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摘要:该文依据现场调查的详实数据,从泥石流形成的地形地貌特征、松散物质来源特征和水动力条件特征三方面统计分析了阿格乡依迪克村北泥石流发育特征,同时说明了泥石流潜在危害对象,对该区泥石流的治理提供了基础数据支撑。
关键词:泥石流 松散物源 水动力条件 流通区
一、泥石流发育区的地形地貌特征
该区泥石流沟流域总面积0.9km2,主沟总长约2.15km,源头最高海拔1670m,最低点海拔1435m,最大相对高差235m,沟床纵坡比为109.3‰。泥石流沟沟道比较窄,两侧山体陡峭,坡度在60-85°,泥石流形成-流通区面积较大,且支沟较发育。
形成-流通区:主沟及支沟长度、高差、纵坡比及第四系平均厚度见表1。各泥石流支沟沟谷呈“V”型,沟道宽1-8米,两侧谷坡较陡,山坡坡度60°-85°,较有利于水及碎屑固体物质聚集,划分为形成区。形成区基岩裸露,坡面发育稀疏的耐旱低矮灌木及草类,植被覆盖率低于5%。主沟及各支沟沟道较弯曲,呈”S”型,沟道宽度较窄,沟道内为第四系松散堆积体,据探井揭露深度,形成-流通区沟道内第四系平均厚度为2.46米。基岩山体岩性为砂砾岩,表层风化作用强烈,经现场调查泥石流流域基岩山体表层风化松散层厚度取0.5米。
形成-流通区主沟及支沟参数表 表1
沟道 | 长度(米) | 高差(米) | 纵坡比(‰) | 第四系平均厚度(米) | 基岩岩性 |
主沟 | 2150 | 235 | 109.3 | 3.54 | 砂砾岩 |
支沟1 | 315 | 69 | 219 | 沟道基岩出露 | 砂砾岩 |
支沟2 | 469 | 59 | 125.8 | 沟道基岩出露 | 砂砾岩 |
支沟3 | 1560 | 139 | 89.1 | 1.25 | 砂砾岩 |
支沟4 | 1000 | 92 | 92 | 1.9 | 砂砾岩 |
支沟5 | 655 | 100 | 152.7 | 沟道基岩出露 | 砂砾岩 |
堆积区:堆积区面积0.058平方千米,第四系松散堆积物平均厚度4.83米。沟床纵坡逐渐变缓,相对高差20.6米,平均纵坡比为61.5‰。呈喇叭口状向西汇入库车河,沟谷由于运煤铁路的修建,人为修建的导流堤引导泥石流通过过水涵洞汇入库车河。但是由于过水涵洞及导流堤的修建没有正对沟口,而是北侧导流堤垂直于沟口,使得泥石流携带松散物经雨水汇集携带至右侧导流堤处堆积,导流堤内侧淤高,甚至没过导流堤,再发生较大的泥石流灾害时,泥石流很可能会越过堆积区背刺导流堤上部向西堆积,将会对铁路构成直接威胁。
泥石流形成-流通区及堆积区主要参数一览表 表2
区段 | 面积(km2) | 主沟长度(m) | 纵坡坡度(‰) |
形成-流通区 | 0.842 | 2150 | 109.3 |
堆积区 | 0.058 | 335 | 61.5 |
合计 | 0.9 | 85.4(平均值) |
二、泥石流发育区的松散物源特征
泥石流沟内松散堆积物主要为主沟道及沿线各支沟内松散堆积物,其次为流域上游坡面部分的残坡积物。
1、泥石流沟道内松散物源
本次勘查工作通过在主沟、支沟合适的位置布置探井及剖面线。通过对勘探线上探井的布置及开挖,了解典型沟道内勘探线上平均位置处的松散堆积物厚度,根据已取得的探井资料绘制勘探线剖面图,计算出勘探线剖面所控制的松散堆积物典型断面面积,再由该松散堆积物控制断面面积乘以各沟道控制长度,便基本估算出各沟道里的松散堆积物方量,由此计算出了泥石流主沟道及各支沟内的松散堆积物总方量。
主沟内第四系松散堆积物分布于从沟口至观测点G16一段沟道内,长度为1.51千米,沟道横剖面揭露断面平均面积为21.65平方米,沟道内施工探井揭露第四系平均深度为3.64米,松散物源体积按横剖面揭露断面面积乘以沟道内第四系长度为3.27×104立方米,即主沟沟道内松散物源体积为3.27×104立方米。
支沟1、支沟2及支沟5沟道宽度1-2米,经调查沟道内出露均为基岩,松散物源量少,其计算量统计于坡面松散物源中。
支沟3内第四系松散物源分布长度约1千米,沟道横剖面揭露断面平均面积为7.88平方米,沟道内施工探井揭露第四系平均深度为1.25米,松散物源体积按横剖面揭露断面面积乘以沟道内第四系长度为0.788×104立方米,即支沟3沟道内松散物源体积为0.788×104立方米。
支沟4内第四系松散物源分布长度约230米,沟道内施工探井揭露第四系深度为1.9米,沟道平均宽度据现场调查取2米,松散物源体积按第四系平均深度乘以沟道平均宽度乘以沟道内第四系长度为0.0874×104立方米,即支沟4沟道内松散物源体积为0.0874×104立方米。
综上泥石流沟道松散物源体积共为4.1454×104立方米。
2、山坡表层松散物源
调查区大部分面积均为基岩出露,山体植被覆盖率低于5%,根据地面调查山坡表层松散物源平均厚度取0.5米,总方量等于山坡面积与平均厚度的乘积,山坡面积即形成-流通区面积约0.842平方千米与形成-流通区沟道内第四系分布面积0.023平方千米之差,即0.819平方千米,计算方量为40.95×10
4立方米。
综上泥石流松散物源体积共为45.0954×104立方米。
三、泥石流发育区的水动力条件特征
勘查区位于干燥作用低山区,泥石流的水源主要为降雨,降雨较集中在6-8月,降雨多为短时大雨或暴雨。暴雨能在短时间内形成强大的地表径流,而携带松散碎屑物质起动形成泥石流。由于勘查区内未设置水文站,仅收集到部分气象观测资料,水动力条件需进一步进行水文计算来确定。
泥痕剖面参数一览表 表3
泥痕剖面编号 | 泥痕宽度(m) | 泥痕平均深度(m) | 水力坡度(I)‰ | 过流断面面积(㎡) |
1-1' | 6.2 | 0.2 | 63.6 | 15.7 |
2-2' | 7.1 | 0.18 | 73.7 | 7.9 |
3-3' | 13.4 | 0.1 | 62.43 | 29 |
4-4' | 14.6 | 0.2 | 65.63 | 20.3 |
7-7' | 6 | 0.2 | 64.03 | 15.7 |
平均值 | 9.46 | 0.176 | 65.88 | 17.72 |
根据现场泥痕剖面实测,总计实测泥痕剖面5条,分别位于主沟与支沟交汇处及主沟、支沟重要的工程部位,经计算5条泥痕深度平均值为0.176米(见表3),以下为一条典型泥痕剖面。
四、该区泥石流的潜在危害
库车县阿格乡依迪克村北泥石流包括形成-流通区和堆积区,各区造成的危害各不相同。勘查区水石流沟中上游基本无人类活动,一般不会构成危害。其危害主要发生在沟口及堆积区,导流堤内侧淤高,甚至没过导流堤,再发生较大的泥石流灾害时,泥石流很可能会越过北侧导流堤上部向西堆积,将会对铁路构成直接威胁。经地面调查与测绘,泥石流危害对象包括两侧的导流堤,运煤铁路约200米,铁路下游的沥青公路约200米及下游的田地约10亩。
结论:该文采用详实的数据,从长度、高差,纵坡比、第四系平均厚度等方面分析了泥石流发育形成-流通-堆积区的地形地貌特征,从泥石流沟道内和山坡表层松散物源的物质来源和物质体量说明了该区泥石流发育的物原特征,从泥石流沟的泥痕宽度、泥痕平均深度水力坡度和过流断面面积论述了该区泥石流主沟和支沟的水动力条件,综合阐明了该区泥石流发育的特征,指出了泥石流的潜在危害,为该区泥石流灾害治理提供了详实的基础资料。
参考文献:
1、《泥石流灾害防治工程勘查规范》DZ/T0220-2006;
2、《工程地质调查规范(1:2.5万-1:5万)》DZ/T0097-1994;
3、《1:5万区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范》GB/T14158-93;
4、《县(市)地质灾害调查与区划基本要求(实施细则)》(2006年修改版)。