猴子岩水电站库区江口沟泥石流风险评价

宋书志,佘敏龙

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都　610072)



猴子岩水电站库区江口沟泥石流风险评价

宋书志,佘敏龙

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都610072)

江口沟位于丹巴县城下游约10 km，大渡河右岸，距猴子岩水电站格宗移民安置点上游侧约200 m，主沟沟长6.19 km，汇水面积约10.88 km2，为低频～极低频泥石流沟，100年一遇降雨条件下，全流域暴发泥石流形成的固体物质约5.768万m3，属中等规模。鉴于在泥石流沟附近进行集中移民安置点选址的复杂性，本文运用泥石流风险评价理论，结合泥石流的危险度评价和易损度评价，运用自然灾害风险度模型，得出江口沟泥石流的风险度，为移民安置点规划选址设计提供参考依据。

猴子岩水电站；江口沟；风险度；危险度；易损度

1　概　　述

猴子岩水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，江口沟位于猴子岩水电站库区内，距格宗移民安置点上游侧约200 m，最近较大规模泥石流发生于1958年7～8月份，沟内大量松散物源被冲出，将沟道两侧大量耕地淤埋，泥石流漫过沟口小桥直泄大渡河。1958年至今该沟未发生过较大规模泥石流。格宗移民安置点距江口沟沟口较近，根据江口沟泥石流发育特征，运用泥石流风险评价理论来评价江口沟泥石流的风险度，为移民安置点规划选址设计提供参考依据。

2　江口沟泥石流形成的环境地质条件

江口沟位于青藏高原东南部，川西北丘状高原东南缘向四川盆地过渡之深切高山峡谷区，属高山深切河谷地貌，沟谷多呈“V”型谷，沟内存在明显泥石流活动痕迹。

江口沟流域出露地层主要有第四系(Q)松散堆积物、志留系通化组(St)片岩-石英岩地层和奥陶系大河边组(Od)大理岩地层。

研究区地处鲜水河断裂带、龙门山断裂带和安宁河—小江断裂带所切割的川滇菱形块体、巴颜喀拉块体和四川地块交接部位，处于川滇菱形块体东缘外侧，区域地质构造背景较复杂。

3　泥石流发育特征

3.1泥石流沟谷特征

江口沟沟域总体呈近EW向展布，主沟流域形态似勺子型，常年流水。距沟口1 435 m处(相应海拔高程2 100 m)发育1条支沟，支沟长约3.51 km。

江口沟汇水面积约10.88 km2，主沟沟长6.19 km，平均坡降307.64‰，流域最低点高程1 830 m，流域最高点高程3 820 m，总落差约1 990 m。支沟汇水面积3.51 km2，沟长3.09 km，平均坡降416.00‰(见图1、表1)，流域最低点高程2 100 m，流域最高点高程3 150 m，总落差约1 050 m。

图1　江口沟主沟纵坡降

沟名汇水面积/km2沟长/km最高点/m最低点/m平均坡降/‰主沟10.886.1938201830307.64支沟3.513.0929061476416.00

3.2泥石流形成发育特征

江口沟泥石流的清水动力区、物源形成区、流通区和堆积区相对较为明显，属典型的沟谷型泥石流。沟源区呈典型的高山环抱山间盆地，呈“撮箕型”或“漏斗状”，山坡坡度多在50°～70°，构成良好的地表汇水条件。

根据沟谷物源分布特点及其稳定性等对江口沟的物源进行统计，流域松散物源总量为626.47万m3，物源较丰富，从分布区域上看，约95.3%分布在形成区和流通区内(见图2)。其中稳定物源量为253.37万m3，占总物源量的40.44%；潜在不稳定物源量为343.13万m3，占总物源量的54.77%；不稳定物源量为29.98万m3，仅占总物源量的4.78%(见表2)。

表2　江口沟泥石流流域松散物源量稳定性统计

图2　江口沟泥石流松散物源分布1∶10000

4　江口沟泥石流风险评价

江口沟流域面积大，物源丰富，具备再次爆发泥石流的条件。鉴于在泥石流沟附近进行集中移民安置点选址的复杂性，采用风险度评价理论对江口沟泥石流进行评价，为移民安置点规划选址设计提供参考依据。

灾害风险度(即灾害期望损失值)除了与承灾体的社会、经济和环境属性有关以外，还与灾害发生的频率(概率)有关，同时也与灾害发生的规模有关。联合国提出的风险评价模型：风险度(R)=危险度(H)×易损度(V)[1]，这一评价模式已得到了国内外越来越多学者的认同[2～4]。

4.1泥石流危险度评价

泥石流危险度是由泥石流危险因子综合判定，根据江口沟泥石流现场调查，将规模(M)、发生频率(F)、流域面积(S1)、主沟长度(S2)、流域相对高差(S3)、流域切割密度(S6)、不稳定沟床比例(S9)等因子带入刘希林教授提出的单沟泥石流危险度评价公式[5]：

H单=0.29M+0.29F+0.14S1+0.09S2+

0.06S3+0.11S6+0.03S9

(1)

式中H单为单沟泥石流危险度(0～1或0% ～100%)，M、F、S1、S2、S3、S6、S9分别由表3转换函数计算(见表3)。

根据江口沟泥石流现场调查及泥石流沟的发育特征，各项评价因子取值及其转换值见表4。

得出江口沟泥石流危险度为0.42。

根据单沟泥石流的危险度分级标准(见表5)，江口沟泥石流的危险度为中度危险度泥石流沟。

表3　单沟泥石流危险度评价因子的转换函数

表4　江口沟泥石流危险度评价因子

表5　单沟泥石流的危险度分级标准

4.2泥石流易损性评价

根据单沟泥石流易损度评价模型，其易损度计算公式为：

V单=[(FV1单+FV2单)/2]0.5

(2)

FV1单=1/{1+exp[-1.25(logV1单-2)]}

(3)

FV2单=1-exp(-0.035V2单)

(4)

V1单=I+E+L单

(5)

V2单=(a+b+r)D/3

(6)

式中V单——单沟泥石流易损度；

V1——财产指标,万元；

FV1单——财产指标的转换函数赋值；

V2单——人口指标,人/km2；

FV2单——人口指标的转换函数赋值；

I——物质易损度指标,万元，包括建筑资产I1、交通设施资产I2、生命线工程资产I3；

E——经济易损度指标,万元，包括人均年收入E1、人均储蓄存款余额E2、人均拥有的固定资产E3；

L单——土地资源价值,万元，分五大类土地以基价估值；

a——65岁及以上老人和15岁以下少年儿童的比例；

b——只接受过初等教育(小学)及以下人口的比例；

r——人口自然增长率,‰；

D——人口密度,人/km2。

根据格宗移民安置点投资估算，以及对当地原居民的调查，江口沟若爆发大规模泥石流，将会造成约0.63亿元的损失，则V1单=6 300万元；由于无法找到江口沟沟口及格宗安置点的全部人口统计资料，参照丹巴县志，推算65岁及以上老人和15岁以下少年儿童的比例a=0.327，只接受过小学初等教育及以下人口的比例b=0.47；人口自然增长率r=2.05‰，人口密度D=5 354.8(人/km2)。根据式(2)、(3)、(4)，V单=0.976。

根据单沟泥石流的易损度分级标准(见表6)，江口沟泥石流属于极高易损度泥石流沟。

表6　单沟泥石流的易损度分级标准

4.3泥石流风险评价

根据单沟泥石流风险度计算公式，江口沟泥石流风险度为：

R单=H单·V单=0.42×0.976=0.41

根据单沟泥石流的风险分级标准(见表7)，江口沟泥石流属高风险。

表7　单沟泥石流的易损度分级标准

5　结　　语

(1)江口沟流域面积大，汇水面广，最近一次爆发泥石流为1958年，属于中等规模的低频～极低频泥石流。

(2)江口沟泥石流风险性分析结果显示，江口沟泥石流危险度为0.42，具有中度危险特征，其承灾体易损度为0.976，具有极高易损特征。综合其危险度和易损度得到江口沟泥石流的风险度为0.41，属于具有高度风险的泥石流沟。

(3)根据江口沟泥石流风险度分析，在泥石流影响范围线以内风险度为高风险，因此，移民安置点选址应避开泥石流影响范围，堆积扇上的已有居民建议搬迁，如无法搬迁则应对该泥石流沟进行治理。

(4)泥石流风险评价目前仅应用于对泥石流的科研研究，本文应用江口沟泥石流的风险评价结果与现场调查宏观判断分析结果基本一致。

[1]United Nations, Department of Humanitarian Affairs. Mitigating Natural Disasters: Phenomena, Effects and Options- A Manual for Policy Makers and Planners [M]. New York: United Nations, 1991, 1-164.

[2]刘希林,王小丹.云南省泥石流风险区划[J].水土保持学报,2000,14(3): 104-107.

[3]Flageollet J.C. Floods and Landslides: Integrated Risk Assessment [C].Berlin: Springer-Verlag, 1999:3-18.

[4]杨宗佶,乔建平,宋书志,等.四川凉山州越西县打虎沟泥石流风险评价[J].水土保持研究,2007,14(2):46-49.

[5]Liu X. Assessment on the severity of debris flows in mountainous creeks of southwest China [C]. Proceedings of International Symposium-Interpraevent, Garmisch-Partenkirechen,Germany, 1996(4):145-154.

2015-06-29

宋书志(1983-)，男，安徽广德县人，高级工程师，从事岩土工程及地质灾害勘查、设计工作。

P642.23

B

1003-9805(2016)03-0048-04