论文部分内容阅读
摘 要：都江堰龙池镇属于“5·12”地震极重灾区。受地震的影响，大量的崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害不断发生，严重影响了区域内人民生命财产的安全。通过黄央沟泥石流形成的地形地貌条件、物源条件、水源条件等分析，阐述了“8·13”暴雨引发泥石流的成因及特征分析。
关键词：黄央沟 泥石流 基本特征 成因
中图分类号：X43 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—113—02
1 引言
2010年8月13日、8月18日，都江堰市龙池镇遭遇特大暴雨，龙溪河流域遭遇山洪泥石流袭击，造成龙溪河河床整体抬高近5m，对龙溪河流域“5·12”地震灾后重建带来严重影响，经济损失巨大。黄央沟泥石流属于龙溪河流域其中一条较大泥石流沟，“8·13”暴雨引发，将沟口右侧的2栋居民楼掩埋，冲毁房屋25间，淤埋通往龙池景区公路约200m，并导致公路中断、河床淤高，造成直接经济损失约200万元，间接损失约1000万元，未造成人员伤亡，危险区总面积约4.0€？042。因此，研究该泥石流的成因十分必要。
2 研究区概况
黄央沟位于都江堰市龙池镇南岳村1组所在地，沟口地理坐标为东经103€？0′40″，北纬31€？5′20″。南岳村位于龙池镇新场镇北东约2km，距都江堰市区约25km，有龙池景区公路相连，交通便利。
都江堰市属四川盆地中亚热带湿润季风气侯区。四季分明，冬无严寒，夏无酷暑。都江堰北部、西部地势高，东南部地势低，北部虹口乡年平均气温12.2℃，南部柳街镇年平均气温15.7℃，极端最高温34℃，极端最低温—5.0℃。研究区内多年平均降水量1134.8mm，最多年1605.4mm（1978年），最少年713.5mm（1974年）。详见1987～2009年各月平均降雨量见表1及图1。
表1 都江堰市多年平均月降雨量一览表（1987—2009年）
都江堰市全区均属长江流域岷江水系。黄央沟为龙溪河支流之一。龙溪河为岷江左岸支流，发源于都江堰市龙池岗西南，曲折向西南行进，河长18km，流域面积77.6k2，多年平均流量3.443/s，最大洪峰流量3003/s。根据地下水赋存条件，该泥石流沟域内地下水主要赋存松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。研究区人类工程活动以农耕、修路、修房造屋为主，人类工程活动不强烈。
黄央沟所在区域地质构造复杂，断裂较为发育，映秀北川断裂主断裂从沟顶通过，其一分支断层从沟域中部通过。黄央沟所在区域是一个地震活动频繁的地区，地震动反应谱特征周期0.40s，地震动峰值加速度为0.20g，抗震设防烈度为Ⅷ度。
3 泥石流形成条件分析
3.1 地形地貌及沟道条件
黄央沟地处剥蚀侵蚀地貌区，沟域为典型中山地貌。黄央沟汇水面积1.0k2，沟长2.1km，平均坡降420‰。
形成流通区位于高程1900m至1005m之间，相对高差约895m，沟道长约1.85km，平均坡降约484‰；流堆积区位于高程1005m至945m之间，相对高差约60m，沟道长约280m，平均坡降约214‰。沟道宽20～30m，沟道两侧为陡峭斜坡，左侧主要为岩质斜坡，结构较松散，一般厚2—3m，局部陡峭地带仅厚1～2m。冲淤特征主要表现为以冲为主的特点。
堆积区位于高程1005m至945m之间，相对高差约60m，沟道长约280m，平均坡降约214‰。堆积区平面上呈“喇叭状”，上窄下宽，上部宽一般15—20m，下部宽一般40—120m。冲淤特征主要表现为淤积、抬高。
3.2 物源条件
黄央沟泥石流物源主要有滑坡堆积物源、崩滑堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源等四种物源，总方量191.29€？043。其中滑坡堆积物源143.5€？043，占75.0%，坡面侵蚀物源45.6€？043，占23.8%，沟道堆积物源1.44€？043，占0.75%，崩滑堆积物源0.75€？043，占0.45%。在降雨作用下，四种物源均可参加泥石流活动，动储量约为46.67€？043。
3.3 水源条件
黄央沟处于四川盆地西部边缘暴雨区。降雨量丰富，多年平均降水量1134.8mm，最多年1605.4mm，最少年713.5mm。且降水量在时间上分配严重不均，5～9月降水量占全年降水量的80%。月降水平均最多的8月降水量为289.9mm，最少的1月为12.7mm。
从2010年8月4日开始龙池镇持续降雷阵雨，13日下午降雨量突然增大，最大1小时降雨量达75毫米，最大2小时降雨量达128.3毫米，连续3个小时降雨量达到150毫米，根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的相关计算，“8·13”、“8·18”暴雨接近50年一遇暴雨，具备直接形成山洪泥石流的条件。
4 泥石流基本特征
黄央沟泥石流属于极易发、高频率、暴雨型、粘性泥石流，处于发展期，在暴雨或持续降雨条件下，发生泥石流的几率>0.8。规模为中型。
4.1 “8·13”泥石流活动特征
“8·13”暴雨强度最大达75mm每小时，日降雨量达245.7mm，降雨量相当于50年一遇。据当地村民描述，下午4：00左右，沟内开始有响声并逐步增大，4：30时响声如雷、地面颤动，大量的洪水夹杂着泥沙石块冲向沟口，见泥浪翻滚，如混凝土搅拌状，其速度比人行速度快，到下午6：00泥石流逐步减小，沟内声音也变小，整个过程持续了近1.5h。堆积扇面积约1.5€？042，淤积厚度约5m，此次冲出物达7.5€？043，其容重容重达1.60—1.70t/3，为粘性泥石流。该次泥石流直接淤埋1.5€？042，造成2户农家乐被冲毁淤埋同时冲毁淤埋省道景区公路200m。其危害方式主要为冲毁和淤埋。 （1）淤埋作用：为黄央沟泥石流成灾的主要方式，8·13泥石流规模较大，方量达7.5€？043，由于原沟道仅3—5m宽，难以满足此次泥石流的输送需求，造成泥石流将原沟道尽数淤埋，淤埋后宽度增至20—40m，整个堆积扇最宽淤埋近200m。
（2）冲毁作用：黄央沟泥石流具有流速较快、含块石多，颗粒大的特点。泥石流流速可达5m/s，块石直径最大约1.5m，且属粘性，冲毁作用十分强烈。在形成流通区的滑坡堆积体两侧冲沟内揭底掏蚀，掏蚀深度1.5—2.5m。在沟口冲毁公路及民房，致使本次泥石流灾情严重。
4.2 泥石流堵溃下游河道的可能性分析
黄央沟位于龙溪河凹岸，沟口近垂直进入龙溪河。沟域内松散固体物源约191.29€？043，可参加泥石流活动46.1843，由于沟域纵坡降大，水流冲刷、掏蚀能力强，一旦遭遇暴雨或持续降雨，很可能爆发中等甚至以上规模的泥石流。“8·13”及“8·18”两次泥石流已经将龙溪河严重挤压偏向河左岸行洪，龙溪河被压迫偏移近30～40m，并使河道抬高3～5m。龙溪河多年平均流量3.443/s，最大洪峰流量3003/s，沟口处河流宽约50m，其中水流宽约8～10m，深1.0～1.5m，平均纵坡降仅33‰，河水的携带能力较小，且黄央沟与河水呈近垂直相交，不利于泥石流排泄。如黄央沟爆发小型泥石流，堵塞河道的可能性较小，但可抬高河道1～2m，如黄央沟爆发中型及以上的泥石流，堵塞河道的可能性较大，回水将淹没南岳村沿龙溪河两侧农家乐及景区道路，并严重威胁下游龙池镇的安全。
5 防治方案建议
根据黄央沟泥石流基本特征，以安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便为总的原则，建议采取“拦挡+固源+排导”进行综合防治的方案。（1）在沟道流通区设置拦砂坝或谷坊坝，主要拦挡泥石流的固体物质，并起到对两岸斜坡压脚护坡的作用。（2）在滑坡堆积体两侧的沟道内设置护脚墙，以防止两侧斜坡在水流冲刷下失稳；对沟道进行混凝土或浆砌块石铺底，并设置消能坎，以降低水流对沟底的冲刷、掏蚀作用。在沟口堆积扇上修建排导槽，使泥石流顺利排至龙溪河中，以免泥石流产生危害。
参考文献：
[1] 郭大华，冯文凯，马坤.317国道沿线某泥石流沟特征及治理研究[J].公路，2009（7）.
[2] 唐川，杨永红，李为乐.四川省青川县红光集镇泥石流灾害特征及减灾对策[J].地质灾害与环境保护，2009（2）.
[3] 沈兴菊，张金山.“5·12”地震灾区茂县竹包头沟泥石流特征及其防治对策[J].四川大学学报，2009（5）.
关键词：黄央沟 泥石流 基本特征 成因
中图分类号：X43 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—113—02
1 引言
2010年8月13日、8月18日，都江堰市龙池镇遭遇特大暴雨，龙溪河流域遭遇山洪泥石流袭击，造成龙溪河河床整体抬高近5m，对龙溪河流域“5·12”地震灾后重建带来严重影响，经济损失巨大。黄央沟泥石流属于龙溪河流域其中一条较大泥石流沟，“8·13”暴雨引发，将沟口右侧的2栋居民楼掩埋，冲毁房屋25间，淤埋通往龙池景区公路约200m，并导致公路中断、河床淤高，造成直接经济损失约200万元，间接损失约1000万元，未造成人员伤亡，危险区总面积约4.0€？042。因此，研究该泥石流的成因十分必要。
2 研究区概况
黄央沟位于都江堰市龙池镇南岳村1组所在地，沟口地理坐标为东经103€？0′40″，北纬31€？5′20″。南岳村位于龙池镇新场镇北东约2km，距都江堰市区约25km，有龙池景区公路相连，交通便利。
都江堰市属四川盆地中亚热带湿润季风气侯区。四季分明，冬无严寒，夏无酷暑。都江堰北部、西部地势高，东南部地势低，北部虹口乡年平均气温12.2℃，南部柳街镇年平均气温15.7℃，极端最高温34℃，极端最低温—5.0℃。研究区内多年平均降水量1134.8mm，最多年1605.4mm（1978年），最少年713.5mm（1974年）。详见1987～2009年各月平均降雨量见表1及图1。
表1 都江堰市多年平均月降雨量一览表（1987—2009年）
都江堰市全区均属长江流域岷江水系。黄央沟为龙溪河支流之一。龙溪河为岷江左岸支流，发源于都江堰市龙池岗西南，曲折向西南行进，河长18km，流域面积77.6k2，多年平均流量3.443/s，最大洪峰流量3003/s。根据地下水赋存条件，该泥石流沟域内地下水主要赋存松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。研究区人类工程活动以农耕、修路、修房造屋为主，人类工程活动不强烈。
黄央沟所在区域地质构造复杂，断裂较为发育，映秀北川断裂主断裂从沟顶通过，其一分支断层从沟域中部通过。黄央沟所在区域是一个地震活动频繁的地区，地震动反应谱特征周期0.40s，地震动峰值加速度为0.20g，抗震设防烈度为Ⅷ度。
3 泥石流形成条件分析
3.1 地形地貌及沟道条件
黄央沟地处剥蚀侵蚀地貌区，沟域为典型中山地貌。黄央沟汇水面积1.0k2，沟长2.1km，平均坡降420‰。
形成流通区位于高程1900m至1005m之间，相对高差约895m，沟道长约1.85km，平均坡降约484‰；流堆积区位于高程1005m至945m之间，相对高差约60m，沟道长约280m，平均坡降约214‰。沟道宽20～30m，沟道两侧为陡峭斜坡，左侧主要为岩质斜坡，结构较松散，一般厚2—3m，局部陡峭地带仅厚1～2m。冲淤特征主要表现为以冲为主的特点。
堆积区位于高程1005m至945m之间，相对高差约60m，沟道长约280m，平均坡降约214‰。堆积区平面上呈“喇叭状”，上窄下宽，上部宽一般15—20m，下部宽一般40—120m。冲淤特征主要表现为淤积、抬高。
3.2 物源条件
黄央沟泥石流物源主要有滑坡堆积物源、崩滑堆积物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源等四种物源，总方量191.29€？043。其中滑坡堆积物源143.5€？043，占75.0%，坡面侵蚀物源45.6€？043，占23.8%，沟道堆积物源1.44€？043，占0.75%，崩滑堆积物源0.75€？043，占0.45%。在降雨作用下，四种物源均可参加泥石流活动，动储量约为46.67€？043。
3.3 水源条件
黄央沟处于四川盆地西部边缘暴雨区。降雨量丰富，多年平均降水量1134.8mm，最多年1605.4mm，最少年713.5mm。且降水量在时间上分配严重不均，5～9月降水量占全年降水量的80%。月降水平均最多的8月降水量为289.9mm，最少的1月为12.7mm。
从2010年8月4日开始龙池镇持续降雷阵雨，13日下午降雨量突然增大，最大1小时降雨量达75毫米，最大2小时降雨量达128.3毫米，连续3个小时降雨量达到150毫米，根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的相关计算，“8·13”、“8·18”暴雨接近50年一遇暴雨，具备直接形成山洪泥石流的条件。
4 泥石流基本特征
黄央沟泥石流属于极易发、高频率、暴雨型、粘性泥石流，处于发展期，在暴雨或持续降雨条件下，发生泥石流的几率>0.8。规模为中型。
4.1 “8·13”泥石流活动特征
“8·13”暴雨强度最大达75mm每小时，日降雨量达245.7mm，降雨量相当于50年一遇。据当地村民描述，下午4：00左右，沟内开始有响声并逐步增大，4：30时响声如雷、地面颤动，大量的洪水夹杂着泥沙石块冲向沟口，见泥浪翻滚，如混凝土搅拌状，其速度比人行速度快，到下午6：00泥石流逐步减小，沟内声音也变小，整个过程持续了近1.5h。堆积扇面积约1.5€？042，淤积厚度约5m，此次冲出物达7.5€？043，其容重容重达1.60—1.70t/3，为粘性泥石流。该次泥石流直接淤埋1.5€？042，造成2户农家乐被冲毁淤埋同时冲毁淤埋省道景区公路200m。其危害方式主要为冲毁和淤埋。 （1）淤埋作用：为黄央沟泥石流成灾的主要方式，8·13泥石流规模较大，方量达7.5€？043，由于原沟道仅3—5m宽，难以满足此次泥石流的输送需求，造成泥石流将原沟道尽数淤埋，淤埋后宽度增至20—40m，整个堆积扇最宽淤埋近200m。
（2）冲毁作用：黄央沟泥石流具有流速较快、含块石多，颗粒大的特点。泥石流流速可达5m/s，块石直径最大约1.5m，且属粘性，冲毁作用十分强烈。在形成流通区的滑坡堆积体两侧冲沟内揭底掏蚀，掏蚀深度1.5—2.5m。在沟口冲毁公路及民房，致使本次泥石流灾情严重。
4.2 泥石流堵溃下游河道的可能性分析
黄央沟位于龙溪河凹岸，沟口近垂直进入龙溪河。沟域内松散固体物源约191.29€？043，可参加泥石流活动46.1843，由于沟域纵坡降大，水流冲刷、掏蚀能力强，一旦遭遇暴雨或持续降雨，很可能爆发中等甚至以上规模的泥石流。“8·13”及“8·18”两次泥石流已经将龙溪河严重挤压偏向河左岸行洪，龙溪河被压迫偏移近30～40m，并使河道抬高3～5m。龙溪河多年平均流量3.443/s，最大洪峰流量3003/s，沟口处河流宽约50m，其中水流宽约8～10m，深1.0～1.5m，平均纵坡降仅33‰，河水的携带能力较小，且黄央沟与河水呈近垂直相交，不利于泥石流排泄。如黄央沟爆发小型泥石流，堵塞河道的可能性较小，但可抬高河道1～2m，如黄央沟爆发中型及以上的泥石流，堵塞河道的可能性较大，回水将淹没南岳村沿龙溪河两侧农家乐及景区道路，并严重威胁下游龙池镇的安全。
5 防治方案建议
根据黄央沟泥石流基本特征，以安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便为总的原则，建议采取“拦挡+固源+排导”进行综合防治的方案。（1）在沟道流通区设置拦砂坝或谷坊坝，主要拦挡泥石流的固体物质，并起到对两岸斜坡压脚护坡的作用。（2）在滑坡堆积体两侧的沟道内设置护脚墙，以防止两侧斜坡在水流冲刷下失稳；对沟道进行混凝土或浆砌块石铺底，并设置消能坎，以降低水流对沟底的冲刷、掏蚀作用。在沟口堆积扇上修建排导槽，使泥石流顺利排至龙溪河中，以免泥石流产生危害。
参考文献：
[1] 郭大华，冯文凯，马坤.317国道沿线某泥石流沟特征及治理研究[J].公路，2009（7）.
[2] 唐川，杨永红，李为乐.四川省青川县红光集镇泥石流灾害特征及减灾对策[J].地质灾害与环境保护，2009（2）.
[3] 沈兴菊，张金山.“5·12”地震灾区茂县竹包头沟泥石流特征及其防治对策[J].四川大学学报，2009（5）.