胜康沟泥石流特征及危害性评价

徐 庆,杨 文,王 浩

(1.三峡大学地质灾害防治研究院, 湖北宜昌市 443002;2.中南勘测设计研究院宜昌设计院,湖北宜昌市 443002;3.中国葛洲坝集团股份有限公司溪洛渡施工局, 四川雷波县 616550)

胜康沟泥石流特征及危害性评价

徐 庆1,杨 文2,王 浩3

(1.三峡大学地质灾害防治研究院, 湖北宜昌市 443002;2.中南勘测设计研究院宜昌设计院,湖北宜昌市 443002;3.中国葛洲坝集团股份有限公司溪洛渡施工局, 四川雷波县 616550)

胜康沟泥石流为一老泥石流沟,位于甘孜州石渠县县城后侧,行政区划上属甘孜州石渠县尼呷镇。该泥石流地处翁曲河构造剥蚀高原低山丘陵地区,原始地表多被高原草甸覆盖,坡面平缓。近年来鼠害、过渡放牧、气候变化等不利因素的影响,区内草场破坏严重,形成了大量的坡面侵蚀物源。该沟主沟为低频率泥石流沟,支沟泥石流活动频繁,但多为小规模。采用泥石流危险度评价方法对胜康沟泥石流的危险性进行分析,得出胜康沟泥石流属于中等危险,需要采取适当的工程治理措施来防止泥石流的发展。

胜康沟;泥石流;危险度

1 概 况

胜康沟位于甘孜州石渠县县城后侧,行政区划上属四川甘孜州石渠县尼呷镇。该沟主沟长度为5.344km,沟域面积6.97km2。

胜康沟泥石流属暴雨沟谷型泥石流。1996年在暴雨引发下,沟内发生多处支沟泥石流。泥石流物质进入胜康沟主沟并进一步激发了胜康沟泥石流。泥石流最终进入主城区边缘对沟口主城区边缘的24户村民127人的生命、财产安全构成了极大的威胁。目前,胜康沟泥石流对县城大部分建筑构成威胁,威胁资产1.5亿元,威胁人数4000多人。

沟域内形成区为草地,以放牧为主,基本无人类工程活动。由于区内地势开阔、平坦,总体上讲人类工程活动对地质环境影响较小。但由于近年来鼠害、过渡放牧、气候变化等不利因素的影响,区内草场破坏严重,形成了大量的坡面侵蚀物源。沟口左岸人类工程活动对边坡形成了过渡开挖,区内不合理的规划及垃圾的随意丢弃也造成了沟道堵塞,影响了沟道的行洪。

2 泥石流的成灾条件、基本特征

2.1 泥石流的成灾条件

2.1.1 地形地貌

胜康沟泥石流沟域地形总体上属构造剥蚀高原低山丘陵地貌。由于海拔高、气候寒冷并且相对高差较小,故侵蚀作用不强,而以风化、冻融剥蚀为主。主沟沟谷断面多呈“U”型谷地貌,谷底宽缓,谷底宽度一般大于100m;两侧岸坡坡度一般为20°～35°,仅局呈陡崖或陡坡地貌。河谷纵断面上坡降较小,除上游外纵坡降均小于100‰。沟域内山顶标高一般多在4458～4728m之间,沟谷切割深度多为200～400m,丘陵起伏,低山连绵。

胜康沟沟域形态近似长方形,沟域平均纵向长度4.6km,平均宽度1.52km,沟域面积6.97km2。整个沟域分布不对称,东岸略窄,西岸较宽。沟域最高点位于西北侧,高程4728m,最低点位于石渠中学前侧胜康沟与另一沟道交汇处,高程为4174.5 m,相对高差达553.5m。整个沟域内上游沟道纵坡降较大,支沟纵坡降可达263.7‰,上游主沟纵坡降可达95.7‰。向下游沟道逐渐变缓,至流通堆积区段沟道纵坡降达34.9‰。沟谷谷底植被以草地为主,多草甸土与沼泽土分布,植被较好,水土流失较轻微。在胜康沟沟道内多沟道堆积型物源分布,成为胜康沟泥石流物源的主要类型之一。

2.1.2 松散物源特征

胜康沟泥石流流域内两侧斜坡体上主要分布第四系残坡积层,结构松散;并且区内植被以草地为主,生态环境脆弱。该沟域内自1996年爆发泥石流灾害以来的13年间,由于气候变化以及鼠害等不利因素对环境的影响,造成岩土裸露,坡面侵蚀加剧,为泥石流的发育提供了大量松散固体物源。由此可以看出,胜康沟泥石流沟激发泥石流的临界雨强可能降低。因此,泥石流的爆发频率可能提高,成为中频甚至高频泥石流。

2.1.3 水源特征

流域地处北亚热带气候区,气候垂直地带性特征明显,具有典型的季风高原性气候特点。石渠县城属亚热带气候,高山峡谷地带反映出“一山有四季,十里不同天”的气候差异,谷底干暖,上部冷湿,甚至终年积雪。

胜康沟水的径流量主要接受大气降水和泉水补给,流量受降水量影响较大。胜康沟支沟发育,水系呈树枝状,沟道左侧与右侧各分布5条支沟。这些支沟通常纵坡较大、沟谷较为狭窄。支沟流域范围较小,多属季节性冲沟,无常年流水。具陡涨陡落的山溪性水流特征,雨季支沟泥石流较为发育。

沟域内没有水库、湖泊等地表水体,因此,泥石流暴发的水源主要为暴雨洪水。流域地区降水多为阵性、固态降水、固态和液态混合降水,全年固态降水可达10个月。据统计,石渠县多年平均年降雨量为573.2mm,年最大降雨量为663.8mm(1974年)。境内降水主要集中在5～10月,占全年降水量的90%左右,多集中降雨,成为引发泥石流、滑坡等地质灾害的重要因素。因此,暴雨是胜康沟泥石流的最主要的诱发因素。

2.2 泥石流特征

胜康沟泥石流沟为一老泥石流沟,从以往发生频率看,属低频泥石流,性质为稀性泥石流。流域内支沟泥石流活动频繁,几条支沟近些年爆发过不同规模的泥石流灾害,胜康沟在暴雨条件下激发产生大规模泥石流灾害的危险性也大大增加。

3 危害性评价及预测

危险度是危险程度的简称,泥石流危险度是指遭到泥石流损害的可能性大小。泥石流危险度是由泥石流危险因子综合判定的。刘希林通过专家调查法,应用灰色统计方法,确定了在泥石流危险度中起主要作用的主要危险因子。

刘希林认为在泥石流的地貌因素、地质因素以及河沟因素当中起着主要作用的有:一次泥石流(可能)最大冲出量C1、泥石流发生频率C2,起着次要作用的有泥石流流域面积C3、主沟长度C4、流域最大相对高差C5、流域切割密度C6、主沟床弯曲系数C7、泥沙补给长度比C8、24h最大降水量C9以及流域内人口密度C10。由于危险因子的取值范围变化较大,需要对其进行量化处理,并对危险因子按照关联度特性确定权重值,进而根据公式来确定泥石流的危险度(Rd)。

对于胜康沟泥石流,可以确定泥石流的基本危险因子的取值见表1。

表1 胜康沟泥石流评价因子取值

根据泥石流危险因子等级及其赋值表,可以得到泥石流各危险因子对应的赋值,查询可以得到相应的赋值为:

由公式Rd=0.2353LC1+0.2353LC2+0.1176LC3+0.0882LC4+0.0735LC5+0.1029LC6+0.0147LC7+0.0588LC8+0.0441LC9+0.0294LC10可以得到胜康沟泥石流危险度为0.4352。

由此,根据表2得知胜康沟泥石流危险度在0.35～0.6之间,属于中度危险,较少发生重大灾害和严重灾害。

表2 泥石流危险度与泥石流活动特点

根据胜康沟泥石流沟域特点和基本参数,按照泥石流易发程度量化计算方法,可以计算出胜康沟泥石流易发程度为中等。

胜康沟泥石流属暴雨沟谷型泥石流,从近期泥石流灾害史看,该沟域内自1996年爆发泥石流灾害以来的13年间尚无大的泥石流发生。但随着因气候、鼠害以及过度放牧等原因造成草场退化严重,岩土裸露,坡面侵蚀加剧,为泥石流的发育提供了大量松散固体物源。

据勘查统计,整个胜康沟沟域内泥石流物源总量为22.74×104m3,可参与泥石流活动的动储量为5.64×104m3,相当于1996年胜康沟泥石流固体物质冲出量1.05×104m3的6.5倍。由此可以看出,胜康沟泥石流沟激发泥石流的临界雨强可能降低。因此,泥石流的爆发频率可能提高,成为中频甚至高频泥石流,需要采取适当的工程措施和生物防治措施来抑制泥石流的爆发频率。

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2009-10-15)

徐 庆(1982-),男,湖北黄冈人,在读硕士,研究方向为岩土工程,Email:gregoryqing@126.com。