甘肃黄渚镇“8.12”暴洪泥石流灾害类型特征及成因分析

周 斌 ，董抗甲，罗鸿东，胡莎莎

（甘肃省地质环境监测院，甘肃 兰 州 7 30050）

0 引言

黄渚镇位于甘肃省成县北部，嘉陵江的Ⅱ级支流——东河自北向南从镇区穿过，从大的地貌形态上属于陇南山地北部。陇南山地是甘肃省内泥石流分布密度最大、爆发频率高的地区，也是我国地质灾害最为严重的地区之一［1］。

2010年8月12日凌晨2时～上午7时30分左右，成县北部黄渚镇一带遭受百年不遇的暴雨影响，爆发特大泥石流地质灾害，并催生了泥石流、滑坡及不稳定斜坡、矿坑突水、道路岸坡坍塌等次生地质灾害［2-3］。灾害造成黄渚镇居民及厂坝铅锌矿生活区、工作区职工家属的生产、生活遭受重大损失，并造成了人员伤亡的惨剧。

1 灾害类型特征及规模［2-3］

本次暴洪催生的主要次生灾害类型有泥石流、不稳定边坡及滑坡、矿坑突水、道路岸坡坍塌等4种。另外，处于天子坪地带的尾矿库亦是一潜在灾害威胁。

1.1 泥石流灾害及其规模

区内的泥石流沟谷主要分布于东河两侧，主要有赵河、人工河、漆家沟、后沟、漫沟、桑洞湾沟、贾家坝沟等7条泥石流沟（表1），多属于沟谷型、暴雨型泥石流，沟床比降多大于为80‰，两岸山坡平均坡度大于30°，沟谷横断面多呈“V”型。流域多呈“树叶形、漏斗形”，流域内大小支沟较发育，数量较多。较大的沟谷沟口堆积扇中部为人工修建的行洪通道，沟道较窄，一般宽约5m，两侧被学校、村民建筑物所占据，严重影响了沟道的自然行洪能力。泥石流携带物质冲出沟谷出口后排入东河中，具有一次性流速快、冲出量大、破坏力强的特点。在“8.12”暴洪灾害中，尤以赵河、人工河、贾家坝沟造成的灾害最为严重。

赵河泥石流是一条处于衰退期的泥石流沟，整个流域呈“树叶形”，属于沟谷型泥石流，沟床比降平均为90‰，两岸山坡平均坡度大于30°，沟谷横断面多呈“V”型，流域内大小支沟较发育，数量较多，沟谷主形态呈“Y”字型。沟口堆积扇中部为人工修建的行洪通道，沟道较窄，一般宽约5m，两侧被学校、村民建筑物所占据，沟道出山后排入东河中。据对泥石流沟泥位现场调查分析计算，赵河泥石流最大流量达260m3/s，冲出量达25×104m3。此次泥石流过程以稀性的水石流为主，具有流速快、冲击力大、破坏力强的特点。根据访问、实地调查和测量，赵河泥石流形成的最大洪水位线高出地面4～5m，淤埋高度约2～3 m，泥石流携带物质多以树枝夹杂石块为主，土质成分很少。可见最大石块约2m×2m×2m，直径大小不一，以碎块石为主。

经统计，赵河泥石流属于特大型的泥石流地质灾害，泥石流爆发规模为大型，泥石流危害性灾度等级为大型，泥石流潜在危险性等级为大型。共造成贾家坝区平房，厂区医院、银兴办公楼及俱乐部等各种房屋建筑倒塌20090m2，受损43721 m2。企业、公用设施受损无数。

表1 研究区主要泥石流沟要素统计表Table 1 Statistical list of element fo main debris flow in research area

人工河泥石流沟与赵河泥石流沟沟口相距约1km，据对泥石流沟泥位现场调查分析计算，人工河泥石流最大流量达200～250 m3/s，冲出量达20～25×104m3。以稀性的水石流为主，具有流速快、冲击力大、破坏力强的特点。人工河冲出量为特大型，爆发规模也为大型，泥石流危害性灾度等级为大型，泥石流潜在危险性等级为大型。

人工河所形成的泥石流灾害主要是冲刷沟道两侧，致使部分路段的岸堤发生坍塌现象，并冲毁桥梁。严重影响了交通及行洪能力。据访问，该泥石流沟造成位于沟口部位的居民区房屋倒塌38640 m2，受损11451 m2，1人死亡，损失公用设施及企业财产无数。

1.2 不稳定斜坡与滑坡及其规模

区内的不稳定边坡与滑坡主要系人为活动而形成，如修筑道路、房屋，进行采矿活动等，分布于公路两测、厂房建筑物后面的山坡处，规模一般为小型，其主要的危害是建筑物的安全及道路的通畅。

本次“8.12”暴洪灾害中，在厂坝铅锌矿原露天采矿坑的周围，由于人工采矿而形成的高切坡出现大量的崩塌现象，崩塌形成的碎屑物质顺坡滚落于露天采矿坑坑口（照片1），严重威胁着该矿区井下开采作业的安全。

本次“8.12”暴洪灾害中，由于雨量集中且量大，暴雨形成的暂时性坡面水流冲刷沟谷两侧山坡，形成了大量的滑坡。滑坡不仅为泥石流灾害提供了大量的物质来源，其所携带的碎屑物质顺坡而下，冲毁居民房屋、厂房、设备，堵塞道路的现象较多，严重的甚至造成了人员伤亡（照片2）。如：位于东河吊桥北侧的滑坡，所处地段山坡坡度大于40°，植被发育，表层为残坡积物，结构松散。在“8.12”暴洪泥石流灾害中，由于暴雨的浸润，导致坡面表层土体松动，瞬时形成滑坡，导致山脚的两户居民房屋被掩埋，并造成厂坝铅锌矿一职工及其家人被埋而死亡的惨剧。

照片1 露天采坑形成的不稳定斜坡Photo 1 The unstabitily slope by open-air mining

照片2 暴雨形成的吊桥北侧滑坡Photo 2 The landslide of drawbridge northern by tor rential rain

1.3 矿坑突水及其规模

由于百年不遇的特大暴洪灾害，使得降水在短时间内聚集，降水沿露天采坑形成的裂隙、基岩裂隙面下渗进入矿井，同时由于降水的作用，造成地表水暴涨而灌入井下作业区，形成较大的矿井突水灾害。导致6个中段，近30个分层被淹，3个采场损坏，造成了较大的危害。其中部分生产设备被毁，有电机车、水泵、配电设施、采掘设备、变压器、铲运车、高压电缆等共计106台套，造成矿井全面停产。其中矿坑内水位标高最高处为1022m，最低处为702m。矿坑突水灾害共造成损失1932×104元。

1.4 道路岸坡坍塌及其规模

本次暴洪泥石流灾害对矿区内的道路也造成了极大的损害。暴洪形成的泥石流、洪水冲刷沟岸及道路岸坡，造成多处道路被冲塌，桥梁被冲毁，道路岸坡多处坍塌，对矿区交通、抢险车辆的通行、抢险物资的转运、职工及居民的生活生产造成了极大的不利与危害。

经过统计，共造成损毁道路10km，冲毁桥梁4座，岸坡坍塌若干处，经济损失1140×104元。

1.5 漆家沟尾矿库及废石堆场的潜在威胁及其规模

漆家沟流域内具有泥石流发育的良好条件。从地形地貌上看，漆家沟流域相对高差大，地形陡峻，沟谷纵坡大，有利于泥石流物质的汇集和成灾；从物源条件上看，沟内泥石流固体物源丰富，有选矿尾砂、采出废石，震后导致尾矿库坝体受伤新增物源量较大，特别是“5.12”地震后，致使尾矿渣堆整体下滑，顶部平台裂缝、错落发育，前缘废石滑入沟道，对沟道形成堵塞，新增大量松散固体物源；从水源条件上看，漆家沟流域面积较大，降雨较充沛，水源条件丰富。因此，在特大暴雨的激发下，可能发生较大规模泥石流灾害。

灾后经统计［2-3］，本次泥石流灾害共造成重灾户数382户，受灾户数726户，职工个人财产损失约2500×104元，居民房屋损失13864.4×104元；企业损失32116.65×104元，其中：财产损失 13422.3×104元，交通设施1140×104元，水利及电力设施损坏损失2208.8×104元，通讯设施损失223.5×104元，环保设施3301.45×104元，矿井及采矿设施4700×104元，厂区绿化3467×104元，外来施工单位损失3654×104元。共造成矿区7253人受灾，其中死亡4人，失踪7人，重伤2人，转移安置3155人。

2 暴洪灾害的成因分析［2-5］

笔者在本次暴洪泥石流灾害发生后，前往灾区参加了有关的评估、调查及灾后恢复重建规划等相关工作。笔者认为，此次暴洪泥石流灾害形成的直接原因是百年不遇的暴雨，次为不合理的人为活动。另外，灾区所处的地形地貌条件等也有利于灾害的形成。

2.1 降水条件

此次暴洪泥石流灾害及其催生的其他次生灾害的形成与降雨强度直接相关。瞬时暴雨具有局域性、高强度的特征，是诱发泥石流、滑坡地质灾害发生的主要因素。黄渚一带属暖温带湿润气候区，四季分明，受地形、植被等因素的影响，多年平均降水量在710mm以上，为降雨高值带。降水量时空分布很不均匀，且主要以暴雨的形式出现。暴雨具有时间长、降水量大特点。根据多年暴雨资料统计，暴雨分布于4～9月，主要集中于7～9月（图1，表2），占全年降雨量的65％～80％。年平均暴雨次数1.3次左右。

图1 黄渚镇地区年内暴雨次数及频率分布图［3］Fig.1 The char t of frequency distribution and times of heavy rainr in Huangzhu town

表2 黄渚镇暴雨次数及频率表［4］Table 2 Rainstorm number and frequency in Huang zhu town［4］

本区的暴雨有两种形式：夏季为短时骤降的强雷阵雨，夏末初秋为连阴雨天气遇冷空气而雨量加强的强降雨过程。在日降雨量相同情况下，后者成灾程度更为严重。历史上最大几次暴雨，都出现于阴雨持续时段，其过程量可达250mm左右。如1968年8月1～4日大暴雨，城关 255.3mm，小川 226.0mm，黄渚248.4mm。本次暴洪泥石流地质灾害亦同。

据统计，本次形成灾害的过程降水量达141.9mm（远远大于诱发2010年舟曲“8.8”特大山洪泥石流灾害时的降雨——96.77mm），这样的降雨强度远远大于本区域泥石流发生的临界值，所以降雨条件也完全达到泥石流发生对水源的要求。

2.2 不合理的人为活动

不合理的人为活动，主要表现在以下几点：

（1）交通建设的负面影响：交通建设的不合理选址及修建活动，降低了泥石流行洪断面，加剧了灾害损失。

（2）不良的生活习惯：如乱倒垃圾，增加了泥石流的固体物质来源；在坡脚修建房屋等活动，则破坏了原有的自然应力平衡状态，增大了泥石流及滑坡的可能性。

（3）矿业开发活动的负面作用：矿业活动破坏了原有的自然生态平衡状态，破坏了地质环境结构，若遇强降雨时，更易引发山体滑坡和泥石流，加重灾害。

（4）此外，地方防灾意识薄弱，防灾体系不够完善也在一定程度上加剧了灾害的损失。

2.3 地貌、地质因素

2.3.1 地形地貌

黄渚一带在地形地貌上属北西秦岭山地侵蚀构造溶蚀峰丛中高山区。境内群山起伏，山高谷深，沟壑纵横，山体坡度一般为30°～40°，局部达50°左右，由于河流强烈的下蚀作用，相对高差500～1500m，所形成的沟谷多呈“树叶形或漏斗形”，水系发达，沟壑密度 5km/km2［3］。由于降水充沛、雨量丰富、暴雨频发，雨水汇流快，各沟谷每年都有不同程度的洪水、泥石流发生，为滑坡、泥石流等地质灾害的发生提供了大面积有利的地形地貌条件。

2.3.2 地层岩性

黄渚镇周围及矿区大部分地区广泛分布岩溶化碳酸盐岩岩组和印支期的花岗岩及花岗闪长岩。碳酸盐岩岩组岩性为泥盆系灰岩夹碳质板岩、砂岩、千枚岩、页岩，溶蚀裂隙发育，具多层溶洞，规模小，为降水的入渗提供了良好的通道。而花岗岩及花岗闪长岩风化较强烈，形成砂砾土，其颗粒间隙大、透水性强，粘性差，蓄水能力亦差，再加上表层一定厚度的残堆积层，为泥石流、滑坡等暴洪灾害的形成提供了良好的物质来源。

2.4 构造及地震影响

“5.12”地震发生后，区内各流域均发生了不同程度的滑坡、崩塌等地质灾害，导致山体岩土体破碎松动，为地表水下渗创造了有利条件。再加上又历经长时间干旱缺雨，瞬时暴雨成为加剧滑坡、崩塌发生的催化剂，短时间内为泥石流提供了巨量的松散物质来源，加剧了泥石流的发生。

2.5 地质灾害自身特征

泥石流地质灾害自身具有它的隐蔽性、突发性和破坏性。

泥石流流域内分布广泛的岩层、易风化破碎的软弱岩层对泥石流固体物质具有控制作用，崩塌、滑坡及水土流失的严重程度是泥石流产生的一个非常重要的影响因素，是形成泥石流的主要固体物质来源。在没有水动力时，松散物质堆积沟道，不会对下游产生威胁。一旦有瞬时暴雨，山洪将携卷大量松散堆积物汹涌而下，淤埋或冲毁下游建筑物、道路、农田等，这种长期积累一次输走的积累方式充分印证了泥石流的这三大特性。

3 结论

本次属于特大型的泥石流地质灾害，泥石流爆发规模为大型，活动性极高，泥石流危害性灾度等级为大型，泥石流潜在危险性等级为大型。其形成的灾情为特大级。

本次“8.12”暴洪泥石流灾害是多种因素综合作用的结果，其最主要的因素是瞬时强降雨，次为不合理的人为活动，而复杂的地形地貌条件、不利的地层岩性、地质灾害自身特征等也为灾害的形成提供了有利的条件。

因此，正确认识和掌握该地区地质灾害的危害性，提出合理的防治及减灾对策，对促进社会经济发展和人地和谐是极其重要的。

［1］中国科学院兰州冰川冻土研究所，甘肃省交通科学研究所.甘肃泥石流［M］.北京：人民交通出版社，1982，12：1-7.Lanzhou Institute of Glaciologe and Cryopedologe，Academia Sinica Traffic Science Institute of Gansu Province.Debris flow in Gansu province［M］.Beijing：The Publishing House of People Transportation，1982，12：1-7.

［2］甘肃省地质环境监测院，西北矿冶研究院.甘肃成县黄渚镇“8.12”暴洪泥石流灾后厂坝矿区地质灾害危险性评估报告［R］.2010.Geology and Environment Monitoring Institute of Gansu Province，The North research institution ofmining industry and smelt.The estimate report of geoiogy disaster dangerous in mine area of Changba after the“8.12”sudden and violent delugemud-rock flow at Huangzhu town in chengxian in Gansu Province［R］.2010.

［3］甘肃省地质环境监测院，西北矿冶研究院.甘肃成县黄渚镇“8.12”暴洪泥石流灾后厂坝矿区地质灾害应急调查报告［R］.2010.Geology and Environment Monitoring Institute of Gansu Province，The North research institution of mining industry and smelt.The meet an emergency research report of geoiogy disaster in mine area of Changba after the“8.12”sudden and violent delugemud-rock flow at Huangzhu town in Chengxian in Gansu Province［R］.2010.

［4］甘肃省地质环境监测院.甘肃省成县地质灾害调查与区划报告［R］.2003，12：9-10.Geology and Environment monitoring institute of Gansu province.The report of research and partition for geoiogy disaster in Chengxian in Gansu Province［R］.2003，12：9-10.

［5］阳岳龙，廖静男，林剑.湖南郴州市山洪灾害的特征及成因分析［J］.中国地质灾害与防治学报，2008，19（3）：134-138.YANG Yuelong，LIAO Jingnan，LIN Jian.The genesis and features of mountain torrent disaster in Chenzhou city，Hunan Province［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2008，19（3）：134-138.