什邡市红岩泥石流危险性评价

李从保，张 晋，刘 斐

（1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都610059；2.浙江工业大学建筑工程学院，杭州310014）

受2008年四川“5.12”地震的影响，四川省什邡市蓥华镇瓦窑村五社（小地名红岩）发生大规模的山体崩塌，山体崩塌破碎带长约1 350m，大量崩塌体堆积于山坡冲沟中，斜坡中部地形陡峭地带因山体滑坡崩塌植被大量破坏，大面积基岩裸露，区内岩体破碎，地表裂缝发育，陡坡上形成大量的危岩，大量的松散崩坡积物堆积于冲沟内。特别是遇特大暴雨，随时有发生泥石流灾害的危险，危及坡脚瓦窑村五社村民的生命财产安全以及夹缝岩煤矿、双桥煤矿工业广场、生产井的安全。因此对红岩泥石流的研究有助于我们更清楚地认识泥石流的形成条件、发育特征以及对其危险性评价和发展趋势的分析。

1 红岩泥石流形成条件

1.1 气象、水文条件

研究区属盆缘山地型气候，气候温湿，雨量充沛，年平均气温13.6 ℃，年平均降雨量为938.95mm，最高年降雨量1 259.5mm，最低年降雨量为529.1mm，每年降雨多集中在7月—9月，月最大降雨量为518.0mm，降雨分配极度不均匀，局部地段暴雨频繁，且随地势增高，降雨量明显增加。

区内水系发育，属沱江水系，多为由北西流向南东，大致为一扇形，树枝状的支沟汇入南东侧主冲沟中，冲沟均为季节性冲沟，主冲沟向南汇入中河，中河向东5km在蓥华镇注入三叉河。调查期间两条支沟有流水，流量分别约为0.30L／s和0.20L／s。地下水的主要类型为松散层孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水，以松散层孔隙水和基岩裂隙水为主。红岩泥石流地形图如图1所示，红岩区域全貌如图2所示。

图1 红岩泥石流地形图

图2 红岩区域全貌

1.2 地形地貌条件

该区位于龙门山中段前缘，地势北西高南东低，北部最高点位于斗米寺，高程1 830m，南边瓦窑坪最低点高程约1 000m，最大相对高差约830m。沟谷切割强烈，属低中山侵蚀地貌。区内发育5条支沟，沟谷切割强烈，两侧岸坡较陡。红岩沟沟床纵剖面图如图3所示。

图3 红岩沟沟床纵剖面图

红岩沟总体分为3段：1 006m以上为汇水—物源区，880～1 006m为流通区，880m以下至沟口（高程855m）为堆积区。汇水—物源区汇水面积大，平均坡降为411‰，在较大降雨情况下，对泥石流发生起到短时间汇水和提供部分物源的功能。流通区两侧陡壁发育，基岩裸露，沿沟谷多处堆积有积层物，为泥石流提供物源。沟谷相对较狭窄，并且顺直，平均坡降为176‰，并且跌坎比较发育，起到加速功能，泥石流在该区受到的阻力较小，为搬运大块的石块奠定了基础。堆积区地形开阔、平缓，平均坡降为122‰，利于泥石流所搬运的固体物质堆积。

1.3 地质及物源条件

该区位于龙门山推覆构造带中段，夹持于映秀—二王庙两大断层之间，倒转向斜之西翼，主要构造走向表现为北东—南西向，基本构造形态表现为向北西倾斜之单斜构造，岩层倾角多变，多为20°～45°，节理裂隙较发育。控制红岩崩塌泥石流的岩性主要为三叠系上统须家河组（T3xj）的中厚层粉砂岩、粉砂质泥岩夹长石岩屑石英砂岩，多呈裸露分布，分布于冲沟边坡区域，局部上覆第四系松散堆积层。

冲沟内的固体松散物质具有覆盖厚、分布广的特点，其分布及其稳定性较差。崩塌危岩体、崩塌堆积体及积层物是泥石流固体松散物质的主要来源。其中崩塌堆积物和积层物堆积松散，处于不稳定状态，其方量达到246 496m3。

2 泥石流发育特征

研究区历史上曾发生过2次泥石流：1981年8月，发生较大规模的泥石流灾害，毁坏沟边居民房屋和土地，泥石流最后汇入中河。1992年7月该区连续降雨，沟内崩塌形成的松散堆积物及矿井弃渣形成泥石流，冲毁了下游的公路，毁坏矿井工业广场。瓦窑村村部的中河亦可见到泥石流活动痕迹。通过调查，红岩沟中下游即为老泥石流堆积体，面积为27 751m2，体积为14 708m3。堆积体主要由砾石组成，其中也有较大的块石，砾石粒径集中在3～10cm，最大块石直径达1.35m。

“5.12”地震的影响，大量山体崩塌、滑塌，在沟中堆积了大量的松散物质，且植被大面积破坏，岩体破碎，为泥石流的发生提供了充足的物质来源，在大暴雨或特大暴雨条件下有发生泥石流的可能。

图4 红岩沟内崩塌堆积体

3 泥石流危险性评价

采用张业成等对地质灾害的评价方法，对红岩泥石流沟流域范围进行分析，建立泥石流危险性指数计算模型，采用地质调查研究方法分析影响泥石流潜在活动强度的各种控制条件，由此确定泥石流灾害的发育特征。

采用下面公式来确定泥石流危险性指数（Zw）：

式中：Zl、Zq—— 分别为泥石流的历史强度和潜在强度；

Al、Aq——分别为历史强度和潜在强度的权重，分别取值为0.3和0.7；

a——修正系数，泥石流取值为0.46。

历史强度（Zl）采用式（2）计算：

式中：G、P——分别为泥石流历史活动规模和活动频率的评判等级分值，根据红岩泥石流调查结果G取值为5、P取值为2。

潜在泥石流危险强度（Zq）采用式（3）计算：

式中：D、X、Q、R—— 分别代表着控制泥石流形成与发展的地质条件、地形地貌条件、气候植被条件、人为条件充分程度，并由表1的评判标注进行取值（※ 表示根据调查研究对红岩泥石流各形成条件做出的判断）；

Ad、Ax、Aq、Ar—— 泥石流形成的4大条件权重，由表2进行取值；

K——修正系数，在泥石流危险指数判定中取0.7，根据上述方法对红岩沟的泥石流危险程度进行判别。

表1 泥石流潜在活动强度控制条件的判别表

表2 各种影响条件对地质灾害强度的作用所取权值

表3 划分泥石流危险性等级表

根据以上标准和红岩沟的实际情况，危险性指数计算参数 D、X、Q、R 值分别为：14、16、3、2；G、P值分别为2、5；经计算得出潜在危险性Zq为6.419，历史危险性Zl为10，及其红岩沟泥石流危险性指数Zw为3.447。按照危险性指数判别标准（表3）：红岩沟泥石流为危险性中等。

4 泥石流防治措施建议

根据调查研究，红岩沟泥石流的形成主要和其流域的地形地貌以及气候有关。松散的固体物质较为丰富，局域的集中降雨是泥石流形成的关键因素。该地区夏季多雨且降雨量较大，极易引发泥石流、山洪等地质灾害。因此根据泥石流形成的条件以及可能存在的危害，建议对红岩泥石流沟进行相应的防治措施：

（1）根据泥石流的物源、地形等条件，在泥石流沟坡度较缓处设置拦挡坝，阻挡泥石流的固体物质；

（2）在泥石流沟附近设置排导槽，有利于雨水的过流，使雨水及时地排除，防止其推动及携带泥石流物源固体物运动；

（3）清除危险岩体处及设置柔性防护网，用以防止大块的岩石随水流冲击而下。

目前，该泥石流沟危险性为中等。在上述防治措施及其对生态环境的保护下，泥石流危险性将向中等偏低发展或轻度方向发展，最终趋于安全。

5 结语

（1）通过对整个泥石流区域调查研究，红岩沟整个流域汇水面积达3.394km2，主沟长达2.7km，平均纵坡坡降为194‰；

（2）红岩各支沟沟谷较窄，坡降较大、物源区、流通区和堆积区分区较明显。根据地质灾害危险性分析的方法，对红岩泥石流沟进行调查分析，得出红岩泥石流沟危险性指数是3.447，是一条中度危险性泥石流沟。

（3）红岩泥石流虽是中等危险性泥石流，但若是根据其泥石流特征进行相应的治理措施，其危险性等级会向低等级发展，并最终达到安全等级。

[1]刘希林，唐川.泥石流危险性分析[M].北京：科学技术出版社，1995：1－93.

[2]李陟.张家沟泥石流演化机制及工程效应[D].成都：成都理工大学，2007：41－47.

[3]DZ／T 0220—2006，泥石流灾害防治工程勘察规范[S].

[4]DZ／T 0239—2004，泥石流灾害防治工程设计规范[S].

[5]张春山，张业成，张立海.中国崩塌、滑坡、泥石流灾害危险性评价[J].地质力学学报，2004（3）：27－32.

[6]张晋，李满意，袁屹章.映卧公路干沟泥石流发育特征及危险性评价[J].长春工程学院学报：自然科学版，2011，9：72－74.