刘传娥 迟乃杰

摘要：西宁市火烧沟泥石流产流突出，规模中等，易发程度为易发，本文简述了火烧沟泥石流形成的自然背景、地形条件、固体物质来源条件、水力条件，对该泥石流的发育特征、分区特征及流动、堆积特征进行了细致的分析，并对该泥石流发展趋势进行预测，最后提出工程治理方案预防其危害。

关键词：泥石流；发育特征；发展趋势

The Characteristics and Development Trend of The Debris Flows in Huoshaogou of Xining City

Liu Chuan-e1Chi Nai-jie2

1.Shandong Province Geo-mineral Engineering Exploration Institute ， Shandong Jinan 250000 ，China 2.Shandong institute of Geological Sciences，Jinan 250014，China

Abstract： The debris flows in Huoshaogou of Xining city is runoff prominent， medium size， prone.This paper describes the natural background， terrain conditions， solid source， material supply conditions and water conditionst of he formation of Huoshaogou debris flows， analysis the development characteristics ， the partitioncharacteristics and flow， the accumulation characteristics of detailed ，then predicts the development trend of the debris flow， and finally puts forward project governance plan for preventing the harm.

Key words： debris flows；Development characteristics；Development Trend

1.序言

西宁市是青海省政治、经济、文化和交通的中心，是全国受地质灾害威胁的两个省会城市之一，西宁市灾害点主要分布在南山和北山，地质灾害不仅点多，而且规模较大，尤以火烧沟泥石流产流较突出，且泥石流下游对海湖新区段建设存在潜在威胁，对火烧沟泥石流灾害的治理关系到青海建设青藏高原区域性现代化中心城市的宏大目标。

2.火烧沟泥石流形成的自然背景

2.1气象水文

据西宁气象站1954年～2011年观测资料，年平均气温5.9℃；最低气温-18℃，最高气温38.7℃。年平均降水量 379mm，1小时降水量>17mm的降雨有11次；24小时降水量>50mm的降雨4次；降水量多的月份集中在6月～9月，基本占整年年降雨量的73%。勘查區内发育较大规模河流为湟水。火烧沟为湟水河一级支流，沟长19.5km，流域面积53.25km2，暴雨洪水次数年均达5次，年径流模数2.3万m3/ km2，根据勘查，其多年平均流量2.5m3/s，平均最大流量为5.0m3/s左右，平均最小流量0.5m3/s左右。

2.2地貌

勘查区内地形地貌分为低山丘陵区及河谷平原区。低山丘陵区分布于勘查区内南部，海拔2361m～2784m，相对高差423m，由西向东，由南向北呈强烈倾斜趋势，沟壑发育，纵横交错，支离破碎，形成易侵蚀地貌特征，泥石流流域主要位于该地貌单元。河谷平原区分布于勘查区北部，火烧沟暗涵工程所在区也是该泥石流的堆积区及主要承灾区。地形相对较开阔，呈东西带状分布。由湟水的河漫滩、Ⅰ和Ⅱ级阶地构成，一般海拔高程2230m。

2.3地层

勘查区出露的地层为新近系（N）和第四系（Q）松散层堆积物，新近系（N）构成工作区低山丘陵主体。主要分布在火烧沟流域中上游，岸坡及沟谷底部局部出露。岩体表面经风化作用破碎而剥落的碎石，堆积在山坡或谷底，成为泥石流发生的固体物资来源。第四系（Q）出露地层为上更新统和全新统。上更新统分布于勘查区低山丘陵区顶部及坡面中下部（火烧沟段沟道两岸岸坡）由黄土状土组成，是区内泥石流的主要固体物源。全新统分布于火烧沟及支沟底部，岩性主要为粉土和泥岩碎块混合物。

3.火烧沟泥石流形成条件

3.1地形条件

火烧沟泥石流上游段整体上沟道发育不明显，仅沿山体坡面有一些小型冲沟，该区域沟道纵坡较小，向下游逐渐有低缓冲沟形成。火烧沟泥石流上游段在泥石流整个形成过程中主要作用是使上游水源汇集。中下游沟段冲沟整体呈“V型”地貌，两侧支沟发育，沟坡表部疏松，两岸岸坡陡峻，塌岸等不良地质现象发育，松散固体物源非常丰富，水流作用下易冲刷启动，为泥石流的形成提供了大量的固体物源和可能的地形条件。下游沟段沟道堆积区1km～2km长范围被改造为市区景观绿化带，沟口至湟水河段原沟道被做成暗涵，最终水流从暗涵到达湟水河。暗涵沿火烧沟原沟道布线，总体呈西南至东北走向。

3.2固体物源分布现状及补给条件

火烧沟内部松散的固体物质非常丰富，分布范围也很广泛，主要类型有：崩塌崩落体、滑坡下方堆积体、沟床堆积物、坡面侵蚀物源、支沟内物源、人工堆积物等五大类。火烧沟泥石流是以坡面堆积补给型为主的泥石流类型。

现场调查统计，火烧沟泥石流流域有崩塌体27处，可搬运的体积34..8×104m3；沟床坡积物质体积达9.75万m3，坡面侵蚀物源体积60万m3，支沟堆积物体积70万m3，人工活动堆积物体积6.5万m3。以上五类松散堆积物总体积181.05万m3，整个流域平均单位面积固体物质补给体积为3.4万m3/km2。

3.3水源条件

大气降水是火烧沟流域内泥石流形成的主要水源，尤其是暴雨形成的地表径流[1]。据对西宁市及其周边历次暴发泥石流的降水量资料分析，激发本区泥石流的临界雨量为：日降水量50mm，1小时降水量15mm，10分钟降水量11mm。据统计，区内1954年～1999年间，区内1小时降水量大于16mm的暴雨有11次；24小时降水量大于50mm的暴雨4次。火烧沟沟域流域面积相对较大，支沟相对较发育，沟内地形陡峭，河谷中上游及各支流纵坡也较大，均为有利用地表径流形成的地形条件，从而成了火烧沟泥石流的形成水源条件。

综上所述，火烧沟在经过长时间的物源积累后，已具备爆发大规模泥石流的地形地貌条件、物源条件和水源条件，在特定暴雨的作用下引发泥石流的危险性较大、可能性较大。

4.火烧沟泥石流发育特征

4.1泥石流沟的判别

依据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T 0220—2006）附录G，列出滑坡及水土流失严重程度、泥石流堆积物活动程度、沿沟松散物储量等15项影响泥石流易发程度的因素，火烧沟泥石流沟经各项因素数量化处理后，总评分为92分，属泥流沟，形成规模为中型，易发程度为易发。

4.2泥石流类型

按水源分类火烧沟泥石流应为暴雨型泥石流，按地貌部位分类为山区泥石流，按照流域形态为沟谷型泥石流，按照物质成分分类为泥流，按照固体物质提供方式分类为河谷侵蚀泥石流，按流体性质为粘性泥石流，按照发育阶段为发育期，按照堆积体的体积分类为中型泥石流。

4.3泥石流流域分区特征

根据火烧沟泥石流的形成、运移、堆积等特征，将火烧沟泥石流流域分成上游初步形成区、中游流通区（主要物源区）及下游堆积区三部分[2]。

（1）上游初步形成区

该区在流域的南部，从平面上看类似“瓢”形，流域面积为9.55km2，占总流域面积的17.9%，上游沟道基本上不发育，顺河流坡面有一些小型冲沟，坡体表部植被发育，该区域沟道纵坡较小，一般在20‰，沟道较宽缓，宽度在100m～ 150m左右，向下游逐渐有低缓冲沟形成。上游初步形成区为泥石流形成提供水源。

（2）形成流通区（主要物源区）

位于流域的中部及北部，主要为水源汇集区至水源至河谷出口区域，平面形态呈“不规程”形，面积为43.26km2，占总面积的81.2%，流通区内物源为主沟岸坡及支沟物源堆积之总和，流通区段沟道岸坡坡脚塌岸倒石堆交错分布，沟道曲折多弯，局部堵塞严重。谷底松散层堆积物相对较多，伴随泥石流的持续下蚀作用，两岸已松散的崩塌、滑坡等堆积体也将继续以滑塌和侧蚀的方式加剧泥石流形成。由于火烧沟沟域汇水面积大，物源量大，水源及物源转化来的动能也极大，从而对下游侵蚀也较大。

（3）流通堆积区

位于流域的北部，面积为0.44km2，占总面积的0.9%。其流域下游出山口段至湟水河段为该泥石流的流通堆积区，经勘查该区没有堆积扇，但有常年流水经暗涵排入湟水河，勘察期间流量约为1.0m3/s，沟口至湟水河段原沟道被做成暗涵，最终水流从暗涵到达湟水河。工程措施改变了其原有地形。暗涵上部现为海湖新道路、楼房、桥梁、管道等工程设施，在暗涵入口至泥石流出山口段，修建长度约900m的排导槽，两岸岸坡局部作了防护处理，多数岸坡存在滑塌现象，且两岸生活垃圾极多，易造成沟道的堵塞，需及时清淤及护坡治理措施

4.5火烧沟泥石流的形成过程及流动特征

火烧沟内松散层集中于流通区主沟及支沟两侧，加上暴雨作用，大量雨水内顺坡而下，短时间内汇集于支沟，大量水体形成较大的动能浸透并冲蚀支沟坡面，松散体稳定性降低，被水源浸入，饱含水分的固体堆积物质在自身重力的作用下，随水体一同发生前进运动，随着沟道沟底部的大量堆积物及主沟道两侧集中分布的崩塌、滑坡等松散物质的冲蚀汇入，泥石流的重度及流量短期内增大，形成了大规模泥石流。

火烧沟泥石流汇流时间段、洪峰急剧涨落，洪流持续流动，整个汇流过程为洪水～泥流～洪水，基本无断流，某些性质、流量大小、流速快慢发生变化。

4.6泥石流堆积特征

据实地调查分析，该泥石流堆积物的特征如下：堆积物在沟道内间断汇入，沟道内松散堆积物自上而下颗粒大小逐渐由大变小。且主要为细粒物质沉积，其含量在70%～90%之间。沟床宽阔程度、河道纵坡陡缓等因素，均影响河道内沉积物厚度。主沟内松散堆积物厚度也随沟床比降变化，沟道纵比降小的地方，堆积物厚度相对较大，厚度可达在3m～6m；沟道纵比降较大的地段，堆积物厚度相对较小，一般在1m～2m之间。

沟口由于人类工程改造没有泥石流堆积扇，沟口至湟水河段上游排导槽段沟道内堆积物厚度大于2.0m，堆积物质不均一，类型混杂，颗粒大小不一，小径颗粒物质多，大径颗粒很少，据大体积重度实验结果统计情况，该泥石流堆积物的天然容重为13.7～14.5 kN∕m3，平均值为13.95kN∕m3（詳见表1）。

5.火烧沟泥石流发展趋势分析

经已有现场资料分析，结合现场勘查及沟谷实际发育特征，勘查区沟谷泥石流发展趋势处于逐渐增强的阶段。

（1）沟谷溯塬侵蚀、下切侵蚀强烈，沟岸逐渐拓宽，沟谷整体为发展期，成为泥石流的发生的基础。

（2）侧向及下切侵蚀的加剧，使两岸坡体已开始失稳定，潜在的固体物质储量相当巨大。

（3）沟岸两侧由于人类工程活动强烈，大量堆置废弃物，使物源急剧增加。

（4）随着火烧沟沟域已建的拦挡坝、谷坊坝等随着使用年限损坏，其将失去拦挡及排导效能，特别是暗涵将被泥质淤积，严重时暗涵将失去排洪效能。

6.结论

西宁市火烧沟泥石流形成规模为中型，易发程度属易发。加之前述各因素影响，区内泥石流的发生的频率一定时间内将增高，规模较大的、具有灾害性泥石流发生的可能性较大。泥石流沟口至湟水河段西宁宁市海湖新区人口密集，若爆发泥石流将威胁沟口的居民、道路、楼房、桥梁、管道等工程设施等，受威胁的财产数十亿元。险情等级属于特大型，因此，对该泥石流进行治理是非常必要的。

泥石流防治措施从大的方面可划分为绕避预防措施、监测预警预报措施、修建拦挡、支护等工程治理措施、林业、农业等生物措施等。在实际防治过程中，应结合区域自身经济条件等，从泥石流的形成条件、运动特征、易发程度和危险性、危害性分析，火烧沟泥石流应采用对应的工程治理措施，并结合其他措施综合治理，从而达到更好的防治效果。

参考文献：

[1]赵小平，赵正.太原西山地区泥石流特征[J].山西建筑， 2004， 30（9）：20-21.

[2]邹小虎，沈军辉，崔建凯，等.鲜水河下游泥石流发育分布特征研究[J].地质灾害与环境保护， 2007（1）：33—37.

[3]黄继平.赛琼铜泥石流分析研究[J].水电与新能源， 2015， 10：4-9.