七盤溝泥石流調查報告

汶川縣城區(qū)七盤溝泥石流地質災害調查四川省華地建設工程有限責任公司八月映秀至汶川高速公路地質災害調查評價汶川縣城區(qū)七盤溝地質災害調查項目委托單位：四川省國土資源廳設計單位：四川省華地建設工程有限責任公司資質等級：地質災害危險性評定甲級證書編號：國土資地災評資字第號報告編寫：總經理：袁永旭總工程師：趙松江提交時間：8月目錄TOC\o"1-5"\h\z\u1前言 11.1工程概況 11.2目的 11.3任務 12地質環(huán)境條件 22.1氣象、水文 22.2地形地貌 32.3地層巖性 42.4地質構造及地震 62.5水文地質條件 72.6人類工程活動對地質環(huán)境的影響 83泥石流基本特性 103.1泥石流流域特性 103.2物源特性 123.3水源條件 224泥石流易發(fā)程度及發(fā)展趨勢 244.1易發(fā)性初步評價 244.2發(fā)展趨勢 255泥石流對高速公路的危險性評價 275.1泥石流特性值計算 275.2危險性評價 335.2.1危險區(qū)范疇 335.2.2危險性評價 336結論建議 356.1結論 356.2建議 35附圖1七盤溝泥石流災害點調查評價圖附圖2七盤溝泥石流溝縱斷面圖附圖3七盤溝泥石流災害對擬建公路的危險評價平面圖附圖4七盤溝泥石流對擬建公路的危險評價剖面圖附圖5七盤溝泥石流流通區(qū)Ⅰ-Ⅰ’工程地質剖面圖附圖6七盤溝泥石流流通區(qū)Ⅲ-Ⅲ’工程地質剖面圖1前言1.1工程概況七盤溝泥石流溝位于汶川縣城西南約5km處，岷江左岸，溝口地理坐標為：X=3481390Y=18362091。地處龍門山系和邛崍山系之間，為高山峽谷地區(qū)，地勢西北低東南高，呈傾斜狀，山脈走向北東—南西向，與地質構造線基本一致，G213公路從溝口通過，交通較為便利。擬建高速公路工程從七盤溝口通過，設計為跨溝橋梁，總長度約170m，里程樁號為K46+580—K46+750，與溝谷呈斜交，橋面高程為1324—1.2目的通過對泥石流發(fā)育的調查，分析泥石流的易發(fā)程度及發(fā)展趨勢，評價泥石流對擬選線路的危險性，為高速公路選線提供地質根據。1.3任務（1）、查明泥石流基本特性，擬定危險區(qū)范疇，明確擬選線路與危險區(qū)的關系；（2）、初步估算泥石流參數：流量、流速、沖擊力、泥位高度、彎道爬高超高等。（3）、初步評價泥石流對擬選線路的危險性，對高速公路選線提出下一步工作建議。2地質環(huán)境條件2.1氣象、水文調查區(qū)屬岷江上游半干旱河谷地區(qū)，氣候垂直分帶明顯，總體氣候干燥，降水量少而集中，因季節(jié)分派不均，干雨季分明，雨季集中于5-9月，冬干明顯，常有春旱和夏伏旱發(fā)生。圖2-1調查區(qū)降雨等值線圖汶川縣位于川西北山區(qū)，氣候受地形影響明顯，年降水量和暴雨在四川境內屬偏少的地區(qū)，雨量少但降雨集中，常出現局地性暴雨和冰雹，雨量在20mm以上，就可能產生山洪和泥石流。據威州氣象站實測（見圖2-1），縣城數年年均降雨量528.7mm，降水集中在雨季（5～9月），最大年降水量為648.6mm(出現在1958年)，最小年降水量369.8mm(出現在1974年)，持續(xù)最大4個月(5～9月)降水量為324mm，占年降水量62.1％。降雨重要集中在八月，降水量最多，為78.5mm（2008年8月18日“5.12”地震），日降水量不不大于30mm的暴雨每4年有3次，其中日降水量不不大于50mm的暴雨25年來只出現過三次。由于山區(qū)地形復雜，往往形成局域性的強暴雨天氣過程，并誘發(fā)嚴重的地質災害。據氣象站雨量點的統(tǒng)計，6個小時降雨量分別為23.3mm、32.7mm和37.3mm，雨量隨海拔高度升高而增加，平均降雨梯度約為4mm/100m。各雨量點1小時雨強也隨海拔增高而加大，據暴雨天氣過程分析，（暴雨總量）形成泥石流暴雨和暴雨強度，大概在海拔2800m～3000m地帶為最大，總雨量最少50mm，其中1小時雨強和10分鐘雨強大概分別為20mm和汶川縣城區(qū)1958年至各月平均降水量統(tǒng)計如表2－1。表2－1汶川縣城區(qū)數年平均降水量統(tǒng)計表（1958—）各月平均降水量（mm）年平均降水量年平均降水日數l234567891011122.44.721.846.611.41.7526.3150.62.2地形地貌地形地貌是形成泥石流的三個基本條件之一。它制約著泥石流的形成與運動，使泥石流含有不同的規(guī)律與特性。該區(qū)位于四川盆地的北西緣，龍門山山脈的西南部，龍門山系和邛崍山系之間，地貌以中高山山地、峽谷地貌為主，群山圍繞，山巒重疊，谷深流急，谷坡陡峻，總體地勢西北低東南高，普通高程為1400～3700m，白龍池最高峰4150～4250m，地貌類型屬于構造剝蝕和部分冰川刨蝕深切割高中山區(qū)，相對高差不不大于1000m。七盤溝流域內3000m高程以上冰蝕地貌明顯，角峰、鰭脊、懸谷、冰斗發(fā)育，溝谷地形多為V型；3000m高程下列溝谷地形重要為深切割高中山峽谷地貌。七盤溝流域地形呈葉脈狀，發(fā)育11條支溝（雪花潭溝、黃泥槽溝、小溝、2#橋溝、麻地埡溝、長板溝、干河溝、小塘溝等），支溝流域內地形重要為深切割高中山峽谷地貌特性，最高峰嶺海拔4350m，最低岷江邊海拔1310m，高差1000～3000m，由于新構造運動間歇性抬升，主溝產生強烈侵蝕下切，溝谷呈“束”狀，寬谷和峽谷相間分布。在海拔1900m以上的局部地方溝谷呈U型，溝床平均縱比降為188.4‰，谷底寬10～20m，局部寬30～50m，兩側谷坡坡角40～45°，局部達45～50°，中下游溝床縱坡降為125‰。由于受到流域內地形的影響，在緩坡平臺上堆積有黃土物質，其厚度幾米到幾十米不等，緩坡腳下殘坡積物和崩坡積物（Q4el+dl）較發(fā)育，并且儲存量大，巨石及漂礫多，固體物源較為豐富。溝谷中多處發(fā)育大型巖質坍毀，體積較大，中小型坍毀，數量較多，為泥石流形成提供了豐富的物源。七盤溝泥石流流域從地形能分出泥石流形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。形成區(qū)地處1600m高程以上，溝床下切作用強烈，山體坍毀、坡面泥石流發(fā)育，支溝下游堆積扇明顯，松散物質多，支溝坡度大，地表逕流集中，泥石流固體物質重要來源于松散堆積物；流通區(qū)地處1600～1540m高程，老鷹巖堰塞湖下列至炸藥庫，溝谷呈U型，兩岸坡度較陡，溝床下切作用強烈，兩岸基巖裸露，溝谷縱坡降大，地表逕流集中；堆積區(qū)地處1540～1310m高程，地形呈扇狀，堆積層厚度大。2.3地層巖性地層巖性與地質構造使泥石流形成的必要條件，它控制著泥石流固體物質的提供方式及數量，直接影響泥石流的形成和發(fā)展。調查區(qū)出露地層出露地層有第四系、泥盆系、震旦系和燕山期、印支期與華里西期火成巖，現由新至老分述以下：1、第四系（Q）（1）殘坡積層(Q4edl)巖性為黃灰色、灰色、黑灰色粉質粘土夾角礫，含植物根須和腐植質，重要分布于緩坡和山脊平臺地帶，厚0.5～1.5m。（2）崩坡積層(Q4cde)巖性為灰色、灰白色、灰黃色碎塊石夾巖屑或砂礫石，局部含粘土和粉砂，重要分布于七盤溝兩岸坡腳地帶，普通厚3～7m，最厚10～15m。（3）沖洪積層(Q4ape)巖性為灰色、深灰色漂石、砂卵石構成，重要分布于?？ê訅?、老鷹巖谷地和岷江河谷一帶，厚3.2～5.5m。（4）泥石流堆積層(Q4sef)巖性為灰色、黃灰色、褐色粘土夾碎石，粉質粘土夾碎塊石、碎塊石、腐植質夾碎塊石，重要分布七盤溝大溝兩岸沖溝交匯地帶及七盤溝下游地帶，普通3～10m，最厚15～20m。（5）沖積層(Q4Hde)二元構造明顯，上部為黃色粉質粘土或粘質粉土，厚1.8～2.5m，下部為灰黃色砂礫卵石，磨圓度較好，砂中富含黃金，重要分布于岷江左岸及七盤溝出口兩岸二級基座階地之上，厚20～25m。2、泥盆系(D)月里寨群(Dyl)（1）月里寨群上組(Dyl2)上部巖性為灰色薄—厚層灰?guī)r與灰色千枚巖互層夾生物碎屑灰?guī)r，飾狀灰?guī)r、白云巖、變質石英砂巖。下部為黑色含炭千枚巖、深灰色絹云母石英千枚巖夾灰色淺—中厚層石英巖結晶灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r，重要分布于七盤溝口及兩岸斜坡地帶，厚800m。（2）月里寨群下組(Dyl1)上部為灰色絹云母千枚巖和石膏，下部為綠灰色、灰色、銀灰色絹云石英千枚巖夾薄層變質細砂巖、結晶灰?guī)r。重要分布于七盤溝三級電站至磚廠兩岸，厚600m。3、震旦系上統(tǒng)(znd)（1）燈影組(zbdn)上部為灰色、黑灰色薄—中厚層灰?guī)r夾生物碎屑灰?guī)r、灰色鈣質頁巖、生灰色硅質巖夾炭質頁巖，灰黑色含巖粉砂質頁巖、白云巖、偶含磷塊巖；下部為灰色塊狀白云巖角礫狀白云巖夾灰色硅質巖條帶，其中部為白色—深灰色硬石底紋狀條帶白云巖，灰白色滑石，其底部為深灰色薄—塊狀白云巖。厚度＞700m，重要分布于二、三級電站一帶。（2）陡沱山組(zbd)上部為灰色中厚層粉砂巖，中部為淺綠紫灰色板狀石英砂巖夾灰色薄板狀細砂巖，底部為褐灰色花崗質礫巖。厚度＞150m。重要分布于二級電站以上至火成巖邊沿一帶。4、火成巖(δ1～γ3)巖性為深灰色細粒黑云花崗巖、中粒黑云花崗巖、似硬石狀角閃二長花崗巖，似斑狀花崗閃長巖、石英長石、輝石閃長巖，蝕變斜長角閃巖、蝕變閃長巖。重要分布于七盤溝中上游地帶。2.4地質構造及地震（一）地質構造調查區(qū)位于龍門山華夏系構造體系之中南段的九頂山華夏系構造帶內，又屬于甘孜一松潘地槽褶皺帶與揚子地臺之間隙褶皺亞系，構造復雜。重要構造形跡呈北東—南西40o～50o方向展布，斜貫縣境及相連區(qū)域長156km，寬20～50km。斷層排列密集（見圖2-2），褶曲斷裂繁多。斷層呈北東～南西走向，由逆斷層和逆掩斷層構成。評定區(qū)內重要斷層有茂汶斷層。四川省“5.12”里氏8級特大地震是調查區(qū)外與茂汶斷層近于平行的映秀斷層活動引發(fā)的。1、茂汶斷層是一條北東走向的壓性大斷裂，南西與趕羊溝大斷層相連，向北經蘆山縣羊子嶺、汶川縣耿達，至綿虒后氛圍兩支：一支沿牟托-十里鋪復背斜北西側經汶川縣、山尖山、掛思嶺，向北東延伸；另一支沿該復背斜南東側順岷江河域經汶川縣、茂汶縣，消失于神溪溝。斷層走向北東30o～45o，總體約40o，傾向300o～330o，傾角45o～80o，長156km以上。茂汶斷層在汶川縣境內斜穿113km，是龍門山構造帶重要發(fā)生地震的斷裂之一。圖2-2調查區(qū)地層及地質構造圖2、九頂山斷層是茂汶斷層的最大分支斷裂。分布在茂縣石板溝尾經九頂山北坡至汶川雁門、威州鎮(zhèn)磨刀溪及玉龍鄉(xiāng)與茂汶大斷裂合并，為一壓扭性斜沖斷層。走向北東40o～50o，長56公里，傾向305o～315o，斷層線彎曲延伸，傾角10o～74o，斷層面產狀變陡。下盤為震旦系～二迭系巖層，震旦系灰?guī)r層比較破碎，有50～80m寬的擠壓破碎帶；上盤為寒武系～泥盆系月里寨群，志留系千枚巖層中拖拉小褶皺發(fā)育，有12m寬的破碎帶。在調查區(qū)七盤溝一帶，處在斷層錯段上，核結晶灰?guī)r、白云巖、變質砂巖及巖漿巖等脆性巖層常有坍毀、滑坡發(fā)生，多出現于千枚巖、板巖等巖層中。（二）新構造運動與地震汶川縣境及鄰區(qū)地質構造復雜，區(qū)內新構造運動體現為區(qū)域性地殼急劇上升并隨著斷裂活動，在上升中有短暫間歇，上升幅度隨時間推移遞減。地震活動較為頻繁，地震裂度區(qū)劃基本烈度為Ⅷ度。2008年5月12日，地處龍門山斷裂帶上的汶川縣映秀鎮(zhèn)發(fā)生了里氏8.0級的地震，地震使汶川縣城區(qū)內建筑物破壞嚴重，大部分建筑物墻體上形成“X”形裂縫成為危房，局部房屋坍毀；山體淺表層被松動，出現山體滑塌、崩落破壞。根據國標GB18306-《中國地震動參數區(qū)劃圖》第1號修改單(國標委服務函[]57號)對四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動參數的有關規(guī)定，對汶川地震后有關地區(qū)縣級及縣級以上城鄉(xiāng)的中心地區(qū)建筑工程抗震設計時所采用的抗震設防烈度、設計基本地震加速度值和所屬的設計地震分組加以調節(jié)。汶川地震基本烈度調節(jié)為Ⅷ度，地震動峰值加速度由0.10g提高為0.20g，地震地震動反映譜特性周期為0.3s。茂汶斷層和九頂山斷層的活動性及其與“5.12”地震發(fā)震斷裂帶的關系有待地震部門專業(yè)單位進行鑒定評定。2.5水文地質條件調查區(qū)屬岷山山脈北段，構造上受南北及東西方向構造控制，不同方向構造復合，故構造形跡較為復雜，地下水按賦存狀態(tài)分為松散巖類孔隙水、碎屑巖孔隙裂隙層間水和巖溶裂隙水三類。松散巖類孔隙水含水巖組重要是第四系多種堆積物構成，按地貌形態(tài)、堆積成因、物質成分、巖層構造不同，富水性分兩級。由岷江等主干河流河谷漫灘、一級階地全新統(tǒng)砂礫卵石層構成，水量較豐富，單井涌水量在100～500t/d；河谷高階地區(qū)及坡腳崩坡積等多為冰磧泥礫和泥夾石，含水性差，水量貧乏，單井涌水量不大于50t/d?？紫端嘣诘匦蔚屯萏幣判梗雎遁^少，泉流量普通為0.1～1L／s，個別沖洪積扇前緣泉流量達5.6L／s。普通為潛水，地下水重要補給來源為大氣降水和冰雪融水，水化學類型為重碳酸鈣型，礦化度0.07～0.22g/L。水質為重碳酸鈣型或硫酸鈣型，礦化度0.3～0.66g2.6人類工程活動對地質環(huán)境的影響1、都市建房和道路開挖切坡受地勢的限制，電站進山公路的建設重要沿七盤溝溝谷兩岸開挖山體坡腳形成路基，而山體坡腳又是地質應力集中帶，一旦削坡量過大，將造成坡體失穩(wěn)產生坍毀、滑坡災害，因此公路建設對山體斜坡的穩(wěn)定影響較大。隨著都市建設規(guī)模的拓寬，房屋建筑依山而建，開挖山體坡腳的削坡工程量呈上升之勢，都市建設中對地質環(huán)境條件的變化，也是誘發(fā)滑坡、坍毀、不穩(wěn)定斜坡等地質災害的重要因素之一。但人類工程的活動僅局限于地表淺表層的活動，引發(fā)的是淺表層巖土體的變形破壞，局限性以引發(fā)大規(guī)模深層地質環(huán)境的破壞。2、泥石流堆積扇上建房擠壓河道影響排洪由于縣城可供建設用的土地資源緊缺，泥石流積扇也成為都市建設區(qū)，七盤溝泥石流堆積扇已建有大量民房建筑物。對于老泥石流，由于扇區(qū)地形較開闊，場地穩(wěn)定性較好，適宜建設。但是近年來，大量建筑物向新近泥石流扇上擴展，逐步擠向溝心，大量擠占了原有扇體上的溝槽地，減少或堵塞了泥石流溝的排泄通道，一旦暴發(fā)泥石流，擠占新近堆積扇的建筑物首當其沖的將遭受泥石流的危害，另一方面，由于排泄溝道不暢通，將致使泥石流外溢泛濫成災，使受災面擴大。3、水電站建設對山體斜坡的擾動全溝整體縱坡落差大，流量充沛，溝谷已建3座小型電站。因電站施工中的開挖、爆破等活動，工程建設形成新的災害體和加劇已有災害體的可能性較大。如2#電站的施工對高陡斜坡的擾動，與水電站后山坍毀的形成有一定的關系。4、城區(qū)周邊陡坡墾荒耕種造成表土松動和水土流失溝口堆積扇山坡上，有較多不合理的農田開墾、農耕地。特別在未經治理的斜坡后緣，墾荒耕種松動了土層有助于降雨滲水、農田的澆灌也加劇了斜坡的變形破壞，均為果園或農田，在本次地震后土層中均發(fā)生了變形、滑塌破壞，并形成了新的卸荷張拉裂縫。5、礦山開發(fā)運用溝域進山口有大量的石膏礦，由于不合理的開采切坡形成臨空面致使巖質斜坡順層滑移，在本次地震后中均發(fā)生了變形、滑塌破壞，并形成了規(guī)模較大的坍毀。3泥石流基本特性3.1泥石流流域特性1、形成區(qū)特性七盤溝老鷹巖堰塞湖以上為泥石流形成區(qū)，平面形態(tài)呈枇杷葉狀，主溝兩岸沖溝呈樹枝發(fā)育，形如葉脈，普通溝長0.5～1.5km。干河溝和長板溝最長2.5km，溝谷切割淺，縱坡降大，迭水坎多，橫斷面呈“V”形，溝沖上游地形多呈喇叭狀，后壁多呈陡崖，溝谷走向多與構造線或巖層走向一致，沖溝下游都有規(guī)模不等的泥石流堆積扇，有的直接進入主溝形成堰塞湖（照片3-1、3-2），有的堆積主溝岸邊（照片3-3），有的部分進入主溝（照片3-4）；七盤溝主溝長14.5km，形成區(qū)主溝長約10km，高程介于1600～4060m之間，平均縱坡降287.7‰，谷底普通寬20～50m；兩岔口和二級電站附近最寬80～100m。兩岔口至老鷹巖堰塞湖溝段橫斷面呈U形和V形，溝道長7.5km，高差1400m，平均縱坡降186.67‰，兩岔口以上溝段橫斷面多呈V形，高差1477m，溝長2.5km，平均縱坡降590.8‰。強震后發(fā)生坍毀，泥石流淤塞溝道，形成稍大的堰塞湖3個。老鷹巖堰塞湖長60m，寬50m，堤高8～10m，水深約8m，蓄水量約2.4萬m3；黃泥槽堰塞湖長40m，寬10～15m，堤高4.5m，水深3～4m，蓄水量約1820m3；3號橋堰塞湖長20m，寬6～8m，堤高5～6m，水深3m，蓄水量420m3。七盤溝泥石流形成區(qū)地形切割強烈，地勢陡峻，地貌類型為構造剝蝕高中山區(qū)。照片3-1老鷹巖堰塞湖照片3-2黃泥槽堰塞湖照片3-3部分堆積于岸坡照片3-4部分堆積于主溝2、流通區(qū)特性七盤溝泥石流流通區(qū)重要分布于高程1540～1600m高程溝段，即炸藥庫至老鷹巖段，溝道長0.6km，溝谷形態(tài)呈U型槽谷，普通深500～1000m，溝谷寬50～80m，縱坡降100‰；溝底及岸坡為泥石流堆積，兩岸岸坡都有基巖出露。溝谷兩岸岸坡出露地層為震旦系的燈影組白云巖，巖體完整，層間裂隙發(fā)育，順層滑坡明顯，堆積于岸坡及溝谷地帶，岸坡基本穩(wěn)定，見照片3—5，溝內常年有水。照片3—5流通區(qū)全貌3、堆積區(qū)特性七盤溝老泥石流堆積扇位于七盤溝出山口(炸藥庫)至岷江，堆積區(qū)前抵岷江，前緣寬600～1000m，后部寬80～100m，縱長3300m，堆積區(qū)地面高程1310～1540m，地形呈喇叭狀，坡度3～5°，溝床平均縱坡降69.93‰，泥石流堆積扇面積約104.3×104㎡。部分物質直接進入岷江，堆積扇厚10～20m，平均厚15m，堆積物質體積約1565×104m3。1978年在堆積扇中部修建了長該堆積區(qū)上已修建有恒通實業(yè)公司、汶川磨料公司、汶川東渡磨料磨含有限公司、四川省岷山機械有限責任公司、汶川縣順合碳化硅有限責任公司、阿壩州報廢汽車回收有限責任公司、汶川縣紙廠、阿壩州鐵廠、九寨運業(yè)等9家企事業(yè)單位和七盤溝災民安置區(qū)(見照片3-6)。照片3—6堆積扇全貌3.2物源特性1、形成區(qū)物源特性泥石流是固液兩相流體，內含大量的泥沙、碎塊石、漂礫等固體物質，是泥石流不同于水流或洪流的重要標志。松散固體物質的形成與地質背景條件和地質營力有關，泥石流固體物源累積過程多與不良地質現象和人類工程活動聯系在一起。七盤溝形成區(qū)固體物質按成因類型重要涉及：殘坡積物、崩坡積物、溝床淤積物以及支溝口泥石流堆積物。根據本次調查，七盤溝泥石流形成共有坍毀體堆積8處、支溝泥石流7條、3處堰塞湖、1處巖質滑坡構成（見表3-1），坍毀體體積約235.92×104m3；U型谷冰川、支溝口泥石流堆積扇體積約146.65×104m3，巖質滑坡16.5×104m3，坡面泥石流8.3×物源補給方式根據七盤溝形成區(qū)的地形條件及松散物質的堆積特性，其補給方式有下列二種：a、坍毀補給這是泥石流物源補給的重要方式之一。由于溝谷深度下切，兩岸支溝多出露多級基巖跌坎，跌坎之間溝床縱坡15～60度，局部平緩，谷坡中后緣形成高數米至數十米的陡壁，崩坡積物難保存，中后部坡度較緩，崩坡積物較厚。陡坡地段的松散巖體在地下水及地表水的作用下，以及部分溝谷在凍融作用下形成坍毀體或持續(xù)崩滑群，植被破壞，固體物質源源不停地順支溝進入溝道。這一過程在旱季也從未停止過，雨季則更加強烈，甚至局部形成坡面泥石流。固體物質進入主溝道后，形成倒石堆或擁塞堤，在暴雨的引發(fā)下，當溝道徑流量足夠大時，水流裹挾土石，呈滾雪球的模式形成泥石流。b、逕流侵蝕補給通過上游和陡峻溝床后，沖溝進入出山口前的松散堆積段，溝床及谷坡均為松散堆積，這些松散堆積厚度很大，構造疏松至較密實，地下水埋深大，因此大多穩(wěn)定性較好。但溝床堆積物及靠近主溝兩側的松散堆積物，受徑流的長久侵蝕作用，局部坍毀、滑坡，特別在泥石流作用下，由于短時徑流量的增加，侵蝕能力增強，使得這些松散固體物質被裹挾或鏟刷溝床中的松散堆積物參加泥石流活動。2、流通區(qū)物源特性七盤溝流通區(qū)固體物質的形成與地質背景條件和地質營力有關，泥石流固體物源累積過程多與不良地質現象和人類工程活動聯系在一起，按成因類型重要涉及：殘坡積物、崩坡積物、溝床淤積物。物源補給方式a、坍毀滑坡補給這是泥石流物源補給的重要方式之一。由于溝谷深度下切，兩岸支溝多出露多級基巖跌坎，跌坎之間溝床縱坡15～60度，局部平緩，谷坡中后緣形成高數米至數十米的陡壁，崩坡積物難保存，中后部坡度較緩，崩坡積物較厚。陡坡地段的松散巖體在地下水及地表水的作用下，以及部分溝谷在凍融作用下形成坍毀體或持續(xù)崩滑群，植被破壞，固體物質源源不停地順支溝進入溝道。這一過程在旱季也從未停止過，雨季則更加強烈，甚至局部形成坡面泥石流。固體物質進入主溝道后，形成倒石堆或擁塞堤，在暴雨的引發(fā)下，當溝道徑流量足夠大時，水流裹挾土石，呈滾雪球的模式形成泥石流。b、逕流侵蝕補給通過上游和陡峻溝床后，沖溝進入出山口前的松散堆積段，溝床及谷坡均為松散堆積，這些松散堆積厚度很大，構造疏松至較密實，地下水埋深大，因此大多穩(wěn)定性較好。但溝床堆積物及靠近主溝兩側的松散堆積物，受徑流的長久侵蝕作用，局部坍毀、滑坡，特別在泥石流作用下，由于短時徑流量的增加，侵蝕能力增強，使得這些松散固體物質被裹挾或鏟刷溝床中的松散堆積物參加泥石流活動。表3-1七盤溝形成區(qū)物源特性統(tǒng)計表序號名稱基本狀況照片1雪花潭水廠泥石流溝巖性Q4sef、zbdn/白云巖位置X:0364598Y:3479150特性該溝位于七盤溝右岸，長1130m，后緣高程為2300m，溝口高程為1635m，高差665m，溝床平均縱比降為588‰，溝的源頭地形呈圈椅狀，后壁為陡巖，“5.12”地震陡巖發(fā)生坍毀，堆積于支溝及主溝中，震后大雨形成泥石流，大量碎石土傾泄而下堵塞七盤溝。堆積扇平面形態(tài)呈三角形，前緣到達溝的對岸，扇前寬500m扇面長150m，扇頂高10～12m，扇面積3.75×104㎡，堆積扇厚8～10m，體積11.25×104規(guī)模（1×10411.25×10現狀評價發(fā)展期2黃泥槽泥石流溝巖性Q4col+dl、J2s/砂、泥巖位置X:0364820Y:3478679特性該溝位于七盤溝右岸，長868m，后緣高程為2310m，溝口高程為1675m，高差665m，溝床平均縱比降為732‰，溝源地形呈簸箕，兩岸為黃色粉質粘土夾碎石，“5.12”地震岸坡坍毀堆積溝谷，震后大雨形成泥石流，大量粉質粘土和碎石傾泄而下堵塞七盤溝形成2#堰塞湖，堆積扇擴散角60°，堆積扇平面形態(tài)呈不規(guī)則三角形，前緣寬500m，長350m，扇面積8.75×104㎡，堆積扇厚6～8m，體積20.5×104規(guī)模（1×10420.5×10現狀評價發(fā)展期3黃泥槽1#坍毀體巖性Q4col+dl、zbdn/白云巖位置X:0364633Y:3478894特性該處坍毀體位于七盤溝左岸，“5.12”地震后，七盤溝左岸發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中。長100m，寬120m，厚6～8m，體積約8.4×104m3規(guī)模（1×1048.4×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。表3-1續(xù)七盤溝形成區(qū)物源特性統(tǒng)計表序號名稱基本狀況照片4小溝泥石流巖性Q4sef、zbdn/白云巖位置X:0364805Y:3478643特性該溝位于七盤溝左岸，黃泥槽泥石流溝對岸，長969m，后緣高程為2200m，溝口高程為1680m，高差520m，溝床平均縱比降為537‰，溝的源頭地形呈扇狀，后壁為陡巖，“5.12”地震陡巖發(fā)生坍毀，堆積于支溝中，震后大雨形成泥石流，大量碎石土傾泄而下堵塞七盤溝形成2#堰塞湖。堆積扇擴散角40°，堆積扇平面形態(tài)呈不規(guī)則三角形，前緣到達溝的溝心，部分疊序在黃泥槽泥石流堆積扇上，扇前寬80m扇面長150m，扇頂高10～15m，扇面積0.6×104㎡，堆積扇厚8～10m，體積1.8×104規(guī)模（1×1041.8×10現狀評價發(fā)展期53#橋泥石流溝巖性Q4sef、zbdn/白云巖位置X:0364814Y:3478357特性該溝位于七盤溝左岸，長1323m，后緣高程為2550m，溝口高程為1755m，高差795m，溝床平均縱比降為600‰，溝源地形呈斷壁，兩岸為粉質粘土夾碎石，“5.12”地震岸坡坍毀堆積支溝溝谷，震后大雨形成泥石流，大量粉質粘土和碎石傾泄而下進入七盤溝形成3#堰塞湖，堆積扇擴散角60°，堆積扇平面形態(tài)呈不規(guī)則三角形，前緣寬80m，長100m，扇面積0.4×104㎡，堆積扇厚5～8m，體積8.6×104規(guī)模（1×1048.6×10現狀評價發(fā)展期63#橋1#坍毀體巖性Q4col+dl、zbdn/白云巖位置X:0364844Y:3478231特性該處坍毀體位于七盤溝左岸，“5.12”地震后，3#橋上游斜坡發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中。長60m，寬50m，厚8～12m，體積約0.5×104規(guī)模（1×1040.5×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。表3-1續(xù)七盤溝形成區(qū)物源特性統(tǒng)計表序號名稱基本狀況照片73#橋2#坍毀體巖性Q4col+dl、zbdn/白云巖位置X:0364885Y:3478445特性該處坍毀體位于七盤溝左岸，“5.12”地震后，1#坍毀體上游100m處斜坡發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中，堵塞溝道。長250～300m，寬30～40m，厚3～5m，體積約6×104m3規(guī)模（1×1046×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。83#橋3#坍毀體巖性Q4col+dl、δ1/花崗巖位置X:0364951Y:3478036特性該處坍毀體位于七盤溝左岸，“5.12”地震后，2#坍毀體上游80m處斜坡發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中，堵塞溝道。長100m，寬300～340m，厚8～10m，體積約13.5×104m3規(guī)模（1×10413.5×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。9麻地埡溝泥石流巖性Q4sef、δ1/花崗巖位置X:0365333Y:3477120特性該支溝位于七盤溝右岸，長1456m，溝源高程為2350m，溝口高程為1955m，高差395m，溝床平均縱比降為271‰，溝源地形呈斷壁，兩岸為粉質粘土夾碎石，“5.12”地震岸坡坍毀堆積支溝溝谷，震后大雨形成泥石流，大量腐殖土和碎石傾泄而下進入七盤溝，堆積扇擴散角40°，堆積扇平面形態(tài)呈不規(guī)則三角形，前緣寬80m，長100m，扇面積0.4×104㎡，堆積扇厚3～5m，體積1.6×104規(guī)模（1×1041.6×10現狀評價發(fā)展期表3-1續(xù)七盤溝形成區(qū)物源特性統(tǒng)計表序號名稱基本狀況照片10三級電站對岸坍毀體巖性Q4col+dl、δ1/花崗巖位置X:0365717Y:3477445特性該處坍毀體位于七盤溝左岸，“5.12”地震后，三級電站對岸斜坡發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中，堵塞溝道，抬高溝床。長250～300m，寬10～30m，厚3～5m，體積約1.2×104m3規(guī)模（1×1041.2×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。11三級電站上游200處坍毀體巖性Q4col+dl、δ1/花崗巖位置X:0366025Y:3477057特性該處坍毀體位于七盤溝右岸，“5.12”地震后，三級電站上游200處斜坡發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中，堵塞溝道，抬高溝床。長50m，寬150～200m，厚5～7m，體積約2×104m3規(guī)模（1×1042×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。12三級電站上游坡面泥石流巖性Q4sef、δ1/花崗巖位置X:0364844Y:3478231特性該斜坡位于七盤溝右岸，順坡長150m，斜坡后緣高程為2100m，溝口高程為2065m，高差35m，斜坡坡角約45°，斜坡物質構成為粉質粘土夾碎石，“5.12”地震后大雨形成坡面泥石流，大量腐殖土和碎石傾泄而下進入七盤溝，前緣寬50m，長150m，扇面積0.75×104㎡，堆積扇厚2～4m，體積1.1×104規(guī)模（1×1041.1×10現狀評價發(fā)展期表3-1續(xù)七盤溝形成區(qū)物源特性統(tǒng)計表序號名稱基本狀況照片13蓄水池上游坡面泥石流巖性Q4col+dl、δ1/花崗巖位置X:0366341Y:3476314特性該處坡面泥石流位于七盤溝左岸，“5.12”地震后，蓄水池上游斜坡坡面發(fā)生大面積垮塌，堆積于七盤溝主溝道中，堵塞溝道，抬高溝床。長120m，寬200m，厚5～7m，體積約7.2×104m3規(guī)模（1×1047.2×10現狀評價發(fā)展期14長板溝泥石流巖性Q4sef、δ1/花崗巖位置X:0365142Y:3478832特性該支溝位于七盤溝左岸，長1150m，溝緣高程為2300m，溝口高程為2045m，高差255m，溝床平均縱比降為222‰，溝源地形陡峻，兩岸為粉質粘土夾碎石，“5.12”地震岸坡坍毀堆積支溝溝谷，震后大雨形成泥石流，大量粉質粘土和碎石傾泄而下進入七盤溝主溝，堆積扇擴散角30°，堆積扇平面形態(tài)呈不規(guī)則三角形，前緣寬80m，長120m，堆積扇面積0.43×104㎡，堆積扇厚2～4m，體積0.65×104規(guī)模（1×1040.65×10現狀評價發(fā)展期15干河溝泥石流巖性Q4sef、δ1/花崗巖位置X:0366545Y:3476231特性該支溝位于七盤溝右岸，為老泥石流溝，長3050m，溝緣高程為2900m，溝口高程為2100m，高差800m，溝床平均縱比降為263‰，溝源地形陡峻，支溝發(fā)育，溝兩岸為粉質粘土夾碎石，溝岸植被發(fā)育，植被覆蓋率90%。震后大雨形成小規(guī)模的泥石流，未有大規(guī)模的垮塌，原堆積扇前緣寬300m，長100m，堆積扇面積1.5×104㎡，堆積扇厚2～4m，體積2.25×104規(guī)模（1×1042.25×10現狀評價發(fā)展期表3-1續(xù)七盤溝形成區(qū)物源特性統(tǒng)計表序號名稱基本狀況照片16老鷹巖堰塞湖巖性Q4col+dl、zbdn/白云巖位置X:0364393Y:3479352特性該處堰塞湖位于七盤溝中下游老鷹巖滑坡上游，“5.12”地震，老鷹巖巖質滑坡滑塌，堆積于七盤溝主溝道中，堵塞溝道，抬高溝床，形成堰塞湖。根據調查訪問，堰塞湖長60m，寬50m，水深8～10m，蓄水量約2.4×104m3。堰塞壩長30m，寬12m規(guī)模（1×1042.4×10現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。17黃泥槽堰塞湖巖性Q4col+dl、zbdn/白云巖位置X:0364805Y:3478643特性該處堰塞湖位于七盤溝中下游黃泥槽，“5.12”地震后，坍毀堆積于主溝堵塞溝道，震后大雨黃泥槽溝及小溝發(fā)生泥石流，堆積于坍毀體上，抬高溝床，形成堰塞湖。根據調查，堰塞湖長40m，寬10～15m，水深2～4m，蓄水量約1820m3。堰塞壩長20m，寬5m規(guī)模（1×1041820現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。183#橋堰塞湖巖性Q4sef、δ1/花崗巖位置X:0366545Y:3476231特性該處堰塞湖位于七盤溝中下游3#橋，“5.12”地震后，3#橋1#坍毀堆積于主溝堵塞溝道，抬高溝床，形成堰塞湖。根據調查，堰塞湖長20m，寬6～8m，水深2～4m，蓄水量約420m3。堰塞壩長15m，寬6m規(guī)模（1×104420現狀評價現狀處在基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定。3.3水源條件一定的水源條件是泥石流活動的物質基礎之一，七盤溝泥石流的水源重要是大氣降水、冰雪融水和地下水，暴雨是泥石流的激發(fā)條件。該區(qū)地處川西北半干旱暖濕氣候區(qū)，數年平均降雨532.3mm，最大降雨量712.4mm，日平均降雨量40mm，日最大降雨量51.3mm，10分鐘降雨量6.2～7.5mm。降雨量重要集中在5～9月，約占全年降雨量的78%，且多地區(qū)性暴雨。每年10月下旬至第二年3月2500m高程以上多積雪，第二年4～5月緩慢融化，為沖溝補給地表水源。這些降水形式和過程不僅為泥石流形成提供了充足水源，也易造成松散堆積物坍毀、溜滑型系溝道形成堤壩，為泥石流形成發(fā)明了條件。4泥石流易發(fā)程度及發(fā)展趨勢4.1易發(fā)性初步評價七盤溝泥石流為暴雨溝谷型泥石流。溝域內地形陡峻，河流切割作用強烈，溝谷上游和各支溝縱坡較大，為水源和泥沙的匯聚提供了有利的地形地貌條件；5.12地震后，岸坡滑塌、支溝岸坡崩滑和溝源崩滑，局部水土流失的加劇，支溝泥石流的發(fā)育和溝床內大量的松散堆積物為泥石流的發(fā)生提供了豐富的松散固體物源，而暴雨則是泥石流形成的重要引發(fā)因素。表4-1七盤溝主溝泥石流易發(fā)程度數量化評分表表4-2泥石流溝易發(fā)程度數量化綜合評判等級原則表是與非的鑒別界限值劃分易發(fā)程度等級的界限值等級原則得分N的范疇等級按原則得分N的范疇自判是44～130極易發(fā)116～130易發(fā)87～115輕度易發(fā)44～86非15～43不易發(fā)生15～43根據泥石流溝域基本特性和參數，按照《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》（DT/T0220—）附錄G“泥石流溝的數量化綜合評判及易發(fā)程度等級原則”，七盤溝泥石流易發(fā)程度綜合評分為107分（如表4－1），綜合鑒定該溝屬于泥石流易發(fā)溝。4.2發(fā)展趨勢七盤溝主溝的侵蝕速度不不大于支溝的侵蝕速度，溝口扇形堆積發(fā)育，扇緣及扇高在明顯增加中，變幅為0.5～1.0m“5.12”汶川大地震，七盤溝中游形成三座小型堰堰塞湖，溝道堵塞淤積長度約3km，固體堆積物近400×104m2，松散物貯量不不大于10×104m3/km25泥石流對高速公路的危險性評價5.1泥石流特性值計算1、泥石流流體重度按照《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》中表G2查表和現場調查綜合分析擬定七盤溝泥石流重度，泥石流流體平均重度取1.759t/m3。2、泥石流流速根據現場調查，按泥石流重度鑒定，七盤溝泥石流均屬粘性泥石流，粘性泥石流的流速計算公式有東川泥石流改善公式、甘肅武都地區(qū)粘性泥石流計算公式、綜合西藏古鄉(xiāng)溝、東川蔣家溝、武都火燒溝的通用計算公式。本計算公式選用通用公式Ⅴc＝(Hc2/3×Ic1/2)/nc式中：Vc：泥石流斷面平均流速（m/s）；nc：泥石流溝床粗糙率；Hc：計算斷面平均泥深（m）；Ic：泥石流水力坡降，采用溝床坡降替代(‰)。計算成果見表5-1表5-1 通用公式計算成果表溝名斷面名稱1/ncHC(m)IC(‰)VC(m/s)備注七盤溝主溝炸藥庫132.6188.49.258.95排導槽131.9188.48.66支溝雪花坪溝241.7750.329.61黃泥槽溝301.5896.937.23小溝261.6823.632.283號橋溝211.3633.219.90麻地埡溝191.4452.916.01長板溝181.1339.111.17干河溝191.2412.213.783、清水流量計算按照泥石流與暴雨同頻率、且同時發(fā)生、計算斷面的暴雨洪水設計流量全部轉變成泥石流流量的前提下，首先按水文辦法計算出斷面不同頻率下的小流域暴雨洪峰流量，然后選用堵塞系數，按下列公式進行泥石流流量Qc計算。根據下述計算公式計算：QB=0.278×r×i×F式中：r——按小時平均雨強（毫米/小時）設計，用實測最大小時雨強校核；i——產流系數，普通i=0.5—0.9；F——流域面積（平方公里）；據此，求得的各頻率下暴雨洪峰流量值，成果見表5-2。表5-2暴雨洪水流量計算成果表分類溝道計算頻率S（㎜/h）F（Km2）徑流系數（ψ）Qp（m3/s）主溝5%28.551.820.333.012%32.837.991%35.040.54雪花坪溝5%28.50.7940.21.262%32.81.45黃泥槽溝5%28.50.510.20.812%32.80.93小溝5%28.50.7410.21.172%32.81.353號橋溝5%28.51.5640.22.482%32.82.85麻地埡溝5%28.52.3270.23.682%32.84.24長板溝5%28.51.6820.22.662%32.83.06干河溝5%28.53.9480.23.962%32.84.554、頻率為P的泥石流峰值流量計算公式：Qc=（1＋φ）·Qp·Dc式中：Qc—頻率為P的泥石流洪峰值流量（m3/s）；Qp—頻率為P的暴雨洪峰值流量（m3/s）；φ—泥石流泥砂修正系數，φ=（γc－γw）/(γH－γc)；Dc—泥石流堵塞系數值。計算成果見表5-3表5-3泥石流峰值流量計算表分類溝道計算頻率1＋φQp（m3/s）DcQc（m3/s）主溝5%1.86833.013184.982%37.99212.891%40.54227.19雪花坪溝5%1.741.261.63.502%1.454.03黃泥槽溝5%1.5990.811.62.072%0.932.38小溝5%1.6761.171.63.152%1.353.623號橋溝5%1.6242.481.76.842%2.857.87麻地埡溝5%1.6373.681.810.862%4.2412.49長板溝5%1.5492.661.87.432%3.068.55干河溝5%1.6633.961.811.842%4.5513.635一次泥石流過程總量計算一次泥石流總量Q計算，根據泥石流歷時T（s）和最大流量Qc（m3/s），按泥石流暴漲暴落的特點，將其過程概化成五角形，按下式計算：Q=K·T·Qc式中：K值的變化隨流域面積（F）的大小而變化。K—當F<5km2時，K=0.202；當5km2<F<10km2時，K=0.113；當10km2<F<100km2時，K=0.0378；T—泥石流持續(xù)時間（s）。計算成果見表5-4。表5—4 一次泥石流過程總量計算成果分類溝道計算頻率KQc(m3/s)T(S)Q（m3/s）主溝5%0.0378184.98360025172.082%212.8928970.341%227.1930916.0雪花坪溝5%0.2023.50600424.192%4.03488.20黃泥槽溝5%0.2022.07600250.392%2.38288.17小溝5%0.2023.15600381.322%3.62438.853號橋溝5%0.2026.84600828.602%7.87953.62麻地埡溝5%0.20210.866001315.812%12.491514.33長板溝5%0.2027.43600899.972%8.551035.75干河溝5%0.20211.846001434.912%13.631651.416、一次泥石流固體沖出物一次泥石流固體沖出物按照《泥石流災害防治工程勘查規(guī)范》（DT/T0220－）附錄I提供的計算公式進行計算：式中—一次泥石流沖出固體物質總量（m3）；—一次泥石流過程總量（m3）；—泥石流重度（t/m3）；—水的重度（t/m3）；—泥石流固體物質的重度（t/m3）。表5—5 一次泥石流固體物質總量計算表分類溝道計算頻率Q（m3/s）γc（t/m3）γw（t/m3）γHQh（m3）主溝5%25172.081.7591.02.6511579.162%28970.3413326.361%30916.014221.36雪花坪溝5%424.191.69177.392%488.20204.15黃泥槽溝5%250.391.61493.172%288.17107.23小溝5%381.321.655151.372%438.85174.213號橋溝5%828.601.628315.372%953.62362.95麻地埡溝5%1315.811.634505.592%1514.33581.87長板溝5%899.971.579315.812%1035.75363.45干河溝5%1434.911.648563.532%1651.41648.55根據計算成果，七盤溝、50年及1一遇一次泥石流總量不不大于1×104m3，泥石流峰值流量不不大于27、泥石流整體沖壓力泥石流整體沖壓力按《泥石流災害防治工程設計規(guī)范》（DZ/T0239－）3.1－8式計算：式中—單位面積內泥石流沖壓力（KN）；—建筑物形狀系數，圓形建筑物=1.0，矩形建筑物=1.33，方形建筑物=1.47；—泥石流重度（KN/m3）；—泥石流平均流速（m/s）；—建筑物受力面與泥石流沖壓力方向的夾角（°）。計算過程重要選擇溝口堆積扇斷面進行計算。建筑物形狀系數按矩形建筑取=1.33，泥石流整體沖壓力計算參數及計算成果詳見表5－6。表5—6 泥石流整體沖擊力計算成果表溝谷γc（t/m3）g(m/s2)Vc(m/s)sinαλб(t/m2)б(MPa)七盤溝1.7599.88.9511.332.140.2148、泥石流沖高爬高計算泥石流遇反坡，由于慣性作用，將沿直線邁進的現象稱為爬高；泥石流遇阻，其動能瞬間轉化為勢能，撞擊處使泥漿及包裹的石塊飛濺起來，稱為泥石流