九寨沟县岩米家沟泥石流发育特征及防治措施研究

2022-07-10厉成武臧立超

四川建筑 2022年3期

厉成武臧立超

[摘要]：岩米家沟泥石流汇水面積约37.5 km2，主沟长约9.8 km，平均沟道纵比降为238.7‰。据估算统计，流域内共计约有松散固体物源130万m3，可能参与泥石流活动的不稳定物源量约18.5万m3。通过地质调查、现场试验及对沟谷特征等综合分析，该沟属为低频、黏性、中型泥石流沟。该沟目前处于发展期，暴雨条件下有爆发较大规模泥石流的可能。

[关键词]：岩米家; 泥石流; 发育特征; 防治措施

P642.23A

泥石流这一特别的自然灾害经过各国学者系统而深入的研究认为，泥石流的形成必须具有3个基本条件：一是有利于泥石流暴发的地形地貌特点;二是充足丰富的物源条件;三是适当的降雨量诱发条件。泥石流的孕育条件、启动机理以及运动过程特性长期以来都是国内外学者重点研究方向[1-2]。泥石流对公路的危害也是一个不容忽视的问题[3-5]。

岩米家泥石流沟位于九寨沟县岩米家，G544线设中桥跨该泥石流沟。该沟每年雨季均会有一定松散物质冲出，个别年份雨量较大时，有较大块石或枯枝乱木冲至沟口公路桥梁处，并在桥下形成淤堵，致使少量物质冲上公路路面，严重威胁公路行车安全。

1 泥石流形成条件

1.1 地形地貌

岩米家沟沟域内地貌主要以构造侵蚀中高山及构造侵蚀峡谷地貌为主，流域汇水面积约37.5 km2，最高点海拔3 850 m，最低点海拔1 510 m，最大高差约2 340 m，主沟长约9.8 km，平均沟道纵比降为238.7 ‰。在新构造运动作用下，沟道切割强烈，中上游沟道呈深“V”字型，谷底宽5～10 m，下游沟道呈宽“V”字型，局部为“U”字型，谷底宽20～50 m，最宽处可达100 m，两侧谷坡坡度40～60°，局部达70° 以上;沟道高程1780 m处右岸发育一较大支沟，该高程以下至堆积区，沟道整体较宽缓，为泥石流主要停淤场所。

1.2 物源条件

该泥石流沟松散物源较为丰富，以沟道两岸崩坡堆积体、沟床堆积物以及坡面侵蚀物源为主。崩坡堆积体主要分布于沟道中上游沟道高程1 950～2 490 m段两岸，松散—稍密，易在暴雨冲刷及沟水淘蚀下失稳滑塌进入沟道;沟道下游两岸堆积体连续发育，具一定胶结，沟道左侧堆积体易在沟水淘蚀下失稳垮塌。沟道物源主要集中于下游沟道宽缓处，沟道中游两岸堆积体发育段物源也较为丰富。坡面侵蚀物源主要分布于右岸支沟左侧边坡中上部，支沟左侧边坡整体上缓下陡，坡面植被覆盖较少，雨水冲刷作用下可携带细粒物质进入沟道最终汇入主沟;沟道高程2 500 m以上，沟道两岸及后缘植被较发育，有少量坡面侵蚀物源发育。

根据调查统计，在流域内沟道两侧崩塌堆积物发育6 处，坡面侵蚀物发育5 处，沟道堆积物发育2 处。通过估算，其中沟道堆积固体物源总量约为85万m3，可能参与泥石流活动的不稳定物源量约为15万m3;沟道两侧崩坡堆积物源总量约为25万m3，可能参与泥石流活动的不稳定物源量约为2.5万m3;坡面侵蚀物源总量约为20万m3，可能参与泥石流活动的不稳定物源量约为1万m3。流域内共计约有松散固体物源130万m3，可能参与泥石流活动的不稳定物源量约18.5万m3。

1.3 水动力条件

岩米家泥石流沟的水源主要来源于大气降水和地下水补给。沟域内植被较发育，地下水补给形成的地表径流比较稳定，但其水量一般较小，枯水期实测流量为0.5 m3/s，不构成引发泥石流的主要水源。此外，沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体，仅春季有少量冰雪融水。因此暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源。

2 泥石流基本特征

2.1 泥石流灾害史及已有治理工程

根据现场访问，该沟1964年雨季发生过一次较大规模泥石流，该次泥石流致使沟口村庄遭受一定程度的损坏，近几年内未发生过大规模泥石流，但每年雨季均会有一定松散物质冲出，个别年份雨量较大时，有较大块石或枯枝乱木冲至沟口公路桥梁处，并在桥下形成淤堵，致使少量物质冲上公路路面，但未造成堆积区人员伤亡或房屋损毁。

目前该沟内设置有一道拦挡坝，坝体长50 m，有效高度6～7 m，坝体及坝体上游沟道内有大量松散物质堆积，当地也对坝体内的物质定期进行清淤，一定程度上缓解了泥石流的危害。堆积区至白河江段，沿沟道左岸沿乡村道路内侧修筑有排导槽，对小规模稀性泥石流及水石流有一定的疏导作用。

2.2 泥石流爆发频率及规模

通过地质调查、访问及对沟谷特征等结合分析，得出在自然状况该沟属为低频泥石流沟，规模多为中型，流体性质以黏性为主。

2.3 泥石流成因机制及引发因素

该泥石流沟的水源补给主要靠大气降雨和地下水补给，而地下水补给水量不足以启动沟道中的松散物源，暴雨为泥石流的引发因素。

该沟松散固体物源较丰富，以沟道堆积物源和两岸崩滑堆积物源为主。沟道两岸堆积体在强降雨条件下易发生坍塌进入沟道，坍塌物及源沟道物在势能及径流作用下率先启动，同时在向下游运动过程中不断掏蚀沟床物质和携带沟岸物质，流体含砂量进一步增大，最终发展成为具一定规模的泥石流。

2.4 泥石流冲淤特征

（1）沟道上游冲淤特征。上部沟道呈“V”，下部沟道呈“U”字型，谷底宽10～15 m，沟谷坡降较大约200‰～260‰，该区沟床大多表现为以冲为主的特点。

（2）沟道中下游冲淤特征。沟床相对较为平缓，因降雨量及沟道内洪水（或泥石流）流量的差异，其冲淤现象会出现一定的差异，在具备很强的水动力条件时，泥石流下蚀作用通常大于堆积作用，其冲淤特征表现为以冲为主的特点。但在较小的洪水或泥石流条件下，其淤积的速度大于侵蚀的速度，其冲淤特征表现为以淤为主的特点。

（3）堆积区冲淤特征。该沟堆积区位于宽谷地段，地势平坦，沟口开阔，前部直抵白河左岸。这种条件决定该沟段冲淤特征仍为以淤为主的特点，在但大规模暴雨洪水或稀性泥石流作用下，其冲刷作用将加剧。

2.5 泥石流堆积物特征

該沟堆积区长约750 m，宽约1 000 m，范围较广。通过对堆积区的泥石流堆积物分别进行了配浆法测算泥石流物质容重和对粒径小于200 mm的颗粒进行了颗粒级配试验确定堆积物特征。试验方法是将探槽表层0～50 cm 的土样采集进行现场筛分试验，得出颗粒大小为0～0.075 mm、0.075～0.5 mm、0.5～1 mm、1～2 mm、2～20 mm 、20～40 mm、>40 mm等粒级的颗粒重量及所占百分比。根据不同等级颗粒重量百分比可知，该土样属于级配不良的非均粒土，土石比为3.89∶16.54，粉黏粒含量所占百分比相对较大为10.08%，表明该沟泥石流流体性质为黏性。

3 泥石流发展趋势预测及危险性分析

3.1 泥石流发展趋势预测

泥石流的发展受多种因素的影响，主要有地形地貌、土源（含地质条件）、水源。所以泥石流的发展趋势是多个因素综合影响的结果，可以通过各因素的综合分析和历史的调查访问而获得。

该沟沟域内物源丰富，沟内人为对树木的砍伐也使松散物质进一步增加，加之沟道中上游整体纵坡降较大，雨量较大时堆积于沟道内的松散物质易在沟水冲刷作用下径流而下，同时淘蚀两岸堆积体造成局部垮塌，在沿途不断有松散物质补给情况下发展形成泥石流，该沟目前处于发展期，且在大暴雨作用下有发生较大规模泥石流的可能。

3.2 泥石流危险性分析

由前文所述，该沟沟域内物源丰富，沟道中上游沟道整体纵坡降较大，暴雨条件下有爆发泥石流的可能，其易发程度为易发，目前处于发展期，泥石流规模以中型泥石流为主。目前该沟内设置有一道拦挡坝，坝体长50 m，有效高度6～7 m，一定程度上缓解了泥石流的危害对泥石流危害，但坝体及坝体上游沟道内有大量松散物质堆积，需定期对其进行清淤。堆积区至白河江段，沿沟道左岸沿乡村道路内侧修筑有导流堤，对小规模稀性泥石流及水石流有一定的疏导作用。

该沟沟道高程1 780 m以下沟道较为宽缓，泥石流沿途停积，并且出山口至G544公路桥梁处离约600 m，小规模泥石流沿途停积并沿原始沟道运动，泥石流物质流经G544公路桥梁处造成堵塞、淤埋路面的可能性小;若该沟爆发较大规模泥石流，其运动路径不可预测，该沟堆积区范围较广，大部分泥石流物质可在堆积区停积，部分泥石流物质可流至G544公路处，造成堵塞桥梁、淤埋路面，导致交通断道，影响交通通行。

4 泥石流处治措施建议

由于川九路属旅游公路，因而泥石流治理措施中应坚持综合治理原则，既需要工程治理也需要生物防护相结合，由于条件的复杂性也需要养护相结合。

（1）建议定期对已有拦挡坝坝体内的淤积物质进行清理。

（2）建议定期疏通堆积区至白河段沟道，尤其公路桥梁附近沟段，应加大清理疏通力度，以增大泥石流过流断面，减少泥石流淤堵、冲刷等对G544公路造成的危害。

（3）建议加强对该泥石流沟的监测，雨季派专员加强巡视，遇到险情及时发出警报。

5 结束语

（1）该沟汇水面积约37.5 km2，最高点海拔3 850 m，最低点海拔1 510 m，最大高差约2 340 m，主沟长约9.8 km，平均沟道纵比降为238.7‰。

（2）该沟松散物源较为丰富，以沟道两岸崩坡堆积体、沟床堆积物以及坡面侵蚀物源为主;根据估算统计，流域内共计约有松散固体物源130×104 m3，可能参与泥石流活动的不稳定物源量约18.5×104 m3。

（3）通过地质调查、访问、现场试验及对沟谷特征等综合分析，该沟属为低频、粘性泥石流沟，规模多在中型，流体重度综合取值为1.628 t/m3。

（4）该沟易发程度属易发，目前处于发展期，暴雨条件下有爆发较大规模泥石流的可能;该沟泥石流停淤场地范围较广，泥石流沿途停积，但部分泥石流物质流经公路桥梁处，可能堵塞桥梁、淤埋路面，造成交通断道，影响交通通行。

参考文献

[1] 刘希林，莫多闻. 论泥石流及其学科性质[J]. 自然灾害学报， 2001， 10（3）：6.