朱利輝

(甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000)

1 自然地理概況

1.1 地理位置

布楞溝泥石流位于洮河左岸臨夏自治州東鄉(xiāng)族自治縣東部，流域范圍涉及達板鎮(zhèn)和汪集、大樹、沿河、鎖南壩5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，溝口地理坐標為:東經(jīng)103°36′04″，北緯35°44′42″。布楞溝流域平面形態(tài)似長梨狀，溝谷總體呈南西-北東向展布，西高東低，南北寬約1.2～13.5 km，南北長約20.5 km，流域面積131.25 km2，主溝長23.75 km。本次工作的重點地段流域下游溝口段一帶，達板鎮(zhèn)舀水村、紅柳村坐落于布楞溝下游溝口兩側(cè)。

1.2 氣象水文

東鄉(xiāng)族自治縣位于隴中南部冷溫帶半濕潤區(qū)，屬溫帶半干旱氣候，區(qū)內(nèi)地形復雜，相對高差較大，并受南部太子山的影響，呈現(xiàn)出冬無嚴寒，夏季溫涼，降水稀少，分布不均，日照豐富，日溫差大，各地氣候差異懸殊，山地氣候明顯等氣候特征。

研究區(qū)域位于東鄉(xiāng)縣中東部,洮河左岸,降雨量由東到西增大，年均降雨量溝口一帶200 mm，到上游縣城一帶增加到600 mm左右。

本文研究的布楞溝是洮河左岸一級支流，發(fā)源于東鄉(xiāng)縣城東側(cè)，為季節(jié)性洪水溝谷，流域面積131.25 km2，主溝長23.75 km，最高點位于東鄉(xiāng)縣城，海拔2 410 m，下游入洮河河口海拔1 763 m，落差647 m，溝床平均縱坡降14.2‰。

2 地質(zhì)環(huán)境概況

2.1 地形地貌

布楞溝流域位于洮河左岸，地處隴中黃土高原地帶。區(qū)域地貌類型屬黃土丘陵地貌，溝壑發(fā)育，侵蝕強烈。區(qū)內(nèi)總體地勢西高東低，最高點位于西部東鄉(xiāng)縣城一帶，高程2 412 m；最低點為北部布楞溝溝口與大南河交匯處，高程1 763 m，最大相對高差649 m。流域內(nèi)總體呈兩山夾一溝形態(tài)，山體與溝谷走向均呈南西-北東向。布楞溝南北兩側(cè)山體高聳，中部溝谷深切，相對高差220～380 m。兩側(cè)一帶山頂多成梁狀，頂部呈渾圓狀，斜坡較為陡峻，坡度30°～40°；布楞溝流域形態(tài)呈“梨形”，主溝長23.75 km，溝床平均比降14.2‰。流域內(nèi)兩側(cè)支溝極為發(fā)育，溝壑密度2～3條/km2，兩岸山坡坡度平均30°～40°。

2.2 地層巖性

布楞溝流域內(nèi)出露的地層主要以第四系黃土和新近系紫紅色、橘紅色砂質(zhì)泥巖、砂巖為主，白堊系、侵入巖僅在溝口一帶分布。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于隴西旋卷構(gòu)造與祁呂賀山字型構(gòu)造體系的復合位置，屬祁呂賀山字型構(gòu)造體系西翼前緣南東端的臨洮—臨夏凹斷束之內(nèi)。研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造條件較為簡單，斷裂和褶皺構(gòu)造均不發(fā)育，僅在洮河以西達板—車家灣一帶分布一條北西向的與洮河近于平行的逆斷層，長約16 km，展布于加里東期花崗巖與中新生代地層之間。該斷層受橫向隱伏的斷層影響從而分為南段和北段，傾角在55°～60°之間，斷層面向北東傾，但在該斷層的北部斷面呈似坡狀，斷層面向北西傾，具有明顯正斷層的特征。

2.4 新構(gòu)造運動與地震

研究區(qū)內(nèi)形成典型的黃土梁峁溝壑地形，新構(gòu)造運動抬升明顯。溝壑較為密集，溝谷呈“V”或“W”型，坡陡谷深，切割深度在150～250 m之間，溝床縱比降偏大。根據(jù)中華人民共和國國家標準《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2001)附錄A，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g。

3 巖土體工程地質(zhì)特征

3.1 巖體類型及工程地質(zhì)特征

堅硬塊狀侵入巖巖組：分布于研究區(qū)東部的溝口處一帶，由加里東中期酸性花崗巖以及部分閃長巖組成，其巖性主要為花崗質(zhì)巖、花崗閃長巖等。巖石結(jié)構(gòu)基本上為塊狀結(jié)構(gòu)，具有致密、堅硬的特點，其干抗壓強度80～190 MPa，工程地質(zhì)條件良好，軟化系數(shù)均大于0.5，本巖組所屬巖類成巖裂隙以及次生裂隙發(fā)育，部分巖體風化較為嚴重。

較堅硬中厚層和薄層狀碎屑巖巖組：分布于布楞溝口一帶 ，該巖組巖石主要為白堊紀產(chǎn)出的沉積巖，主要巖性為含礫砂巖，砂巖膠結(jié)物為鈣質(zhì)、泥質(zhì)物，其抗壓強度為25～55 MPa，軟化系數(shù)為0.36～0.84。該巖組強度相對較弱，巖體遇到降水天氣極易崩解、風化和崩塌。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是巖石強度隨膠結(jié)物質(zhì)以及膠結(jié)物的膠結(jié)程度不同而產(chǎn)生的強弱變化所致。

軟弱層狀黏土巖巖組：研究區(qū)內(nèi)出露較為普遍，由早新近紀臨夏組構(gòu)成。該巖組的主要巖性為粉砂細砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖夾砂礫巖，其結(jié)構(gòu)普遍為層狀結(jié)構(gòu)，遇水極易軟化，巖石質(zhì)地偏軟弱。所以，該巖組構(gòu)成的斜坡易發(fā)生蠕滑變形-拉裂變形等破壞模式，極易形成大規(guī)?；?、滑坡等類型的地質(zhì)災害，是滑坡類地質(zhì)災害多發(fā)、易發(fā)地層和易滑巖組。

3.2 土體類型及工程地質(zhì)特征

黃土：普遍分布于研究區(qū)內(nèi)，成因類型為風成，不見層理，表層黃土厚度變化較大。隨著原始地形起伏，其構(gòu)成成分主要為石英和長石以及一些黏土類礦物組成。下部離石黃土從結(jié)構(gòu)上分析，內(nèi)摩擦角24°～26°，較致密，孔隙比45%～63%，內(nèi)聚力變化大，在13.7～569 kPa之間，黏粒含量27%～29%。上部馬蘭黃土垂向上節(jié)理較為發(fā)育，黃土濕陷系數(shù)為0.033～0.227，屬輕弱到強級，地表黃土濕陷性較強。在結(jié)構(gòu)上較為疏松，土體孔隙率24%～58.6%，平均達46%，粉土質(zhì)物的顆粒含量可達65%左右。內(nèi)聚力(c)在3.9～147 kPa，隨含水率而變化，內(nèi)摩擦角20°～45.3°。這類土體是研究區(qū)滑坡、崩塌災害多發(fā)生地層。

亞黏土、碎石、礫卵石多層土：分布于研究區(qū)溝口段-入洮河段，構(gòu)成階地及溝內(nèi)臺地。具體可以細化分為多種土體類型，為兩層或多層結(jié)構(gòu)，系洪積或沖積的成因類型。在其結(jié)構(gòu)組成上大部分有一定的共通性，即下部為礫卵石，分選性和磨圓度較好，結(jié)構(gòu)為中密-稍密，透水性強，孔隙率較高，壓縮性低；上部為粉土、亞黏土，局部為亞砂(粗砂)土，結(jié)構(gòu)為中密-稍密，可塑性較強。Ⅱ、Ⅲ階地上部亞黏土中夾多層薄的砂礫石，該套土體壓縮性總體較低，承載力較高，二級階地、洪積扇及一些溝臺地成為理想的建筑場所。

碎石土： 在布楞溝兩岸及研究區(qū)區(qū)內(nèi)溝谷中廣泛分布，或單體發(fā)育或成群分布，其規(guī)模和厚度一般較大。土體結(jié)構(gòu)差異較大，一般下部為破碎泥巖、砂巖，上部為黃土，滑坡前緣多零亂，后部呈一定層理，高落程具崩滑特征的黃土-泥巖滑坡基本為混合堆積。該類土體疏松，土體連接力差，裂隙發(fā)育，抗侵蝕能力弱，易被水流沖蝕，在降雨及自身重力作用下易再次形成滑塌、滑坡。

黃土狀土：此類土分布于區(qū)內(nèi)各溝谷中，多零散分布，部分成群發(fā)育，土體松散，土體易被沖蝕，連接力差，部分規(guī)模較大且整體滑動的滑坡保留了原始黃土特征。

3.3 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)的水文地質(zhì)條件并不復雜，根據(jù)地下水埋藏、分布和水動力特征，主要有以下兩類地下水，即第四系松散巖類孔隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水。第四系松散巖類孔隙水又可細分為河(溝)谷松散巖類孔隙水和黃土孔隙水。

3.3.1 第四系松散巖類孔隙水

河(溝)谷松散巖類孔隙水：主要分布于布楞溝中下游主溝道內(nèi)及溝口洮河階地地段，含水層主要為砂礫卵石層，富水性強，水質(zhì)較好，含水層較厚且埋藏淺，據(jù)收集鉆孔 抽水試驗資料可知，地下水礦化度為1 787.2 mg/L。

黃土孔隙水：主要分布于較大的梁峁區(qū)，富水性很差，滲透系數(shù)0.31 m/d，礦化度0.3～0.6 g/L，該含水層往往與臨夏組風化殼潛水構(gòu)成一個統(tǒng)一含水層，地下水受降雨的影響明顯。

碎屑巖類孔隙裂隙水：臨夏組四巖段底部粉砂質(zhì)泥巖與礫巖接觸面部位的低洼處含水，該類型水應為層間孔隙裂隙潛水，研究區(qū)內(nèi)地下水主要為大氣降水補給，局部可能呈泉溢出，含水層埋藏條件受地貌控制，一般在分水嶺處最深，梁坡及鞍部較淺，埋深變化大[1]。

4 泥石流的形成條件

4.1 地形條件

布楞溝流域西高東低，南北寬1.2～13.5 km，南北長20.5 km，流域面積131.25 km2。溝口距洮河1 250 m，流域平面呈“長梨形”。布楞溝主溝長23.75 km，最高點位于西部東鄉(xiāng)縣城一帶，高程2 412 m；最低點為北部布楞溝溝口與洮河交匯處，高程1 760 m，最大高差652m。流域內(nèi)總體呈兩山夾一溝形態(tài)，山體與溝谷走向均呈南西-北東向。主溝溝床平均比降14.1‰，兩岸山坡平均坡度30°～50°。

4.2 松散固體物質(zhì)補給條件

泥石流的主要組成物質(zhì)為固體松散物，其儲量大小及補給條件直接控制著泥石流的規(guī)模和性質(zhì)。布楞溝內(nèi)松散固體物質(zhì)儲量豐富，分布廣泛，主要類型有：道路修建棄土、溝岸崩塌滑坡堆積物、坡面松散物、溝道堆積、坡面補給4類。其中以溝道堆積物和坡面松散物堆積物補給為主。

4.3 降水條件

流域內(nèi)泥石流的形成、發(fā)育與暴雨密切相關(guān)。據(jù)東鄉(xiāng)縣氣象站資料，年降水量在200～600 mm之間，多年平均降水量544.6 mm，降水量由東向西向北逐漸增大，布楞溝中下游降雨量在250～350 mm，上游到東鄉(xiāng)縣一帶大于550 mm，年內(nèi)降水主要集中于6—9月份，較充沛的降雨為泥石流的形成發(fā)育提供了較為有利的條件。

5 泥石流的發(fā)育特征

根據(jù)布楞溝泥石流的形成、運移、堆積特征，本文將布塄溝流域劃分為泥石流形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)3個區(qū)域。

形成補給區(qū)：該區(qū)域位于流域的溝口以上，分布面積129.57 km2，占流域總面積的98.72%。溝谷呈“V”型，溝道兩岸斜坡滑坡崩塌發(fā)育，山體破碎，分布梯田，植被覆蓋率小于10%。補給區(qū)固體松散物的儲量較大，為泥石流的形成提供豐富的物質(zhì)來源，也是泥石流的主要形成區(qū)。

泥石流流通區(qū)：布楞溝泥石流流通區(qū)為主溝道溝口段以上至布楞村區(qū)間，面積約1.68 km2。溝床堆積物為塊、碎石夾砂土，該段溝床較中游段平緩，較利于泥石流的順暢流通，不易形成阻塞，該溝道段以過流為主，間有溝底搬運和溝岸的側(cè)向侵蝕。

堆積區(qū)：位于溝口與主河交匯部位，長度約1.25 km。溝道平直，由于大部分物質(zhì)被洮河帶走，堆積扇形不明顯，主溝道縱坡降約5.6‰。溝道兩側(cè)一級階地高出溝床1.5～2 m，為耕地。

6 結(jié)論

本文通過對布塄溝泥石流的自然地理、地質(zhì)環(huán)境、巖土體工程地質(zhì)特征等方面的研究，認為該泥石流的形成條件有三個：即地形條件、松散固體物質(zhì)補給條件和降水條件；在此基礎(chǔ)上本文將該泥石流劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三個部分。