汶川地震区文家沟泥石流成因模式分析
汶川大地震地质灾害及分析_李长军
汶川大地震地质灾害及分析李长军（总后建筑设计研究院，北京 100036）摘要:笔者参加了四川汶川大地震的抗震救灾工作，目睹了地震诱发的崩塌、滑坡、泥石流等大量的地质灾害。
本文介绍了汶川大地震期间的地质灾害情况，对发生地震的地质构造原因及诱发地质灾害原因进行了初步分析，并对如何避免地质灾害对建筑物的影响提出了建议。
关键词:地质构造 地质次生灾害 崩塌 滑坡 泥石流1 前言2008年5月12日，四川省汶川地区发生了里氏八级特大地震。
地震波传遍了大半个中国，震憾了全世界。
地震发生后的第四天，总后基建营房部组成工程技术专家服务队，我院共29名同志奔赴灾区进行抗震救灾，笔者以岩土工程专家的身份参加了这支队伍。
在灾区的四十多个日日夜夜里，我们涉足都江堰、映秀、什邡、彭州、汉旺、江油、绵竹、绵阳、北川、平武，南至乐山，北至广元，西至雅安，足迹几乎踏遍了重灾区的每一个角落，除亲眼目睹了地震发生后的大量地质灾害惨状，也重点以专业者的眼光对地质灾害进行了考察。
2 震区的地质灾害地震灾区主要为山区，以四川省北部的龙门山脉为中心，山高路险。
国道213线是通往风景名胜九寨沟的必经之路，沿线遍布着大量的风景区。
这里曾是最适合人居的地区，是避暑胜地、人间的天堂。
大地震过后却是满目疮痍，成了人间炼狱。
大地震引发了极其严重的地质次生灾害。
地震发生几小时后，倾盆大雨从天而降，几乎连续下了三天三夜，进一步加剧了地质灾害的频发。
崩塌、山体滑坡、泥石流随处可见。
国道213线从都江堰市至汶川县城路段全线中断数日，地震一个半月后仍有二十余公里路段尚未打通，就是在部分打通的路段也因为余震不断，经常是临时中断。
映秀镇的百花大桥以及附近在建的高速公路彻底毁于岩体崩塌和山体的大面积滑坡。
大面积的山体滑坡在震区形成了多达上百处的堰塞湖，其中尤以唐家山堰塞湖和文家坝堰塞湖最为庞大，给下游的城镇造成了巨大的安全隐患。
下面列举几个笔者亲眼目睹的典型的地质灾害实例。
汶川震区文家沟泥石流成灾机理与特征
汶川震区文家沟泥石流成灾机理与特征倪化勇;郑万模;唐业旗;徐如阁;王德伟;陈绪钰;宋志【摘要】文家沟位于绵竹市清平乡,属于5·12汶川Ms8.0级地震极重灾区.地震发生后的3个汛期内,文家沟曾先后发生5次典型泥石流灾害,其中以2010年8月13日泥石流灾害最为严重,规模与灾情巨大,社会影响深远.在对文家沟泥石流跟踪调查的基础上,探讨了泥石流的成灾机理和特征.研究表明:(1)文家沟泥石流是地震和强降雨共同作用的结果,其成因可归纳为震因与物源以及雨因与水源两个方面,在整个泥石流形成和发生的过程中,呈现出洪流-侵蚀下切-崩滑-席卷-进一步侵蚀下切-进一步崩滑-增大泥石流规模-……的"滚雪球式"循环过程;(2)泥石流发生所需的雨量、雨强条件和水动力条件都显著降低,泥石流规模和雨量之间呈现出明显幂函数关系;(3)发生过程呈现出持续时间长、运动距离远的特征;(4)成灾过程呈现出明显的链式效应,危害形式多样;(5)泥石流频率呈现出高发性,规模呈现出放大性.最后提出了文家沟泥石流研究与防治的建议.%Wenjia gully is located at the epicenter area of the 2008 Wenchuan Earthquake. A huge landslide was ever triggered by the earthquake. During the passed three flood seasons, at least five typical debris flows occurred at Wenjia gully. In particular,a severest debris flow occurred on Aug. 13, 2010. It had a volume up to 3.1×107m3. Five residents lost their lives unf ortunately and hundreds of new-built houses were buried during the catastrophic event. However, it was fortunate that almost all the residents evacuated successfully before the debris flow occurred. In this paper, on the basis of tracking investigation,the mechanism and characteristics of the Wenjia-gullydebris flows were discussed and some suggestions were put forward. Theacknowledges obtained after investigation and analysis are as follows: (1)The debris flows were caused by both Wenchuan earthquake and strong rainfall. As the debris flow formation is concerned, a circle was presented as runoff-erosion-collapse-engulfment-erosion-collapse-enlargement-, and so on; (2)The critical rainfall initiated debris flow was significantly decreased and a power-law relation is existed between debris flow magnitude and daily rainfall ,which can be used to predict the volume of debris flow on the basis of weather forecasting; (3) As the occurrence process is concerned, the debris flow lasted for along duration and moved a far distance; (4) In terms of destroying process, a clear chain characteristic was taken on with several damage ways; (5)Debris flow magnitude was enlarged and the frequency was higher obviously.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2011(019)002【总页数】9页(P262-270)【关键词】文家沟;泥石流;成因;特征;地震滑坡;链式效应【作者】倪化勇;郑万模;唐业旗;徐如阁;王德伟;陈绪钰;宋志【作者单位】成都地质矿产研究所,成都,600081;成都地质矿产研究所,成都,600081;成都地质矿产研究所,成都,600081;成都地质矿产研究所,成都,600081;成都地质矿产研究所,成都,600081;成都地质矿产研究所,成都,600081;成都地质矿产研究所,成都,600081【正文语种】中文【中图分类】P642.232008年 5月 12日,四川汶川发生 M s8.0级地震,地震对震区斜坡山体、地质环境构成了严重破坏,引发了大量泥石流等次生山地灾害[1]。
汶川极震区G213典型泥石流内在因数与运动特征
的高位崩滑物堆积于沟道，并完全占据主沟道，岩土体极为松散，块体大小不一，是“7 • 3"泥石流的 主要启动物源点之一。该段水平长度达455m,平均纵坡降为451%。，左岸多数区域为基岩岀露，岩质坚 硬，有少量残余体附作在表面；右岸为崩滑堆积体，结构松散，降雨冲刷下极易转化为泥石流物源；沟
高家沟流域形态为扇形，流域纵向长度3.26km,平均宽度1.3km,流域面积3.79km2。流域最高点高 程2 800m,最低点位于高家沟汇入岷江河口，高程1 045.0m,相对高差755m,平均纵坡达到了 538%。。
受地质构造和地层岩性控制，高家沟流域支沟呈不对称分布。总体上右岸支沟较发育，分布有大槽 沟、龙窝沟、南天门沟;左岸支沟不发育,主要发育有一条小沟 。从下往上的4条支沟，长度一般在0.5〜1.5km, 纵坡较大，均在500%。以上，两岸岸坡较陡，便于水流铮，各沟段和各支沟分布情况、汇水面积纵坡降
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键词：泥石流；内在因素；成灾机理；G213
中图分类号；P642, 23 文献标识码；A
文章编号：1006-0995（2019）02-0319-07
DOI: 10.3969力.issn.1006-0995.2019.02.029
2008年“5 -12"汶川特大地震后的几年内，地震重灾区泥石流次生地质灾害频发⑴，多地均暴发过
2019年6月第39卷第2期
四川地质学报
Vol.39 No.2 Jun., 2019
汶川极健区G213典型泥石流内在因数与运动特征
文家沟的治理及其方案的选择
[4]水石分离
在地形条件不能改变、 松散物源治理难度较 大、拦挡停淤不可行 的情况下，如能将产 生泥石流的地表流水 控制住，也能达到控 制泥石流发生的作用， 因此，在上游将地表 流水进行拦截疏排， 以避免在物源区水石 相会。
•
在泥石流的形成区清理沟道，排除边坡隐患，降低边坡坡度，并采取护坡和护底工程 ，防止降雨在形成区形成的洪水冲刷沟道和边坡坡脚形成泥石流。 尽管采取了截水和护坡护底工程后可以起到一部分防止泥石流发生的作用，但在泥石 流形成区的堆积物仍然可能在较大降雨时垮塌进人沟道并堵塞沟道最终形成泥石流， 因此还需要在形成区的下游修建拦挡工程，拦挡工程以拦挡较大规模泥石流及其巨石 为主要目的，使洪水或小规模泥石流暴发时泥沙不会淤积在拦档工程内，这样就能保 证在暴发较大的泥石流时能起到拦挡的作用。由于拦挡工程位罩处于堆积扇，地势比 较开阔，对拦挡工程的设计和施工中应考虑泥石流对拦挡工程的冲击并采取相应措施 ，避免泥石流冲毁拦砂坝的事件再次发生。 在采取拦挡工程措施后，对通过拦挡工程的泥石流或因拦挡工程失效而流出的泥石流 还应该采取排导工程的方法将泥石流排导到绵远河内，排导工程在进入绵远河时与绵 远河河道的交汇角应该成锐角，最好成300夹角，这样经排导工程排导的泥石流就不会 堵塞绵远河，排导出的泥沙可以通过绵远河水流冲刷自然排导到下游，不会影响清平 乡在文家沟上下游居民的安全。
文家沟泥石流
文家沟泥石流
文家沟泥石流特点
物源来自于沟内滑坡一碎屑流堆积物
先洪水后泥石流
主要以“拉槽”方式侵蚀破坏
阵发性堵溃
(1)物源
• 文家沟原本不是一条 泥石流沟，5·12汶川 地震诱发的文家沟高 速远程滑坡一碎屑流 在沿沟堆积了异常丰 富的松散物源，滑坡 堆积体在后期降雨汇 聚流水作用下产生泥 石流。
汶川地震后四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流灾害调查研究
汶川地震后四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流灾害调查研究余斌;马煜;吴雨夫【摘要】在2008年5月12日汶川地震后的地震灾区暴发了许多泥石流灾害,其中以四川省绵竹市清平乡文家沟泥石流最为显著.文家沟原来不是泥石流沟,在汶川地震时由于滑坡形成的巨大的滑坡-碎屑流堆积体改变了文家沟的泥石流形成条件,在此后的3个雨季内,文家沟先后暴发了5次大规模和特大规模的泥石流灾害,其中以8·13文家沟泥石流规模和危害最大.8·13文家沟泥石流暴发时的总降雨量为227mm,泥石流持续时间约2.5h,泥石流总量约310×104m3; 泥石流造成7人死亡, 5人失踪, 39人受伤, 479户农房被掩埋,直接经济损失4.3亿元.5次大规模和特大规模的泥石流以及洪水仅带走了16%的可以很容易形成泥石流的滑坡-碎屑流堆积物,文家沟如再遭遇较大降雨还会暴发泥石流.即使在今后的雨季中暴发几次规模如8·13泥石流一样大的特大规模泥石流,文家沟在较大降雨下仍然可能暴发泥石流灾害,因此对文家沟泥石流的防治工作将是一个长期的工作.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2010(018)006【总页数】10页(P827-836)【关键词】文家沟;泥石流;滑坡-碎屑流;地震;降雨【作者】余斌;马煜;吴雨夫【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都,610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都,610059【正文语种】中文【中图分类】TU457;P642.222010年 8月 13日凌晨零点 30分,在持续强降雨作用下,位于汶川地震重灾区的四川省绵竹市清平乡文家沟暴发特大泥石流灾害,泥石流冲塌绵远河上游幸福大桥后,将大桥整体推移到下游并堵塞老清平大桥,致使绵远河堵塞、水位抬高、河水改道。
城市泥石流灾害形成原因浅析—以四川省汶川县特大泥石流灾害为例
塌等次生灾害 ， 为泥石流 的发生提供 了必要的物源条件。 本文 以四川省汶川县特大泥石流灾害为例 ， 浅析泥石流灾害
形 成 的原 因 ， 以期 引起 人 们 对 泥 石 流 灾 害 的警 惕 与 重视 。 关键 词 泥石 流 次 生 灾 害 中 图分 类 号 ： Ｐ ６ ４ ２ 地 震 地 质 结 构 文 献 标 识码 ： Ａ
害反映 ， 这种现象被称为灾害链， 最早起作用的灾害就是 “ 原 境 适 宜性 划 分 中 ， 汶 川 的“ 不适宜地区” 和实际人数 ， 均 位 于 所 生灾害” ， 而 由原 生 灾害 引发 的则 称 为 “ 次生灾害” 。２ ０ １ ３年 ７ 有 灾 区 中 的榜 首 。但 就 是 在 这 样 一 个严 谨 的调 查 报 告 出炉 之 月 四川地区多处因暴雨 引发泥石流灾害，其 中汶Ｊ ｌ Ｉ 县为重灾 后， 汶川地震后重建城镇体系规划编 制组 已做 出决定： 汶Ｊ Ｉ ｌ 县 区 。专家分析 “ ５ ・１ ２ ” 地 震才是这次事故的直接 原因， 这次 城将在“ 行政区划 内异址重建” 。 泥石流可看做是汶 川地震 的“ 次生灾难” 。地质部 门对震后次 汶川灾区既然选择 了原地重建，就应该加强对次生灾难 生灾难 的估计显然落在大 自然的魔掌之后，而汶川在重建过 的预警工作。在汶川地震发生之后不久，当局地质部 门就预 程 中的缺陷如“ 原址重建” 、 水利工程改造 、 灾难排查和整治 以 测到次生灾害 发生 的可能性 。然而对于地震之后 的水利工程
中 国地 处 世 界 两大 灾 害 地 带 之 中 ， 是 世 界上 灾 害 数 量 多 、 考 察 的数 据得 出结 论 认 为 汶 川 Ｉ 安全 的使 用 土 地 面 积最 多只 能 灾害强度大、灾情严重 的少数几个国家之 一。一次次灾害的 容 纳 １ 万 余人 。一 份 《 汶 川 地 震 重 灾 区 资源 环 境 承 载 能 力 评 沉 痛 打 击 ，让 这个 高速 发 展 的 国家 在 前进 的路 上 走 的颤 颤 巍 价》的 报 告 显 示 ， 汶 川和 北 川县 是 四川 Ｉ ３ ０个 重 灾 区 中仅 有 的 巍 。而许多强度较大 的 自然灾害经常会诱发一连 串的其他灾 两个全部地 区均为次生灾害 “ 极高、 高度危险区” 。在人居环
汶川震区清平乡文家沟泥石流灾害特征分析
汶川震区清平乡文家沟泥石流灾害特征分析赵学宏;常鸣;黄翔超【摘要】On August 13,2010,16 debris flows broke out in Qingping, Mianzhu, Sichuan Province, including one super large (Wenjia Gully debris flow) ,one large (Zoumaling debris flow),nine medium and five small ones. The largest Wenjia Gully debris flow discharged solid material of the total amount up to 310×104 m3 from the channel,which buried most districts of Qingping. Those debris flows happened in the earthquake high intensity zone of Wenchuan, resulting from the earthquake and the rainfall. Thus research on the forming reasons of debris flows is significant for a further understanding of the development characteristics. Based on the field investigation, we analyzed the reasons from the provenance, terrain and rainfall conditions,and the disaster characteristics and movement features of the flows.%2010年8月13日凌晨在四川省绵竹市清平乡暴发了16条泥石流,其中1条特大型(文家沟泥石流),1条大型(走马岭沟泥石流),9条中型,5条小型.清平乡场镇暴发的文家沟泥石流规模最大,泥石流冲出固体物质总量达310×104 m3,文家沟泥石流将清平乡老场镇的大部分区段淤埋.由于这场泥石流灾害发生在汶川地震高烈度区,是地震与降雨共同作用的结果,研究其形成原因,对于进一步认识强震区泥石流发育特征具有重要的意义.根据现场调查,从物源条件、地形条件、降雨条件分析了泥石流形成原因,并分析了泥石流成灾特征及成灾过程机制,以及泥石流运动特征等.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2011(009)005【总页数】4页(P107-110)【关键词】文家沟;泥石流;暴雨;汶川地震;动力学特征;滑坡;形成原因;防治对策【作者】赵学宏;常鸣;黄翔超【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都610059【正文语种】中文【中图分类】P6422008年5月12日14时28分04.1秒，四川省汝川龙门山断层发生8.0级，震源深度14 k m之极浅层大地震。
四川省8_13特大泥石流灾害特点_成因与启示_许强
J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报 1004-9665/2010/18(5)-0596-13四川省8·13特大泥石流灾害特点、成因与启示＊许 强(地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都 610059)摘 要 2010年8月12～14日,四川省部分地区普降大到暴雨,在5·12汶川地震极重灾区的绵竹市清平乡、汶川县映秀镇和都江堰龙池镇诱发了极为严重的泥石流灾害。
本次泥石流灾害表明:地震区和非地震区、震前和震后的泥石流在发育分布规律、启动条件、暴发规模、活动形式及其成灾方式和危害性等方面都具有显著的差别。
通过对8·13清平乡泥石流、映秀红椿沟泥石流以及龙池泥石流的基本分析,表明8·13泥石流具有群发性、突发性、破坏性、灾害链效应等特点,同时还具有沿发震断裂呈带状分布、物源主要来自于汶川地震触发的崩滑堆积物、活动形式主要表现为“拉槽”侵蚀等显著特征。
震区异常丰富的松散固体物源和极端气候所造成的局地短时强降雨是泥石流暴发的根本原因。
针对汶川地震区泥石流暴发的新特点,应进一步加强对震区泥石流的防治,尤其是针对具有重大泥石流隐患的沟谷,一方面应提高设防标准,强化工程治理和专业监测预警,另一方面更应引入风险管理和控制的理念,注重“防”“治”结合;“软”“硬”结合;工程措施与非工程措施结合;“治理”与“管理”结合,调动全社会力量,共同防范地质灾害。
关键词 8·13泥石流灾害 成因机理 群发性 灾害链效应 汶川地震区中图分类号:P642.2;T U43 文献标识码:AT H E13A U G U S T2010C A T A S T R O P H I C D E B R I SF L O WSI N S I C H U A N P R O-V I N C E:C H A R A C T E R I S T I C S,G E N E T I CME C H A N I S M A N DS U G G E S T I O N SX UQ i a n g(S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f G e o h a z a r d P r e v e n t i o n a n dG e o e n v i r o n m e n t P r o t e c t i o n,C h e n g d uU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,C h e n g d u 610059) A b s t r a c t F r o m12t o14o f A u g u s t2010,h e a v y r a i n e v e n r a i n s t o r m s d r o p p e d i n p a r t a r e a o f S i c h u a n p r o v i n c e,a n d c a t a s t r o p h i c d e b r i s f l o w s w e r e i n d u c e di n Q i n g p i n g t o w no f M i a n z h u c i t y,Y i n g x i ut o w no f W e n c h u a nc o u n t y a n d L o n g c h i t o w n o f D u j i a n g y a nc i t y.T h e s e t o w n s a r e b e l o n g e dt o t h e w o r s t-h i t a r e a s o f t h e5·12W e n c h u a nE a r t h-q u a k e.T h e d i s a s t e r s w e r e r e f e r r e d b y t h e g o v e r n m e n t a s t h e13A u g u s t2010c a t a s t r o p h i c d e b r i s f l o w s i nS i c h u a n p r o v i n c e.T h e d e b r i s f l o wd i s a s t e r s d e m o n s t r a t e d t h a t t h e d e b r i s f l o w s i n s e i s m i c z o n e o r i nn o n e-s e i s m i c z o n e,p r e-e a r t h q u a k e o r p o s t-e a r t h q u a k e h a v e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i nd i s t r i b u t i o n,f o r m i n g c o n d i t i o n s,s c a l e s,m o v i n g s t y l e s a s w e l l a s o t h e r d i s a s t e r m o d e s a n d h a r m f u l n e s s.I n t h i s p a p e r,f i r s t l y,a b r i e f i n t r o d u c t i o n i s g i v e n t o t h e8·13Q i n g-p i n g,H o n g c h u n g o u o f Y i n g x i u a n d L o n g c h i d e b r i s f l o w s.T h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d f o r m a t i o n r e a s o n s o f t h e8·13c a t a-s t r o p h i c d e b r i s f l o w s,i n W e n c h u a n e a r t h q u a k e r e g i o n,a r e a n a l y z e d a n d s u m m a r i z e d a n d s e v e r a l r e v e l a t i o n s a n d s u g-g e s t i o n s t o t h e p r e v e n t i o n o f t h e d e b r i s f l o w s i n t h e d i s a s t e r a r e a s a r e p u t f o r w a r d.T h e r e s e a r c h r e s u l t s s h o wt h a t t h e ＊收稿日期:2010-09-10;收到修改稿日期:2010-09-29.基金项目:国家重点基础研究发展计划课题“强震作用下斜坡失稳破坏机理与分布规律”(2008C B425801)、教育部创新团队发展计划(I R T0812)、地质灾害防治与地质环境保护自主研究课题“汶川地震大型滑坡研究”.作者简介:许强,主要从事地质灾害预测评价及防治处理方面的教学与研究工作.E m a i l:x u q i a n g68@126.c o m8·13d e b r i s f l o w s n o t o n l y h a d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f g r o u p p r o p e r t i e s,s u d d e n o c c u r r i n g f e a t u r e s,d e s t r u c t i v e n e s s a n d h a z a r d c h a i n e f f e c t,b u t a l s o h a d t h e s i g n i f i c a n t c h a r a c t e r i s t i c s o f z o n a l d i s t r i b u t i o n a l o n g t h e s e i s m i c f a u l t s.T h e m a-t e r i a l s m a i n l y c a m e f r o m r o c ks l i d e d e p o s i t s w h i c h t r i g g e r e db y t h e W e n c h u a n E a r t h q u a k e.D o w n-c u t t i n g w a s t h e m a i n l y m o v i n g m o d e.E x t r a o r d i n a r y a b u n d a n t l o o s e s o l i d m a t e r i a l s a n d l o c a l s h o r t-t i m e h e a v y r a i n f a l l b y t h e e x t r e m e c l i m a t e i n t h ee a r t h q u a k e r e g i o nw e r e t h eb a s i c r e a s o n s o f t h e d e b r i s f l o wo c c u r r e n c e.W i t hr e g a r d t o t h e s e n e w c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e d e b r i s f l o wi n W e n c h u a n e a r t h q u a k e r e g i o n,t h e p r e v e n t i o n m e a s u r e s t o t h e d e b r i s f l o w s s h o u l d b e s t r e n g t h e n e d,e s p e c i a l l y t h o s e v a l l e y s o f g r e a t d e b r i s f l o wh i d d e n t r o u b l e.O nt h e o n e h a n d,t h e s t a n d a r do f t h e g a r r i s o n s h o u l d b e i m p r o v e d a n d t h e e n g i n e e r i n g m a n a g e m e n t a s w e l l a s s p e c i a l t y m o n i t o r s h o u l d b e i n t e n s i f i e d.O n t h e o t h e r h a n d,r i s k m a n a g e m e n t a n d c o n t r o l i d e a l s h o u l d b e b r o u g h t i n.T h e c o m b i n a t i o n o f p r e v e n t i o n a n d a d m i n i s-t r a t i o n,t h e c o m b i n a t i o n o f s o f t a n dh a r dm e a s u r e s,t h ec o m b i n a t i o no f e n g i n e e r i n gm e a s u r e s a n dn o n-e n g i n e e r i n g m e a s u r e s,a n d t h e c o m b i n a t i o n o f a d m i n i s t r a t i o n a n d m a n a g e m e n t a r e s u p p o s e d t o b e f o c u s e d o n.Wh a t e l s e,m o b i l i-z i n g t h e w h o l e s o c i e t y t o p r e v e n t g e o l o g i c a l d i s a s t e r s a l l t o g e t h e r.K e y w o r d s T h e c a t a s t r o p h i c d e b r i s f l o w,G e n e t i c m e c h a n i s m,H a z a r d c h a i n e f f e c t,W e n c h u a n e a r t h q u a k e,G e o l o g-i c a l d i s a s t e r p r e v e n t i o n1 引 言2010年8月12～14日,四川省部分地区降大到暴雨,局部地区大暴雨。
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2 文家沟泥石流活动特点
2． 1 初次治理工程实施前阶段 初次治理工程实施前曾经发生 3 次泥石流活
动，这些活动对滑坡堆积体表层的破坏和泥石流活 动的启动具有重要意义。2008 年 6 月 18 ～ 21 日、7 月 24 ～ 25 日因绵竹地区普降暴雨引发文家沟 2 次 泥石流活动，1300m 平台以下堆积体被携带冲出，沿
原沟谷右侧形成深度在 5 ～ 20m 的沟槽，并将大量 松散物携带至沟口地带堆积，但未冲出山口形成明 显灾害。9 月 22 ～ 24 日再次降雨导致新冲沟刷深， 泥石流冲出山口将绵远河部分主河道掩埋淤塞，并 损毁沿途的土地、道路。“9 ·24”泥石流的过程降 雨量为 88mm，10min 最大雨强为 11. 5mm。 2． 2 初次治理工程及其破坏阶段
图 1 绵远河流域文家沟泥石流汇水区、冲沟物源区和堆积河道区域航空影像 Fig． 1 The aerial image of catchment area，soil and stone resource area and depositing area
in the Mianyuan river of Wenjiagou debris flows
2． 4 文家沟泥石流冲出松散固体物的体积问题 文家沟多期泥石流事件冲出松散固体物的体积
是一个尚未解决的重要问题，仅仅是 2010 年“8 · 13”事件冲出的松散固体物就有两个差别较大的提 法： 一说 450 × 104 m3 （ 许强，2010） ，另一说 310 × 104 m3 （ 余斌等，2010； 倪化勇等，2011） 。这个问题不仅 涉及对灾害事件规模的认定，同时也是防治工程方 案论证无法回避的问题，因为工程量的巨大差别也 就涉及工程投资的可接受程度。
710
地质论评
2012 年
月 16 日和 9 月 18 日。引发泥石流的过程降雨量多 在 50mm 以上，10min 降雨强度大于 10mm。2010 年 8 月 13 日降雨强度最大，历时最长，泥石流规模也 最大。泥石流规模与降雨量基本成正相关关系。
现场调查发现，引发 8 次泥石流活动的汇水主 要来自主沟沟系，涉及流域面积约 5. 6km2 。1300m 高程平台（ 1270 ～ 1390m 高程段） 以上区域主要是 汇聚地表水，各支沟山洪携带的固体物基本停积在 1300m 平台之上，未进入中下游参与泥石流活动。8 次泥石流的物源主要是文家沟主沟段（ 1300 ～ 960m 高程区段） 的滑坡堆积物，山洪泥石流冲刷作用在 滑坡松散堆积体右侧形成“V”字型冲沟，主体方向 向西。960m 高程以下区域地势平缓，成为泥石流固 体物停积区（ 图 1） 。因此，“V”型冲沟是文家沟 8 次泥石流作用遗留的产物，主沟段既是物源区，又是 流通区。文家沟泥石流的物源区和流通区处于同一 空间区域，明显不同于通常意义上的沟谷型泥石流 （ 刘传正等，2011） 。
“8·13”泥石流后，8 月 19 日、9 月 16 日、9 月 18 日文家沟又先后发生泥石流，其中情况比较清楚 的是“9·18”泥石流。2010 年 9 月 18 日 10： 05 ～ 11： 40 的泥石流主要表现为冲刷“8 ·13”泥石流形 成的冲沟，掏蚀左岸沟坡产生滑塌进一步增加物源 量，冲出固体物质约 9 × 104 m3。“9 ·18”泥石流过 程降雨量 52. 0mm，30 分钟最大降雨强度 18. 5mm，5 分钟最大降雨强度 12. 5mm。 2． 3 二次实施防治工程及其效果检验
关键词： 文家沟泥石流； 渗流作用； 溃决滑塌； 造沟作用模式； 溯源侵蚀； 扩沟作用模式
2010 年 8 月 13 日，四川省绵竹市清平乡暴雨 引发文家沟特大泥石流灾害，共造成 5 人死亡、1 人 失踪，冲毁掩埋房屋 400 余间、公路 1000 余米，损毁 桥梁 2 座，初次治理工程的谷坊坝群基本损毁，绵竹 至茂县的公路全面中断。文家沟“8 ·13 ”泥石流灾 害事件引起中国各级政府和社会各界的高度关注， 学术界对文家沟“8 ·13”特大泥石流灾害的特点、 地质环境和形成原因也多有研究。2011 年 5 月，二 次治理工程基本竣工，并在 2011 年汛期发挥重大防 灾减灾作用。回顾 2010 年“8·13”事件以后，笔者 多次赴现场考察、应邀参与二次防治工程方案比选 论证，深感 仍 有 一 些 关 键 科 学 问 题，如 泥 石 流 的 规 模、序次、成因模式和渗流作用过程等值得深入分析 研讨，以便为强烈地震区滑坡泥石流灾害的防治提 供借鉴。
文家沟泥石流综合防治工程于 2011 年 5 月底 竣工。治理工程单元包括上游的谷坊坝、集水池和 导水隧洞，中游的排导槽、钢筋石笼和下游的拦挡坝 等。2011 年入汛以来，文家沟流域连续经历了“5· 9”、“6·16”、“6·30”三次暴雨天气过程。在 6 月 30 日至 7 月 4 日，清平场镇过程降雨量达 247mm， 文家沟一带过程降雨量最大达 387. 5mm，10 分钟最 大降雨强度 10. 5mm。强降雨在文家沟上游形成的 山洪通过引水隧洞顺利下泄，使其未能进入 1300m 平台以下的滑坡碎屑流堆积区。
1 文家沟流域地质环境
汶川“5·12”MS8. 0 级地震在四川绵竹清平乡
文家沟上游韩家大坪引发泥盆纪观雾山组中厚层石 灰岩顺层大滑坡，滑坡体积约 4450 × 104 m3 ，滑坡碎 屑填满了文家沟主沟段，并造成 48 人遇难（ 黄河清 等，2010） 。文家沟流域地处汶川地震 Ⅹ—Ⅺ 烈度
区 内 （ 黄 河 清 等，2010； 许 冲 等，2010； 王 涛 等， 2010） 。滑 坡 后 缘 沿 顶 子 崖 南 侧 分 布，顶 点 高 程 2250m。滑体剪出部位高程 1630m，与谷底（ 沟脑） 相对 高 差 约 435m。 文 家 沟 汇 入 绵 远 河 处 高 程 890m。沟口 与 滑 坡 源 区 顶 端 相 对 高 差 约 1360m。 滑坡碎屑流填充覆盖文家沟沟道长度达 3. 6km。据 调查，文家沟流域在“5 ·12 ”地 震 前 斜 坡 稳 定，生 态 环境良好，无泥石流发生历史。
2008 年汶川“5 ·12”地震以来，文家沟共发生 8 次泥石流，分别是 2008 年 6 月 21 日、7 月 25 日、9 月 24 日、2010 年 7 月 31 日、8 月 13 日、8 月 19 日、9
注： 本文为国家地质调查计划研究项目（ 编号 1212011220125） 的成果。 收稿日期： 2011-11-18； 改回日期： 2012-03-22； 责任编辑： 章雨旭。 作者简介： 刘传正，男，1961 年生。博士，研究员，国土资源部地质灾害应急指导中心副主任。主要从事灾害地质、工程地质与环境地质等 研究。通讯地址： 100081，北京市海淀区大慧寺路 20 号； 电话： 010 － 62175999。Email： liucz@ mail． cigem． gov． cn。
为了避免类似 2010 年“8 ·13”泥石流灾害的 再次发生，2011 年实施的文家沟泥石流二次防治工 程采用了“水 砂 分 离、固 底 护 坡、拦 阻 停 淤 ”的 综 合 防治理念。“水砂分治”即把上游 1300m 平台以上 流域的汇水采用引水隧洞分流到一号支沟，使其不 进入滑坡堆积体； “固底护坡”即在中游新冲沟段采 用分层回填和钢筋石笼固底护坡，使其能够抗冲蚀 而不提供固体物质； “拦阻停淤”即在下游至沟口段 设置拦挡工程使可能冲出的固体物停积下来。
第4 期
刘传正： 汶川地震区文家沟泥石流成因模式分析
711
2010 年 8 月 12 日 18 时至 13 日 4 时，四川绵竹 市清平乡再次出现强降雨。12 日 19 时至 22 时，雨 量较小。22： 30 至 13 日 1： 30 时为持续暴雨。12 日 23： 45 时清平乡绵远河流域的文家沟开始暴发泥石 流，至 13 日凌晨 1 时规模最大，13 日 4 时基本结 束，持续时间约 4h。此次泥石流基本损毁已建成的 初次防治工程。泥石流冲入绵远河后，造成河上老 大桥堵塞，清平乡场镇的学校、加油站、安置房淹没， 盐井村 6 人死亡失踪，1500 多人接警撤离。泥石流 固体物主要源于 1300m 平台以下新生冲沟两侧滑 坡堆积体，并造成冲沟扩大加深。“8 ·13”泥石流 后的沟床扩宽至 10 ～ 20m，沟岸高度 40 ～ 70m，沟坡 平 均 坡 度 48°。 冲 沟 长 度 1150m，前 后 缘 高 差 291. 5m，坡降 256. 8‰。“8·13”泥石流过程降雨量 为 227. 5mm，最大降雨强度 70mm / h。
文家沟位于绵远河左岸，平面形态呈口袋型，腹 大口小。文家沟流域面积 7. 81km2 ，主要由一条主 沟和一、二号支沟组成，主沟源头发育多条小冲沟。 文家沟主沟沟口海拔高程 910m，韩家大坪以上分水 岭高程 2400m，相对高差 1490m，总长 4. 9km。一号 支沟位于主沟右岸，长 3. 18km，汇水面积 1. 65km2 ， 并与主沟在接近出山口处相交。二号支沟位于主沟 左 岸，在 主 沟 1300m 高 程 处 汇 入，汇 水 面 积 0. 57km2 。1390m 高程至沟口走向近东西，原沟床被 滑坡堆积物填满，降雨时坡面呈漫流。二号支沟的 汇流也被阻于此区域南侧，并形成水塘。
第58 卷 第4 期 2012 年7 月
地质论评
GEOLOGICAL REVIEW
Vol． 58 No． 4 July 2 0 1 2
汶川地震区文家沟泥石流成因模式分析
刘传正1，2）
1） 国土资源部地质灾害应急指导中心，北京，100081； 2） 中国地质环境监测院，北京，100081