王玲，劉珍，楊林，侯赤金，尹博，陳亮

(云南地質(zhì)工程第二勘察院，昆明 650218)

2016年8月5日凌晨3時(shí)，梁河縣局部地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，芒東鎮(zhèn)清平村在5 h內(nèi)降雨量高達(dá)103 mm。暴雨引發(fā)芒東鎮(zhèn)、平山鄉(xiāng)等多地出現(xiàn)山體滑坡，山洪挾裹沙石形成泥石流沖入村寨，沖毀部分民房，部分農(nóng)作物、基礎(chǔ)設(shè)施等嚴(yán)重受災(zāi)。全縣受災(zāi)群眾499戶2 247人，緊急轉(zhuǎn)移安置群眾200余人；農(nóng)作物受災(zāi)面積135 hm2、絕收57 hm2；群眾車輛被掩埋、糧食被水毀；大牲畜死亡40余頭；房屋受損110余戶、250余間；造成部分道路、橋梁、涵洞等交通及水利基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重受損[1]。本文以章巴小沙河為例，從短時(shí)降雨特征、上游植被及物源條件、下游溝道地形及構(gòu)筑物約束等方面，梳理泥石流沖淤過程，著重分析了章巴小沙河泥石流成災(zāi)機(jī)制，對(duì)避免和減少類似泥石流災(zāi)害的發(fā)生及危害，具有較大意義。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

調(diào)查區(qū)屬低緯度高原南亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降雨量為1 342.3 mm，雨量充沛，降雨集中，干濕季分明。

流域出露地層主要有第四系全新統(tǒng)泥石流堆積漂卵石及礫砂，第四系全新統(tǒng)沖積礫砂及粉質(zhì)粘土，上第三系上新統(tǒng)芒棒組下段砂礫巖及粘土巖，下古生界高黎貢山群變質(zhì)混合巖及燕山晚期花崗巖等地層。在區(qū)域上處于騰沖-梁河弧形構(gòu)造帶的南段之固?hào)|-梁河?xùn)|部斷裂帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，調(diào)查區(qū)附近斷裂、褶皺不發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較為簡(jiǎn)單。由于降雨集中，雨量充沛，加之區(qū)內(nèi)巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，風(fēng)化帶深厚，巖石全風(fēng)化層多呈砂狀，松散物儲(chǔ)量較為豐富。

地貌類型主要為堆積地貌之階地地形及侵蝕構(gòu)造地貌之中切割中山陡坡地形，海拔標(biāo)高2 000～3 000 m，切割深度1 000 m左右，水系呈羽狀或樹枝狀，山頂多呈穹狀及錐塊，山脊顯豬背狀，河谷稍開闊，多呈“V”字型。谷坡一般40°～50°，具直線形坡的形態(tài)，坡積層較薄，常見滑坡、崩塌。區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)強(qiáng)烈，植被破壞嚴(yán)重，土壤侵蝕強(qiáng)烈，為泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育提供了有利條件。

流域森林覆蓋率高達(dá)60%，其中針葉林思茅松為林木中面積最多的樹種，溝谷內(nèi)枯木死樹雜亂堆積，堵塞溝道。

2 泥石流災(zāi)害基本特征

2.1 災(zāi)前泥石流基本特征

(1) 泥石流形成條件

流向?yàn)樽詵|向西，流域形態(tài)呈不規(guī)則“長(zhǎng)條形”，泥石流溝匯流面積3.25 km2。流域最高點(diǎn)海拔2 090 m，最低點(diǎn)海拔約1 110 m，高差約980 m。主溝長(zhǎng)約6.2 km，平均縱坡降159.4‰。

溝谷上游平均縱坡降276.0‰，溝谷呈“V”型，多跌坎、溝道狹窄、亂石堆疊、雜草叢生，溝寬3～5 m，溝深5～20 m，谷坡坡度40°～45°，植被以林地為主，人類活動(dòng)少，地形陡峻，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，水動(dòng)力條件好，利于降雨的匯集及排泄。下段溝兩岸集中發(fā)育4個(gè)滑坡，滑體厚2～5 m，方量0.5×104～1.5×104m3，受溝水沖刷影響，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，溝道比降大，易于啟動(dòng)，為泥石流活動(dòng)提供直接物源[2]。

溝谷中游，平均縱坡降162.0‰，溝谷切割較深，溝谷呈“V”型或“U”型，多卡口、溝道彎曲、亂石堆疊，溝寬5～8 m，溝深3～10 m，溝兩岸間夾寬緩臺(tái)地，谷坡坡度35°～40°。溝道堆積松散層厚2～5 m。人類活動(dòng)多，多以坡耕地為主，毀林開荒植被破壞嚴(yán)重，坡面侵蝕及風(fēng)化作用強(qiáng)烈。下段發(fā)育4個(gè)小滑坡和2個(gè)不穩(wěn)定斜坡，存在溝岸坍塌現(xiàn)象?；w厚2～4 m，方量0.01×104～1.2×104m3，受溝水沖刷影響，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為泥石流活動(dòng)提供直接物源。

溝谷下游平均縱坡降80.0‰，溝谷呈 “U”型，溝寬3～6 m，溝深1～5 m，上段溝道彎曲、亂石堆疊，過村下段溝道順直，溝兩岸外為寬緩臺(tái)地，坡度5°～8°，植被以耕地和疏林為主，人類活動(dòng)強(qiáng)烈，地形平緩，水動(dòng)力條件差，易于泥石流堆積。過村段建有一座橋梁，橋上游4 m處為固床跌坎，頂基本與橋面齊平。橋下8.6 m處為谷坊壩，壩頂基本與橋底齊平。橋前平均淤積坡度約35.0‰，其人為抬高橋上游溝道比降，易于堵塞、淤停，進(jìn)而漫流改道(圖1)。

圖1 橋前跌坎

(2) 泥石流堆積特征

溝口的泥石流堆積區(qū)呈“長(zhǎng)條形”展布，長(zhǎng)1 000 m，寬約15～50 m，面積0.2 km2，堆積物大塊石多位于上部。堆積區(qū)地形坡度自上而下由陡變緩，堆積物顆粒粗細(xì)混雜，分選性差，顆粒堆積由粗變細(xì)。

粗大顆粒的巖性以花崗巖為主，棱角形、亞圓形混雜堆積。堆積區(qū)上段一般粒徑為10～60 cm，可見最大粒徑4 m。堆積區(qū)下段一般粒徑10～30 cm。

2.2 災(zāi)后泥石流基本特征

(1) 物源分布情況

災(zāi)后上游各支溝、坡面多發(fā)育溯源侵蝕沖溝，村寨道路及邊坡多處坦滑，坡上耕地小型坡面泥石流發(fā)育，村內(nèi)小規(guī)模淺層滑坡也較發(fā)育，導(dǎo)致流域范圍內(nèi)不良地質(zhì)作用物源非常分散。原有滑坡失穩(wěn)滑移，后緣擴(kuò)展，規(guī)模變大。

(2) 溝道形態(tài)情況

災(zāi)后經(jīng)洪流挾裹、泥石流強(qiáng)烈揭底作用，溝道漸直，部分溝段呈“U”型，基巖出露，中上游溝段寬8～10 m，溝深10～15 m(圖2)。章巴村上游溝段存在沖、淤、潰、沖交互作用，溝道更加彎曲。章巴村下游溝段揭底沖蝕作用明顯，溝道寬10～17 m，深5～8 m。

圖2 災(zāi)后橋前溝道

(3) 沖淤情況

災(zāi)前中上游以堆積為主，現(xiàn)溝道揭底作用明顯，以沖為主，支溝溯源侵蝕發(fā)育。下游淤堵、潰決、沖蝕交替作用明顯。受章巴小組橋梁的限制，上游沖出物在橋前淤積，幾分鐘后，橋梁垮塌潰決，后以沖蝕拉槽為主。溝道彎道處出現(xiàn)多處爬高沖出溝道的現(xiàn)象直接造成彎道上部村民房屋受損，泥位高出原河床3～5 m。多數(shù)沖出物堆積在河口，長(zhǎng)約200 m，寬約50～80 m，厚約3～5 m，沿溝帶狀堆積(圖3)。主要為漂卵石、砂及粗大樹干，最大粒徑可達(dá)1.5 m，山洪泥石流爆發(fā)持續(xù)時(shí)間約2 h，流體主要為稀漿狀。

圖3 泥石流堆積物

3 泥石流成災(zāi)機(jī)制分析

泥石流具有形成過程復(fù)雜、爆發(fā)突然、來勢(shì)兇猛、歷時(shí)短暫、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)[3]，各泥石流成災(zāi)機(jī)制有所差異。

(1) 超強(qiáng)單點(diǎn)降雨

2016年8月5日凌晨3時(shí)，梁河縣局部地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，芒東鎮(zhèn)清平村在5 h內(nèi)降雨量高達(dá)103 mm。據(jù)當(dāng)?shù)乩先私榻B，50～70 a未見這么大的雨。當(dāng)?shù)? h 點(diǎn)雨量均值約為55 mm，當(dāng)日時(shí)段降雨約為均值的2倍。當(dāng)雨量超過臨界值，超強(qiáng)降雨則形成洪流，為災(zāi)害發(fā)生提供有利的水源條件[4]。

(2) 植被分布特征

上游植被良好，人行困難，山高坡陡。樹木死亡后，枯木雜亂堆積在溝道兩岸，形成較多卡口及淤塞。在洪流裹挾作用下，枯木漂浮順流而下，沿途刮鏟、沖積溝道松散堆積層，逐漸擴(kuò)大洪流及泥石流規(guī)模。在強(qiáng)降雨作用下，坡面淺層滑坡、坡面泥石流發(fā)育，樹木也隨之進(jìn)入溝道，堆積物堆積在溝道，混入洪流。溝道狹窄處易堵塞，之后潰決下泄。中游坡耕地分布范圍內(nèi)形成較多坡面小規(guī)模泥石流和淺層滑坡，致使部分農(nóng)田及作物受損。

(3) 物源集中分布

上游下段滑坡集中分布，滑移體堆積在溝道內(nèi)，該段溝道比降378.8‰。其大比降及集中分布松散物源，在洪流裹挾及枯木刮鏟沖積作用下，極利于松散堆積物啟動(dòng)，并逐層揭起，與洪流混合，迅速下泄，破壞中上游沿途道路。中游堆積物也隨之啟動(dòng)，伴隨側(cè)蝕、底蝕作用，溝岸坍塌。

(4) 橋梁堵潰作用

泥石流攜帶樹木、巨礫來到村子附近后，因溝道寬緩、比降小，逐漸向上游淤積，并在彎道處形成數(shù)個(gè)淤積體。漂浮枯木在橋梁處淤積堵塞，細(xì)顆粒流體逐漸沖出溝道，漫流改道至村內(nèi)，損毀部分民房。在更多的泥石流沖出巨石沖蝕、砸擊、碰撞作用下，橋梁及谷坊壩在幾分鐘內(nèi)損毀、垮塌，先前淤塞體瞬間潰決，呼嘯而下，在側(cè)蝕、底蝕作用下，潰決口越來越大、越來越深(圖4、5)。隨之向上游侵蝕初期淤積體，溝道自下而上逐漸加深、加寬。若橋梁不垮塌，一直堵塞，改道流體對(duì)村內(nèi)民房的危害將更大。后期泥石流沖出物堆積在溝口，四處漫流，向兩岸散開，淤埋水田。

圖4 災(zāi)前橋梁

圖5 災(zāi)后橋梁

4 結(jié)論和建議

(1) 泥石流災(zāi)害調(diào)查不能忽視枯木樹干的堵塞效應(yīng)，其漂浮于上層，易于堵塞沿途卡口及過流斷面較小處。后期，枯木淤塞體易于潰決，瞬間放大泥石流流量。類似泥石流災(zāi)害，可以考慮逐步清理溝道內(nèi)枯木樹干，或者鋸斷減小樹干長(zhǎng)度。

(2) 流體中裹挾的枯木較長(zhǎng)樹干沿途刮鏟、沖積作用，加大側(cè)蝕、底蝕，利于溝道松散物啟動(dòng)，也利于增大物源量。

(3) 泥石流溝道下游橋涵斷面應(yīng)充分考慮其卡口、堵塞效應(yīng)，強(qiáng)降雨下，樹干、巨石瞬間堵塞橋洞。橋前人為抬高溝道比降，流體至此淤塞、漫流、改道，擴(kuò)大危害范圍。巨石直接沖砸橋梁，致其毀壞。其淤塞、改道、潰決、沖蝕作用，放大致災(zāi)效應(yīng)。

(4) 溝口附近農(nóng)田的合理布設(shè)，應(yīng)充分考慮泥石流威脅范圍，預(yù)留一定的緩沖地帶，以避免遭受損失。

[1] 侯赤金, 尹博. 云南省德宏州梁河縣芒東鎮(zhèn)“8.5”山洪泥石流地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查報(bào)告[R].云南地質(zhì)工程第二勘察院,2016.

[2] 楊林.云南省梁河縣芒東鎮(zhèn)清平村、那勐村章巴小沙河泥石流勘查與防治工程可行性研究報(bào)告[R].云南地質(zhì)工程第二勘察院,2016.

[3] 唐邦興.中國(guó)泥石流[M].北京：商務(wù)印書館,2000:15-16.

[4] 劉世偉,喻邦紅,王小群.德昌縣芒角半溝泥石流發(fā)育特征及臨界雨量研究[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2015，26(3)：1-5.