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泥石流的分佈特徵與治理分析

摘  要:位於甘肅省東南部的隴南市武都區是全國泥石流發生頻率較高、分佈密度較大的地區之一。泥石流災害給當地人民羣衆的生命財產安全造成了很大的損失,嚴重製約了當地的經濟發展。本文通過調查研究區內泥石流的形成條件、分佈特徵,運用了動力特徵計算公式認識其內在發生發展規律,並對發展趨勢做了一些相關的分析,通過對泥石流的危險性分區,制定了一些合理的防範規劃和治理措施,這對保障人民羣衆的生命財產安全,穩定區內經濟發展有着十分重要的意義。

泥石流的分佈特徵與治理分析

關鍵詞:武都區;泥石流;分佈特徵;危險性分

   泥石流是一種災難性很大的地質災害,它是指在山區溝谷,地形險峻的地區,因爲暴雨、洪水及江河湍流將含有大量泥沙、石塊等固體碎屑物質經飽和稀釋後形成的一種特殊的突發性洪流。泥石流災害的突發性強,發生頻率高,分佈範圍廣,發生期間具有強大的衝擊力和破壞作用,以致對國家和人民的生命財產造成了嚴重的威脅。爲了保證隴南市武都區的經濟建設,保障人民羣衆的正常生活秩序,本文有必要對該地區泥石流災害的發生機理、動力特徵和發展趨勢做出一些相關分析,通過深入研究,統計調查結果,從空間分佈上對研究區泥石流的分佈進行了劃分,有助於正確認識泥石流的分佈特徵,並通過研究危險性分區提出了一些防治泥石流的措施,以儘量降低泥石流災害的發生程度,減少泥石流災害對人民羣衆及城市的威脅,爲武都區的城鄉規劃、工程建設和防災減災提供了理論依據,便於更好更快地促進隴南市武都區的全面發展。

1 研究區概況

隴南市武都區位於甘肅省東南部,地處長江流域嘉陵江水系白龍江中游,秦巴山系結合部,是陝、甘、川三省的交通要道。武都區是隴南市委、市政府所在地,是隴南市政治、文化、經濟及商貿中心,對隴南市的經濟發展起着舉足輕重的作用。但是由於頻繁的地質災害的發生,給武都區人民羣衆的生命財產和安全造成了極大的威脅。就其泥石流災害而言,氣候、地質地貌、土壤、植被及不合理的人類活動都是造成災害發生的原因。

武都區介於東經104°34′ ~ 105°38′,北緯32°47′ ~ 33°42′,海拔約爲600—3600m,年平均氣溫約爲14.7℃,氣候屬北亞熱帶季風氣候,受境內深谷高山地勢的影響,氣候垂直差異明顯,降水隨海拔高度的增加呈上升趨勢,降雨相對集中,多爲暴雨,每次入滲到土體中的雨水在一定時間內達到飽和狀態後,便可引發泥石流災害;區內地形複雜,山高坡陡,溝壑縱橫,地表出露的地層類型多,地層破碎,地質災害頻發,是泥石流災害發生的嚴重區;區內土壤類型多爲褐土、新積土、黃綿土、石質土和棕壤等,因爲土質結構疏鬆,且土壤較薄,持水能力差,易受流水侵蝕而流失[5],從而給泥石流的發生提供了物質條件;由於武都區冬春乾旱少雨,植被很難生長,因此植被稀疏,森林覆蓋率低,喪失了控制水土流失的作用,故而也是造成泥石流發生的重要因素;再者人類活動對泥石流災害的形成起着加速或延緩的作用,由於社會發展,人口的增長逐漸形成了掠奪式的利用土地資源,結果就是降低和破壞了土壤結構,形成了水土流失,同時隨着城市開發建設工程的實施,羣衆的環境保護意識淡薄,缺乏相應的環境保護措施,又在某種程度上加劇了泥石流災害的發生,上述這些均爲泥石流災害的發生創造了條件。

2 泥石流的形成條件及分佈特徵2.1 形成條件

   泥石流是水土流失發展到極度狀態下的一種表現形式。其形成受到地形地貌、鬆散物質來源及水源的影響。前兩個條件是泥石流形成的基礎,是泥石流發生的內因,而後者水源條件則是誘發泥石流發生的外因。

2.1.1

地形地貌條件 

武都區在地質構造上屬於西秦嶺逆衝褶皺帶,在地形上,是兩山(南、北山)夾一谷(白龍江河谷),西北高,東南低,區內山勢陡峻,溝谷切割強烈,地表起伏大,溝壑縱橫[1]。武都區坐落在白龍江左岸的河漫灘及I、II級階地和北峪河河口沖積扇的交匯部位。南北兩岸密集的泥石流溝谷和上游彙集了大量泥沙[5],使河牀高於城區平均地面的高程,加之溝谷下切強烈,河牀淤積,從而爲泥石流的形成提供了良好的地形條件。

在地貌上,可將武都區泥石流劃分爲形成區、流通區、堆積區三部分。上游形成區的地形多爲三面環山,一面出口爲瓢狀或者漏斗狀,地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體岩層破碎、植被覆蓋面積少,這樣的地形對水和碎屑物質的集中十分有利;中游流通區的地形多爲窄而陡的峽谷,谷牀縱坡度比降大,使泥石流能沿着山谷或坡面順勢而下,衝向坡腳或山外;下游堆積區的地形多爲開闊平坦的山前平原或者河谷階地,使堆積物有堆積場所。武都區地處隴南山地中部,隸屬西秦嶺高中山侵蝕、剝蝕構造山地,高中山深切割峽谷[3]。區內出露地層多,地層破碎,地質構造活動強烈, 地質災害活動頻繁, 是我國四大滑坡、泥石流密集區之一[5]。

2.1.2

鬆散物質來源條件

武都區地質構造比較複雜,斷裂構造發育,新構造活動較強烈,褶皺發育,巖體主要以變質砂岩、板岩、灰綠色千枚巖、砂礫岩、結晶灰巖等爲主,一些地區還有黃土分佈。區內泥石流溝谷坡度較陡,溝谷山體岩層結構鬆散,巖性軟弱、破碎,有些地方岩石含較多的炭質,風化節理裂隙十分發育,是泥石流固體碎屑物質的豐富來源。另外,由於頻繁的地震活動,使得地殼擡升溝谷下切,沿溝谷地帶形成大量深切地形,在降水、人類工程活動或重力作用下,溝谷沖蝕或側蝕、坡面沖蝕、溝岸坍塌、滑坡等不良地質現象爲泥石流形成提供了大量鬆散固體物源[6]。還有由於築路、修渠,不合理的開山採礦、採石等人類工程活動,又進一步爲泥石流提供大量的物質來源。

2.1.3

水源條件

    水是泥石流的重要組成部分,又是搬運介質的基本動力。而泥石流的形成與短時間內突然的大量降水密切相關。武都區引發泥石流災害的水源條件主要是暴雨和長時間的連續降水。據資料分析得出,降雨量超過25mm/d,小流域雨量在10min ~ 30min內大於10mm20mm,就有可能爆發泥石流,而該地區雨量在一定時間段內均超過了泥石流形成所需的雨量[5]。武都區降水時空分佈不均,區內年降水量400~900mm,平均降雨量爲473.5 mm,降雨多集中在6~9月,佔全年總水量的53%,可見這種高強度的降雨爲該地區泥石流的形成提供了充沛的水源和足夠的水動力條件,因此大量的降水條件就成了該地區泥石流災害頻繁發生的主要原因之一。

2.2 分佈特徵

隴南市武都區是中國泥石流災害頻繁發生的密集區之一。在分析武都區泥石流的分佈特徵時,通過走訪調查及有關資料的整理獲知,區內泥石流的發生主要分佈在白龍江沿岸的三個片區:西路片區、北路片區和東路片區,主要呈集中分佈。

西路片區的泥石流主要分佈在角弓(山背後溝、小壩子溝、白草壩溝、下猴子溝)、石門鄉石門溝、黃家壩(大創溝、馬鹽溝、硝水溝)、兩水鎮泥灣溝、蒲池張溝、城關鎮灰崖子、姚寨溝。

北路片區的泥石流主要分佈在清水溝、漢林溝、柏林大灣溝、城關鎮(糧站溝、藥王閣、郭家溝)。

東路片區的泥石流主要分佈在龍風佛堂溝、漢王燕兒溝、桔柑鄉、三河鄉、玉皇鄉、透防鄉、外納鄉等。

以及位於武都區白龍江支流西側最大的泥石流溝北峪河(見圖一)。

表1  武都區泥石流災害信息統計表

發生地

降水量(mm)

流域面積(km2)

泥石流流域發育程度

山坡度數

泥石流發生條數

角弓溝

43

294.3

旺盛期

34.3

23

石門溝

41

45.8

旺盛期

36

24

兩水泥灣溝

31

10.3

旺盛期

26

19

蒲池張溝

37

15.31

旺盛期

35

10

漢林溝

36

33.983

旺盛期

23

1

龍風佛堂溝

54

44.71

旺盛期

33

6

桔柑溝

34

26.3

旺盛期

36

5

三河溝

61

214

旺盛期

27

4

透防河

28

52.68

旺盛期

41

2

北峪河

34

432

旺盛期

26

38

漢王燕兒溝

35

3.6

旺盛期

28

25