云南省宁蒗县泸沽湖流域扎实沟泥石流形成机理

摘要： 通过对宁蒗彝族自治县泸沽湖流域自然地理、地质环境特征、分区及特征、形成条件、力学特征和活动类型特征等要素的调查与分析，同时按照泥石流地质灾害勘察规范的要求对其力学参数进行了分析计算，从而对该区泥石流特征有了较为清晰的认识，为下一步治理工作提供了依据。

关键词： 泸沽湖；泥石流；分区特征；形成条件；活动特征

中图分类号：P642.23 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0307-03

0 引言

泸沽湖位于宁蒗县北部，距宁蒗县城驻地大兴镇79km，隶属宁蒗县永宁乡落水行政村和四川省盐源县左所乡管辖。80年代初以来，泸沽湖周边的扎实沟、竹地沟、大鱼坝沟、午马沟、三家村沟及蒗放沟泥石流活动频繁，危害严重，曾造成永宁—宁蒗公路交通中断、淤埋农田、冲毁房屋的危害事件。我国西南部地区泥石流频发，每年因泥石流造成的经济损失和人员伤亡很大。泥石流因其来势猛，影响大的特点，长期以来是学术界和工程界关注的热点。许多学者专家对泥石流破坏河谷、公路、铁路、乡镇等方面进行了研究。泸沽湖是云南AAAA级旅游景点，因其附近丰富的自然和人文景观闻名遐迩。由于近年来泸沽湖周边泥石流活动频繁，对当地社会经济和自然景观造成了较大影响。笔者曾参与了该区泥石流勘察和防治工作，对泸沽湖流域泥石流特征进行探讨，以期为相似地质环境下的泥石流调查研究提供参考。

1 泥石流流域地质背景

1.1 地形地貌 调查区位于滇西北横断山高山峡谷，即滇西北山地峡谷区，丽江山原湖盆亚区。泸沽湖属断陷溶蚀湖泊，近南北向展布，湖岸第四系湖积层平坦延伸，沟谷入湖处洪积扇裙和泥石流堆积扇发育。湖周围为构造侵蚀、剥蚀和溶蚀地貌，以高中山构造侵蚀地形为主，海拔2657～3800多m，最高点为狗钻洞西侧山峰，海拔3865m，与湖面相对高差1000余m。扎实沟泥石流所处地貌以中高山侵蚀地貌为主，地势南东高，北西低，流域面积17.9km2，最高海拔3510m，最低海拔2645m，相对高差865m，主沟长7.85km，平均纵坡降140.5‰，一级支沟主要有吉普罗沟、吉普小罗沟、格优沟、阿瓦罗沟、阿瓦小罗沟5条。主沟的斜坡地形从分水岭至山口可分为缓～陡～缓～陡～缓～陡～缓6级，存在多级跌水（见图1）。沟谷多成“V”和“U”型谷交替出现，陡坡地段沟两侧地形坡度为25°～40°，缓坡地段沟两侧地形坡度为5°～25°。该泥石流沟沟床纵坡降和山坡坡度较大，有利于降水的迅速汇集，并为泥石流的发生创造了有利的势能条件。

1.2 地质特征 泥石流区内地层从新生界第四系到下古生界奥陶系均有出露，大多呈北西南东向条带状展布（东南部呈北东向展布），新生界地层分布于湖边和坝区，中生界、古生界地层广布于全区，岩性以碎屑岩、碳酸盐岩和玄武岩为主，岩层倾向北西或北东，倾角25°～40°。泸沽湖西侧局部分布有华力西期（βμ）辉绿岩、辉绿玢岩。域内褶皱以北西向为主，另有北东向、近东西向，多为不对称长、短轴褶皱。

1.3 地质环境 ①气候。工作区所在的永宁乡属低纬高原山地季风暖温带气候，季风明显，夏温不足，高温期短，冬季寒冷，受地形影响，测区气候类型较为复杂，总的特点是“冬春晴朗，夏秋湿润多雨；高山寒冷，坝区温暖，气候垂直分带明显”。②水系。泸沽湖属金沙江水系，湖水从东南部的草海出口，经袒盖河流入雅砻江汇入金沙江。水面面积50.25km2，平均深40.3m，最大水深73.5m，湖容量2.26×109m3，年迳流量5200万m3，迳流面积187km2，水位变幅1.5m，湖周围地表水系发育、呈树枝状或“非”字状，河谷多呈“V”字型，河谷侵蚀下切强烈，常见陡坎和跌水。③土壤植被。泸沽湖周围山地拔湖高最大1000m左右，植物垂直分带较明显。海拔3200m以上分布有黄背栎林、丽江云杉林，山顶部为低矮密集的豆叶杜鹃灌丛；海拔3200m以下分布着大面积的云南松林；海拔3200m以下的广大地区，出现次生落叶阔叶的圆叶杨、滇山杨林和白桦林。虽然全乡的森林覆盖率较高，但湖的北侧、东测和西测的老屋基等村寨附近，受垦荒、陡坡垦植、砍伐林木等人为活动影响，森林植被破坏严重，水土流失加剧，活动性冲沟集中发育，泥石流频繁发生。

2 泥石流的形成条件

2.1 物源条件 流域内出露岩层以泥页岩、泥灰岩、沉凝灰岩、玄武岩及辉绿岩为主，物源岩体风化强烈，风化壳及残坡积层厚度大，另外该区域受过度毁林开荒，陡坡垦殖和构造影响，导致残破积土体与全强风土岩体结构松散，沟两侧坡体稳定性差，活动性冲沟与滑坡发育强烈。大量松散残坡积与全强风化物堆积于活动性冲沟与滑坡两侧，为泥石流爆发提供了丰富物源条件。因此扎实沟物源主要来源于滑坡与活动性冲沟两侧的松散残破积物，以及沟床堆积物。

2.1.1 滑坡 流域内有滑坡25个，形成的活动固体物质储量约94.97×104m3，是扎实沟泥石流松散固体物质来源之一。其中，方量大于1.0×104m3的滑坡主要有H2、H9、H12、H13、H14、H20、H21、H23、H24滑坡。H20号滑坡为扎实沟流域发育规模最大的滑坡，其长500m，高度50m，滑坡体平均厚度为7m～8m，其物质是未来几年参与泥石流活动的主要物质之一。

2.1.2 活动性冲沟 活动冲沟是扎实沟泥石流固体松散物质的又一主要来源之一，沟道宽5～10m，沟两岸松散层厚3m～10m，活动固体物质总储量约134.7×104m3（表1），其中约1/4的物质可直接参与泥石流活动。

2.1.3 沟床堆积物 ①阿瓦罗沟、阿瓦小罗沟。阿瓦罗沟与阿瓦小罗沟沟床在海拔3250m以上以强风化岩质沟床为主，沟床堆积物较少；海拔3000m～3250m沟段以土质沟床为主，海拔2750m～3000m段为流通区，沟床以岩质为主，松散固体物质储量1.5×104m3，以漂石、大块石为主，在暴发大规模泥石流时可启动参与泥石流活动。②吉普罗沟。吉普罗沟沟床总体以土质沟床为主，沟床物质主要分布于中段，固体松散物质储量0.8×104m3，可参与泥石流活动物质约0.6×104m3。③吉普小罗沟。沟床以玄武岩质为主，松散固体物质储量0.7×104m3，可参与泥石流活动物质量0.5×104m3。④格优沟。格优沟海拔3180m以上沟段以玄武岩风化岩质至沟床为主，松散固体物质储量较少，海拔2900m～3180m，段以岩质沟床为主，沟道内有漂石、大块石等冲出物、松散固体物质储量约1.5×104m3，这些物质在暴发较大规模泥石流时可直接参与。

2.2 地形地貌条件 流域内以中高山侵蚀地貌为主，地势南东高，北西低，主沟的斜坡地形从分水岭至山口可分为缓～陡～缓～陡～缓～陡～缓6级。从分水岭至海拔3310m段为缓坡，地形坡度7°～25°；海拔3310m～3200m段为陡坡，地形坡度以25°～40°为主，活动性冲沟、滑坡发育，是泥石流松散固体物质最集中的坡段，容易形成泥石流；海拔3200m～3100m沟段为缓坡，山坡坡度5°～20°，沟道内存在石砂淤积；海拔3100m～3050m段为陡坡，山坡坡度25°～40°沟床以岩质为主；海拔3050m～2970m段为缓坡，地形坡度5°～25°，沟道内存在石砂堆积；海拔2970m～2750m段为陡坡段，沟床以岩质为主，存在多级跌水，沟道内有部分漂石、沟两岸小型崩塌发育；海拔2750m～2640m为堆积区，斜坡坡度变缓，是泥石流堆积消亡区，泥石流在这一区段转化为挟沙水流进入永宁坝子后汇入永宁河，挟沙水流在永宁坝区淤积形成较为严重的灾情。

此外，吉普罗沟、吉普小罗沟和格优沟在海拔2900m～3100m段多为陡坡地貌，存在多级跌水。

2.3 水文条件 扎实沟有常年性水流，旱季补给源为泉水，流量3L/s，雨季雨量充沛时期，沟谷常出现较大洪水，年径流变化较大。区域洪峰模数2.0m3/s.km2。

由于流域内雨量与雨洪有直接对应关系，因此采用暴雨频率来分析洪峰频率。扎实沟大规模暴发泥石流主要出现在1980年、1985年、1986年和1998年。根据县气象局资料，近22年雨季平均全年日降水量≥25.0mm的天数为7.8天，日降水量≥50.0mm的天数为1.0天，日降水量≥100.0mm的降水日数为0.1天。由此推测，当日降水量≥25.0mm时，扎实沟即可形成泥石流，当日降雨量≥50.0mm时，则会暴发规模较大的泥石流。

2.4 人类活动 扎实沟流域内主要有泥鳅沟村公所的中瓦村、新村、上村、中村、下村5个村寨居住，总人口1203人，以彝族为主。生活生产技术落后、自然条件恶劣，可耕作的土地资源不足，随着人口的不断增加，毁林开荒、陡坡垦殖的范围在不断增加，加之60、70年代该流域过渡的砍伐森林，破坏了天然植被，加剧了水土流失，促进了灾害发展，使当地居民的生产、生活条件进一步恶化，处于恶性循环状态。

2.5 泥石流分区及特征 据调查，主要泥石流沟由西往东依次为扎实沟、竹地沟、大鱼坝沟、午马沟、三家村沟及蒗放沟。下面以扎实沟为例研究其泥石流特征：

根据流域特征及形成泥石流的条件将流域划分为4个区，即形成区（包括清水亚区（Ⅰ）和物源亚区（Ⅱ）、流通区（Ⅲ-1）和堆积区（Ⅳ）。各区基本特征见表2。

3 泥石流活动类型和活动特征

3.1 泥石流活动类型 根据现场堆积物断面调查发现，0m～0.2m左右为碎砾石粉质粘土，粒径5mm～20mm之间，具有一定分选性，0.2m～0.5m为碎石质粉质粘土，粒径20mm～40mm之间，同样具有一定分选性，0.5m～1.0m，为碎石土，粒径40mm～150mm，不具分选性。由此可知，扎实沟暴发较大规模泥石流时，泥石流运动具结构性，单次泥石流无分选性，堆积物密实，为粘性泥石流特征。而近年来泥石流暴发规模较小时则表现为稀性。综上所述，将扎实沟泥石流流体性质定为稀性～粘性泥石流，近期以稀性水石流为主。

3.2 泥石流规模 根据现场调查，扎实主沟一次堆积方量约4.94×104m3，扎实主沟泥石流洪峰量约181.52m3/s。综上所述，基于一次堆积方量为主要因素考虑，扎实沟为中型泥石流。

3.3 泥石流活动特点 扎实沟泥石流源头活动性冲沟及滑坡发育强烈，残破积物结构松散，为泥石流爆发提供了大量固体松散物质。扎实沟流通区则多陡砍和跌水，沟床大多呈“V”型，沟床及岸坡大多基岩，泥沙输移条件好，泥石流流速相对较快；堆积区地势平坦开阔，以淤埋为主，常形成巨大的泥石流堆积扇，其上既有垄岗起伏的巨砾堆积，又有平坦的泥砂堆积，堆积物具明显的分带性，扇面上流水改道和冲淤变化明显。

4 结语

本文较为系统地总结了泸沽湖流域扎实沟泥石流的地质环境、分区特征、活动特征及形成机理，形成了“来源于滑坡与活动性冲沟两侧的松散残破积物在暴雨促发下，以冲刷、淤埋方式进行破坏的旺盛期激发类高频山坡型稀～粘性泥石流”的宏观认识。在此基础上拟定了下一步工程治理的方案，通过治理工程的实施，区内泥石流隐患得到了较大的缓解。这也为其他地区相似地质环境条件下的泥石流勘察治理提供了较有价值的参考。

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