陳正峰

（中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610081)

黃河茨哈峽電站位于青海省海南州興?？h與同德縣交界處的茨哈峽峽谷內(nèi)，在電站壩前1km處為多宗隆哇泥石流溝出口。該溝在上世紀(jì)90年代發(fā)生過多次較為大型的泥石流，導(dǎo)致多人和近百頭牲畜的死亡，摧毀公路。研究該溝的特征、活動(dòng)性以及對電站和當(dāng)?shù)鼐用竦娘L(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

多宗隆哇分區(qū)圖

1 泥石流形成的環(huán)境背景

1.1 地形地貌

多宗隆哇位于興?？h中鐵鄉(xiāng)南側(cè)，溝口地理坐標(biāo)為東經(jīng)100°12.307′；北緯35°15.368′，整個(gè)流域總體上西高東低，呈NE向展布。分水嶺最高高程為4 319m，最低高程為與黃河交匯處，高程2 750m。山體雄厚，兩岸沖溝發(fā)育，沖溝多為“V”字形。

1.2 氣象水文

區(qū)內(nèi)氣候具有寒長暑短、四季分明、無霜期短、晝夜溫差大、多風(fēng)少雨和蒸發(fā)量大等特征。屬大陸性半干旱高山草原氣候，其氣象要素隨地勢而變化。年平均氣溫在0.1～1.8℃之間，多年平均為 0.7℃，多年日平均是七月份12.2℃，年平均氣溫為11.6℃，日最高氣溫28.1℃，最低氣溫零下34.4℃。雨季集中在六月至九月份，占年降雨量的80%。

1.3 地層巖性及構(gòu)造

多宗隆洼泥石流流域主要出露有三疊系中統(tǒng)和第四系地層，三疊系中統(tǒng)地層廣泛分布在域內(nèi)，為多為薄～互層狀的細(xì)粉砂巖為主，巖層產(chǎn)狀為343°∠40°。第四系地層分布在多宗隆洼與黃河的交匯處，為上更新統(tǒng)的灰色、黃灰色含亞砂土卵礫石層，頂部為黃土狀亞砂土。

在多宗隆洼流域內(nèi)，巖層傾向北西，傾角范圍在45°～74°，為單斜構(gòu)造。在兩側(cè)分水嶺發(fā)育北東走向的背斜和向斜。區(qū)域內(nèi)發(fā)育一系列的東西走向的正斷層和逆斷層，在多宗隆洼中部，靠近中鐵鄉(xiāng)的位置有兩條較大逆沖斷層通過。

1.4 地震及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)生過多次強(qiáng)震和在地震事件，7.0級以上地震與規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造帶，尤其與塊體或次級塊體主邊界斷裂帶的第四紀(jì)強(qiáng)裂走滑活動(dòng)相關(guān)。其中7.5級以上地震發(fā)生在全新世強(qiáng)烈活動(dòng)的斷裂帶上，如1972年古浪8級地震；1973年阿蘭湖東7.5級，1974年青海達(dá)日南7.75級地震；1990年4月26日塘格木7級地震；6.0～6.5級地震一般發(fā)生在第四紀(jì)活動(dòng)明顯的斷裂上，如1938年天峻西6級地震；1995年扎陵湖6.2級地震；1996年12月19日倒淌河?xùn)|南4.8級地震等影響到研究區(qū)的烈度在Ⅳ度以下。評估區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)水平較弱，無晚更新世以來活動(dòng)斷裂，地殼穩(wěn)定性較好。

1.5 土壤及植被條件

研究區(qū)土壤的形成與發(fā)育受到地形、氣候等自然條件的控制，因此土壤植被的發(fā)育具有明顯的分帶，在海拔4 500m以上的高山區(qū)，寒凍崩解作用十分強(qiáng)烈，形成了凍漠礫原，并發(fā)育有冰沼土，植被較為稀少。在海拔3 800～4 500m的中高山、高山區(qū)，降雨充沛、氣溫稍有回升，發(fā)育著草甸土、厚度變化大，一般限界與 10～100cm。土壤表層為棕色砂壤，以砂草科為主，次為菊科和小灌木。盆地平原發(fā)育著栗鈣土，一般厚度大于1m，以芨芨草、溪草為主。在中高山區(qū)陰坡、半陰坡山麓地帶及山間灘地以草本草甸植被和灌木草甸植物為主。

2 泥石流特征

2.1 歷史災(zāi)情

經(jīng)過對當(dāng)?shù)鼐用竦淖咴L得知，多宗隆哇泥石流溝曾經(jīng)發(fā)生過 4次大規(guī)模的泥石流。已知最早的一次發(fā)生在1958年，一家五口人死亡；第二次發(fā)生在1993年，泥石流發(fā)生時(shí)聲音震耳欲聾，3個(gè)挖蟲草回來的老鄉(xiāng)不幸遇難；第三次發(fā)生在1998年6月的一個(gè)下午，造成100只羊失蹤；第四次發(fā)生在2010年7月份，泥石流導(dǎo)致在建的公路被沖毀，施工單位損失數(shù)百萬元。

2.2 溝谷特征

多宗隆哇流域面積為144.3km2，匯水面積為126.7 km2，溝長2 8570m，平均坡降為54.50‰。其流域沖溝密布，主要的深切沖溝有色樓支溝、多宗隆哇支溝、章達(dá)支溝和果日切支溝，各支溝的坡降在100～150‰。多宗隆哇具有典型的分區(qū)特征，可以分為清水區(qū)、形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)4個(gè)區(qū)（圖1）。

2.3 清水區(qū)特征

受地形的影響呈條帶狀，匯水面積約56.3km2，地形較陡，坡度為40°～55°。植被覆蓋良好，局部地方有基巖出露，水土流失不嚴(yán)重，冬季冰雪覆蓋。溝道較為發(fā)育，最后使流水最后匯入物源區(qū)內(nèi)，這位泥石流的形成提供了必要的條件。

2.4 形成區(qū)特征

由于植被覆蓋在85%以上，為“V”型谷。因此水土流失少，物源零星分布于物源區(qū)內(nèi)。物源主要為河道兩邊的崩坡積物、小型滑坡、細(xì)溝泥石流堆積以及主溝河床溝底的再搬運(yùn)物質(zhì)。通過現(xiàn)場調(diào)查，固體物質(zhì)有55.4×104m3。

2.5 流通區(qū)特征

流通區(qū)沿溝谷分布，總體呈“V”字型。流通區(qū)長近12km，平均坡降為43‰，面積約2.3km2，總體方向?yàn)镹32°E，總體較為順直，局部迂回彎曲，區(qū)內(nèi)卵礫石發(fā)育，局部有漂礫。

2.6 堆積區(qū)特征

流通區(qū)溝谷開闊呈長條形，為典型的“U”型河谷，長約4.1km，面積為約1.2km2。在流通區(qū)與堆積區(qū)交界，溝底寬度由10～20m變?yōu)?0～80m，由于勢能降低大量的物質(zhì)堆積。受多宗隆哇汛期洪水的作用，堆積區(qū)地勢平坦，沒有大型的堆積扇。由于溝道較長，因此歷次的泥石流在堆積區(qū)造成的破壞較小，因此在堆積區(qū)中部可見數(shù)十年的樹木存在。

3 多宗隆哇泥石流風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

風(fēng)險(xiǎn)度是災(zāi)害自然屬性和社會(huì)屬性的結(jié)合,表達(dá)為危險(xiǎn)度和易損度的乘積[1]。該評價(jià)模型得到廣大學(xué)者的認(rèn)同并在泥石流溝風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)中得到了廣泛的應(yīng)用[2]～[5]。因此本文將采用該模型對多宗隆哇泥石流溝進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)。

3.1 危險(xiǎn)度分析

泥石流危險(xiǎn)度是由泥石流危險(xiǎn)因子綜合判定的，這些因子分別為一次泥石流（可能）最大沖出量、泥石流發(fā)生頻率、流域面積、主溝長度、流域最大相對高差、流域切割密度、主溝床彎曲系數(shù)、泥砂補(bǔ)給段長度比、24小時(shí)最大降雨量和人口密度等10個(gè)因素。劉希林教授在其著作中給出了這10個(gè)因子的評判標(biāo)準(zhǔn)，對各因子進(jìn)行評分后得到轉(zhuǎn)換值，然后帶入泥石流危險(xiǎn)度評價(jià)公式：

即可得到多宗隆哇泥石流的危險(xiǎn)度為：0.0.50044。根據(jù)最新單溝泥石流的危險(xiǎn)度分級標(biāo)準(zhǔn)：輕度危險(xiǎn)0

表1 多宗隆哇泥石流危險(xiǎn)度評價(jià)因子

3.2 易損性分析

劉希林教授將泥石流易損度評價(jià)分單溝泥石流易損度評價(jià)和區(qū)域泥石流易損度評價(jià)兩種[6]。其中單溝泥石流易損度評價(jià)著重考慮單溝流域內(nèi)一切人、財(cái)、物的潛在最大損失；區(qū)域泥石流易損度評價(jià)著重于區(qū)域的宏觀整體特征和地域分異規(guī)律，在指標(biāo)的選擇上更考慮指標(biāo)的區(qū)域代表性。本次對多宗隆哇泥石流的研究采用單溝泥石流易損度評價(jià)模型。單溝泥石流易損度評價(jià)總體上分為四個(gè)部分，即物質(zhì)易損度評價(jià)（I）、經(jīng)濟(jì)易損度評價(jià)(E)、環(huán)境易損度評價(jià)(L單)和社會(huì)易損度評價(jià)(V2單)。各項(xiàng)中還包括若干子項(xiàng)，受篇幅限制這里不再累述。根據(jù)單溝泥石流易損度評價(jià)模型, 單溝泥石流的易損度計(jì)算公式為:

式中:V單—單溝泥石流易損度；Fv1—財(cái)產(chǎn)指標(biāo)Vl單(萬元)的轉(zhuǎn)換函數(shù)賦值(0-1)；Fv2單—人口指標(biāo)V2單(人/km2)的轉(zhuǎn)換函數(shù)賦值(0-1)。

通過對中鐵鄉(xiāng)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)等情況的調(diào)研研究，得到了各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)(表2)，將數(shù)據(jù)帶入式（2）～式（5），可得到多宗隆哇泥石流易損度V單=0.49，參照單溝泥石流易損度分級標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際意義表[6]可以看出多宗隆哇泥石流為中度易損，其破壞以綜合損失為主，有一定的人員傷亡。

表2 多宗隆哇易損度評價(jià)指標(biāo)及結(jié)果

3.3 風(fēng)險(xiǎn)性分析

根據(jù)單溝泥石流風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)算公式, 最終得到多宗隆哇泥石流風(fēng)險(xiǎn)度為: R單= H單·V單= 0.50044×0.49=0.245。根據(jù)最新單溝泥石流的風(fēng)險(xiǎn)分級標(biāo)準(zhǔn)：極低風(fēng)險(xiǎn)0

4 結(jié)論與防治建議

1）多宗隆哇流域面積大，匯水面積廣，且其爆發(fā)頻率為12年/次，屬于中頻泥石流。由于中頻泥石流具有間隔周期較長、規(guī)模大破壞嚴(yán)重等特點(diǎn)，將對下游的茨哈峽電站造成嚴(yán)重的影響。

2）泥石流風(fēng)險(xiǎn)性分析結(jié)果顯示，多宗隆哇泥石流危險(xiǎn)度為：0.500 44，具有中度危險(xiǎn)特征，其承災(zāi)體易損度為：0.49，具有中度易損特征。因此，綜合其危險(xiǎn)度和易損度得到多宗隆哇泥石流的風(fēng)險(xiǎn)度為0.24，屬于具有中度風(fēng)險(xiǎn)的泥石流溝, 必須進(jìn)行治理。

3）多宗隆哇泥石流整治工程采用工程措施結(jié)合生態(tài)恢復(fù)的方法，工程設(shè)施主要是攔擋、排導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行整治；生態(tài)恢復(fù)包括合理放牧和草原鼠災(zāi)的控制，防止水土流失。此外更應(yīng)加強(qiáng)當(dāng)?shù)啬撩竦膹?qiáng)泥石流災(zāi)害及避險(xiǎn)的相關(guān)知識(shí)的宣傳，加強(qiáng)泥石流技術(shù)的培訓(xùn)，并在關(guān)鍵地段架設(shè)監(jiān)測設(shè)備等。

[1] 劉希林, 莫多聞. 泥石流風(fēng)險(xiǎn)及溝谷泥石流風(fēng)險(xiǎn)度評價(jià)[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2002, (3): 266～273.

[2] 彭平花, 何政偉, 羅騎龍. 瀑布溝水電站工程區(qū)響水溝泥石流風(fēng)險(xiǎn)性評價(jià)[J]. 甘肅水利水電技術(shù). 2011, (3): 30～32.

[3] 葉浩, 裴麗欣, 劉長禮, 等. 甘肅省天水市羅玉溝泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào), 2008 (4): 17～21.

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[5] 李倩, 黃勇. 新疆天山公路泥石流風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào), 2011, 20 (4): 154～158.

[6] 劉希林, 莫多聞. 泥石流風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[M]. 成都: 四川科技出版社, 2002, 18～26.