云南德钦县城泥石流物源汇集模式探讨

刘 珍

(云南地质工程第二勘察院，昆明 650218)

德钦县城是云南省海拔最高的县城，处于三江并流腹地。县城处于四条特大型泥石流(直溪河、水磨房河、一中河、巨水沟)汇合冲击形成的狭窄沟谷中(图1)。德钦县境内山高谷深，活动断裂密集，岩体结构破碎，地质条件复杂而脆弱，地质灾害易发、频发、重发，是云南省地质灾害最为严重的城镇之一。县城区泥石流具备明显的高寒、高海拔山区特性，其物源形成条件、汇集模式具有鲜明的特征。

图1 德钦县城泥石流分布图

1 地质环境背景

县城区位于寒温带高原气候区，气候特征明显，日温差大，冻融作用强烈；海拔愈高、降雨量愈大；具雨热同季特征，且多连续降雨和单点暴雨。县城区属青藏高原南延部位横断山纵谷地带、三江并流腹地，山高谷深，地形陡峻，以构造侵蚀-剥蚀斜坡地貌为主，冰川地貌为辅，河谷地带少量河流侵蚀堆积地貌分布。断裂构造占主导地位，构造线近南北向，次级构造近东西向，构成格状构造型式。新构造运动强烈，区内发育较大的断层9条、3个褶皱，地质构造十分复杂。出露第四系松散堆积体，三叠系、二叠系、石炭系德钦群蛇绿混杂岩，中酸性花岗岩类、超基性、基性侵入岩体，受地层岩性、地质构造、地形地貌、冻融作用及人类活动影响，岩体破碎，风化强烈。岩体工程地质性质差，在陡峭的地形条件下极易形成滑坡、不稳定边坡、活动性冲沟等地质灾害，并为泥石流的暴发提供丰富的物源。德钦县城人口逐年增多，人为地质作用主要表现在两个方面：一方面是通过工程治理、水土保持、退耕还林等措施使地质环境在一定的范围内向良性方向发展；另一方面是城市建设中各类工程切坡开挖，坡体加载等，形成崩塌、不稳定边坡、滑坡等地质灾害，人为的过分垦殖、乱砍滥伐、破坏植被导致水土流失加剧等。

2 泥石流发育特征

县城区共发育四条泥石流沟，分别为直溪河泥石流、水磨房河泥石流、一中河泥石流、巨水沟泥石流(表1)。四条泥石流均从县城经过，对县城危害极大(图1)。在泥石流沟的中上游地段滑坡、崩塌、活动性冲沟、岩溜等较发育，为泥石流的形成提供了丰富的物源。

表1 德钦县城泥石流基本特征表

3 泥石流物源汇集模式的差异

泥石流形成必须具备地形、水源、物源三个方面的条件，区内四条泥石流沟的形成也不例外。区内泥石流的形成条件具备明显的高寒、高海拔等高原山区特性，其在物源、水源和地形条件均有体现。高原高寒气候及高海拔形成的冻融作用、冰劈作用、融雪汇流等因素在泥石流形成过程中，占据着重要作用。特有的气候条件、地形地貌、地质构造以及水动力侵蚀条件，造就了县城区泥石流的频繁暴发。冻融风化、冰劈作用加剧岩体表层风化剥，为泥石流活动提供相对固定的物源补给速率与数量。另外周期性降、融雪条件，致使泥石流暴发具有一定周期性，其频率主要集中在每年1～2次，部分沟道每年3～4次。泥石流活跃期主要集中在6月～9月份，这与该时段气温高、积雪快速融化息息相关，再加上该时段降雨集中，进一步加剧了泥石流暴发频率。

另外，该区泥石流的暴发与人类活动也有一定的关系，人为不良的活动，向沟谷内弃渣、陡坡开荒、陡坡切坡开挖、历史矿业开发等活动，或阻塞河道，或为河道提供充足的物源。

县城区四条泥石流的物源汇集模式存在差异，其物源分布的不同，决定了泥石流暴发规模及频率。

(1)风化剥落补给型：受寒冻风化作用及新构造运动作用影响，海拔4000m以上基岩裸露区岩体结构面发育、岩体破碎，在重力作用影响下，裂隙基岩陡壁逐渐风化、解体剥落，最后脱离母岩，坠落于山腰洼地和坡脚，在坡脚或沟岸以散粒体形式堆积。随着松散堆积物的增多、雨季的来临，松散堆积物逐渐软化、饱和，在长历时降雨后形成汇流冲刷侵蚀坡面及V字形深切沟道，土体颗粒启动，沿途参与泥石流活动的物质逐渐增多，进而暴发泥石流，随之沟床内及沟谷斜坡松散堆积物质剧烈减少。物源补给区进入散粒体累进性堆积的初始状态，但通过一段时间的积累，散粒体斜坡仍会堆积多处于临界状态的散粒体，随着下一次强降雨或融雪汇流的到来，泥石流就会有规律性的暴发，如此泥石流活动进入循环阶段。此类物源汇集模式以直溪河泥石流、水磨房河泥石流跌坎以下段物源汇集为代表。根据沟道特征，又可细分为两种类型。

① 风化剥落-溜滑-参与泥石流活动

风化剥落体脱离母体后，沿前期沟槽或顺直坡面溜滑，遇到相对平缓地带，临时堆积在坡面上。或直接溜滑到坡脚，堆积在泥石流沟谷岸边。前期堆积体方量小，堆积体暂时稳定在坡面上或沟槽岸边。随着剥落体的积累，堆积方量越来越大，坡面上堆积体将失稳溜滑到泥石流沟槽内。或雨季来临，坡面临时堆积物在雨水冲刷作用下溜滑。强降雨来临，坡面临时堆积体全部溜滑至沟槽内，水流增大，侵蚀作用强烈，沟道内堆积物直接参与泥石流活动。直溪河泥石流物源汇集以此种模式为主，泥石流暴发频率高。

② 风化剥落-溜滑-散粒体斜坡堆积

堆积斜坡坡度较大，平局坡度在40°左右，斜坡中上部为岩层裸露的陡崖，坡度50°～60°；中下部为溜砂坡堆积区，坡度为35°～40°。坡面无植被生长，散粒体斜坡堆积物具有上细下粗现象，前缘颗粒粗大。冰蚀宽缓U型谷河床边有溜砂坡堆积物平缓地带，为散粒体斜坡堆积提供良好场所，堆积前缘距常年流水河谷较远，难以受到水流侵蚀作用，就目前情况来看，一般降雨条件下难以启动参与泥石流活动。水磨房河上游发育崩塌多数此种形式，泥石流暴发频率相对较低。

(2)崩滑堆积侵蚀型：受构造影响，源头发育崩塌，沟谷两岸滑坡、沟岸坍塌密集分布，沟水下蚀、侧蚀作用下，崩塌堆积体、滑坡坡脚、陡坡沟岸以及沟床堆积物向下游搬运，造成坡体局部失稳，滑移至沟道内，参与泥石流活动。强降雨来临，水动力条件好，促使更多物质参与泥石流活动，同时在坡面强径流冲刷作用下，坡面土体更易失稳。降雨过后，坡面土体暂时稳定，此后一段时间内泥石流活动强度变弱。两岸崩滑体积蓄能量，等待下一次强降雨的来临。这种物源汇集模式以巨水沟泥石流为代表。其暴发频率较其他三条泥石流偏低，物源分布高程相对较低，偏向一般山区泥石流物源汇集特点。

(3)沟谷深切-采矿弃渣加剧型：在一中河上游分水岭地带，受寒冻作用影响，岩石破碎、风化强烈，地质环境脆弱，松散物源丰富，地形陡峻，易于泥石流暴发。1993年～1996年间的铜多金属矿业活动，受当时经济条件的限制，环境保护措施不力，废弃矿渣堆放于沟谷中，修建矿山公路产生的大量弃渣堆放于坡体上，使处于极限平衡状态的斜坡加载后产生新的滑坡，诱发更大规模的泥石流活动。随着泥石流规模的壮大，松散物质的可移动性加强，沟谷侵蚀作用愈演愈烈，两岸松散层堆积体失稳加剧，导致泥石流暴发频率增高。矿业活动之前，一中河泥石流于1966年、1980年、1986年都暴发过泥石流。1996年矿山关闭后，泥石流于1997年、2002年、2010年暴发过大规模的泥石流，小规模泥石流灾害每年都要暴发1～2次。

4 结论和建议

在实地调查的基础上，尝试探讨德钦县城泥石流物源汇集模式的不同，为类似高寒高海拔山区泥石流调查及防治提供一定的借鉴意义。

(1)德钦县城区四条泥石流的物源汇集模式存在差异，其物源汇集模式的不同，决定了泥石流暴发规模及频率。物源汇集模式包括风化剥落补给型、崩滑堆积侵蚀型及沟谷深切-采矿弃渣加剧型。风化剥落补给型又细分为风化剥落-溜滑-参与泥石流活动、风化剥落-溜滑-散粒体斜坡堆积两种类型。

(2)德钦县城区泥石流具备明显的高寒、高海拔山区特性，其物源形成条件、汇集模式具有鲜明的特征。高寒气候及高海拔造成的寒冻风化、融雪水等因素在泥石流形成过程中，占据着重要作用。特有的气候条件、地形地貌、地质构造以及水动力侵蚀条件，造就了县城区泥石流的频繁暴发。

(3)冻融风化、冰劈作用加剧岩体表层风化剥，为泥石流活动提供相对固定的物源补给速率与数量。泥石流防治思路上应注意泥石流松散物源周期性补给的特征，类似区域泥石流调查和防治建议需加强物源汇集模式的研究，加强拦挡工程建设及库区淤积物清理。