九寨沟县沙坝沟小流域震后泥石流基本特征及综合防治

薛莉云，贺模红，叶胜华

九寨沟县沙坝沟小流域震后泥石流基本特征及综合防治

薛莉云，贺模红，叶胜华

（四川省地矿局九0九水文地质工程地质队，四川 绵阳 621000）

受“8·8”九寨沟地震影响，沙坝沟小流域内诱发新增大量山体崩塌、滑坡等次生地质灾害，松散物源量急剧增加，极大加剧了泥石流灾害的发生，对沟口聚居区及旅游设施等构成严重威胁。通过分析沙坝沟小流域震后地质灾害发育基本特征，分析研究主沟泥石流形成特征、灾害史及发展趋势，按照地震灾后恢复重建规划，提出了结合地方发展规划的防治方案，实施工程治理、监测预警、应急避险场所、生态恢复为主，与农村基础设施建设、旅游开发等结合的综合措施，保护了流域及危险区人们生命财产安全，为小流域地质灾害的防治提供可借鉴。

小流域；泥石流；基本特征；综合防治；沙坝沟

2017年8月8日，九寨沟县发生7.0级地震，最大烈度Ⅸ度。沙坝沟小流域距离震中约10km，地震烈度为Ⅷ度，漳扎镇沙坝村2组聚居区位于沟口区，受地震影响严重，房屋不同程度受损，交通、通讯、基础设施受到不同程度破坏。地震对区域自然生态及地质环境造成重大破坏，流域内诱发新增大量山体崩塌、滑坡等次生地质灾害外，松散物源量急剧增加，极大加剧了泥石流灾害发生，严重威胁2个企业、3个酒店和11座小桥、房屋、公路、供电、通讯、耕地等重要基础设施，群众48户189人，财产约5100万元。沙坝沟小流域作为地质灾害综合治理小流域及重点场镇综合整治项目列入“8·8”九寨沟地震灾后恢复重建总体规划，探索整合监测预警、工程治理、生态恢复、新农村建设等，进行地质灾害综合整治，实现防灾减灾与富民安民双赢的小流域地质灾害的综合防治目标。

表1 流域内主支沟基本特征统计表

表2 沙坝沟小流域地质灾害隐患点统计表

图1 流域主支沟、地质灾害及物源分布图

1 小流域地质灾害基本特征

1.1 小流域基本概况

九寨沟漳扎镇沙坝沟小流域（图1）位于白河右岸，与主河白河近垂直交汇，0.02～6.28km2支沟有1#大水沟、2#支沟、3#支沟、4#渗水沟等四条支沟（表1）。沙坝沟流域面积为34.6km2，平均长为8.8km，平均宽度为3.9km，主沟沙坝沟长度10.7km，平均纵坡降148‰，沟域相对高差为2520m。

1.2 小流域地质灾害分布

受“8·8”九寨沟地震影响，发育有威胁对象地质灾害共计4处，新增寨子后山崩塌和张茂林房后滑坡2处，加剧沙坝沟（主沟）、渗水沟（支沟）泥石流2处（表2）。发育松散泥石流固体物源点29处（新增10处）。除主沟泥石流外，有威胁地质灾害体均位于近沟口地带，发育相对集中。其中危害性、危险性大的灾害点为沙坝沟主沟泥石流，威胁对象主要分布于沟口堆积扇大部分区域，面积0.3km2。

2 沙坝沟主沟泥石流形成特征

2.1 沟域特征

沙坝沟主沟流域面积为34.6km2，沟域主沟沟道长度为10.7km，为泥石流水源的汇流条件。沟域平均纵坡降约148‰（图2）；沟谷纵坡较大，特别是主沟上游段及各支沟纵坡多在300‰以上。支沟发育，呈“V”型谷，山高坡陡，平均坡度在35°以上。

图2 沙坝沟主支沟纵剖面图

清水区主要分布于沟域上游高程2100m以上区域。长3.7km，高差1670m，沟床平均纵坡降300‰，面积30.33km2。发育三条较大支沟，支沟坡降300‰以上，植被发育，上游沟道侵蚀深度一般较浅。

物源流通区分布于高程1880～3280m，主沟长4.6km，高差1400m，沟床平均纵比降137‰，面积3.9km2。呈深切“V”型谷，平均岸坡坡度35°～45°，沟道宽度18～120m。物源丰富，部分崩滑体沟堆积于沟道，最厚达35m。

表3 地震前后物源对比表

沟口堆积扇分布于出山口以下至白河段。分布高程1850～2000m，高差150m。沟口堆积扇区内地势较为宽缓，平均纵坡为83‰，长1750m，平均宽210m，面积0.37km2。沟道宽5～28m，深1.5～4.5m，有利于泥石流物质的淤积。

2.2 物源特征

小流域内第四系松散堆积物以碎块石、卵石等为主，基岩为石英砂岩、千枚岩、板岩、灰岩等。地震诱发新增大量崩滑堆积物源、沟道堆积物源和坡面侵蚀物源等三类（图1）。松散固体物源点29处（崩塌物源点9处，滑坡点10处，坡面侵蚀物源5处，沟道堆积物源5处），较震前增加11处（邱建新，2012；黄晓明等，2018）。震后调查松散固体物源量332.74×104m3，较震前增加了107.99×104m3；可参与泥石流动储量89.79×104m3，震后增加了11.29×104m3（表3）。

图3 H11滑坡体遥感影像（2013.3）

图4 H11滑坡体遥感影像（2013.9）

通过相关勘查资料（黄晓明等，2018），沟内最大物源点H11滑坡，震后静储量194.33×104m3，动储量65.61×104m3，分别占58.4%、73.1%。滑坡2013年降雨导致大规模滑动（图3、图4），坡体为滑动的残留体，前缘沟道形成滑坡堆积体。2015年受降雨影响，残留体继续变形加剧，右侧滑坡沟槽两侧出现大面积滑动（图5），2017年“8·8”九寨沟地震后，残留滑坡体再次加剧滑动（图6），大部分堆积于沟道中。残留体（图7）纵长512m，平均宽185m，平均厚度15m，坡度40-45°，体积约142.08×104m3。滑坡体为第四系碎石土层，下覆灰岩，前缘堆积区宽度220m，长度80～120m，面积2.09×104m2，滑坡堆积体平均厚度25m，顺沟地形坡度为22°～35°，体积52.25×104m3。

图5 H11滑坡体遥感影像（2015.11）

图6 H11滑坡体遥感影像（2017.8）

H11滑坡体堵塞沟道段位于主支沟交汇处，沟道纵坡较陡，堆积体已淤积沟道，上游直抵沟道岸坡。堆积体整体稳定性较好，变形破坏可能性小。主沟水流从堆积体右侧冲刷通过，冲蚀形成宽度5～10m沟槽，强降雨作用下，可能多期次启动进入沟道，为沙坝沟泥石流的主要物源点。形成溃决型泥石流可能性；还有待进一步勘查、监测其变化确定。

2.3 降雨及汇流特征

县域年降水量552.3mm以上，年最大降水量750.2mm，最小降水量359.2mm。根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的暴雨量等值线图，沙坝沟小流域区域1/6h、1h、6h、24h最大暴雨量分别为8mm，15mm、25mm、35mm。据吴积善等人的研究成果（吴积善等，1993），四川山区泥石流激发雨量为:场次雨量＞48mm或雨强8～12.2mm/10min、0.8～1.2mm/1min。研究区雨强8.0mm/10min，满足诱发泥石流条件。

2018年县域发生“6·25”、“7·2”、“7·10”三次强降雨过程，最大雨量分别为40.4mm、39.4mm、48.6mm，前两次引起山洪灾害。“7·10”强降雨，县域多条主干河道达到历史最高流量，沙坝沟小流域发生较大规模泥石流灾害。

图7 H11滑坡体剖面图

2.4 泥石流暴发特征

沙坝沟小流域受主沟泥石流灾害威胁最大，为老泥石流沟，多次发生泥石流灾害。上世纪50年代发生较大规模泥石流灾害，掩埋部分农田，冲毁部分房屋，未造成人员伤亡；1982年泥石流在沟口平缓处出现淤积和改道，冲出方量6.5×104m3，沟道两侧居住人户较少，未造成人员伤亡，2008年汶川地震后，由于松散物源增多，启动雨量减低，每年均发生小规模泥石流灾害，堆积于宽缓处。

2018年7月10日晚10点，暴雨诱发主沟泥石流，冲出方量4500m3，已建拦挡坝淤满后改道，造成下游5户民房进水，迅急避险、及时抢险。渗水沟同时暴发坡面泥石流，冲出泥石流固体物质300m，冲淤至主沟。张茂林房后滑坡部分滑塌至坡脚，提前避险，未造成人员伤亡。

沙坝沟主沟地震前为低频稀性泥石流，受2017年“8·8”九寨沟地震影响，滑坡、崩塌地质体增加，易发程度增高，预计短期内，泥石流暴发频率可能增大。

3 综合防治措施

3.1 防治目标

根据“8·8”九寨沟地震灾后恢复重建总体规划，结合建设中查-漳扎-沙坝国际生态特色小镇规划，未来为人口主要集中的发展区域。治理目标为通过沙坝小流域综合整治，整合监测预警、工程治理、生态恢复、新农村建设等综合防治措施，使小流域内危害人民生命财产安全的地质灾害得以有效防治。依托沙坝沟小流域地质灾害综合治理工程，融合成以沙坝沟为中心，与九寨沟自然风光相呼应的藏乡文化旅游体系。构建藏乡风貌、民族文化遗产、人文地理保护区域，使地质灾害治理工程、生态农业功能与藏乡风貌等相结合，配套九寨沟“沟内游、沟外住”的旅游模式及体系之中。

图8 治理技术路线图

3.2 防治思路

治理思路（赵松江，2014；钟东，2015；吕杰，2014；李娟等，2014；莫裕科和李德华，2019；蹇代君等，2020）：在灾后恢复重建总体规划框架下，制定沙坝小流域总体规划，总体可分为沙坝沟小流域地质灾害综合治理、基础设施建设、生态旅游观光建设三部分，按照总体规划分部门、分项进行单独实施（图8）。

3.3 综合防治方案

沙坝沟小流域的地质灾害根据其发育的基本特征、危害对象及防治目标，分为工程治理（排危除险）、监测预警、避险场所等三个方面进行综合治理。

3.3.1 工程治理

主沟“以拦为主，拦排结合”的总体思路（图9），充分利用既有拦挡坝作为辅助拦渣作用，在上游修新建1#拦砂坝、2#缝隙坝作为主要拦渣和调洪功能，缓解下游排泄压力，出山口至主河处设置排导槽长度1.7km，槽宽9m，兼顾排导泥石流和护岸功能，两侧安装安全护栏，预留滨水步道，沟岸复绿，同时原始沟道设计跌水景观，新建高坝设计牧场翻坝路和坝体美化设计。对零星分布的3处地质灾害点结合旅游文化有针对性的进行排危除险防护设计（表4），达到保护危险区内居民的生命财产安全的目的。

表4 工程治理措施一览表

既有2座谷坊坝为上世纪八十年代修建，均由浆砌片石筑成，1#谷坊坝有效高度5m，2#谷坊坝有效高度4m，2座坝体破损情况均为溢流口冲蚀、磨蚀及坝下基础掏蚀；主要破坏原因为既有谷坊坝为浆砌石砌筑，运行多年溢流口磨蚀强烈，单座坝体坝体下游无护坦等消能防冲措施，坝下基础掏蚀强烈，基础出露最深1.0m，坝体和坝基经修复后可继续发挥一定功能。因此，新建2座高坝更需做好坝肩和坝基防护。新建1#拦砂坝为C20砼重力实体坝，有效坝高为10m，坝顶长度45m，顶宽度2m；满库后过坝流体势必对下游堆积体沟床产生强烈的冲刷破坏，防护措施为充分利用已建2#拦挡坝作为副坝回淤防冲，中间设置护坦和侧墙，坝肩为老冲洪积堆积物，有一定磨圆度，胶结性较好，为防止坝肩掏蚀，设置内侧C20砼护肩墙，高度至坝顶，坡比1∶1，厚度0.5m，右侧设置翻坝路（牧场道路）。新建2#缝隙坝为C20砼结构，调节和削减洪峰，拦粗排细，有效坝高为12m，坝顶长度42m，缝隙尺寸0.8m（宽）×4.0（高），坝体置入基岩，但上覆堆积体仍设置护坦及垂裙防冲，两侧设置侧墙，坝内侧右侧坝肩为基岩，设置翻坝路（牧场道路），左侧为崩坡积堆积体，设置护肩墙，高度至坝顶，厚度0.5m。通过对坝肩和坝基的有效防护，可保证高坝的安全稳定运行。

图9 沙坝沟小流域地质灾害综合治理工程平面图

3.3.2 专业监测预警

专业监测预警，结合先进的监测手段，以遥测终端（RTU）为核心，采用太阳能浮充蓄电池方式供电，通信方式采用GPRS/北斗卫星等通信方式。建立沙坝沟小流域监测预警示范区，同时建立集合早期预测和泥石流形成运动过程实时监测的预警平台，依据泥石流的形成运动各阶段的阈值特征指标，实现泥石流形成和运动过程预警（图10）。灾害监测预警系统分为三个部分：

第一部分为数据采集，在沙坝沟与白河交汇段设置视频监测直观监测泥石流沟具体变化，对现场的雨量和泥位等进行采集处理，布置大功率扩音警报器在接受到泥石流预警时可进行扩音喊话及广播功能，通知人员及时撤离。远距离夜视可视化视频监测站共布置2处，分别在新建1#拦砂坝和沟口白河交汇处布设，随时监测泥石流的流量、泥位等；雨量自动监测站共布置2个，分别布设在新建2#缝隙坝上游处和寨子后山处，实现一体化自动雨量监测；自动泥（水）位站共布置2处泥位监测。分别布设在2#拦挡坝部位和沟口下寨子处排导槽位置，实现实时泥（水）位监测；大功率扩音警报器1个布设于上寨子聚居区活动场处（图9）。

图10 预警流程图

第二部分为数据传输，将现场数据通过现场监测中转基站，采用北斗通信卫星、GPRS无线通信两种方式实现数据传输，监测中转基站设置于上寨子处，共计2个。

第三部分为监测预警平台及预警系统，通过对监测现场传回的数据进行存储、分析，与灾害发生阈值进行对比，进而按灾害预报等级对泥石流灾害发出警报。其数据中心1个设置于九寨沟县漳扎镇政府，主要功能为接收与处理数据。

3.3.3 避险场所

应急避难场所具有应急避难指挥中心、应急消防措施、应急避难疏散区等应急避险功能。沙坝小流域临时避险场地选取2处不受地质灾害威胁场地，一处为上寨子聚居区活动场可兼顾打造为民俗广场（面积约1200m2）；一处为下寨子聚居区集中平地可兼顾建成公用停车场（面积约1900m2）等综合性场所。临时避险场所配备必要的物资，以备发生灾害时应急之用，避险场所物资存储于沟口村委会活动室。两个避险场所，每个点配备6顶8人帐篷、单人简易行军床30张、军用棉被（盖被）30套、军用棉被（垫被）30套、灭火器6套、小型发电机组1台，立杆式标志牌1个等。做到“平灾”结合，发挥其“多方位布局、多功能建设、多途径利用”的优势，既有满足设防标准和目标的防灾避险实际需要，又不造成闲置浪费。

4 结语

（1）沙坝沟小流域主要由4条支沟组成，流域面积34.6km2，主要发育滑坡、崩塌、泥石流地质灾害4处，地质灾害发育较为集中，危害沟口大部分聚居区。沙坝沟主沟受地震影响，松散物源量增加，致灾临界雨量减低，短期内暴发频率可能性增大，潜在危险性大。

（2）沙坝沟小流域地质灾害综合治理、基础设施建设、生态旅游观光建设等三部分，按不同责任主体分阶段、分项实施。

（3）沙坝沟小流域按“工程治理（排危除险）、监测预警、避险场所”等三种措施综合治理。主沟采用“以拦为主，拦排结合”与基础设施、旅游开发相结合，进行生态修复。零星地质灾害点进行排危除险工程措施；工程监测分阶段有重点进行部署，建立监测预警平台，达到监测效果；避险场所与民俗广场、停车场等综合性场所结合建设，实现应急避险、基础设施提升等多用途。

（4）采用多种措施对小流域内地质灾害进行综合治理，工程设计充分考虑生态景观和村落环境的影响和融合，突出与自然遗产地，藏羌文化走廊的协调，为未来旅游开发打下良好基础，带来良好社会效益。

邱建新．2012．九寨沟县沙坝沟泥石流的成因及特征 [J].四川地质学报，32（3）:320-324.

黄晓明，薛莉云，张远洋．2018．九寨沟县漳扎镇沙坝沟小流域地质灾害综合治理工程勘查报告[R].

吴积善，田连权，康志成，张有富，刘江．1993．泥石流及其综合治理[M]．北京:科学出版社，48-50．

赵松江．2014．重点小流域和重点场镇地质灾害综合整治项目工作思路和实施方案编制要点探讨[R].

钟东．2015．小流域地质灾害综合防治的典型案例——以汶川县水磨镇牛塘沟泥石流为例[J].四川地质学报，35（3）:427-430.

吕杰．2014．小流域地质灾害综合防治可行性研究探析[J].四川地质学报，34:115-118.

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莫裕科，李德华．2019．九寨沟“8·8 ”地震地质灾害成灾风险及防范建议[J]. 四川地质学报，39（01）:83-87.

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Basic Characteristics and Comprehensive Control of Debris Flow in the Shaba Gully Minor Watershed after the Earthquake

XUE Li-yun HE Mo-hong YE Sheng-hua

(The 909th Hydrogeological and Engineering Geological Team, BGEEMRSP, Mianyang, Sichuan 620010)

Debris flow in the ShabaGully induced by the Jiuzhaigou Earthquake on Aug. 8, 2017 seriously threat to the Mizoguchi residents and tourist facilities security. This paper has a discussion on characteristics, disaster history and development trend of the debris flow and makes suggestion on comprehensive control including engineering management, monitoring and early warning, emergency rescue, ecological restoration, rural infrastructure construction and tourism development.

Minor Watershed; debris flow; basic characteristic; comprehensive control; ShabaGully

P642.23

A

1006-0995（2022）01-0081-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.01.016

2021-01-15

薛莉云（1989— ），男，四川绵阳人，工程师，主要从事地质灾害防治、岩土工程勘察设计