九龙县湾坝乡猪鼻沟泥石流成因机理研究 摘要：泥石流具有群发性、突发性、危害范围广等特点，是山区最严重的自然灾害。2019 年6 月21日21时50分，九龙县湾坝乡猪鼻沟暴发了大规模的群发性泥石流灾害，共有30多条沟发生了泥石流，持续时间前后约一个半小时，沟口的16户房屋被泥石流完全冲毁，24户受损，河道两侧的公路、庄稼地、道路、通讯、电力等大范围受损，造成直接经济损失约5500万元。笔者通过对研究区泥石野外调查，整理了流域内区域概况、泥石流流域特征、形成条件的分析等。关键词：泥石流、流域特征、形成条件1引言我国是个多山国家，山地面积占国土面积的2/3，尤其是西南地区，极易暴发泥石流。在遭遇5.12地震之后，西南地区受地震影响的区域发生泥石流的频率更加严重。泥石流暴发突然，破坏力强，往往对当地居民的生命和财产安全造成巨大损失，对当地重大工程的安全造成严重威胁，严重制约着当地社会经济的发展。2019年6月21日九龙县境内连降暴雨，导致九龙县湾坝乡猪鼻沟于2019年6月21日21时50分爆发，泥石流持续时间前后约一个半小时，一次性冲出量达93.5104m3。由于当地政府巡查到位、预警及时、撤离果断，提前转移危险区210户940名群众，39户177人实现成功避险，未造成人员伤亡。此次泥石流仍旧造成沟口的15户房屋被泥石流完全冲毁，24户受损；沟道两侧的公路、庄稼地、道路、通讯、电力等大范围受损，对灾区老百姓造成了生命财产安全造成了严重的威胁。2区域概况2.1地质构造九龙县地质构造复杂，处于川滇南北构造带北段的西侧，亦属滇藏歹字型构造体系中部的北段，西部又是雅江旋卷构造的南延部分，东缘则受到江官山帚状构造的影响。受江官山帚状构造影响，研究区位于大雪山向斜东翼，发育湾坝河断层、正沟断层、猪鼻沟断层和三叉河断层，详见图1。2.2新构造运动及地震研究区受青藏板块运动的控制，新生代以来的新构造活动在区域内主要表现为断块边界断裂的差异性活动和断块的整体间歇性抬升，具体表现在：贡嘎山断块总体强烈隆升，第四纪以来伴随青藏高原的整体快速抬升，断块强烈隆起，隆升速率为0.61mm/a；区域内断续分布高度稳定的多级夷平面和阶地地貌特征也反映出新构造运动间歇性抬升特点；另外，从地貌上看，区内山岳海拔高程一般在35005500m之间，5500m以上山峰已属常见，一般切割深度多在1000m以上；从冰川演变来看，其发源地常有冰斗湖、“U”形谷、“V”形谷，许多沟谷的中上段往往比较开阔，纵向比降小，但下段汇入主流前往往沟谷变窄，切割加深；此外局部地段还可见有串珠状冲积扇、泉华分布在高山河床数十米至一百多米的高度上，成为地壳上升运动的证据。区内的地震活动也是新构造运动的直接体现：工程区外围地震频繁，自公元624年有历史地震记载以来，共发生Ms4.7级以上破坏性地震162次，Ms=2.54.6级地震数千次。图1地质构造图 图2地形地貌图2.3人类工程活动研究区内主要人类工程活动为矿山开采和道路建设，矿山采区位于猪鼻沟上游距沟源约3km处，由该矿业形成的配套道路全长约28km，部分路段切坡高度较大且未进行合理的支护，使得滑坡灾害频发，同时矿山开采和道路开挖产生的废土废渣随意堆弃在沟道两岸，为泥石流提供了丰富的物源。对于沟口老泥石流堆积区，由于扇区地形较开阔，场地稳定性较好，适宜建设。耕地、修路、建房在猪鼻沟老泥石流堆积扇上进行，原堆积区逐步挤向沟心，大量挤占了原有扇体上的沟槽地，降低或堵塞了泥石流沟的排泄通道，一旦暴发泥石流，挤占新近堆积扇的建筑物首当其冲的将遭受泥石流的危害，其次，由于排泄沟道不畅通，将致使泥石流外溢泛滥成灾，使受灾面扩大。3泥石流流域特征猪鼻沟为暴雨沟谷型泥石流沟，总体地形南西高北东低，沟道纵坡大，从沟源至沟口整体上陡下缓的趋势。总体上为上游为深切割“V”型谷，中游及下游呈“U”型谷，总体上具有沟床狭窄，岸坡陡峻，切割深度较大，沟谷纵比降较大的特点。该泥石流沟域纵向长度为16.5km，南北宽度为12.0km，流域面积总计约98km2，其中主沟流域50.61 km2，入河口位于湾坝松林河左岸。沟域内最高点位于两岔河沟域山脊，高程约5000m；最低点位于猪鼻沟汇入松林河，高程为2070m，相对高差为2930m。流域内发育支沟8条，支沟总体沟床狭窄，岸坡陡峻，切割深度较大，沟谷纵比降较大，平均纵坡介于61.07501.90。图2 沟口堆积区航拍图4形成条件分析4.1沟道条件猪鼻沟泥石流纵向从沟源区至沟口段，其坡降变化为“较陡陡稍缓”的趋势，整个沟域不是由典型的形成区、流通区和堆积区组成，特别是没有典型的流通区。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，将沟域划分为三段：一段为清水区，包括猪鼻沟、各支沟上部和原始森林地区；二段为形成流通区，包括猪鼻沟整个主沟及和其他支沟；三段为堆积区，主要包括猪鼻沟出山口以下至松林河区域，详见表1。图3 泥石流沟域三维影像图表1 主沟及典型支沟基本特征表沟段沟长（km）沟域面积(km2)沟源（m）沟口（m）相对高差（m）平均纵坡()主要特征主沟猪鼻沟主沟16.550.61500020702930287.14为泥石流主沟，流域面积大，沟道长，支沟分布广。中下游主要支沟拉不热沟3.012.96359022401350448.50主沟左侧支沟，沟床、沟岸基本稳定，沟口有集中物源，沟道内局部有坡面、崩滑物源。育儿沟7.6514.68430023002000264.55主沟左侧老泥石流沟，规模分布较大，沟口有集中物源，沟道内局部有坡面、崩滑物源。4#支沟4.67.41435028601490323.91育儿沟的一条支沟，支沟中下游有集中物源。3#支沟0.820.4130202470550670.73主沟左侧支沟，局部有集中物源。干沟2.682.36356025501010376.87主沟左侧支沟，沟床、沟岸基本稳定，局部有集中物源。达艾房沟7.7515.75444025901850238.71主沟左侧老泥石流沟，规模分布较大，局部有集中物源。上游主要支沟1#支沟2.281.7244103470940412.28主沟左侧接近上游支沟，沟岸基本稳定，局部少量物源。2#支沟2.712.10442032601160428.04主沟左侧接近上游支沟，沟岸基本稳定，局部大量集中物源。表2 猪鼻沟及其支沟各分区特征表功能区沟长（km）最高点（km）最低点（km）高差（m）平均坡降（）全沟段16.5500020702930287.14清水区2.63495036301320501.90形成流通区12.11363021501480122.42堆积区1.31215020708061.074.2物源条件研究内物源储量丰富。究其原因，主要是“6.21”特大暴雨泥石流形成的许多崩积物以及位于陡坡上的残积物在长时间强降雨的作用下稳定性大为降低，并向滑坡方向发生变化或出现了失稳的现象；另外，泥石流对沟道及岸坡拉槽、冲刷，形成了新的临空面，促使沟道和岸坡的松散堆积物稳定性大大削弱，更利于其失稳归槽，参与泥石流活动。活动的松散固体物质，也不是一次全部能参与泥石流活动的，而是随着泥石流每次发生多少不等的逐渐的加入到泥石流中去的。泥石流流域内松散固体物源较丰富，且物源分布较为集中，主要分布于沟道物源及沟道两侧物源。根据其松散固体物质赋存形式将物源大体分为三类，一是崩塌物源、二是沟道物源、三是坡面侵蚀物源；根据物源稳定状态又分为稳定、潜在不稳定和不稳定三种状态表3 主沟及各支沟物源分布总量统计表沟段物源静储量104（m3）物源动储量104（m3）P=2%P=5%主沟猪鼻沟主沟4734.41494.75330.10中下游支沟拉不热沟184.6019.2912.87育儿沟1528.27159.70106.564#支沟168.3017.5911.733#支沟32.393.382.26干沟98.7810.326.89达艾房沟455.1047.5631.73上游支沟1#支沟365.8438.2325.512#支沟328.0534.2822.87总计7895.74825.10550.52表4 泥石流之后物源分布统计表物源类型数量（个）静储量104（m3）动储量104（m3）P=2%P=5%崩滑堆积物源361596.16166.80111.29沟道堆积物源403896.63407.20271.69坡面侵蚀物源342402.95251.11167.54总量1107895.74825.10550.524.3暴雨条件泥石流的水源主要来源于大气降水。该区地处亚热带湿润气候区，处于松林河流域的暴雨集中区，多年平均降雨919.1mm，最大降雨量1147mm，该区域10min雨强平均值为11.5mm，1h雨强平均值26.5mm，24h雨强平均值70mm。由暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源，是泥石流的主要激发因素。根据皮尔逊型曲线得到不同频率下模比系数下的雨强值。表5 不同频率下雨强值计算表频率P10min雨强1h雨强24h雨强平均值（mm）变异系数模比系数设计雨强（mm）平均值（mm）变异系数模比系数设计雨强（mm）平均值（mm）变异系数模比系数设计雨强（mm）1%11.50.42.3126.56526.50.432.43664.554700.362.15150.52%2.0823.922.18257.8231.952136.645%1.7820.471.8448.761.692118.4410%1.5317.5951.57241.6581.482103.744.4水源条件流域内支沟较多，规模较大，水系十分发达，加之深切割的中山侵蚀地形，主支沟沟谷纵坡均较大，地形陡峻，有利于降雨的汇聚；沟源区和沟道左岸斜坡区覆盖层薄，有利于降雨形成地表径流，而中下游覆盖层发育的地区则降雨转化成径流的数量相对减少，这种沟源区形成径流，决定其水动力条件往往较强，而中游径流补给相对缓慢，决定其径流时间可能相对较长；上游植被覆盖率较高，仅局部崩滑区对植被造成了一定程度的破坏，沟道泥石流冲击破坏了少量植被；猪鼻沟中下段植被覆盖率相对较低，以灌从为主。植被发育地区滞水作用较强烈，不利于降雨形成地表径流，而植被覆盖较差的地区则更加有利于地表径流的形成。5.结论综合分析泥石流的成因机制，主要有以下几方面的因素：首先，流域内陡峻的地形地貌条件和松散破碎的斜坡结构以及沟道纵坡较陡的特点，为泥石流物源的形成、水流的汇聚和泥石流灾害的发育提供了