陳偉楠，張?zhí)炝x

(1.新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091；2.中國地質(zhì)工程集團(tuán)有限公司，新疆 烏魯木齊 830018)

研究區(qū)位于洛浦縣南部的阿其克鄉(xiāng)政府西側(cè)。研究區(qū)距洛浦縣縣城公路里程35 km，從洛浦縣城至研究區(qū)有鄉(xiāng)村道路相通，交通較為便利。根據(jù)泥石流發(fā)育特征、影響區(qū)域及危害程度，通過現(xiàn)場對阿其克鄉(xiāng)當(dāng)?shù)鼐用竦恼{(diào)查訪問，確定本次研究區(qū)范圍涵蓋坡面泥石流整個匯水流域范圍和受威脅區(qū)域，即南、北兩側(cè)以坡面自然分布的洪水沖溝外擴(kuò)300 m為界，西側(cè)以低山丘陵區(qū)山脊分水嶺為界，東側(cè)以阿其克河?xùn)|岸為界(包括受泥石流影響的阿其克鄉(xiāng)政府)，研究區(qū)面積為13.74 km2。因此，本文在參考相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上[1-5]，對洛浦縣阿其克河左岸泥石流發(fā)育特征及形成條件分析，通過對洛浦縣阿其克河左岸泥石流發(fā)育特征及形成條件分析，可以對該泥石流的工程設(shè)計提供理論依據(jù)。

1 孕災(zāi)環(huán)境條件分析

1.1 氣象水文

洛浦縣位于塔克拉瑪干大沙漠南緣，昆侖山北麓，處于歐亞大陸腹地，屬暖溫帶荒漠干旱氣候，南部山區(qū)為溫帶或寒帶氣候。研究區(qū)位于南部山區(qū)，氣候干燥，晝夜溫差大，氣溫變化劇烈，日照長，降水量少，蒸發(fā)量大。根據(jù)收集到的洛浦縣氣象資料，洛浦縣年平均降水量35.2 mm，年蒸發(fā)量2 226.2 mm，最大凍土深度0.8 m。

研究區(qū)內(nèi)主要河流為阿其克河，該河發(fā)源于昆侖山之木斯塔格的雪山之中，流域面積1 965 km2，全長130 km左右，在高山區(qū)切割較強(qiáng)烈，一出高山便流入風(fēng)成亞砂土覆蓋的礫質(zhì)平原區(qū)，切割變淺，到平原區(qū)河流縱坡變緩，在戈壁平原中發(fā)育有5-7級階地，多年平均徑流量為1.2億 m3/a。

1.2 地形地貌

研究區(qū)總體位于昆侖山北麓的低山丘陵區(qū)，海拔高度1 763～2 330 m，總體地勢西高東低，泥石流呈東西向展布，形成流通區(qū)無明顯界線，向東開口堆積的地形。按照地貌成因和形態(tài)特征，研究區(qū)微地貌可劃分為低山丘陵區(qū)和河谷階地兩種地貌類型。

1.3 地層巖性

研究區(qū)主要出露地層為二疊系和第四系，現(xiàn)由老至新分述如下。

1.3.1 二疊系

普司格組：局部出露于研究區(qū)泥石流下游階坎陡坡處，為一套陸相碎屑巖加少許灰?guī)r，主要巖性為暗棕紅色砂巖，含礫粗砂巖等，該組下與塔哈奇組灰?guī)r平行不整合接觸，上與古近系喀什群、新近系烏恰群等角度不整合接觸，厚度大于100 m。

1.3.2 第四系

(1)更新統(tǒng)

沖洪積層：大面積分布于研究區(qū)泥石流中游-上游區(qū)域及阿其克河河岸階地，由灰黃色松散狀砂、礫石、粉土等組成，至研究區(qū)西側(cè)上游分水嶺礫石明顯增多，礫石磨圓度較差，多呈次棱角狀、次圓狀，礫石大小混雜、無分選，礫石直徑2～20 cm。

(2)全新統(tǒng)

沖洪積層：主要分布于研究區(qū)阿其克河河床內(nèi)，主要巖性為卵石組成，雜色，干燥，稍-中密，不均勻。夾圓礫透鏡體，骨架顆粒連續(xù)，充填物以中細(xì)砂為主，含泥質(zhì)成分，礫石巖石成分以花崗巖、砂巖為主。

泥石流堆積層：主要分布在研究區(qū)一級階地居民生活區(qū)。巖性主要以粉土為主，上部多植物根系，砂感明顯,厚度分布不均勻，一級階地后緣堆積最厚，為9 m左右，至河岸逐漸變薄，厚度一般0.5 m左右。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)所在的構(gòu)造單元屬昆侖山褶皺帶，前山褶皺帶為其次一級構(gòu)造單元。經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動，構(gòu)造形跡支離破碎，殘缺不全。

研究區(qū)北麓山峰劇烈上升，昆侖山北麓的塔里木沉降帶則相對下降。在這種強(qiáng)烈的上升與下降運(yùn)動中，山體再次遭受巨大外營力的剝蝕改造，大量的碎屑物質(zhì)傾斜到北部較低地區(qū)。綜上所述，研究區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動表現(xiàn)為強(qiáng)烈的升降運(yùn)動，并具有對老構(gòu)造的繼承性，空間上的差異性，時間上間歇性特點。

1.5 工程地質(zhì)條件

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)巖土體工程地質(zhì)特征將區(qū)內(nèi)巖體可分為軟弱-較軟弱層狀以粉砂巖為主的碎屑巖巖組，將土體劃分為第四系卵石單層土體，第四系全新統(tǒng)粉土、卵石雙層土體和第四系粉土、砂、礫石多層土體3種。

1.5.1 巖體

軟弱-較軟弱層狀以粉砂巖為主的碎屑巖巖組：分布于研究區(qū)東部斜坡，巖性以二疊系的粉砂巖為主。由于構(gòu)造運(yùn)動破壞強(qiáng)烈，巖石表層風(fēng)化裂隙比較發(fā)育，遇水易變軟，其抗壓強(qiáng)度將大大降低，工程地質(zhì)條件較差，但其厚度小，氣候干燥，一般影響不大。

1.5.2 土體

(1)第四系卵石單層土體：主要分布于研究區(qū)阿其克河河谷區(qū)域，出露地層為第四系全新統(tǒng)沖、洪積物，巖性為卵礫石，結(jié)合室內(nèi)試驗，結(jié)果得出本層的物理力學(xué)指標(biāo)采用值為：fak=500 kPa；γ=21 kN/m3；Фk=45°；C=0 kPa，工程地質(zhì)條件較好。

(2)第四系全新統(tǒng)粉土、砂礫石雙層土體：主要分布在研究區(qū)21鄉(xiāng)政府周邊生產(chǎn)生活區(qū)，巖性主要由粉土、砂、礫石組成，粉土主要用于耕種，壓縮系數(shù)0.20～0.34 MPa-1，平均值0.27 MPa-1；壓縮模量ES范圍值5.52～9.33 MPa，平均值7.24 MPa；地基承載力特征值按照經(jīng)驗為200 kPa，砂、礫石主要為河流沖洪積作用形成，中密狀，磨圓度好，工程地質(zhì)條件較好。

(3)第四系粉土、砂、礫石多層土體：分布于研究區(qū)高原臺地地區(qū)，巖性主要為粉土、礫石為主，表層土體結(jié)構(gòu)松散，溝道密布，垮塌體隨處可見，工程地質(zhì)條件較差。

1.6 水文地質(zhì)條件

根據(jù)研究區(qū)地下水及其賦存條件，水理性質(zhì)及水力特征，研究區(qū)主要為第四系松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水。

1.6.1 第四系松散巖類孔隙水

主要分布于研究區(qū)東側(cè)阿其克河谷區(qū)域。含水層巖性由第四系沖洪積物組成，厚度較大，水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na·Ca型，礦化度一般2 g/L左右。含水層巖性主要為卵石層，具分選性，礫石以亞圓狀為主，磨圓度較好，平均礫徑15 cm左右，填充物為細(xì)至粗砂；地下水補(bǔ)給主要來源為布藏河河水的側(cè)向補(bǔ)給，以及為大氣降水的垂直入滲。另外還有來自附近碎屑巖類裂隙孔隙水的側(cè)向補(bǔ)給，水力特征大多為潛水，下部含水層稍有承壓，水位埋深隨季節(jié)和地形變化明顯。地下水徑流緩慢，主要排泄方式為枯水期向附近溝谷或洼地排泄。

1.6.2 基巖類裂隙水

主要分布在研究區(qū)二疊系地層中，含水層巖性為夾在泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖中的礫巖、砂巖。由于在軟硬相間的地層，地層發(fā)生褶皺時在相對脆性的礫巖、砂巖中形成裂隙，所以礫巖、砂巖除具孔隙外同時存在裂隙。而泥灰?guī)r及砂質(zhì)泥巖等柔性巖石裂隙孔隙均不發(fā)育，具相對隔水作用。泉流量一般0.01-0.02 L/s，最大0.1 L/s。水質(zhì)較差，礦化度大于10 g/L，水化學(xué)類型為CI-Na型。

2 研究區(qū)泥石流發(fā)育特征分析

通過對研究區(qū)現(xiàn)場調(diào)查及對阿其克鄉(xiāng)當(dāng)?shù)鼐用竦恼{(diào)查訪問，研究區(qū)發(fā)育有1處坡面泥石流災(zāi)害，流域南北兩側(cè)以自然洪水沖溝為界，西側(cè)以低山丘陵分水嶺為界，東側(cè)以Z723道路為界。流域內(nèi)整體地勢西南高東北低，泥石流無固定出山口，流域內(nèi)沖溝十分發(fā)育，無主溝道發(fā)育。

坡面泥石流流域面積6.78 km2，流域內(nèi)無明顯主溝道，形成區(qū)及流通區(qū)界線劃分不明顯，因此將分水嶺至坡腳堆積區(qū)之間的部分劃分為形成流通區(qū)，東西長5 370 m，源頭最高海拔2 330 m，最低點1 770 m，高差560 m，呈“長條”形，發(fā)源于西側(cè)丘陵山區(qū)，因二級階地坡度較緩(小于5°)，在二級階地上形成大量規(guī)模不一的沖溝，形成散流，因地層松散，在重力及雨水作用下向沖溝內(nèi)滑落，隨水流向下游泄流，水流掏蝕沖溝使兩岸出現(xiàn)大量垮塌。因整個流域內(nèi)細(xì)小沖溝十分發(fā)育，故泥石流形成-流通區(qū)面積占比大，包含泥石流上中下游。

其中流域上游為地山丘陵區(qū)，整體地勢西南高、東北低，地形起伏較大，山體坡度20°～30°，流域上游終止于西南側(cè)低山丘陵分水嶺，該區(qū)域內(nèi)沖溝多呈“V”型，溝道切割深度不大，沖溝深度多在0.3～1.5 m，溝道寬度1～2 m之間，坡面植被發(fā)育稀疏。

流域中游位于二級階地上，整體地勢平坦開闊，坡面上形成大量寬度在1～3 m，深度0.5～2 m的順坡沖溝，其中最寬處約20 m，最深約20 m，溝到中-下游溝床相對較寬闊，溝道比較順直。溝道橫斷面呈“V”型，平均縱坡95‰，溝床寬度3～20 m，溝床內(nèi)堆積有大量的松散堆積物。溝岸平均坡度62°左右，出露地層為第四系沖洪積物，在下游局部可見基巖出露，巖性為二疊系砂巖、泥巖，泥巖風(fēng)化強(qiáng)烈，砂巖風(fēng)化較弱。因地勢平坦開闊，流域內(nèi)植被覆蓋較差，只有零星分布。

在流域中下游二級階地與一級階地間斜坡坡度變大，坡面匯水散流形成20條呈現(xiàn)典型“梳狀”特征的沖溝，該段泥石流沖溝溝槽順直，長度390 m左右，泥石流在該處形成的勢能最大，破壞力也最大，其中有8條沖溝在該處形成，具有溝道短(123～560 m)，縱坡大(264.2‰～552.8‰)等特點。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，坡面泥石流堆積區(qū)位于坡腳至Z723道路之間，堆積區(qū)面積0.1 km2，堆積區(qū)東西長40～130 m，沿坡腳南北寬1 280 m，因人類工程活動強(qiáng)烈，修建有鄉(xiāng)政府、衛(wèi)生院、學(xué)校、貿(mào)易市場等，堆積區(qū)原始形態(tài)已被破壞，完整度不足10%，當(dāng)?shù)卣疄閿r截坡面雨水，在坡腳人為修建有一條自南向北的簡易排水溝，溝道寬3 m、深2 m。

3 研究區(qū)泥石流形成條件分析

3.1 地形地貌

研究區(qū)發(fā)育的坡面泥石流流域面積6.78 km2，無明顯主溝道，泥石流形成流通區(qū)東西長5 370 m，源頭最高海拔2 330 m，最低點海拔1 763 m，高差567 m。

坡面泥石流上游終止于西南側(cè)低山丘陵區(qū)，該區(qū)域占整個流域面積的20%，丘陵區(qū)山體坡度20°～30°，地形起伏較大，坡面植被發(fā)育稀疏，該區(qū)域內(nèi)沖溝多呈“V”型，溝道切割深度不大，沖溝深度多在0.3～1.5 m，溝道寬度1～2 m之間。

流域中上游緩坡地段位于二級階地上，該區(qū)域在整個泥石流流域內(nèi)占比較大，占流域69.7%。該區(qū)域地勢平坦開闊，地形坡度4°～11°，坡向57°，坡面上存在大量寬度在1～3 m，深度0.5～2 m的順坡沖溝，水流切割強(qiáng)烈，溝道兩側(cè)近乎直立，其中最寬處約20 m，最深約20 m，溝道橫斷面呈“V”型，平均縱坡95‰，溝床寬度3～20 m，溝床內(nèi)堆積有大量的松散堆積物。

在流域中下游二級階地與一級階地間斜坡坡度變大，坡度在10°～35°之間，坡面匯水散流形成20條呈現(xiàn)典型“梳狀”特征的沖溝，在該段坡面沖溝溝槽順直，長度為390 m左右，泥石流在該處形成的勢能最大，其中有8條破壞力沖溝在該處形成，具有溝道短(123～560 m)，縱坡大(264.2‰～552.8‰)等特點，為泥石流的形成提供了良好的地形條件。

泥石流下游堆積區(qū)位于阿其克河一級階地上，因坡腳南北寬1 280 m，坡面泥石流呈散流狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查訪問，歷年發(fā)生的泥石流其堆積物未翻越至 Z723道路東側(cè)，故該坡面泥石流堆積區(qū)位于坡腳至Z723道路之間，總體地形平坦，地形坡度3°～5°，地形高差7 m左右，該區(qū)域人類工程活動較為頻繁，原始地貌多改造為住房和農(nóng)田。

3.2 物源條件

通過本次野外工作的調(diào)查，理清了阿其克鄉(xiāng)阿其克河左岸泥石流災(zāi)害的松散堆積物主要來源。研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型為坡面泥石流災(zāi)害，因流域內(nèi)覆蓋層松散，植被發(fā)育稀疏，在坡面上沖溝十分發(fā)育，在突發(fā)強(qiáng)降雨情況下形成地表徑流，極易將表層覆蓋物攜帶至沖溝內(nèi)，形成坡面散流現(xiàn)狀，因此泥石流主要物源為坡面表層松散覆蓋物。其參與泥石流活動的主要方式為水流沖刷攜帶至坡腳形成泥石流物源，在遭遇暴雨情況下，坡體水動力條件提高后將坡體松散物沖蝕攜帶下泄，對坡體下的受威脅對象造成巨大危害。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，按坡面沖溝切割平均深度的粉土作為坡面泥石流的物源考慮，坡面沖溝深度多在0.3～2 m之間，平均深度0.5 m，故將流域內(nèi)表層0.5 m松散層均納入潛在物源范疇。流域面積6.78 km2，經(jīng)計算，泥石流形成-流通區(qū)松散堆積物總方量為339×104m3。

3.3 水源條件

水源是泥石流體的重要組成部分，又是泥石流的搬運(yùn)介質(zhì)。研究區(qū)主要接受大氣降水補(bǔ)給，根據(jù)收集到的洛浦縣國家氣象觀測站1979-2019年日降雨量資料，洛浦縣多年日最大降雨量31.4 mm，大氣降水多集中在5-8月，尤以7-8月為甚，多呈連續(xù)數(shù)日的大雨或短時間的暴雨。降雨的集中出現(xiàn)形成強(qiáng)大的地表徑流，沖刷裹攜固體物質(zhì)形成泥石流。

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)泥石流位于洛浦縣南部的阿其克鄉(xiāng)政府西側(cè)，地貌單元為昆侖山北麓的低山丘陵區(qū)，為一坡面泥石流災(zāi)害，流域面積6.78 km2，流域內(nèi)無明顯主溝道，呈“長條”形。

(2)研究區(qū)泥石流可以劃分為形成-流通區(qū)和堆積區(qū)。其中形成-流通區(qū)東西長5 370 m，高差560 m；堆積區(qū)位于阿其克河一級階地上，坡腳南北寬1 280 m，坡面泥石流呈散流狀態(tài)，地形高差7 m左右，該區(qū)域人類工程活動較為頻繁，原始地貌多改造為住房和農(nóng)田。

(3)研究區(qū)有利的地形地貌特征、豐富的物源條件以及連續(xù)數(shù)日的大雨或短時間的暴雨為研究區(qū)泥石流的形成和發(fā)展提供了基礎(chǔ)。經(jīng)計算泥石流形成-流通區(qū)松散堆積物總方量為339×104m3。