四川康定县木洼沟泥石流成因机制及防治

吴昆林

(四川省冶金地质勘查局六〇五大队，四川彭山 620860)

0 引言

木洼沟泥石流位于康定县捧塔乡，为金汤河右岸的一条小支流，属暴雨沟谷型泥石流，流域面积20.7 km2，沟长7.86 km，平均坡降298‰，有泥石流灾害史，历史上曾多次成灾，近年来分别于2012年7月9日、2014年7月2日、2014年7月12日爆发灾害性泥石流。2012年7月9日，木洼沟爆发大规模泥石流，泥石流在堆积区多处堵断沟道，淤埋两岸大量农房、耕地，淤埋面积约92 000 m2，总冲出固体物质约6.5×104m3，进入金汤河(大渡河一级支流)后堵断金汤河，总摧毁或淤埋小型水电站1 座、民房23 栋、100 多头猪，所幸监测预警及时，人员全部疏散到安全区域，未造成人员伤亡，该次泥石流直接经济损失约8 000 万元［1］。

木洼沟泥石流流域位于金汤弧形滑脱一推覆带核心部位，地质构造活动强烈，近年受芦山“4·20”地震以及康定“11·22”地震的影响，岩体破碎，节理裂隙发育，沟内滑坡、崩塌发育，形成大量松散堆积体，物源丰富，目前沟道内有泥石流固体物源总静储量为85.03×104m3，动储量约为28.45×104m3。木洼沟沟道纵坡较大，地形陡峻，有利于降雨汇流、松散固体物质的携带。根据木洼沟泥石流特征，在一定的暴雨强度作用下其具有再次发生大规模泥石流灾害的可能性，威胁木洼沟下游居民的生命以及财产安全。

1 泥石流形成机制

木洼沟泥石流的形成与当地地质构造、地层岩性、地形特征、水文地质条件、降雨特征、斜坡结构类型及人类活动等因素紧密相关［2，3］，下面从地质环境、流域特征、固体松散物源和降雨条件、物源起动方式五方面论述该泥石流沟的形成机制。

1.1 地质环境

木洼沟泥石流流域地处康定县构造处于巨型青藏滇缅印尼“歹”字形构造体系中部与龙门山北东向构造带结合部、金汤弧形滑脱一推覆带核心部位，构造形迹较为繁杂，构造复杂，一条冲断裂层断裂带从木洼沟流域内经过。该区域地壳以大面积间歇性整体抬升为特征，受构造活动影响，节理裂隙发育，岩体破碎，在坡脚处形成大量崩坡积堆体，崩塌、滑坡发育，为泥石流提供了大量的松散固体物源。

木洼沟构造复杂，活动断裂发育，处于鲜水河、龙门山及安宁河地震带交汇部位，康定县地震活动尤其强烈频繁，地震基本烈度达9 度。近年来，受芦山“4·20”地震、康定“11·22”地震活动影响，造成岩体破坏、松动和滑坡形成，木洼沟泥石流流域内沟内物源剧增，为泥石流的形成提供了极为有利的物源条件。

木洼沟流域内出露的地层主要为三叠系上统侏倭组灰色薄～厚层变质石英粉～细砂岩及第四系冰水堆积、坡洪积、滑坡堆积(崩坡)、冲洪积物。由于构造作用影响强烈，导致岩层破碎，极易产生滑坡和泥石流。

总体上木洼沟地质、构造复杂，受地震、构造活动的影响，松散固体物源丰富，为泥石流的发生提供丰富的物源。

1.2 地形条件

木洼沟泥石流流域地貌上属深切割高山峡谷区，为青藏高原急剧隆起抬升，大河切割所致，地形地貌特征主要为山高、坡陡、谷深。木洼沟沟谷切割较深。植被以矮灌木丛为主，覆盖率约60%。流域内局部基岩裸露，崩塌较发育，坡脚覆盖层较厚，沟道两岸沿程滑坡发育。主沟道长7.86 km，沟道最高高程4 340 m，最低高程2 110 m，高差达2 200 m，沟床纵坡降达292‰，两岸沟坡坡度25°～35°，有利于流域降雨汇流，为泥石流起动提供了有利的地形条件。

木洼沟泥石流主沟较长，沟槽弯曲，沟床断面宽窄不均，多跌坎和卡口，主支沟交汇角较大，形成区集中，加之两岸滑坡发育，失稳下滑易在沟道中形成堵塞，形成堵溃决，为泥石流的形成和起动提供有利的地形条件。在康定县“11·22”地震后，在主沟内目前存在两个较大的堵塞体，一个是洪流口滑坡，滑体总方量72×104m3，堰塞体总方量为15.2×104m3;另一个堵塞体位于高程3 250 m 的支沟沟口，支沟内梭梭岩滑坡影响，沟内松散物源丰富，支沟与主沟交汇角较大，支沟沟床坡度较陡，主沟沟床坡度较缓，两者差异性较大，受降雨和流水搬运，极易在主、支沟交汇口堆积，形成堰塞体，目前沟口段沟床堆积10.5×104m3。木洼沟的沟道特征极易形成“堵溃决型泥石流”，在一定的强降雨和沟道洪水作用下，极易形成规模巨大的灾害性泥石流。

1.3 物源条件

木洼沟泥石流流域内地质条件复杂，构造活动强烈，均属于芦山“4·20”地震、康定“11·22”地震影响区，近年来受极端气候影响，区域多连续暴雨、强降雨，沟内崩塌滑坡发育，物源丰富。根据现场调查，木洼沟泥石流固体物源补给以滑坡、崩塌为主，兼有坡面、冲沟侵蚀、沟床物质再起动，主要集中在流域的高程2 500 m～3 700 m 沟段，共有滑坡13 个、崩塌4 个、规模较大的沟床堆积体4 个，泥石流固体物源总储量约459.53×104m3、动储量109.03×104m3，其可移动性强，在一定条件下可形成规模较大的泥石流灾害。

1.4 降雨条件

康定县处于青藏高原亚湿润气候区，降雨分布极不均匀，主要集中在雨季6月～9月，多年平均降雨量803.4 mm，多集中在5月～9月，占全年的60%～85%，多暴雨和连绵雨，最大日降雨量达65.9 mm，最长连绵雨长达58 d，雨量达542.9 mm，日最大降雨量66.8 mm，1 h 最大暴雨雨强35.6 mm，10 min 最大暴雨雨强15.75 mm，雨季平均天数160 d。木洼沟地处金汤河右岸，沟内有长流水，地势陡峻，地形起伏较大，属典型的河谷气候，常出现高强度、长历时暴雨，这是泥石流形成的水源条件和激发因素。

1.5 泥石流起动分析

综合木洼沟泥石流流域内各类物源的共同特征，结合区内泥石流形成的地形地貌及沟道条件、水力条件等因素，可将木洼沟泥石流物源的转化与补给方式分为以下4 种情况:

1)岸坡崩滑补给。

在植被较好、坡度较陡的斜坡面上，受长历时、强降雨的作用下，覆盖层极易达到饱和或过饱和状态，在自身重力和动水压力作用下，失稳起动形成滑坡，进入沟道中参与泥石流活动;在岩体结构面较发育的陡峭斜坡部位，在振动、降雨或冻胀作用下容易发生崩塌，形成物源参与泥石流活动。根据现场详细调查，流域内发育的滑坡、崩塌均属于该类型崩滑补给，共有13 个滑坡体、4 个崩塌体，是泥石流物源补给的重要方式。

2)沟床物质再起动补给。

沟床内早期泥石流堆积物及靠近主沟两侧的松散堆积物，受到沟心水流的长期侵蚀切割作用，易在局部形成垮塌，尤其在泥石流作用下，随短时径流量的增加，侵蚀能力增强，冲刷沟床中的松散堆积物，使得这些松散固体物质被裹挟补充泥石流物质来源，也是泥石流物源补给的重要方式。

3)地表径流侵蚀补给。

木洼沟沟域内农业耕种、森林砍伐较为严重，造成局部植被遭到严重破坏，其受到地表径流侵蚀较为严重;此类堆积物极为松散，受地表径流冲刷或垮塌参与补充泥石流固体物质的可能性大，可成为动储量的参与量大，是木洼沟泥石流固体物质的主要补给源。

4)堵塞体溃决起动。

木洼沟泥石流主沟较长，沟槽弯曲，沟床断面宽窄不均，多跌坎和卡口，主支沟交汇角较大，沟内多处堵塞，在降雨过程中，洪水极易形成堰塞湖，堰塞体蓄能溃决，形成规模较大的泥石流。

2 泥石流发展趋势

木洼沟泥石流受芦山“4·20”地震、康定“11·22”地震影响，沟内岩体破碎、坡体松动，沟内松散固体物源剧增，加之近年来极端降雨频发，新增10 个滑坡，沟道堵塞严重，在一定的降雨作用下极易形成泥石流。受地震影响，沟道内新增物源较多，在近10年内将是泥石流活动高发区［4］，因此如果不加以治理，在强降雨、人类活动及强震各因素的作用下，泥石流发生的频率与规模也将会呈现递增趋势。

3 防治措施

根据木洼沟泥石流的物源、地形、降雨、威胁对象等特征，拟采用工程治理措施与泥石流监测预警相结合的综合防治方针。

3.1 工程治理措施

木洼沟泥石流物源为位于高程2 500 m～3 700 m 沟段的滑坡、崩塌以及沟床堆积物质，物源丰富，沟口堆积区上为木洼村、杨林村、三家寨村三个村，入河口金汤河上为一小水电站。该段金汤河沟床纵坡较小，河流搬运携带能力弱，沟内地形陡峻、山高路远，施工困难，决定了应控制泥石流下泄量，采用以拦为主，固源和排导为辅的综合治理措施;中、上主支沟岸坡坡度、沟道纵坡均较陡，交通极其不方便，施工困难，工程措施不适用;物源区下游区有三处地形有设坝条件，库容较大，故设置3 座拦渣坝，按照拦截2 次20年一遇暴雨的泥石流冲出量设计;针对堆积区沟道特征及沟道两侧威胁对象分布特征，针对性地设置防护堤，并根据下游沟道特征、社会、经济现状及其发展需求，进行相应的生物、生态调控措施和产业配置，营造稳定性、协调性、可持续发展环境，实现泥石流灾害治理的长期目标。

3.2 防灾监测预警

2012年7月9日木洼沟特大泥石流正是因为该泥石流沟的监测员工作尽责，及时进行了泥石流灾害的预警，组织人员疏散，在特大型泥石流作用下，未造成人员伤亡，挽救了人民的生命和财产安全。根据木洼沟泥石流物源丰富，沟道堵塞严重，多处存在堰塞体，易形成溃决型泥石流，瞬时流量变化幅度较大［5］，下游治理工程极易失效，因此应加强泥石流的长期监测预警、群策群防工作。

1)建立和健全管理体系和防灾权力机构以及群策群防网;

2)加强灾害防灾避灾宣传教育、设立防灾标志，统一预警信息;

3)建立泥石流监测员管理制度，选用责任心强的村民为泥石流监测员，每年雨季进行泥石流监测预警。

4 结论及建议

1)木洼沟泥石流流域地质环境复杂、地形陡峻、物源丰富、多持续和强降雨，受芦山“4·20”地震、康定“11·22”地震影响，2014年持续、强降雨影响，沟内产生了新的崩塌和滑坡，老滑坡复活，为泥石流提供了大量的固体物源，沟道纵坡较大、沟槽堵塞严重，具有形成泥石流的地形、物源、降雨等重要条件，具有再一次暴发大规模泥石流的可能性。

2)根据木洼沟泥石流沟谷特点，流域内采取土木工程“硬防治”措施与群策群防、监测预警的“软防治”措施进行综合治理。土木工程措施主要为:在主沟下游采用拦截和单侧护堤措施。软防治措施是根据木洼沟泥石流物源丰富，沟道堵塞严重，易形成溃决型泥石流，泥石流瞬时流量变化幅度较大，下游“硬防治”工程极易失效成灾，应建立长期的泥石流监测、群策群防制度，减少、减轻泥石流灾害损失。

［1］宋志勇，杨 琦.科学预警1455 人成功避险——康定县抗击大型泥石流灾害和特大洪灾侧记［N］.四川经济日报，2012-07-12.

［2］戴荣尧，刘桃芬，谭炳炎，等.中国铁路自然灾害及其防治［M］.北京:中国铁道出版社，2000:196-295.

［3］谭炳炎.走进泥石流［M］.成都:西南交通大学出版社，2011:66-71.

［4］游 勇，柳金峰，陈兴长.芦山“4·20”地震后宝兴县城打水沟泥石流发育趋势及防治方案［J］.山地学报，2013，31(4):495-501.

［5］李朝安，胡卸文，李冠奇，等.四川省“8·13”特大泥石流灾害发生机理与防治原则［J］.水土保持研究，2012，19(2):257-263.