雅安泥石流沟地貌调查
——以陆王沟为例
2015-06-29许晨曦冯伯杨
许晨曦冯伯杨
(1.重庆交通大学,河海学院,重庆 400074 2.四川中善工程设计咨询有限公司,成都 610000)
雅安泥石流沟地貌调查
——以陆王沟为例
许晨曦1冯伯杨2
(1.重庆交通大学,河海学院,重庆 400074 2.四川中善工程设计咨询有限公司,成都 610000)
本文通过对雅安市陆王沟这条典型沟谷型泥石流的沟床比降、沟谷形态等地貌特征的调查,分析了雅安市泥石流沟的形成环境与发育特征,为制定单沟泥石流防治规划与防治工程设计提供科学依据。
泥石流沟;地貌特征;防治规划
0 引言
泥石流是山区特有的一种突发性的地质灾害现象,是地质地貌、水文、气象和植被等自然因素和人为因素综合作用的结果[1]。泥石流的形成一般来说需要三方面条件:①地表大量的松散固体物质,即物源;②充足的水源条件;③特定的地貌条件。
目前对泥石流的预测主要是以降雨为主要控制条件的预测方法,由于其强烈的地域性,并不适合推广。泥石流预测和预报应当取决于泥石流的形成和发育过程,地貌、地质和水文等条件[2]。所以研究泥石流沟的地貌特点,有助于研究泥石流的发生、发展以及泥石流灾害的预防和治理。
1 雅安泥石流简介
雅安市地形以山地为主,境内山峦起伏,沟壑纵横。仅以主城区雨城区为例,山地面积占全区总面积91%;气候类型为亚热带季风性湿润气候,降水多,多地年平均降雨量在1000mm以上,有“雨城”、“天漏”之称。在雨季到来时,这些松散堆积物在强降雨条件下,极易失稳,形成泥石流。因此泥石流成为了雅安市的一种常见地质灾害,严重的威胁着人身财产和安全。雅安市雨城区、荥经县、汉源县等区县都属于泥石流灾害发生的高风险区,本文选取了位于雅安雨城区境内的陆王沟泥石流沟,这是一条比较典型的沟谷型泥石流,其对于雅安泥石流研究具有重大科研意义。
2 调查内容及方法
2.1 泥石流地貌调查的内容
本文主要调查研究了陆王沟泥石流沟以下内容:①地质条件,包括地质构造、风化程度、断层破碎程度、表层厚度等②沟谷的崩塌滑坡情况,以及规模、分布、崩塌量和扩散可能性③沟床特征,包括宽度、纵坡和纵横断面的形态④泥石流堆积区颗粒组成、堆积结构和堆积物状态⑤沟谷周围植被密度以及土地利用情况。
2.2 调查方法与仪器
作者对雅安市雨城区泥石流多发地段的泥石流形成和活动区域的背景资料进行了收集和分析,调查询访泥石流灾区有关部门和当地群众,主要调查了解了以下内容:①泥石流活动历史②激发泥石流的水源条件(降雨、冰雪融水、溃决水体等)③泥石流暴发频率、规模和性质④泥石流活动区内崩塌、滑坡等不良物理地质现象发育状况及其位置。整理以上调查结果以分析掌握泥石流沟地貌的长期演变规律,为理论分析作参考。
本文采用GPS定位仪沿沟道流线顺沟测量的方法测量了泥石流沟道的平面和剖面,根据所测数据绘出沟道平面和剖面的坐标图,计算出泥石流沟比降和纵坡。采用经纬仪进行断面测量的方法进行了泥石流的边坡坡度的测量,选取泥石流沟形成段、流通段、堆积段有代表性、测量条件较好的断面,设立固定测量断面,绘制泥石流沟道的纵坡图和各断面图。
3 结果与分析
3.1 地质条件
陆王沟泥石流堆积物主要为白至系红色砂岩,岩性单一,硬而脆,节理很发育,经过长期风化后土质很松动,沿构造节理面极易崩落, 成为泥石流中大石头的源地。其次为砾岩和粉质粘土;中游分布有抗蚀能力较弱的岩石,其中固体物质大部分由流体沿途冲蚀主沟沟床和淘刷岸坡坡脚所提供;下游主要分布的是粒径较小的石块和细泥[4]。
流通区域上游沟道狭窄,沟内大部分为基岩,总体较为破碎,节理发育。中上游区域的堆积物较少,石块较大,棱角鲜明。表明长期以来,上游石块受到冲积物对其摩擦较少,沟坡及沟谷内植被茂盛,起到了固定物源,拦挡土石的作用。沟谷中下游石块错落堆积,流通区域以粒径达半米的石块为主,历经长时间的物理和化学的侵蚀风化,原本石块很明显的棱角已逐渐平滑。位于青衣江岸边的陆王沟出口处的沟道较宽,堆积物为细泥与碎石块的混合物,堆石分布散乱,岩石磨损较多,石块粒径小。
3.2 地形地貌条件
陆王沟海拔为600-1700米,上游坡陡,高差大,坡度一般为20°至30°,有利于泥石流的形成;下游坡缓,相对高差小,坡度为10°左右,可以有效减缓泥石流的流速,最终形成固体物质堆积区。陆王沟发生泥石流之前,沟床狭窄,沟谷浅平,水流小,两岸多为梯田。灾害发生时,由泥浆混合石块的堆积物以较大时速自上游冲下,土质松软。灾害发生后,沟床上游至下游逐渐变宽,纵深比原来下切10米左右,沟谷横断面呈V字型。
陆王沟上游形成及流通区段已被茂密的植被所覆盖,沟坡植被覆盖以乔木和杂草为主,沟谷内以灌木和杂草为主,从大小和高矮程度可以判断出这些树木栽植有十几年的时间,可以在一定程度上固定松散物源和减缓再次爆发的泥石流的流速;主沟中下游山腰上依然有人建房居住,在沿途沟道内有不少当地居民堆放的生活垃圾,这些生活垃圾长期积累未经处理,如遇到汛期暴雨天气,会堵塞流水,形成新一轮泥石流爆发的诱因。因此,人为的破坏生态环境的同时也增到了自身的危险性;主沟下游堆积区段的植被覆盖面积有所减少,岸边被当地居民利用进行农田耕作。另外,沟谷内的地表径流较小,汛期流量有所增加。
3.3 沟床比降
根据GPS所测数据绘制的陆王沟泥石流航迹以及剖面图,可以计算出所测区段的沟床比降。
图1 陆王沟泥石流航迹以及剖面图
通过计算高程为600m~1000m这段坡度稍陡的沟床高差与沟床长度的比值,得出沟床比降为100‰~120‰,这一数据仍然处于有利于泥石流再次爆发的地貌条件范围之内,但如今的陆王沟纵坡已经相对趋于平缓,治理工程起到了积极的防护作用。从调查观测,以前修建的很多谷坊坝和拦挡坝已经完全被冲积物填埋,辨别不出坝址。所以从整体上看,陆王沟还是因加强监测和治理,预防泥石流的再次爆发。
3.4 防治措施
位于上游的主沟已实施了工程防治措施,沟谷内采用了就地开凿的砌石铺成厚度为1米左右,总宽度在10米左右的防护体,岸坡修护了混凝土护岸堤,这些工程措施意在防止沟床和岸坡坡脚遭冲蚀而促使其稳定,减缓主沟沟床纵坡,用来防止泥石流对主沟的淘刷下切;砌石坡道的糙率小,水流速度加快,从而可以有效防止流水被阻塞,形成水石结合的流体。
4 关于防治和治理的意见和建议
陆王沟属于自然侵蚀形成的泥石流沟,是雅安市众多泥石流沟中具有代表性的一条,相关部门已经对此类泥石流沟进行了一定程度的防护和治理,为了预防其再次爆发,应对以下几方面进行加强:
(1)在泥石流沟形成区清理沟道,减少物质来源;
(2)在流通区采取措施,例如陆王沟沟道的混凝土防护,能很好的减少河道下切。
(3)在堆积区采取排导措施,及时排除堆积物;
(4)做好监测工作,形成有效的预报系统,提前预测泥石流路线,疏散群众。
[1]中国科学院水利部,成都山地灾害与环境研究所.中国泥石流[M].北京:商务印书馆,2000:1-5.
[2]王静宜.泥石流地貌要素初步分析[J].数理统计与管理,2002,21(2):11-20.
[3]中华人民共和国水利部.土工试验规程[S].1987.
[4]徐俊名,张生仪,郭惠忠等.四川雅安是陆王沟干溪沟泥石流治理[J].山地研究,1984,2(2):118-123.
G322
:B
1007-6344(2015)06-0049-01