某泥石流成因分析及发展趋势预测

李金洋　蔡佳君

摘 要：该沟于2010年7-8月间发生过两次规模较大的泥石流，损毁房屋十余间，损坏农田数十亩，直接经济损失可达200万元。在暴雨条件下，该沟具备发生较大规模泥石流的可能，直接威胁沟域内居民生命财产安全，文章在分析泥石流成因的基础之上，对泥石流发展趋势进行预测，以期对泥石流治理设计及预测评价提供有力的基础。

关键词：暴雨条件；泥石流成因；发展趋势；预测评价

引言

该区泥石流沟发育，严重威胁着人民的生命和财产安全。文章基于区内一条典型泥石流沟的地形、径流水流、物源、人类活动等情况，针对该泥石流形成的基本条件，分析泥石流的成因，进而预测泥石流的发展趋势，为研究区泥石流减灾防灾提供依据。

1 地质环境条件

1.1 气象、水文

研究区多年平均气温16.2℃，最高39.2℃，最低零下10.7℃，冬季月平均气温达6℃以上，无霜期326天。多年平均降雨量935.2mm，最多达1081.2mm。根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》所附暴雨量等值线图，研究区流域的1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值分别为12.5mm、35mm、50mm、70mm，变异系数分别为0.375、0.4、0.4、0.35。

1.2 地形地貌

研究区属于溶蚀构造中山峡谷地貌。流域发育一条主沟和一条小支沟，主沟长约2.755km，汇水面积1.93km2，流域形态近似树叶状，西高东低，流域内最高海拔约2850m，最低海拔约2100m，相对高差约750m。海拔2470m以上部分沟道平均纵坡降约453.14‰，海拔2470m以下部分沟道平均纵坡比降约为163.77‰，主沟沟道整体平均纵坡比降约270‰。整个流域沟床坡度缓，沟床宽度宽，沟道中下部坡降变小。

1.3 地质构造

研究区处于著名的川滇经向构造体系和青藏滇缅印尼巨型“歹”字型构造的交接、上并部位，华夏系龙门山构造带南端与金河一箐河构造带南端之残余部分也影响了本区，地质构造复杂。因强烈的地壳运动，褶皱，断层十分发育，形成大的背斜和向斜，岭谷相间的深切峡谷地貌。

1.4 地层岩性

区内主要出露地层岩性有：第四系地层（Q）主要为冲洪积物、崩坡积物、泥石流堆积物及残坡积物，基岩主要为震旦系上统灯影组（Zwd）白云岩，白云质灰岩。坡体极破碎，岩石风化强烈，在水流和自身重力作用下，逐步崩滑到沟底；震旦系下统苏雄组、开建桥组（Zas-k）：酸性熔岩夹玄武岩、安山玄武岩、安山斑岩、火山碎屑岩为主。

1.5 地震

根据中国地震动参数区划图（GW18306-2010），区内地震地烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计抗震为第二组。震活动频繁，震中主要分布在磨西及雅砻江断裂带，据历史记载，自1327年至1975年648年间，共发生2.5级以上的地震近147次，其中5级以上15次，最高震级7.5级。

1.6 水文地质条件

受本地区复杂地层岩性、地形地貌及构造的控制，区内水文地质条件相对较复杂，根据地下水的水理性质、水力特征及赋存条件可将区内地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水四种类型。

1.7 植被及人类工程活动

本区内森林遭受过度采伐，水土流失比较严重。流域在高程2100m以上为乔木林带，植被发育，以落叶乔木和高山灌木丛为主； 覆盖率大于80 %。高程2100m以下多为耕地、灌木丛和乔木覆盖，覆盖率约20%。泥石流堆积扇已改造为阶梯状耕地，分布零星乔木及灌木丛。总体来讲，人类工程活动对泥石流的形成、发生影响较小。

2 泥石流成因分析

根据泥石流现状，从地形条件、物源条件及水源条件三个方面分析了泥石流成因。

2.1 适宜的地形条件

沟域汇水面积较大，约1.93km2、相对高差较大，约750m，纵向坡降较大；沟谷呈“U”字型谷，沟道两侧侵蚀较强烈，岸破稳定性较差，不良地质现象发育；沟域斜坡坡度较大，斜坡较为顺直，有利于坡面物源向沟道汇集。因此具备形成泥石流的地形条件。

2.2 丰富的物源条件

主沟沟道两侧岸坡上侵蚀、崩塌、滑坡现象较发育，侵蚀、崩坡积物质及滑坡积物质大多堆积于沟道旁及沟道内，在暴雨洪水冲刷或泥石流携带作用下，参与泥石流活动。沟域发育坡面侵蚀物源7.83m3，崩塌堆积物源四处及沟道堆积物源。物源总量约为53.28×104m3，动储量约为6.17×104m3。因此，该泥石流沟域内固体物源丰富，物源条件良好。

2.3 充足的水源条件

研究区的1/6h、1h、6h、24h多年最大暴雨量平均值分别为12.5mm、35mm、50mm、70mm，在P=2%的條件下，1/6h、1h、6h、24h雨强可分别达到25.125mm、72.8mm、104mm、134.4mm，具备引发泥石流灾害的降雨条件。暴雨则是泥石流形成的主要引发因素，集中的降水产生洪水强烈冲蚀地表堆积物及侵蚀沟槽，增加沟内的松散堆积物。

以上三个因素相辅相成，将会促进泥石流的形成及发生。

3 泥石流发展趋势预测

3.1 发生频率预测

根据对泥石流灾害史的调查，该沟泥石流以往属低频泥石流，从近期泥石流灾害史看，2010年发生较大规模的泥石流。现沟内可参与泥石流活动的固体物源动储量达6.1678×104m3，具备了发生大规模泥石流的物源条件。在暴雨等条件具备的情况下，再次发生大规模泥石流的可能性较大。根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT /T0220-2006）中附录C判定该泥石流所处发展阶段为发展期。

根据计算结果，不难看出泥石流沟在10年一遇、20年一遇及50年一遇的暴雨情况下，泥石流暴发时一次性固体冲出量分别为10518.5m3、12552m3、15162.2m3，暴发规模较大。

4 结束语

（1）适宜的地形条件、丰富的物源条件及充足的水源条件是泥石流形成的必要条件。（2）该流域历史上为低频泥石流沟，于2010年暴发较大规模，根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）判定泥石流所处发育阶段为发展期。（3）该沟在10年一遇、20年一遇及50年一遇的暴雨情况下，泥石流暴发时一次性固体冲出量分别为10518.5m3、12552m3、15162.2m3。

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作者简介：李金洋（1988-），男，四川自贡人，成都理工大学硕士研究生，主要从事工程地质方面研究。