【《某地区泥石流发育特征与成灾特点分析案例》5600字（论文）】

某地区泥石流发育特征与成灾特点分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u2262某地区泥石流发育特征与成灾特点分析案例 1318451.1沟域基本特点 138881.2地形地貌特征 341851.3.1汇水区特征 467701.3.2流通区特征 6258161.3.3堆积区特征 6223431.2物源特征 7102441.2.1沟道物源 999551.2.3坡面物源 12234121.2.4弃渣物源 13237861.3水源特征 1489551.3.1降雨特征 14147481.3.2流域汇水特征 1588781.4桃花沟成灾特点分析 16查明泥石流发育环境和特征对揭示泥石流形成至关重要，本文以桃花沟为研究对象，从其地形地貌、物源以及水源对桃花沟泥石流的发育特征及成灾特点进行了阐述。1.1沟域基本特点桃花沟位于大渡河左岸，猴子岩水电站坝址下游5km，拟建移民搬迁安置点下游约600m处。流域面积约4.737km2，沟口高程1690m，平时流水经过经过简单平整的堆积区汇入大渡河。桃花沟主沟整体流向南偏西36°，发源于约3850m高程，长约1.92km，平均坡降为562.5‰（图3-1与图3-2）；沟域内共发育有一级、二级支沟7条，分布在主沟两侧。其中最长的一条支沟长约1.5km，发源于约3640m高程，于2760m高程汇入主沟。表3-1桃花沟流域地形特征参数流域面积（km2）主沟长度(km)平均坡降(‰)最大高程（m）最小高程（m）最大高差（m）4.7371.92562.5385016902160区内河谷地貌以“V”型峡谷为主，阶地零星分布于相对宽阔段。沟内植被茂密，多数位置均有灌木、草和树木生长。沟道两侧山体陡峭，危岩崩塌发育在斜坡坡脚普遍堆积有崩塌等重力堆积物，以崩坡积扇、崩坡积裙或倒石堆的形式堆积于河谷岸坡和沟道两侧。拟建移民安置点场地位于桃花沟沟口左侧的I级阶地上，顺河向长约500m，东西向宽约120～200m。场地前沿为大渡河，河流流向从北北西流向南东，河谷较狭窄，河床宽度在60～80m；场地后缘为谷坡地貌，由震旦系灯影组(Zbdn)白云质灰岩夹少量炭质千枚岩、白云岩及绢云千枚岩、震旦系陡山沱组炭质千枚岩夹薄层灰岩组成，多基岩裸露，坡度70~80°，仅在坡脚地段部份为崩坡积物所堆积，坡度25°～40°。图3-1桃花沟流域卫星图图3-2桃花沟主沟纵剖面示意图1.2地形地貌特征。近年由于猴子岩水电站工程建设，在沟口周边区域开采石料，堆放弃渣等活动，对泥石流堆积区地貌景观破坏较大，其原貌已几乎不可见。沟口及向内延伸部位修建有公路便道，不同时期沟口地貌特征见图3-4与图3-5。图3-3桃花沟流域三区示意图图3-4桃花沟沟口堆积扇与拟建移民场地原始地貌景观（2009年摄）图3-5桃花沟沟口堆积扇现状航拍图（2020年摄）1.3.1汇水区特征距桃花沟沟口约1.5km处的支沟汇合口以上部分为汇水区，海拔高程介于2760-3850m，沟道平均纵坡达736.5‰。在平面上总体呈“漏斗状”，整体植被覆盖茂密，水系主要由主沟上游部分与另外2条支沟组成。主沟上游整体上较为宽阔，部分地段如与支沟合流处收窄至8~10m，宽者则达15~20m。主沟与第一条支沟汇合处高程3200m，其上方岩体受风化冻融和卸荷作用明显，岩体裸露，在与支沟合流处附近有大量块碎石土堆积于沟道中，厚度约5m左右。主沟中游区域谷底开始逐渐变窄，沟底相对光滑，两边山体存在崩塌现象，通过卫星和航拍图可以看到部分山体顶部有大量崩塌堆积体赋存，表面坡脚有崩塌堆积体，崩坡积物质较为丰富。同时浅表岩体被几组较大规模结构面将两岸岩体切割为块状，加之气温昼夜温差大，岩体表面受风化冻融和热胀冷缩的长期作用影响，强度降低，极容易发生崩解崩塌，最终形成崩塌物源或坠落至沟道中形成沟道物源，为泥石流的暴发提供了必要的物质和水动力条件。图3-6汇水区特征1.3.2流通区特征段为流通兼物源补给区所在沟谷呈V形，沟床宽度平均为5~12m，部分地段宽至30m左右，位于汇水区以下至距沟口约1.2km，海拔位于2270~2760m之间。两岸山体多基岩裸露，部分沟道中植被长势好，有草本和木本植物生长，根据主干直径可知近几年桃花沟中并无较大泥石流暴发，岸坡处则有崩积物源和坡积物源赋存。桃花沟内多数崩塌和坡面物源也均位于本区，谷坡山体多可见较大面积垮塌，但整体方量较小，同时在两岸山体较为陡立部分也存在危岩危石。在海拔2500m处有支沟与主沟汇合，支沟沟口可见早期因泥石流和流水而成的小型堆积扇。部分沟道上覆盖有厚3~5m的碎石层，其来源于两侧山体上的崩塌体。发生暴雨时表面难以赋存流水，多从碎石层下流动，受坡度影响，稳定性差，极易发生滑塌，对下方沟道形成铲刮。此外该段沟床整体纵坡降大，沟道狭窄且较为顺直，部分地段纵坡达1000‰以上，对泥石流具有显著流通加速功能。这都为形成泥石流提供了有利的地形和物源补给条件。图37流通区特征1.3.3堆积区特征流通区以下，距离沟口约800m处至沟口原堆积扇区域为堆积区，沟口靠大渡河上游侧堆积有大量工程弃渣，下游侧则已形成简易护坡（图3-8）。该区上部沟道平均宽10~15m，沟道内碎石覆盖，现代沟床绝大部分深切于老泥石流堆积扇中或堆积边缘，往下开始逐渐开阔变宽。自沟口至沟内650m已修筑有通往右岸山坡的水泥道路，在沟口上方通过公路与弃渣堆相衔接，对原有沟口地形地貌改造强度大，纵坡降较陡，平均约500‰，以公路为台阶形成数级陡坎。图3-8堆积区特征1.2物源特征桃花沟沟域内松散物源以沟道物源(Q4sef)、坡面物源(Q4dl+el)和崩塌物源(Q4col)为主，沟口另有松散工程弃渣物源(Q4ml)。根据野外调查，沟域内可启动物源共46处，具体分布及规模见表3-2、图3-9和图3-10，其中松散固体物质总静储量约360.71万m3，泥石流暴发时可以参与运动的总动储量约42.02万m3。由崩塌、弃渣及沟道堆积形成的物源占比达41.6%。沟域内除部分上游沟道物源易发生滑塌外，其余各松散物源点整体稳定，未见明显的堵塞物源点。从空间分布来看，沟道物源主要呈“长条状”分布在沟道内与两侧沟岸；崩塌物源则分布于高位山体以及沟道两侧，有一部分成为了沟道物源，可在水流作用下部分参与泥石流运动；坡面物源大部分分布在沟谷两岸山体的中部以及上部，占总松散固体物质的45%，构成了静储量主要部分；弃渣物源主要分布在桃花沟沟口位置，人为形成三级阶梯，整体抬高了沟口地形。表3-2桃花沟沟域不同成因松散物源统计表物源类型数量（个）静储量（万m3）动储量（万m3）崩塌物源23105.796.53沟道物源1267.674.37弃渣物源222.377.43坡面物源9164.8721.69合计46360.7142.02图39桃花沟物源点分布图图3-10桃花沟物源分布远景示意图1.2.1沟道物源桃花沟中沟道物源共12处，总方量为67.67万m3，其中可参与泥石流活动的动储量为4.37万m3。由于桃花沟沟内植被分布与沟道纵坡比降差异，沟道物源从两条支沟汇合后部分也具有明显的分段特征，可以由高至低划分为3段：第一段海拔高度介于2415~2780m之间，垂直高差365m，长约700m（图3-11）。其主要特征为整体坡度35°，局部地段陡至40°~45°。沟道宽达10~20m，表面均为厚5m以上的碎石，极为松散；部分地段分布有巨石，长宽多大于5m。根据无人机航拍与多年历史卫星影像显示，该段沟道上方西北方向约500m处的高位山体表面破碎，发育有大量崩塌堆积体，有条件持续向沟道内输送松散物质。此处的沟道物源极易受外力因素影响而发生滑移，运动方式也多以弹跳和快速滚落为主。根据陈明等[72]（2018）对震区部分泥石流沟的特征研究，其一旦启动将具有沟道泥石流与坡面泥石流的运动特征，呈急陡沟道型泥石流的运动形态，具有倾泻而出、下切侵蚀的特点。同时在支沟汇合处，两岸山体呈陡立状，沟道急速收窄而呈“一线天”。若在暴雨和地震条件下，泥石流很可能在此加速，从而对下方沟道物源产生强烈冲刷。第二段海拔高度位于2150~2410m之间，垂直高差260m，长700余m，整体坡度20°左右。与第一段不同，该段沟道内部植被覆盖茂密，沟道内松散物源较少，稳定性好。对上方的松散沟道物源主要有缓冲与耗能作用，是天然消能过渡段。根据现场调查发现，在一般条件下，从上方滚落的大部分松散碎石到达该段时将逐渐停止滑移，另外在该段下端部分沟道发现有宽3m以上的碎石停积。但在暴雨或地震情况下则容易对其表面铲刮。第三段海拔高度位于2025~2105m之间，垂直高差接近100m，长100m左右，整体较陡，坡度介于25°~40°间。该段下端与进沟道路相接，表面植被覆盖一般，沟道内堆积有厚1~3m的松散堆积物，对下方道路和建筑有直接威胁。(a)GD10(b)GD15(c)GD27图3-11沟道物源崩塌物源是桃花沟泥石流的主要物源类型，是山体以及陡坡地段岩石由于受强烈风化剥蚀、地震、降水或人工开挖等影响而形成块体，在重力作用下崩落而形成的堆积物。其厚度较小，在流水冲击下可以逐渐参与泥石流的形成；而位于高位山体上的崩塌堆积体则可以逐步滑塌至沟道中，成为沟道物源中的一部分。桃花沟中的崩塌物源分布广泛，有23处共计静储量105.79万m3，动储量为6.53万m3。(a)沟道两岸崩塌物源BT07(b)高位崩塌物源BT35和BT38图312崩塌物源1.2.3坡面物源坡面物源（图3-13）是构成桃花沟泥石流静储量的重要组成部分，分布有9处坡面物源，大部分位于两岸山坡中部以及下部，厚1~2m，遇到强烈暴雨冲刷时可形成物源补给。另外在沟口两侧，由于修筑公路而使得早期冰水堆积层得以暴露，构成大量的坡面物源。岩性主要成分是以碎块石土，分选性和磨圆度差，其中碎块石粒径多介于5-20cm，平均15cm作用，少数粒径最大达150cm，颗粒之间多呈弱胶结或中度胶结，粘粒组分少，崩解性弱。冰水堆积物中夹有粉砂质粘土层和部分含砾粉砂质粘土层，透水性较弱，斜坡往往沿夹层表面失稳，分布于缓坡地带，一旦发生泥石流更易被铲刮。坡面物源的总静储量为164.87万m3，其中动储量为21.69万m3。(a)PM03(b)PM17图313坡面物源1.2.4弃渣物源桃花沟弃渣物源（图3-14）共有2处，由人类工程活动而产生，集中堆放在沟口以及两侧坡体附近，其物质组分主要是为块碎石以及粉质黏土，分选性差。弃渣物源形成三级堆放，使沟口范围内堆积扇在纵坡方向上坡度增大，可容纳泥石流堆积物的空间减小。弃渣物源堆放高度达55m，共有静储量22.37万m3，可参与形成泥石流的动储量达7.43万m3。(a)弃渣物源(b)弃渣物源航拍侧视图图3-14弃渣物源1.3水源特征1.3.1降雨特征桃花沟沟域内不存在集中地表水体，地下水不丰富，水量随季节变化明显，故大气降水是引发泥石流的主要水源条件。结合《中国暴雨参数统计图集》2006年版内的暴雨等值线图可知，康定市孔玉乡的10min、60min、1/4d和1d年最大暴雨量均值分别为8.0mm、14.0mm、28.0mm与39.0mm，相应的变差系数分别为0.55、0.45、0.38和0.39。不同频率下的雨强值统计（表3-3）可通过变差系数取值查皮尔逊Ⅲ型曲线得到。表33桃花沟不同频率降雨强度值频率10min雨强60min雨强6h雨强24h雨强平均值mm变差系数雨强mm平均值mm变差系数雨强mm平均值mm变差系数雨强mm平均值mm变差系数雨强mm20%8.00.5510.7414.00.4518.2828.00.3835.6139.00.3949.8010%11.7622.3842.2459.345%16.7626.3448.5268.412%20.7131.4656.5079.951%21.6935.2562.3688.44根据吴积善等[73]（1993）对位于四川省西部山区的泥石流沟的研究，诱发沟谷泥石流暴发的降雨阈值一般为48～50mm/次左右或10min降雨量达到8至12mm。根据前文可知，桃花沟整体坡度较陡，沟内崩塌和滑坡等地质现象发育，不少堆积在沟道内的碎石堆积体极易受到外力影响而产生滑动，尤其在沟口还堆积大量弃渣物源，因此桃花沟流域所在地区的雨强已经达到诱发泥石流产生的降雨阈值。1.3.2流域汇水特征1、地形因素对汇水的影响整个桃花沟流域沟谷呈V型，平均坡降为562.5‰，坡度均较陡。上游汇水区部分地段两岸山体收窄，沟道宽度仅2~5m。在这种条件下，水流速度快，冲刷能力强，携砂能力大。2、地层岩性对汇水的影响桃花沟流域范围主要岩性为白云岩与千枚岩，在上游沟道中形成了大量块碎石堆积物，极易发生整体失稳；沟道中下游至沟口以及两岸坡体下部则多为崩滑、滑坡与弃渣堆积物，较为松散，滞水作用也相对较强，在饱水状态下容易参与泥石流运动；两岸高位山体多为基岩出露，汇水区山体顶部及山坡也有崩塌堆积体，整体利于形成地表径流；总之，桃花沟中上游构成了良好的汇水条件，中下游则可将其进一步放大，从而导致泥石流暴发。3、植被分布对汇水的影响桃花沟内植被茂密，多数位置均有灌木、草和树木生长。在中下游中部分地段植被将整个沟道覆盖，形成天然“缓冲带”，具有一定的消能作用。在上游汇水区，崩塌更为发育，植被主要分布两岸山体上，沟道内冲刷痕迹明显，多为碎石堆积层和基岩出露，有利于降水在碎石堆积层下或者汇聚形成地表径流。图3-15桃花沟植被覆盖1.4桃花沟成灾特点分析本章依据实地调查，借助无人机航拍影像等手段，对桃花沟的地形地貌、汇水、流通和堆积区特征、物源分布、沟道特点、植被覆盖情况和水源特征等进行了分析，认为桃花沟的成灾特点可以分为泥石流暴发与由泥石流引发的次生灾害两部分。1、形成泥石流泥石流的暴发主要受到三个因素的影响，有利的地形、足够的降雨和丰富的松散物源[74]。桃花沟位于深切高山峡谷区，整个流域坡度较陡。在汇水区沟道多为基岩出露，加之部分地段沟道较窄，利于水流的集中和快速流