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罗文镇油桐坡泥石流发育特征及危险性评价

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[摘要] 2010年罗文油桐坡爆发了一次小型泥石流,对当地居民住房和农田造成一定破坏。笔者在收集罗文镇油桐坡流域地理概况及地质背景的基础上,结合野外调查资料,介绍了罗文镇油桐坡泥石流流域发育背景,系统论述了罗文镇泥石流发育特征,分析了泥石流成因,进行了危险性评价

[关键字] 罗文镇 泥石流 流域背景 流域特征 成因分析 危险性评价

[中图分类号] P694 [文献码]B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-179-2

0引言

泥石流是山区沟道中大量土砂石块在水分和自重作用下失稳下移而形成的两相流体。它是山区常见的灾害现象之一, 其形成过程复杂、 爆发突然、 来势凶猛、 破坏力强, 常造成毁灭性灾害。随着人类经济活动逐步向山区延伸和自然环境趋于恶化,泥石流灾害发生的范围和频率正在逐年增大,所带来的危害也更加严重。

2010年,在大暴雨的激发下,罗文镇油桐坡爆发了一 次小型泥石流,产生了冲刷、冲击和淤埋等地质危害。泥石流冲毁了沟边村民谢元成家两层楼房(现已搬迁),沟边村民康大桃家右侧房屋(已重建),沟边贵家两间房屋(已重建),同时也使公路旁5户村民的房屋遭受不同程度的损失。

1 罗文镇油桐坡泥石流流域发育背景

罗文镇油桐坡泥石流流域区域位于四川盆地的东北部,区域北有秦岭、大巴山的屏障,该区系北亚热带秦巴季风气候区,气候温和,四季分明,雨量充沛,雨热同季。年平均气温14.70℃,年平均日照最多为8月207.9小时,最少为12月73.9小时。年平均降水量1169.3mm,最高年降雨量2218mm(1983年),雨量充沛而集中,主要集中在6~10月,从而流域内地表水与地下水均很丰富。该区域位于后河支流白厂沟右岸,主要为剥蚀侵蚀低中山阶梯状台梁-窄谷地貌,地势南高北低,斜坡地势较陡,坡度约20°~30°,其上发育三条冲沟。泥石流前缘高程503m,后缘高程651m,相对高差148m。罗文镇油桐坡泥石流流域出露的地层有第四系全新统(Q4)崩坡积层、滑坡堆积层含碎块石粉质粘土、粉质粘土(泥石流主要来源)和中生界白垩系下统苍溪组砂泥岩地层(K1c)。流域节理裂隙发育,存在滑坡、崩塌等不良现象发生。

2 罗文镇油桐坡泥石流流域特征

罗文镇油桐坡泥石流属于沟谷型泥石流,形态近似矩形,流域纵向长度1.18km,平均宽度2-5m,流域面积0.31km2,发生时能量巨大、破坏力极强。上游段和下游段沟域较宽,中段较窄,沟口为侵蚀堆积河谷地貌,比较平坦。沟头最大高程1083 m,沟口与白厂河交汇处高程为503m,相对高差580m,沟谷纵坡降393‰,总体上来说,地形纵坡降较大。沟谷断面呈"U"字形,沟谷左右侧为第四纪堆积物,沟谷底可见三处砂岩基岩出露区,其余也为第四纪堆积物和冲积物,基岩出露处产状倾向为0-17°,倾角为30°-37°。沟岸斜坡地形坡度多在30°~40°,沟谷上部两边植被较发育,中部两边多为农田和居民房,下部为农田。泥石流堆积扇未被改造,完整性好。流域范围自上而下可划分为形成区(清水区和物源区)、流通区和堆积区。

3 罗文镇油桐坡泥石流成因分析

从今年野外调查来看,2010年7月罗文镇油桐坡泥石流是低频率,沟谷型泥石流。在暴雨发生之前,沟的后端已积累大量崩坍物质,沟中也存留大量物质,在该区域突降暴雨、水量突然增大时,流水沿崩坍裂缝或岩层面冲刷、侵蚀,在达到崩塌体临界条件下,崩塌体大量崩坍形成崩坍物,突然的大量崩坍和大量的流水汇入给泥石流的启动提供了一个启动势能,从而崩坍物、前崩坍堆积物和流水一起汇合形成泥石流。

3.1 水源条件

罗文镇油桐坡泥石流区域上部有一面积约40000m2的汇水面积,该区域的降雨主要通过地下裂隙、溶孔渗水或地表径流排水,当降雨小时以裂隙、溶孔渗水为主,当降雨量大时地表径流为主。地表径流主要通过三条水沟泄流,其中2010年发生泥石流的沟为主要泄水沟,其余两条较之泄流较小。2010年7月17号罗文镇油桐坡发生了强降雨,通过查阅罗文气象资料、当地居民反应情况、后期泥石流流域和灾害情况调查得出当天最大降雨量不会低于每小时30mm,为泥石流的发生提供了充足的水源。

3.2 物源条件

2010年罗文镇油桐坡泥石流发生时物源主要来源有三部分,其一为汇水域随雨水流动而搬运的物质,这部分物源很少,因其汇水域植被发育较好,农田较少,人为破坏较小;其二为崩坍体

的崩积物,该部分为主要物源,崩坍体出露面为顺层面,崩坍按顺层崩坍,前期产生一些顺层的裂隙,随时间推移裂隙或层面缝越增越大,当其达到临界自然崩坍形成物源或在其它外力(流水等)作用下加速短时间内达到临界形成物源(图1),具野外调查结果来看当时主要物源来源属于后者;其三为位于沟底淤积和沟边的第四纪堆积物(图2),当水流较大或泥石流发生时,随着水流或泥石流一起沿沟而下,形成更大的破坏力。

3.3 地形条件

2010年罗文镇油桐坡泥石流上部为一个近似倾斜(坡度为15°)的两边稍高中间略低的面,是一个汇水有利的条件;其下段平面为倒三角形,剖面为"U"字型段,其段面积约为150m2,坡度为37°,是很好的物源形成区和流水汇积区,为堆积物能的释放和势能转化为动能提供了有利条件;其下为泥石流的流通区,流通区内基岩出露较差,多被第四纪松散堆积物覆盖,厚度约0-1m,坡度约30°,沟两边为第四纪堆积物,其厚度在3-5m之间。形成区和流通区沟道比较直,有利于雨水的快速汇流,使得松散物质容易起动,并在运动过程中流速快、能量消耗少,有利于泥石流物质的流通.整条沟域无支沟发育。沿沟而下的泥石流在主河处堆积,形成堆积区,与主河相切,形成冲积扇。

4 罗文镇油桐坡泥石流危险性评价

从泥石流灾害史及坡体堆积物特征分析,该泥石流属低频泥石流,其发生频率与自然状态下松散物源的堆积情况和雨水情况有关。整个区域来说,是有利于泥石发生的地形地貌,上部有大面积的汇水区且整体沟道较直,整体坡度较陡。大河沟泥石流内崩塌现象较为发育;泥砂沿程补给较多,补给长度比52.5%;沟谷纵坡393‰,因此总体上沟谷纵坡降大,特别是沟源段纵坡大,有利于泥石流的形成;区域构造方面为强抬升区,沟谷下切和侧蚀作和强烈,地震活动强烈,有利于泥石流的发育;流域内植被总体上覆盖较差,平均植被覆盖率20%左右,但7.17暴雨后有的地段坡面结构变得松散,坡面滑塌现象发育,植被破坏较严重,水土流失可能加剧,可为泥石流的发育提供一定的固体物源;自然状态下松散物源来源很多,其上有大量的崩坍堆积物,其下沿沟两侧有大量的堆积物(沟床上已存在大量砂质堆积物),在人为、雨水等其它因素影响下堆积物在不断向沟内汇集,为泥石流的发生准备了物源条件, 现沟内计有松散固体物源量0.436×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为0.146×104m3。从2010年发生泥石流来看,该区域存在降暴雨的可能。随着人类对大自然的改造,我们的自然环境发生了巨大变化2012年全国多地发生强降特大暴雨,雨量较更集中分布,从而该地区也存在着发生历来最大降雨的可能。由于整个泥石流沟的坡度较陡,沟道较直,是有利于泥石流发生和流动的,在暴雨作用下时物源很容易随流水一起汇集在沟谷中(势能转化为动能),在流动过程中很容易对沟底进行下蚀、沟两侧侵蚀,从而汇集更多的物质,加大泥石流的破坏力。在沟两侧侵蚀过程中,沟两边很容易发生崩滑,增大物源量。沟岸山坡坡度一般在35°以上,沟谷形态为"V"型谷,有利于物源和水源的汇聚和泥石流的形成;泥石流沟域汇水面积0.31km2,相对高差达580m,沟谷堵塞程度较多。这些因素总体上有利于泥石流的发育。

根据泥石流沟域基本特征和参数,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",大河沟泥石流易发程度评分为89分,其易发程度属易发,因此,大河沟泥石流的危险性是较大的。

根据前述对泥石流成因机制和引发因素的分析,罗文镇泥石流属暴雨沟谷型泥石流,泥石流规模主要与沟域内松散固体物源的累计和动态变化情况及与引发泥石流的暴雨情况相关,当沟域内松散固体物源累计较多,且遇到集中暴雨时,往往就会发生较大规模的泥石流灾害。7.17暴雨后,大河沟沟域内崩塌、滑坡等不良地质现象增多,局部水土流失加剧,可参与泥石流活动的松散固体物源量也大大增加,一旦遭到大暴雨的作用,势必引发更大规模的泥石流灾害, 对下方的居民安全和财产存在着较大威胁。

5 结论

(1)2010年罗文镇泥石流对当地居民房屋、农田造成了巨大的破坏。

(2)罗文镇油桐坡泥石流属于沟谷型泥石流,泥石流规模主要与沟域内松散固体物源的累计和动态变化情况及与引发泥石流的暴雨情况相关。

(3)罗文镇油桐坡泥石流形态近似矩形,流域范围自上而下可划分为形成区(清水区和物源区)、流通区和堆积区。

(4)罗文镇油桐坡泥石流地形地貌、物源条件具备,在次发生特大暴雨的可能性存在,是可在发生泥石流,待需治理。