周洪福 聶德新 劉惠軍

（1.成都地質礦產研究所，成都610081；2.地質災害防治與地質環(huán)境保護國家重點實驗室（成都理工大學），成都610059）

云南省迪慶州維西縣巴迪溝位于瀾滄江左岸、巴迪鎮(zhèn)下游0.5km處，溝口距里底壩址4.9 km（直線距離4.2km），有常年流水從溝內流出，為瀾滄江上游較大的沖溝之一。

巴迪溝在歷史上發(fā)生過多次泥石流，其中以1986年8月份的一次最大。該次泥石流從爆發(fā)至消退歷時約1d，泥石流高峰期沖高約為2～3 m，沖深1～2m，對泥石流溝口的德欽—維西公路造成了較大的破壞。今后如果該溝繼續(xù)爆發(fā)較大的泥石流，不僅對溝口公路和行人的生命、財產造成破壞，而且還會嚴重威脅里底水電工程的建設和運營。

1 環(huán)境地質背景

1.1 地形地貌特征

巴迪溝流域內地勢東高西低，海拔高度1 780～4 200m，最大相對高差2 420m，為中高山分布區(qū)。主溝床全長約12.79km，主溝床彎曲系數1.083（主溝床實際長度與其直線長度之比），總體坡降比10%～12%。流域形態(tài)以巴迪河為界北寬南窄，總體呈北東東向不對稱帶狀展布，流域面積達24.82km2。完全具備泥石流孕育的地形、地貌條件。

1.2 水系特征

巴迪溝流域內水系具梳狀特征（圖1），發(fā)育支溝32條，長度207～1 404m不等，平均為670 m左右，多為季節(jié)性流水沖溝。巴迪河為常年流水性河流，水源主要由高原融雪補給。冬季水流較小，現場實測資料表明，一般流量為0.765～0.816m3／s，平均為0.795m3／s；夏季較大，約為冬季的3～5倍。

圖1 巴迪溝流域水系分布圖Fig.1 Distribution of the water system in the Badi gully drainage area

1.3 地層巖性

研究區(qū)出露的地層主要是二疊系板巖、片巖、千枚巖和一些中酸性火成巖以及第四系松散堆積物。地層總體上呈南北向延伸，其走向與區(qū)域構造線走向比較接近，巖層產狀為264°～280°∠60°～80°，總體較為穩(wěn)定。第四系松散堆積物主要分布在溝道兩側邊坡表部和溝口處，主要包括泥石流堆積物、滑積物和殘坡積物等。

1.4 地質構造

里底地區(qū)的斷裂較為發(fā)育，其中較大的斷裂一共有10條，大部分斷裂呈近南北走向，傾向北西西或南西西方向，并伴隨著少量近東西向的小斷裂。由于區(qū)內斷裂發(fā)育，導致斷裂及附近的巖體較為破碎，在暴雨情況下容易發(fā)生各種滑坡及山體崩塌等地質災害，形成大量的松散堆積物，為各泥石流溝提供了豐富的物質來源。

1.5 降雨條件

維西縣年降水量變化頻度較大，總體表現為雨熱同季，冬春干旱、夏秋多雨的特征。多年平均降雨量為968.4mm。每年雨季（4～10月份）降雨量為731.4mm，占全年降雨量的75.5%；特別是7～8月份降雨量為271mm，占全年降雨量的28%，近1／3（圖2）。旱季降雨量為236mm，占全年降雨量的24.5%。受地形影響，高山區(qū)降雨較河谷區(qū)要多。

圖2 維西縣歷年各月份平均降水量柱狀圖Fig.2 Annual rainfall statistics of Weixi County

2 泥石流特征

2.1 泥石流物源區(qū)

物源區(qū)大致位于干別溝以東（包括干別溝）海拔高度3.3km以上的地段，區(qū)內植被發(fā)育，主溝床長約5.58km，占總溝床長的43.63%。該段河床坡度6°～8°，坡降12.8%。河谷呈大致對稱的“V”形谷，溝谷高差500～700m，主溝床兩側坡面多為高大的樹木生長區(qū)，谷坡的坡度變化較大，接近源頭處一般為35°～40°；靠近流通區(qū)坡度變陡，一般為45°～60°。區(qū)內除干別河與厄律齊溝的規(guī)模較大外，其他均為有植被覆蓋的小支溝。支溝與主溝床呈大角度相交（＞60°），部分近正交。

區(qū)內物理風化作用強烈，主溝床與支溝內總體上均以侵蝕作用為主，但在部分支溝內有坡體垮塌后的松散堆積物殘留體。比較有代表性的支溝是厄律齊溝與干別溝，它們?yōu)槟嗍鞯闹匾镔|來源區(qū)。

厄律齊溝長約1.4km，寬5～8m，呈NE12°方向延伸，溝內植被不發(fā)育，堆積了大量泥沙石塊，堆積物中塊石直徑0.5～3m，最大見有6m左右，其中淹埋有直徑約為0.3～0.5m的大樹（圖3）。干別溝為常年流水性沖溝，水流量約為5～10L／s，溝長1.2km左右，上部寬5～6m，下部較窄，僅2～4m，總體呈南北向延伸，平均坡降41.73%，近坡腳處＞60%。因坡降比大，水流速度較快，尤其在洪峰期，洪水攜帶的溝床中的塊石對溝床的磨蝕、沖蝕作用強烈，溝床不斷侵蝕下切，基巖大范圍出露，形成槽狀河道。

圖3 厄律齊溝內的松散堆積體Fig.3 Loose materials in the Elüqi gully

圖4 巴迪溝物源區(qū)堆積物固體顆粒級配曲線Fig.4 Loose materials grading curve of the source region in Badi gully

為研究巴迪溝泥石流堆積物中的固體顆粒的級配特征，在物源區(qū)取了4組樣進行粒度分析試驗。結果表明，4組樣品的級配特征較為接近，其級配曲線的總體趨勢也較為一致（圖4）。由計算可知，4組樣品的不均系數（Cu）為10～50，平均為33.167；曲率系數（Cc）為0.805～4.379，平均為2.153；離散度為15～35.714，平均為25.928（表1）?？梢钥闯?，巴迪溝泥石流堆積物具有顆粒級配良好、離散度較大的特點。the Badi gully source region

表1 巴迪溝物源區(qū)堆積物固體顆粒特征粒徑Table 1 Characteristic particle sizes of loose materials in

2.2 泥石流的流通區(qū)

流通區(qū)大致為干別溝與巴迪洛村之間的地段，海拔高度介于2.2～3.3km，段內主溝床長約4.34km，占總溝長的33.9%，溝谷寬12～30m。河谷形態(tài)總體呈現為“V”形，局部較寬段具“U”形特征?！癠”形與“V”形的交替變化，造成河谷時寬時窄，平面上呈串珠狀分布。但從整體來看，左側谷坡相對較陡，坡度50°～64°；右側谷坡稍緩，坡度40°～52°。總體上向下游河谷呈變寬趨勢。段內主溝床坡度變化不大，為12°～15°，坡降比25%～28%。

該段內主溝床既有沖刷侵蝕，又有淤填堆積，明顯受季節(jié)性控制?？偟膩碇v是旱季以淤填堆積為主，雨季以沖刷侵蝕為主。淤填堆積與沖刷侵蝕常常交替進行，早期的淤填物堆積體在后期沖刷侵蝕作用下被切穿，之后又被泥石流淤填堆積。尤其在溝谷較寬的“U”形段，常常是半邊淤積堆填，半邊侵蝕下切。淤填堆積物中，主要為直徑大小懸殊、分選較差的塊石堆，塊石的塊徑從數十厘米到數米均可見到，在部分地段還保留有形態(tài)殘缺的“石埂”（圖5）。

圖5 巴迪溝流通區(qū)內殘留的“石埂”Fig.5 Residual“rock rail”in the drainage region of the Badi gully

2.3 泥石流堆積區(qū)

堆積區(qū)主要位于巴迪洛村以西至溝口，海拔高度1 780～2 200m，段內主溝床長約2.87km，河谷總體變寬，約為20～40m，局部＞50m。主溝床坡度較緩，約為7°～9°，縱坡降為15%～17%。主溝床兩側谷坡的坡度為40°～50°，溝谷呈明顯的不對稱“U”形，左側坡面較陡，右側坡面較緩，均有一定的植被分布；但右側坡面植被相對稀疏，且分布有大片農田。

由于溝谷總體變寬，泥石流流至該段時驟然散開，流體的動能降低，所攜帶的塊石、泥沙的固體物質很容易在溝床中淤填堆積下來，淤填厚度3～10m，局部在15m以上，溝床被逐步淤高，在出口處形成泥石流堆積扇。堆積扇在平面上呈不對稱扇形（圖6），向瀾滄江凸出，扇長95m左右，前緣扇寬130～140m，最大堆積厚度15～20m，堆積扇體積約為4.275×104m3。堆積物中可見有板巖、片巖、灰?guī)r、砂巖、閃長巖及輝綠巖等多種巖性的塊石（＞10cm）。其中以板巖、片巖為主，約占60%左右，磨圓度相對較差，多呈棱角狀或半棱角狀，塊徑0.1～1.5m，差異較大，平均為0.3～0.4m；灰?guī)r、砂巖約占25%，有一定磨圓度，塊徑多為0.1～0.3m；閃長巖、輝綠巖占15%左右，磨圓度較好，塊徑一般＜0.3m。

圖6 巴迪溝口泥石流堆積扇Fig.6 The debris flow accumulation fan in the mouth of the Badi gully

3 泥石流危害及成因分析

3.1 泥石流危害

巴迪溝泥石流物質來源豐富，溝床比降大，在歷史上曾經發(fā)生過多次較大規(guī)模的泥石流。對巴迪溝居民的訪問調查表明，自20世紀40年代以來，共發(fā)生過4次較大的泥石流，分別為1945年1次（大概時間）、1986年2次（5月份1次，8月份1次），2004年7月份1次。其中以1986年8月份的最大，該次泥石流從爆發(fā)至消退歷時約1d，其物源主要來自厄律齊溝，其次是干別溝，為受暴雨激發(fā)后山體垮塌所致。泥石流峰期沖高約為2～3m，沖深1～2m。對溝床結構調查時發(fā)現溝床內殘留的泥石流的泥跡、泥痕高度與峰期沖高值基本吻合（圖7，圖中泥跡高度2.2m），表明調查資料比較可靠。

從調查資料可以看出：①巴迪溝內幾次大的泥石流均發(fā)生在降水量較大的暴雨季節(jié)（5～8月份），時段相對集中，具有明顯的時控特征。②巴迪溝一次大型泥石流發(fā)生時的沖高一般為2～3 m，在主溝床內的沖深大約為1～2m。③巴迪溝的大型泥石流具有較強的破壞性，往往可以摧毀樹林，沖蝕農田和溝口的公路，并且泥石流物質淤積在水電站庫區(qū)將減少水庫容量。由于泥石流溝距離大壩較近，如果一次性下來的泥石流物質較多，可能淤積在壩前并且堵塞發(fā)電進水口，造成較大的危害。

圖7 巴迪溝1986年泥石流淤填堆積被2004年泥石流沖開后的泥痕Fig.7 Mud marks of the Badi gully debris flow in 1986burst by the debris flow in 2004

3.2 泥石流成因分析

泥石流物源的形成要受到氣候條件、地形地貌、地層巖性、地質構造等多個方面的影響。調查表明，巴迪溝具備了良好的泥石流形成條件：

a.巴迪溝所在區(qū)域在每年雨季（4～10月份）降雨量為731.4mm，占全年降雨量的75.5%，特別是7月份和8月份的降雨量為271mm，占全年降雨量的28%，近1／3。這種集中降雨對于巴迪溝泥石流的啟動具有激發(fā)作用。

b.巴迪溝的溝口海拔高度1 780m，溝底4 200m，相對高差2 420m。主溝床全長約12.79km，總體坡降比10%～12%，這種地形條件對于溝床松散物質的啟動非常有利。

c.處于海拔高度3km以上的地段，由于日溫差變化較大，巖石熱脹冷縮較為強烈，尤其是雪線附近，在冬、春季節(jié)交替過程中，凍融作用強烈，巖石頻繁的張弛有利于物理風化作用的進行，特別是在植被較少或基巖祼露的溝床、山崖等地段，這種物理風化作用更為明顯。

d.坡體結構與物源的形成有緊密的聯系，巴迪溝主溝為與巖層走向近于垂直的橫向谷，板巖、片巖的層理與節(jié)理裂隙及坡面的組合較為有利（受斷層帶影響的除外），一般難以形成大的崩、滑體，因而不會產生大量的固體物源；支溝為與巖層走向近于平行的縱谷，板、片巖的層面與節(jié)理裂隙及坡面的組合極為不利，這樣的溝谷中特別容易形成巖層傾向與坡面傾向一致的順向坡，各類結構面的密集交切容易造成坡體結構的破壞而形成崩、滑體，從而產生大量的固體物源。該類物源在流域內較為豐富，但集中分布在各個支溝中，這也是巴迪溝幾次泥石流物質均來源于支溝的原因。

e.人類的耕種、砍伐等生產活動，對物源區(qū)的植被和坡體造成了一定程度的破壞，促進了地質條件的惡化，也可以造成坡面的局部崩滑而產生松散的固體堆積物（圖8）。

4 防治對策

泥石流的防治是當前地質災害研究中的一個熱點問題，眾多的學者對各種類型泥石流的防治措施進行了大量的探討和研究，既有針對單條泥石流溝的防治措施研究［1－4］，也有應對區(qū)域上泥石流災害的防治措施研究［5－8］。這些研究均是在現場調查的基礎上，針對泥石流溝的特點和威脅對象，采取有針對性的防治措施，取得了較好的效果。

巴迪溝泥石流物質來源主要是支溝內邊坡表部風化破碎巖體以及人類工程活動造成的局部崩滑體，泥石流威脅的對象主要是公路和水電工程。因此，針對泥石流溝的地形地貌特征、物質來源（松散堆積物）的分布特征、溝槽形態(tài)、威脅對象等情況，對巴迪溝泥石流的防治應該采取“以防為主，防治結合”的總體原則，以監(jiān)測預警為主，輔以必要的工程措施和生物措施。

a.監(jiān)測預警措施：在泥石流物質來源的2條主要支溝（干別溝和厄律齊溝）設置雨量計，在雨季，特別是暴雨季節(jié)嚴密監(jiān)視降雨量值。一旦降雨量較大，立刻發(fā)布預警信息，及時疏散泥石流可能威脅到的人員和財產。另外，在暴雨季節(jié)采用人工巡防排查的方法，對泥石流溝道兩側原有滑坡體物質的穩(wěn)定情況以及下滑后堵塞溝道的情況進行及時的巡視，一旦發(fā)現滑坡堵塞溝道或者溝道內流水顏色變黃等危險情況，應及時通知有關部門并采取相應的對策。

b.工程措施：在泥石流溝道內較大滑坡體物質處采用擋土墻的方式，固定滑坡體松散堆積物。在溝口修建排導槽和防護堤，防治泥石流物質進一步沖刷溝道兩岸邊坡；并且擴大公路過水涵洞，避免泥石流物質的堵塞。

c.生物措施：在海拔高度3km以上的物源區(qū)實行封山育林，嚴禁一切森林砍伐行為。在海拔高度1.8～3km之間的溝道兩岸邊坡地帶恢復植被，嚴禁開荒種地，并且種植喬木或者高大的經濟林。通過生物措施改善流域內的匯流條件，控制水土流失，從而從根本上減少泥石流的物質來源。

5 結論

a.巴迪溝位于高山峽谷區(qū)，地形陡峻，構造發(fā)育，巖體破碎，人類工程活動頻繁，加之集中的豐富降雨，使得該溝具備了爆發(fā)泥石流的條件。

b.調查表明，在最近幾十年，巴迪溝一共發(fā)生過4次較大規(guī)模的泥石流，其中以1986年8月份的最大，沖毀農田和森林，并且阻斷溝口道路。泥石流具有活動頻率較高、規(guī)模大、危害嚴重等特點。

c.對巴迪溝物源區(qū)物質進行的試驗結果表明，泥石流堆積物具有顆粒級配良好、離散度較大的特點。

d.結合巴迪溝泥石流的特點和危害對象，對泥石流的防治應該采取“以防為主，防治結合”的總體原則，以監(jiān)測預警為主要手段，輔以必要的工程治理措施，結合造林和恢復植被等生物手段進行全面防治。

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