四川夹金山王家山沟泥石流灾害特征及防治

李 华，彭 勃

（江西省地质环境监测总站,南昌 330095）

四川夹金山王家山沟泥石流灾害特征及防治

李 华，彭 勃

（江西省地质环境监测总站,南昌 330095）

王家山沟位于四川省阿坝藏族羌族自治州小金县达维乡境内,流域面积8.02km2,沟长5.14km ,相对高度1614m, 纵坡降314.0‰,沟内滑坡发育,形成泥石流的地形和松散固体物质条件充分;偶尔出现的高强度、短历时暴雨是泥石流形成的水源条件和激发因素。针对危害特征，对泥石流采取了以拦挡工程为主,辅以防护堤及生物措施的综合治理方案。

泥石流；灾害；形成条件；综合治理

0 地质概况

王家山沟位于四川省阿坝藏族羌族自治州小金县达维乡境内, 为木城沟左岸的一级支沟，纵向长度5.14km，平均宽度1.56km，沟域面积8.02km2，形态近似口袋形，沟域上游宽度较窄呈“V”字型，往下游沟域宽度逐渐变宽呈“U”字型，谷深坡陡，最大高程4614m，相对高差1614m，坡度一般超过50°，纵坡降314.0‰，是典型的泥石流沟谷[1]。该沟曾于1986年暴发过泥石流，其一次性冲出量约1.2×104 m3，危险区面积为0.14×106m2，冲毁了210省道和沿岸耕地，造成了经济损失约10万元。

王家山沟发生较大规模泥石流灾害的可能性依然存在，对附近210省道和夹金村65户村民、通讯设施、小型水电站造成潜在威胁，因此对王家山沟泥石流进行综合治理，保护当地人民群众的生命财产安全具有重要的现实意义。

1 泥石流的形成和特征

1.1 形成条件

王家山沟流域内出露地层主要有三叠系上统侏倭组变质砂岩、变质粉砂岩、含炭绢云板岩、粉砂质板岩，三叠系中统杂谷脑组变质含钙砂岩、长石石英砂岩和第四系粉质粘土、砂卵石、块（碎）石土[2-3]。从地形地貌上看，王家山沟流域属于深切割构造侵蚀高山地貌区，微地貌单元为高山斜坡侵蚀堆积地貌，地势西南高北东低，总体走向50°，纵坡降后部较大、前部较小，纵向从沟源区至沟口段，其坡降变化为“陡－缓”的趋势(图1)，为常年流水冲沟，水流量约为2.5m3/s，地形为泥石流发育提供了充足的动力条件。第四系主要分布于坡体高处、沟谷两岸、坡脚附近，主要松散固体物质来源于沟源大规模崩滑堆积物、沟域内松散堆积物和表层土壤的面蚀物质，各类物源总量约157.5×104m3，可参与泥石流活动的动储量约25.5×104m3（表1）。该沟位于南东季风湿润气候区向干旱河谷气候区过渡带，汇水面积约8.06km2，年平均降水量617.6mm ， 雨季(5～10 月)降水量占全年降水量的86.3 %以上，1天最大降水量可达371 mm，具有集中降水的特征，其中, 中小天气系统产生的短历时、高强度点暴雨是泥石流形成的激发因素。

1.2 泥石流规模和频率

根据泥石流灾害史的调查，王家山沟泥石流以往属中频稀泥石流，从近期泥石流灾害史看，最近一次发生泥石流时间为1986年，体积规模约1.2×104m3。现沟内可参与泥石流活动的固体物源动储量达25.5×104m3，激发泥石流的临界雨强可能降低，因此，泥石流的爆发频率可能提高，成为高频泥石流。据此估算，今后可能发生泥石流灾害。目前王家山沟泥石流为发展期。

图1 王家山沟泥石流沟域纵断面图

表1 王家山沟实测物源统计

1.3 泥石流冲淤特征

（1）物源区冲淤特征

王家山沟沟谷纵比较大，沟床狭窄，沟道下切较为强烈，沟道两侧崩坡积及残坡积土常形成基座阶地，局部地段可见基岩沟床。在具备较强的水动力条件时，泥石流下蚀作用通常大于堆积作用，物源区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，局部地段也可能出现小规模的淤积。

（2）流通堆积区冲淤特征

流通堆积区分布于王家山沟沟口上部一带，由于其沟道沿堆积扇区左侧通过，其右岸受到山体的约束，泥石流流体一般情况下不会漫出沟道与老的堆积扇叠置，且该段沟道平均纵坡仅170‰左右，而沟道宽度则更大，这种条件决定该沟段冲淤特征仍为以淤为主的特点，但在大规模洪水或稀性泥石流作用下，其冲刷作用将加剧。

1.4 泥石流堆积物特征

江西省地质环境监测总站本次勘查选取10组泥石流堆积物进行了试验室颗粒级配试验[4]，卵石或碎石占27.3%、砾石占38.2%、砂砾占17.3%、细粒占17.2%。泥石流的颗粒级配关系反应了泥石流堆积区的水动力条件和冲淤特征，即堆积区沟谷纵坡变缓处，冲沟水动力条件相对较差，有利于泥沙沉积，其土石比较高，沟谷冲淤特征均表现出以淤为主的特点。

2 泥石流的成因机制

王家山沟泥石流属暴雨沟谷型泥石流。主要为暴雨作用下，水流大量汇集于沟道，汇流过程中将坡面松散泥沙及坡面的各类松散堆积物源携带进入沟道，并顺沟而下，通过沟道揭底冲刷卷动沟道内的松散堆积物源，并将两侧沟岸松散固体物质带走，以滚雪球的方式向下游运动，从而暴发泥石流灾害。

在泥石流形成过程中，沟域内地形陡峻，沟谷纵坡大为水源和泥沙的汇聚提供了有利的地形地貌条件，王家山沟中段左岸地段强烈的崩滑现象和震后水土流失的加剧，以及沟道内的堆积物为泥石流的发生提供了丰富的松散固体物源，暴雨是泥石流形成的主要引发因素。由于沟谷流域面积大，地形陡峻，汇水水源丰富，泥石流类型主要为稀性泥石流。

泥石流规模主要与沟域内松散固体物源的堆集量和暴雨情况相关，当沟域内松散固体物源累积较多，又遇集中暴雨时，就会发生较大规模的泥石流灾害。1986年泥石流后，沟域内固体物源再次累积并将可参与泥石流活动的松散固体物质冲入木城沟。随着近年气候的异常及植被的破坏，集中暴雨增多，沟岸、沟底松散物源增多，可参与泥石流活动的松散固体物源量也大大增加。据访问调查，目前累积的松散固体物已超出1986年泥石流爆发前的物源量，一旦遭到较大暴雨的作用，发生泥石流灾害的危险性是较大的。

综上分析可知，王家山沟流域泥石流形成区为高山环抱的山间盆地，流通堆积区为峡谷，沟谷两侧山坡陡峻，纵坡梯度大，流通堆积区呈扇形分布，沟道摆动频繁；较大的高差及较大的流域面积使得地表水快速而大量的汇集，并侵蚀地表和带动松散固体物质的运动，从而产生泥石流；泥石流运动过程中还沿途产生侧蚀和揭底，将沟道内及两侧的松散固体物质一同带走，形成规模更大的泥石流。

3 治理方案

3.1 设计原则

针对泥石流灾害治理难度大、周期长、投资量大、涉及面广等特点，在进行具体治理工程布局时应重点突出，兼顾全面，做到工程治理、生物治理及社会措施三结合。防治工程应与开发管护相结合，保证防治方案的科学性，使方案切实可行，集中有限的资金以取得最大的工程与社会综合效应。依据有关规范确定该泥石流的防治等级为三级，按20 年一遇暴雨进行设计[4]。

3.2 治理方案

根据王家山沟泥石流形成、流动堆积特点、成灾方式，排导沟现状，我们提出了以拦为主，拦排结合；以治沟为主，治沟与治坡相结合；以拦排工程为主，拦排工程和生物措施相结合的综合治理方案。该方案在形成流通区下游建设2座拦砂坝（坝高5～9m）用于拦挡泥石；在流通堆积区大致沿沟床左侧修建一条防护堤（长约430m）用于将部分泥砂排导至木城沟，构成一个完整的泥石流防治体系。在实施工程治理措施的同时进行林业、农业工程的生物治理措施。

3.3 治理措施

（1）拦砂坝

在形成流通区下段及流通堆积区上段修建2座拦砂坝，拦砂坝的主要功能就是起到削峰减流、稳拦物源的作用，同时减少到达王家山沟下段的固体物源量，降低泥石流容重，并调节下游泥石流洪峰流量，减轻下游防护堤的压力。

（2)防护堤工程

在王家山沟下游的流通堆积区段修建防护堤，规整沟槽断面，减小弯道曲率，将拦砂坝下游的泥石流物质顺畅地导入主河木城沟，防止泥石流漫过沟对居民区冲击。保护流通堆积区夹金村的安全，防护堤高出原地面2.0 m。

（3）生物治理措施

生物措施在拦蓄地表径流，削减洪峰，减少坡面水土流失，改善流域生态环境等方面具有十分重要的意义。针对王家山沟泥石流的生物治理措施，主要是在流域上、中游适宜植树的坡体上，禁牧禁伐，大量种植防护林，解决群众用材困难。

4 结论

(1)王家山沟泥石流为中频、中等规模暴雨沟谷型泥石流，对下游人民的生命财产、公共设施、道路等安全构成威胁，开展王家山沟泥石流治理工作对该地区的安全与稳定及防灾减灾具有重要意义。

(2)王家山沟沟内泥石流固体物源丰富，固体物源总量为157.5×104m3，可参与泥石流活动的动储量25.5×104m3，沟域面积较大，降雨充沛，水源丰富，地形地貌有利于泥石流物质的汇集和成灾，如遭受大的暴雨，可能发生大的泥石流灾害。

(3)在工程治理中，拦砂坝+防护堤可满足防灾的需要，同时注重生态工程措施，加强组织流域范围内的退耕还林，强化水土保持工作。

[1] 李 华,程志华,周亚平,边晓庚,吴继华.四川省地震灾区阿坝州小金县夹金山王家山沟泥石流应急勘查报告（内部资料）[R]南昌∶江西省地质环境监测总站,2010.

[2] 四川省地质矿产局.四川省区域地质志［M］．北京∶地质出版社,1991.

[3] 辜学达，刘啸虎，等．四川省岩石地层［M］．武汉：中国地质大学出版社，1997．

[4] 李 华,程志华,周亚平,边晓庚,吴继华.四川省地震灾区阿坝州小金县夹金山王家山沟泥石流应急治理工程可行性研究报告（内部资料）[R]南昌∶江西省勘察设计研究院,2010.

Disaster Features and Comprehensive Treatment on the Debris Flow of Wangjiashan Gully, Xiaojin County, Sichuan Province

LI Hua，PENG Bo

(Jiangxi Institute of Geo-Environment Monitoring, Nanchang 330095)

Wangjiashan Gully is located in Xiaojin County of Sichuan Province. The debris flow of Wangjiashan Gully is the most representative, which has been long endangering the County’s safety. The gully covers the basin area of 8.02 km2, stream length of 5.14 km, the relative height of 1614 m, and the channel gradient of 314.0‰. Loose solid material in the gully comes from 10 landslides inside; as a result, it is very easy to form the debris flow. The debris flow usually occurs for heavy rainfall of short duration. Some measures have been taken such as blocking dam, bulwark and biological measures．

Debris flow；Disaster；Formation conditions；Comprehensive treatment

P642.23

A

1007-1903（2013）02-0025-03

∶ 四川省国土资源厅和江西省国土资源厅资助项目—《四川省地震灾区阿坝州小金县夹金山王家山沟泥石流应急勘查》(赣国土资源资[2009]2006号)

∶ 李 华(1984－ ) , 男, 工程师, 学士，主要从事水文地质、工程地质及环境地质研究工作。