楊 鵬 彭振斌

(中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖南長沙 410083)

0 引言

泥石流災(zāi)害具有發(fā)生突然、歷時(shí)短暫、來勢兇猛、沖淤大、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)，目前對單溝泥石流危險(xiǎn)性的評價(jià)研究主要依靠進(jìn)行區(qū)域統(tǒng)計(jì)分析，我國主要以劉希林的“泥石流危險(xiǎn)度判定的研究”為代表，評價(jià)方法是根據(jù)因子權(quán)重及定量打分計(jì)算實(shí)現(xiàn)［1-3］，受客觀條件的限制，其評價(jià)因子的選取和權(quán)重確定仍然是個(gè)焦點(diǎn)問題，有必要針對性的對某一地區(qū)典型泥石流進(jìn)行分析研究。

烏東德水電站位于云南省昆明市祿勸縣和四川省會(huì)東縣交界的金沙江干流上，蔡達(dá)溝位于烏東德水電站的上段，直接與金沙江相連，調(diào)查表明，該溝歷史上曾經(jīng)暴發(fā)過泥石流活動(dòng)，因此該泥石流溝現(xiàn)狀情況，存在暴發(fā)較大規(guī)模泥石流活動(dòng)的可能性等，都會(huì)對水電站的建設(shè)和維護(hù)產(chǎn)生重要影響。因此，對該泥石流溝進(jìn)行有關(guān)泥石流的性質(zhì)、特征、形成條件調(diào)查是有必要的。

1 蔡達(dá)溝泥石流形成條件

1．1 降水條件及其雨強(qiáng)特征

區(qū)內(nèi)由于該區(qū)受地形影響所致形成多雷陣雨和夜雨氣候的特征［4］。同時(shí)，大量的觀察資料表明，泥石流發(fā)生的可能性以及其規(guī)模大小是由前期降雨量所決定，其中不同時(shí)間的降雨強(qiáng)度尤其是10 min和1 h降雨雨強(qiáng)所起的作用比較大，因此對所屬的會(huì)東縣不同時(shí)段的暴雨雨強(qiáng)特征值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，近20余年來，區(qū)內(nèi) 10 min雨強(qiáng)為 10．1 mm ～18．8 mm，最小值為8．5 mm，最大值為21．7 mm，平均14．2 mm;1 h 雨強(qiáng)一般為23 mm ～49．8 mm，最小為15．2 mm，最大為 77．2 mm，平均 35．1 mm;這些高強(qiáng)度的暴雨為泥石流的直接激發(fā)因素，其使得松散堆積物充分飽和而減少其內(nèi)摩擦角，降低使其起動(dòng)的動(dòng)能要求，同時(shí)強(qiáng)度大的降水直接為泥石流形成提供松散物質(zhì)起動(dòng)的動(dòng)力條件。

1．2 地質(zhì)條件及其新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用

蔡達(dá)溝區(qū)域處于金沙江—紅河斷裂、鮮水河斷裂、則木河斷裂及小江斷裂等深大斷裂帶所圍限的川滇菱形斷塊內(nèi)東南部的西昌—楚雄次級斷塊內(nèi)。沿?cái)嗔褞宪浫鯓?gòu)造面發(fā)育，巖石破碎，形成了糜棱巖，巖性脆弱地帶等區(qū)域地質(zhì)背景對泥石流的產(chǎn)生具有控制性的作用。

區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)總體表現(xiàn)為大面積整體間歇性抬升為主，以及深、大斷裂為邊界的斷塊間的差異運(yùn)動(dòng)。此外，還有塊體間的滑移和順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這種新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為泥石流的形成提供了地形條件和重力能量，并控制了該區(qū)域水文網(wǎng)的發(fā)育，其差異升降區(qū)升降幅度大，造成源區(qū)松散物質(zhì)堆積發(fā)育，為泥石流的發(fā)展提供了重要條件。

1．3 地形地貌條件

蔡達(dá)溝總的地勢表現(xiàn)為西北高，東南低，其最高點(diǎn)為塔布溝溝源，流域最大高差為1 614 m。由于受巖性、構(gòu)造的影響，溝谷寬度、延伸方向變化較大，為典型的V形谷。

蔡達(dá)溝的主溝整段、各支溝溝床比降，除小水井支溝外，都在100‰～300‰?yún)^(qū)間內(nèi)。與我國西部150條泥石流溝溝床比降的統(tǒng)計(jì)分析的比較［6］，可以發(fā)現(xiàn)泥石流溝平均溝床比降多在50‰～400‰，尤以100‰～300‰的溝床比降居多，這與攀西地區(qū)泥石流發(fā)育的溝床比降特征一致。因此，其具有發(fā)生山洪泥石流的溝床比降條件，即該泥石流溝溝床比降對泥石流形成和運(yùn)動(dòng)有利［6］。

蔡達(dá)溝山洪泥石流的活動(dòng)具有典型的形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)，從高程1 407 m至溝源分水嶺為形成區(qū)，長度為5 912 m，面積約12．53 km2，主溝坡降變化不大，坡比降為 106．1‰ ～191‰，總體坡比降為188‰(見圖1)，而分布在該區(qū)菜大溝、紅花溝，其溝床相對較緩，平均比降分別為227．9‰，137．4‰。

圖1 蔡達(dá)溝溝床比降圖

流通區(qū)兩岸岸坡較陡，左岸坡度約40°，右岸坡度約為30°，谷底寬度一般為10 m～15 m，坡降為105．1‰～377．2‰，平均坡降278．6‰。該區(qū)分布的支溝小水井溝，呈V形溝谷，溝床比降較大，一般為293．1‰ ～624．9‰，平均坡比降為 403．6‰，兩岸岸坡坡度約為25°。流通區(qū)的坡度及其比降有利于流速的發(fā)展，使得沿程侵蝕能力的增強(qiáng)。堆積區(qū)主要由其內(nèi)溝口的堆積扇及內(nèi)的峽谷段組成，兩岸山體陡峭，坡度一般大于40°，最陡的地方接近60°。堆積扇平面上呈一不完整扇形，整體傾向金沙江下游，堆積區(qū)溝谷平均坡降為135．6‰，溝床坡度平均7°，這種平坦的地形地貌有利于泥石流的堆積。

1．4 松散固體物源條件

溝床及溝谷兩側(cè)岸坡的松散固體物源條件是泥石流形成的基本條件之一，蔡達(dá)溝的形成區(qū)內(nèi)主要松散物為溝床沖洪積物、兩側(cè)岸坡的崩、殘坡積物等，主要為含漂(卵)礫石堆積，崩坡積物以塊碎石及其風(fēng)化的碎塊為主，預(yù)計(jì)方量可達(dá)80萬m3，流通區(qū)內(nèi)出露的巖體風(fēng)化嚴(yán)重，崩塌、滑坡等物理地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育。崩坡積物主要以大量塊碎石為主，成分主要為白云巖、千枚巖、砂巖等?；路e物為灰黑色塊碎石為主，預(yù)計(jì)方量達(dá)到20萬m3。

總的來說，蔡達(dá)溝內(nèi)松散固體物主要由坡積物、崩積、滑坡堆積物、溝床堆積物及溝口堆積物構(gòu)成，其總方量達(dá)300×104m3。其中坡崩積物占其主要部分，達(dá)到61%，主要集中在溝谷兩岸坡度較緩地帶及小水井溝溝口上游約450 m及主溝左岸。

2 堆積特征及其顆粒分析

蔡達(dá)溝泥石流形成區(qū)的泥石流堆積類型包括堆積扇、堆積錐和側(cè)積三類。堆積扇和堆積錐主要是支溝泥石流形成的，位于支溝溝口附近。流通區(qū)溝床較窄，泥石流堆積物較少，主溝溝床僅局部地帶殘有少量側(cè)積，堆積顆粒磨圓度差，顆粒主要巖性為白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r及泥灰?guī)r，堆積區(qū)泥石流堆積類型主要為堆積扇。

從上游到溝口不同部位對現(xiàn)代泥石流堆積物取了兩組試樣:1號位置為溝口位置，2號采樣于距離溝口1 000 m處，其中1號樣中大于2 mm的顆粒含量為86．04%;2號樣中大于2 mm的顆粒含量為56．21%，兩個(gè)樣品大于2 mm的顆粒含量平均值為71．13%，小于2 mm的顆粒含量為28．87%，說明蔡達(dá)溝泥石流堆積物中，粗顆粒含量相對較高。繪制的蔡達(dá)溝泥石流堆積物顆粒累積百分比含量如圖2所示。由圖2可以看出其曲線形態(tài)基本一致，得到表征顆粒粒度特征的一些指標(biāo)，不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)如表1所示。可見其顆粒組成是不均勻的，構(gòu)成的固相物質(zhì)粒徑分布寬廣，含有較多的粗大顆粒，在這樣的顆粒分布下，粗大顆粒首先發(fā)生堆積，在粗大顆粒堆積物的阻擋下，較細(xì)粒物質(zhì)也隨之發(fā)生堆積，當(dāng)堆積達(dá)到一定的規(guī)模，會(huì)發(fā)生改道和多處堆積，為孕育一場大的泥石流創(chuàng)造有利的堆積條件。

圖2 堆積物顆粒累積百分比含量圖

表1 蔡達(dá)溝泥石流不同部位堆積物粒度特征值

3 結(jié)語

1)該區(qū)處于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造縱橫交錯(cuò)，近期活動(dòng)強(qiáng)烈，升降差異明顯，加上起伏較大，使得溝內(nèi)巖層破碎，穩(wěn)定性差，是泥石流發(fā)育的控制性因素之一。

2)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震釋放著地殼應(yīng)力和地殼應(yīng)變能量的同時(shí)，為泥石流形成提供了地形條件和重力勢能，并控制該區(qū)的水文網(wǎng)的發(fā)育。

3)通過對蔡達(dá)溝泥石流區(qū)域溝床比降及坡度與有關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)的西部泥石流情況比較，發(fā)現(xiàn)其情況類似，這種比降和坡度直接影響著泥石流的規(guī)模和固體物質(zhì)的補(bǔ)給。

4)各區(qū)物源條件不同，形成區(qū)主要為溝床沖洪積物，兩側(cè)岸坡的崩、殘坡積物等;流通區(qū)物源主要為崩坡積，滑坡堆積物;堆積區(qū)堆積物主要類型為部分崩坡積、溝床堆積和溝口堆積。

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［5] 楊景春．地貌學(xué)教程［M］．北京:高等教育出版社，1989．

［6] 中國科學(xué)院水利部程度山地災(zāi)害與環(huán)境研究所．中國泥石流［M］．北京:商務(wù)印書館，2000．

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