２０１１年５月
地下水第３３卷第３期
ｍａｙ．，２０１１
四川省江油市四里溝泥石流基本特徵
及危險性評價
張建新，閆晉龍，楊家林
【河南省有色金屬地質礦產局第六地質大隊，河南洛陽４７１００２）［摘一
要］四里溝泥石流位於四川省江油市石元鄉楠木園村，屬「５．１２」特大**震區。特大**不僅造成了
定的經濟財產損失，同時還誘發了為數眾多的崩塌、泥石流等次生地質災害。文章分析了該泥石流頻率規模、堆
＋防護堤治理方案。
積特徵、成因及發展趨勢等基本特徵，並進行了危害性評價，結合工程實際對泥石流進行防治建議，提出一級攔砂壩
［關鍵詞】四里溝泥石流；基本特徵；危險性評價［中圖分類號］ｐ６４２．２３
［文獻標識碼］ｂ
［文章編號一ｏ３
這兩次江油全區普降大到暴雨，楠木園村周圍溝渠暴滿，其中２００８年９月２４日暴雨引發泥石流，泥石流淤滿了楠木園村在四溝裡修建的一座小水庫，毀壞了下游的部分梯田，損
１自然環境概況
１．１流域概況
四溝裡總體上為深切割「ｖ」型谷，總體上具有岸坡陡峻，切割深度較大的特點。主溝縱長１２７０ ｍ，主溝溝頭最高點大１７１山高程為１７０２．６ｍ，溝口與清江支流交匯處高程為７２３．７ ｍ，相對高差９７８．９ ｍ，主溝平均縱坡降５００％￣～
壞了下游的一條鄉村道路的部分路段，給當地居民造成較大的經濟損失。
１．３地質環境條件
勘查區處於前龍門山地層分割槽，主要為中生界三疊系上統須家河組（ｔ ｘ）、第四系鬆散堆積層（ｑ ）。現分述如下：
１）中生界三疊系上統須家河組（ｔ ｘ）
淺灰、深灰色灰岩及黃灰、灰綠色頁岩。在四溝裡泥石
６００％。，其中形成區以上溝段縱坡陡峻，而以下溝段總體上縱坡略緩，且呈現陡緩相問的空間變化特徵。溝谷平面上谷寬
總體上上游窄，下游較寬，且也呈現出時寬時窄的變化特點。四溝裡下游流量０．２ ｍ ／ｓ左右，豐水期流量可達２．０～５．０
ｍ流溝的形成區、流通區出露，該巖組分布廣泛。岩層產狀１２０。６５。，岩層構造裂隙較發育，該層厚度大於５０ ｍ。
２）第四系崩坡積物（ｑ）、洪積物（ｑ４＞、殘破積物
。／ｓ，主要接受大氣降水和泉水補給，流量受降水量影響較
大，總體上**後流量有所增大。
（ｑ ｅｓ）
為塊碎石土，呈稍密一中密狀，由粉質粘土、角礫、碎石、
塊石組成，灰色，稜角狀，結構呈鬆散一稍密狀，塊徑一般５ｏ
～８０ ｅｍ不等，大的有１５０ ｅｍ以上，母岩岩性為強風化灰岩、
泥岩等，區域性耕作段表層１ｍ左右為粉質粘土夾碎石，土石比為５：５至３：７，該層厚０～２０ ｍ。稍溼、可塑狀，底部含風化岩屑。主要分布於溝谷及坡腳緩坡地帶。
２泥石流基本特徵
圖１四溝裡溝域全貌圖
２．１泥石流災害史及災情、危害性分析
２．１．１泥石流災害史及災情
１．２氣候條件
江油市屬於**帶濕潤季風氣候區，具有氣候溫和，四季分明，雨量充沛，夏熱冬暖等特點。根據江油市氣象局１９５７年至２００５年觀測資料統計，多年平均氣溫１５．９ ｃｃ，多
四溝裡溝為老泥石流溝，曾於２００８年發生大規模的泥石
流災害。２００８年９月２４日９時，楠木園村遭遇５ｏ年一遇的特大暴雨，日降雨量３５ｌｍｍ，四溝裡溝發生泥石流，一次性
衝出鬆散物質方量約３ ５００ ｍ ，該堆石壩阻擋了泥石流中主
年平均降雨量為１０５０ ｒｎｍ，每年降雨集中在６～９月，其降雨量達到７８８．２ ｍｍ，佔全年降雨量的７２．８％。
要物質的流通，致使大量泥石流攜帶的鬆散物質堆滿小水庫。少量粒徑較小的鬆散物質隨泥石流衝過堆石壩流走，破壞了下游的部分農田。據統計，本次泥石流活動已造成直接
特別指出的是近兩年來出現兩次特大日降雨量分別為年９月２４日）和年７月１４日）。
［收稿日期】２１）１ｏ一】２—９
【作者簡介］張建新（１９６８一），男，河南新鄉人，工程師，主要從事礦產勘查、礦山水文地質、工程地質及地質災害工作。
１６６３３巷第３期經濟損失１５餘萬元。
２．１．２ 泥石流危險區範圍及險情
地下水２０１１年５月
流過程中將坡面鬆散泥沙及坡面的各類鬆散堆積物源攜帶進入溝道，並順溝而下，通過溝道揭底沖刷捲動溝道內的松
四溝裡溝泥石流危險區範圍主要為沿溝兩岸**最高
散堆積物源，並將兩側溝岸鬆散固體物質帶走，以滾雪球的方式下向遊運動，從而暴發泥石流災害。
在暴雨作用下，支溝的流大部分進入主溝，因而，主溝的水流量遠大於支溝，而支溝泥石流的固體物質則部分部分停積於溝口平緩開闊地段，部分』７ｒ入主溝，閒而支溝泥石流往往在匯入主溝後被大大稀釋，其重度降低，而流量則從上游向下游逐步增大，沖刷能力增強，並將主溝兩岸及溝底的鬆散固體物質帶向下游，因此，主溝主要為稀性泥石流或高
泥位線以下域、四溝裡溝中段因彎道超高可能淹沒的區域及支溝泥石流威脅的區域。據此確定的泥石流危險區泥百流危險區面積為
根據確定的泥石流危險區範圍，四溝裡溝威脅物件主要為楠木園村ｊ、四組居民點９戶３０人的生命和財產安全，並對溝ｌ］兩岸的農田、１條鄉村公路及２座橋涵造成威脅，直接
威脅財產３００萬元以上。四溝裡溝泥石流目前危害程度屬小。
２．２泥石流各區段衝淤特徵２．２．１形成區衝淤特徵
四溝裡主溝及支溝上游坡度較大（多在３ｏ。～８０。左彳了），
溝谷縱坡較陡（在４００％，９以卜），且區域性地殼運動表現為強
烈抬公升為主的運動特徵決定，形成區的衝淤特徵視不同溝段幹¨主、支溝條件的差異而表現ｆ【ｉ不同的特點，另外，降雨量及其分布的不同、溝道內洪水（或泥石流）流罱的差ｌ芹，其衝
淤現象也會出現一定的差異，總體上看，主溝上段衝淤特徵表現為以衝為主的特點，主溝下段衝淤特徵表現為以淤為主
的特點，支溝表現為以衝為主的特點。２．２．２
流通區衝淤特徵
流通區的衝淤特徵視不同溝段和主、支溝條件的差異而
表現ｆ「小同的特點，另外，因降雨量及其分布的不同、溝道內洪水（或泥石流）流量的差異，其衝淤現象也會出現一定的差
異，總體ｆ：看，主溝上段衝淤特徵表現為以衝為主的特點，主溝下段衝淤特徵表現為以淤為主的特點，而支溝表現為以衝為主的特點。
２．２．３ 堆積區中淤特徵
堆積分布於四溝裡溝中段以下，其溝道經堆積扇區中部通過，該段溝道坡度５。～ｌ０。，這種條件決定該溝段衝淤特徵仍為以淤為主的特點，在但大規模暴雨洪水或稀性泥石流作ｊ｛】下，其沖刷作用將加劇，如２００８年泥石流即對溝床產
ｒ一定的沖刷侵蝕，據訪問和調查，其最大侵蝕深度達１ｍ左右，平均侵蝕深度０．５ ｍ左右。
２．３ 泥石流發生頻率和規模
根據以往四溝裡溝泥石流的災害史，該泥石流為低頻泥
彳流，但隨著**後物源量的增多，引發泥石流的激發雨量可能減小，岡此，其發生頻率可能加密。泥石流發展階段為
發展期。
５．１２**後至今，四溝裡主溝發生過一次泥石流災害，
溝內崩塌、滑坡等不良地質現象和泥石流鬆散固體物質增
多，泥石流暴發的危險性增大，一旦遇到暴雨等不利情況，其發生較大規模泥石流的可能性較大，只要雨量足夠，再次暴發
流的規模可能達到甚至超過２００８年９月泥流規
模，如１ 及時治理，可能對溝口楠木園村居民生命財產安全
形成嚴重威脅。
２．４ 泥石流的成因機制和引發因素
溝主溝泥彳了流在暴雨作用下，大世匯集於溝道，匯
夾沙洪水。
在泥石流形成過程中，溝域內地形陡峻，溝谷縱坡大為
水源和泥沙的匯聚提供＿ｒ有利的地形地貌條件，四溝裡溝中上段兩岸及支溝中上游地段強烈的崩滑現象和震後水土流失的強劇，以及溝道內大量的溝道堆積物為泥石流的發生提
供了豐富的鬆散嗣體物源，而暴則是泥石流形成的主要引發兇素。由於溝谷地形陡峻，易於水，水源豐富，泥石流類
型主要為稀性泥石流。
泥石流規模主要與溝域內鬆散體物源的累計和動態變化情況及與引發泥石流的暴雨情況相關，當溝域內鬆散固
體物源累積較多，且遇到集中暴雨時，往往就會發生較大規
模的泥石流災害 ２００８年泥石流後，溝域內大部分可參與泥石流的ｉ司體物源被泥石流帶走，５．１２**後，四溝裡溝域內
崩塌、滑坡等不良地質現象增多，町參泥流活動的鬆散固體物源量也大大增加，據訪問調查，口前累積的鬆散固體
物源量＿已超出２００８年泥石流爆發前的物源齇，一旦遭到較大暴阿的作用，勢必引發大規模的泥流災害。２．５ 泥石流起動條件及發展趨勢
２．５．１
泥石流起動條件
物源啟動（失穩）一般受兩大閃素制約，一是內在條件，
具體包括：①物源本身的膠結和密實狀況，②物源現狀穩定性，③物源所在邊坡地形坡度。二足誘發條件，具體包括：
①水流沖刷，②降雨條件。
水～物源區堆積體結構鬆散，尤膠結，堆積坡角
３０。～５０。，多數物源處於不穩定或潛在不穩定狀態，是形成泥石流的主要物質**。流通區和堆積中的鬆散堆積物
較多，植被發育較差，堆積坡角２５。～４５。，處於潛在不穩定狀態，是泥石流爆發的主要物源
水流沖刷，實際上是指鬆散物源水流沖溝之間的位置
關係。具體而青，鬆散物源距水流沖溝越近，水流沖刷對其影響越大，越不利於其穩定。故匯水～物源區鬆散物源可直
接補給泥石流。
通過對楠木園村四溝裡發育特徵分析可 ，楠木園村四溝裡泥石流爆發與雨季降雨密切相關，此降雨是誘發泥石流的首要因素，而水流沖刷一般情況下是隨著降雨作用相伴生的。
２．５．２
泥石流發展趨勢特徵
如前所述：楠木園村四溝泥流形成一流通區不穩定
物源較豐富，並且植被發育一般，足形成泥石流的主要物質
**區，並且形成一流通區溝道彎道較少，兇此可以使洪水
１６７３３卷第３地下水２ｏｌ１年５
快速聚集。流通區溝谷以瘦「ｖ」形為主，兩側陡崖發育，由於縱坡降較大，溝谷暢通，對泥石流可以起到很好的加速作用；溝谷兩側物源鬆散，穩定性差，容易被泥石流攜帶，並且
數判別標準：楠木園村四溝裡泥石流為危險性中等。３．２泥石流危害性等級評價
泥石流災害一次造成的死亡人數或直接經濟損失可分為特大型、大型、中型４個災害等級。
表１泥石流災害危害性等級劃分表
谷坡裸露基岩為易風化且裂隙發育的石英閃長岩，在特大暴雨條件下很可能導致區域性崩塌，直接成為泥石流物源，並且
可能會堵塞溝道，使泥石流產生陣流，能量集聚爆發，最終形成較大規模的泥石流。堆積區平緩、寬闊，有利於泥石流攜
帶的固體物質沉積。
綜合分析目前楠木園村四溝裡的地形條件、固體鬆散物
質發育狀況、水力條件等方面的因素，並結合工程地質模擬注：災害等級得兩項指標不在乙個級次時，按從高原則確定災度等級
分析，楠木園村四溝裡潛在泥石流的型別為低頻稀性泥石流，但因「５．ｉ２」**的影響，大量山體崩塌、滑塌，在溝中堆積了大量的鬆散物質，且植被大面積破壞，岩體破碎，為泥石
流的發生提供了充足的物質**，在大暴雨或特大暴雨條件下有發生泥石流的可能
３ 泥石流危險性評價
３．１泥石流危險性指數
為了分析泥石流現狀及對當地居民形成危害的潛在危險性，我們採用了地質災害危險性分析的方法，分析研究區泥石流危險性指數構成，
以整個楠木園村四溝裡流域範圍做為分析單元，分析影響泥石流潛在活動強度的各種控制條件，在此基礎上建立泥石流危險性指數計算模型，從而確定泥石流災害的發育特徵。參考前人的分析經驗，採用下式計算泥百流危險性指數
（ｚｗ）：
式中：ｚ。、ｚ。為泥石流的歷史強度和潛在強度；ａ 、ａ 為
歷史強度和潛在強度的權重，分別為０．３和０．７；為修正係數，泥石流取０．４６（據張業成等）。歷史災害強度按下式計算：
ｚｌ：ｇｐ
（２）ｇ、ｐ為歷史活動規模和活動頻率的評判等級分值，根據
泥石流的堆積體積和活動性各取０—５之間的數值。該值是依據我們的工作經驗按兩類因素分別取值後疊加形成的。
潛在泥石流危險強度按下式計算：
（３）式中：ｄ、ｘ、ｑ、ｒ分別為控制泥石流形成與發展的地質條件、地形地貌條件、氣候植被條件、人為條件充分程度的標度分值，評分標準採用張業成等人的研究成果
為四類泥石流形成條件的權重。ｋ為修 ｅ係數，這取０．７。以上分析中所使用的權重是張業成先生等採用專家問卷調查的方法並對調查結果採用層次分析後獲得的，依據充分，
結果是可信的。
根據以上標準和楠木園村四溝的實際情況，危險性指
數計算引數ｄ、ｘ、ｑ、ｒ值分別為值分別為２、５；經計算潛在危險性ｚ．．為６．４１９，歷史危險性為１０，楠木園村四溝裡泥石流危險性指數ｚ 為３．４４７。按照危險性指
ｌ６８根據泥石流危害性評價標準，結合楠木園村四溝裡泥石流災害造成的直接經濟損失，泥石流危害性等級為大型。
綜上評價結果可知，楠木園村四溝裡泥石流易發程度評
價為中等易發，危險性指數評價為中等，危險性等級評價為大型。因此：楠木園村四溝裡是一條典型的泥石流溝，中等易發，危險性為中等，進行治理是勢在必行。
４防治工程建議
泥石流治理的目標是減災、防災以確保城市規劃建設的
安全為目標。根據四溝裡泥石流現有的形態、規模以及威脅物件情況，建議採用一級攔砂壩＋防護堤進行治理。
（１）一級攔砂壩：結合泥石流現有的地形地貌、威脅物件
以及物源分布情況，在楠木園村四溝裡設定１道攔砂壩：作用在於攔截泥沙等固體物質，調節下洩水量和輸沙量，利用
回淤效應穩定斜坡和溝谷，降低河床縱坡。具體位置參照工
程布置平面圖。
（２）防護堤：針對具體居民區的防護物件，修建防護堤工程，防止泥石流亂流、漫流衝擊、於埋居民區的房屋、田地，保護當地村民生命安全。
５ 結論
（１）楠木園村四溝裡泥石流為易發泥石流溝，危害性大、危險性大，需要進行工程治理。
（２）楠木園村四溝裡泥石流防治工程方案採用攔、排、穩
相結合的綜合治理措施。經四川省綿陽市國土局組織有關專家評審，一級砂壩＋防護堤治理方案可行。
參考文獻
［１］四川省江油市石元鄉楠木園村四溝裡泥石流應急勘查、可行性
研究、初步沒汁報告．化工部鄭州地質工程勘察院，２００９．
泥石流災害防治工程勘查規範．國土資源
部．２００６．
泥石流災害防治工程設計規範．國土資源
部，２００６；
［４］廖興發等．地質勘察與地質災害監測評估防治技術實用手冊，地
質出版社，２００２．
［５］何平等．泥彳亍流危險性評價．地質出版社，２００６．
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