蒋家沟入汇河段泥石流堆积与输移特征分析
2012-08-09张金山
张金山,林 伟,2
(1.中国科学院a.山地灾害与地表过程重点实验室;b.成都山地灾害与环境研究所,成都 610041;2.中国科学院研究生院,北京 100049)
蒋家沟入汇河段泥石流堆积与输移特征分析
张金山1a,1b,林 伟1a,1b,2
(1.中国科学院a.山地灾害与地表过程重点实验室;b.成都山地灾害与环境研究所,成都 610041;2.中国科学院研究生院,北京 100049)
泥石流堆积及其对主河河床演变和输沙特征影响的研究已有不少成果问世,但基于实地观测数据的具体演化过程的分析研究还不多见,以2008年至2010年蒋家沟入汇段小江河床地形断面监测和采样分析为基础数据,结合泥石流活动的观测资料,对蒋家沟入汇后泥沙物质的堆积及其再起动输沙特征进行了分析。蒋家沟入汇的泥石流固体物质主要堆积于入汇口以下500m(主河宽10倍以内)的范围内,堆积量的多少与原堆积物被小江冲刷输移的量有关。泥石流物质在被小江输移的过程中沿途落淤而堵塞河道,常常引起主河小江的改道。泥石流物质的堆积使小江在入汇处形成节点,尽管近年来入汇口附近小江河床总体表现为冲刷的趋势,但下游冲刷速度较上游快,导致下游河床比降增大而上游减小,入汇口的节点特征更为突出。
蒋家沟;泥石流;入汇河段;堆积;输移
1 研究背景
泥石流是水土流失的一种剧烈形式。它将上游大量由风化、重力、水力等各种侵蚀产生的泥沙向下游输送过程中,具有大重度(17~23 kN/m3)、高流速(3~12 m/s,高可达到80 m/s)、大流量(其流量是沟谷正常流水的几十倍到几千倍)、短历时(几分钟到几十小时)和宽级配(粒径量级从1×10-6~10 m)等特征[1-2]。它不仅对沟谷产生剧烈的冲淤,而且剧烈改造与主河交汇段的河床形态与演变过程,进而对主河形态产生深远的影响。
近年来,泥石流泥沙入汇对主河演变的影响有了一些深入的研究。从研究方法上看,一是结合泥石流输沙,使用河床长期演化数据进行趋势分析,如:赵席文[3]介绍了小江流域泥石流的输沙情况,并定性地分析了泥石流输沙与河床演变的关系;崔鹏[4]首次分析了金沙江下游的河床演变与泥石流输沙的关系;游勇分析了小江流域泥石流输沙对小江中下游河床演变的影响[5]等。二是通过模拟试验的方法对入汇区地形变化进行研究,如:陈德明[6]、何易平[7]、郭志学[8]、陈春光[9]等在实验基础上,对泥石流入汇过程的水沙作用机制进行了模拟,并结合野外实际情况,对泥石流入汇主河的模式、河道响应进行定性和半定量的研究,并提出了一些泥石流堵河的判别式。但基于实地观测数据的具体演化过程的分析研究还不多见。
蒋家沟是长江支流小江的一级支沟,是国际知名的高频泥石流沟,东川泥石流观测研究站就建于该流域,观测项目齐全,持续时间长。本文以2008年至2010年蒋家沟入汇段小江河床地形的变化断面监测和泥石流堆积物采样分析为基础,结合泥石流活动的观测,对蒋家沟入汇后泥沙物质的堆积及其输沙特征进行了分析。
2 研究方法
2.1 蒋家沟泥石流入汇段地形变化监测
为掌握入汇口附近泥石流堆积后地形的变化,从2008年开始,使用全站仪对堆积区进行地形测量,测量时严格遵守相关规范,但因为这种测量方法精度较差,难以反映地形的真实变化,从2009年开始改为断面测量,共设置了7个测量断面,分别位于蒋家沟入汇口的上下游(图1),也在蒋家沟的下游沟道中设置了1个断面,在雨季前后及泥石流暴发后进行测量。
断面JP0布置于蒋家沟入汇口处,是泥石流集中堆积区;断面J8位于JP0下游150m处,基本位于直接堆积区的中部;断面J83和J85位于入汇口下游500 m和1.2 km处,是泥石流直接堆积区的尾部;J9位于入汇口下游2 km处,已没有泥石流直接堆积,地形的变化主要反映小江水流对泥石流堆积物质的输移改造;J4位于入汇口上游1.9 km处,设置的目的是为了反映入汇口堆积对上游的影响。各断面每年至少测量2次,时间分别为雨季前后,其中2009年测量时间为6月25日和8月9日,期间汇入小江的泥石流只有一场,暴发于8月4日;2010年测量时间为6月6日和8月13日,期间汇入小江的泥石流有3场,分别暴发于7月6日、7月17日和7月24日,入汇口的JP0断面共测量5次。
2.2 入汇段小江河床床沙采样分析
据实验和观察,阵性泥石流入汇过程中受主河水流直接输移的泥沙量较少,多数泥石流物质首先在入汇口处堆积下来,在后期小江洪水过程中逐步进行输移。因而选择入汇口的不同位置进行床沙分层采样(图1),以获得小江河水对泥石流固体物质的输移特征。为分析堆积于沟口的固体物质受到的小江水流的再次起动和搬运特征,还对入汇口处小江河床堆积物质表面颗粒进行了采样。方法是在河床上选择一处有代表性的区域,划定一定的范围,将范围内出露的泥沙全部拣出来作为一个样品进行分析。
通过分层采样分析并与泥石流固体物质的颗粒特征进行比较,得出泥石流整体堆积时主河水流对泥石流固体物质的改造特征。泥石流阵性流过后小江水流对堆积下来的泥石流物质的粗化和输移通过测量不同河段床沙特征进行分析。
图1 采样点与测量断面分布示意图Fig.1 Layout of samp ling points and surveyed cross-section
3 分析与讨论
3.1 断面JP0
3.1.1 断面冲淤变化
JP0为蒋家沟入汇口所在的位置,是泥石流的集中堆积区。2009年2个测次间只有8月4日一场泥石流,小江右岸泥石流入汇处堆积严重,断面上最大堆积厚度约2.8 m;左岸则出现侧向冲刷,在泥石流的挤压下,在流水侧向侵蚀的作用下,河岸不断坍塌,河槽向左岸移动,2测次间移动距离为9.5 m(图2)。
图2 2009—2010年JP0断面测量图Fig.2 Measurements of JP0 section from 2009 to 2010
2010年JP0断面共测量5次,其中6月6日测量时蒋家沟还没有暴发过泥石流,7月9日测量反映的是7月6日暴发的第1场泥石流堆积,断面上最大堆积厚度为2.5 m,其后7月22日、30日和8月13日的测量数据反映出断面上基本没有进行堆积,各场泥石流后小江沟槽位置也没有明显变化(图2)。
从JP0断面中的堆积区来看,只有第1场泥石流造成了堆积,其后的泥石流没有再叠加堆积,地形基本没有发生变化(图2),这里只是泥石流的过流区,而东川站的观测资料显示,2010年7月22日的泥石流规模比7月6日的第1场泥石流大得多(表1)。经计算断面处比降,在2010年,7月6日测量的为0.037 5,7月22测量的为0.039 9,7月30测量的为0.037 3,8月13日测量的为0.040 6,基本稳定在40‰。2009年8月9日的测量中此处比降为0.038 9,与2010年第1次之外的各测次基本一致。再计算2009年和2010年第1次测量时该处的比降,则明显较高,2009年的为0.073 5,2010年的为0.071。这说明泥石流在入汇口的堆积量受地形的影响很大,最终堆积的地形维持在一个稳定的水平(蒋家沟比降为40‰左右),如果前期地形已达到这一水平,则后续泥石流难以再发生堆积。显然这不是由泥石流规模所决定的,而是由小江输送和容纳泥石流固体物质的能力决定的。如果泥石流输送的固体物质不足以堵断河槽,进入小江的泥沙就会不断地被小江水流向下游输送,河槽始终有容纳泥石流固体物质的能力,当泥石流规模足够大,固体物质堵断主河,堆积扇前缘抬高,后续泥石流才有可能堆积下来。这说明,对于前缘因水流对固体物质冲刷输移而缺失的泥石流堆积扇,其坡降基本是稳定的,笔者对蒋家沟支沟泥石流堆积扇进行的定点测量结果也支持这一结论[10]。
表1 蒋家沟阵性泥石流输沙观测数据Table1O bservation data of the gusty debris flow in Jiangjia ravine
3.1.2 右岸堆积泥沙粒度分析
在JP0断面处的小江左右两岸还进行了采样分析,两岸均分别在不同的高度处分层采样。图3为右岸采样点,观测断面堆积物没有发现明显的分选行为,黏粒含量高,应该是泥石流整体堆积而成。样品颗粒级配也表现出与蒋家沟泥石流相同的特征,如级配曲线具有双峰性(图4)。但同时泥石流活体样品与堆积物存在明显差异,计算2类泥沙颗粒的特征值发现,堆积体颗粒的中值粒径在10 mm以上,而泥石流样品的中值粒径仅5 mm左右,粒径在0.25 mm和2 mm以下的细粒物质的堆积物也明显较泥石流样品低。这说明在泥石流堆积的过程中相当一部分细粒物质被分选出来并被小江向下游输移。堆积物中细粒物质的损失除前述泥石流与主河水流掺混的方式外,根据观察,蒋家沟泥石流堆积时,泥石流体中的浆体会涌上堆积体的表面,并在表面流动集中,形成小股径流,将细粒物质向下游输送,如果有水流从表面经过,则更有利于细数物质的输送。在垂直方向上表现出上层细粒物质更少的特征,原因可能是在上层堆积物是泥石流即将结束时阵次的堆积,规模较小,更易受到主河水流的冲刷输移。
3.1.3 左岸堆积物泥沙粒度分析
在入汇口的右岸,尽管堆积物与泥石流原样相比细粒物质含量有所下降,但仍然可以判断是泥石流的堆积物,而主河对岸的堆积则与此完全不同。在JP0断面处的小江对岸由于小江河水的侧向侵蚀引起河岸坍塌,目前形成10余m高的陡坎,形成新鲜剖面。在剖面上观察到,这里河床物质具有一定的层理特征,图5中的剖面就可以分为6个层理,其中②,④,⑥层细粒含量较多,具有明显的双峰性,为泥石流堆积物(对应样品依次为JD1-0,JD1-1和JD1-2),其余层次(JD1-3)细粒物质少,但颗粒大小差异大,为泥石流受小江流水改造输移后的堆积物(图6)。
图3 JP0处右岸采样示意图Fig.3 Sam pling at the right bank of JP0 section
图4 JP0处右岸堆积泥沙与泥石流样品颗粒级配图Fig.4 Particle size distributions of deposit sediment and debris flow at the right bank of JP0 section
图5 JP0断面左岸小江河床沉积Fig.5 Riverbed deposit at the left bank of Xiaojiang River in the JP0 section
可以认为,混杂堆积层为泥石流的原状堆积,在与主河的交汇区的泥石流堆积,一是因规模巨大,动能强劲,在入汇时顶冲主河水流,并且一直到达对岸而堆积,这种堆积体与泥石流原样相比,细粒物质会因两者的掺混进入主河水流而减少;二是泥石流重度高,结构性强,进入主河后不与主河掺混,而是潜入主河水下并逐渐推进,陈德明称之为潜入式交汇[6],这时因与主河的掺混不强烈,泥石流堆积体中除表层细粒受主河水流冲刷损失外,内部细粒物质基本没有损失。还有一种情况是堆积时小江河道摆动到了左侧更远处,这里处于入汇口一侧,泥石流堆积时还没有与主河水流相互作用。从粒度分析结果看,颗粒级配与泥石流体基本相同,后一种堆积过程的可能性更大一些。
剖面上其余层次则是小江改造输移泥石流堆积物后形成的河床相堆积物,蒋家沟入汇口在历史上经过了多次变化,目前所在的位置最靠下游。入汇口左岸的河床物质主要为历史上输入到上游入汇口的泥石流物质在小江水流的作用下搬运到这里的。
3.2 J8断面
3.2.1 地形变化
从断面图上看(图7),J8处小江河床冲淤变化剧烈,冲刷最深时达6 m以上,淤积时也可以达到同样的厚度。该断面最大的变化是几乎每年都会使小江主河道位置发生变化。2008年主河槽位于距J8断面点140 m处;2009年6月25日当年蒋家沟第1场泥石流暴发之前测量时,河槽向左移动,并且发生分汊,主河槽位于距离断面点220 m处,泥石流过后分汊河道变为单一河道,但主河槽位置未变,一直持续到2010年6月6日第1次测量;其后7月9日测量时又在左侧20 m之外形成新的沟道。从小江河道的改变方向上来看,3年中出现的3次改道都是向左岸,也就是蒋家沟入汇口的对岸移动,说明改道的原因就是蒋家沟泥石流输入大量泥沙淤塞原河道。该断面上的采样分析也证明了这个结论。
图6 入汇口左岸小江河床沉积物颗粒级配曲线Fig.6 Particle size distributions of the Xiaojiang River riverbed sediment at the left bank of confluent entrance
图7 2008—2010年J8断面测量图Fig.7 M easurements of J8 section from 2008 to 2010
3.2.2 堆积泥沙粒度分析
图8为J8断面上小江右岸蒋家沟入汇处的2009年的采样点,样品颗粒级配与JP0断面的小江右岸一样,表现出与蒋家沟泥石流相同的特征,如级配曲线具有双峰性,但细粒物质有所减少,在同一位置上层的细粒物质损失更多(图9)。
图9 2009年J8断面处小江右岸堆积泥沙与泥石流颗粒级配图Fig.9 Particle size distributions of deposit sediment and debris flow at the right bank of Xiaojiang River in the J8 section in 2009
3.2.3 左岸泥沙特征
观察J8断面处的小江左岸剖面,这里河床物质与JP0断面的左岸相比,层理不明显,也没有出现泥质砂砾层(混杂堆积)。经采样分析(JD2-0),细粒物质明显较泥石流原样少,也较上游JP0左岸混杂堆积层少(JD1-0)(图10)。
3.3 J83断面
J83断面在蒋家沟入汇口下游0.5 km处,位于蒋家沟泥石流直接堆积区的下缘区域,目前只有2009和2010年2年4次测量数据,分别为每年雨季泥石流初期和后期。该断面在泥石流活动暴发场次少、规模小的2009年没有出现堆积,而是小江对河道持续的冲刷淘深,2009年雨季刷深约1.5 m,2009年9月至5月的刷深0.8 m;2010年泥石流活动性明显增强,表现出有较大幅度的淤积,最大厚度达到将近3 m,但多数区域淤积厚度都在1 m以内(图11)。说明有一些泥石流物质直接堆积于此处,但场次和数量都较少,泥石流直接堆积区基本在J83断面以上区域,即10倍于主河宽的范围内,这与实验研究的结论是一致的[11]。
图10 入汇口左岸小江河床沉积物颗粒级配曲线Fig.10 Particle size distributions of the Xiaojiang River bed sediment at the left bank of confluent entrance
图11 2009—2010年J83断面测量图Fig.11 M easurements of J83 section from 2009 to 2010
3.4 J85断面
J85断面位于蒋家沟入汇口下游1.4 km处,已没有泥石流的直接堆积。目前也只有2009和2010年2年雨季初期和后期4次测量数据。该断面处的冲淤幅小,但河槽变化明显,在2009年雨季出现过一次改道,河道由左岸移到右岸,移动距离达200m,另外,河床具有一定程度的冲淤,但幅度不大(图12)。说明此断面处已完全不受泥石流直接堆积的影响。
3.5 J9断面
J9断面位于蒋家沟入汇口下游2.5 km处,在2008—2010年3年测量中,总体表现出冲刷掏深的趋势,在2009年雨季也出现一次剧烈的改道,主河道由靠近左岸位置右移130 m到达右岸边,改道的过程中冲刷强烈,一个雨季冲刷深度达到2.3 m(图13)。
图12 2009—2010年J85断面测量图Fig.12 M easurements of J85 section from 2009 to 2010
图13 2008—2010年J9断面测量图Fig.13 M easurements of J9 section from 2008 to 2010
采样分析发现,J9断面(采样号为J9)处河岸物质基本不含黏粒,细粒物质含量也很少(图14),为河床堆积物,但分选性差,颗粒大小混杂。
图14 J9断面处小江河岸沉积物颗粒级配曲线Fig.14 Particle size distributions of deposit sediment at the bank of Xiaojiang River in the J9 section
3.6 纵剖面演化
近3年来,因泥石流规模暴发场次少,规模相对较小,加之与小江呈30°夹角入汇,蒋家沟泥石流的直接堆积范围主要位于入汇口下游0.5 km范围以内(J83断面),最集中的区域为入汇口及其下游200 m以内(J8断面处),入汇口的JP0断面累积平均淤积厚度达2.74 m,J8断面累积平均淤积厚度为0.64 m,J83断面变化幅度较小,总体上呈冲刷状态,只是在2010年最后一次测量时有较大幅度的淤积,其余2个断面最终呈冲刷状态,但幅度不大(图15)。
在距离入汇口不同位置处,固体物质的堆积特征有一定的区别,入汇口的堆积主要为泥石流物质的直接堆积,而且存在一个泥石流的稳定入汇比降(40‰),达到这一比降后,后续场次的泥石流不再堆积,而把泥石流物质全部输入到主河河槽中;另外泥石流在堆积时还可能穿过主河槽抵达对岸。入汇口下游150 m处的J8断面处,泥石流可产生直接堆积(如2010年),但更多的是入汇到小江河槽中的泥沙被水流输移到达,并往往在这里淤积,堵塞原河道形成改道(如2008年和2009年),这里泥石流直接堆积物质已基本不能到达小江对岸。在下游距入汇口0.5 km和1.4 km处,堆积物的量已明显减少,J85断面在2009和2010年基本表现出冲淤平衡的特征。距入汇口2.5 km以下的J9断面处则基本不受泥石流物质的影响,其冲淤变化主要受主河的水沙条件影响,近3年来处于持续的冲刷状态,大规模的河床变化表现为河槽的改道,改道由主河洪水引起,但改道时淤积堵塞原河道的泥沙物质仍然为蒋家沟泥石流汇入并保存在小河河谷中的固体物质。
从小江水面高度的变化来看,多数断面表现出了降低的趋势(图16)。图中水面高度在一年内的波动是由于测量时间分别为雨季前后(编号中前2位是年份,后2位是测次,0801即2008年雨季前的测次),而雨季后的水位一般较雨季前高。位于入汇口上游的J4和J5断面处水面高度变化极为相似,排除水位影响,高度都在下降,在3年的测量时间内分别下降0.5 m和1.3 m。位于入汇口的断面JP0除2008年雨季水面高程有所上升外,其余各测次都是下降的,3年的下降幅度约2 m。位于入汇口下游150 m和350 m处的J8和J83断面水面高度年内波动更为剧烈,相邻测次间变化幅度可达1m以上,但最终的变化结果都是小幅(0.5 m以内)淤积;最下游的J9断面则表现为持续地下降,每年下降幅度约1 m,但2010年雨季又有所上升。
从以上分析可以得出,在蒋家沟泥石流的入汇处附近,小江的高程变化幅度较大,但主要为雨季前后的差异。其原因:一是雨季泥石流汇入大量固体物质引起河床抬升,二是在每年雨季结束时的水位较开始时要高,但总体上各断面基本表现为小幅刷深,在冲刷幅度上,上游断面较下游断面为小,如J4断面3年来共下降0.5 m左右,而J9断面则下降达2 m以上,河床纵比降略微变陡。
以上现象与前人对泥石流入汇对小河床的演变过程的影响研究结论是一致的,普遍的研究结论是泥石流特别是高强度输沙的泥石流入汇处主河会形成节点,下游的河床比降明显较上游陡[5,7,12,13],入汇口地形的断面测量也反映出这一特征。实际计算2010年8月16日测量时上游的比降为11‰,下游达21‰,几乎是上游的2倍。
图15 入汇河段累积冲淤曲线Fig.15 Curves of cumulative erosion and deposition in the reach of the confluence
4 结 论
通过在小江蒋家沟入汇段设置的地形测量断面及相应位置的采样分析,对2008年至2010年蒋家沟泥石流入汇后泥沙在小江中的堆积与输移特征进行了初步分析研究,得到以下结论:
(1)从堆积量来看,蒋家沟入汇的泥石流固体物质主要堆积于JP0和J8断面之间或附近,堆积范围主要在入汇口以下500m的范围内(主河宽10倍以内)。入汇口处堆积量的多少与原堆积物被小江冲刷输移的量有关,如果之前的堆积物被小江冲刷输移量大,有充足的堆积空间,则堆积量相对较大。一般在一年的第1场泥石流堆积量最大,而之后的泥石流一般只是将入汇口作为过流区直接将泥石流输入小江河槽。入汇口下游500 m范围以内输积量较多,但堆积物为受小江水流冲刷输移的物质,细粒物质含量相对较少,泥石流直接堆积物则只集中于200 m的范围内(J8断面以上)。泥石流入汇的大量固体物质受小江水流冲刷输移的距离较短,从J8断面开始就出现落淤,落淤泥沙堵塞河道,常常引起主河的改道。
(2)泥石流直接堆积区泥沙颗粒特征在剖面上表现为表层受主河水流冲刷较强,细粒物质偏少的特征,而下层物质的粒度特征则基本与泥石流物质一致。
(3)泥石流物质的堆积对使小江在入汇处形成节点,上下游比降差别大,上游比降明显偏小。近年来蒋家沟泥石流活动强度下降,入汇口附近小江河床表现为冲刷的趋势,不仅J8以下断面整体上表现为冲刷加深,就是入汇口的JP0断面处的小江水面也在观测期内高程稍有下降。尽管上下游断面上河床都表现为冲刷加深,但下游冲刷速度较上游快,导致入汇口处小江上下游河床比降的差别进一步增大。
致谢:中国科学院东川泥石流观测研究站提供了部分观测资料,在此表示诚挚的谢意。
[1] 田连权,吴积善,康志成,等.泥石流侵蚀搬运与堆积成都[M].成都:成都地图出版社,1993.(TIAN Lianquan,WU Ji-shan,KANG Zhi-cheng,et al.Erosion,Transportation and Deposition of Debris Flow[M].Chengdu:Chengdu Cartographic Publishing House,1993.(in Chinese))
[2] 杨美卿,王立新.泥石流运动的层移质模型及其试验研究[J].泥沙研究,1992,(3):21-29.(YANG Meiqing,WANG Li-xin.A Laminated Load Model of Debris Flow and Its Experimental Investigations[J].Journal of Sediment Research,1992,(3):21-29.(in Chinese))
[3] 赵席文.小江流域泥石流输沙及河床演变[C]∥全国泥石流防治与经验交流会论文集.重庆:科学技术文献出版社,1983.(ZHAO Xi-wen.Debris Flow and Fluvial Sediment of Xiaojiang River[C]∥Proceedings of the National Experience Exchange on Debris Flow Prevention.Chongqing:Science and Technology Literature Publishing House,1983.(in Chinese))
[4] CUIP.Sediment Transported by Debris Flow to the Lower Jinsha River[J].International Journal of Sediment Research,1999,14(4):67-71.
[5] 游 勇,程尊兰.泥石流输沙对小江中下游河床演变的影响[J].灾害学,2003,18(2):7-11.(YOU Yong,CHENG Zun-lan.Effect of Debris Flow Transportation on Bed Development in the Lower Reaches of Xiaojiang River[J].Journal of Catastrophology,2003,18(2):7-11.(in Chinese))
[6] 陈德明.泥石流与主河水流交汇机理及其河床响应特征[D].北京:中国水利水电科学研究院,2000.(CHEN De-ming.Study of Strength and Stability for the Chamber Wall and the Slope of the Permanent Lock in Three Gorges Project[D].Beijing:China Water Conservancy and Hydropower Research,2000.(in Chinese))
[7] 何易平.泥石流对山区河流河床演变的影响[D].成都:中国科学院研究生院,2003.(HE Yi-ping.Influence of Debris Flow on River Channel Change of Mountains[D].Chengdu:Graduate University of Chinese Academy of Sciences,2003.(in Chinese))
[8] 郭志学.泥石流入汇交汇区水沙运动特性[D].成都:四川大学,2003.(GUO Zhi-xue.The Movement Characteristic of Flow and Sediment in Confluence Area When Debris Flows Join in the Main River[D].Chengdu:Sichuan University,2003.(in Chinese))
[9] 陈春光.泥石流与主河水流交汇模型及耦合计算方法[D].成都:西南交通大学,2004.(CHEN Chun-guang.On the Mode of Confluence between Debris Flow and the Main River and Its Coupling Analysis[D].Chengdu:Southwest Jiaotong University,2004.(in Chinese))
[10]张金山,沈兴菊,魏军林.泥石流堆积扇发育演化特征观测研究[J].长江流域资源与环境,2010,(12):1478-1483.(ZHANG Jin-shan,SHEN Xing-ju,WEI Jun-lin.Observational Study on the Characteristics of Development and Evolvement of Debris flow Deposit Fan[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2010,(12):1478-1483.(in Chinese))
[11]ZHANG Jin-shan,SHEN Xing-ju,LINWei.Experimental Study on Suspended Load Delivery Characteristics When Debris Flow Confluence with Main River[Z].Xi’an,P.R.China:Springer,2010:1083-1087.
[12]梁志勇,刘 峡,徐永年,等.泥石流入汇对河流河床演变的影响[J].自然灾害学报,2001,10(1):45-50.(LIANG Zhi-yong,LIU Xia,XU Yong-nian,et al.River Channel Changes Due to Convergence of Debris Flow[J].Journal of Natural Disasters,2001,10(1):45-50.(in Chinese))
[13]崔 鹏,何易平,陈 杰.泥石流输沙及其对山区河道的影响[J].山地学报,2006,24(5):539-549.(CUI Peng,HE Yi-ping,CHEN Jie.Debris Flow Sediment Transportation and Its Effects on Rivers in Mountain Area[J].Journal of Mountain Science,2006,24(5):539-549.(in Chinese) )
(编辑:曾小汉)
Characteristics of Debris Flow Deposit and Transport in the Confluence Reach of Jiangjia Ravine
ZHANG Jin-shan1,2,LINWei1,2,3
(1.Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Process,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China;2.Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China;3.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)
Despitemany research results of debris flow deposit and its influences on the evolution ofmain river bed
and sediment characteristics,analysis on the specific evolution process based on field observational data are rarely seen.Taking the topographic monitoring data of the cross-section and samples of Xiaojiang river reach of the Jiangjia Ravine from 2008 to 2010,in association with the observation data of debris flow,we analyzed the characteristics of deposit and re-start transport of sediment after the Jiangjia Ravine debris flow converged into themain river.Results showed that solid sediment from the debris flow mainly deposited in the range of 500m lower of the confluent entrance(less than 10 times thewidth of themain river).The amount of the accumulation was related to the amount of the original deposit eroded and transported by the Xiaojiang River.During the transport,the sediment blocked-up the riverway and frequently changed the route of themain river.Deposit of the debris flow sediment gave rise to nodes at the confluent entrance.Although the riverbed of Xiaojiang River near the confluent entrance exhibited a trend of erosion in recent years,erosion in the downstream was faster than that in the upstream,which led to gradient increase of the riverbed in the downstream whereas decrease in the upstream,showing prominent node features at the confluent entrance.
Jiangjia Ravine;debris flow;reach of the confluence;deposit;transport
P332.5
A
1001-5485(2012)09-0027-07
10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.007
2011-07-15;
2011-10-29
国家自然科学基金资助项目(40971014;40871024)
张金山(1972-),男,甘肃古浪人,博士,主要从事泥石流等山地灾害减灾理论与实践工作,(电话)13541058824(电子信箱)zjszj@163.com。