根据树木年代分析数据复现苏苏奈斯基山大型泥石流

1、312010年第4期 根据树木年代分析数据复现苏苏奈斯基山大型泥石流根据树木年代分析数据复现苏苏奈斯基山大型泥石流*.（ , ）翻译：宋清；校对：苑惠明【摘 要】 在萨哈林岛，对泥石流的研究主要集中在多发生小规模泥石流的居民区；而有关岛内无人居住区和山区发生的泥石流的资料非常少。根本没有用于计算泥石流风险所必需的岛内很多地区泥石流复现率的数据，其中包括苏苏奈斯基山的资料。树木年代分析可以确定在苏苏奈斯基山（罗加特卡流域）泥石流的复现率。确定在苏苏奈斯基山泥石流的复现率平均1012年一次。引言萨哈林岛地区的特点是泥石流活跃程度高，因此，泥石流对于居民和经济也具有高危险性。在萨哈林泥石流危险区分布

2、着26个居民居住区，其中最大的为涅维尔斯克市、马卡罗夫市、霍尔姆斯克市、南萨哈林斯克市。对萨哈林泥石流作用的定期观测主要在多发生小规模（0.510千立方米）泥石流的居住区进行。在岛屿无人区，其中包括苏苏奈斯基山，泥石流的规模可超过300千立方米。只是偶尔在萨哈林无人区对泥石流进行调查，因此，有关在岛屿山区发生泥石流的复现率的资料很少。然而，在岛内山区形成的大规模泥石流可以到达分布着居民点的山谷底部，这样在苏苏奈斯基山泥石流区域，其中包括流动距离超过10千米的罗加特卡河泥石流区（图1）所形成的泥石流对于南萨哈林斯克市是危险的。 * ,. . . ，2009 , 3, . 258-263 20世纪

3、，在罗加卡特河流域不止一次发生了大型泥石流（体积超过50千立方米）。这样，在1981年8月体积超过100千立方米的泥石流流入起到泥石流槽作用的河流的水库中。有关在罗加特卡河流流域发生的泥石流的实际数据非常少，所以，为了确定泥石流的复现率，应用了通过树木年代分析在河流流域确定泥石流沉积物年代的野外工作资料，野外工作是由俄罗斯科学院远东分院矿业学院雪崩和泥石流灾害研究实验室在20052007年进行的。除此之外，还应用了来自萨哈林水文气象局档案馆、俄罗斯科学院远东分院矿业学院、萨哈林州国家档案馆中的资料。罗加特卡河流的泥石流区域罗加特卡河汇水区的面积为43平方千米，区域的平均高度为440米。汇水区平

4、均坡度达350，而泥石流河道的平均坡度高于水库，达90。河流长度达10千米，而泥石流河道实际为9.7千米。河流源头位于俄罗斯山(695米)坡东北部。出口断面标高为80米。区域地形为山地，区域最大标高为958米（雷萨亚山脉）。在泥石流区域罗加特卡河被划分为6个泥石流源地（图2）。苏苏奈斯基山脉泥石流形成岩石的基群在罗加特卡河流域这是石英岩和云母石英岩、云母和回扣页岩、硬绿泥石、绿页岩；细土是亚粘土。坡积层（泥石流体亚粘土粒的主要源头）厚度在坡面为1.02.0米。泥石流沉积物主要是下古生代的含有亚粘土填料的石墨-白云母页岩（砾石-大块组成物质）（图3）。根据累计雨量器数据，在罗加特卡河流域的年平均

5、降水量由822毫米（在河口附近）到2000毫米（在河流源头）。根据“南萨哈林斯克”水文气象站（绝对高度为22米）的数据，记录到的最大降水量（1981年8月6日）为220.0毫米；根据26号累计雨量器数据，在罗加特卡河流域（绝对高度为320米）的最大降水量为430.5毫米。地貌构造、苏苏奈斯基山脉岩石成分和这里的大量降水的组合，构成泥石流作用发育的有利条件。在罗加特卡河流域常发生规模大于300千立方米的泥石流（1981年）。在所调查区域以北和以南分布着具有类似的泥石流形成条件的叶兰尼卡河、乌由诺夫卡河、布列亚河、克拉斯诺谢利斯基河、科尔卡河的泥石流区域。在罗加特卡河流域记录到的泥石流较少，泥石流

6、在这个区域的复现率不能确定。认为，在苏苏奈斯基山大规模泥石流的复现率为2025年一次。图 1 南萨哈林斯克地区罗加特卡河泥石流沉积确定泥石流年代的树木年代分析法确定泥石流日期的树木年代分析方法在于：根据木材的年轮，对遭受泥石流后存活下来的树木进行形态-分析研究。为了确定最近泥石流的通过时间，仅根据大型树木的锯口常常无法确定，因其树皮被撕下，因此，要采用通常在泥石流发生后第一年长出新芽的幼阔叶林进行补充分析。树木年代分析可以根据生长在泥石流河道内的树木分析得到在过去300500年泥石流复现率的有关数据。在确定罗加特卡河流域泥石流沉积的年代时，应用了两种泥石流树木年代分析法：1）根据泥石流沉积表层

7、生长的乔木年龄确定日期；2）根据树干上的磨损痕迹确定日期。还有一些其他的树木年代分析方法。结果及其讨论为了确定泥石流沉积物的年代，选择了生长在厚度在2米以上的泥石流沉积物中的，带有木材和树木（图5）遭受泥石流冲撞痕迹的树木锯口（图4）。泥石流深度为3米以上，所以这是大规模的泥石流。树木锯口的分析显示，在罗加特卡河流域泥石流分别在1944年、1956年、1983年、1992年发生。为了检验树木年代分析的结果，与气象数据和档案资料进行了对照（表）。图 2 罗加特卡河的泥石流区域图 3 罗加特卡河流域的泥石流沉积物根据树木年代分析的数据，复现罗加特卡河泥石流区域的泥石流锯口编号泥石流发生的年份（根据

8、树木年代分析的结果）乔木树种强降雨年份（根据气象数据）记载的泥石流罗加特卡河流域记载的严重水灾（根据档案资料）11944赤杨-194421956冷杉1955-31983赤杨1981、19821981198141988冷杉1987-51992赤杨-19921992带有泥石流冲撞痕迹的树木锯口。根据这些树木的锯口可以确定泥石流发生的年份，误差为12年（由于计算年轮数目时的不确定性）。图 4 生长在泥石流沉积物中（）的树木和带有罗加特卡河泥石流区域木材（）受到泥石流冲撞痕迹的树木锯口 1号锯口（根据树木年代分析结果的年份1944年）。从档案数据中得知，1944年在罗加特卡河发生过洪水；也可能发生了泥

9、石流。 2号锯口（根据树木年代分析结果的年份1956年）。1955年纪录的日最大降水量为117毫米（根据南萨哈里斯克市水文气象站）；考虑到误差，认为泥石流在1955年出现过。 4号锯口（根据数目年代分析结果的年份1988年）。从气象数据中可以看出，在1987年纪录到罗加特卡河流域的大的降水量；考虑到分析时的误差，认为泥石流在1987年出现过。生长在泥石流沉积物中的树木锯口。在萨哈林，泥石流沉积层在泥石流发生以后经过12年开始适于乔木生长，因此，通过树木的龄期可以大概判断泥石流发生的日期（误差为12年）。 3号锯口（根据树木年代分析结果的年份为1983年）。从气象数据中可以得知，1981年-19

10、82年，在罗加特卡河流域的降水量很大。考虑到分析误差，可以认为泥石流在1981年或1982年出现过。档案资料显示，在1981年8月纪录到在罗加特卡河流域（更准确的是在佩列瓦里纳亚河其右支流）发生了泥石流。 5号锯口（根据树木年代分析结果的年份为1992年）。1992年，在罗加特卡河（佩列瓦里纳亚河）流域纪录到泥石流的发生。图 5 生长在罗加特卡河泥石流区域泥石流沉积中的树身上泥石流的冲撞痕迹因此确定，在罗加特卡河流域平均1012年发生一次大规模泥石流。在这样的复现率下，20022004年期间在罗加特卡河流域应该发生泥石流，但是并没有发生。然而，2002年在罗加特卡河流域附近的、与所研究泥石流区域类似的叶兰尼卡和乌由诺夫卡河流的泥石流区域记录到泥石流的发生。为了进行对比，选取了位于调查区域以南的叶兰尼卡泥石流区域的锯口。确定，泥石流发生的年份为1994年；考虑到在树木年代分析时的误差，得到的时间间隔为19921994年。所以，所得到的泥石流复现率不仅对于罗加特卡河流域，而且对于苏苏奈斯基山脉的泥石