裂隙含水層中的地下水，在基巖裂隙、構(gòu)造裂隙中存儲和運(yùn)移。排入沖溝出口溪溝。

2. 區(qū)域泥石流基本特征

2.1泥石流基本發(fā)育特征

壩盤鎮(zhèn)掛扣村泥石流包含六個獨(dú)立的泥石流，各泥石流溝相距不遠(yuǎn)，其區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性、地層巖性、水文地質(zhì)等環(huán)境地質(zhì)條件類似，但其地形地貌、物源、沖擊能量、堆積形態(tài)等基本特征均不相同，現(xiàn)以一號泥石流為例概述泥石流特征，并隨后分析總結(jié)區(qū)域泥石流的總體特征和局部差異。

一號總體地勢西高東低，相對高差81m，地表水流向?yàn)樽晕飨驏|，主溝長1.1km，主溝溝床縱坡降3°～20°溝的上段為山林，溝內(nèi)谷地主要為農(nóng)田，兩側(cè)主要為林地，山坡較陡。

物源區(qū)的基本特征表現(xiàn)為以沖為主的特征，匯水區(qū)面積約0.58 km2。物源區(qū)總面積約11.7×104 m2，殘留可參與泥石流活動的動儲量約8.0×104 m3，已發(fā)生泥石流的堆積量約5.0×104 m3，堆積物主要物質(zhì)成分為坡面殘坡積物、棄土堆積物以及溪溝兩岸沖洪積物，發(fā)育規(guī)模等級為中型。

在溝的上段沖溝里，經(jīng)過泥石流的沖刷，溝谷中基本上均出露基巖，溝底極少堆積物，僅能從溝兩側(cè)的泥痕判斷有泥石流經(jīng)過；溝的中段堆積物厚度較小，厚0.5～1.0 m，顆粒較細(xì)且均勻；溝的下段堆積物較厚，約1.0～1.5 m，顆粒粒徑差異較大，越往溝出口處顆粒越大。各沖淤段均反映出土石比偏小，且越靠近沖溝上游，粗顆粒比重越大，越向下游，細(xì)顆粒比重越大。而沿途泥石流不斷受阻變緩，速度及沖擊能量逐漸減少，較小的土石顆粒沉積，形成沖積扇。

這主要是由于洪水沖刷，將細(xì)小顆粒（尤其是淺部的浮土）帶走，而將粗顆粒物質(zhì)留于溝道內(nèi)所致。

對區(qū)域不同位置的泥石流發(fā)育特征進(jìn)行統(tǒng)計結(jié)果如表1所示，結(jié)果表明，區(qū)域內(nèi)的泥石流發(fā)育規(guī)模主要為中小型，但在地形地貌和物源特征上不同泥石流存在大小差異，而在堆積區(qū)泥石流的堆積厚度集中在0.5～1.5m之間。

3. 泥石流成因分析

從地形、物源、水源等泥石流發(fā)育的必要條件來看，三號泥石流溝具有較好的形成條件，分述如下：

（1）地形條件：從地形地貌上看，溝內(nèi)流域相對高差大，主溝侵蝕下切強(qiáng)烈，其物源區(qū)以深V形的峽谷地形為主，流動沉積帶以V-U形凹陷為主；由于溝道的垂直傾斜和水流速度快，溝道下切和側(cè)蝕嚴(yán)重，使得兩邊的坡面很容易發(fā)生空中塌陷，從而為淤泥流的形成和補(bǔ)給，為滑坡的啟動創(chuàng)造了勢能條件、匯流條件和物源啟動條件。

（2）物源條件：因溪溝兩側(cè)坡體有多處裸露的土質(zhì)邊坡及松散堆積體，穩(wěn)定性較差，大部分已經(jīng)垮塌，成為本次泥石流的主要物源。

（3）水源條件：本次泥石流是由于持續(xù)強(qiáng)降雨激發(fā)的，歷史調(diào)查結(jié)果表明，僅有小型山洪泥石流周期性在雨季發(fā)生。區(qū)域泥石流溝域面積較大，坡度陡峻，匯水能力較強(qiáng)，在強(qiáng)降雨持續(xù)的情況下，水量較大，水力較強(qiáng)，具備發(fā)生泥石流的基本條件。若連續(xù)暴雨，這條河流有可能發(fā)生大型滑坡。

4. 泥石流活動性分析

根據(jù)現(xiàn)場對泥石流災(zāi)害史的調(diào)查，此次泥石流發(fā)生之前，近20年內(nèi)區(qū)域內(nèi)泥石流未發(fā)生過地質(zhì)災(zāi)害，僅在汛期暴雨期間有少量山洪沖刷出少量碎石土，屬低頻泥石流，季節(jié)性、周期性明顯。近幾年，隨著溝道中的松散塊體的數(shù)量逐年增長，造成了周圍環(huán)境的不良地質(zhì)條件和侵蝕程度的加重，能夠從事泥石流的散粒體的數(shù)量持續(xù)增長。此次滑坡是由于本區(qū)雨季雨量達(dá)到50年一遇的大到暴雨所致。目前，可以參加泥石流的主要有2.5x104 m2的固態(tài)礦床，導(dǎo)致了泥石流的最大下限降水量下降，從而使發(fā)生的次數(shù)增加，形成了一個中等規(guī)模的泥石流。該地區(qū)的泥石流溝屬于強(qiáng)降雨溝谷類，其大小與溝道中的散粒體物質(zhì)源的累積動態(tài)變化以及與引起泥石流的降雨情況有關(guān)，而在溝道中大量堆積的散粒狀固溶物源，在遭遇集中降雨時，常常會出現(xiàn)大規(guī)模的滑坡。

該地區(qū)的淤積物分布在河槽附近，造成河底抬升、河渠狹窄，造成了泥石流的強(qiáng)烈活躍；整體來看，河谷縱坡度較大，尤其是在流動區(qū)域，縱坡度較大，對泥石流的發(fā)生有利；它是一個強(qiáng)抬升區(qū)，具有較強(qiáng)的凹陷性和邊坡性，對泥石流的形成是有利的；雖然大多數(shù)地區(qū)的植物覆蓋率很高，平均覆蓋率在80%，但在河流的中下游邊坡上，第四紀(jì)的坡積相對疏松，并且在溝谷附近分布大量的疏松物質(zhì)；溝岸斜面坡面平均大于40°，呈V字形，為聚集物源、水源、泥石流提供了有利條件。綜合來看，上述各因子都對滑坡的發(fā)生有利。

按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（試行）》中泥石流溝易發(fā)程度的量化評定標(biāo)準(zhǔn)（T/CAGHP 006-2018），將滑坡嚴(yán)重程度、泥沙沿途補(bǔ)給程度、河溝縱坡坡降、溝內(nèi)植被覆蓋狀態(tài)等進(jìn)行綜合打分，并對各分項(xiàng)分值進(jìn)行累計。研究表明，1號和2號泥石流溝的易發(fā)率屬于中度，而3號、4號、5號和6號泥石流溝的易發(fā)率較低。根據(jù)目前的滑坡穩(wěn)定情況和區(qū)域的情況來看，1、2號泥石流溝發(fā)生的概率更大，更頻繁，在大雨的連續(xù)影響下，泥石流溝將產(chǎn)生小型到中型泥石流；3號、4號、5號和6號泥石流溝發(fā)生的概率很小，而且次數(shù)比較少，而且在大雨的連續(xù)影響下，有可能發(fā)生小型泥石流。

5. 結(jié)論

1.壩盤鎮(zhèn)掛扣村泥石流包含六個獨(dú)立的泥石流，區(qū)域內(nèi)的泥石流發(fā)育規(guī)模主要為中小型，但在地形地貌和物源特征上不同泥石流存在大小差異，而在堆積區(qū)泥石流的堆積厚度集中在0.5～1.5m之間。

（2）分析區(qū)域內(nèi)泥石流成因，溝內(nèi)流域相對高差大，斜坡坡度較大，流溝域面積較大，坡度陡峻，匯水能力較強(qiáng)，該地形特征有利于降雨匯水匯流。在溝道的兩邊，有許多裸露的坡面和松軟的堆積物，是此次滑坡的主因，兩邊坡面上的積累物很容易在空中發(fā)生崩塌，從而給泥石流的啟動創(chuàng)造勢能條件、匯流條件和物源啟動條件。

（3）根據(jù)目前松軟物質(zhì)來源的穩(wěn)定狀態(tài)和分布情況，1、2號泥石流溝發(fā)生泥石流的機(jī)率最高。