青藏高原山区泥石流滑坡活动特征及分布规律研究

郑胜章，臧丽萍，段顺荣

(青海省核工业地质局，青海 西宁 810008)

0 前 言

近年来，随着西部大开发，青藏高原东部边缘地区加大了工程建设力度，人类活动范围也逐渐广泛，山区植被覆盖面积缩小，这样一来就使得青藏高原山区泥石流滑坡现象严重。青藏高原东部边缘山区属于高山区，具有较为复杂的地质构造，山体稳定性较差且地震频繁。本区域具有夏、秋两季多雨，春、冬两季干旱的气候特征。因此，得出泥石流滑坡灾害集中发生于夏、秋两季。另外，在沿线区域存在着较多的人为不合理活动，随处可见滥砍滥伐现象，造成严重水土流失[1]。在本文中，以青藏高原山区泥石流滑坡活动特征及分布规律作为此次研究核心，研究该区域搬运、侵蚀等活动特征，并进一步研究该区域的分布规律，旨在为后期研究提供可靠理论依据。

在本文中主要是对沿雅鲁藏布江米林县、加查县、朗县3个地区的泥石流沟进行研究，主要位于青藏高原东部边缘地区。

1 泥石流滑坡活动特征

1.1 形成泥石流滑坡的基本条件

岩石性质一方面能够决定泥石流的形成性质，另一方面还能决定岩体破坏方式与难易程度。由于受到新构造运动、地质构造、工程建设活动以及人类活动等各方面因素的影响与制约，在发育带在受到风化作用后，岩石破碎，从而导致山体不稳定，为泥石流形成创造了丰富松散固体物质[2]。再加上第四系松散堆积物易遭到冲刷与侵蚀，因此泥石流固体物质是以沟床内冲积物滑坡与崩塌所形成堆积物、山坡上残破堆积物为主要来源。在本研究区中在多种构造因素中直接或者间接促成了泥石流滑坡形成。研究区为强烈多发地震区，增加了泥石流、滑坡等地质灾害的发生几率，再加上降雨等因素作用下，极易引起滑坡现象。有相关资料指出，在没有充足水源条件下，只有丰富固体物质是难以形成泥石流滑坡现象的[3]。因此，水源同样也是促成泥石流形成的一大前提条件。研究区常年平均降水量大约在600 mm，且主要集中在夏、秋两季，强度较大，主要降雨形式为暴雨或特大暴雨，成为诱发泥石流滑坡的主要动力条件[4]。雨水在渗入到土体岩石裂隙中，地下水在反复冻融作用下，不断增加了裂隙，降低了岩土体抗碱强度，促进了软弱结构面形成，使岩土完整性得到破坏，增加静水压力。

由于底层岩性较差，大面积雨水渗入山区破体内，不仅使岩土体自重增加，还提高了孔隙水压力[5]。此外，提升了地下水位，使滑面岩土体物理力学参数下降。在干湿的反复交替作用下，促进了岩土体节理裂隙发育。总之，在受到地震与暴雨因素下，容易诱发滑坡现象。每年6～9月汛期，暴雨量增多，从而对滑坡稳定性造成严重影响。受到冻融循环的影响，就使得泥岩与粘性土出现泥化现象，降低了其粘聚力，到冬季再重新冻结，在如此循环作用下，导致滑体不断下滑。

1.2 泥石流搬运的活动特征

泥石流通常主要分布在沟道陡峭区域，一方面能够增强固相物质与水的势能，另一方面还能将该势能转化为泥石流所形成的基本条件[6]。在泥石流的流动过程中，其能量较大，提高了泥石流的搬运能力。研究区泥石流主要是分布在地势陡峭山区，流域高差超过1 000 m，具有丰富的动力源条件[7]。此外，研究区具有充足水源，这就表明了泥石流位能转化为动能条件的优势较大。泥石流搬运形态：1)泥石流固相物质与液相物质有机结合后，液相物质则会形成粘性泥石流；2)泥石流固相物质与液相物质未得到有机结合，在固相物质中，液相物质只是一种运输载体，且液相物质仍保持着水流特性(稀性泥石流)。因此，研究区泥石流不是单一性的搬运形态，而是具有多样性。

1.3 泥石流侵蚀的活动特征

泥石流侵蚀指的是在泥石流的流动过程中，对沟岸、沟床土体的冲起、搬运、掀揭作用，主要是集中于沟道上游区域，特别是以泥石流形成的侵蚀作用严重[8]。泥石流在流动过程中具有强烈的侵蚀作用，冲刷力度强，导致山坡土壤遭到严重大面积冲刷。泥石流的侵蚀活动特征具有迅速性与突发性，主要体现在泥石流运动过程中。泥石流运动主要是受到低势能、松散物质重力以及水源动力作用的共同影响，但由于固相物质与液相物质结合在一起，液相物质失去水流特性，其水源动力作用不凸显。当流体流入平缓地带后，低势能也失去作用。总之，相比较而言，泥石流流体的重力作用较为显著。

2 泥石流滑坡分布规律

2.1 地形与泥石流分布规律

地形地貌条件在沟槽、坡地演变中能够为松散固体物质、充足水源提供有利场所。地形地貌可在坡度与地形高差上来体现出对泥石流滑坡分布的影响。坡度指的是坡面水平宽度与垂直高度的反正切值，主要是为15(°)～50(°)的斜坡地带，多发滑坡现象，特别是对存在软弱岩层形成的25(°)～30(°)斜坡地带[9]。不仅有助于促使松散固体物质堆积，还增加剪切面的滑动力度。因此，25(°)～30(°)坡度更加容易出现滑坡现象。而对于斜坡坡度超过40(°)地带，则多发崩塌类地质灾害。总之，地形地貌坡度能够在最大程度上对泥石流松散物质来源造成影响，从而也就表明了可间接对泥石流分布规律产生不同程度的影响。相关研究者对该研究区进行了实地调查，结果发现米林县、朗县的泥石流山坡坡度为30(°)～50(°)间的发育密度较大，容易多发滑坡、崩塌等地质灾害[10]。此外，泥石流沟道高差与势能存在正相关关系，即沟道高差越大，则势能随之增加，这样一来就对泥石流形成创造了优越的动力条件。

2.2 地质构造与泥石流分布规律

研究区岩体破碎，其具有强烈褶皱断裂变动，创造了丰富松散固体物质，促使泥石流形成[11]。研究区在地震后容易造成大量滑坡、崩塌现象出现，且在沟道内会大量堆积松散固体物质，但所堆积出来的松散固体物质没有立即参与到泥石流运动中，同时也并不会在短时间内大范围引发泥石流灾害，且受到水源充足的影响，增加了泥石流形成的可能性[12]。这主要是由于受到地震作用后使沟道内堆积体松动，提高了松散固体物质的参与性；此外，地震所形成的崩塌、滑坡等也能够促使泥石流松散固体物质量的增加，最终促成大规模泥石流形成。因此，地质构造能够在一定程度上对泥石流分布产生影响。

2.3 雨水量与泥石流分布规律

根据对研究区的雨水量资料进行收集，发现近40年以来，降水量最少为398.40 mm，降水量最多为2 262.50 mm；6 h降水量为37.02 mm，日最大降水量为46.50 mm[13]。由此看来，降雨在区域上与时间上存在分布不均匀现象。有研究表明，当日降水量超过20 mm，持续降雨；小时雨超过10 mm，集中降雨，则容易促使泥石流形成[14]。研究区主要分布在400～800 mm的降雨等值线中，有9条泥石流沟主要是分布在800 mm以上的区域内；69条泥石流沟分布在600～800 mm降雨等值线的区域内；有84条泥石流沟主要分布在500～600 mm降雨等值线的区域内，有6条泥石流沟分布在400～500 mm降雨等值线的区域内[15]。由此得出，超过600 mm降雨等值线的区域内更加容易诱发泥石流形成。

3 结 语

在本文中，以青藏高原山区泥石流滑坡活动特征及分布规律作为此次研究核心，研究该区域搬运、侵蚀等活动特征，并进一步研究该区域的分布规律，旨在为后期研究提供可靠理论依据。在活动特征中，研究区具有丰富松散固体物质、充足水源、优越地形条件等，促进了泥石流形成。此外，研究区还具有较强的搬运能力以及侵蚀能力，主要是由于侵蚀空间分布不均匀、地形地貌条件较为优越所致。研究区的搬运形态主要可分为：1)泥石流固相物质与液相物质有机结合后，液相物质则会形成粘性泥石流；2)泥石流固相物质与液相物质未得到有机结合，在固相物质中，液相物质只是一种运输载体，且液相物质仍保持着水流特性(稀性泥石流)。在泥石流运动过程中的松散物质重力比低势能以及水源动力作用强；地质构造能够在一定程度上控制泥石流分布，但对于地形地貌与岩性而言，地质构造的影响相对较小。研究区泥石流形成主要集中爆发在夏、秋两季，在此期间的降水量约占全年总降水量85%，同时大部分沟道高差超过了1 000 m，且坡度较大。