智晶子，王運生，韓麗芳，徐鴻彪

(成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室，四川 成都 610059)

四川省都江堰龍池甘溝泥石流特征及危險性分析

智晶子，王運生，韓麗芳，徐鴻彪

(成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室，四川 成都 610059)

甘溝位于都江堰市龍池鄉(xiāng)，5.12地震使溝內(nèi)增加了大量松散物源。2008年9月甘溝發(fā)生泥石流，溝口的個別居民點被摧毀;因溝內(nèi)物源未被全部帶走，溝口的公路及居民點仍受泥石流的威脅。本文采用單溝泥石流危險性評價方法，結(jié)合現(xiàn)場勘察，對甘溝泥石流形成條件、類型、發(fā)育特點、危險性進行分析，結(jié)果顯示該溝屬于中型、低頻、中等易發(fā)、溝谷型泥石流，對溝口公路影響大，對紫坪鋪庫區(qū)僅為淤積。

甘溝泥石流;泥石流危險性評價;工程效應(yīng);四川省都江堰

0 引言

在汶川地震前甘溝小流域植被茂密，泥石流不發(fā)育。汶川地震中甘溝內(nèi)中央斷裂強烈活動并觸發(fā)形成了大量崩塌和滑坡地震次生災(zāi)害［1］，同年9月發(fā)生泥石流。泥石流災(zāi)害后，溝內(nèi)仍有大量未被泥石流帶走的松散堆積物，泥石流物源豐富;溝源與溝口相對高差較大，溝谷通暢順直，仍有形成泥石流的可能性，對溝口的臨時居民點和鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，以及下游紫平鋪水利樞紐工程(距離約6km)均存在威脅，因此甘溝泥石流危險性分析有著十分重要的意義。

1 泥石流的形成條件

1.1 地形地貌

甘溝溝長2.5km，相對高差790m，縱坡降316‰泥石流源頭海拔2518m，溝口高程850m，相對高差1668m，主溝長 4.76km，縱坡降 350‰，流域面積約8.32km2(圖1)。甘溝泥石流發(fā)育四條支溝，1號支;2號支溝長1.3km，相對高差700m，縱坡降538‰;3號支溝長2km，相對高差560m，縱坡降280‰;4號支溝長1.35km，相對高差240m，縱坡降178‰。主溝溝谷呈“V”字型，最寬處約10m，分為匯水-物源區(qū)、流通堆積區(qū)、堆積區(qū);溝谷兩側(cè)山體坡度30°～50°，較陡;植被覆蓋率達到50% ～60%(圖2)。主溝匯水-物源區(qū)坡降較大，物源豐富(照片1);流通堆積區(qū)坡降較緩，有部分物質(zhì)堆積(照片2);堆積區(qū)坡降緩，在溝口形成堆積扇，便于堆積。

1.2 水源條件

流域?qū)儆趤啛釒駶櫄夂騾^(qū)，年平均氣溫15.7℃;當(dāng)?shù)亟涤攴植疾痪鶆?，雨量多集中?～9月，約占全年60% ～80%，多年平均降雨量800～900mm，日最大降雨量80～100mm。降雨對甘溝泥石流的發(fā)生提供了強大的啟動條件。甘溝水系簡單，降雨多以地表徑流的形式流入溝內(nèi)，水量較豐富。因此，甘溝一年四季水流不斷，雨季溝內(nèi)水量較大，暴雨時可能形成的洪流，為泥石流的發(fā)生提供有利水源條件。

1.3 物源條件

都江堰市龍池鄉(xiāng)距離5.12地震震源汶川直線距離約45km，為重災(zāi)區(qū)之一。由于強烈的同震效應(yīng)，甘溝沿溝谷兩側(cè)的坡體多數(shù)失穩(wěn)，形成多個崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害。崩滑堆積物均集中于溝谷地帶，在水流沖刷下其前緣發(fā)生垮塌以及強暴雨作用下坡面侵蝕，為泥石流提供了大量固體物源［2-3］。粒徑較小的碎石會在溝水沖刷作用下產(chǎn)生逐步垮塌后退現(xiàn)象;粒徑較大的則會在雨季漲水期被沖垮攜帶下來［4］。因此，甘溝的松散物源以地震觸發(fā)的崩塌、滑坡堆積物為主，底部還含有少量早期堆積的洪積物。根據(jù)現(xiàn)場勘查測量，甘溝物源堆積量為136.02×104m3，不穩(wěn)定物源方量為29.25×104m3(表1)。

2 泥石流危險性分析及工程效應(yīng)

本文分別采用易發(fā)程度和泥石流危險度來對甘溝泥石流的危險性進行判斷。

圖1 甘溝流域特征及物源分布圖Fig.1 Drainage area features and material sources distribution map of Gangou debris flow

照片1 甘溝物源區(qū)Photo 1 Material sources area of Gangou valley

照片2 甘溝流通堆積區(qū)Photo 2 Accumulation area of Gangou valley

圖2 甘溝主溝縱坡降分區(qū)圖Fig.2 Longitudinal Section of Gangou Valley

2.1 易發(fā)程度評價

泥石流形成的基本條件是有利的地形、豐富的松散固體物質(zhì)和充足的水源。因此圍繞地形、松散堆積物質(zhì)、水源三個主要方面，根據(jù)流域內(nèi)泥石流活動條件的諸多因素，選擇有代表性的15項因素進行數(shù)量化處理，來界定泥石流溝和對泥石流溝易發(fā)程度進行評價［5］。

表1 物源區(qū)堆積體特征一覽表Table 1 Accumulation features of material sources area

按照泥石流易發(fā)程度評價，對甘溝天然狀況下諸因素打分進行綜合評價，其評分值參見表2，綜合評分值為89，屬于中等易發(fā)。

2.2 危險性指數(shù)評價

采用單溝泥石流危險度評價方法。單溝泥石流危險度評價方法采用7個評價因子，除主要內(nèi)在因子泥石流規(guī)模m和發(fā)生頻率f外，其它次要環(huán)境因子分別是流域面積s1、主溝長度s2、流域相對高差 s3、流域切割密度s6和不穩(wěn)定溝床比例s9［6］。這 5 個次要因子可從流域地形圖上較準確地獲取。次要因子是采用雙系列關(guān)聯(lián)度分析方法篩選的(表3)。單溝泥石流危險度計算公式為:

式中 M、F、S1、S2、S3、S6、S9分別為 m、f、s1、s2、s3、s6、s9的轉(zhuǎn)化值。

甘溝泥石流的危險度為 H為0.49，按照分級標準:極低危險(0＜H＜0.2)、低度危險(0.2＜H＜0.4)、中度危險(0.4＜H＜0.6)、高度危險(0.6＜H＜0.8)、極高危險(0.8＜H＜1)，可知甘溝屬于中度危險的泥石流溝，與實地調(diào)查甘溝泥石流的定性結(jié)果吻合。

表2 甘溝泥石流易發(fā)程度評判表Table 2 Evaluation of easy occur degree of Gangou debris flow

表3 危險度評價因子和轉(zhuǎn)換函數(shù)及其轉(zhuǎn)換值Table 3 Evaluation factors of risk degree，and their transferring functions and conversion values

2.3 對龍溪河輸沙量分析

甘溝泥石流為中等規(guī)模、低頻泥石流溝，因5.12地震，破壞原有的坡體穩(wěn)定條件，產(chǎn)生大量松散物源，加上水的作用，導(dǎo)致泥石流發(fā)生。通過計算，可見甘溝10年一遇、20年一遇的泥石流水動力攜帶的固體物質(zhì)顆粒的能力不是很強，50年、100年一遇的泥石流攜帶固體物質(zhì)能力較強［7-9］。甘溝泥石流流通堆積區(qū)、堆積區(qū)地勢開闊平坦，僅有少部分進入龍溪河，對龍溪河輸沙量較小。10年一遇、20年一遇、50年、100年一遇的入河系數(shù)分別取 0.2、0.2、0.3、0.4(表4)。因此對岷江上鋪庫區(qū)不會造成大的影響，僅表現(xiàn)為庫區(qū)少量淤積，發(fā)生堵江危害的可能性小。

表4 甘溝泥石流輸砂量Table 4 The sediment discharge of debris flow in Gangou valley

2.4 泥石流對下游居民及建筑影響

甘溝泥石流堆積區(qū)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路和居民點，鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路是當(dāng)?shù)鼐用窈屯饨缃涣鞯谋亟?jīng)之路，2008年發(fā)生泥石流暫時性堵塞公路;溝口的居民點也曾遭到泥石流的危害?，F(xiàn)在的居民臨時安置點已經(jīng)搬遷到較高位置，受泥石流的影響相對較小。

3 結(jié)論

(1)流域面積中等，縱坡降較大，匯水-物源區(qū)面積較大，縱坡降大，堆積區(qū)、流通堆積區(qū)面積小，坡度平緩;

(2)處于構(gòu)造不穩(wěn)定區(qū)域，泥石流的發(fā)生受到構(gòu)造條件的控制;

(3)物源豐富，不穩(wěn)定物源較少，物源類型以地震觸發(fā)的崩塌、滑坡以及溝底早期的洪積物為主;

(4)對龍溪河的輸沙量較少，最終進入岷江的泥砂量更少，對岷江上的紫平鋪庫區(qū)僅表現(xiàn)為少量淤積，影響很小;

(5)甘溝泥石流中等易發(fā)，危險性中等，由于溝內(nèi)物源豐富，在暴雨條件下，仍有發(fā)生泥石流的可能性;

(6)甘溝泥石流危害最為直接的是堆積區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路。

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Risk analysis and features of Gangou’debris flow，in Longchi，Dujiangyan of Sichuan Province

ZHI Jing-zi，WANG Yun-sheng，HAN Li-fang，XU Hong-biao
(State Key Laboratory of Geological Hazards Prevention，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China)

Gangou debris flow is located in Longchi，Dujiangyan，Sichuan province.The loose material sources was sharply increasing in valley after the May.12 earthquake.In september 2008，Gangou’s debris flow occurred，roads and settlements were threatened.The paper combines image explanation of remote sensing with spot field investigation to analyze the formative conditions，types，fatalness of the debris flow.In connection with the occurred characteristics of debris flow，the engineering effects are analyzed.The results showed that Gangou’s debris flow is a medium-size，low frequency，medium easy-happening，which threat the road nearly Gangou and only a little of silt at the Zipingpu Reservoir.

Gangou debris flow;risk assessment of debris flow;engineering effect;Dujiangyan of Sichuan Province

1003-8035(2010)04-0052-05

P642.23

A

2010-07-09;

2010-09-25

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃課題“強震作用下斜坡失穩(wěn)破壞機理及分布規(guī)律(2008CB425801)

智晶子(1985-)，女，新疆石河子人，碩士，從事地質(zhì)工程研究。

E-mail:houniaoyinanfei@hotmail.com