陇东泾河源地区泥石流发育特征研究

田运涛 李永波

(1.中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北 保定 071051； 2.内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010011)

泥石流是陇东地区常见的一种自然灾害，具有突发性、隐蔽性、破坏力强等特点，是山区防灾减灾研究的热点和重点问题之一。陇东泾河源地区属泾河流域，生态环境脆弱，泥石流高发，灾害较为严重，影响着当地居民的社会经济活动。

1 地质环境背景概况

1.1 气象水文

研究区属温带半湿润气候区，年降水量为400.5 mm～670.0 mm(见图1)，多年平均降水量525.4 mm，降水多集中在6月～8月三个月。泾河源地区为泾河的发源地，其支流主要有沙塘河、黄花河、香水河、兴盛河、新民河等16条主要河流和343条溪流(见表1)，均发源于研究区西部六盘山东麓，属泾河水系。

1.2 地形地貌

按照成因类型、地貌形态可分为侵蚀构造中山区、侵蚀构造低山区、剥蚀构造丘陵区和侵蚀堆积河谷阶地区等四类。海拔高程2 200 m～2 900 m，相对高差200 m～800 m，最高峰米缸山2 942 m。人类的生产生活主要位于侵蚀堆积河谷阶地区。

1.3 地层岩性

研究区出露地层有寒武系(∈)，奥陶系(O)，三叠系(T)，白垩系(E)，古近系(E)，和第四系(Q)地层。与地质灾害关系密切的易滑地层主要有第四系松散粘砂—砾石层,古近系泥质、砂质红层软岩,白垩系的紫红色泥岩三大岩性。

表1 六盘山镇幅和泾源县幅主要河流水文特征表

1.4 地质构造

研究区位于我国区域地质南北向界限，即哀牢山—龙门山—六盘山—贺兰山北部，全国地势第一阶梯向第二阶梯缓冲过渡区域，受鄂尔多斯断块、阿拉善断块、青藏断块及祁连地槽褶皱系和地应力相互影响，研究区呈现挤压型弧形构造格局。研究区主要受六盘山东麓断裂带和小关山断裂带的影响，次级断裂，褶皱较为发育。

2 泥石流发育特征及分布规律

本次调查泥石流沟29条。通过走访调查，这些泥石流沟在历史发生过程中，均对沟谷或沟口的居民造成了一定的灾害损失，从走访调查中了解到，这些泥石流发生时泥沙含量相对较小，表现为极速的泥石流或水石流。

2.1 泥石流发育特征

1)成群发生特征。

主要受地质条件、降雨和地震、人类活动的影响。极端异常降雨是区内集中诱发泥石流灾害的最重要因素，而泥石流的物源则是由大量的滑坡、崩塌及残坡积物组成。区内崩、滑有近一半是在暴雨诱发下产生了拉张裂缝；短时强降雨使区域部分窑洞坍塌，沟谷内黄土特别是与基岩接触面斜坡，多以滑坡群形式发生。

2)发生突然特征。

主要影响因素为降雨及地震等突发性因素。受地震的影响，崩滑灾害广泛发育，崩滑堆积体会堵塞河道形成堰塞湖，存在更大的安全隐患；同时崩滑堆积体在沟道内会形成物源，为泥石流发生提供物质条件。地震作用一般较长，在地震发生后几年内，如遇强降雨等诱发因素，泥石流也会频繁发生。

3)周期性特征。

根据研究区的降雨资料，发现地质灾害与年降雨之间具有约10年不规则的周期。具体表现在：a.年降雨量大的年份地质灾害发生概率远远高于年降雨量小的年份；b.每一年地质灾害的高发期一般是在雨季，尤其是7月～9月更为集中，地质灾害的发生时间一般滞后降雨。研究区泥石流均为暴雨型泥石流，近年来六盘山东麓断裂带及次级断层线上的泥石流一般发生在8月份也说明了泥石流的周期性特征。

4)链生特征。

现有崩塌滑坡的发生，为泥石流的形成提供充足的物源条件，在降雨条件和汇流条件具备的情况下，演化形成泥石流。例如冶家村吃水沟泥石流，受六盘山断裂带的影响，形成区碎裂的岩体形成崩滑堆积于沟道，而在流通区的左岸，坡度较陡，约30°～45°，次级断层和小型褶皱发育，易产生崩塌，形成坡面松散物质，而沟谷右侧清水营组泥岩遇水软化，逐渐蠕滑变形，堵塞沟道，每到雨季就发生不同程度的泥石流，於埋拦沙坝。

2.2 泥石流分布规律

1)在区域活动断裂带周边集中。

研究区主要受六盘山东麓断裂带和小关山断裂带的影响，泥石流的发育主要集中在两条断裂带周边，分布沿东向西依次为六盘山褶皱、六盘山东麓中南端断裂带、小关山隆起带、小关山断裂带。

2)在特定的地貌类型区集中。

可将调查区分为2部分进行描述：

a.泾河源区处于人类活动强烈影响区，在该区发育的一种斜坡组合方式，即黄土或堆积层—基岩二元结构。导致崩滑多发，为泥石流形成提供了丰富的物源。

b.泾河源区中西部六盘山山前堆积层和红层岩性组合，导致中小型滑坡较为发育，加之人类工程活动的影响，产生大量的弃渣堆土等，为泥石流的发生提供了物源条件。

3)沿河流水系分布集中。

泥石流分布的优势地段为沿泾河及其支流河谷两侧，支流主要有香水河、黄花河、兴盛河等。支流沟壑区主要是密集分布的支沟，其支流多呈近南西向发育，河流两侧斜坡坡向大多分布在180°～270°和90°～135°之间。从泥石流分布特征来看，泥石流的发育受河流切割的影响，呈现不同期次的发育特征。

4)在人类工程切坡扰动区分布集中。

泾河源区大型线型工程建设(高速公路、国道改建)，不但诱发老滑坡局部复活，还伴生新的浅表层黄土崩滑及山区残坡积坡体失稳。尤其在基岩山区，绝大部分地质灾害与人类工程扰动有直接关系，其中浅表层工程扰动包括建房切坡、筑路切坡以及农田开垦导致的表层植被破坏和临空面增高、增多等，较深部的工程扰动主要指地下煤炭开采，同时还伴有表层弃渣堆积隐患等问题。

3 泥石流成灾模式

通过实地调查，研究区内泥石流的成灾模式主要有5类。且5类模式相互影响，泥石流的发生由其中一种或几种共同作用下产生。

1)沟床启动型。前期崩滑堆积体或残坡积物在沟道堆积后，由于物质松散，在强降雨和洪水侵蚀作用下，发生溃决产生泥石流。

2)崩滑重力转化型。崩塌、滑坡产生的松散堆积物位于坡面，在降雨条件下，松散岩土体饱和液化，下滑至沟道并沿沟道冲出形成泥石流。

3)残坡积表层启动型。受风化或地震作用，残坡积土或由于地震作用产生的浅层松散表土层，在地表径流和降雨的作用下，发生表土层的溜滑，产生泥石流，一般泥流较多。

4)坡面冲沟启动型。降雨导致坡面形成冲切沟，随着降雨的持续影响，坡内土体粘聚力降低，孔隙增大，坡面不断被掏蚀，坡面冲切沟松散物质被带动发生滑动，形成坡面泥石流。

4 结语

1)陇东泾河源地区泥石流主要发育在泾河主干流及支流两岸，受六盘山断裂带和小关山断裂的影响，研究区山体破碎，泥石流物源丰富，为泥石流的形成提供了条件。

2)泥石流在发育特征上主要呈现成群发生、发生突然、有一定的周期性、链生特征四个特性。分布规律上主要表现在区域活动断裂带周边集中、在特定的地貌类型区集中、沿河流两侧河谷分布集中和在人类工程切坡扰动区分布集中四个规律。

3)分析了泥石流四类成灾模式，建议在人类工程活动强烈地区和雨季时期加强对泥石流的巡查和监测，避免发生人民生命财产损失。