邓巍，陈刚，詹人权，甘露，何龙，卢遥，刘霞
安州区千佛镇王家店（小河湾）泥石流特征及成灾方式
邓巍1，陈刚2，詹人权1，甘露1，何龙1，卢遥1，刘霞1
（1.四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队，四川 绵阳 621000；
2.绵阳市职业技术学院，四川 绵阳 621000）
王家店泥石流于2013年8月爆发，泥石流冲出物堵塞主河，造成河水位上涨淹没沟口公路，下游农田、道路及房屋受损。通过资料收集、现场调查、工程勘查、无人机近景摄影查明，王家店（小河湾）泥石流流域面积1.0km2，主沟长2.6km，流域高差1225m，平均纵坡降462.26‰。王家店泥石流属典型沟谷型泥石流，物源类型主要包括滑坡、沟道堆积、坡面侵蚀物源3类。计算了泥石流重度、流速、一次泥石流总量等参数；
预测泥石流发展趋势及成灾方式，为泥石流防灾减灾提供依据。
安州区；
泥石流；
基本特征；
成灾方式
本文对王家店泥石流沟地形地貌、地层岩性、地质构造、物源条件、水源条件等调查分析，阐述了该泥石流基本特征及成灾方式（何伟，2019；
李德华，2019；
李安润等，2019）。
1.1 气象水文
勘查区属中亚热带湿润季风气候区，平均年降雨量1700mm左右，集中在5～10月，月最大降水量397mm，日最大降水量293.7mm，区内降雨在时间、区域上分布不均匀。2013年8月爆发泥石流时，区内暴雨雨强：h=90.3mm，h/6～23.43mm。
1.2 地形地貌
勘查区属构造剥蚀中山地貌，海拔1500～2500m；
山体走向北东—南西向，山脊狭窄，地形坡度30°～55°，上陡下缓，沟谷切割深度500～1500m，多“V”型谷；
海拔1400～2000m发育一级夷平面，夷平面发育有较多溶蚀洼地。
图1 王家店（小河湾）泥石流流域图
1.3 地层岩性
出露第四系残坡积层(Q4el+dl)、泥石流堆积层(Q4sef)、冲洪积层（Q4al+pl）、志留系茂县群第二亚组（S2-3mx2）、志留系茂县群第一亚组（S2-3mx1）等地层，残坡积层(Q4el+dl)主要为碎块石土，分布于沟谷两岸斜坡地带；
泥石流堆积层(Q4sef)碎块石土，分布于沟床内及沟口；
冲洪积层（Q4al+pl）为漂卵石夹砂，分布于主河东益沟内；
志留系茂县群第二亚组（S2-3mx2）岩性为薄-中厚层状灰岩，分布于下游段覆盖层下；
志留系茂县群第一亚组（S2-3mx1）岩性为千枚岩、变质砂岩，分布于中上游段覆盖层下。
1.4 地质构造与地震
区内处于四川龙门山褶断带与四川盆地结合部，分属两个一级构造单元：以大光包斜冲断层为界，西北部属龙门山地槽、东南部属川西坳陷区；
按构造型式分为北东向挤压带、太平场旋转构造及绵阳帚状构造。龙门山地区受三种构造形迹作用，褶皱、断层极其发育，构造十分复杂；
四川盆地区受绵阳帚状构造作用，发育宽缓褶皱，地质构造简单。
据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），地震基本烈度Ⅷ度，反应谱特征周期0.4s，地震动峰值加速度0.20g。
2.1 地形条件
王家店泥石流位于东益沟流域右岸，与东益沟近似垂直，流域面积1.0km2，主沟沟道纵向长2.6km，沟头高程2125m，最低处东益沟高程900m，高差1225m，平均纵坡降462.26‰（图1）。
王家店泥石流沟域清水区、形成区-流通区，沟口处受主河冲刷，无明显的堆积区，分述如下：
（1）清水区
位于1800～2125m区间，清水区面积0.35km2，沟道长0.45km，高差325.0m，平均坡降722.22‰，沟谷呈“U”型，沟槽较直宽窄较均匀，岸坡坡度10°～30°。
（2）形成-流通区：
位于1800～900m区间，形成-流通区面积0.65m2，沟道长2.15km，高差900.0m，平均坡降418.6‰。上游沟道呈“U型”，下游沟道呈“V”型，沟道逐渐由宽变窄，局部地段较顺直，主要以冲为主，局部淤积。下游沟道侵蚀下切较严重，局部跌水陡坎发育，高差较大，岸坡坡度30°～50°，局部地段较陡。
表1 王家店（小河湾）泥石流物源统计表（×104m3）
（3）堆积区
王家店泥石流沟口与东益沟相连，受主河冲刷作用，沟口处无明显的堆积区。
2.2 物源条件
物源包括滑坡物源、沟道堆积物源、坡面侵蚀物源三类（图2、图3），物源总量2.9×104m3，动储量1.1×104m3（表1）。
图2 滑坡物源
图3 沟道堆积物源
2.3 水源条件
泥石流最近一次发生于2013年8月，暴雨是泥石流主要激发因素。
根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（沈跃明等，1984）所附暴雨量等值线图，千佛镇地区6h=110.0mm，h=50.0mm，（1/6）h=18.0mm，变差系数Cv分别为0.60、0.47、0.40，根据变差系数，取Cs=3.5Cv，查皮尔逊Ⅲ型曲线得到不同频率下的模比系数，并求得不同频率下的实际雨强，统计如表2。
3.1 泥石流冲淤特征
王家店泥石流清水区平均纵坡坡降722.22‰，位于沟谷上游地区，森林植被非常发育，沟床抗冲刷能力较强，该段冲於特征不明显。
形成流通区沟谷纵坡坡降418.6‰，沟谷宽度3～8m，暴雨作用下，受水流冲刷作用，岸坡逐渐失稳，岸坡滑塌土石等物质形成泥石流，增大拉槽力度，形成边界清晰“V”型沟槽，两岸残留坡面堆积物，沟底残留坡面和流石流混合堆积物，沟心受冲刷局部出露基岩，从发展趋势看，以沟底冲刷和侧蚀岸坡为主，辅以局部淤积特征。
3.2 泥石流类型、规模和发生频率
2013年发生过泥石流流动状态及堆积特征与稀性泥石流特征基本一致，王家店泥石流为稀性泥石流。为沟谷型泥石流。2013年泥石流一次泥石流冲出固体总量3000m3，属于小型泥石流。泥石流堆积物大小混杂，可参与泥石流活动的固体物主要为块石、碎石、角砾及砂。为泥石型泥石流；
按照水源条件，属于暴雨型泥石流。王家店近期于2013年发生过泥石流，仍有松散物质堆积于沟道内。发生频率等级为中频（1次/5年～20年）。
3.3 泥石流易发程度分析与评价
根据泥石流沟域基本特征和参数，按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）附录G泥石流沟易发程度数量化评分表，综合评分为80分，属轻度易发。
表2 不同频率下雨强值计算统计表
4.1 泥石流流体重度
通过配方法和查表法确定。
根据现场配方确定王家店泥石流重度为1.56t/m3；
按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（T/CAGHP006-2018）表G.2查表确定王家店泥石流重度和泥沙修正系数，计算出王家店泥石流容重取值为1.551t/m3，γh=2.65，1+φ=1.516；
两者计算结果相差不大，综合确定王家店（小河湾）泥石流流体重度为1.56t/m3。
4.2 泥石流流量
勘查时，沟道未见2013年8月发生过泥石流明显残留痕迹。本次泥石流峰值流量采用雨洪法计算。
频率为P暴雨洪水设计流量QP按《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》推荐的推理公式计算：
表3 暴雨洪水流量计算结果表
泥石流洪峰流量按《泥石流灾害防治工程勘查规范》（T/CAGHP006-2018）附录I中I.2式计算。
Ｑc＝(1+φc)ＱpDc
式中D为堵塞系数，王家店泥石流堵塞情况轻微，综合确定堵塞系数D取1.2，计算结果见表4。
一次泥石流过流总量按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（T/CAGHP006-2018）附录I中I.6式计算：
Q＝0.264TQc
式中，Q为一次泥石流过程总量，Ｔ为泥石流历时（S），Qc为泥石流最大流量（m3/s）。
表4 泥石流峰值流量计算表
一次泥石流固体冲出物按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（T/CA GHP006-2018）附录I中I.7式计算：
QH＝Q(γc-γw)/(γH-γw)
式中，QH为一次泥石流冲出固体物质总量；
Q为一次泥石流过程总量；
γc为泥石流重度；
γw为水的重度；
γH为泥石流固体物质的重度。结果见表５。
表5 泥石流一次泥石流总量和冲出固体物质总量计算表
4.3 泥石流流速
根据泥石流特点选用《泥石流灾害防治工程勘查规范》（T/CAGHP006-2018）附录I中I.6西南地区（铁二院）公式进行泥石流流速计算，计算公式及计算结果如下：
表6 王家店（小河湾）泥石流流速计算结果
4.4 泥石流爬高和最大冲起高度
依据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（T/CAGHP006-2018）附录I中I.3.2中推荐泥石流冲起高度计算公式，计算最大冲起高度和爬高。
式中，△H为泥石流最大冲起高度（m）；
△Hc为泥石流爬高（m）；
Vc为泥石流平均流速（m/s）；
ｂ为泥石流迎面坡度的函数。计算结果，泥石流最大冲起高度为△H=0.77m，泥石流爬高△Hc=1.24m。
5.1 泥石流灾害史
2013年8月，区内暴雨h=90.3mm，接近20年一遇，固体冲出物3000m3，持续时间20分钟，泥石流堵塞主河宽度16m，长20m。2013年后，该沟未发生泥石流。
5.2 泥石流堵河的可能性分析
旁参考《泥石流防治指南》（周必凡等，1991）：根据一次泥石流规模、主河流量和扇形地的泥石流沟床条件分析。设泥石流沟与主沟正交，主河宽度Bw，主河水深Hw，主河纵坡度44.55‰。堵塞体下游坡度可采用河床物质发生水石流的起始坡度，取14°，王家店泥石流在不同水位情况下堵塞主河最小规模土体方量Vcs见表7。
表7 泥石流堵塞主河的最小规模Vcs
王家店（小河湾）泥石流沟口与主河近于垂直相交，主河宽Bw约16m，主河平均比降44.55‰，主河段淹没东侧公路时，水深8m，根据表7计算结果，泥石流一次固体物质冲出量为3460.23m3，根据表5，泥石流在频率P=5%条件下，一次泥石流冲出固体物质总量0.37×104m3；
综上所述，该沟在P=5%条件下可能发生堵塞主河。
（1）泥石流活动历史：该沟近期于2013年曾爆发过一次泥石流。
（2）地貌条件：王家店泥石流流域面积1.0km2，主沟纵向长2.6km，高差1225m，平均纵坡降462.26‰。泥石流将继续发展。
（3）地质条件：流域残坡积碎石土，变质砂岩、灰岩，容易提供泥石流所需松散固体，物源沟道内含较多碎块石变质砂岩、灰岩。位于Ⅷ度地震烈度区。
（4）物源条件：分布有滑坡、沟道堆积、坡面侵蚀物源。
（5）水源条件：泥石流沟水源主要接受大气降水补给，为泥石流的产生奠定了基础。
综合以上因素可知，王家店具备泥石流形成必备条件，在强降雨、地震等作用下再次暴发泥石流可能性较大。
（1）王家店（小河湾）泥石流流域面积1.0km2，主沟长2.6km，高差1225m，平均纵坡降462.26‰。物源类型包括滑坡、沟道堆积、坡面侵蚀物源3类，区内降雨量丰富，降雨集中，已具备泥石流可能发生的基本条件，该沟在强降雨、地震等作用下，再次暴发泥石流可能性较大。
（2）王家店泥石流属暴雨类-沟谷型-稀性-中频-小型-泥石型泥石流，发生频率等级为中频，易发程度属轻度易发。
（3）通过计算王家店泥石流流速3.89m/s，泥石流最大冲起高度△H=0.77m，泥石流爬高△Hc=1.24m。
（4）通过分析计算，王家店泥石流在频率P=5%条件下，一次泥石流冲出固体物质总量0.37×104m3；
可能发生堵塞主河。
何伟．2019．芦山县洞峡子沟泥石流工程地质特征及成因机制分析[J]．地质灾害与环境保护，30(4)：3-8．
李德华．2019．汶川极震区 G213 典型泥石流内在因数与运动特征[J]．四川地质学报，02：319-325
李安润，邓辉，余天彬，文静．2019．汶川极震区锄头沟泥石流发育特征及启动机理[J]．四川地质学报，02：285-288
沈跃明，陈天良，肖公健．1984．四川省中小流域暴雨洪水计算手册[Z]．四川省水利电力厅，8-15．
周必凡，李德基，罗德富，吕儒仁，杨庆溪．1991．泥石流防治指南[M]．科学出版社.
Characteristics and Disaster Modes of Debris Flow in Wangjiadian (Xiaohewan), Qianfo Town, Anzhou District
DENG Wei1CHEN Gang2ZHAN Ren-quan1GAN Lu1HE Long1LU Yao1LIU Xia1
(1-Northwest Sichuan Geological Team, BGEEMRSP, Mianyang Sichuan 621000; 2-Mianyang Polytechnic college, Mianyang Sichuan 621000)
The Wangjiadian debris flow broke out in August 2013 and blocked the main river, causing the river level to rise and flood the road at the mouth of the gully, and damaging farmland, roads and damaged houses. Through data collection, field investigation, engineering survey and UAV close-range photography, it is found that the debris flow drainage area of Wangjiadian (Xiaohewan) is 1.0km2, the main gully length is 2.6km, the altitude difference is 1225m, and the average longitudinal slope is 462.26‰. Wangjiadian debris flow is a typical gully debris flow, and the provenance types mainly include landslide, gully accumulation and slope erosion provenance. The parameters of debris flow severity, velocity and total amount of debris flow are calculated. This paper predict the development trend and disaster mode of debris flow and provide the basis for disaster prevention and alleviation.
Anzhou district; debris flow; basic characteristics; disaster mode of debris flow
P642.23
A
1006-0995（2022）04-0643-05
10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.020
2022-03-08
邓巍（1988— ），男，四川绵阳人，工程师，主要从事地质灾害及岩土工程勘察设计工作
猜你喜欢物源王家泥石流王家乐剪纸作品选江西教育(2022年32期)2022-10-17九寨沟震区泥石流物源特征研究四川地质学报(2021年1期)2021-06-15王家新的诗作品(2020年9期)2020-12-09王家湾当代陕西(2019年20期)2019-11-25泥石流杂文月刊(2018年21期)2019-01-05成都粘土的分层、成因及物源研究综述安徽农学通报(2018年12期)2018-09-18东营三角洲沙三中物源分析探讨中国科技纵横(2018年7期)2018-05-22也无风雨也无晴读者(2018年8期)2018-04-03“民谣泥石流”花粥:唱出自己海峡姐妹(2017年6期)2017-06-24泥石流环球时报(2017-06-14)2017-06-14