(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心云南總隊(duì) 云南 昆明 650000；2.云南國土資源職業(yè)學(xué)院 云南 昆明 650000)

云南省永仁縣永興鄉(xiāng)那軟村丙令一組水井灣溝泥石流地質(zhì)特征分析

周濤1鄧鐘敏2

(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心云南總隊(duì)云南昆明650000；2.云南國土資源職業(yè)學(xué)院云南昆明650000)

云南省永仁縣永興鄉(xiāng)那軟村丙令一組水井灣溝在2015年6月21日突發(fā)泥石流，造成居民房屋、飲水管道、涵洞、鄉(xiāng)村道路及設(shè)施受損，并損毀果樹及耕地，直接經(jīng)濟(jì)損失約60萬元。本文結(jié)合野外項(xiàng)目，綜合調(diào)查研究了水井灣溝氣候，水文，地形地貌，地層巖性，地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域地殼穩(wěn)定性，水文地質(zhì)特征各種地質(zhì)環(huán)境因素，并總結(jié)了泥石流的地質(zhì)特征。

水井灣溝泥石流;地質(zhì)特征

一、概況

泥石流是在重力作用下,由砂粒石塊和水等組成的固液混合物,是一種發(fā)生于山區(qū)的復(fù)雜的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。[1]我國有廣泛的山區(qū)分布,且山區(qū)有較多的斜坡,極易出現(xiàn)泥石流災(zāi)害,泥石流具有較大的破壞力,常對(duì)民房、耕地、道路等造成損害,嚴(yán)重情況下甚至?xí)＜熬用裆踩?因此,需加大泥石流的治理力度,而有效性的治理措施應(yīng)該具有針對(duì)性,需在明確泥石流特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行。[2]

永仁縣是云南省楚雄彝族自治州下轄縣，是楚雄州彝族最多的山區(qū)縣，永興鄉(xiāng)地處永仁縣北部，北面隔金枝花市相臨，那軟村丙令一組水井灣溝位于沙江與四川省攀永興鄉(xiāng)以西，水井灣溝屬金沙江右岸支流永興河中下游右岸支溝。

水井灣溝為斜坡區(qū)沖溝，主溝長約1.6km，徑流面積1.41km2，溝谷呈樹枝狀發(fā)育，切割較淺，流域內(nèi)最高點(diǎn)位于北東部山頂，海拔1771m，最低點(diǎn)為溝谷與永興河交匯處，海拔約1284m，最大相對(duì)高差485m。

該溝谷在2015年6月21日區(qū)內(nèi)普降大暴雨，暴發(fā)泥石流，歷時(shí)約20分，泥石流造成居民房屋、飲水管道、涵洞、鄉(xiāng)村道路及設(shè)施受損，并損毀果樹及耕地，直接經(jīng)濟(jì)損失約60萬元，根據(jù)勘查，溝谷中上游形成區(qū)仍有大量的松散碎屑物堆積。

二、地質(zhì)環(huán)境概述

1.氣象

據(jù)全縣水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果表明，山區(qū)降雨多于壩區(qū)，海拔每升高100m，降雨量增加25～40mm，區(qū)內(nèi)年蒸發(fā)量高達(dá)3733mm，相對(duì)濕度53%。

本區(qū)歷年最大日降雨量、最大10min降雨量見表1；多年平均月降雨量見表2。

表1 歷年最大日降雨量表(永仁縣城氣象站)

注：*為泥石流暴發(fā)時(shí)間

表2 1980—2015年永仁縣多年月平均降雨量表(降雨量單位：mm)

2.水文

水井灣溝泥石流位于金沙江次級(jí)小支流永興河右岸(見圖1)，僅有季節(jié)性洪水。源于北東部山脈，雨季降水匯集于溝谷內(nèi)，由北東向南西徑流，通過村莊后轉(zhuǎn)向西徑流，小角度交于永興河。

3.地形地貌

永仁縣地處滇中高原北緣，地勢西北高，東南低。永興鄉(xiāng)地處永仁縣北部，位于金沙東南岸，山高坡陡，地形切割強(qiáng)烈，為深切割高中山地貌類型。

水井灣溝交匯永興河部位河床寬闊，屬河流侵蝕地貌，兩岸斷續(xù)分布有一級(jí)階地，高于河床2-5m，階面寬10-40m，坡度3-5°，現(xiàn)為水田及菜地；高程1325-1360m，地該段溝谷縱坡120-140‰，總體上縱坡較緩，溝道彎曲，上次泥石流暴發(fā)時(shí)，泥石流固體物質(zhì)在村莊下方轉(zhuǎn)彎處堵塞溝道而淤高，直接沖毀部分臨溝房屋建筑。

區(qū)內(nèi)村莊后緣斜坡逐漸變陡，坡腳區(qū)域地形坡度15-25°，高程1360-1550m，主要分布崩坡積層中，溝谷切割深3-20m，兩岸坡度30-50°，局部陡立，受洪水侵蝕影響，全段均有岸坡失穩(wěn)現(xiàn)象。

地形向山頂逐漸變陡，坡度達(dá)40-50°，區(qū)內(nèi)植被覆蓋一般，基巖裸露，崩塌掉塊及滾石多見。該區(qū)內(nèi)小型沖溝較發(fā)育，溝底及溝岸多見基巖出露，沖溝切割淺。

4.地層巖性

區(qū)內(nèi)出露地層及特征如下：

(1)第四系(Q)

根據(jù)調(diào)查，水井灣溝中下游堆積區(qū)淺表為泥石流堆積層(Q4set)，其下部及永興河河谷有第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)堆積，溝谷兩岸及丙令村后側(cè)的緩坡上分布有大量的崩坡積層，其特征如下：

1、泥石流堆積層

泥石流堆積層(Q4set)：主要分布于水井灣溝0+150m-0+300m段泥石流堆積區(qū)，為2015年6月21日泥石流堆積物，成分主要為塊石、碎石、角礫及砂土混雜堆積，有少量粘性土細(xì)顆粒充填，松散，無分選，磨圓度差，呈棱角狀，碎塊石成分主要為細(xì)粒石英砂巖，一般粒徑0.2-0.8m，層厚0.5-1.3m，堆積區(qū)頂部達(dá)2.0m左右。

2、沖洪積層

沖洪積層(Q4al+pl)：分布于水井灣溝下游段及永興河河谷內(nèi)，成分主要為漂石(塊石)、卵石(碎石)、礫石及砂土，混雜堆積，松散-稍密，分選較差，由上游而下磨圓度變好，多呈次棱角狀。漂卵石成分主要為細(xì)粒石英砂巖，偶有砂質(zhì)泥巖，粒徑0.1-1.5m，變化較大，一般在溝谷中上游段粒徑較大，下游段粒徑多小于0.6m，厚度1-5m。

3、崩坡積層(Q4col+dl)

分布于丙令一組所在地周圍緩坡上，主要為塊石、碎石，其間有砂土及粘性土充填，松散-中密，塊石及碎石呈棱角狀，成分為石英砂巖，粒徑多為0.2-1.5m，少量可達(dá)2-3m，系后側(cè)斜坡巖體崩塌堆積形成，厚度一般2-10m。

(2)侏羅系

侏羅系中統(tǒng)蛇店組(J2s)：區(qū)域地層巖性上部為灰黃色、淺灰色細(xì)-中粒砂巖、紫紅色粉砂巖夾泥巖；下部為淺紫色、暗紫紅色細(xì)粒石英砂巖、鈣質(zhì)砂巖夾泥巖，區(qū)域厚度453.6-1112.4m。工作區(qū)以暗紫色、淺灰色細(xì)粒石英砂巖為主，夾少量紫紅色泥巖，巖體呈中厚層狀構(gòu)造，分布于整個(gè)工作區(qū)第四系之下，陡坡區(qū)及溝谷底部均見基巖出露，產(chǎn)狀280-295°∠26-33°，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，呈單斜構(gòu)造。

5.地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域地殼穩(wěn)定性

(1)地質(zhì)構(gòu)造

1、區(qū)域構(gòu)造

水井灣溝區(qū)域上位于川滇南北向構(gòu)造帶與青藏“歹”字型構(gòu)造體系中部復(fù)合部位。大地構(gòu)造屬楊子準(zhǔn)地臺(tái)——川滇臺(tái)背斜——滇中中臺(tái)陷區(qū)的向斜盆地西翼邊緣，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造中等復(fù)雜。

2、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

工作區(qū)屬滇中斷塊隆起區(qū)——華坪-楚雄斷塊差異隆起區(qū)內(nèi)，夾持于程海斷裂及元謀-綠汁江斷裂兩條活動(dòng)性斷裂之間，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的跡象較明顯，區(qū)域新構(gòu)造活動(dòng)表現(xiàn)較強(qiáng)烈。

6.水文地質(zhì)條件特征

區(qū)內(nèi)地下水類型分為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水兩種，地下水接受大氣降水補(bǔ)給，總體自東北向西南徑流。區(qū)內(nèi)地層巖性為砂巖夾泥巖，泥巖相對(duì)隔水，控制著地下水的徑流運(yùn)動(dòng)方向，區(qū)內(nèi)地下水總體貧乏，補(bǔ)給徑流途徑短，在溝谷中段溝底見地下水溢出，村民修建水池(水井)取水作為生活用水，在溝谷沖洪積層中轉(zhuǎn)入地下徑流。

區(qū)內(nèi)巖層走向與溝谷上游方向大致平行，與下游溝谷大角度斜交，裂隙水自東向西運(yùn)動(dòng)過程中受到泥巖的阻隔，多沿層面及節(jié)理裂隙徑流，在溝谷沿岸以泉點(diǎn)或散流的形式排泄到溝谷中，匯入永興河。

三、 泥石流災(zāi)害特征

(一)根據(jù)上表1、表2所收集到的數(shù)據(jù)分析，自1980年至2015年一日最大暴雨量出現(xiàn)的月份92%出現(xiàn)在6～9月份，每年均有1-3次暴雨，水井灣溝歷史上僅于2015年6月21日暴發(fā)過一次泥石流，該日最大10min降雨量為26.3mm，30min降雨量為50mm，最大1h降雨量為57.1mm，該日降雨量為88.3mm，日降雨量不是歷史最大的，但發(fā)生了短時(shí)特大暴雨，30分鐘降雨量為歷史極值，屬于暴雨誘發(fā)性泥石流。

(二)水井灣溝流域地形整體呈“圈椅”狀，匯流面積約1.41km2。匯口處高程1284.48m，源頭高程約1600m，相對(duì)高差約315m，平均比降196‰。

(三)溝谷源頭段位于陡坡區(qū)，地形坡度30-50°，基巖裸露，溝谷切割淺，谷底狹窄，出露J2s石英砂巖夾泥巖，溝底及岸坡多見基巖出露，節(jié)理裂隙發(fā)育，淺層巖體破碎；中上游段溝谷切局部陡立，受洪水侵蝕影響，全段均有岸坡失穩(wěn)現(xiàn)象，是該泥石流的主要物源區(qū)。中下游段為村莊所在區(qū)域，溝谷切割淺，是泥石流的流通區(qū)。村莊以下溝谷向西轉(zhuǎn)彎，縱坡約68‰，大量的沖洪積物堆積，也是上次泥石流的堆積區(qū)。溝谷下游與永興河匯口段縱坡約170‰，溝谷狹窄，水動(dòng)力條件強(qiáng)，以沖蝕為主，堆積不明顯，溝底有基巖出露，上次泥石流也未對(duì)該區(qū)造成危害。

(四)滑坡堆積物源為點(diǎn)狀分布的集中性物源，據(jù)本次調(diào)查，水井灣溝泥石流溝域內(nèi)滑坡主要分布于形成區(qū)溝道內(nèi)，共發(fā)育5個(gè)小型的土質(zhì)滑坡，合計(jì)滑坡總體積2180m3

(五)根據(jù)勘查，水井灣溝流域內(nèi)有大量松散固體物堆積，泥石流易發(fā)程度屬易發(fā)。歷史上僅暴發(fā)過一次泥石流，屬低頻泥石流。根據(jù)勘查，水井灣溝流域內(nèi)有大量松散固體物堆積，泥石流易發(fā)程度屬易發(fā)。

(六)流域內(nèi)泥石流堆積物總體上土石比低，并表現(xiàn)為由上游向下游細(xì)顆粒逐漸增多的趨勢。說明泥石流啟動(dòng)的固體物質(zhì)以碎塊石為主，水動(dòng)力條件較強(qiáng)，堆積物由下游向上流顆粒逐漸變大，以塊石為主，粒徑多為0.2-1.0m，細(xì)顆粒少見。

(七)根據(jù)泥石流形成機(jī)制，控制因素包括溝谷地形、松散物源分布、暴雨等。流域內(nèi)脆弱的生態(tài)環(huán)境短期內(nèi)不能改變，如遇持續(xù)強(qiáng)降雨或大暴雨，將會(huì)暴發(fā)泥石流災(zāi)害。

[1]王純祥等.泥石流的二維數(shù)學(xué)模型[J].《巖土力學(xué)》;2007第6期.

[2]牟長俊.山區(qū)泥石流特征及治理方法研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì);2017第7卷.

周濤(1985-)，男，工程師，中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心云南總隊(duì)，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治，礦產(chǎn)地質(zhì)開發(fā)工作。