地震作用对泥石流活动性影响因素分析——以云南省永胜县马坪子大箐泥石流为例

张　桥（四川省煤田地质局一三五队，四川泸州646000）

地震作用对泥石流活动性影响因素分析——以云南省永胜县马坪子大箐泥石流为例

张桥（四川省煤田地质局一三五队，四川泸州646000）

云南省丽江市永胜县顺州乡做为一个泥石流集中发育区，集中反映了山区城镇遭受泥石流灾害的变化过程及发育特征。本文以云南省丽江市永胜县顺州乡迪里村马坪子大箐泥石流为研究背景，结合实地调查与遥感影像图，分析该泥石流物源的空间分布，以及地震对泥石流沟物源及地形条件的影响。地震作用破坏了泥石流流域内植被及土壤情况，造成多处基岩直接出露，改变了沟道流通条件等。与震前相比，在相同降雨以及其它外部条件下，现有泥石流沟道更易暴发泥石流。由于马坪子大箐泥石流发育特征在该区域内极具代表性，因此可以做为该区域泥石流变化特征的一个典范。

泥石流；地震作用；地形条件；植被及土壤

1　泥石流概况

马坪子大箐泥石流沟位于丽江市永胜县顺州乡，由两条主沟、六条支沟构成（图1～2）。据当地村民介绍该泥石流沟每隔10年暴发一次，最大一次泥石流于2004年6月7日凌晨1点暴发，冲毁沟口下方村民聚集地少量房屋，造成4户村民搬迁，未造成人员伤亡。上述灾害体已严重威胁乡政府、学校、幼稚园、医院及当地村民的生命财产安全，需采取必要措施进行治理。

泥石流的形成具有一定的必要条件，通常与地形、松散堆积体、水体关系最为密切，一旦泥石流沟道坡降较大，流域范围内存在大量能参加泥石流活动的松散堆积体，且有大量暴发性水体产生，那么形成泥石流灾害体的机率将较大。而马坪子大箐泥石流沟同时具备以上三个条件。

图1　马坪子大箐泥石流沟平面图

图2　马坪子大箐泥石流纵断面图

2　地震对泥石流物源条件影响分析

地震作用对泥石流沟物源的影响较大，主要在于地震作用将改变沟道两侧坡体原有稳定性，在外应力作用下，容易导致新物源的产生，本次也对地震对马坪子大箐泥石流沟物源的影响进行了统计分析。研究区最近一次地震发生时间为2012年，在地震发生前，通过对2009年云南地质工程第二勘察院编制的《永胜县地质灾害防治规划》中马坪子大箐泥石流沟物源的统计，与本次地震后的物源调查统计进行对比分析，得出地震的破坏作用巨大，研究区内新增的滑坡、崩塌等物源点较多，通过统计新增的物源量为6.90×104m3。并且通过调查分析，在震后泥石流两侧坡体不同高程、不同坡度等情况下，新增物源的类型、数量有显著差异。

泥石流物源的形成原因是多方面的，并且都与物源的位置、范围存在直接或间接的关系，通过研究分析，起主要决定性作用的有泥石流沟道两侧岸坡的坡率、泥石流沟各区段岩性物理力学性质、泥石流沟道两侧及沟底松散土层的特性等。通常情况下，在岸坡角度45°左右，坡体上松散堆积体厚度较大，在地震作用下，易导致土体失稳，多形成滑坡类物源，不易形成崩塌类物源；相反，如岸坡与松散堆积体厚度等条件与上述条件相反，则不易形成滑坡类物源，主要以崩塌类物源为主。同时，地震力作用也与岸坡高度存在密切联系，受离心力作用，越靠近坡顶，地震力作用越明显，再加之坡顶受风化剥蚀作用，土体厚度一般较小，且山顶位置多基岩直接出露，因此，岸坡中下部地段坡体破坏形式多呈滑塌模式，而岸坡坡体靠近顶部位置破坏形式多呈崩塌模式。

本次对马坪子大箐泥石流沟流域范围内的新增的物源进行了统计分析，据统计结果，新增滑坡类物源主要位于高程1900～2200m之间，新增物源量为2.22×104m3，占新增物源总量的32.16%；新增崩塌类物源主要位于高程2200～2455m之间，新增物源量为2.45×104m3，占新增物源总量的35.42%。新增物源情况见表1物源随高层分布统计表。通过对马坪子大箐泥石流沟新增物源的分析研究，在沟道两侧岸坡坡度突然变化位置存在应力集中区域，该区域在地震力作用下产生的水平位移变化较大，因此新增物源量也较大，通过实地测量后还发现，其坡度的大小也具有一定共性，主要分布在40～60°之间。

3　地震对泥石流地形条件影响分析

在泥石流发生的各种条件中，地形处于举足轻重的位置，其作用主要表现在泥石流发生的重现期、分布区域等方面。通过现场对马坪子大箐泥石流沟的调查以及参照相关资料对比地震前后泥石流沟道情况，可以发现地震对泥石流的影响较大，但在植被、岸坡坡体坡率、沟道通畅性上尤为突出。

表1　马坪子大箐泥石流沟震后物源随高层分布统计表

3.1地震对泥石流沟流域植被的影响

通常情况，广大学者在植被与泥石流关联之间的研究较少，甚至在很多时候没有考虑其影响，但植被对泥石流的作用和植被在水土保持中的作用有着类似的效果：一方面树木能够增大泥石流沟道的粗糙系数，提高入渗率；另一方面植被根系对泥石流流域内的松散堆积体能够起到稳拦作用，树木可以吸收一部分地表水体，从而缓解水体的冲刷和启动能力。

对于马坪子大箐泥石流沟来说，地震对其影响较大，地震后坡体浅表部破坏严重，崩塌滑坡发育，造成表层植被破坏，加之其流域范围内土体自稳能力本身较差，地震作用进一步加速土体失稳滑落，从而土体赋存部分地表水的作用丧失，使得泥石流汇水区的降雨量直接流入沟道内，增大了地表径流量。而在马坪子大箐泥石流沟的形成流通区，较地震前对比，坡体上松散物质更容易流入沟道形成物源，而松散物质流入沟道后，岸坡上剩下的基本为坚固的岩土体，对地表水无法起到储存或拉阻作用，因此在同等地表水体的条件下，其汇流时间将进一步缩短，水体的冲刷将持续增强，为马坪子大箐泥石流的暴发提供了更多有利条件。

3.2地震对泥石流沟两侧坡体的影响

地震力对泥石流沟的影响中，属对沟侧坡体的影响最大，泥石流沟两侧坡体坡度的陡缓，对松散堆积体的形成和分布有着直接影响，从而决定泥石流的物源规模和固体物质的补给方式。对比马坪子大箐泥石流沟地震前后地貌，发现新形成的滑坡区、崩塌区原有地形已不付存在，可见地震作用对沟道两侧坡体的地形改造作用比较显著。

通过对马坪子大箐泥石流沟到两侧坡体的研究，坡度在10～30°之间的坡体，由于地震造成的变形主要以滑坡为主；坡度在30～70°之间的坡体，由于地震造成的变形主要以崩塌、碎屑流为主（图3）。其它地段坡体虽然现阶段未发生明显变形，但地震力改变了坡体的结构及稳定性，地震前坡体主要由雨水冲刷浅表层土体参与泥石流活动，地震后由于地震力水平作用的影响，泥石流流域范围内浅表部土体结构基本破坏，一旦遇到地表水体，土体的物理力学性质将出现大幅度降低，如遇外应力扰动，极易出现大范围坡体滑动，并且由于水体在土体内部的富集存在一定的时间过程，相对于地震直接产生的新增物源，该类物源的形成具有一定的滞后性。

图3　地震后坡体形态特征

3.3地震对泥石流沟道纵坡的影响

泥石流沟道纵向坡率是影响泥石流形成、发生的重要条件之一，针对以往发生过的泥石流来说，沟床坡率越大，泥石流暴发的机率越高。通过对马坪子大箐泥石流沟的研究情况来看，地震对沟道纵坡比降的影响主要体现在沟道两侧坡体上的滑塌类物源堆积于沟道内或者沟道附近，使的沟道过流断面的进一步缩小，导流能力削弱，如在此过程中遇到强降雨或其它突发性大量水体，有可能由于排水不畅导致淤堵，一旦水动力条件超过淤堵能力时，失稳后将发生较大的动水压力，对沟床造成进一步冲刷。此外坡体表层植被失稳后也堆积于沟道内，增加了沟道的堵塞系数，有利于水流汇集，增大冲刷能力。对马坪子大箐泥石流沟滑塌类物源较发育地段，均改变了泥石流沟的畅通程度（图4）。

图4　地震后沟道形态特征

4　结语

云南省丽江市永胜县顺州乡属于强震区，地震对泥石流沟的形成和诱发起着主要作用，本文所叙述的地震对物源条件、地形条件的影响具有区域普遍性，由于是一种基本分析方法，因此该方法存在一定的局限，但在快速判定地震对泥石流的影响上，具有一定的参考价值。

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P642.23

A

2095-2066（2016）31-0094-02

2016-10-23

张 桥（1983-），男，工程师，硕士，主要从事工民建勘察、岩土设计及地质灾害勘查、设计等工作。