四川省都江堰龙池甘沟泥石流特征及危险性分析

智晶子，王运生，韩丽芳，徐鸿彪

(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)

四川省都江堰龙池甘沟泥石流特征及危险性分析

智晶子，王运生，韩丽芳，徐鸿彪

(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)

甘沟位于都江堰市龙池乡，5.12地震使沟内增加了大量松散物源。2008年9月甘沟发生泥石流，沟口的个别居民点被摧毁;因沟内物源未被全部带走，沟口的公路及居民点仍受泥石流的威胁。本文采用单沟泥石流危险性评价方法，结合现场勘察，对甘沟泥石流形成条件、类型、发育特点、危险性进行分析，结果显示该沟属于中型、低频、中等易发、沟谷型泥石流，对沟口公路影响大，对紫坪铺库区仅为淤积。

甘沟泥石流;泥石流危险性评价;工程效应;四川省都江堰

0 引言

在汶川地震前甘沟小流域植被茂密，泥石流不发育。汶川地震中甘沟内中央断裂强烈活动并触发形成了大量崩塌和滑坡地震次生灾害［1］，同年9月发生泥石流。泥石流灾害后，沟内仍有大量未被泥石流带走的松散堆积物，泥石流物源丰富;沟源与沟口相对高差较大，沟谷通畅顺直，仍有形成泥石流的可能性，对沟口的临时居民点和乡镇公路，以及下游紫平铺水利枢纽工程(距离约6km)均存在威胁，因此甘沟泥石流危险性分析有着十分重要的意义。

1 泥石流的形成条件

1.1 地形地貌

甘沟沟长2.5km，相对高差790m，纵坡降316‰泥石流源头海拔2518m，沟口高程850m，相对高差1668m，主沟长 4.76km，纵坡降 350‰，流域面积约8.32km2(图1)。甘沟泥石流发育四条支沟，1号支;2号支沟长1.3km，相对高差700m，纵坡降538‰;3号支沟长2km，相对高差560m，纵坡降280‰;4号支沟长1.35km，相对高差240m，纵坡降178‰。主沟沟谷呈“V”字型，最宽处约10m，分为汇水-物源区、流通堆积区、堆积区;沟谷两侧山体坡度30°～50°，较陡;植被覆盖率达到50% ～60%(图2)。主沟汇水-物源区坡降较大，物源丰富(照片1);流通堆积区坡降较缓，有部分物质堆积(照片2);堆积区坡降缓，在沟口形成堆积扇，便于堆积。

1.2 水源条件

流域属于亚热带湿润气候区，年平均气温15.7℃;当地降雨分布不均匀，雨量多集中在6～9月，约占全年60% ～80%，多年平均降雨量800～900mm，日最大降雨量80～100mm。降雨对甘沟泥石流的发生提供了强大的启动条件。甘沟水系简单，降雨多以地表径流的形式流入沟内，水量较丰富。因此，甘沟一年四季水流不断，雨季沟内水量较大，暴雨时可能形成的洪流，为泥石流的发生提供有利水源条件。

1.3 物源条件

都江堰市龙池乡距离5.12地震震源汶川直线距离约45km，为重灾区之一。由于强烈的同震效应，甘沟沿沟谷两侧的坡体多数失稳，形成多个崩塌滑坡地质灾害。崩滑堆积物均集中于沟谷地带，在水流冲刷下其前缘发生垮塌以及强暴雨作用下坡面侵蚀，为泥石流提供了大量固体物源［2-3］。粒径较小的碎石会在沟水冲刷作用下产生逐步垮塌后退现象;粒径较大的则会在雨季涨水期被冲垮携带下来［4］。因此，甘沟的松散物源以地震触发的崩塌、滑坡堆积物为主，底部还含有少量早期堆积的洪积物。根据现场勘查测量，甘沟物源堆积量为136.02×104m3，不稳定物源方量为29.25×104m3(表1)。

2 泥石流危险性分析及工程效应

本文分别采用易发程度和泥石流危险度来对甘沟泥石流的危险性进行判断。

图1 甘沟流域特征及物源分布图Fig.1 Drainage area features and material sources distribution map of Gangou debris flow

照片1 甘沟物源区Photo 1 Material sources area of Gangou valley

照片2 甘沟流通堆积区Photo 2 Accumulation area of Gangou valley

图2 甘沟主沟纵坡降分区图Fig.2 Longitudinal Section of Gangou Valley

2.1 易发程度评价

泥石流形成的基本条件是有利的地形、丰富的松散固体物质和充足的水源。因此围绕地形、松散堆积物质、水源三个主要方面，根据流域内泥石流活动条件的诸多因素，选择有代表性的15项因素进行数量化处理，来界定泥石流沟和对泥石流沟易发程度进行评价［5］。

表1 物源区堆积体特征一览表Table 1 Accumulation features of material sources area

按照泥石流易发程度评价，对甘沟天然状况下诸因素打分进行综合评价，其评分值参见表2，综合评分值为89，属于中等易发。

2.2 危险性指数评价

采用单沟泥石流危险度评价方法。单沟泥石流危险度评价方法采用7个评价因子，除主要内在因子泥石流规模m和发生频率f外，其它次要环境因子分别是流域面积s1、主沟长度s2、流域相对高差 s3、流域切割密度s6和不稳定沟床比例s9［6］。这 5 个次要因子可从流域地形图上较准确地获取。次要因子是采用双系列关联度分析方法筛选的(表3)。单沟泥石流危险度计算公式为:

式中 M、F、S1、S2、S3、S6、S9分别为 m、f、s1、s2、s3、s6、s9的转化值。

甘沟泥石流的危险度为 H为0.49，按照分级标准:极低危险(0＜H＜0.2)、低度危险(0.2＜H＜0.4)、中度危险(0.4＜H＜0.6)、高度危险(0.6＜H＜0.8)、极高危险(0.8＜H＜1)，可知甘沟属于中度危险的泥石流沟，与实地调查甘沟泥石流的定性结果吻合。

表2 甘沟泥石流易发程度评判表Table 2 Evaluation of easy occur degree of Gangou debris flow

表3 危险度评价因子和转换函数及其转换值Table 3 Evaluation factors of risk degree，and their transferring functions and conversion values

2.3 对龙溪河输沙量分析

甘沟泥石流为中等规模、低频泥石流沟，因5.12地震，破坏原有的坡体稳定条件，产生大量松散物源，加上水的作用，导致泥石流发生。通过计算，可见甘沟10年一遇、20年一遇的泥石流水动力携带的固体物质颗粒的能力不是很强，50年、100年一遇的泥石流携带固体物质能力较强［7-9］。甘沟泥石流流通堆积区、堆积区地势开阔平坦，仅有少部分进入龙溪河，对龙溪河输沙量较小。10年一遇、20年一遇、50年、100年一遇的入河系数分别取 0.2、0.2、0.3、0.4(表4)。因此对岷江上铺库区不会造成大的影响，仅表现为库区少量淤积，发生堵江危害的可能性小。

表4 甘沟泥石流输砂量Table 4 The sediment discharge of debris flow in Gangou valley

2.4 泥石流对下游居民及建筑影响

甘沟泥石流堆积区有乡镇道路和居民点，乡镇道路是当地居民和外界交流的必经之路，2008年发生泥石流暂时性堵塞公路;沟口的居民点也曾遭到泥石流的危害。现在的居民临时安置点已经搬迁到较高位置，受泥石流的影响相对较小。

3 结论

(1)流域面积中等，纵坡降较大，汇水-物源区面积较大，纵坡降大，堆积区、流通堆积区面积小，坡度平缓;

(2)处于构造不稳定区域，泥石流的发生受到构造条件的控制;

(3)物源丰富，不稳定物源较少，物源类型以地震触发的崩塌、滑坡以及沟底早期的洪积物为主;

(4)对龙溪河的输沙量较少，最终进入岷江的泥砂量更少，对岷江上的紫平铺库区仅表现为少量淤积，影响很小;

(5)甘沟泥石流中等易发，危险性中等，由于沟内物源丰富，在暴雨条件下，仍有发生泥石流的可能性;

(6)甘沟泥石流危害最为直接的是堆积区的乡镇道路。

［1］张永双，雷伟志，石菊松，等.四川5.12地震次生地质灾害的基本特征分析［J］.地质力学学报，2008，14(2):109-114.

［2］唐川.汶川震区北川9.24暴雨泥石流特征研究［J］.工程地质学报，2008，16(6):751-758.

［3］Jan Blahut，Analysis of landslide inventories for accurate prediction of debris-flow source areas ［J］.Geomorphology，119:36-51.

［4］王晓欣，王运生.大渡河野坝沟泥石流危险性分析［J］.水土保持研究，2008，15(6):173-176.

［5］泥石流灾害防治工程勘查规范［S］.北京:中国标准出版社，2006.

［6］刘希林，唐川.泥石流危险性评价［M］.北京:科学出版社，1995.

［7］四川省水利电力厅.四川省中小流域暴雨洪水计算手册［M］.1984.

［8］江岳安，四川康定江咀沟泥石流动力学特征和危险性评价［J］.中国地质灾害与防治学报，2009，20(4):31-35.

［9］沈寿长，谢修齐.暴雨泥石流流量计算方法研究［J］.北京:中国铁道科学，1993，14(2):80-89.

Risk analysis and features of Gangou’debris flow，in Longchi，Dujiangyan of Sichuan Province

ZHI Jing-zi，WANG Yun-sheng，HAN Li-fang，XU Hong-biao
(State Key Laboratory of Geological Hazards Prevention，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China)

Gangou debris flow is located in Longchi，Dujiangyan，Sichuan province.The loose material sources was sharply increasing in valley after the May.12 earthquake.In september 2008，Gangou’s debris flow occurred，roads and settlements were threatened.The paper combines image explanation of remote sensing with spot field investigation to analyze the formative conditions，types，fatalness of the debris flow.In connection with the occurred characteristics of debris flow，the engineering effects are analyzed.The results showed that Gangou’s debris flow is a medium-size，low frequency，medium easy-happening，which threat the road nearly Gangou and only a little of silt at the Zipingpu Reservoir.

Gangou debris flow;risk assessment of debris flow;engineering effect;Dujiangyan of Sichuan Province

1003-8035(2010)04-0052-05

P642.23

A

2010-07-09;

2010-09-25

国家重点基础研究发展计划课题“强震作用下斜坡失稳破坏机理及分布规律(2008CB425801)

智晶子(1985-)，女，新疆石河子人，硕士，从事地质工程研究。

E-mail:houniaoyinanfei@hotmail.com