丹巴县半扇门沟泥石流暴发特征研究

兰昌义 胡正涛 赵昌坤

摘 要：丹巴县半扇门泥石流沟为老泥石流沟，近年来该沟泥石流频发，对当地居民生产及生活造成了严重威胁。通过对半扇门沟泥石流暴发历史、现场冲淤特征等情况调查分析，得出半扇门沟泥石流发育特征、危险性及发展趋势，为该沟泥石流治理提供依据及防治建议。

关键词：半扇门沟泥石流 发育特征 危险性 发展趋势

中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0055-03

半扇门沟区域地质构造较为复杂，地形切割强烈，不良地质现象发育。该沟为老泥石流沟，先后于1982年、1999年7月、2003年、2009年6月、2010年8月发生过较大泥石流，其中1982年、1999、2009年3次规模最大，漫过村道、沟口公路桥涵，造成半扇门二村、一村数间房屋被毁，所幸没有造成人员伤亡。近两三年半扇门沟都爆发不同程度规模较小的泥石流。泥石流共威胁沟内半扇门一村、二村居民及沟口政府部门、学校、卫生院等共120户456人，直接威胁财产约5 000万元。因此，对该沟进行研究分析显得尤为必要。

1 泥石流的形成条件

半扇门沟泥石流位于甘孜州丹巴县半扇门乡半扇门沟，小金河左岸。半扇门沟流经下游半扇门二村、一村（半扇门乡政府所在地）。勘查区距离丹巴县城约22 km，省道S303线从沟口通过，沟口有通往半扇门二村的村道，交通较便利。

1.1 地形地貌

半扇门沟域由主沟及9条大支沟（一道沟～九道沟）组成，沟域平面呈长条形，流域面积约67.8 km2，沟源最高点高程4 810 m，沟口最低高程为2 093 m，高差2 717 m。主沟长18.8 km，弯道较多，平均纵坡降为133‰（见图1）。主沟沟道上游为“V”型形成区，中下游为相对较宽缓的形成流通区、流通堆积区及出山口以下的泥石流堆积区。支沟长3～7 km，均平行展布在主沟左侧，与主沟或斜交或直交，交角大于60°，支沟两侧陡峭，呈“V”字形，平均纵坡降为255‰～557‰，较陡。

1.2 水源条件

半扇门沟流域无气象站和雨量站。距该工程约22.0 km（直线距离）处有丹巴县气象站（海拔高程1 949.9 m）。该工程设计可参照丹巴县气象站气象要素。县城多年平均降水量618 mm，最大年降雨量781.9 mm（1993年）。根据丹巴县气象局近33年降雨资料统计，降雨均集中于5～9月，这5个月总降雨量一般都大于460 mm，约占全年的75.4%。并且7、8月中日雨量多大到暴雨，雨时短而集中，其中，降雨量最大的月份为9月份，多年月平均降雨量为109.12 mm。根据近10年统计资料显示，丹巴汛期多暴雨。汛期时日降雨量多在12～35 mm。特别是1982年6月降雨量为186.3 mm，1999年7月降雨量为186.3 mm，7月最大日降水量为21.7 mm，2003年9月降雨量为120.4 mm，9月最大日降水量为36.4 mm。降雨量的大小是诱发地质灾害的一个重要因素。

加之，半扇门沟汇水面积为67.8 km2，有9条大支沟，沟谷较深，岸坡呈较陡的“V”型谷，具有一定的汇水面积。流域中上游4～5月份又有冰雪融水汇集。以上为泥石流的形成提供了充足的水源。

1.3 物源条件

半扇门泥石流沟沟域固体物源点共56处（崩滑堆积物处，坡面径流侵蚀处，沟床堆积物源处），其中：主沟道物源27处（崩滑堆积物11处，坡面径流侵蚀1处，沟床堆积物源12处）；支沟道物源29处（崩滑堆积物8处，坡面径流侵蚀9处，沟床堆积物源9处）。其中：主沟道中静储量约145.26×104 m3，可能参与泥石流活动的动储量约29.35×104 m3，支沟道中静储量约133.67×104 m3，支沟道中可能参与泥石流活动的动储量约40.19×104 m3。由于主沟沟道纵坡较缓，支沟中固体物质进入主沟后，转化为主沟沟道物源，主要堆积于支沟沟口与主沟交汇处，部分侵占主沟道，估计仅约1/5能二次启动，因此半扇门沟域总静储量约为185.43×104 m3，动储量约37.39×104 m3。

2 泥石流暴发特征

2.1 泥石流暴发历史及威胁对象

通过对当地居民调查访问及现场泥痕调查，该泥石流沟爆发历史见表1。

2.2 泥石流基本特征值

（1）堆积物颗粒特征。

据调查，泥石流堆积物主要分布在沟内流通区及堆积区，这两个区中的堆积物各具特征。①流通区内堆积物，主要为块碎石土，粒径一般300～2 000 mm，含量约为50%～70%，局部段有一定分选性（见图2）。②沟口堆积区内堆积物，碎块石土，分选性较好，有一定磨圆度，一般粒径200～300 mm，含量约为60%～70%，可见最大粒径100 cm（见图3）。

（2）泥石流流体重度。

按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220--2006）附录H填写泥石流调查表并按附录G进行易发程度评分，综合考虑泥石流流体性质，确定该泥石流重度。主沟易发程度数量化评分104分，重度为1.641 t/m3，其他支沟分别为97～123分，重度为 1.6～1.772 t/m3。易发程度均为易发。

（3）泥石流流速。

对已发生的泥石流采用形态调查法，根据调查得到的泥石流泥位求得泥石流流速。其中一村沟口处流速约3.93 m/s，二村入村处约3.32 m/s，七道沟沟口处约5.84 m/s。

（4）泥石流流量。

采用雨洪法求得泥石流峰值流量计算泥石流峰值流量，流域汇水面积67.8 km2，2%暴雨频率情况下，暴雨洪峰流量为 57.79 m3/s，泥石流峰值流量190.71 m3/s，5%暴雨频率情况下，暴雨洪峰流量为50.28 m3/s，泥石流峰值流量165.92 m3/s。

（5）一次泥石流过流总量和固体冲出物量。

降雨历时约1 h，结合不同沟道沟的泥石流历时计算一次泥石流冲出方量，2%暴雨频率情况下，全流域泥石流一次冲出量约30 705.8 m3，固体物质约12 189.2 m3。5%暴雨频率情况下，全流域泥石流一次冲出量约26 741.2 m3，固体物质约10 615.4 m3。

支沟泥石流冲出固体物质主要堆积于主沟与各支沟交汇处，仅约20%冲入主沟被搬运至沟口，主沟纵坡较缓，以边冲边淤为主，整体接近冲淤平衡，因此沟口入主河段并未形成大型泥石流堆积扇，且该泥石流位于主河凹岸侧，携砂能力较强，据估计堆积区总堆积方量约5万方，入主河固体方量约是堆积方量的2倍。

3 泥石流危险性分析

根据泥石流流域基本特征和参数，按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT /T0220—2006）附录G“泥石流沟的数量化综合评判及易发程度等级标准”，泥石流易发程度分为极易发、易发、轻度易发和不易发4个等级，其中易发程度综合评分≥116为极易发，87～115为易发，44～86为轻度易发，≤43为不易发。

根据易发程度数量化评分结果，半扇门沟泥石流整体属于易发。各支沟也均属于易发以上。特别的，6#支沟、7#支沟泥石流的易发程度属极易发，1#支沟～5#支沟易发程度较6#～9#支沟轻些。这与近期泥石流爆发区域一致，也与现场调查得到的结论一致。

按泥石流活动危险程度或灾害发生机率判别式判别结果，半扇门沟泥石流活动危险程度或灾害发生机率D>1，表明受灾体处于危险工作状态，成灾可能性大，因此半扇门沟均属于危险性等级大的泥石流沟。根据综合致灾能力的强弱和受灾体综合承灾能力进行治理紧迫性判别结果，半扇门沟泥石流沟治理要求紧迫。

4 泥石流发展趋势预测及治理措施建议

半扇门沟泥石流沟流域具备形成泥石流的地形条件，流域内松散物质丰富，泥石流启动的激发条件降低，只要遭遇一定强度的暴雨，极易诱发产生泥石流。6#、7#、9#支沟非常容易爆发泥石流。

该泥石流沟已有治理工程仅为沟口左岸单侧防洪堤，防洪堤长度约390 m，墙净高2 m，顶宽0.7 m，浆砌石结构。目前部分淤埋约0.6 m，防洪堤墙趾局部段被淘空。已有治理工程不能解决消除或减轻泥石流对防护对象的危害，考虑到主河小金河输砂能力较强，历次泥石流发生规律及冲淤特征提出半扇门沟泥石流防治总体思路是针对保护对象采用防护+排导为主的治理措施。

半扇门沟全流域主沟纵坡较缓，支沟发育且纵坡较陡，主支沟近直角相交，而支沟物源冲出后主要堆积于主支沟交汇处，转化为主沟沟道物源（静储量）。从历次泥石流暴发情况可见，该部分物源二次启动搬运至主沟下游的方量较小，加之主河小金河搬运能力强，因此主沟口也未形成大型堆积扇。沟口半扇门乡政府所在地沟道地形稍缓，以淤积为主，为增大泥石流排出速度和流量，沟口采用排导措施。二村处沟道以冲淤平衡为主，该段采用单边防护堤对居民房屋进行直接保护，但应保证护堤基础埋深满足冲刷要求。

参考文献

[1] 四川省冶金地质勘查局水文队.半扇门沟泥石流勘查报告[R].2013.

[2] 李明辉，郑万模，陈启国.丹巴县地质灾害发育特征及成因探讨[J].自然灾害学报，2008（2）：49-53.

[3] 兰昌义，赵昌坤.汶川县清水沟北侧高位泥石流暴发特征及防治措施研究[J].四川地震，2015（3）：25-28.