本溪市大麻子沟潜在泥石流地质环境条件及预测评价 |
| 2012-10-11 11:31 作者：高明久，程 微 来源：硅谷网 关注： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月11日讯】据《科技与生活》杂志2012年第15期载文称，本文分析了辽宁本溪大麻子沟潜在泥石流形成的地质环境条件；评价了其易发性；采用效果测度灰色关联法评价了泥石流的危险性，对指导该地区相类似地质环境条件下的地质灾害研究有一定意义。
关键词潜在泥石流；地质环境条件；易发性；危险性
大麻子沟位于本溪市南芬区东部，自然环境优越，气候四季分明，交通便利，矿藏、森林、水利、旅游等资源丰富，经济与交通发展迅速，被列为本溪市的经济技术开发区。由于该区地质环境条件复杂，自然变异强烈，每年雨季，各种地质灾害频发，尤其是破坏性较强的泥石流灾害时有发生，威胁当地人民群众的生命财产安全，对国民经济发展和社会稳定影响较大，地质灾害正在成为该区主要的致贫因素。
大麻子沟流域汇水条件良好，固体松散物质丰富，在强降水条件下孕育着潜在泥石流，对当地居民的生命财产构成了一定的威胁。
1潜在泥石流形成的地质环境条件
1.1地形地貌
大麻子沟从地貌上看，属低山山间谷地地貌。流域形态呈漏斗状，有利于地表水的汇集，流域面积1.48km2，最大高差342.5m，总体坡度0.51。主沟走向近北东向60°，呈对称“v”型山谷，谷坡坡度35°～44°，局部有陡坎，谷底坡度15°，弯曲度1.09。发育主要支沟有四条，流域切割密度2.75。地势条件为坡面碎屑堆积物提供了侵蚀、搬运的能量，为泥石流的发生提供了位能。汇流速度快，有利于松散堆积物的启动。
1.2气象水文
据统计，世界各地的泥石流由降雨所激发的占80%，我国约有96%的泥石流灾害由于降雨影响形成（李树德，1991）[1]。我国规模不同的中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨均能激发泥石流，年降雨量为200mm～6000mm的地区，只要有形成泥石流的地形条件和固体物质的供给条件，都可发生泥石流（孟河清，1991）[2]。
本区属北温带季风气候区，据该区气象资料统计，年均降水量为847.8mm。年最大降水量为1212.7mm，年最小降水量为518.5mm；月最大降水量为487.0mm；日最大降水量为83.0mm。日降雨量超过50mm的暴雨常有发生，历时较长的暴雨更屡见不鲜。区内不仅降雨频率高、强度大，且集中性强，一般集中在七、八两月，约占全年降水量的50%左右。降雨条件一方面为松散固体物质的起动与泥石流的运动提供强大的动力，是泥石流发生的的动力条件。另一方面暴雨形成的地表径流为泥石流形成液相物质提供了丰富的水源，是泥石流形成的不可缺少的物质基础。
该地区年平均气温7.7℃，极端最高气温35.5℃，极端最低气温-37.9℃，年温差73.4℃，冻结期一般自11月下旬至翌年3月，约120天，最大冻结深度1.49m。这就决定了本区岩石风化作用以物理风化为主，冻胀作用明显，破坏了岩体的完整性，直接影响斜坡的稳定性，导致该区发育了大规模崩积物，为泥石流提供了丰富的物源。
大麻子沟主沟与支沟构成的水系呈树枝状展布，发育有季节性小溪，由降水和泉水补给，但流量不大，雨季到来时才能汇流成河。年平均径流总量1.857×106m3，洪水期最大日流量1.012×106m3。
1.3地层岩石
沟谷两侧山体岩性为侏罗世晚期花岗岩，风化较强烈，构造裂隙发育，因地热陡峻，易形成崩塌，为泥石流的形成提供了物源。
1.4水文地质条件
区内地下水有冲洪积孔隙潜水、坡积层孔隙潜水和裂隙潜水三种类型。冲洪积孔隙潜水赋存于第四系山间沟谷冲积和洪积的砂土和砾石层中，含水层厚度变化较大，一般为0.5m～4.5m，水位埋深0.3m～1.0m。补给来源为大气降水、地表水和基岩裂隙水。坡积层孔隙潜水主要分布于基岩斜坡之上，赋存于崩积层中，含水层透水性强，下部隔水层岩性为残坡积粉质粘土。补给源为大气降水入渗补给，水量小，动态不稳定，径流条件好，常以泉的形式排泄。裂隙水主要分布于花岗岩网状裂隙中，大气降水入渗补给为主，赋水性较弱，以下降泉或侧向分散流的形式向沟谷坡脚排泄，排泄条件良好。地下水的静水压力、动水压力、潜蚀作用等对各类地质灾害的形成都产生了重要影响。
1.5构造与地震
太子河断裂带是区域较大断裂带，北起本溪市偏岭，从市区南部经过张金街、千金沟、福金沟一直延伸到辽阳首山一带，距本区约15Km。该泥石流沟谷未发现较大规模断裂形迹。1972年以来，本溪市范围内共接收到地震（1.0级以上）390多次，其中2.0～2.9级88次；3.0～3.9级8次；4.0级以上（4.8级）1次。未来地震活动趋势分析表明：该区今后仍有发生4级以上地震的可能性。由于泥石流物源体结构疏松，在地震力的作用下易于位移变形，有利于泥石流的形成。
1.6物源条件
区域内固体松散堆积物主要有两种类型，一是谷底堆积的冲洪积碎石土，平均厚度1m左右，平均宽度3m，长度约800m，碎石略有定向性，面面接触，结构较稳定。二是崩积坡积块石土，平均厚度2.5m，面积1.4km2，堆积量约35×104m3，块石呈点状接触，结构疏松，岩性为花岗岩。
2易发性与危险性评价
2.1泥石流易发性评价
据野外调查资料选取了14项泥石流影响因素，按《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ—T—0220—2006）分别给以赋值（见表1）。
表1泥石流沟易发程度数量化评分表
序号 影响因素 评价 赋值
1 不良地质现象 多浅层滑坡、小型崩塌，冲沟发育，严重程度为中等 14
2 沿程补给长度比 80% 18
3 河谷纵坡 13% 12
4、 区域构造影响程度 抬升区 7
5 流域植被覆盖率 70—80% 4
6 河沟近期一次变幅 0.5-1m 4
7 岩性影响 风化强烈，节理发育的硬岩. 4
8 沿沟松散物储量 360×104m3 6
9 沟岸山坡坡度 ＞35° 6
10 沟槽横断面 V字形 6
11 松散物平均厚度 2.5m 3
12 流域面积 1.48km2 5
13 流域相对高差 342.5m 3
14 河沟堵塞程度 中等 3
合计 95
根据《县（市）地质灾害调查与区划实施细则》中泥石流易发性评判标准，大麻子沟泥石流属于中易发。
2.2泥石流危险性评价
泥石流危险性评价采用效果测度灰色关联法，评价程序为：形成条件分析，建立评价模型，计算危险度，确定危险等级，估计灾害程度。
危险度指标的选取可根据刘希林《泥石流危险度判定的研究》[3]提供的原始数据，经过效果测度分析，确定了影响因子排序为：流域相对高差、24小时最大降雨量、固体物质储量、流域面积、泥石流发生频率、主沟长度、流域切割密度、沟床弯曲系数。根据调查资料获得泥石流危险度评价指标（见表2）。
泥石流危险度基准样本是根据泥石流各影响因素的最佳组合值确定的，本次计算各影响因素上线值的组合，是产生泥石流的最佳组合，此最佳组合值是效果测度分析方法中的基准样本，以此基准样本做为泥石流危险度分类的测度标准。
表2泥石流危险度评价指标及关联系数
评价指标 一次泥石流可能最大冲出量Q¬¬1（104m3） 泥石流发生频率X1（次/百年） 流域面积S
（Km2） 主沟长度L（km）
上限值 100 100 5 10
指标值 59.86 28 1.48 2.78
关联系数（ri） 0.60 0.28 0.30 0.28
评价指标 流域相对最大高差H（km） 流域切割密度D
（km/km2） 主沟弯曲系数B 24小时最大降雨量R（mm）
上限值 0.5 15 1.1 100
指标值 0.34 2.75 1.09 83
关联系数（ri） 0.68 0.18 1 0.83
按下式计算关联度
R=1/n•∑ri=0.52
R值的大小间接反映泥石流的危险程度，据表3-2，R值参考《危险度分级标准》（见表3），可对泥石流危险度进行分类（级）。大麻子沟为泥石流高度危险区。
表3危险度分级及防治对策
危险度（R） 分类结果 危险趋势 防治对策
＞0.85 极度危险 可爆发最大规模泥石流 放弃治理，控制灾害损失最小
0.5～0.85 高度危险 可爆发大规模泥石流 立即治理，谨防突发性
0.35～0.5 中度危险 可爆发大、中规模泥石流 近期治理，注意发展动向
＜0.35 轻度危险 可爆发大、中规模泥石流 加强水土保持，注意发展动向
3结束语
本溪市大麻子沟存在形成泥石流的地质环境条件，经预测评价属中易发、高度危险，应立即治理，以防汛期突发给人民的生命财产造成危害。
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