甘肃舟曲泥石流成因机理资料汇总

甘肃舟曲泥石流成因机理资料汇总
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背景
泥石流是发生于山区沟谷间的、含有大量松散固体碎屑的、不均质的特殊洪流，可由暴雨、冰雪的快速消融、火山爆发、地震和溃堤引起。

其爆发突然，很难预知其发生的准确时间，其泥位和流量陡涨暴落，历时较短，一次泥石流过程一般仅需几分钟到几十分钟，但造成的灾害非常严重，有时甚至是毁灭性的。

[5] 2010年8月7日晚22时左右甘肃省甘南藏族自治州舟曲县城开始打雷下雨，23:20分左右县城断电，23:40分左右县城后山三眼峪沟及罗家峪沟先后突发了大规模泥石流，泥石流持续时间将近一个小时。

来自三眼峪的泥石流直接冲进白龙江，堵塞白龙江，形成了堰塞湖，造成惨重的人员伤亡及经济损失。

此次三眼峪沟特大山洪泥石流灾害给舟曲县城造成了毁灭性灾难，伤亡人数之多，财产损失之大成为我国历史上有记录以来的泥石流灾害之最。

区域地质因素
舟曲县城依白龙江而建，处于三眼峪沟等泥石流沟堆积扇上。

舟曲县属西秦岭地质构造带南部陇南山地。

三眼峪沟流域位于舟曲县城北侧，沟谷总体呈南北向展布，北高南低，流域面积25.75平方千米，沟口距江边约2千米，整个流域呈“漏斗形”。

舟曲县内从西南向东北主要发育迭部一白龙江断裂、坪定一化马断层。

舟曲县属西秦岭构造带的西延部分，在构造形态上为一北西向古生界复背斜，其轴部位于白龙江南部，核部地层为志留系。

舟曲县城境内以坪定一化马断层为主，构成北西、南东向断裂带(图2一l)。

三眼峪沟流域位于复背斜北翼，翼部二叠系地层又发育了次一级向斜。

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新构造运动在境内十分活跃，时空分布上存在明显差异，各断裂带空间上不同地段的活动性和强度不同，断裂活动的时代也不同。

迭部～白龙江断裂带北支在拉路沟～多儿沟间全新世活动段长120 km，东西两端为晚更新世活动段，南支在拉路沟～迭部县城南全新世活动段长75 km，西北、东南两端是晚更新世活动段；光盖山～迭山南缘断裂带为晚更新世以来活动断裂，且由东向西活动程度逐渐加剧；临潭～宕昌断裂带北支晚更新世以来活动不显著，而南支断裂在岷县西全新世活动明显。

临江断裂切割山脊形成垭口或断崖，沿断裂带岩体有崩塌现象，白龙江、嘉陵江水系通过断裂时发生规律性的左旋错位。

主干断裂带上覆的风化壳和Ⅱ级阶地冲积层年龄测定8.38±2.8万a 和 3.26±0.7 万a，属于晚更新世活动断裂[6]。

新构造运动在本区表现为山地强烈隆升，流水急剧下切，形成典型的高山峡谷地貌。

因构造运动强烈上升，三眼峪沟流域沟谷呈“V”字型，沟床平均坡降在24.1%，沟内形成多处跌水陡坎。

[3]
三眼峪沟流域内地下水主要为灰岩裂隙水，受大气降水补给，水量不均，多以泉的形式排向沟底。

从水尽头沟出露的泉水流量最大，枯水期流量约为16L/s，丰水期流量达20一60L/s，为重碳酸钙型水，水质好，无侵蚀性，可供城区及灌溉用水。

其余泉水流量极小(<0.01L/s)。

第四系孔隙水主要分布于沟床及沟口扇形地，水量小，埋深大于5米。

由于人为掠夺式砍伐，建筑采薪，挖坡种地，使植被覆盖面积不断减少，导致大面积山体裸露，崩塌、滑坡等地质灾害频发，泥石流规模也随之不断增大。

据调查，三眼峪沟流域内植被自1958年开始锐减，现有林草地覆盖面积约2.51万亩，乔灌林大部分已缩减到海拔2100m以上的主沟沟头及中高山区。

[1]
泥石流概况
三眼峪沟泥石流的松散固体物质主要包括崩塌堆积物、滑坡堆积物、残坡积物和沟道堆积物。

松散固体物质总量约为4 079.42×104m3,流域内可转化为泥石流的松散固体物质总量约为2 644.54×104m3,占总量的64.8%。

三眼峪沟流域固体松散物质转化为泥石流组成部分的主要方式包括崩塌、滑坡直接堆积或堵塞沟道,被水流冲蚀、搬运;沟坡崩塌、滑坡前缘物质在雨水面蚀及侧蚀作用下向沟底滑塌、坍塌;坡面松散的崩塌体、滑坡体在坡面径流冲蚀作用下,形成坡面泥石流,直接汇入沟内;沟坡上的残坡积物、滑坡体、崩塌体表层在雨水面蚀作用下,细粒物质流入沟道,补给泥石流;沟道内的早期泥石流停积物直接被冲蚀、搬运,构成泥石流固体物质。

罗家峪沟流域属西秦岭构造带的中、高山地,沟谷深切,地形陡峻,岩性软硬相间,岩体节理裂隙发育,风化强烈,土体松散、破碎,加之区内地质构造复杂,断裂、褶皱发育,新构造运动活动强烈,地震活动频繁,滑坡、崩塌等不良地质现象十分发育。

罗家峪沟泥石流的松散固体物质主要包括滑坡堆积物、崩塌堆积物、沟道堆积物和残坡积物等。

松散固体物质总量约为3 414.38×104m3,流域内可转化为泥石流的松散固体物质总量约为2 132.93×104m3,占总量的62.5%。

罗家峪沟泥石流的固体松散物质补给类型和方式主要有滑坡补给、崩塌补给、坡面松散堆积物补给、沟道堆积物补给,补给位置和方式主要为主沟和支沟混合补给。

[1]
成灾灾机理
三眼峪沟和罗家峪沟两处泥石流虽然在规模上、形态上有差异,但却存在着共同的成因特征:暴雨诱发、物源充足、谷坡陡峻、沟道狭窄且坡降大、堆石坝和拦挡坝溃决等特点。

在堆积区致灾模式上也有共同的特点:建筑物密集、排导沟挤占、过流断面小、淤埋面积大、冲击破坏强、堰塞湖淹没等特点[2]。

在总结已有泥石流成灾模式基础上,以上特点综合表示如图一：
图一舟曲泥石流成灾模式图
泥石流地质灾害自身具有它的隐蔽性、突发性和破坏性。

泥石流流域内分布广的岩层、易风化破碎的软弱岩层对泥石流固体物质具有控制作用，崩塌、滑坡及水土流失的严重程度是泥石流产生的一个非常重要的影响因素，是形成泥石流的主要固体物质来源。

在没有水动力时，松散物质堆积沟道，不会对下游产生威胁。

一旦有瞬时暴雨，山洪将携卷大量松散堆积物讯涌而下，淤埋或冲毁下游建筑物、道路、农田等，这种长期积累一次输走的积累方式充分印证了泥石流的这三大特性。

就泥石流成因而言,取决于地形、物源和降雨三方面因素。

(1)从地形条件上,舟曲三眼峪沟和罗家峪沟均具有沟谷深切、沟床比降大、谷坡陡立的特征。

在舟曲县城三眼峪沟汇入白龙江一带,高程为1 340m,但在三眼峪沟后缘山顶高程为3828 m,从发源处至沟口仅6 km,相差达2500 m,虽然在沟口出山后相对宽缓,坡降仅为11%,但沟谷坡降平均30%,特别是在后缘坡降最大达60%以上,地形极为陡峭,这种高山峡谷的地形地貌,导致泥石流速度加快,具有短径流、大洪峰特点,容易形成特大泥石流。

[4]
(2)从物源看,三眼峪沟和罗家峪沟赋存有大量的残、坡积物,崩、滑积物和沟道堆积物。

除了沟谷中大量存在的残、坡积物和沟道堆积物,舟曲一带曾多次发生地震,特别是汶川地震造成山体震动,沟谷中分布有大量滑坡、崩塌堆积体,可形成泥石流的物源体积达2500×104m3,经测算此次形成泥石流的下泄量体积仅180×104m3,约为总物源的1/15。

(3)从降雨条件看,具有突发性、历时短和超强性特征。

2010年8月7日21时至8日凌晨4时,舟曲遭遇强降雨,估计降雨量达97 mm,特别是在8月7日23时至24时一小时内降雨达到77.3mm,超出了新中国成立60年来的气象记录。

经统计测算,在舟曲地区降雨量达到37至47 mm时容易形成泥石流,此次降雨量为临界降雨量的2倍以上。

特别是汶川地震后,由于部分山体出现震裂松67动,出现“内伤”,会导致发生泥石流的临界雨量降至20多毫米,今后更易引发泥石流。

[2]
结语
1.舟曲泥石流是构造，水文，地层，周边环境等因素共同影响
2.舟曲“8.7”特大泥石流具有流速快、粘性大、破坏力强的特点。

3.谷坡陡峻、沟道狭窄且坡降大,松散固体物源充足,降雨突发性、历时短和超强性是舟曲泥石流的成因特征。

4.泥石流成因取决于地形，物源，降水三方面因素。

参考文献
1.张成勇，舟曲泥石流地质灾害形成原因分析，甘肃水利水电技术[J]，2010 年 12 月
2.赵成，“8.8”舟曲暴雨泥石流的成灾模式，西北地质[J]，2011年179期
3.王群敏，舟曲特大泥石流的冲击作用及其防治对策
4.李智毅等，工程地质学概论[M],中国矿业大学出版社
5.夏邦栋，普通地质学[M]，地质出版社
6.谢仁海，构造地质学[M],中国矿业大学出版社。