王付軍，左正金

(河南省地礦局第五地質勘查院，河南鄭州450001)

該河道位于河南省泌陽縣銅山鄉(xiāng)白云山風景旅游景區(qū)內，歷史上多次發(fā)生，尤其是2002年6月22日暴雨造成該溝暴發(fā)泥石流，沖毀耕地300畝、損壞房屋900間。目前，該河道仍有發(fā)生泥石流的可能，威脅6個村組居民共161戶、525人的生命及1800萬元的財產。因此，需對該泥石流溝形成條件、發(fā)育特征及成因機制進行分析研究，以便采取相應的防治措施。

1 泥石流形成條件

1.1 地形地貌條件

石頭河溝道屬于低山區(qū)，流域面積13.41 km2，地勢北高南低，北部最高處高程983m，出口處約220m，絕對高差763m。主溝長5.74 km，平均縱坡降129.44‰。流域內溝谷上游窄、中游稍寬，下游較窄，形成不規(guī)則的簸箕狀。受構造侵蝕及風化剝蝕等地質作用，沖溝較多且切割較深，一般切割深度為100～300m，支溝谷坡較陡，坡度約13°～30°。植被覆蓋率約30%～50%，主要分布松木、楊樹、柏樹、櫟木及草等喬灌木。

1.2 物源條件

區(qū)內泥石流主要具有坡面侵蝕、斜坡崩滑堆積物及溝床沖侵蝕等，這些均為泥石流爆發(fā)提供了物質基礎。主要物質來源如下:

1.2.1 巖體破碎與崩滑

該區(qū)基巖為新元古界二長花崗巖，受白云山斷裂影響，形成了多組節(jié)理，縱橫交錯的節(jié)理把巖石切割成大小不等形態(tài)各異的塊體，破壞了巖體的完整性，致使風化較強。目前，風化層厚度一般約0.5～2.0m，最大處大于10m;山體斜坡上堆積的諸多塊石;溝谷的中上游山坡腳尚有數(shù)處風化崩解與小型滑坡形成的堆積物。

1.2.2 殘坡積物失穩(wěn)

山體中下部沉積有1.0～5.0m的殘坡積物，其巖性為碎石類土，該類土體在自然狀態(tài)下抗剪強度較高，遇水后抗剪強度迅速變小。另外，在山體坡腳處多因人類工程活動影響形成陡坎，陡坎高度3～5m，改變了原始斜坡地貌和工程地質條件，造成斜坡失穩(wěn)，形成松散堆積體坍塌，為泥石流提供充足物源;

1.2.3 斜坡侵蝕

居民在山體斜坡上開荒耕種，植被破壞嚴重，在降水作用下發(fā)生雨滴濺蝕和面流侵蝕造成部分區(qū)段水土流失嚴重。

1.2.4 溝道沖積松散洪積物側蝕或侵蝕再搬運

該區(qū)溝道兩側在歷史時期沉積有沖、洪積物質，厚度不等，一般1.0～3.0m，最大厚度約5.0m，這些物質在強降水下產生高速度的洪水徑流沖刷，引起溝道松散物質啟動搬運為泥石流提供物源。

經計算，可參與泥石流活動的動儲量為68.2×104m3。

1.3 水動力條件

工作區(qū)位于河南省降水中心地區(qū)，泌陽縣多年平均降水量890.5 mm。降水主要集中于雨夏季，6—9月份降水量占全年的64.3%左右。實測最大年降水量為1440.8 mm，24小時最大降水量373.3 mm，6小時最大降水量199.9 mm，小時最大降水量116.4 mm，10分鐘最大降水量32.5 mm，豐富的降雨量為泥石流形成提供充足的水源。另外，強降雨對山體坡面造成強大濺蝕沖刷作用，同時，因溝道較陡，強降水易導致徑流加快，為泥石流形成提供巨大的動能。

2 泥石流發(fā)育特征

2.1 歷史活動特征

據(jù)當?shù)鼐用窠榻B，該溝于2002年6月22日，泥石流發(fā)生前連續(xù)出現(xiàn)連續(xù)降雨，強大的洪水引發(fā)山體滑坡，滑坡體參與洪水形成更大的洪峰流量，侵蝕沖刷溝道松散物質啟動發(fā)生規(guī)模較大的泥石流，泥石流災害造成耕地和房屋損壞，幸無人員傷亡。但造成600人無家可歸。據(jù)訪問，歷史上該溝曾于1955年、1975年、1984年發(fā)生規(guī)模不等的泥石流災害。

2.2 泥石流堆積特征

該溝進入下游因地勢變緩，在泥石流活動前期以流通側蝕為主，到后期即出現(xiàn)堆積，溝口則出現(xiàn)堆積扇。堆積體密實，顆?；祀s，受降雨影響后期改造嚴重。從現(xiàn)場調查與探槽揭露分析，堆積扇從溝口至前緣及扇形中軸向兩翼呈規(guī)律變化，即顆粒從塊石夾碎石土過度到砂礫土。堆積物中有樹根夾雜其中，分選性不明顯。塊石為花崗巖，直徑0.2～0.5m，個別達0.6m，含量約占60%。

2.3 泥石流活動特征

從該溝泥石流物源分布和溝道特征及泥石流形成分析，泥石流形成于流域中上游，主要支溝有7條。高程介于275～983m之間，高差708m，縱比降113‰左右。受風化及構造裂隙影響，兩側溝壁巖體較破碎，大量松散固體物質堆積在溝谷兩側山坡上和溝道內，為泥石流的形成提供了有利條件;流通區(qū)則分布在中下游，高程在240～275m之間，相對高差35m。該溝段長約1.5 km，平均縱坡23‰，溝兩岸岸坡陡峻，溝谷呈“U”型，溝道比較順直，寬度40～100m，有利于泥石流體的流通;堆積區(qū)在下游至溝口一帶，高程200～240m，相對高差40m，溝段長約4.89 km，平均縱坡9‰，平均堆積厚度3.82m。該段地形相對寬緩，為泥石流堆積區(qū)。

3 泥石流溝類型

3.1 泥石流暴發(fā)頻率

通過對當?shù)厝说脑L問，該溝自建國以來出現(xiàn)4次規(guī)模不等的泥石流，按《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》(D/T 0220－2006)評判屬于低頻泥石流。

3.2 泥石流規(guī)模

根據(jù)調查訪問與計算驗證，2002年該溝發(fā)生泥石流的一次堆積總量約10.28×104m3，屬于中型泥石流。

3.3 泥石流流體容重與流速

根據(jù)調查試驗和依據(jù)《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》附錄G表2按量化評分值，該溝泥石流容重為1.56 t/m3。

4 泥石流溝成因分析

流域內地形陡峻，高差大，巖體裂隙發(fā)育，為崩塌提供有利條件;流域面積較大，降水量充足，溝床縱坡大，為泥石流形成提供了有利的匯水條件和勢能條件;人工削坡改變土體平衡狀態(tài)，為坡體提供了滑動空間;溝谷斜坡及溝道內儲存豐富的松散物源。因此，在連續(xù)降雨條件下，斜坡巖土體飽度逐漸增加，力學強度逐漸降低;隨著降雨繼續(xù)及雨強加大，斜坡徑流深度增加及徑流加快，水流蓋層使得土體內部產生孔壓并短時間內無法正常消散，致使土顆粒間聯(lián)結力弱化，淺表層土顆粒開始會因浮力與重力相當而發(fā)生懸浮并在沖刷拖拽侵蝕力作用下游離母體;隨著降雨繼續(xù)，降雨入滲補給地下水量增大，巖土體處于飽和或過飽和狀態(tài)，此時不僅自重增加，力學強度降至最低值，而且孔隙水壓力繼續(xù)加大，土體內部因孔隙水壓力急劇上升而造成土體平衡力失衡而發(fā)生滑坡，而巖體則因平衡條件破壞發(fā)生崩塌，崩滑體沖入溝道參與洪水形成泥石流。急速進入溝道的崩滑物對溝道堆積物造成巨大沖擊，在沖擊晃動溝中砂礫土之時，還會在瞬時升高飽和土體孔壓，造成溝道堆積砂礫土松動懸浮與溝道強大洪水摻混形成泥石流體。另外河道的堆積物在強降雨造成的快速洪流侵蝕沖刷作用下，淺層物質逐層啟動直至揭底亦會形成泥石流。

5 泥石流易發(fā)程度分析與評價

根據(jù)《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》附錄G“泥石流溝的數(shù)量化綜合評判及易發(fā)程度等級標準”的指標有“崩塌、滑坡及水土流失(自然和人為的)嚴重程度、泥沙沿程補給長度比、溝口泥石流堆積活動、河溝縱坡、區(qū)域構造影響程度、區(qū)域構造影響程度、流域植被覆蓋率、河溝近期一次變幅、巖性影響、沿溝松散物貯量、溝岸山坡坡度、產沙區(qū)溝槽橫斷面、產沙區(qū)松散物平均厚度、流域面積、流域相對高差、河溝堵塞程度等15項指標。進行分析，確定分值，最終得出綜合評分值為81，屬輕度易發(fā)。

根據(jù)前述泥石流形成特征的分析，該區(qū)暴雨中心區(qū)域，降雨量大，且24 h、6 h及1 h雨量均較大，加之流域內松散固體物源豐富，在特殊降雨年份，仍會發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災害。

6 結語

該河谷松散物質在長期降雨作用下，巖土體逐漸達到飽和甚至過飽和狀態(tài)，自重增加、孔隙水壓力增大，力學強度降低，誘發(fā)山體發(fā)生崩滑參與洪水形成泥石流;而河道的堆積物在強降雨作用下，受快速洪流侵蝕沖刷引起淺層物質逐層啟動直至揭底或在崩滑物沖進溝道誘發(fā)形成泥石流。

肖莊2002年發(fā)生的泥石流災害屬于大型，易發(fā)程度為輕度易發(fā)。

從地形地貌、物源及降雨特征分析，該河溝仍會發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災害，對下游居民生存條件造成威脅。

介于該河道泥石流災害發(fā)生時威脅人數(shù)眾多，財產損失較大，需修建排導工程和生物工程，減少松散物質啟動因素，疏導降雨洪水排放通道，使泥石流災害損失降到最低，促進旅游景區(qū)健康發(fā)展。

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