劉 華，廖紅劍，娜子布林

(四川省地球物理調(diào)查研究所，四川 成都 610072)

1 小木嶺泥石流概況

小木嶺泥石流溝位于四川省德陽市綿竹市綿遠河右岸，溝口坐標東經(jīng)104°05′29″，北緯31°36′02″，其所在區(qū)域?qū)贅嬙烨治g中切割陡峻中山地貌、山地深切割溝谷地形，泥石流匯水面積為24.53 km2，主溝道至分水嶺處溝長9.38 km，溝谷寬度在800～2197 m之間，流域左右兩側(cè)寬度基本對稱，兩側(cè)斜坡坡度較陡，一般在30°～70°，局部為陡崖地貌。相對高差達1760 m，整體呈西高東低，溝床總體平均坡降達188‰，小木嶺泥石流溝谷上游段匯水區(qū)縱坡達273‰，為泥石流的形成提供水動力條件。

小木嶺泥石流溝岸山坡坡度一般在35°以上，溝谷上游形態(tài)呈“U”形，有利于水源的匯集，中游形成谷中谷，“U”形中包含“V”形谷，為主要的產(chǎn)沙區(qū)，松散物厚度高達30～100 m，松散物源豐富，有利于泥石流的形成。

小木嶺泥石流溝內(nèi)松散固體物源極為豐富。根據(jù)調(diào)查，滑坡碎屑流主要堆積于一級平臺、二級平臺及三級平臺處，支溝中有少部分堆積。泥石流的物源類型主要為滑坡碎屑流溝道堆積物。溝內(nèi)固體物質(zhì)靜儲量約為4600萬m3，可能參與泥石流活動的動儲量為620萬m3。

2 數(shù)值模擬

2.1 建立模型

由于RAMMS軟件僅能輸入由笛卡爾坐標系定義的ASCII文件建立地形，本地形模型由相關地質(zhì)勘查報告中的CAD等高線圖經(jīng)ArcGis軟件提取為shp文件后進行投影，隨后轉(zhuǎn)換為tif格式文件最后轉(zhuǎn)換為ASCII文件。

2.2 模擬驗證

在2013年7月9日小木嶺爆發(fā)泥石流，將處于溝口的臨時施工駐地掩埋約15 m。查詢氣象資料得知，清平鄉(xiāng)當日的24 h降雨量為447.2 mm。從相關勘察報告中取得所需數(shù)據(jù)后對該次泥石流過程進行了模擬，堆積深度為14 m，準確度93%。產(chǎn)生誤差的原因可能是小木嶺泥石流溝溝域面積較大，在實際過程中可能有比數(shù)值模擬時更多的物源加入泥石流運動中，導致模擬結果偏小，更為保守。

2.3 預測模擬

本研究利用RAMMS軟件模擬了重現(xiàn)期為10 a一遇、20 a一遇、50 a一遇、100 a一遇降雨概率下小木嶺可能發(fā)生的泥石流，并觀察其堆積情況。在進行預測模擬之前，需要預先對泥石流容重、水文圖等參數(shù)進行假設。參數(shù)根據(jù)相關實地勘察報告、RAMMS操作手冊及《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》計算確定[1]，如表1所示。

表1 模擬參數(shù)的設置

將以上數(shù)據(jù)輸入RAMMS模擬軟件并運行后，其模擬結果如圖1所示。

圖1 不同頻率降雨泥石流的堆積情況

對模擬的結果觀察發(fā)現(xiàn)，在10 a、20 a、50 a、100 a重現(xiàn)周期暴雨條件下，小木嶺泥石流溝道均有大量泥石流物質(zhì)進入綿遠河河道，最大堆積深度分別為12 m、14 m、16 m、17 m，且各重現(xiàn)周期條件下的泥石流堆積區(qū)域均已達到對岸，截斷整個河道產(chǎn)生堵江現(xiàn)象，對綿遠河水的流動產(chǎn)生較大影響。

由于在軟件模擬中并未考慮綿遠河水流動對于堆積物質(zhì)的沖刷影響，其結果可能具有一定的偏差，還需利用其他判別條件進行進一步的計算推理。

3 泥石流堵江可能性驗證

唐川等[2]通過對岷江和云南小江流域的堵河型泥石流溝的情況進行了分析總結，并分析推出了泥石流的堵江判別公式，該判別式將堆積區(qū)泥石流容重、泥石流流量、主河寬度、入?yún)R處主河流量等因素進行了綜合考慮。其判別結果可能會更加精確，如式(1)：

(1)

式中：Z為泥石流堵河判別值(當判別值Z≥1.0時，泥石流可能造成河流被完全堵斷，屬堵斷型泥石流溝；0.5

表2 小木嶺泥石流堵河主要影響參數(shù)的特征值

在10 a、20 a、50 a重現(xiàn)周期暴雨的影響下，小木嶺泥石流溝的堵河判別值Z≥1.0，可能會造成主河的完全堵斷；100 a重現(xiàn)周期降雨時判別值0.5

小木嶺泥石流非常容易造成堵河現(xiàn)象，其主要原因有兩點：(1)匯入口地形影響，綿遠河在山區(qū)的主河道較為狹窄，河道兩側(cè)均為陡崖，山峰與河床高差可達1300 m；且小木嶺泥石流溝口與綿遠河河道相距較近，泥石流從溝道中流出后直接沖入主河道，其間沒有有效的緩沖區(qū)，相較于其他地勢平坦且河谷寬闊地區(qū)的泥石流，其堵塞河道的可能性更高。(2)泥石流溝內(nèi)物源影響，局實地勘察，小木嶺泥石流溝內(nèi)可能參與泥石流活動的動儲量為620萬m3，且匯水面積達到24.53 km2，一旦遇到大量降水，溝道內(nèi)的大量物源將在短時間內(nèi)被地表匯集的徑流沖出溝道匯入主河，具有流量大、速度快的特點。在泥石流匯入主河時，支流流量主河流量的比值越大，在相同時間內(nèi)流入主河的固體物質(zhì)總量就越大，泥石流對主河水流運動的影響作用也越強，形成堵塞大河的概率也相應增加[3]。

4 結 論

小木嶺出現(xiàn)泥石流堵江的可能性極高。綜合小木嶺泥石流溝的數(shù)值模擬結果和堵江可能性分析計算結果可以看出，小木嶺泥石流溝10 a、20 a、50 a、100 a暴雨頻率下可能發(fā)生的泥石流，均會將綿遠河主河道局部堵塞甚至是完全堵斷。

小木嶺泥石流溝流域的地貌、構造以及水文等條件均十分利于泥石流的形成，特別是其溝道內(nèi)還存在有大量的泥石流物源，一旦條件滿足，極有可能再次發(fā)生泥石流。受溝口與主河道兩側(cè)地形地貌的影響，一旦爆發(fā)泥石流，并發(fā)生堵江，將嚴重威脅到下游的電站設施以及綿茂公路的安全。因此，應對該泥石流溝給予足夠的重視。建議對該泥石流的防治主要采取以排為主的措施進行治理，提高溝域內(nèi)的植被覆蓋面積實現(xiàn)水土保持，減少能夠參與泥石流活動的物源；隨時保持綿遠河河道暢通；加強降雨監(jiān)測，并建立應急預案，防患于未然。