北京市北部山区石城镇泥石流沟松散物特点及储量计算模型

王海芝

（北京市地质研究所，北京 100011）

北京市北部山区石城镇泥石流沟松散物特点及储量计算模型

王海芝

（北京市地质研究所，北京 100011）

总结了石城镇泥石流沟松散堆积物的特点，依据现场调查泥石流一次冲刷的深度，推导出泥石流沟内松散堆积物动储量的计算公式，对已调查的泥石流沟内动物质储量进行了计算，为泥石流的预警和治理提供了基础数据。

松散物质静储量;松散物质动储量；计算公式；预警和防治

1 北部山区石城镇泥石流沟的基本情况

石城镇发育泥石流沟59条，流域面积115km2，占石城镇面积的45%。泥石流沟分布于白河两侧，集中分布于石城镇的北部及西部地区（图1），高程200～1000m。

图1 石城镇泥石流沟分布图

2 北部山区石城镇泥石流沟松散堆积物的特点

石城镇内泥石流沟在地形上一般呈圈椅状（照片1），汇水能力强，沟床纵坡较大，沟床展布较直，易于松散物质起动。两侧山坡坡度较陡，一般大于35 。松散物多来源于两侧山坡基岩风化、崩落堆积物，以粗粒土或巨粒土为主，其中的卵砾石呈棱角状或次棱角状，无分选。植被一般覆盖率大于80%，以乔木或灌木为主。

照片1 石城镇小皂树沟沟头照片

石城镇内泥石流堆积区段人类活动较多，原有地貌一般多改造成梯田。

石城镇内坡脚松散物质储量较大。石城镇内变质岩广泛分布，北西向断裂极其发育，岩石极度破碎，坡脚的松散物质堆积相对较多（照片2）。

照片2 石城镇云蒙峡主沟坡积物

沟道两侧山体存在多处崩塌隐患，崩塌时有发生，因此沟床内无论在沟谷下游还是上游，都覆有属漂石甚至是巨石级别的崩塌块石（照片3）。

照片3 石城镇云蒙峡主沟沟床堆积

3 松散物质储量的探测及结果

本次松散物质储量的探测使用的方法是探地雷达，（Ground Penetrating Radar,简称GPR）,该方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(1MHz----1G MHz)电磁波技术。探地雷达利用主频为数十兆赫(MHz)至千兆赫波段的电磁波，以宽频带短脉冲形式，由地面通过天线发射器(T)发送至地下，经地下目的体或地层的界面反射后返回地面，由雷达天线接收器(R)接收，根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形等资料，可探测介质的结构、构造与埋设物。其工作原理见图2。

图2 探地雷达工作原理示意图

采用上述方法对石城镇的南皂树沟、北皂树沟、四合堂水泉沟、贾峪东沟分别进行了探测。测线按平行沟床和垂直于沟床两个方向布置；堆积体体积的计算方法是先将沟分区，根据堆积物的分布特点圈定不同的计算区域。根据探测结果，确定该计算区的平均厚度，保证平均厚度的代表性，计算出测量沟谷内的松散物质静储量数据（表1）。

表1 示范区内典型沟谷松散堆积物静储量

根据计算类推方法，推算出石城镇内已调查35条泥石流沟中松散物质静储量小于10万m3的沟谷有9条，占调查总数的26%；10~20万m3的沟谷有13条，占调查总数的36%；20~30万m3的3条，占调查总数的9%；30~40万m3的3条，占调查总数的9%；40~70万m3的4条，占调查总数的11%；70~100万m3的2条，占调查总数的6%；大于100万m3的1条，占调查总数的3%（图3）。

图3 石城镇已调查小流域松散物质静储量分布饼状图

根据实地调查及数据分析，得出每条沟谷一次泥石流冲刷沟床深度，可按下式计算出每条沟谷动物质储量。

式中：D 松散物质动储量；

h 一次泥石流冲刷沟床深度；

H 沟床松散堆积物平均厚度；

S 实测松散物质储量。

根据李德基[2]分类标准：一次冲出物储量小于1万m3的为小型泥石流，1万~10万m3的为中型石流，10万m3~100万m3为大型泥石流，大于100万m3的为特大型泥石流的划分标准，确定石城镇已调查的35条泥石流沟中，属于小型泥石流的14条，占40%；中型泥石流的20条，占57%；大型泥石流的1条，占3%（图4）。

图4 已调查小流域松散物质动储量分布饼状图

4 结论

通过物探和实地调查可查明泥石流沟松散物质动储量及静储量，确定泥石流的规模，为泥石流沟预警、治理提供较准确的可靠依据。

[1] 钟敦伦、谢 洪、王爱英.四川境内成昆铁路泥石流预测预报参数，山地研究，1990，8（2）：82~88.

[2] 李德基.试论青藏高原某些公路沿线泥石流及其防治原则，泥石流论文集（1），1981：101~107.

Characteristics of the Loose Mudf ow Gully Sediments in the North of Beijing and the Mudf ow Reserve Calculation Model: An Illustration for the Case of Shicheng Town

WANG Haizhi
(Beijing Institute of Geology, Beijing 100011 )

This paper surveys and summarizes the characteristics of the Loose mudf ow gully sediments of Shicheng Town in the north of Beijing. The static reserve of the loose sediments is measured by Ground Penetrating Radar. At the same time, the scour depth of primary mudf ow is measured in the f eld. The dynamic reserve of the loose sediments of the mudf ow gully is calculated by a model based on the static reserve and the scour depth, which can provide the precise fundamental data and thus have the great signif cance on the early warning and prevention of the mudf ow.

Loose sediments; Static reserve; Dynamic reserve; Mudf ow

P642.23

A

1007-1903(2011)03-0031-03