■陳榮彥(云南地質(zhì)工程第二勘察院云南昆明650000)
香格里拉縣某鄉(xiāng)鎮(zhèn)泥石流形成條件及成因機制分析
■陳榮彥
(云南地質(zhì)工程第二勘察院云南昆明650000)
泥石流災害是我國主要地質(zhì)災害類型之一,本文以滇西北香格里拉縣西南部某鄉(xiāng)鎮(zhèn)泥石流為例,分析了其形成的條件,找到了該區(qū)集中暴發(fā)泥石流的根本原因,這為該區(qū)域泥石流治理工作提供了治理思路,要從尊重自然規(guī)律的角度出發(fā),以最小的代價產(chǎn)生最大的社會經(jīng)濟效益。
泥石流 形成條件 成因機制防治建議
我國是世界上地質(zhì)災害最嚴重的國家之一,特別是在滇西北地區(qū),地質(zhì)環(huán)境脆弱,山高坡陡,在汛期強降雨的誘發(fā)作用下,以崩滑流為主的突發(fā)性地質(zhì)災害往往群集發(fā)生、危害嚴重。而泥石流是一種全球性的自然災害,是各種自然因素(地質(zhì)、地貌、水文、氣象、植被等因素)和人為因素綜合作用的結果。泥石流因其形成過程復雜、暴發(fā)突然、來勢兇猛、歷時短暫、破壞力強等特點對山區(qū)居民的人身安全和財產(chǎn)安全構成了很大的威脅[1]、[2]。以滇西北某鄉(xiāng)鎮(zhèn)泥石流為例,對泥石流的成因進行分析,有利于區(qū)域地質(zhì)災害防災、減災機制的建立,對維護當?shù)厣鐣?jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
研究區(qū)位于滇西北香格里拉縣西南部某鄉(xiāng)鎮(zhèn),該鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于金沙江左岸,屬金沙江河谷地區(qū)。研究區(qū)屬中溫低緯季風氣候區(qū),因處金沙江大拐彎腹地,孟加拉灣暖流熱量和水汽東移,與滇藏冷空氣相匯合,易產(chǎn)生雨雪,甚至局部出現(xiàn)冰雹等極端天氣。
研究區(qū)泥石流災害同于2014年7月的某天暴發(fā),泥石流暴發(fā)時聲音巨大,流量大,沖毀了溝口的房屋、農(nóng)田、道路等,死亡兩人;幸因當時預警及時,人員撤退迅速,未造成較大的人員傷亡。暴發(fā)泥石流的河流均為金沙江一級支流,流向由南向北或由東向西,流域平面距離相隔僅2~3km。此次泥石流暴發(fā)前,這些河流僅雨季有少量碎石、樹枝沖出或僅水量增大,此次災害嚴重影響了當?shù)亟?jīng)濟社會的持續(xù)健康發(fā)展,給當?shù)氐纳鐣捕ā⒔?jīng)濟發(fā)展帶來了較大安全隱患。
該鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近暴發(fā)泥石流的河流均為常年有水河流,流域面積較大,溝床縱坡降均呈上陡、下緩的趨勢,溝谷中上游多呈“V”型,溝谷岸坡坡度20°~35°,局部達40°以上,而中下游則又以“U”型為主,流域平面形態(tài)為上寬下窄;泥石流松散物源主要包括溝床兩岸滑坡、崩塌、活動性沖溝等地質(zhì)災害體發(fā)育,斜坡上殘坡積覆蓋層厚度較大,溝床內(nèi)松散堆積物豐富;顆粒特征是上游粗、下游細,這說明這些河流具有相同的水動力條件,即水源豐富,水動力條件強大[3],泥石流物源相同或相近。而受威脅的村莊主要位于溝谷中下游段或溝口段,這些區(qū)域地勢平緩,溝床縱坡緩,往往成為泥石流淤積的區(qū)域。
泥石流的形成必須要具備三方面的條件,即物源條件、地形地貌條件和水動力條件[4]。該鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近泥石流形成條件可歸納為以下幾點:
(1)適宜的地形條件。該流域河流主溝坡度較大,上游平均縱坡降可達200‰,局部甚至達300‰以上,形成區(qū)溝谷兩岸陡峭,溝谷狹窄,而堆積區(qū)則溝谷縱坡變緩,且寬度變大,這種地形利于水源匯集,為泥石流的形成以及流通堆積提供了適宜的地形條件;
(2)有豐富的松散固體堆積物源條件(包括滑坡、崩塌、坡面侵蝕物和溝床堆積物)。溝谷區(qū)域出露地層主要為寒武系下統(tǒng)塔城組、隴巴組變質(zhì)巖,主要巖性為絹云微晶片巖、絹云石英微晶片巖,工作區(qū)附近出露的斷層有拖頂~開文斷裂、陽山斷裂、核桃坪斷裂、老虎房牛棚斷裂、吉沙斷裂等,在斷層切割作用下,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,裸露基巖易風化破碎;松散的巖體在陡峭的斜坡上易形成崩塌、滑坡等地質(zhì)災害;加之某些溝段岸坡上殘坡積層覆蓋層厚度大,也易產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災害;除地質(zhì)災害為泥石流形成提供了豐富的物源外,坡面侵蝕、溝床堆積物也為泥石流的形成提供了豐富的物源;
(3)充足的水源條件。2014年7月9日為連陰雨天氣,到9日傍晚突降暴雨,暴雨持續(xù)時間約2小時,降雨量多年未見,降雨強度超過50a一遇,到10日凌晨,泥石流暴發(fā)。說明暴雨為泥石流暴發(fā)提供了充足的水源條件。
(4)人類工程活動的影響。金沙江沿岸一直都是人類聚居的區(qū)域,人類工程活動主要包括房屋建筑、道路切坡修建,農(nóng)田開墾、種植,溝谷內(nèi)小型水利工程的建設等,這些活動不可避免的破壞自然環(huán)境,擠占河道,甚者在泥石流中上游的斜坡上居住、生活,毀壞植被,斜坡上的松散土層及人類活動引起的邊坡失穩(wěn)等為河谷提供了豐富的松散物源,加快或促進了泥石流災害的形成與發(fā)展。
滇西北是我國泥石流災害集中發(fā)育的區(qū)域之一,具有逢溝必成流的特點。形成嚴重泥石流災害的根本原因可歸納為以下幾點:
4.1構造因素
該區(qū)域位于青藏高原南東緣,橫斷山脈中段,屬布倫~石鼓褶斷束與中甸褶斷束的交界處,構造斷裂、褶皺發(fā)育,發(fā)育秋多~魯?shù)閿嗔?、拖頂~開文斷裂、中甸斷裂等幾條深大斷裂,斷裂兩側地殼差異性升降運動十分強烈;在深大斷裂兩側發(fā)育多條次級斷裂,包括啟別~長腳寨斷裂、核桃坪斷裂、吉沙斷裂等,斷層密度高,斷裂的長期影響加之歷史上巖漿活動的侵入影響,使地層巖性破碎松散,風化層厚度大。由于活動斷裂的存在,地形升降運動的影響,使地質(zhì)災害能夠長期保持強勢。
4.2氣候因素
該區(qū)域?qū)賮啛釒?、溫帶、寒溫帶山地季風氣候,干、雨季分明,立體氣候明顯,真正是“一山有四季,十里不同天”。該區(qū)域每年夏季,河谷炎熱,隨地形增高逐漸溫涼;每年冬季,河谷溫暖,高山寒冷,冰封雪蓋。每年6~10月為雨季,11月至次年5月為干季。雨水集中、多單點暴雨的氣候條件,更利于地質(zhì)災害積蓄能量,提供充足水源,從而導致災害集中暴發(fā)。
4.3地層因素
該區(qū)域主要出露寒武系下統(tǒng)隴巴組、塔城組片巖及二疊系上統(tǒng)玄武巖、火山角礫巖,因風化層較厚,加之地形坡度陡,易在溝谷岸坡上產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災害,為泥石流的形成提供了豐富的固體松散物。
泥石流防治措施從大的方面可劃分為避讓搬遷、工程治理、生物工程和群測群防等[3],從該區(qū)域泥石流的暴發(fā)規(guī)模、危害程度等方面看,單純采取群測群防措施已不能滿足泥石流的防治要求,必須采取工程治理措施進行綜合防治。
泥石流工程治理措施常用的有控制水源的治水工程、控制松散固體物源的治土工程、排導工程、停淤工程等,根據(jù)本區(qū)域泥石流特點、危脅對象與溝域特點,應當尊重自然規(guī)律,采用“攔+排”的工程治理措施,因溝谷上游縱坡降大、溝谷狹窄、交通條件較差,采取大規(guī)模攔擋措施困難,僅能通過少量的攔擋工程措施,降低溝床縱坡降,減小泥石流勢能,提高其侵蝕基準面;而下游段則應采用排導的工程措施,將泥石流物質(zhì)排至金沙江,利用大自然的力量將泥石流排至流域之外。而在人類活動影響大,流域植被覆蓋差的區(qū)域上,則應盡快植樹造林,恢復植被,以達到保水固土、減少物源供給的作用。
(1)本文以香格里拉縣西南部某鄉(xiāng)鎮(zhèn)泥石流災害為例,該鄉(xiāng)鎮(zhèn)泥石流災害在時間、地點上均呈集中暴發(fā)的特點,其形成的主要條件是有利的地形、豐富的松散固體物源、充足的水源及人類工程活動的影響。
(2)泥石流災害集中暴發(fā)的原因歸根結底是區(qū)域構造復雜、活動斷裂活動導致地形升降運動而使災害長期保持強勢;該區(qū)氣候干濕分明、雨量集中、多單點暴雨;出露地層易風化破碎形成崩滑災害。
(3)泥石流災害防治時應盡可能考慮自然規(guī)律,順應其發(fā)展規(guī)律,建議采用“少量攔擋工程+排導”的綜合治理方案,并結合植物工程措施。
[1]唐邦興.中國泥石流 [M].北京:商務印書館,2000:15~16.
[2]劉士偉,喻邦江,王小群.德昌縣角半溝泥石流發(fā)育特征及臨界雨量研究 [J].地質(zhì)災害與環(huán)境保護,2015,26(3):1~5.
[3]趙玉林,葉曉華,唐晟.汶川縣福堂溝泥石流成因及防治建議 [J].地質(zhì)災害與環(huán)境保護,2015,26(3):17~21.
[4]門玉明,王勇智,郝建斌,李尋昌.地質(zhì)災害治理工程設計 [M].北京,冶金工業(yè)出版社,2011.
[作者簡介]陳榮彥(1982~),女,碩士,研究方向為地質(zhì)災害防治與設計。
P642.23[文獻碼]B
1000~405X(2016)~4~140~2
孟瑋(1985~),女,碩士,工程師,畢業(yè)于中國石油大學(華東),研究方向為地質(zhì)勘查。