乐山市张村沟泥石流工程地质特征及成因机制分析.docx

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乐山市张村沟泥石流工程地质特征及成因机制分析

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严映峰何朝阳解明礼崔巍王恺毅靳帅

摘要：泥石流具有形成过程复杂、暴发性强、破坏力大等特点，查明单沟泥石流工程地质特征，分析其灾害现状，并预测其潜在发展趋势，对泥石流防治具有重要意义。以大渡河东岸乐山市金河口区张村沟泥石流为例，通过对泥石流的地形地貌条件、沟道条件、岩土体条件、物源条件、水源条件、冲淤特征及堆积物特征调查，對地貌、物源特征、堆积区特征等因素进行了详细分析，并结合历史遥感影像资料综合分析了张村沟泥石流的成因机制，预测了其发展趋势。结果表明：①张村沟泥石流沟谷两岸斜坡陡峻，沟道沟床纵比降较大，汇水区面积大，降雨集中，且沟道内常年有流水，为泥石流形成提供了地形与水源条件。②沟域中下游地段两岸斜坡稳定性较差，多发育不稳定斜坡、滑坡等不良地质现象，为泥石流物源主要供给段。③张村沟泥石流沟目前还是一条“年轻”的泥石流沟，仍处于形成阶段，受该区地形地貌及地质环境条件控制，未来在强降雨及暴雨作用下可能会再次暴发更强的泥石流。研究成果可为类似泥石流防治提供一定参考。

关键词：泥石流;工程地质特征;成因机制;乐山市;大渡河

中图法分类号：P642.2

文献标志码：A

DOI：10.16232/ki.1001-4179.2021.10.023

0引言

泥石流具有形成过程复杂、暴发性强、破坏力大等特点，是包含大量泥、沙和石块等介于滑坡和水流的气液固三相的流体，呈稀性紊流和黏性层流等运动状态，是常见的山区地质灾害[1-3]。关于泥石流的研究，主要集中于以下几个方面：①泥石流活动特征，主要通过分析地震前后一定区域范围内泥石流沟谷数量的变化，及原有泥石流沟内物源物质的变化[4-7]。②泥石流气象预警，通过统计一定区域内泥石流地质灾害暴发时前期有效降雨量，运用统计模型分析出指定区域内泥石流暴发的临界雨量[8-11]。③泥石流运动模拟，采用数值模拟、物理模拟等技术模拟不同雨强条件下，泥石流暴发后运动特征及堆积范围[12-14]。④泥石流风险评价，综合考虑泥石流易发性、潜在威胁范围及威胁对象等信息，评判区域或单沟泥石流的风险性[15-18]。查明单沟泥石流工程地质特征，分析其灾害现状，并预测其潜在发展趋势，对泥石流防治具有重要意义。本文以大渡河东岸乐山市金河口区张村沟泥石流为例，对研究区地形地貌、物源特征、堆积区特征等因素进行详细分析，结合历史遥感影像宏观物源变化，综合分析张村沟泥石流的成因机制，并预测其发展趋势。研究结果可为类似泥石流防治提供一定参考。

1张村沟泥石流概况

张村沟泥石流位于四川省乐山市金口河区张家沟（东经103°05′28.33″，北纬29°14′32.92″），位于大渡河东岸水井湾处。研究区属四川盆地亚热带湿润气候区，多年平均年降水量在1000mm左右，降水主要集中在5～10月，其中又以6～9月最多。区内山势巍峨、河谷深切，山峰海拔高程一般在3000～4000m，且由西向东渐次降低。基岩在冲沟上游段集中出露，地层岩性主要为前震旦系峨边群（Pteb）、茨竹坪组（Pt2c）浅变质砂板岩，岩体中原生层理节理、构造裂隙尤其是次生卸荷裂隙较为发育。沟口与大渡河交汇处可见明显扇形坡积裙。张村沟泥石流沟主沟方向为270°，长度约为4km，汇水区面积约3km2，其后缘高程为2210m，而泥石流的沟口处高程约为600m，泥石流流域较广，汇水面积大，崩滑物源充足，对下游居民、交通及工厂威胁严重。沟口南北两侧与和平彝族乡政府、乐山市金口区人民医院临近，建筑物密集，人口众多。若发生泥石流灾害，将对沟口下方的居民带来生命威胁，会对建筑群造成破坏、阻塞道路交通，对下方车辆行人带来危害，将造成较大的生命财产损失。

2019年8月2～4日，乐山市金口河区遭遇50a一遇强降雨，河道水位陡增。此后两日持续降雨，2019年8月6日，张村沟突发泥石流地质灾害，因张村沟排导槽涵洞较小被泥石流堵塞，泥石流无法顺利排走，淤积蔓延后冲毁某工厂营地围墙进入营地内部，导致设施设备受损，如图1所示。

2张村沟泥石流特征分析

2.1泥石流主沟基本特征

张村沟泥石流是一条典型的高山沟谷型泥石流，长超约4.1km，沟谷宽约700m，沟域面积约4km2。沟口海拔599m，顶部2210m，相对高差1611m，主沟自东向西延伸，平均纵坡降为368.42‰。沟内长年流水，非汛期流量较小，其流量随季节变化较大，年径流量约为600万m3，主要集中在汛期，5～10月约占全年径流的79.90%，特别是6～9月，其径流量占全年的61.80%，枯水期为11月至翌年4月，其径流量仅占年径流的20.10%，最枯期为1～3月占年径流的7.34%。枯水期流量为0.5L