自2008年汶川大地震发生至今,沿该地震影响强烈区内的山区河谷地带已经发生多起群发性大规模泥石流灾害事件。如2008年9月24日,在北川县、平武县等地暴发了区域性泥石流灾害,造成多处河道堵塞并形成堰塞湖,并导致40余人死亡。2010年8月13日,在绵竹市清平乡文家沟爆发了特大泥石流灾害,其冲出的碎屑物质约450万m3,堵塞主河,酿成7人死亡、5人失踪和清平乡场镇被於埋的重大灾情。这些灾害不仅对其危险范围内的建构筑物和基础设施造成了直接的破坏,造成重大的人员伤亡,还对震区的生态环境造成了严重的影响。一方面,在震区内沿山区河道爆发的这些大规模泥石流灾害会产生丰富的物源进入主河道后,造成河道淤埋和壅高,甚至堵塞成湖。另一方面,随河水下泄的大量泥沙在河流下游平原沉积,抬高河床,危及平原区的防洪安全,使发生地质灾害的范围在空间上延伸更广。汶川地震灾区研究结果表明,震区内地质灾害存在显著的“后效应”现象,即在震后相当长的一段时间内(约20～25年),地质灾害发生的频率和规模将显著增强,直到随着灾区生态和地质的逐渐恢复,才会显著地降低并恢复到震前的水平。这一现象必然对震区灾后重建和生态环境的有序演化造成严重影响。本文首先对汶川地震区山区河流的泥沙源进行了调查,对泥沙源的类型和分布特征进行了分析。在此基础上,选取绵远河流域汉旺至清平段(汉清段)为典型河道研究区,运用遥感解译方法获得了作为河道泥沙主要物源的崩塌和滑坡地质灾害在时间和空间尺度上的分布特征,进而分析了它们参与泥石流启动的物源量情况和泥沙源的动态变化特征。随后,在认识了研究区内4条已发生的典型沟谷泥石流灾害及其输沙过程的基础上,本研究进行了连续3年的河道多断面监测工作,目的在于进一步获取研究区内河道的演化规律、链式成灾效应及预测未来一段时间内的河道输沙量变化特征。本研究取得的主要成果和结论如下：(1)汶川地震灾区山区河道泥沙源类型及分布特征。与一般河流泥沙主要来源于河流侵蚀作用不同,汶川地震过后,震区内的河流泥沙主要来自于地震引发次生灾害所产生的松散堆积物。由于地震诱发的各类地质灾害将区域内的山体和森林植被大量破坏,形成大面积斜坡裸露面,打破了河流流域内水土循环的相对平衡,遇到暴雨,加剧了水土流失。以绵远河汉旺至清平段为例,汶川地震中,将岩土体从河岸斜坡演化成河道泥沙源的地质灾害类型可分为岸坡崩塌型、岸坡滑移型、沟谷泥石流型和地震堰塞湖型。根据卫星遥感影像解译结果,在这四类泥沙源中,沟谷泥石流是短期内影响研究区河流演化的主控因素。统计结果表明,仅文家沟、走马岭沟和小岗剑这3条泥石流沟物源就占了整个研究区段泥沙源的79%。(2)研究区地质灾害的时空分布特征及产生的物源量变化特征。基于遥感解译结果,在2008年汶川地震后和2010年暴雨后,研究区内均有80%的崩塌滑坡分布在1000-2000m的高程范围之间,81%的崩塌滑坡分布在20°-50°之间,与整个重灾区的崩塌滑坡分布规律类似。此外,崩塌滑坡在各个坡向内都有分布且差异不是很大。在时间域内,研究区的地质灾害数量在震后的三年内呈现下降趋势,之后到2013年再次达到峰值后也将在数个波动的周期后达到稳定水平。可以说,在未来的近20年里,地质灾害所产生的松散固体物质仍然会对河流的泥沙量产生补给,但是总体上呈现补给量越来越少的趋势。(3)基于研究区段河床自然条件并结合遥感解译结果分析,研究区段冲淤主要呈现以下规律：①河道平直段淤积为主,河道弯道多段冲刷为主;②河床纵坡比小的地段,堆积严重;而纵坡比降大的地段,冲刷严重,甚至对岸坡上公路路基也有严重破环,研究区段河道即呈现为堆积-冲刷-堆积的规律。除此之外,降雨也是影响研究区段冲淤特征的主要因素。在降雨量大的年份,暴雨会导致洪水的生成,洪水对河流的冲刷作用增大,对整个河道而言,暴雨年河床的冲刷大于堆积。随着未来的十年里,地质灾害的方量逐渐减少,暴雨年河道冲刷大于堆积的作用更加明显。但对河道整体而言,暴雨年总是少数年份,所以河道的总堆积量是不断增加的,但增加的幅度是逐年减少;同样,冲刷也是随堆积的增加而增加,幅度也是逐年减少。但总体上看,河床泥沙量表现为堆积量>冲刷量。(4)研究区段河道的时空演化规律。为了分析绵远河河道演变特征,本研究自2010年起,连续3年对绵远河进行了水文监测。监测范围为绵竹市清平乡至汉旺镇市段。绵远河河道长约31km,沿河共设置了8个测量点。其中1#-6#监测点位于河谷两岸的中、低山地形区,而7#和8#监测点位于山前冲积扇状平原区。监测内容包括不同频率降雨条件泥位参数的变化特征、沟道侵蚀及冲淤变幅等数据。监测数据分析结果揭示了每个监测点输沙的年际变化特征、冲淤特征和输沙规律。以1#监测点为例,在2010年至2012年间的汛期,该点主要以淤积为主,使得河床整体抬高。而在非汛期,则以缓慢冲刷为主,河道演化趋势为侵蚀下切。由于地质灾害随着时间推移而减少,全年的累积泥沙淤积量也从2010年的3039万方减到2012年的2268万方,而累积冲刷量则从2928万方减到2271万方。不同监测点因所处地形地貌、河道宽度、纵坡坡度、泥沙源的数量不同,所表现出的泥沙演化特征也会有所差异。(5)在汶川震区,河道物源的产生和输沙过程对河道的演化呈现出链式效应。一方面,地质灾害产生的大规模松散固体物质堵塞河道形成堰塞湖,对河床产生重要影响：当湖尚未溃决时,上游河床随着泥沙淤积而持续抬高;当溃决时,洪水冲刷下游河道,同时将大量的堰塞体固体物质向下游搬运淤积,亦造成河床升高。另一方面,泥沙在运输过程中的淤积和冲刷加速了河道的演变,包括河流河型和纵、横断面的演化。(6)针对汶川震区河道输沙监测时间短、数据少等特征,应用灰色理论构建了绵远河流域泥沙冲刷量预测模型X(1)(k)=k/3(80.481e0.90925k-54.371)和淤积量预测模型X(1)(k)=k/3(78.546e0.76358k-56.516)。根据典型流域年均输沙量值,对典型段流域2015年～2020年的输沙量进行了预测。结果表明,在2015年之前,绵远河流域的泥沙冲刷量(河流泥沙携带量)要比淤积量大,即河流携带的泥沙含量要远大于淤积量,河流的泥沙含量较高。从2016年开始,绵远河流域整体以泥沙淤积为主,最大淤积量高出冲刷量445.3万方,由此也说明了绵远河流域在未来一段时期还将储存大量的泥沙物源。本文研究的相关成果适应于地震高烈度区范围内的山区河谷。文章揭露了一定范围内地质灾害输沙规律及山区河道的演化规律,但地震高烈度区内的地质环境恢复需要相当长的一段时间,故在以后的工作中,一方面要继续深入研究;另外一方面,建议长期对研究区进行持续观测并收集详细气象资料,为今后持续研究打下基础。