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摘 要：本文以甘孜州丹巴县半扇门乡火龙沟泥石流为研究对象，查明火龙沟泥石流形成的地形地貌特征（沟道宽度、坡降及分区等）、物源条件（物源类型、分布范围、动静储量等）及水源条件。分析了泥石流的基本特征，包括灾害史、规模、频率及动力学特征等。并对其发展趋势进行了分析预测，为泥石流防治方案选择和治理工程设计提供地质资料。
关键词：泥石流 火龙沟 形成条件 基本特征
中图分类号：P642.22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0115-02
丹巴县隶属甘孜藏族自治州，地处四川省西北部高山峡谷区，地势西北高，东南低，地层复杂，以片岩为主，地质构造发育，降雨集中，地质灾害频发，尤其是泥石流灾害，造成了重大的人员伤亡和严重的经济损失，危害性巨大。本文以甘孜州丹巴县半扇门乡火龙沟泥石流为研究对象，查明该泥石流的形成条件，对其发生频率、冲淤特征及动力学特征进行分析，设计参数和基础资料，为综合治理、工程设计提供可靠的地质依据。
1 泥石流形成条件分析
1.1 地形地貌及沟道条件
泥石流的形成受地形地貌控制，主沟纵坡降不一，山坡坡度不一，泥石流的发生频率、规模也不尽相同。主沟纵坡比降大、沟道宽窄不一、沟谷切割深度大、沟道两侧岸坡地形坡度适中，且覆盖层厚度大，则易形成泥石流灾害。火龙沟泥石流属于侵蚀剥蚀中高山峡谷区，主沟长约11.81km，汇水面积36.56km2，流域形态似树叶状，西部地势高，东部地势低。支沟发育，共发育4条支沟。沟域最高海拔约4580m，最低海拔为2140m，相对高差达2440m。沟道中上游比降大，下游比降小，主沟平均纵坡比降为207‰，支沟主要分布在沟域中上部，纵坡比降较大，在300‰以上。火龙沟沟谷切割强烈，两侧地形坡度一般25～40°，部分区域坡度40°～65°。沟谷呈典型深“V”字型。沟域内不良地质现象较发育，主要以崩塌、滑坡为主。沟域内植被较发育，覆盖率约60%，主要以林地为主，沟域最高处为高山草甸。具备发生大规模泥石流的地形条件。
火龙沟泥石流沟域面积大、地形较为陡峻，支沟发育，一方面为大气降水和地表水的汇集提供了有利的地形条件，有利于大气降水迅速转化为地表径流，为泥石流的形成提供了水源和水动力条件;暴雨为泥石流的主要诱发因素，该沟属暴雨-沟谷型泥石流。
1.2 物源条件
沟域内大量的松散固体物质是泥石流形成的重要条件之一，根据调查，火龙沟泥石流的物源类型主要为坡面侵蚀物源、崩滑堆积物源、沟道堆积物源及人工堆积物源四类。其中沟道堆积物源及崩滑堆积物源为泥石流发生的主要物源，沟道堆积物源分布长度大，越向下游段，堆积厚度大，结构松散，以揭底冲刷的方式参与泥石流活动;崩滑堆积物源主要分布在沟道两侧岸坡的下部，覆盖层厚度大，表面植被不发育，地形坡度在25°～40°之间，坡体下部切脚冲刷，易发生整体滑坡或表面溜滑，松散滑体进入沟道内，成为泥石流物源;坡面侵蚀物源是静储量最大、但动储量最小的物源，在整个沟域内均有分布，以坡面侵蚀的方式为对泥石流的物源进行补给。此外，该沟存在大量的人工堆积物源，主要为沟域内正在修建乡村公路形成的开挖弃渣。弃渣的不合理堆放，以及暴雨的冲刷作用，成为诱发泥石流灾害的物源之一。
据调查统计，火龙沟泥石流物源总量约178.5万方，动储量约15.3万方。其中崩塌堆积物源总量約8.0万方，动储量约2.9万方;沟道堆积物源总量约12.6万方，动储量约3.6万方;坡面侵蚀物源总量约140万方，动储量约1.2万方;人工堆积物源总量约17.9万方，动储量约7.6万方。可见，该沟内松散固体物源量十分丰富，参与泥石流活动的动储量大，具备形成泥石流的物源条件。
1.3 水源条件
火龙沟泥石流的水源主要来源于大气降水。沟域内地下水不丰富，不构成引发泥石流的主要水源，沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体，因此暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激发因素。尤其是集中强降雨，短时间即可引发大规模泥石流。
火龙沟所在的丹巴县属青藏高原型季风气候区，气候类型复杂多样，时空变化大，日照充足，降雨集中，干湿季分明。根据丹巴县气象局近33年降雨资料统计，降雨多集中在5月～9月，雨旱季明显。降雨时段集中，降雨量集中，大到暴雨较多。这五个月总降雨量一般都大于460mm，约占全年的75.4%。并且7、8月中日雨量多大到暴雨，雨时短而集中，其中，降雨量最大的月份为9月份，多年月平均降雨量为109.12mm。加之沟域面积较大，沟内地形陡峻，沟谷上游纵坡很大，有利于地表降水的径流和汇集，为火龙沟泥石流的形成提供了有利的水源条件。
2 泥石流基本特征分析
2.1 火龙沟泥石流灾害史及发生频率分析
根据调查访问，火龙沟泥石流在1993年、2003年、2010年及2012年均有较大泥石流发生。其中2003年发生的泥石流规模最大，对沟域内100余户居民、数十亩耕地及乡村公路造成较大危害。根据火龙沟泥石流历史暴发情况分析，该沟为中至低频泥石流沟，泥石流发展阶段为发展期。
2.2 泥石流类型及规模分析
根据火龙沟泥石流的形成条件分析，该沟为综合类型为暴雨-沟谷泥石型;根据历史发生泥石流的一次冲出总量、泥石流洪峰量及泥石流破坏能力等判定，火龙沟泥石流规模为大型;目前处于发展期，易发程度属于易发。 2.3 泥石流分区及冲淤特征
（1）泥石流分区特征。
根据火龙沟的沟道汇水特征、沟道形态及汇水条件等，将泥石流分为形成清水区、形成物源区及流通堆积区三个区。火龙沟沟床高程3520m至沟源处，沟道两岸岸坡植被繁茂，沟源处为高山草甸。且该段沟床坡降增大，松散物源量较少，主要为清水流出。因此将沟床高程3520m以上区段，划分为泥石流形成清水区。沟床高程3520m～2240m段，沟道内松散物源较多，且为崩滑堆积物源主要分布区域。尤其火龙村乡村公路开挖形成的弃渣，也主要分布在区段。因此将该区划分为该泥石流形成物源区。沟床高程2240m以下至沟口小金川河边，既为泥石流的流通通道，沟道内又堆积了较多的泥石流物质。出口汇入小金川，由于小金川水量大，泥沙携带能力强，因此沟口处未形成明显的堆积扇，但该区段沟道坡降较小，泥石流冲出物在该区段沟道内形成了一定的淤积，因此将该区段划为泥石流流通堆积区。
（2）泥石流冲淤特征。
火龙沟泥石流形成清水区内，沟道纵坡较大，一般在360‰以上。且汇水面积较大，能够形成强烈冲刷所需的水动力条件，水源条件充足，沟道内淤积的块碎石量少。因此判定该区的冲淤特征为以冲为主。
火龙沟泥石流形成物源区内，沟道纵坡比降约280～400‰中间，沟道两侧岸坡较陡，沟道切割较深，两侧岸坡冲刷明显，汇水面积较大，水动力条件好，冲淤特征在该区内主要表现为以冲为主。
火龙沟泥石流流通堆积区主要为沟床高程2240m至沟口主河小金川河段，该区沟道坡度相对变缓，沟道宽度约20～35m，坡度为5°～12°。根据以往泥石流发生情况及目前沟道内堆积的泥石流物源及地形地貌特征判断，该区内泥石流呈现以冲为主，冲淤平衡的特点。具体在流通堆积区的中部及上部地段，沟道宽度约10～15m，沟床平均坡度为8°～12°，沟道内泥石流物质相对下部较少，泥石流在该段主要表现为以冲为主。流通堆积区下部至小金川河边，地形开阔，沟道纵比降较小，平均坡度在5°～8°之间，沟道内堆积物较多，可见该区内泥石流存在淤积的情况，体现出冲淤平衡的特点。
2.4 泥石流动力学特征
（1）泥石流重度：根据查表法及现场重度试验，火龙沟泥石流重度值為1.56t/m3。属于稀性泥石流。
（2）泥石流流量：在火龙沟泥石流拟设工程部位及典型断面部位，采用雨洪法对泥石流流量进行计算。火龙沟泥石流不同频率下洪峰流量在28～56m3/s之间;不同频率下泥石流峰值流量42～115m3/s之间。
（3）泥石流流速：泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，也是泥石流防治工程设计不可缺少的计算依据。通过现场勘查，火龙沟泥石流松散堆积体中土体主要以碎块石土为主，结合泥石流物源特征及浆体性质，火龙沟泥石流以稀性为主，采用铁二院稀性泥石流流速计算公式进行计算，不同频率下泥石流流速在3.7～4.6 m/s之间。
（4）一次泥石流过流总量：根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）附录I中的计算公式计算一次泥石流过流总量，不同频率下一次泥石流过流总量为1.27～2.85万方。
（5）一次泥石流固体冲出量。
按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）附录I提供的计算公式计算一次泥石流固体冲出量，不同频率下一次泥石流固体冲出量为0.47～1.05万方。
3 火龙沟泥石流发展趋势预测
根据前述火龙沟泥石流形成条件及基本特征分析，该沟目前正处于发展期，易发程度属于易发。现状沟域内松散物源量大、汇水面积大，当降雨强度满足泥石流暴发的临界条件时，再次生较大规模泥石流活动的可能性大。
参考文献
[1] 卢铖昀，王士革，汪阳春，等.四川省宁南县石洛沟泥石流灾害及防治对策[J].水土保持研究，2008（3）：239-241.
[2] 铁永波，唐川，苏小琴.四川省九龙县石头沟泥石流动力学特征及其危险性评价研究[J].水土保持研究，2008（5）：168-170.
[3] 李娟，孔焱东.凉山州宁南县鲁堵沟泥石流灾害成因及防治对策研究[J].科技创新导报，2017，14（11）：152-153.
[4] 高波，任光明，王军，等.四川汶川高家沟泥石流形成条件与启动机理研究[J].中国地质灾害与防治学报，2014，25（4）：1-5.
[5] 付尚瑜，黄润秋，裴向军，等.“5·12”地震极重灾区-四川安县甘沟泥石流发育特征[J].南水北调与水利科技，2010，8（5）：105-108.
关键词：泥石流 火龙沟 形成条件 基本特征
中图分类号：P642.22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0115-02
丹巴县隶属甘孜藏族自治州，地处四川省西北部高山峡谷区，地势西北高，东南低，地层复杂，以片岩为主，地质构造发育，降雨集中，地质灾害频发，尤其是泥石流灾害，造成了重大的人员伤亡和严重的经济损失，危害性巨大。本文以甘孜州丹巴县半扇门乡火龙沟泥石流为研究对象，查明该泥石流的形成条件，对其发生频率、冲淤特征及动力学特征进行分析，设计参数和基础资料，为综合治理、工程设计提供可靠的地质依据。
1 泥石流形成条件分析
1.1 地形地貌及沟道条件
泥石流的形成受地形地貌控制，主沟纵坡降不一，山坡坡度不一，泥石流的发生频率、规模也不尽相同。主沟纵坡比降大、沟道宽窄不一、沟谷切割深度大、沟道两侧岸坡地形坡度适中，且覆盖层厚度大，则易形成泥石流灾害。火龙沟泥石流属于侵蚀剥蚀中高山峡谷区，主沟长约11.81km，汇水面积36.56km2，流域形态似树叶状，西部地势高，东部地势低。支沟发育，共发育4条支沟。沟域最高海拔约4580m，最低海拔为2140m，相对高差达2440m。沟道中上游比降大，下游比降小，主沟平均纵坡比降为207‰，支沟主要分布在沟域中上部，纵坡比降较大，在300‰以上。火龙沟沟谷切割强烈，两侧地形坡度一般25～40°，部分区域坡度40°～65°。沟谷呈典型深“V”字型。沟域内不良地质现象较发育，主要以崩塌、滑坡为主。沟域内植被较发育，覆盖率约60%，主要以林地为主，沟域最高处为高山草甸。具备发生大规模泥石流的地形条件。
火龙沟泥石流沟域面积大、地形较为陡峻，支沟发育，一方面为大气降水和地表水的汇集提供了有利的地形条件，有利于大气降水迅速转化为地表径流，为泥石流的形成提供了水源和水动力条件;暴雨为泥石流的主要诱发因素，该沟属暴雨-沟谷型泥石流。
1.2 物源条件
沟域内大量的松散固体物质是泥石流形成的重要条件之一，根据调查，火龙沟泥石流的物源类型主要为坡面侵蚀物源、崩滑堆积物源、沟道堆积物源及人工堆积物源四类。其中沟道堆积物源及崩滑堆积物源为泥石流发生的主要物源，沟道堆积物源分布长度大，越向下游段，堆积厚度大，结构松散，以揭底冲刷的方式参与泥石流活动;崩滑堆积物源主要分布在沟道两侧岸坡的下部，覆盖层厚度大，表面植被不发育，地形坡度在25°～40°之间，坡体下部切脚冲刷，易发生整体滑坡或表面溜滑，松散滑体进入沟道内，成为泥石流物源;坡面侵蚀物源是静储量最大、但动储量最小的物源，在整个沟域内均有分布，以坡面侵蚀的方式为对泥石流的物源进行补给。此外，该沟存在大量的人工堆积物源，主要为沟域内正在修建乡村公路形成的开挖弃渣。弃渣的不合理堆放，以及暴雨的冲刷作用，成为诱发泥石流灾害的物源之一。
据调查统计，火龙沟泥石流物源总量约178.5万方，动储量约15.3万方。其中崩塌堆积物源总量約8.0万方，动储量约2.9万方;沟道堆积物源总量约12.6万方，动储量约3.6万方;坡面侵蚀物源总量约140万方，动储量约1.2万方;人工堆积物源总量约17.9万方，动储量约7.6万方。可见，该沟内松散固体物源量十分丰富，参与泥石流活动的动储量大，具备形成泥石流的物源条件。
1.3 水源条件
火龙沟泥石流的水源主要来源于大气降水。沟域内地下水不丰富，不构成引发泥石流的主要水源，沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体，因此暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激发因素。尤其是集中强降雨，短时间即可引发大规模泥石流。
火龙沟所在的丹巴县属青藏高原型季风气候区，气候类型复杂多样，时空变化大，日照充足，降雨集中，干湿季分明。根据丹巴县气象局近33年降雨资料统计，降雨多集中在5月～9月，雨旱季明显。降雨时段集中，降雨量集中，大到暴雨较多。这五个月总降雨量一般都大于460mm，约占全年的75.4%。并且7、8月中日雨量多大到暴雨，雨时短而集中，其中，降雨量最大的月份为9月份，多年月平均降雨量为109.12mm。加之沟域面积较大，沟内地形陡峻，沟谷上游纵坡很大，有利于地表降水的径流和汇集，为火龙沟泥石流的形成提供了有利的水源条件。
2 泥石流基本特征分析
2.1 火龙沟泥石流灾害史及发生频率分析
根据调查访问，火龙沟泥石流在1993年、2003年、2010年及2012年均有较大泥石流发生。其中2003年发生的泥石流规模最大，对沟域内100余户居民、数十亩耕地及乡村公路造成较大危害。根据火龙沟泥石流历史暴发情况分析，该沟为中至低频泥石流沟，泥石流发展阶段为发展期。
2.2 泥石流类型及规模分析
根据火龙沟泥石流的形成条件分析，该沟为综合类型为暴雨-沟谷泥石型;根据历史发生泥石流的一次冲出总量、泥石流洪峰量及泥石流破坏能力等判定，火龙沟泥石流规模为大型;目前处于发展期，易发程度属于易发。 2.3 泥石流分区及冲淤特征
（1）泥石流分区特征。
根据火龙沟的沟道汇水特征、沟道形态及汇水条件等，将泥石流分为形成清水区、形成物源区及流通堆积区三个区。火龙沟沟床高程3520m至沟源处，沟道两岸岸坡植被繁茂，沟源处为高山草甸。且该段沟床坡降增大，松散物源量较少，主要为清水流出。因此将沟床高程3520m以上区段，划分为泥石流形成清水区。沟床高程3520m～2240m段，沟道内松散物源较多，且为崩滑堆积物源主要分布区域。尤其火龙村乡村公路开挖形成的弃渣，也主要分布在区段。因此将该区划分为该泥石流形成物源区。沟床高程2240m以下至沟口小金川河边，既为泥石流的流通通道，沟道内又堆积了较多的泥石流物质。出口汇入小金川，由于小金川水量大，泥沙携带能力强，因此沟口处未形成明显的堆积扇，但该区段沟道坡降较小，泥石流冲出物在该区段沟道内形成了一定的淤积，因此将该区段划为泥石流流通堆积区。
（2）泥石流冲淤特征。
火龙沟泥石流形成清水区内，沟道纵坡较大，一般在360‰以上。且汇水面积较大，能够形成强烈冲刷所需的水动力条件，水源条件充足，沟道内淤积的块碎石量少。因此判定该区的冲淤特征为以冲为主。
火龙沟泥石流形成物源区内，沟道纵坡比降约280～400‰中间，沟道两侧岸坡较陡，沟道切割较深，两侧岸坡冲刷明显，汇水面积较大，水动力条件好，冲淤特征在该区内主要表现为以冲为主。
火龙沟泥石流流通堆积区主要为沟床高程2240m至沟口主河小金川河段，该区沟道坡度相对变缓，沟道宽度约20～35m，坡度为5°～12°。根据以往泥石流发生情况及目前沟道内堆积的泥石流物源及地形地貌特征判断，该区内泥石流呈现以冲为主，冲淤平衡的特点。具体在流通堆积区的中部及上部地段，沟道宽度约10～15m，沟床平均坡度为8°～12°，沟道内泥石流物质相对下部较少，泥石流在该段主要表现为以冲为主。流通堆积区下部至小金川河边，地形开阔，沟道纵比降较小，平均坡度在5°～8°之间，沟道内堆积物较多，可见该区内泥石流存在淤积的情况，体现出冲淤平衡的特点。
2.4 泥石流动力学特征
（1）泥石流重度：根据查表法及现场重度试验，火龙沟泥石流重度值為1.56t/m3。属于稀性泥石流。
（2）泥石流流量：在火龙沟泥石流拟设工程部位及典型断面部位，采用雨洪法对泥石流流量进行计算。火龙沟泥石流不同频率下洪峰流量在28～56m3/s之间;不同频率下泥石流峰值流量42～115m3/s之间。
（3）泥石流流速：泥石流流速是决定泥石流动力学性质最重要的参数之一，也是泥石流防治工程设计不可缺少的计算依据。通过现场勘查，火龙沟泥石流松散堆积体中土体主要以碎块石土为主，结合泥石流物源特征及浆体性质，火龙沟泥石流以稀性为主，采用铁二院稀性泥石流流速计算公式进行计算，不同频率下泥石流流速在3.7～4.6 m/s之间。
（4）一次泥石流过流总量：根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）附录I中的计算公式计算一次泥石流过流总量，不同频率下一次泥石流过流总量为1.27～2.85万方。
（5）一次泥石流固体冲出量。
按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）附录I提供的计算公式计算一次泥石流固体冲出量，不同频率下一次泥石流固体冲出量为0.47～1.05万方。
3 火龙沟泥石流发展趋势预测
根据前述火龙沟泥石流形成条件及基本特征分析，该沟目前正处于发展期，易发程度属于易发。现状沟域内松散物源量大、汇水面积大，当降雨强度满足泥石流暴发的临界条件时，再次生较大规模泥石流活动的可能性大。
参考文献
[1] 卢铖昀，王士革，汪阳春，等.四川省宁南县石洛沟泥石流灾害及防治对策[J].水土保持研究，2008（3）：239-241.
[2] 铁永波，唐川，苏小琴.四川省九龙县石头沟泥石流动力学特征及其危险性评价研究[J].水土保持研究，2008（5）：168-170.
[3] 李娟，孔焱东.凉山州宁南县鲁堵沟泥石流灾害成因及防治对策研究[J].科技创新导报，2017，14（11）：152-153.
[4] 高波，任光明，王军，等.四川汶川高家沟泥石流形成条件与启动机理研究[J].中国地质灾害与防治学报，2014，25（4）：1-5.
[5] 付尚瑜，黄润秋，裴向军，等.“5·12”地震极重灾区-四川安县甘沟泥石流发育特征[J].南水北调与水利科技，2010，8（5）：105-108.