“4·25”地震灾区琼母沟泥石流形成条件研究

刘洪涛，刘晓钦，吴浩，张潇敏



“4·25”地震灾区琼母沟泥石流形成条件研究

刘洪涛，刘晓钦，吴浩，张潇敏

（四川省地矿局成都水文地质工程地质中心，成都 610081）

受尼泊尔4·25地震的影响，西藏日喀则是桑珠孜区琼母沟泥石流沟域新增了大量的泥石流物源，泥石流爆发的几率大大增加。对琼母沟泥石流的沟域平面、纵坡降等特征，对沟内泥石流形成条件进行了分析，研究了该沟泥石流的发生与沟内地形地貌、物源条件和水源条件的关系。研究成果对该地区泥石流防治具有一定的理论指导意义和实用价值。

泥石流；形成条件；沟域分区；琼母沟

泥石流是一种常见的地质灾害，常发生于多山地区[1]。对危险区内人民群众生命财产构成重大威胁。随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对泥石流形成机制和发育特征等的研究越来越深入，发育特征和运动速度进行了研究，并建立区域性泥石流启动模型[2~6]。泥石流的物相，运动过程，涉及许多相关学科，问题较为复杂，其内在机制还未研究明晰[7~10]。

图1 琼母沟泥石流卫星影像图

琼母沟泥石流位于西藏自治区日喀则市桑珠孜区，属于典型的高原暴雨沟谷型泥石流。受4·25地震的影响，沟域内松散物源量增多，泥石流爆发的可能性增大，严重影响着沟口的规划区。

1 沟域地形地貌条件

1.1 泥石流沟域平面特征

琼母沟泥石流泥石流沟流域形态为长条形，流域总长度4.13km，流域平均宽度1.31km，流域总面积5.42km2。琼母沟泥石流由两条泥石流沟组成，其中Ⅰ号沟位移流域东侧，Ⅱ号沟位于流域西侧。

表1 琼母沟泥石流Ⅰ号沟纵坡降计算结果表

1）Ⅰ号沟由一条主沟和一条主要支沟汇聚而成，沟域形态为长条形，主沟沟口最低点海拔标高3 880m，主沟道出山口处海拔标高3 948m，沟域源头最高海拔标高4 330m。主沟道总长度4.10km，主沟道平均纵坡降110‰。泥石流出山口至主河道段，沟谷长度1.63km，相对高差68m，沟道纵坡降42‰。Ⅰ号沟汇水总面积0.94km2。Ⅰ号沟主沟道平面形态呈折线形，上游总体走向由150°～170°，在出山口沟道走向变为155°，沟道中游走向90°～120°，在与支沟交汇处走向转为123°，国道G318外侧至主河道直接沟道走向100°～110°；Ⅰ号沟支沟在上游走向170°～180°，中游走向100°～140°。发育1条支沟，支沟发育长度1.86km，支沟沟口海拔标高3 932m，支沟源头最高海拔标高4 134m，沟谷纵坡降109‰。沟道宽度上窄下宽，上游宽度10~16m，下游宽度20~25m。局部沟道转弯处沟道狭窄，宽度1~2m，受水流侵蚀作用基岩出露。支沟汇水区流域总面积0.45km2。

2）Ⅱ号沟沟域形态为长条形，沟口最低点海拔标高3 902m，主沟道出山口处海拔标高3 932m，沟域源头最高海拔标高4 115m。主沟道总长度3.46km，主沟道平均纵坡降62‰。泥石流出山口至主河流段沟谷长度1.51km，相对高差30m，沟道纵坡降20‰。流域总面积0.52km2。出山口以上沟道总体走向 85°～90°，出山口走向160°~180°，中上游走向190°～220°，中下游段走向120°～140°，国道G318外侧至主河道段走向80°～110°左右。

1.2 沟道纵坡降

Ⅰ号沟沟域形态为长条形，发育一条支沟，主沟沟口最低点海拔标高3 880m，主沟道出山口处海拔标高3 948m，沟域源头最高海拔标高4 330m，相对高差450m。主沟道总长度4.10km，主沟道平均纵坡降110‰。泥石流出山口至主河道段，沟谷长度1.63km，相对高差68m，沟道纵坡降42‰。

表2 琼母沟泥石流Ⅱ号沟纵坡降计算结果表

Ⅱ号沟沟域形态为长条形，沟口最低点海拔标高3 902m，主沟道出山口处海拔标高3 932m，沟域源头最高海拔标高3 902m，相对高差213m。主沟道总长度3.46km，主沟道平均纵坡降62‰。泥石流出山口至主河流段沟谷长度1.51km，相对高差30m，沟道纵坡降20‰。

2 物源、水源条件

2.1 物源条件分析

琼母沟泥石流沟域物源总量69.14×104m3，能够参与泥石流活动的动储量15.38×104m3，动储量占物源总量的22.24%。其中沟道物源总量23.02×104m3，能够参与泥石流活动的动储量8.10×104m3；岸坡崩塌物源总量3.22×104m3，能够参与泥石流活动的动储量1.11×104m3；风化残坡积物源总量42.90×104m3，能够参与泥石流活动的动储量6.26×104m3。

2.2 水源条件分析

日喀则市属于内陆高原温带半干旱季风气候，主要特点是：气候干燥、夏春多风，降水较少、水热同步、空气稀薄、阳光充足，年均日照时数3 240h。据日喀则市气象观测资料，市区多年平均气温4.93～7.07℃，月平均气温以六月为最高，为14.6℃，十二月至翌年一月为最低，为-3.8～3.4℃，极端最低气温-25.1℃，极端最高气温28.5℃。最大年降水量643.4mm，多年平均降水量430.0mm，最大日降雨量46.3mm，最长连续降雨日数31天，降雨季节分明，大雨或暴雨集中在6～9月，占年降水的93.5%。

表3 琼母沟泥石流物源统计汇总表

据《西藏泥石流与环境》[11]（吕儒人）等资料，日喀则地区是藏南暴雨中心区，多夜雨，一次降雨量大，夜雨和集中性降雨是该泥石流形成的主要降雨因素。

3 物源与泥石流的转化

琼母沟泥石流沟域平面形态呈长条状，沟域发育的海拔高差较大，受地形地貌以及气候条件的限制，琼母沟泥石流物源与泥石流的转化有着其独特的特点。琼母沟泥石流固体物源总量，50.43×104m3，其中可参与泥石流动储量为10.66×104m3，沟域内的松散固体物源转化为泥石流主要包括以下几个方面：

1）残坡积土体参与泥石流活动：流域范围内斜坡表层的残坡积块碎石土与破碎岩体，在雨水的侵蚀、冲刷下，向沟内汇集，并参与泥石流活动；

2）岸坡崩滑体参与泥石流活动：沟岸两侧冲洪积物在沟岸侧蚀导致临空面增加，在长期风化卸荷作用下坍塌汇入主沟并参与泥石流活动；

3）沟谷松散体参与泥石流活动：沟道内早期泥石流及洪水松散堆积物，受径流的长期侵蚀冲刷，在泥石流作用下，使得这些松散固体物质被铲刮裹挟成为泥石流重要补给物质。

4 泥石流沟域分区

4.1 清水区

琼母沟泥石流清水区沟位于基岩出露区，该区在平面图上位于流域上部及流域中部两岸斜坡中上部，地形地貌为中高山地貌。地形地貌为中高山地貌，斜坡坡度20°~30°。该区岩体呈薄~中厚层状，平均厚度2~10cm，该区构造作用强烈，区内褶皱发育。受构造作和风化作用影响岩体节理裂隙发育，在原岩层面和节理裂隙切割作用下岩体破碎形成粒径2~15cm左右的碎块石堆积于斜坡表面，局部形成小型崩塌堆积于斜坡底部。由于沟道及斜坡陡峻导致水流侵蚀作用强烈，斜坡表面小冲沟发育。同时，斜坡表面受风蚀及降雨侵蚀搬运严重，该区85%以上区域基岩出露。

图2 琼母沟泥石流沟域分区图

4.2 形成流通区

琼母沟泥石流形成流通区位于流域中部，该区域地层岩性为洪积碎石土、砾类土、含砾砂土以及砂土，层状构造，层理厚度5～45cm，分选性较好，结构中密--密实，地层厚度5~25m左右，结构密实，受流水长期侵蚀作用形成现有沟道，沟道两侧呈近直立陡崖，临空高度5～20m，坡脚多处可见小型垮塌。

图3 琼母沟泥石流物源分布图

Ⅰ号沟流通区面积0.16km2，分布高程3 948m~4 150m，相对高差81m，沟道总长2.01km，沟床比降为101‰，沟道平面形态呈折线型，沟谷走向90°～120°，总体上“上深下浅、上窄下宽”：上游切割深度15~20m，沟道宽度3~5m；中游侵蚀切割深度5~10m，沟道宽度10~20m；下游侵蚀深度1~2m左右，沟道宽度20~25m左右。该段泥石流运动特征以下切侵蚀为主，由于风化卸荷和地震的影响，两岸较小规模崩塌较发育，为泥石流提供固体物源。堆积于岸坡的松散体在雨水作用下易于滑移，堆积于沟道内，沟道内坡降较大，在暴雨作用下松散物源进入沟道参与泥石流活动。

Ⅱ号沟流通区面积0.16km2，高程3 932~4 030m之间，相对高差98m，沟道长1.15km，沟道平均纵坡降65‰。沟道平面特征呈现“上深下浅、上窄下宽”：上游切割深度10~15m，沟道宽度3~5m；下游侵蚀切割深度3~5m，沟道宽度10~20m左右。该区沟道两侧岸坡多为土质斜坡，岸坡直立，局部沟段揭底冲刷导致基岩出露。

4.3 漫流堆积区

漫流堆积区位于流域中下游地形坡度平缓处，由于该泥石流历史上未曾爆发规模较大的泥石流灾害，沟口段泥石流堆积区地形地貌不甚清晰。该区域地形开阔，沟道深度0.1~0.5m，易于堆积，对拟建规划区构成危害。Ⅰ号沟漫流堆积区高程介于3 880m～3 948m段，相对高差68m，该段沟道长度1.63km，平均纵坡42‰。漫流堆积区地形相对平缓，呈条形分布，竖向长度1.59km，横向宽度0.03~0.13km，区域总面积约0.09km2；Ⅱ号沟堆积区高程介于3 902~3 932m段，相对高差30m，该段沟道长度1.51km，平均纵坡20‰。漫流堆积区地形相对平缓，呈条形分布，纵向长度1.50km，横向宽度0.03~0.14km，区域总面积约0.14km2。

5 结论

1）受4·25地震影响，琼母沟泥石流沟域内不良地质现象加重，松散固体物源增多，泥石流易发程度提高，该泥石流属暴雨型沟谷泥石流。

2）泥石流沟具有泥石流发育的良好条件。地形地貌上，流域上游地形相对高差大，地形陡峻，沟谷纵坡较大，有利于泥石流物质的汇集和成灾；物源条件上，沟内泥石流固体物源丰富，可参与泥石流活动的动储量大；水源条件上，沟域处于藏南降雨中心，暴雨和夜雨多发，是激发泥石流的主要条件。

3）根据琼母沟地形地貌、物源分布以及形成流动特点，将沟域划分为清水区、形成流通区和漫流堆积区三个区。

4）综合分析琼母沟泥石流地形地貌特征、威胁对象的重要性，推荐采取“拦排结合”的泥石流治理方案。

5）以上仅为初步研究成果，尚需要通过泥石流运动特征的定量计算，才能为泥石流的防治工程设计提供可靠的数据。

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[11] 吕儒人. 西藏泥石流与环境 成都科技大学出版社 1999：-08

Formation Conditions of the Qiongmugou Debris Flow in the Nepal Earthquake Disaster Area

LIU Hong-tao LIU Xiao-qin WU Hao ZHANG Xiao-min

（Chengdu Center of Hydrogeology and Engineering Geology, SBGEEMR, Chengdu 610081）

Affected by the Nepal earthquake on April 25, 2015, a large amount of debris source was added in the Qiongmugou Debris Flow area, Xigazê, Tibet. The risk of debris flow explosion increased greatly. This paper has a discussion on longitudinal gradient and the formation condition of the Qiongmugou debris flow, and relation of the debris flow with landform, geomorphology and hydrogeological condition.

debris flow; formation condition; Qiongmu gulley, Xigazê; Nepal earthquake

2017-11-15

刘洪涛（1980-），男，天津人，工程师，主要从事地质灾害评价与防治工作

P642.23

A

1006-0995（2018）03-0498-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.033