甘肅黃渚鎮(zhèn)“8.12”暴洪泥石流災(zāi)害類型特征及成因分析

周 斌 ，董抗甲，羅鴻東，胡莎莎

（甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，甘肅 蘭 州 7 30050）

0 引言

黃渚鎮(zhèn)位于甘肅省成縣北部，嘉陵江的Ⅱ級(jí)支流——東河自北向南從鎮(zhèn)區(qū)穿過(guò)，從大的地貌形態(tài)上屬于隴南山地北部。隴南山地是甘肅省內(nèi)泥石流分布密度最大、爆發(fā)頻率高的地區(qū)，也是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的地區(qū)之一［1］。

2010年8月12日凌晨2時(shí)～上午7時(shí)30分左右，成縣北部黃渚鎮(zhèn)一帶遭受百年不遇的暴雨影響，爆發(fā)特大泥石流地質(zhì)災(zāi)害，并催生了泥石流、滑坡及不穩(wěn)定斜坡、礦坑突水、道路岸坡坍塌等次生地質(zhì)災(zāi)害［2-3］。災(zāi)害造成黃渚鎮(zhèn)居民及廠壩鉛鋅礦生活區(qū)、工作區(qū)職工家屬的生產(chǎn)、生活遭受重大損失，并造成了人員傷亡的慘劇。

1 災(zāi)害類型特征及規(guī)模［2-3］

本次暴洪催生的主要次生災(zāi)害類型有泥石流、不穩(wěn)定邊坡及滑坡、礦坑突水、道路岸坡坍塌等4種。另外，處于天子坪地帶的尾礦庫(kù)亦是一潛在災(zāi)害威脅。

1.1 泥石流災(zāi)害及其規(guī)模

區(qū)內(nèi)的泥石流溝谷主要分布于東河兩側(cè)，主要有趙河、人工河、漆家溝、后溝、漫溝、桑洞灣溝、賈家壩溝等7條泥石流溝（表1），多屬于溝谷型、暴雨型泥石流，溝床比降多大于為80‰，兩岸山坡平均坡度大于30°，溝谷橫斷面多呈“V”型。流域多呈“樹(shù)葉形、漏斗形”，流域內(nèi)大小支溝較發(fā)育，數(shù)量較多。較大的溝谷溝口堆積扇中部為人工修建的行洪通道，溝道較窄，一般寬約5m，兩側(cè)被學(xué)校、村民建筑物所占據(jù)，嚴(yán)重影響了溝道的自然行洪能力。泥石流攜帶物質(zhì)沖出溝谷出口后排入東河中，具有一次性流速快、沖出量大、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。在“8.12”暴洪災(zāi)害中，尤以趙河、人工河、賈家壩溝造成的災(zāi)害最為嚴(yán)重。

趙河泥石流是一條處于衰退期的泥石流溝，整個(gè)流域呈“樹(shù)葉形”，屬于溝谷型泥石流，溝床比降平均為90‰，兩岸山坡平均坡度大于30°，溝谷橫斷面多呈“V”型，流域內(nèi)大小支溝較發(fā)育，數(shù)量較多，溝谷主形態(tài)呈“Y”字型。溝口堆積扇中部為人工修建的行洪通道，溝道較窄，一般寬約5m，兩側(cè)被學(xué)校、村民建筑物所占據(jù)，溝道出山后排入東河中。據(jù)對(duì)泥石流溝泥位現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析計(jì)算，趙河泥石流最大流量達(dá)260m3/s，沖出量達(dá)25×104m3。此次泥石流過(guò)程以稀性的水石流為主，具有流速快、沖擊力大、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。根據(jù)訪問(wèn)、實(shí)地調(diào)查和測(cè)量，趙河泥石流形成的最大洪水位線高出地面4～5m，淤埋高度約2～3 m，泥石流攜帶物質(zhì)多以樹(shù)枝夾雜石塊為主，土質(zhì)成分很少?？梢?jiàn)最大石塊約2m×2m×2m，直徑大小不一，以碎塊石為主。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，趙河泥石流屬于特大型的泥石流地質(zhì)災(zāi)害，泥石流爆發(fā)規(guī)模為大型，泥石流危害性災(zāi)度等級(jí)為大型，泥石流潛在危險(xiǎn)性等級(jí)為大型。共造成賈家壩區(qū)平房，廠區(qū)醫(yī)院、銀興辦公樓及俱樂(lè)部等各種房屋建筑倒塌20090m2，受損43721 m2。企業(yè)、公用設(shè)施受損無(wú)數(shù)。

表1 研究區(qū)主要泥石流溝要素統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical list of element fo main debris flow in research area

人工河泥石流溝與趙河泥石流溝溝口相距約1km，據(jù)對(duì)泥石流溝泥位現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析計(jì)算，人工河泥石流最大流量達(dá)200～250 m3/s，沖出量達(dá)20～25×104m3。以稀性的水石流為主，具有流速快、沖擊力大、破壞力強(qiáng)的特點(diǎn)。人工河沖出量為特大型，爆發(fā)規(guī)模也為大型，泥石流危害性災(zāi)度等級(jí)為大型，泥石流潛在危險(xiǎn)性等級(jí)為大型。

人工河所形成的泥石流災(zāi)害主要是沖刷溝道兩側(cè)，致使部分路段的岸堤發(fā)生坍塌現(xiàn)象，并沖毀橋梁。嚴(yán)重影響了交通及行洪能力。據(jù)訪問(wèn)，該泥石流溝造成位于溝口部位的居民區(qū)房屋倒塌38640 m2，受損11451 m2，1人死亡，損失公用設(shè)施及企業(yè)財(cái)產(chǎn)無(wú)數(shù)。

1.2 不穩(wěn)定斜坡與滑坡及其規(guī)模

區(qū)內(nèi)的不穩(wěn)定邊坡與滑坡主要系人為活動(dòng)而形成，如修筑道路、房屋，進(jìn)行采礦活動(dòng)等，分布于公路兩測(cè)、廠房建筑物后面的山坡處，規(guī)模一般為小型，其主要的危害是建筑物的安全及道路的通暢。

本次“8.12”暴洪災(zāi)害中，在廠壩鉛鋅礦原露天采礦坑的周圍，由于人工采礦而形成的高切坡出現(xiàn)大量的崩塌現(xiàn)象，崩塌形成的碎屑物質(zhì)順坡滾落于露天采礦坑坑口（照片1），嚴(yán)重威脅著該礦區(qū)井下開(kāi)采作業(yè)的安全。

本次“8.12”暴洪災(zāi)害中，由于雨量集中且量大，暴雨形成的暫時(shí)性坡面水流沖刷溝谷兩側(cè)山坡，形成了大量的滑坡?；虏粌H為泥石流災(zāi)害提供了大量的物質(zhì)來(lái)源，其所攜帶的碎屑物質(zhì)順坡而下，沖毀居民房屋、廠房、設(shè)備，堵塞道路的現(xiàn)象較多，嚴(yán)重的甚至造成了人員傷亡（照片2）。如：位于東河吊橋北側(cè)的滑坡，所處地段山坡坡度大于40°，植被發(fā)育，表層為殘坡積物，結(jié)構(gòu)松散。在“8.12”暴洪泥石流災(zāi)害中，由于暴雨的浸潤(rùn)，導(dǎo)致坡面表層土體松動(dòng)，瞬時(shí)形成滑坡，導(dǎo)致山腳的兩戶居民房屋被掩埋，并造成廠壩鉛鋅礦一職工及其家人被埋而死亡的慘劇。

照片1 露天采坑形成的不穩(wěn)定斜坡Photo 1 The unstabitily slope by open-air mining

照片2 暴雨形成的吊橋北側(cè)滑坡Photo 2 The landslide of drawbridge northern by tor rential rain

1.3 礦坑突水及其規(guī)模

由于百年不遇的特大暴洪災(zāi)害，使得降水在短時(shí)間內(nèi)聚集，降水沿露天采坑形成的裂隙、基巖裂隙面下滲進(jìn)入礦井，同時(shí)由于降水的作用，造成地表水暴漲而灌入井下作業(yè)區(qū)，形成較大的礦井突水災(zāi)害。導(dǎo)致6個(gè)中段，近30個(gè)分層被淹，3個(gè)采場(chǎng)損壞，造成了較大的危害。其中部分生產(chǎn)設(shè)備被毀，有電機(jī)車、水泵、配電設(shè)施、采掘設(shè)備、變壓器、鏟運(yùn)車、高壓電纜等共計(jì)106臺(tái)套，造成礦井全面停產(chǎn)。其中礦坑內(nèi)水位標(biāo)高最高處為1022m，最低處為702m。礦坑突水災(zāi)害共造成損失1932×104元。

1.4 道路岸坡坍塌及其規(guī)模

本次暴洪泥石流災(zāi)害對(duì)礦區(qū)內(nèi)的道路也造成了極大的損害。暴洪形成的泥石流、洪水沖刷溝岸及道路岸坡，造成多處道路被沖塌，橋梁被沖毀，道路岸坡多處坍塌，對(duì)礦區(qū)交通、搶險(xiǎn)車輛的通行、搶險(xiǎn)物資的轉(zhuǎn)運(yùn)、職工及居民的生活生產(chǎn)造成了極大的不利與危害。

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，共造成損毀道路10km，沖毀橋梁4座，岸坡坍塌若干處，經(jīng)濟(jì)損失1140×104元。

1.5 漆家溝尾礦庫(kù)及廢石堆場(chǎng)的潛在威脅及其規(guī)模

漆家溝流域內(nèi)具有泥石流發(fā)育的良好條件。從地形地貌上看，漆家溝流域相對(duì)高差大，地形陡峻，溝谷縱坡大，有利于泥石流物質(zhì)的匯集和成災(zāi)；從物源條件上看，溝內(nèi)泥石流固體物源豐富，有選礦尾砂、采出廢石，震后導(dǎo)致尾礦庫(kù)壩體受傷新增物源量較大，特別是“5.12”地震后，致使尾礦渣堆整體下滑，頂部平臺(tái)裂縫、錯(cuò)落發(fā)育，前緣廢石滑入溝道，對(duì)溝道形成堵塞，新增大量松散固體物源；從水源條件上看，漆家溝流域面積較大，降雨較充沛，水源條件豐富。因此，在特大暴雨的激發(fā)下，可能發(fā)生較大規(guī)模泥石流災(zāi)害。

災(zāi)后經(jīng)統(tǒng)計(jì)［2-3］，本次泥石流災(zāi)害共造成重災(zāi)戶數(shù)382戶，受災(zāi)戶數(shù)726戶，職工個(gè)人財(cái)產(chǎn)損失約2500×104元，居民房屋損失13864.4×104元；企業(yè)損失32116.65×104元，其中：財(cái)產(chǎn)損失 13422.3×104元，交通設(shè)施1140×104元，水利及電力設(shè)施損壞損失2208.8×104元，通訊設(shè)施損失223.5×104元，環(huán)保設(shè)施3301.45×104元，礦井及采礦設(shè)施4700×104元，廠區(qū)綠化3467×104元，外來(lái)施工單位損失3654×104元。共造成礦區(qū)7253人受災(zāi)，其中死亡4人，失蹤7人，重傷2人，轉(zhuǎn)移安置3155人。

2 暴洪災(zāi)害的成因分析［2-5］

筆者在本次暴洪泥石流災(zāi)害發(fā)生后，前往災(zāi)區(qū)參加了有關(guān)的評(píng)估、調(diào)查及災(zāi)后恢復(fù)重建規(guī)劃等相關(guān)工作。筆者認(rèn)為，此次暴洪泥石流災(zāi)害形成的直接原因是百年不遇的暴雨，次為不合理的人為活動(dòng)。另外，災(zāi)區(qū)所處的地形地貌條件等也有利于災(zāi)害的形成。

2.1 降水條件

此次暴洪泥石流災(zāi)害及其催生的其他次生災(zāi)害的形成與降雨強(qiáng)度直接相關(guān)。瞬時(shí)暴雨具有局域性、高強(qiáng)度的特征，是誘發(fā)泥石流、滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素。黃渚一帶屬暖溫帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明，受地形、植被等因素的影響，多年平均降水量在710mm以上，為降雨高值帶。降水量時(shí)空分布很不均勻，且主要以暴雨的形式出現(xiàn)。暴雨具有時(shí)間長(zhǎng)、降水量大特點(diǎn)。根據(jù)多年暴雨資料統(tǒng)計(jì)，暴雨分布于4～9月，主要集中于7～9月（圖1，表2），占全年降雨量的65％～80％。年平均暴雨次數(shù)1.3次左右。

圖1 黃渚鎮(zhèn)地區(qū)年內(nèi)暴雨次數(shù)及頻率分布圖［3］Fig.1 The char t of frequency distribution and times of heavy rainr in Huangzhu town

表2 黃渚鎮(zhèn)暴雨次數(shù)及頻率表［4］Table 2 Rainstorm number and frequency in Huang zhu town［4］

本區(qū)的暴雨有兩種形式：夏季為短時(shí)驟降的強(qiáng)雷陣雨，夏末初秋為連陰雨天氣遇冷空氣而雨量加強(qiáng)的強(qiáng)降雨過(guò)程。在日降雨量相同情況下，后者成災(zāi)程度更為嚴(yán)重。歷史上最大幾次暴雨，都出現(xiàn)于陰雨持續(xù)時(shí)段，其過(guò)程量可達(dá)250mm左右。如1968年8月1～4日大暴雨，城關(guān) 255.3mm，小川 226.0mm，黃渚248.4mm。本次暴洪泥石流地質(zhì)災(zāi)害亦同。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，本次形成災(zāi)害的過(guò)程降水量達(dá)141.9mm（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于誘發(fā)2010年舟曲“8.8”特大山洪泥石流災(zāi)害時(shí)的降雨——96.77mm），這樣的降雨強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本區(qū)域泥石流發(fā)生的臨界值，所以降雨條件也完全達(dá)到泥石流發(fā)生對(duì)水源的要求。

2.2 不合理的人為活動(dòng)

不合理的人為活動(dòng)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）交通建設(shè)的負(fù)面影響：交通建設(shè)的不合理選址及修建活動(dòng)，降低了泥石流行洪斷面，加劇了災(zāi)害損失。

（2）不良的生活習(xí)慣：如亂倒垃圾，增加了泥石流的固體物質(zhì)來(lái)源；在坡腳修建房屋等活動(dòng)，則破壞了原有的自然應(yīng)力平衡狀態(tài)，增大了泥石流及滑坡的可能性。

（3）礦業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的負(fù)面作用：礦業(yè)活動(dòng)破壞了原有的自然生態(tài)平衡狀態(tài)，破壞了地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)，若遇強(qiáng)降雨時(shí)，更易引發(fā)山體滑坡和泥石流，加重災(zāi)害。

（4）此外，地方防災(zāi)意識(shí)薄弱，防災(zāi)體系不夠完善也在一定程度上加劇了災(zāi)害的損失。

2.3 地貌、地質(zhì)因素

2.3.1 地形地貌

黃渚一帶在地形地貌上屬北西秦嶺山地侵蝕構(gòu)造溶蝕峰叢中高山區(qū)。境內(nèi)群山起伏，山高谷深，溝壑縱橫，山體坡度一般為30°～40°，局部達(dá)50°左右，由于河流強(qiáng)烈的下蝕作用，相對(duì)高差500～1500m，所形成的溝谷多呈“樹(shù)葉形或漏斗形”，水系發(fā)達(dá)，溝壑密度 5km/km2［3］。由于降水充沛、雨量豐富、暴雨頻發(fā)，雨水匯流快，各溝谷每年都有不同程度的洪水、泥石流發(fā)生，為滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了大面積有利的地形地貌條件。

2.3.2 地層巖性

黃渚鎮(zhèn)周圍及礦區(qū)大部分地區(qū)廣泛分布巖溶化碳酸鹽巖巖組和印支期的花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖。碳酸鹽巖巖組巖性為泥盆系灰?guī)r夾碳質(zhì)板巖、砂巖、千枚巖、頁(yè)巖，溶蝕裂隙發(fā)育，具多層溶洞，規(guī)模小，為降水的入滲提供了良好的通道。而花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖風(fēng)化較強(qiáng)烈，形成砂礫土，其顆粒間隙大、透水性強(qiáng)，粘性差，蓄水能力亦差，再加上表層一定厚度的殘堆積層，為泥石流、滑坡等暴洪災(zāi)害的形成提供了良好的物質(zhì)來(lái)源。

2.4 構(gòu)造及地震影響

“5.12”地震發(fā)生后，區(qū)內(nèi)各流域均發(fā)生了不同程度的滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致山體巖土體破碎松動(dòng)，為地表水下滲創(chuàng)造了有利條件。再加上又歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間干旱缺雨，瞬時(shí)暴雨成為加劇滑坡、崩塌發(fā)生的催化劑，短時(shí)間內(nèi)為泥石流提供了巨量的松散物質(zhì)來(lái)源，加劇了泥石流的發(fā)生。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害自身特征

泥石流地質(zhì)災(zāi)害自身具有它的隱蔽性、突發(fā)性和破壞性。

泥石流流域內(nèi)分布廣泛的巖層、易風(fēng)化破碎的軟弱巖層對(duì)泥石流固體物質(zhì)具有控制作用，崩塌、滑坡及水土流失的嚴(yán)重程度是泥石流產(chǎn)生的一個(gè)非常重要的影響因素，是形成泥石流的主要固體物質(zhì)來(lái)源。在沒(méi)有水動(dòng)力時(shí)，松散物質(zhì)堆積溝道，不會(huì)對(duì)下游產(chǎn)生威脅。一旦有瞬時(shí)暴雨，山洪將攜卷大量松散堆積物洶涌而下，淤埋或沖毀下游建筑物、道路、農(nóng)田等，這種長(zhǎng)期積累一次輸走的積累方式充分印證了泥石流的這三大特性。

3 結(jié)論

本次屬于特大型的泥石流地質(zhì)災(zāi)害，泥石流爆發(fā)規(guī)模為大型，活動(dòng)性極高，泥石流危害性災(zāi)度等級(jí)為大型，泥石流潛在危險(xiǎn)性等級(jí)為大型。其形成的災(zāi)情為特大級(jí)。

本次“8.12”暴洪泥石流災(zāi)害是多種因素綜合作用的結(jié)果，其最主要的因素是瞬時(shí)強(qiáng)降雨，次為不合理的人為活動(dòng)，而復(fù)雜的地形地貌條件、不利的地層巖性、地質(zhì)災(zāi)害自身特征等也為災(zāi)害的形成提供了有利的條件。

因此，正確認(rèn)識(shí)和掌握該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的危害性，提出合理的防治及減災(zāi)對(duì)策，對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人地和諧是極其重要的。

［1］中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所，甘肅省交通科學(xué)研究所.甘肅泥石流［M］.北京：人民交通出版社，1982，12：1-7.Lanzhou Institute of Glaciologe and Cryopedologe，Academia Sinica Traffic Science Institute of Gansu Province.Debris flow in Gansu province［M］.Beijing：The Publishing House of People Transportation，1982，12：1-7.

［2］甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，西北礦冶研究院.甘肅成縣黃渚鎮(zhèn)“8.12”暴洪泥石流災(zāi)后廠壩礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估報(bào)告［R］.2010.Geology and Environment Monitoring Institute of Gansu Province，The North research institution ofmining industry and smelt.The estimate report of geoiogy disaster dangerous in mine area of Changba after the“8.12”sudden and violent delugemud-rock flow at Huangzhu town in chengxian in Gansu Province［R］.2010.

［3］甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，西北礦冶研究院.甘肅成縣黃渚鎮(zhèn)“8.12”暴洪泥石流災(zāi)后廠壩礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查報(bào)告［R］.2010.Geology and Environment Monitoring Institute of Gansu Province，The North research institution of mining industry and smelt.The meet an emergency research report of geoiogy disaster in mine area of Changba after the“8.12”sudden and violent delugemud-rock flow at Huangzhu town in Chengxian in Gansu Province［R］.2010.

［4］甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.甘肅省成縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報(bào)告［R］.2003，12：9-10.Geology and Environment monitoring institute of Gansu province.The report of research and partition for geoiogy disaster in Chengxian in Gansu Province［R］.2003，12：9-10.

［5］陽(yáng)岳龍，廖靜男，林劍.湖南郴州市山洪災(zāi)害的特征及成因分析［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2008，19（3）：134-138.YANG Yuelong，LIAO Jingnan，LIN Jian.The genesis and features of mountain torrent disaster in Chenzhou city，Hunan Province［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2008，19（3）：134-138.