九龙县沃绰沟泥石流发育特征及防治措施

苏小琴

九龙县沃绰沟泥石流发育特征及防治措施

苏小琴

（重庆长江勘测设计院有限公司，重庆401147）

沃绰沟泥石流沟为九龙河左岸的一条支沟，位于四川省九龙县乃渠乡水打坝村沃绰沟组，流域面积7.29km2，主沟沟长4.51km，纵坡降416.9‰。。2011年9月26日九龙县沃绰沟暴发了泥石流，毁坏耕地，直接威胁13户60人的生命财产安全。在工程地质调查的基础上，分析了泥石流的基本特征，并计算了单沟泥石流危险度，对泥石流危险性进行了分析评价，该沟属于中度危险的泥石流沟。结合沃绰沟泥石流的发育特征，提出了防治方案。

泥石流；发育特征；防治措施；沃绰沟

1 自然地理及地质特征

1.1 地理特征

沃绰沟所处的九龙县属大陆季风高原气候，冬季干燥寒冷，夏季温凉多雨，降水丰富，年均降水量902.6mm，该县汛期为5～10月。2011年9月26日沃绰沟暴发泥石流时，九龙县日降雨量为61.6mm。

沃绰沟位于高山峡谷地貌，沟域内总体上地形陡峻，地形临空条件较发育，为沟域内滑坡、不稳定斜坡、坡面侵蚀等不良地质现象的发育，以及泥石流松散固体物源的汇集提供了有利条件。沃绰沟的中上游海拔4 000m以下至3040m，为高山地貌，相对高差940m，谷坡较缓，谷底宽10～20m，多呈“V”型谷，两岸坡度多在30°左右，河谷纵坡降662.1‰，冰川地貌发育。海拔2 180～3 040m为高山峡谷地貌，该区山坡陡直，坡度35°～60°，地形总体特征与高山相似，区内切割剧烈，山高谷深，河谷谷地宽度大多小于30m，呈狭窄“V”字型，山顶呈锥状、齿状错落层叠，山脊尖刃单薄，河谷纵坡降为417.1‰左右，沟谷陡峻。微地貌主要为冰斗、冰蚀凹地等。

1.2 地质特征

沃绰沟出露的地层为三叠系中统为纸坊组(T2Z)，岩性为紫灰色泥岩、灰色变质砂岩，中~厚层状，结构面发育。

流域内第四系地层因不同成因的松散堆积层分布位置不同，残坡积松散堆积土层（Q4el+dl）主要分布在流域中下部及缓坡地带，弱胶结；崩坡堆积土层（Q4col+dl）主要分布于流域两侧斜坡之上，为碎块石土，结构松散，一旦局部解体滑入沟道，易被洪流侵蚀带走参与泥石流活动；泥石流堆积层（Q4sef）分布于形成流通区及堆积区的沟床和两岸阶地上。

2 泥石流灾害史

从调查访问与实际考察结果分析，沃绰沟在2011年9月26日发生过一次泥石流，这次泥石流规模较中等，泥石流冲出固体物质大约0.8×104m3，泥石流流体漫出沟床，一部分的固体物质主要堆积在沃绰沟堆积区沟道内，另一部分固体物质被带人九龙河，进而被主沟冲走；同时一部分泥石流流体漫过沟床，冲入沟道两侧农田内，而沟道也被大量的泥石流固体物质占据，后当地居民重新开挖出沟道，而将大量的泥石流固体物质堆积在沟道两侧（图1）。

图1 泥石流漫过河床堆积在屋前

沃绰沟泥石流直接威胁水打坝村沃绰沟组13户60人的生命财产安全，毁坏耕地，威胁资产500万元，因此，沃绰沟泥石流目前危害等级为中型。

3 泥石流发育特征

3.1 沟谷地形地貌特征

沃绰沟位于四川省甘孜州九龙县乃渠乡水打坝村沃绰沟组，沃绰沟主沟沟长4.51km，流域面积7.29km2，流域最高点高程位于4 000m，沟口与九龙河交汇处高程为2 120m，相对高差1 880m，沟谷平均纵坡降416.9‰。

图2 沃绰沟流域分区图

该沟流域上游沟道狭窄，沟道宽度约在5m左右，坡度较大，呈高浅切割地貌，沟道被流水切割呈“V”形谷，该沟段植被发育，沟道两侧斜坡较陡，坡度都在35°左右，且由于长年被流水切割，沟道形成了数条浅沟，这些沟道加速了流水的汇集。沃绰沟的一个突出特点就是支沟不发育，或仅发育起汇水作用的浅沟，且沃绰沟整个沟道都比较平直，整个沟道很少见大的弯道和卡口等，这导致该沟形成的泥石流沿途没有能量的消散，最终形成动能强大的泥石流。

表1 沃绰沟特征表

沃绰沟泥沟域没有典型的流通区，由清水汇流区、形成流通区、堆积区组成。根据泥石流形成条件和运动机制及泥石流松散固体物源的分布，将沟域划分为三区（见图2）：主沟3 040m以上段，各支沟上游植被发育，地震中未出现大的变形破坏迹象，基本上本段为基岩区，物源分布较少，因此划为泥石流清水汇流区；2 180m至3 040m段沟道两岸不良地质现象发育，沟床堆积物丰富，为沟域内泥石流松散固体物源的主要分布区域，划为泥石流形成流通区；2 180m以下段沟道变宽缓,纵比降降为171.4‰，泥石流往往在这里发生沟内堆积，在沟口形成了宽广的堆积扇，故而将这段沟道划分为泥石流堆积区。沃绰沟的特征数据见表1。

3.1.1 清水汇流区地形地貌特征

从地形特征来看，该区为典型高山地貌，斜坡平均坡度约为35°，斜坡陡峭，为泥石流提供良好的汇水面，面积为2.60km2，沟道呈浅切割高山原地貌，宽度约5m，沟内堆积物少，堆积物厚度约在1m左右，以大小砾石为主，粒径大者可达1m左右，一般粒径约在10～30cm。沟道两侧斜坡陡峭，斜坡平均坡度约35°，为变质砂岩的岩质斜坡，虽然变质砂岩发育多组结构面，但是整体性较好，故而斜坡稳定性较好，不稳定斜坡不发育。该区发育许多浅沟，这些浅沟沟段陡峻，沟道干净，主要起汇水作用，能够将降雨和冰雪融水快速的汇集到主沟。

3.1.2 形成流通区地形地貌特征

沃绰沟泥石流形成流通区沟道长约2 062m，平均纵比降约417.1‰，而沟道宽度约在10～20m，故而，该段沟道较上游地区变宽变缓。该区沟内堆积变厚，粗略估计厚度达10m左右，这些堆积体砾石含量较高，达70％左右，以变质砂岩为主，砾石呈棱角～次圆状，有一定磨圆。沟道两侧斜坡为变质砂岩的岩质边坡，斜坡平均坡度约40°，变质砂岩结构面发育，结构面往往是风化营力进入岩体的通道，故而该区变质砂岩易风化，导致该区不稳定斜坡开始发育，崩坡积物堆积在坡脚，或悬挂于斜坡上。同时该区跌水陡坎发育，跌水高地可达15m以上。

总之，沃绰沟形成流通区沟道堆积物、不稳定斜坡、崩塌堆积体发育，这些松散固体物质能够为泥石流的发生提供固体物源。

3.1.3 堆积区地形地貌特征

堆积区是指高程2 180m至九龙河之间区域，总体呈扇状，长约350m，堆积扇前缘宽约350m，堆积扇地形开阔，从而导致大量的固体物质堆积在此处，堆积物厚度10～20m。堆积物主要以碎块石为主，碎块石含量为70%～80%。

3.2 泥石流物源特征

沃绰沟泥石流松散固体物源较丰富，且物源分布相对较为集中，主要分布于主沟2 180m至3 040m段沟道内及沟道两侧。目前，流域内工有物源点11个，物源类型主要包括不稳定斜坡、崩滑体、坡面侵蚀物源、沟道堆积物源等四类。沃绰沟流域内松散固体物源总量预计为68.3×104m3，可能参与泥石流活动的动储量为21.05×104m3，动储量占总物源量的30.8%。物源以沟道堆积物源为主，沟道堆积固体物源总量为46.9×104m3，可能参与泥石流活动的动储量为13.85×104m3。

4 泥石流危险性评价

近年来，许多泥石流研究者将数学方法运用到单沟泥石流危险性评价中，开始从影响泥石流沟的发育、发展以及导致其暴发的背景因子和诱发因子入手，采用不同的数学方法确定因子间的主次关系以及权重，从而构造出相应的数学模型[1]。为了能较为合理的评价沃绰沟泥石流的危险度，本文采用刘希林于1996年提出的单沟泥石流危险度评价模型[2][3]，对其泥石流危险度进行计算和分析。该方法是从20世纪80年代最早的单沟泥石流危险度评价方法逐渐改进而来的[4]。该方法采用泥石流规模、暴发频率、流域面积、主沟长度、流域相对高差、切割密度及不稳定沟床比例7个因子对泥石流危险性进行定量评价。

根据调查量测，估计沃绰沟在2011年9月26日冲出固体物质为0.8×104m3。据村民介绍，该沟于30多年前暴发过一次规模较大的泥石流。两次泥石流前后相隔30多年，由此可见，该沟暴发的泥石流属于中低频泥石流。通过实地测量和1∶5000地形图量测计算，该沟流域面积为7.29km2，主沟长度为4.51km，流域相对高差为1 880m，流域切割密度为0.75，不稳定沟床比例为65%。根据刘希林对以上7个评价因子的取值进行数值转换，将转换值代入单沟泥石流危险度计算公式，结果见表2。

表2 沃绰沟泥石流危险度评价结果

=029M+0.29F+0.14S+0.09S+0.06S+0.11S+0.03S

根据计算结果，泥石流危险度范围为0.4~0.6，评价其属性为中度危险。

5 泥石流防治对策

沃绰沟泥石流流域内沟床堆积物丰富，泥石流固体物源量多；沟谷平均纵坡降416.9‰，总体上沟谷纵坡降大，特别是沟源段纵坡大，纵比降达662.1‰，有利于泥石流的形成；区域构造方面为强抬升区，沟谷下切和侧蚀作用强烈，有利于泥石流的发育；流域内虽植被总体上覆盖较高，平均植被覆盖率80%左右，沟谷内近期（2011年泥石流）一次泥石流冲淤变幅达1m左右，泥石流活动强度较大；区内主要三叠系中统纸坊组的变质砂岩和松散第四系残坡积物、崩积物、冰水堆积物等，沿沟松散物总储量丰富，产沙区松散物平均厚度5～15m；沟岸山坡坡度一般在30°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；沟谷堵塞程度一般。这些因素总体上有利于泥石流的发育。

目前沟内滑坡、坡面侵蚀等不良地质现象和泥石流松散固体物质增多，泥石流暴发的危险性增大，一旦遇到暴雨等不利情况，其发生较大规模泥石流的可能性较大，只要雨量足够，再次暴发泥石流的规模可能超过2011年泥石流规模，如不及时治理，将对沟口堆积扇的居民形成严重威胁。

根据泥石流防治的指导思想与防治原则[5]，沃绰沟泥石流物源较丰富，主要物源为泥石流沟内堆积区，这些物源主要分布在沃绰沟形成流通区和堆积区上段，同时主沟下游纵比降达154‰～187‰，具备良好的排导条件，为此，在沃绰沟修建一定的拦挡措施，将部分固体物质拦蓄在沟道内，防止泥石流冲入下游对沟口居民构成威胁，同时在下游修筑一定的排护工程，保证泥石流的安全畅通，保护泥石流威胁对象免受泥石流的危害。

初步设想沃绰沟泥石流的防治工程设计为拦排结合的治理思路，即在流通区设置一道缝隙坝及在堆积区设置排导槽；在泥石流形成流通区内具有良好的修建坝体的位置修建一座缝隙坝，该位置具有坝肩条件优良，库容较大，坝体长度较小的特点，为此在此处修建一道缝隙坝，起到拦粗排细的作用，将部分大颗粒固体物质拦蓄在沟道内，防止泥石流冲入下游对居民和耕地构成威胁，考虑到沃绰沟泥石流固体物质颗粒级配较好，大颗粒物质较多，故采用缝隙坝形式进行拦蓄。

由于沃绰沟出山口至沟口纵比降达154‰～187‰，具备良好的排导条件，且沟道较顺直，故在该沟段修建排导槽，将上游泥石流排入主河九龙河之中，利用九龙河的携带能力将泥石流固体物质带走。

在治理工程实施前和实施过程中进一步加强地质灾害群测群防工作，加强泥石流活动的监测预警，避免因泥石流灾害造成人员伤亡和大的经济财产损失。也需加强沟域植被保护和和水土保持，加强植被破坏严重区段的植被恢复，减少泥石流活动物源。

[1] 李阔，唐川. 泥石流危险性评价研究进展[J].灾害学，2007，22（1）：106-111.

[2] 刘希林，唐川. 泥石流危险性评价[M].北京：科学出版社，1995.

[3] 刘希林，莫闻多. 泥石流风险评价[M].成都：四川科技出版社，2002.

[4] 刘希林. 我国泥石流危险度评价研究：回顾与展望[J].自然灾害学报，2002，11（4）：1-8.

[5] DZ/T020-2006，泥石流灾害防治工程勘查规范[S].

Development and Control of the Wochuogou Debris Flow in Jiulong, Sichuan

SU Xiao-qin

(Chongqing Yangtze Survey Design Institute Co., Ltd, Chongqing 401147)

The Wochuogou Gully in Jiulong, Sichuan is 4.51 km long with drainage area of 7.29 km2and a longitudinal gradeof 416.9‰. Debris Flow happened in the Wochuogou Gulley on 28 Sep. 2011. This paper deals with basic characteristics and degree of risk of the debris flow. Some control measures are suggested.

debris flow; characteristics; control measures

P642.23

A

1006-0995（2017）03-0471-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.027

2017-02-12

苏小琴（1983-），女，四川成都人，工程师，主要从事地质灾害等方面的工作