福建浦城县西岩村“7·9”群发性泥石流成灾机理及易发性预测评价研究

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2019年7月9日,受百年强降雨影响,福建省浦城县西岩村发生群发性地质灾害,围绕整个西岩山共发生坡面泥石流14条,严重威胁群众的生活环境和生命财产安全,关于泥石流的成灾机理及区域预测评价等方面的研究对维护当地群众生命财产安全和合理有效地进行防灾减灾工作具有重要实际意义。通过现场调查、三维倾斜摄影测量、室内外岩土体试验等手段,目前已归纳总结出该地区泥石流的类型和发育特征,对形成条件和成灾机理进行分析总结,并采用3S技术和数理统计模型相结合的方法对研究区的灾害进行易发性预测评价。本文主要研究内容和结论概括如下:(1)根据固体物质来源,区内泥石流分为坡面浅层坍滑型和坡面沟槽侵蚀型。前者主要发育于20°~30°的斜坡,平均沟宽15~30m,纵坡降290‰~385‰,运动方向多与区内优势结构面相垂直,斜坡覆盖层多为崩坡积和残坡积物;后者主要发生于30°~35°的斜坡沟槽内,平均沟宽5~15m,纵坡降410‰~510‰,运动方向多与优势结构面平行,形成流通区呈“V”字型,出露光滑基岩壁,沟内为崩坡积块碎石土。(2)前期降雨降低岩土体强度,为泥石流的发生起铺垫作用,短历时降雨则起激发作用;区内的风化花岗岩、坡积含碎石粘土及残积砂质粘性土等共同构成泥石流的物源,且其强度随含水量增大而降低;西岩山坡度陡、纵比降大,为泥石流的发生提供良好的地形条件;西岩山人类工程活动明显,改变了其生态环境、坡体结构和地表覆盖,对坡面泥石流的发育产生重要影响。(3)坡面浅层坍滑型泥石流发生于陡坡下部的崩坡积、残坡积岩土体中,上部陡坡段有一定的汇水条件。在强降雨条件下,崩坡积和残坡积岩土体发生浅层滑坡、溜坍,滑坡体在斜坡上运动瓦解,并与坡面径流汇合成泥石流流体后对坡表进行冲切刮铲,携带走坡表大量覆盖物,并使沿途沟岸的松散岩土体失稳汇入流体,最终形成坡面泥石流。其成灾过程主要分为降雨饱和、浅层滑坡启动、冲切刮铲、沟岸崩滑和泥石流堆积5个阶段。(4)坡面沟槽侵蚀型泥石流发生于高陡斜坡上部,受北西向长大结构面的控制发育狭窄沟槽,沟内有大量崩坡积块碎石土,且汇水条件良好。强降雨作用下,块碎石土在水流冲刷下启动形成高流速、高重度流体,对沟槽和坡表产生强烈的侵蚀下切,使沟内出露基岩壁并呈“V”字型,斜坡中下部覆盖层也随流体的冲切而失稳汇入流体成为物源补给,最终形成坡面泥石流。其成灾过程主要分为:汇水冲刷、流体启动、侵蚀揭底、沟岸崩滑和泥石流堆积5个阶段。(5)选取高程、地形起伏度、坡度、坡面形态、岩性、距水系距离、距道路距离7个评价因子对区内1410个斜坡单元进行赋值,并采用BP神经网络模型进行解算,得到各斜坡单元的易发性值,并分为极低、低、中、高、极高易发5个等级,灾害频率比由极低易发区到极高易发区依次增大,评价结果理想。西岩山的滑坡崩塌灾害易发性分区实际上就是该区域的坡面泥石流易发性分区,在极端降雨条件下,崩滑灾害将转化为泥石流。
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