汉滨区大竹园镇七堰村滑坡特征及转化泥石流机制分析

[摘要]根据汉滨区大竹园镇七堰村滑坡发育的阶段性特征，及其后期转化为泥石流的运动特征，将七堰村滑坡的运动特征划分为主滑区、流化区和流动区。分析了滑坡转化为泥石流的形成机理，并对陕西省安康地区山区地质灾害提出减灾防灾措施和建议。

[关键字]七堰村滑坡 泥石流 运动特征 形成机理

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-217-2

1 概况

2010年7月17日，陕西省安康市发生历史罕见的特大暴雨，7月18日位于汉滨区七堰村一组林家院子左侧支沟沟脑处山体发生滑坡，继而转化为泥石流灾害，共造成22户12人死亡，17人失踪，损毁房屋75间，直接经济损失273万元，基础设施全部瘫痪，属于大型地质灾害。

1.1 地形

灾害区地处低山区地貌。区内坡陡沟深，海拔高度高程1227.9～441m，最大高差786.9m。沟道流长1.21km，平距约800m，流域面积约0.16km2，沟道纵坡比降155‰，沟道总体走向330°。上部滑坡区域，处高位能地带，海拔高度高程1227.9～1150m，局部呈半伞状地形，地貌单元属低山区，斜坡坡度40～60°，坡度较陡，由于局部地区被人工整平为耕地，斜坡总体上呈阶梯状，相对高差约70m，坡向200°，平均坡度约40°，后缘局部地段坡度可达60°以上，斜坡地表出露为残坡积松散堆积体，厚度3～10m。下部沟道中部为滑坡转化为泥石流区域，总体形态顺直，沟内无大而急的转弯，沟壁出露表面平整的基岩或第四系覆盖物。

1.2 地层

区内地层由志留系、第四系组成。土体主要为碎石土，分布于谷坡斜坡表面，岩性主要为粘性土夹碎石、块石等，局部夹粘土薄层，与下伏基岩组成双层结构。岩体为较坚硬片状变质岩组：岩性主要有白云母石英板岩，长石阳起石片岩，地层产状45°∠27°。上覆土层与下伏基岩组成顺向坡，遇强降雨易发生滑坡。

1.3 降雨

汉滨区多年平均降水量799.3mm，最大降水量1109.2mm（1983年），且季节分配不均，主要集中在7～9月，且多为大雨、暴雨，占全年总降水量的70%。2010年7月16-18日的项目区的累计降雨量达到了267mm，其中18日8：00-20：00时的降雨量达106mm，其强度多年罕见。

2 滑坡形成特征

2.1 滑坡形成特征

汉滨区大竹园镇七堰村滑坡所在地貌属于地处低山地貌。根据现场调查了解，滑坡区局部地面被人为整平为耕地，导致增加了滑坡前缘陡坎的坡度和高度，形成了滑坡的有效临空面。滑坡体的物质主要是由第四系残坡积物组成，这些第四系残坡积物组成主要为粘性土夹碎石、块石等。斜坡的纵向岩层组合自上而下：碎石土（透水层）-岩石风化层（相对透水层）-砂质板岩（隔水层）。根据现场调查，残坡积层与基岩接触面湿度很大，并且在基岩地表面有流水渗出。地下水沿残坡积层渗入到隔水层，降低了黏土的抗剪强度。同时岩层底板外倾，有利于地下水径流和排泄，由于坡体的坡度较大，这些坡体内的软弱结构面就形成了剪应力的集中带。当黏土层的抗剪强度降低到低于坡体的破坏强度时，坡体就会发生累进性破坏，使坡体内的破裂面逐渐贯通，导致坡体整体失稳，产生滑坡。

2.2 滑坡触发因素

灾害区地属北亚热带湿润季风气候区，干湿季分明，多年平均降水量799.3mm，最大降水量1109.2mm（1983年），且季节分配不均，主要集中在7～9月，滑坡的形成是由于连续降雨和强降雨的作用，滑坡体植被覆盖较好，坡体截水能力强，大量地降水不容易以坡面径流地形式排除，雨水沿地表裂缝大量渗入，并且于相对凹陷地带汇聚，使基岩以上的松散碎石土呈超饱和状态，使斜坡力学强度降低，土体自重下滑力、斜坡静水压力、动水压力均增大，打破了坡体体临界平衡状态，是促成斜坡变形破坏的主要原因。

汉滨区大竹园镇七堰村滑坡发育过程为：

3 两龙滑坡转化泥石流机制及趋势分析

汉滨区大竹园镇七堰村滑坡是一滑坡转化为泥石流的复合型地质灾害。滑坡在运动的过程可分为三个部分：主滑区、流化区和流动区（图2）。

3.1 主滑区

主滑区位于七堰村一组林家院子左侧支沟沟脑处山体，滑体表部破碎，滑坡发生推动式滑动，并有整体滑移特征。粘性土夹碎石、块石等，与下伏基岩组成双层结构。滑体在滑动的启动过程中首先沿着黏土层滑动，在主滑区下部，滑体在自重力和推动力的作用下，切穿碎石土层，沿基岩面滑动。

3.2 流化区

滑坡体在重力作用下继续向下滑动，在向下滑动过程中出现破坏解体，随着滑坡体向下滑动，地面逐渐开裂，暴雨、大暴雨等雨水均可沿裂缝大量进入滑坡体内，同时由于前期的持续降雨，坡体松散堆积物的吸水能力和地表截留能力较低，径流系数较大，所降暴雨迅速转化为地表径流及沟谷洪流，这部分地表水也通过地面裂缝进入运动中的滑坡体，使土体迅速饱和，土体因孔隙蓄满水而产生流动的同时，地下径流也相应产生并不断溢出，加大了地表径流量。由于下伏基岩透水性差，成为隔水层，因此松散土体与基岩接触带成为滞水带，地下径流沿滞水带向下运动。在地下水的溶蚀、冲掏和作用下，滞水带抗滑阻力急剧减小而变成滑动带。滑动坡体在向下运动过程中继续遭受地表水沁入、冲刷，使土体、石块和水在运动中充分搅拌，演变为大小混杂、结构性强的流化物质。受到地形的影响滑坡体在海拔高度高程1150～1100m处，运动方向转为西北，滑动方向为280°，并冲向七堰村一组林家院子左侧支沟沟口流动。

3.3 流动区

松散崩滑土能否流动化取决于土体含水状态、坡前纵坡，以及运动中与水流掺混程度。崩滑土要达到与水流充分掺混，有两种可能性，一是必须有足够掺混距离，就是说崩滑土只有具有相当长的运动距离，才能有时间与水流充分掺混，崩滑土要一定运动距离，坡前倾角要大于某一临界值；二是必须有足够的掺混时间，如坡前纵坡较小，崩滑土达不到长距离的运动，而形成天然坝，这样，水流与天然坝的掺混需要相当长的时间。松散崩滑土在运动过程中与水流不断掺混，摩擦系数减小。当松散崩滑土的含水量达到液限时转化成流动。所以，松散崩滑土流动化机理就是与水流的充分掺混。松散崩滑土流动化过程中，坡前倾角必须大于某一临界纵坡。当坡前倾角大于等于10°时容易出现流动化。

汉滨区大竹园镇七堰村滑坡流动区的坡度为15～20°，位于沟脑下部沟谷，海拔高度高程1100～6800m之间，流域汇水面积约0.16km2，沟道纵坡比降155‰，沟道总体走向330°，坡度较陡，沟谷较直，呈“V”型，沟道峰值水流量较大，沟道总体坡度25～30°，较陡的沟道为泥石流的形成提供了较好的势能条件，同时7月16-18日的该村的累计降雨量达到了267毫米，其中18日8：00-20：00时的降雨量达106毫米，前期降雨使土体饱水、重度增大，长时间的持续降雨使松散崩滑土与沟道汇聚的水流的充分掺混，当滑动坡体在向下运动，且冲出支沟沟口，受沟口地形限制，已经运动中充分搅拌得水、土体及石块混合物爬高至对岸山坡，淤积在支沟沟道内，形成天然坝，上游沟道汇集的水流与混合物在此处相遇，进一步提高了松散崩滑土的含水量，当松散崩滑土的含水量达到液限时形成泥石流。

3.4 泥石流趋势分析

七堰村泥石流沟物源丰富，谷坡稳定性较差，可能参加泥石流活动的松散固体物质储量达85.2×104m3，发生泥石流的物源充足，沟道地形地貌及地质环境条件易于泥石流的形成和流通；因此在降雨条件满足的情况下，该泥石流沟将爆发泥石流，其发生规模的大小将与降雨强度及时间直接相关。

泥石流发生后，由于泥石流的搬运作用，将沟道上游两侧山坡松散坡积物大量带走，堆积于沟道下游，沟道上游临沟道位置坡体形成临空面，坡体物质结构松散，时常会有崩落、小型的滑塌发生。在重力和水的作用下，可能会形成新的滑坡，使滑坡面积的范围进一步扩大。在降雨和坡面径流的作用下，会使其堆积物继续流动，形成新的泥石流，进一步扩大受灾的范围。

4 山地灾害减灾防灾措施

4.1 山区减灾防灾的问题

减灾防灾的基础知识没有普及到农村，各村级单位缺乏山地灾害的专业技术人员，居住在山区的农民缺乏应有的自救处理、预防和避开山地灾害的基础知识。对于居住地发生山地灾害危险性没有足够的认识，并且一旦发生灾害时，不能正确的选择合理的逃避路线。

4.2 解决措施及建议

陕南山区为地质灾害多发区，每年因地质灾害造成了巨大的人员伤亡和经济损失。为了减少灾害的损失，建议加强科研部门与管理部门的协作，加强山地灾害的科普宣传教育和研究工作。①进行县级地质灾害危险性评价与预警报系统研究；②在县、乡、村对相关人员进行减灾防灾知识培训；③对乡、村主要设施、住房安全性评估，对于极危险区内住房、设施有计划的搬迁到安全区内；④对于极危险区内的住房和重要设施要建立安全监测预报体系，落实专人负责，制定抢险应急预案。

参考文献

[1]《安康市汉滨区大竹园镇七堰村寨子湾沟泥石流应急治理项目工程地质勘查报告》.陕西核工业工程勘察院，2011.

[2]樊晓一，王成华，乔建平.两龙滑坡特征及转化泥石流机制分析，水土保持研究，2005.

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