莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流災(zāi)害形成條件及易發(fā)程度分析

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(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流災(zāi)害形成條件及易發(fā)程度分析

侯謙儒，王慶

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流溝位于莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)政府西部，曾多次發(fā)生泥石流災(zāi)害。溝內(nèi)第四紀(jì)松散堆積物豐富，在暴雨和地震等自然因素的影響下，會(huì)有較大規(guī)模泥石流發(fā)生的可能性，將對(duì)居民安全和基礎(chǔ)設(shè)施帶來不利影響。在對(duì)研究區(qū)孕災(zāi)環(huán)境條件分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合該泥石流的具體特征，分析研究了夏合拉村泥石流的形成條件、發(fā)展趨勢(shì)及其易發(fā)程度。分析結(jié)果顯示：該區(qū)域泥石流為中頻溝谷暴雨坡面侵蝕稀性水石流，泥石流溝處于發(fā)展期，泥石流溝形成區(qū)及流通區(qū)界線不明顯，災(zāi)害發(fā)生時(shí)泥石流沿溝道迅猛下泄，呈現(xiàn)流量大、流速快、含泥量低，危害程度嚴(yán)重，且易發(fā)程度為易發(fā)，實(shí)施防治工程很有必要。為后續(xù)提出防治該泥石流的有效措施提供理論依據(jù)。

泥石流；孕災(zāi)環(huán)境；形成條件；發(fā)育特征及其易發(fā)程度；莎車縣

泥石流是山區(qū)特有的一種地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，具有突發(fā)性的特點(diǎn)[1]。它是一種飽含大量泥沙、石塊以及巨礫的固液兩相液體，是地形地貌、地質(zhì)、水文氣象以及植被等自然因素和人為因素綜合作用的結(jié)果[2]。

研究區(qū)位于霍什拉甫鄉(xiāng)周邊，距莎車縣城約96 km?；羰怖︵l(xiāng)地處昆侖山南麓，東面與喀群鄉(xiāng)相鄰，南部與葉城縣的棋盤鄉(xiāng)接壤，西部與達(dá)木斯鄉(xiāng)相連。由于區(qū)內(nèi)泥石流流域跨越中低山區(qū)及山前河谷階地兩類地貌類型，泥石流溝整個(gè)溝谷為第四系卵礫石和砂礫石覆蓋，粒徑在2～300 mm之間不等，松散物平均厚度在0.5～4.0 m左右，溝谷下部山坡坡體表層為第四系砂礫、粉土覆蓋，為泥石流的發(fā)育提供了良好條件。在暴雨和地震等自然因素的影響下，會(huì)有較大規(guī)模泥石流發(fā)生的可能性，進(jìn)而將對(duì)下游公路、鄉(xiāng)政府、學(xué)校、鄉(xiāng)派出所及當(dāng)?shù)鼐用駱?gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，研究莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流的形成條件形成條件、發(fā)展趨勢(shì)及其易發(fā)程度，可以為后續(xù)提出防治該泥石流的有效措施提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)孕災(zāi)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

研究區(qū)位于斷塊上升中等切割的中山區(qū)，泥石流流域海拔在1 575～1 868 m，相對(duì)高差293 m；流域內(nèi)支溝較為發(fā)育，溝道整體坡降201.9‰。山體表層被風(fēng)化的殘坡積圓礫所復(fù)蓋、山頂較平緩，山坡呈弧形，坡角35°～50°。沖溝發(fā)育，沖溝上游呈“V”字形，下游呈“U”字形，沖溝南北長1 450 m，東西寬592 m，流域面積為0.58 km2，溝谷寬度50～200 m，溝底寬度3～100 m，溝槽寬度0.5～5 m，侵蝕深度0.3～1.2 m。溝谷兩側(cè)山體坡度40°～50°，泥石流溝整體輪廓呈啞鈴狀。植被覆蓋率低。

1.2 地層巖性

研究區(qū)出露地層巖性主要有第四系下更新統(tǒng)西域組(Q1)、上更新統(tǒng)新疆群(Q3)和第四系全新統(tǒng)(Q4)。

西域組(Q1)主要巖性為灰黑色巨厚層塊狀礫巖及砂巖，主要出露于勘查一區(qū)泥石流溝、勘查二區(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)泥石流溝，Ⅱ號(hào)泥石流溝主溝泥石溝中上部溝道兩側(cè)的山體，礫巖顏色為灰褐色，為鈣質(zhì)膠結(jié)，厚約100～3 000 m。

上更新統(tǒng)新疆群(Q3)地層巖性主要為灰黑色礫石層、砂礫石層，主要出露于河谷及兩側(cè)出露的階地，厚大于50 m。

全新統(tǒng)沖積物(Q4al)卵石、粉土：主要分布于河床兩側(cè)、河床內(nèi)及階地，厚度>15 m。

全新統(tǒng)洪積物(Q4pl)卵礫石：主要分布于6條泥石溝溝道內(nèi)及洪積扇之上，顏色為灰白色，呈松散狀態(tài)。

殘坡積物(Q4edl)卵礫石、粉土、粉細(xì)砂：主要分布于形成區(qū)、堆積區(qū)及流通區(qū)，厚度在0.2～2.50 m之間，顏色為灰—灰白色，呈松散狀態(tài)。

1.3 工程地質(zhì)條件

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2009，研究區(qū)巖土體劃分為第四系碎石土單層土體和碎石、粉土雙層土體。

1.4 水文地質(zhì)條件

根據(jù)巖性結(jié)構(gòu)、所處地貌部位以及地下水埋藏條件，研究區(qū)地下水主要為第四系松散巖類孔隙潛水。廣泛分布于山前平原。含水層主要由全新統(tǒng)沖積層、上更新統(tǒng)-中更新統(tǒng)沖、洪積層組成。研究區(qū)位于河谷及階地上，單一結(jié)構(gòu)，含水層介質(zhì)為砂礫卵石，厚度一般多大于15 m，地下水位埋深大于10 m，單井涌水量1 000～3 000 m3/d，礦化度小于1.0 g/L，水化學(xué)類型為SO4·HCO3·Cl-Mg·Na·Ca型，主要接受河道入滲、側(cè)向徑流補(bǔ)給，主要以向下游的側(cè)向徑流排泄為主。

1.5 人類工程活動(dòng)

研究區(qū)內(nèi)除泥石溝中部以上區(qū)域人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)極少外，其余區(qū)域人類工程活動(dòng)較強(qiáng)，主要有：通信工程、供電工程及公路均位于洪積扇的中部地段；當(dāng)?shù)鼐用褡≌鞍簿臃恐饕挥诤庸入A地之上；耕地主要分布于艾亞河的河流階地上。在泥石流影響范圍內(nèi)，溝谷下游人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)十分頻繁，中、上游人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)稀少。人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境破壞程度小，影響程度小。由于泥石流溝谷在春季融雪水和夏季暴雨洪水的作用下，攜帶洪積扇及溝底松散堆積物下沖，形成泥石流，對(duì)安居房及周邊居民人身安全構(gòu)成威脅，對(duì)道路、林帶及草地構(gòu)成威脅。

2 泥石流形成條件

泥石流的形成，必須同時(shí)具備三個(gè)基本條件：有利于貯集、運(yùn)動(dòng)和停淤的地形地貌條件；有豐富的松散土石碎屑固體物質(zhì)來源；短時(shí)間內(nèi)可提供充足的水源和適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)因素。

2.1 地形地貌條件

研究區(qū)位于葉爾羌河河谷三角交匯的河谷一、二級(jí)階地上，周邊為密集的村莊，再向遠(yuǎn)的周圍即為山前溝口洪積扇和剝蝕-侵蝕中低山。地貌單元主要有剝蝕-侵蝕中低山溝谷、山前溝口沖洪積扇和河谷沖積階地。葉爾羌河河谷一、二級(jí)階地寬約200～400 m，海拔1 610～1 580 m，自然地形坡度30‰～80‰。中低山區(qū)由南、北、西方向向中部河谷發(fā)育數(shù)條泥石流溝，溝谷長0.5～2 km，寬度5～150 m，海拔1 940～1 610 m，相對(duì)高差100～200 m，匯水面積為0.2～1.5 km2。區(qū)內(nèi)地形地貌條件有利于區(qū)域地表水向主溝道內(nèi)匯集形成洪流，洪流攜帶松散堆積物向下游運(yùn)移，沿程不斷有支溝向其補(bǔ)給水源和物源，在主溝道內(nèi)逐漸形成勢(shì)能強(qiáng)大的泥石流，最終泥石流固體物質(zhì)堆積河谷一、二級(jí)階地及現(xiàn)代河床內(nèi)，洪水則全部匯入相對(duì)應(yīng)的河道。

2.2 物源條件

通過本次野外工作的調(diào)查、地面物探、探井及探槽資料分析，研究區(qū)泥石流形成所需的固體物質(zhì)來源主要分布于各條泥石流溝溝道內(nèi)及兩側(cè)坡腳的松散堆積物，物源豐富，為泥石流發(fā)生提供了足夠的物源。在溝道內(nèi)松散堆積物最小厚度為0.3 m，最大厚度為4.5 m，一般厚度在2.1 m，溝道面積為0.083 km2，物源量為17.43萬 m3；由于殘坡積物在溝道兩側(cè)坡腳零星分布，根據(jù)物探及探槽資料分析結(jié)果，殘坡積物的厚度一般在0.3～1.0 m之間，平均厚度0.8 m，根據(jù)地面調(diào)查資料結(jié)果，殘坡積物的總面積約5 000 m2，物源量約4 000 m3，總物源量為17.83萬 m3。

2.3 水源條件

研究區(qū)影響泥石流災(zāi)害形成的主要因素是暴雨，區(qū)內(nèi)年平均降水量77 mm，采用最近的卡群水文站多年降水資料進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，用55 a實(shí)測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比分析，系列中的2002年7月9日出現(xiàn)的一日降水量為40.0 mm，接近50 a一遇一日最大降水量。50 a一遇的一日最大降水量為46.6 mm。降水主要集中于5-9月，約占全年降水量的80%。由于降水量少，氣溫變化大，植被發(fā)育差，地表土壤幾乎無法承載突如其來的降水。

區(qū)內(nèi)的泥石流溝，平面呈樹葉狀，三面環(huán)山，一面出口，致使突發(fā)的強(qiáng)暴雨能在短時(shí)間內(nèi)形成較大的地表徑流，裹挾松散碎屑物質(zhì)運(yùn)移而形成泥石流。當(dāng)泥石流流域內(nèi)發(fā)生長時(shí)間大暴雨天氣時(shí)，勢(shì)必將形成規(guī)模大、破壞力強(qiáng)的泥石流并對(duì)流域內(nèi)的防洪工程、水利工程等造成危害。

3 泥石流災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)

3.1 泥石流溝發(fā)展階段

經(jīng)過對(duì)勘查資料的分析研究，該泥石流溝道順直，溝道內(nèi)植被覆蓋率10%左右，主溝的侵蝕速度大于支溝的侵蝕速度；溝口扇形堆積地形發(fā)育，扇緣及扇高在明顯增長中，在洪積扇上已經(jīng)形成大小不等的沖溝；強(qiáng)切蝕、溯源沖刷發(fā)育，溝槽不穩(wěn)，縱向切蝕為主，橫向切蝕發(fā)育；在溝谷兩側(cè)山坡的植被不發(fā)育，覆蓋率小于5%，溝谷內(nèi)植被覆蓋率小于10%。對(duì)照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》附錄C中表C.1，將泥石流溝的發(fā)展階段定性為發(fā)展期。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)及易發(fā)性分析

泥石流災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)，取決于泥石流形成條件的變化和人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的合理程度，從泥石流形成的自然條件分析，區(qū)內(nèi)的地質(zhì)條件是相對(duì)穩(wěn)定的，泥石流溝整體坡降201.9‰，地形條件上泥石流溝的縱坡比降均大于105‰，根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》(DT /T0220-2006)該泥石溝均處于中度易發(fā)及極易發(fā)范圍內(nèi)。降水活動(dòng)則是一個(gè)變量，并且具有突發(fā)性，而人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在相對(duì)較短的時(shí)間變化很大。因此，決定泥石流活動(dòng)趨勢(shì)的因素主要是地形、降水和人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等基本條件。區(qū)內(nèi)泥石流溝溝谷附近人類活動(dòng)較少，有少量放牧活動(dòng)，對(duì)泥石流的發(fā)展影響較?。淮髿饨涤隇槠渲饕绊懸蛩亍，F(xiàn)階段該泥石流溝發(fā)展階段處于發(fā)展期，泥石流災(zāi)害將趨于不斷增大。

根據(jù)泥石流發(fā)育特征，按照《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》(DT /T0220-2006)附錄G“泥石流溝的數(shù)量化綜合評(píng)判及易發(fā)程度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”該泥石流溝易發(fā)程度評(píng)判為易發(fā)。

4 結(jié)語

(1)莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流嚴(yán)重威脅下游公路、鄉(xiāng)政府、學(xué)校、鄉(xiāng)派出所及當(dāng)?shù)鼐用?0多戶，直接威脅人數(shù)450人，預(yù)計(jì)財(cái)產(chǎn)約2000余萬元。因此，對(duì)莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流實(shí)施防治工程迫在眉睫。

(2)莎車縣霍什拉甫鄉(xiāng)夏合拉村泥石流為中頻溝谷暴雨坡面侵蝕稀性水石流。該泥石流溝形成區(qū)及流通區(qū)界線不明顯，災(zāi)害發(fā)生時(shí)泥石流沿溝道迅猛下泄，呈現(xiàn)流量大、流速快、含泥量低的特點(diǎn)整體呈現(xiàn)較多的洪水泥石流特征。

(3)根據(jù)《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》現(xiàn)階段該泥石流溝發(fā)展階段處于發(fā)展期，泥石流災(zāi)害將趨于不斷增大，易發(fā)程度評(píng)判為易發(fā)。

[1]蔣歡歡, 鄧英爾, 袁婷. 小金縣夾巴溝泥石流形成條件及運(yùn)動(dòng)特征[J]. 地下水.2012.34(2):149-152.

[2]潘懋,李鐵峰. 災(zāi)害地質(zhì)學(xué)[M]. 北京大學(xué)出版社.2012.

[3]中華人民共和國國上資源部.泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范(DZ/T0220-2006)[S].2006.

[4]劉希林.區(qū)域泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào).2002.13(4):3211.

[5]劉希林,唐川.泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[M].北京:科學(xué)出版社.1995.

[6]劉希林,莫多聞.泥石流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社.2003.

P642.23

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1004-1184(2017)06-0125-02

2017-09-14

侯謙儒(1983-)，男，甘肅會(huì)寧人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面的工作。