汶川县映秀镇红椿沟特大型泥石流形成机制及堵江机理研究
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洪 水季 节水 流量 5~1 s 0m / ,枯 水季 节 流量 0 3~ . 051 / ,具 山区溪 流暴涨 暴 落 的特点 。地 下水 主 . I s T
基金项 目: 国家重点基础研究发展计划 ( 九七三 ” “ 计划 ) 课题“ 强震作用下斜坡失稳机理及 分布规律 ” 2 0 C 429 1 ( 0 8 B 50 ) 作者简介 : 甘建军(9 5 ) 17 一 ,男 , 江西永新人 ,博士研究生,主要从事地震地质灾害的研究和实践工作 . - a : ck 0 6 2.o Em i s j 0 @1 em l d2 6
甘建 军 ,孙海 燕 ,黄润秋 勇 ,汤 ,范崇荣 ,李前银 ,许 向宁
( .成都理工大学 地质灾害防治与地质灾害保护 国家重点实验室 ,四川 成都 6 0 5 ; 1 60 8 ;3 10 1 .河北水 文工程地质勘察 院,河北 石家庄 0 0 2 ) 50 1 摘 要 :2 1 8月 1 0 0年 4日,汶川县映 秀镇红椿沟 因连 日强降雨 ,发生灾害性特大泥石流 ,完全 中断都 汶公路 的
段及 各 支沟纵 坡 多在 4 0 0 0 % 以上 ,极 有利 于 降雨 的 汇集 。沟谷 多 呈 V 型谷 ,纵坡 比降 大 ,沟 道 上 游
跌坎 多 ,显 出新 构 造 运 动 期 问 山 体 强 烈 抬 升 的特 征 。 区 内主要 出露 地层 为震 旦 系 ( ) Z 、元 古界 ( t P) 地 层 和 第 四 系 冲 洪 积 层 ( ) 残 坡 积 层 Q 、 (; ) Q 、崩 积层 ( n 、滑 坡 堆 积 层 ( 4 地 层 。 Q ) Q )
石流 堆积 体 分 布 特 征 ,可 将 红 椿 沟 泥 石 流划 分 为 汇水 区 、物 源 区 、流通 区和 堆积 区 ( 2 。汇水 区 图 )
主要 位于上 游 支 沟 、主 沟 流域 及 沟 口以 上 约3k m
的范 围 内 ,植 被 覆 盖 较 好 ,深 切 割 地 形 ,有 利 于 降雨 的汇 聚 。物 源 区包 括 三 条 支 沟 、主 沟 两 岸 及
交通 ,并冲入岷江形成堰塞体 ,致使河水改道 ,冲进映 秀新区使数 十幢 房屋成为孤 岛 ,严重危胁 到灾后 重建 的
胜利成果 。研究红椿沟泥石流的基本特征 、变形破坏 机制 、类型规 模及 防治对策 ,对 防治高地震 烈度 泥石流灾
害 、确保灾后重建成果具有重要意义 。以红椿 沟特 大型泥石 流为 例 ,在研 究地质 灾害 形成 的地质背 景及条 件 、
图 2 红椿沟 8 1 . 4泥石流分布略图
积物 为 主 。 汶 川 特 大 地 震 发 生 后 ,物 源 总 量 达 3 8万 m ,震 后 调 查 ,沟 内 甘 溪 铺 沟 、大 水 沟 、 5
新店子沟等崩坡积滑 源区 ,成分 为块碎石 土,以 二长 花 岗 岩 、流 纹 岩 为 主 ,棱 角 状 一次 棱 角 状 ,
—
沟内崩滑堆积物 ,其 中,上游最大支沟甘溪铺沟 ,
面积 14 m ,长 18 m,沟床 平均 比降 33 e .4k .5k 7% ;
大水 沟 ,面积 0 3 m ,长 12 m,沟 床平 均 比 . 3k . 6k
降 55  ̄ 9 % ;新店 子沟 ,面积 0 5 m ,长 12 m, .1 k .6k
2 1 汶 川地震 时崩 滑堆积 体分布 特 征 .
砾 ( 1% ) 约 0 、角砾 ( 1% ) 约 0 和砂 ( 5 ) 约 % 。沟底 凹 凸 不 平 ,糙 率 较 大 。 泥 石 流 发 生 后 ,形 成 约 10m宽 、30~ 0 长堰塞 体 堵 断岷 江河 道 ,致 0 5 40m 河 水改 道岷 江右岸 冲进 映秀新 区 ( 2 。 图 )
图 1 汶川地震时红椿沟流域崩滑 一碎屑流堆积
万 m ,与汶川 地震后其大量的物源 、强降雨和有 I 利 的地形 地 貌 有 直 接 及 物 源启 动 后 运 动 机 理 有 直
接 的关系 。 3 1 汶川地 震产 生大 量的松 散物 源 .
22 21 . 0 0年“ . 4 特大 泥石流 基本 特征 81”
松散 一稍 密 ;主 沟上 部 为 崩 坡 积 和 泥 石 流 堆 积 流
通 区 ,块 碎 石 土 中 含 大 量 漂 石 ,其 成 分 以 砂 岩 、 闪长 花 岗岩 为 主 ,多 呈 块 状 ,磨 圆 度 差 ,稍 密一
2 3 “ .4 泥石流 形成 分 区特 征 . 81”
根据 流 域 沟 谷 特 征 、固体 松 散 物 质 分 布 及 泥
秀 断 层 。 区 内 最 高 点 为 新 店 子 沟 源 处 望 乡 石 2 1 84 m,最低 点 为 沟 口与 岷 江 交 汇 处 8 0 m。 6 . 8 区内发 育有甘 溪铺 沟 、大水 沟和新 店子 沟等 3条较
大 的支 沟 ,其 中主 沟 长 约 36k . m,上 陡 下 缓 ,沟 谷 平均 纵坡 降 3 8 0 5 % ,上游 新 店 子 沟 达 65 0 沟 2%。 内山高坡 陡 ,平均 坡度 在 3 。 5 以上 ,其 中主 沟上 游
的地质灾害防治提供借鉴 。
1 泥 石 流 形成 地质 背 景 及 条 件
红椿 沟 流 域 地 处 著 名 的 N E—S 龙 门 山断 裂 W 带上 ,地 质 构 造 复 杂 ,新 构 造 运 动 强 烈 ,断 层 发
收 稿 日期 :2 l 0 0 1— 7—1 5
暴 雨 频 繁 ,强 度 大 。流 域 内属 岷 江水 系 ,红 椿 沟
6
灾
害
学
2 7卷
要 为构造 裂 隙水 。
量约 4. O 5万 m 。沟 内泥石 流堆 积体 为夹 砂块 碎石
土 ,块 碎石 约 占 6 % ,其 次 为 漂 石 ( 1 % ) 0 约 5 、漂
2 红 椿 沟 泥 石 流流 域 基 本 特 征
受龙 门 山地 区独 特 地 质 地 貌 、地 理 环 境 和 气 候 条件影 响 ,红 椿 沟 流 域 是 地 质 灾 害 高 发 区 。据 调查 ,在 13 代 和 16 先后 发生过 两 次 泥石 90年 92年 流 ,2 1 0 0年 8月 1 日发 生 的泥 石 流是 沟 内近百 年 4 来 规模最 大 、危 害 最 大 的一 次 泥 石 流 ,具 有 震 后 泥 石流 的 明显 特征 。
2 0m,总体上上段较薄 ,下段呈增厚 的趋势 ,主
沟床平均坡降 62 e 0 % 。沟坡两岸及沟 内分布大量崩
滑堆 积 , 泥 石 流 提 供 了 大 量 的 物 源 。流 通 区 , 为
即主 沟 沟 口至 新 店 子 沟 口段 ,面 积 5 3 m ,长 . 5k
要成 份为 碎块石 ( 1 。 图 )
第 2 第 1期 7卷
21 0 2年 1月
灾
害
学
V . 7 NO 1 n 2 . 1
J OURNAL OF ATAS C TROP HOL OGY
Jn 2 2 a . 0l
汶 川 县 映 秀 镇 红 椿 沟 特 大 型 泥 石 流 形 成 机 制 及 堵 江 机 理 研 究
育 ,主要 为倾 向 30 ~35 、倾 角 3 。~6 。 映 0 。 1。 5 0的
0 前 言
红 椿 沟 位 于 四川 省 汶 川 县 映 秀镇 岷 江 左 岸 , 汶川 特大 地 震 发 生 后 ,沟 谷 两 侧 的地 质 环 境 被 严 重破 坏 ,山体 破 碎 ,地 震 裂 缝 异 常 发 育 ,岩 土 体 松动 ,诱 发 了大 量 的 崩 滑 体 。 沟 内 的不 稳 定 地 质 体在余 震 、降 雨 等不 利 因素 的作 用 下 ,在 2 1 00年 8月 1 4日爆 发 特 大 规模 泥 石 流 ,冲 出 固体 物 源 量 8. 0 5万 m ,其 中 4 0万 m 物 源进 人 岷江 并堵 断 河 道 ,堵 江 后江 水 受 挤 压 向右 岸 改 道 ,水 位 迅 速 抬 升淹 没刚 刚建成 映秀镇 新 区 ,并 淤埋 了沟 口 2 3国 1 道公路 4 0 m,掩 埋 了在 建 映 ( )一汶 ( ) 速 0 秀 川 高 公路 引线路 基 及 多 个 桥墩 ,造 成 l 失 踪 ,经 济 7人 损失 严重 。红椿 沟 特 大 泥 石 流 是 高 地 震 烈 度 区的 典 型震后 泥 石 流 ,研 究 该 泥 石 流 的形 成 机 制 、变 形破 坏模 式 及 防 治 ,可 以为 其 他 相 似 地 质 背 景 下
崩滑 堆积 物 主要 发 育 于 红 椿 沟 老 泥 石 流 沟 V
字型主沟及三条支沟沟谷 中,曾于 16 92年 冲出量 约 2万 m。 ,未造 成 灾 害 。汶 jl 震 前 ,流 域 内物 i 地
源 总量约 9 5万 m ,以分散坡 积 堆积 物 和老 沟道 堆
匠 流边[ 水 ] 裂 固 建 物 域 系E 断 筑 圈 汇 区口 物 区 堰 体 流 区 水 源圈 塞囝 通
受地形及汶川地震影响,区 内表层土体结构松散 , 岩 石 节理裂 隙 发 育 ,多 被 切 割 成 块 状 ,沟 中洪 水
强 烈 冲刷 坡 面 和 松 散 堆 积 物 ,为 形 成 高 速 泥 石 流 汇流 提供 了强 大 的物 源 和 巨 大 的 动 能 条 件 。 映 秀
镇 属 四川 盆 地 边 缘 亚 热 带 湿 润 季 风 气 候 区 ,夏 季
泥石流主要堆积于岷江 口沟道 内及上游沟床 ,
堆积体厚度 2 2 ~ 5m,体积 8. O5万 m 左右 ,其中
基本特征的基础上 ,分析了泥石流的形成机理及断路 堵江 的具 体原 因 ,预测了泥石 流发展 的趋势 ,对重 要物源
点进行 了稳定性分析 ,提出了红椿沟泥石流的形成及 堵江除 丰富 的震 后松散 物源 、强降雨 外 ,还与其 独特的地