朱文彩 任明霞

(湖北省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 武漢 430051)

趙河泥石流成因分析

朱文彩 任明霞

(湖北省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 武漢 430051)

通過系統(tǒng)分析地形條件、區(qū)域構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震、堆積物、人類工程活動(dòng)以及氣候條件對(duì)泥石流的影響，揭示了趙河泥石流形成的主導(dǎo)因素和誘發(fā)因素，為泥石流災(zāi)害的防治提供了理論依據(jù)，同時(shí)也為同類地區(qū)泥石流的成因分析提供了參考借鑒。

泥石流，成因，主導(dǎo)因素，誘發(fā)因素

0 引言

泥石流災(zāi)害是山區(qū)較為常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，具有爆發(fā)歷時(shí)短、成災(zāi)速度快以及破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)，在高原冰川區(qū)和半干旱山區(qū)最容易發(fā)生[1]。泥石流的形成必須同時(shí)具備三個(gè)基本條件：地形條件、地質(zhì)條件和氣象水文條件。除上述三個(gè)基本條件外，土壤、植被和人類活動(dòng)等對(duì)泥石流的形成也有一定的影響[2-5]。

趙河泥石流位于鎮(zhèn)平縣二龍鄉(xiāng)趙河上游，地處伏牛山南麓,曾先后兩次突發(fā)大形泥石流，給當(dāng)?shù)卦斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。該泥石流現(xiàn)仍威脅下游近970人生命財(cái)產(chǎn)安全，威脅可預(yù)見直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5 000余萬(wàn)元。因此，對(duì)趙河泥石流成因的分析，對(duì)該泥石流進(jìn)行治理、保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)及公共設(shè)施安全、減輕或避免災(zāi)害損失，有著重要意義。

1 泥石流形成的主導(dǎo)因素

1.1 地形地貌條件

趙河泥石流屬河谷形泥石流，泥石流溝為近南北向展布，整個(gè)流域呈倒喇叭形，流域面積121 km2，相對(duì)高差1 036 m。沿河一帶屬中山、低山丘陵地貌，沿岸山體坡度40°～55°。主河河谷呈復(fù)合形，三岔河(娘娘嶺)以上呈“V”形，下游呈“U”形。三岔河以上，河谷底寬15 m～40 m,三岔河—水泉灣河谷底寬35 m～70 m，水泉灣—二龍段河谷底寬60 m～150 m；河谷坡降大：娘娘嶺段20‰，涼水坪段17‰，水泉灣段13‰，二龍段6‰。趙河上游支溝發(fā)育，多呈“V”字形，支溝坡降為55.5‰～160‰，溝谷坡度25°～55°。

該泥石流溝河谷坡降和山坡坡度都較大，對(duì)降水的匯集提供了有利條件，也為泥石流的暴發(fā)儲(chǔ)備了足夠的勢(shì)能。

1.2 地質(zhì)條件

趙河泥石流流域在河南省構(gòu)造體系中，位于伏?！髣e弧形構(gòu)造帶東部，斷裂構(gòu)造發(fā)育，流域主要斷裂構(gòu)造為朱陽(yáng)關(guān)—夏館—雙槐樹斷裂，泥石流區(qū)位于該斷裂帶北側(cè)。

該斷裂是一條深大斷裂帶，斷裂面走向?yàn)?05°～310°，傾向南西，局部?jī)A向南東，傾角為65°～77°。該斷裂帶分為韌性斷裂帶和在韌性斷裂帶基礎(chǔ)上形成的脆性斷裂帶兩部分。該斷裂對(duì)兩側(cè)的斜坡巖體影響明顯，巖體結(jié)構(gòu)十分破碎，節(jié)理、裂隙異常發(fā)育，分布著大量的殘坡積物。松散的巖體經(jīng)常會(huì)崩塌、滑落，殘坡積物也經(jīng)常會(huì)發(fā)生滑坡，成為趙河泥石流重要的物源條件。

1.3 區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地震

趙河泥石流流域山前地帶，在第四紀(jì)地層中發(fā)育有小規(guī)模褶皺曲和斷裂，在區(qū)域性大斷裂一側(cè)或兩側(cè)，分布有溫度偏高的泉水；在北西西向和北東向斷裂附近，有感地震時(shí)有發(fā)生。泥石流區(qū)位于中南弱地震帶與華北、西南強(qiáng)地震帶之間，受區(qū)域性較大控震構(gòu)造與較小發(fā)震構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)地震呈現(xiàn)出震源淺、震級(jí)小、烈度大、地震活動(dòng)弱等特點(diǎn)。

地震對(duì)巖體結(jié)構(gòu)和斜坡的穩(wěn)定性破壞十分明顯，地震破壞了山體，使山體松動(dòng)、巖層破碎，產(chǎn)生大量崩塌、滑坡，促使溝谷發(fā)生泥石流。

1.4 固體物質(zhì)補(bǔ)給條件

受大地構(gòu)造的影響，沿河岸坡巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理、裂隙十分發(fā)育，加之重力侵蝕和河水長(zhǎng)期側(cè)蝕的作用，崩坡積物直接成為了該泥石流的固體物源。河道上游固體物源如圖1所示。

河道兩岸的斜坡上分布著大量殘坡積物，殘坡積物下面通常為坡度較大的巖層。巖層透水性較差，相對(duì)隔水，在降雨時(shí)間較長(zhǎng)或者雨量較大的情況下，雨水浸潤(rùn)后形成潤(rùn)滑面，加之殘積物飽水容重增加，所以經(jīng)常沿著河岸發(fā)生淺表層滑坡(如圖2所示)，滑坡滑到河岸上或河道中后直接成為泥石流固體物源。

溝岸上分布有大量前期發(fā)生的泥石流的堆積物，這些堆積物不斷地受到地表徑流地沖刷、掏蝕、掀揭作用，從而變得十分松散，極易被湍急的水流帶走，形成泥石流，因此這些堆積物也成為泥石流的重要固體物源，見圖3。

1.5 人類工程活動(dòng)

鎮(zhèn)平縣為了發(fā)展地區(qū)旅游業(yè)，修筑了一條鎮(zhèn)平—北頂?shù)穆糜喂?。在修路過程中將土石棄渣沿溝堆放(見圖4)，成為該泥石流又一固體物質(zhì)補(bǔ)給源。此外，采石采礦、農(nóng)業(yè)耕種、河道挖沙等人類工程活動(dòng)，也加重了該泥石流的險(xiǎn)情。

2 泥石流形成的誘發(fā)因素

降雨量和降雨強(qiáng)度是泥石流暴發(fā)必備的激發(fā)條件[6]。尤其是前期降雨時(shí)間較長(zhǎng)，接著又發(fā)生強(qiáng)降雨或大暴雨，十分容易引起泥石流暴發(fā)。因此，充沛的降雨是泥石流暴發(fā)的關(guān)鍵性誘因。

泥石流區(qū)地處北亞熱帶與南暖溫帶的過渡地帶，屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。區(qū)內(nèi)氣候四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，多年平均氣溫15 ℃左右，多年平均降水量696.8 mm。年內(nèi)降水集中在6月～9月四個(gè)月，占全年降水量的70%。近三年來平均降水量約1 000 mm。年際降水量差別較大，降水日數(shù)97.5 d，暴雨共出現(xiàn)30 d，年平均暴雨日數(shù)4 d～6 d，大暴雨1 d。典形時(shí)段24 h，60 min，10 min的最大降雨量分別為212.2 mm，63.1 mm，23.6 mm。暴雨、大暴雨降水集中階段每小時(shí)平均雨量分別為26.2 mm，55.7 mm。

據(jù)趙河文站的多年實(shí)測(cè)資料可知，趙河年際、年內(nèi)徑流極度不均，最大徑流量為0.15 m3/s，最小徑流量接近斷流。該泥石流區(qū)降水集中，且經(jīng)常發(fā)生暴雨或大暴雨，加之山高坡陡，使得該泥石流區(qū)水文條件呈現(xiàn)出降雨歷時(shí)短、來勢(shì)洶猛，河流水位及徑流量變幅大的特征。

綜上所述,趙河泥石流區(qū)6月份～9月份降雨充沛，為泥石流的暴發(fā)提供了十分有利的條件。而短歷時(shí)的強(qiáng)降雨，引起了較強(qiáng)的徑流沖刷,把河道上游堆積的大量松散固體物質(zhì)挾帶到了溝谷中,形成泥石流。因此，短時(shí)暴雨則直接引發(fā)泥石流。

3 結(jié)論與建議

1)趙河泥石流形成的主要條件是地處陡峭的山谷、具有豐富的松散固體物質(zhì)來源以及充沛的降雨。陡峭的山谷、不良的地質(zhì)條件、豐富的松散固體物質(zhì)、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震、人類活動(dòng)的影響是該泥石流暴發(fā)的主導(dǎo)因素，豐沛并且集中的降雨是該泥石流暴發(fā)的主要誘因。

2)趙河泥石流現(xiàn)處于活躍期，由于固體物質(zhì)儲(chǔ)備量豐富，雨量充沛、降水集中，多暴雨的氣候特點(diǎn)，泥石流可能在主、支溝同時(shí)暴發(fā)。該泥石流一旦暴發(fā)規(guī)模大，危害大，將會(huì)給下游人民造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。建議遵循以防為主，防治結(jié)合的原則，采取以工程措施為主，生物措施與工程措施相結(jié)合的綜合治理方案對(duì)趙河泥石流進(jìn)行治理。

[1] 劉金鵬，高世銘，王得楷,等.甘肅河西地區(qū)泥石流溝分布特征與易發(fā)性評(píng)估研究[J].冰川凍土,2013,35(6):1610-1618.

[2] 陳中學(xué)，汪 稔，胡明鑒,等.云南東川蔣家溝泥石流形成內(nèi)因初探[J].巖土力學(xué),2009(10):3053-3056，3070.

[3] 陳循謙.云南小江流域泥石流成因初步分析[J]．中國(guó)水土保持，1987(4):35-36．

[4] 唐紅梅，陳洪凱，金發(fā)均，等．美姑河流域公路泥石流物源成因[J]．山地學(xué)報(bào)，2005，23(6):714-718．

[5] 鄧曉峰．雅魯藏布江中上游藏曲泥石流成因分析[J]．水土保持通報(bào)，1997，17(3):28-30．

[6] 黃潤(rùn)秋，王士天，張倬元，等．中國(guó)西南地殼淺表層動(dòng)力學(xué)過程與工程環(huán)境效應(yīng)研究[M]．成都：四川大學(xué)出版社，2002.

[7] 楊延昭.四川雅礱江某泥石流溝基本特征及防治措施[J].山西建筑，2014，40(5)：86-88.

Cause analysis of Zhaohe debris flow

Zhu Wencai Ren Mingxia

(TheHydrogeologicandEngineeringGeologicalGroupofHubeiProvince,Wuhan430051，China)

This paper systematically analyzes the influence of steep terrain conditions, the regional structure, neotectonic movement and earthquake, distribution of debris, human engineering activity and climate conditions in debris flow area. The dominant factors inducing Zhaohe debris flow were revealed, providing guidance for the debris flow disaster prevention, as well as reference for the same area debris flow cause analysis.

debris flow, cause, dominant factors, inducing factors

2015-01-15

朱文彩(1979- )，男，工程師； 任明霞(1980- )，女，工程師

1009-6825(2015)09-0061-02

P694

A