网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文：

　

标题 黑水俄瓜热十多沟泥石流灾害成因及防治
范文 袁凤凯+宋磊


摘要：以黑水县俄瓜热十多沟泥石流为研究对象，以工程地质条件和泥石流基本特征为基础，对俄瓜热十多沟泥石流成因机制及防治措施进行了分析研究。研究结果表明：（1）“5·12” 汶川大地震后，沟内物源增加，特别是沟床及沟岸物源受地震影响，稳定性降低，为泥石流的形成提供了物质基础；（2）“7·9”特大暴雨前该地区连续多天降雨，导致沟内水量增加，降低了沟内物质整体稳定性，从而“7·9”特大暴雨激发了泥石流发生。针对俄瓜热十多沟泥石流具有突发性、破坏性等特点，提出以“拦固”为主，辅以“排导”的防治措施。
关键词：俄瓜热十多沟；泥石流；成因；防治
中图分类号：U416文献标志码：A文章编号：
1672-1683（2015）001-0192-04
Causes and prenvention and cure of the Egua-reshiduogou Mud-Rock flow of Heishui county
YUAN Feng-kai1，2，SONG Lei1
（1.Tibet Jinhai Mineral Resources Development Co.，Ltd.，Chengdu 610081，China；
2.Sichuan Province，Radiation Protection Institute of Nuclear Industry Test，Chengdu 610061，China）
Abstract：Taking heishui county egua-reshiduogou debris flow as a research subject based on the engineering geological condition and the basic characteristics of debris flow，to egua-reshiduogou formation mechanism and control measures for the in-depth analysis and research .The results prove that，first，after “5·12” wenchuan earthquake，the trench content source increases，especially the bed and bank content source affected by the earthquake，the stability is reduced ，which provides the materials basis for the debris flow.second，that area kept raining for several days before “7·9”rainstorm，that caused the water yield of the inside trench increases，the overall stability of the material in the trench reduces.Therefore，“7·9”rainstorm stirred up the debris flow.With the features of the egua-reshiduogou debris flow such as sudden and destructive offered to “block solid” first，“guide” second prevention and control measures.
Key words：Egua-reshiduogou；mud-rock flow；cause；prevention and cure
5·12汶川地震后，国内外众多学者通过相关研究和资料收集，已经意识到地震后泥石流将成为影响灾后重建的重大地质灾害隐患。许强、唐川、崔鹏等专家均指出，震后形成的巨量泥石流物源，再加上震后泥石流爆发的临界降雨量大大降低，其启动和运动方式发生了明显改变，泥石流沟将在今后较长一段时间内处于活跃期，泥石流活跃期将维持20～30 a，特别是近5 a泥石流将十分活跃。
本文以黑水县俄瓜热十多沟泥石流为研究对象，从泥石流地质环境条件入手，查明了俄瓜热十多沟泥石流成因机制：一是地震使得沟床和沟岸物源稳定性降低，为泥石流的形成提供了物质基础；二是“7·9”特大暴雨前该区连续多天降雨，导致物源稳定性降低，从而“7·9”特大暴雨激发了泥石流的发生。
1工程地质条件
1.1地层岩性
研究区主要有第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）、第四系全新统崩坡积（Q4c+dl）、第四系全新统泥石流堆积（Q4sef）、第四系滑坡堆积层（Q4del）、第四系人工弃渣（Q4ml）、三叠系上统侏倭组（T3zh）及三叠系中上统杂谷脑组（T2-3z）变质长石石英砂岩、钙质细粒石英砂岩及粉砂质板岩、钙质板岩、钙质粉砂岩。
1.2地质构造
黑水县大地构造上属东昆仑海西褶皱系的川西地槽区，位于秦岭东西向构造带、龙门山北东向构造带与马尔康北西向构造带间的三角地带，构成黑水褶皱束，东部、北部为石大关弧形构造，西部、西南部属马尔康北西向构造。
1.3水文地质条件
研究区为川西高山峡谷区，构造复杂，地下水受地层岩性、地形地貌及地质构造的控制，地下水类型有松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水和高山积雪三大类型，其中以基岩裂隙水为主。松散堆积层孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层空隙中；基岩裂隙水赋存于三叠系上统侏倭组（T3zh）及三叠系中上统杂谷脑组（T2-3z）基岩裂隙中；每年的11月到次年的3月都有积雪，积雪在冬季融化较少，但是在春季4月份开始就有大量的冰雪融化，直到6月中、下旬，源头处积雪全部融化。
地下水的富集受地形地貌、地层岩性、所处的构造部位、构造的空间组合控制，不同类型地下水的赋存规律各不相同。
2泥石流形成条件
2.1地形地貌及沟道条件
地形地貌是形成泥石流的内因和必要条件，制约着泥石流的形成和运动，影响着泥石流的规模和特征，主要包括沟谷形态及相对高差、山坡坡度、沟床比降等。
黑水县双溜索乡双溜索村俄瓜热十多沟泥石流地貌属构造剥蚀侵蚀高中山区。该区地形切割剧烈，山势陡峻，多为陡坡，河（沟）谷狭窄呈 “V”型，谷宽一般10～50 m，纵坡降陡，谷坡坡度一般25°～55°，局部达75°～85°，甚至直立（见图1）。沟岸斜坡中下部、局部见崩塌、滑坡分布，沟床松散堆积丰富（见图2）。
图1沟内地貌特征
图2沟床地貌特征
俄瓜热十多沟泥石流平面形态呈“心”型（见图3），流域面积2910 km2，主沟长8299 km。沟域最高点高程4 170 m，沟口最低点高程1 994 m，相对高差2 176 m，全沟域平均纵坡降约2622‰。整个流域由2条主要的沟道构成，即主沟热十多沟和支沟俄瓜沟，热十多沟分布于沟域西北部，呈倒梨形；俄瓜沟分布于分布于沟域南东部，呈漏斗形。各支沟沟床纵比降特征（见表1）。
图3俄瓜热十多沟泥石流影像
表1俄瓜热十多沟流域特征参数统计
沟名流域面积/km2沟长/km纵比降（‰）最高高程/m最低高程/m高差/m
2.2物源条件
物源是形成泥石流的重要条件之一。俄瓜热十多沟泥石流的物源主要为沟岸崩滑堆积 、沟床内松散堆积体、沟岸坡脚堆积、坡面物源和人工弃渣堆积物源。其中沟床松散堆积和弃渣物源为主要物源。
俄瓜热十多沟沟域内固体物源总量为25841万m3，可能参与泥石流活动的动储量为4015万m3。
2.3水源条件
据1982年-2007年黑水县域内各月最大日降水量及出现期资料显示，日最大降水量位于234～601 mm之间，黑水县日最大降水量多出现在每年的6月-8月，特别是1999年6月16日，最大日降水量为601 mm。黑水县多年日最大降水量平均为339 mm。从日降水量上看，每年的6月-7月是黑水县地质灾害的高发时间段。
根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》及所附暴雨量等值线图，查得黑水县地区年1/6 h、1 h、6 h、24 h多年最大暴雨量平均值H平分别为75 mm、200 mm、3000 mm和400 mm。查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》附图2-4及附表6，分别查出相应频率下暴雨变差系数Cv1h值和皮尔逊模比系数Kp值，依据公式H1h=Kp×H平计算相应频率下的最大暴雨强度（见表2）。
根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ-T-0220-2006）中所给出的该地区可能发生泥石流的H24（D）、H1（D）、H1/6（D）界限雨值，结合黑水县降雨量特征值分析，H24max、H1max及H1/6max都远大于其界限雨值。因此，黑水县具备形成雨洪型泥石流形成的降雨条件。
表2研究区降雨量特征值
3泥石流基本特征及形成机制
3.1泥石流灾害史及灾情、危害性分析
据调查访问，该泥石流沟在2008年汶川“5·12”特大地震前从没有发生过泥石流。汶川“5·12”地震后，沟内物源增加，特别是沟床及沟岸物源受地震影响，稳定性降低，在2012年7月9日暴雨下，该沟沟内松散物源被洪水揭底冲刷，沟岸被淘蚀，大量松散固体物源被洪水携带，从而形成较大规模的泥石流。据初步调查访问，当时泥石流爆发时大量物源从沟道内倾泻而出，堆积于沟口黑水河及两岸。在沟口黑水河内泥石流堆积宽度约40～50 m，沿黑水河分布长度约420 m，堆积平局厚度约266 m，泥石流一次冲出固体物质方量约1028万m3（见图4-图7）。泥石流造成黑水河河床抬高，泥石流堆积在上游形成长约1 000多m的堰塞湖，淹没上游部分安置区房屋，堵塞黑水河，冲毁对岸及下游部分房屋，部分房屋墙体受损，屋内进水，少量固体物源堆积于省道302公路上。泥石流造成一人失踪，沿线乡村公路约1 000 m被冲毁，省道S302线公路两侧民房不同程度被淹，财产损失重大，直接威胁财产约5 000万元。
图4沟口堆积区特征
图5堆积区物源结构特征
3.2泥石流堆积物特征
3.2.1泥石流堆积物颗粒特征
物源在沟道上游启动，在参与泥石流活动过程中当遇沟
图6泥石流堵塞河道
图7泥石流形成的堰塞湖
道变宽或变缓，流速降低时又会在下游水石分离，在宽缓处停淤堆积。因此堆积物的结构特征随沟道宽窄、陡缓变化而不同，沟道越宽，越平缓处堆积量越大，其堆积物颗粒结构也越小。总体而言，一般是上游堆积物颗粒粒径较大，泥沙含量较少，下游颗粒粒径较小，泥沙含量较大。
物质组成以碎石、块石和砂粒堆积为主，碎块石占50%～65%，结构松散-稍密。母岩成分为砂岩、板岩为主，粒径一般在2～25 cm，最大可达150 cm，砂及粉黏土充填，分选性差。从扇顶至扇缘颗粒由粗变细，具有简单分选的特征，扇顶颗粒较粗大，最大粒径150 cm，一般粒径为15～25 cm；中部最大粒径60 cm，一般粒径为5～12 cm；前缘最大块石粒径约30 cm，一般粒径为3～8 cm（图8、图9）。
图8沟口堆积区特征
图9堆积区物源结构特征
3.2.2泥石流堆积物叠置关系及成因分析
2012年”7·9”泥石流于沟口堆积扇堆积面积约270万m3，堆积厚度约15～5 m，平均厚度约266 m，固体物质方量达717万m3。据调查访问，该沟在“7·9”之前近代未曾爆发过泥石流，故而可推测，”7·9”泥石流堆积物直接覆盖于冲洪积堆积至上。
从堆积扇前缘略显突出形态及黑水河走向看，历史时期，该沟冲洪积和“7·9”对黑水河造成了一定的挤压变形和河床抬升，根据现场调查黑水河河道较2012年“7·9 ”泥石流前抬升约1～2 m。根据物源分布及颗粒特征分析，俄瓜热十多沟泥石流将继续活跃，其堆积物将继续叠加在”7·9”泥石流堆积物之上，将继续挤压河道。
3.3泥石流形成机制
根据现场踏勘，俄瓜热十多沟泥石流形成因素主要有：（1）适宜的地形沟道条件；（2）物源较丰富；（3）充足的水源条件。
（1）适宜的地形沟道条件。
该泥石流沟地形地貌为中山河谷地貌，沟域面积较大，沟道顺直，岸坡较陡，切割深，为泥石流的形成提供了较好的地形条件，有利于松散固体物源、降水、地下水汇集。
（2）物源较丰富。
该区地质构造复杂，褶皱发育，地层经多次构造运动节理裂隙发育，在重力和动水压力作用下常形成滑坡、崩塌堆积于沟道为泥石流提供固体物源。沟内石料开采、修路等人类工程活动产生弃渣堆积于沟道内及沟岸的松散物源、较为丰富的坡面侵蚀物和崩滑堆积物源，为泥石流爆发提供了充足的物源条件。
（3）充足的水源条件。
该区季风性气候十分明显，由于境内海拔高差悬殊、地形复杂，气候差异显著。从1月份起逐渐增多，5月-6月份达到第一高峰值，以后逐月下降，9月份雨季开始，降雨量又继续回升增多，9月-10月到达第二高峰值，以后降雨量又逐渐减少，多年平均降雨量8358 mm。
该地区处于高中山地区，雨季经常产生强降雨，并汇集冰雪融水，产生洪流，在狭窄陡深的沟谷中产生强大的动能。这为泥石流的产生提供了动力。
在突降暴雨及持续大雨的情况下，雨水对坡面进行冲刷，使得第四系松散堆积物及基岩风化松散物被面流带走，成为泥石流的物源。以上三个因素相辅相成，将会促进泥石流的形成及发生。
4泥石流的特点
4.1突发性
俄瓜热十多沟泥石流爆发的突发性主要体现在以下两个方面。
（1）泥石流爆发所需要的强降雨时间大大缩短：2012年7月9日从开始降暴雨到发生泥石流，其间间隔仅1小时左右。
（2）启动泥石流临界降雨量大大降低。
1999年台湾地震后泥石流启动的小时降雨量和累积降雨量比地震前降低1/2。唐川教授等通过对2008年北川9·24泥石流的研究得到：汶川地震后，北川县泥石流启动的前期累积降雨量降低约148%～221%，小时降雨降低约254%～316%。崔鹏等人通过在北川设立观测站监测到震后北川泥石流临界小时降雨量仅为374 mm。
4.2破坏性
俄瓜热十多沟泥石流表现出较强的破坏性，上游许多大树连根拔起，下游房屋被损毁淤埋。分析其原因，主要有以下几点。
（1）流速快：俄瓜热十多沟为高山峡谷地形，地形高差大，上游沟谷纵坡降大，泥石流运动速度快，侵蚀能力强。
（2）规模大：俄瓜热十多沟物源丰富，在短时间内即可形成较大规模的泥石流，不仅堆积范围大，而且冲击力和摧毁性极强。
4.3泥石流活动方式
在汶川地震区，因沟道内物源异常丰富，且其较松散未固结和胶结，在地表水的作用下很难整体向前推移运动，其主要以流水的下蚀作用为主，在下蚀的过程不断垮塌侧蚀，逐渐形成顺沟道的“拉槽”，甚至是深切的“峡谷”。这种“拉槽”式的侵蚀方式大大增加了泥石流防治的难度。特别是控制上游形成区沟道两侧物源启动难度较大。
5泥石流防治对策
基于震后泥石流的特征，与以往有所不同的是动静储量计算和治理工程结构形式两方面，具体如下。
（1）调整原来动静储量的概念，由于地震新增的物源大多可按动储量来考虑，且治理工程稳拦量不能仅以计算得到的一次性固体物质冲出来为准。
（2）调整优化治理工程结构形式。针对震后泥石流先洪水后泥石流以及规模巨大等特点，应调整和优化泥石流治理工程的结构形式和设计思路，例如可以考虑采用钢筋混凝土拦沙坝或者桩基承台基础等更加有效的治理工程结构。
俄瓜热十多沟泥石流主要物源为分布在流域中上游，沟道物源和临沟崩滑类物源对泥石流的发生起主导作用，固体物源物质主要为大粒径的碎、块石土，在泥石流暴发过程大粒径物质先启动，在运动过程中不断携带细颗粒物质最终形成泥石流；因此，控制流域中上游大粒径物质成为治理该泥石流的关键。
根据俄瓜热十多沟泥石流发育特点、地形地貌、工程地质条件及物源情况等，结合保护对象，确定俄瓜热十多沟泥石流治理工程以“拦排结合”为指导思想。由于沟口黑水河携带能力有限，治理工程以“拦固”为主，辅以“排导”，将大量物源拦蓄于沟内。因此，共设置5座拦砂坝+1座谷坊坝+2段防护堤，即在热十多沟形成区修建3座拦砂坝进行拦蓄、固床、回淤压脚；俄瓜沟修建1座谷坊坝进行拦蓄、固床、回淤压脚；在两沟交汇后流通区修建2座拦砂坝进行拦蓄、固床；沟口堆积区黑水河两岸修建2段防护堤以保护两岸的居民生命财产安全。
6结论
通过对俄瓜热十多沟泥石流成因机制及防治研究得出以下结论。
（1）俄瓜热十多沟泥石流平面形态呈“心”型，流域面积2910 km2，主沟长8299 km。沟域最高点高程4 170 m，沟口最低点高程1 994 m，相对高差2 176 m，全沟域平均纵坡降约2622‰。整个流域由2条主要的沟道构成，即主沟热十多沟和支沟俄瓜沟。
（2）俄瓜热十多沟泥石流的物源主要为沟岸崩滑堆积 、沟床内松散堆积体、沟岸坡脚堆积、坡面物源和人工弃渣堆积物源。其中沟床松散堆积和弃渣物源为主要物源。俄瓜热十多沟沟域内固体物源总量为25841万m3，可能参与泥石流活动的动储量为4015万m3。
（3）俄瓜热十多沟泥石流形成因素主要有：适宜的地形沟道条件；物源较丰富；充足的水源条件。
（4）根据现场对俄瓜热十多沟泥石流分析研究，其具有突发性、破坏性等特征。
（5）根据俄瓜热十多沟泥石流特点，提出了以“拦固”为主，辅以“排导”， 共设置5座拦砂坝+1座谷坊坝+2段防护堤。
参考文献：
[1]许强.汶川大地震诱发地质灾害主要类型与特征研究[J].地质灾害与环境保护，2009，20（1）.
[2]唐川.汶川地震灾区暴雨滑坡泥石流活动趋势预测[J].山地学报，2010，28（13）.
[3]崔鹏，韦方强，何思明.5.12汶川地震诱发的山地灾害与减灾措施[J].山地学报，2010，26（3）.第13卷01期
随便看

　

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

　

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间：2024/12/23 6:33:02