震区小流域暴雨泥石流发育特征与防灾对策

郑志军，杨彪山，李虎，罗永康，贾志宏，陈韵骐

(成都市地质环境监测站，成都 610041)

自2008年汶川特大地震，我国西部龙门山区泥石流地质灾害进入了新一轮高发期。2009年“7.18”成都市都江堰虹口乡暴发流域性泥石流，新形成冲沟19条，直接经济损失近亿元。2010年“8.13”都江堰龙池镇暴发群发性地质灾害，不仅原有的泥石流隐患全面爆发，一些植被茂密、以前从未发生过泥石流的沟谷也不同程度发生了泥石流。2011年“7.3”强降雨，成都市崇州鸡冠山乡暴发泥石流，近十余公里路面中断，数千民众被困，与外界联系几乎断绝。2012年“8.17”成都市彭州龙门山银厂沟暴发区域性泥石流，银厂沟内泥石流“逢沟必发，沟沟吹喇叭”。导致银厂沟一线近10 km的距离内，暴发19处泥石流地质灾害，累计冲出量超过1 000×104m3，造成近6 000万元的经济损失。2013年“7.10”强降雨，成都市龙门山镇白水河爆发大规模山洪泥石流，造成河道右岸边上的一栋7层高居住楼房被冲毁。震后泥石流地质灾害的发生之迅猛，危害程度之大，已经远远超过了我们原来对泥石流地质灾害的认知。同时，泥石流地质灾害还呈现出群发性、突发性、链发性、破坏性等新的特点[1]，我们原来所采取的防治方式已经不能够适应现在泥石流地质灾害防治工作的需要。因此，本文以银厂沟小流域为例，分析研究震区小流域暴雨泥石流发灾特点和规律，并提出相应的防灾对策，无疑对震区泥石流防灾减灾工作具有重要的指导意义。

1 银厂沟小流域地质环境条件

银厂沟属国家级风景名胜区，距成都89 km的彭州市龙门山镇。地理坐标北纬：31°15′20″～31°20′50″，东经：103°48′20″～103°53′03″。银厂沟位于龙门山断裂带中段与成都平原的交界处，映秀-北川断裂沿银厂沟北西侧山脊向两侧延展，走向NE45°(图1)。出露地层主要为三叠系上统须家河组砂岩(T3x)、二叠系上统(P2)石灰岩和元古界黄水河群(Pthn)花岗岩[2,3]。地貌上为构造侵蚀中-高山地貌，具有高山、峡谷等特征，区内最高点为北西部的九峰山(3 315 m)，最低点为白水河区域(1 170 m)。银厂沟南西起自白水河岸边的连盖坪，北东至海汇桥一段，沟谷全长约13 km，宽0.5～1 km，平均纵坡降23‰。为湔江的源头。

2 银厂沟小流域地质灾害发育特征

据历史资料，银厂沟小流域震前在山中的陡崖部位偶有崩塌、滚石等地质灾害发生，但发生的次数较少、规模较小且多在无人区，震前无滑坡、泥石流的记录。“5.12”汶川特大地震诱发了大量的新增滑坡、崩塌和泥石流地质灾害，截止2016年12月，银厂沟内共发现地质灾害隐患点71处，其中滑坡28处、崩塌13处、不稳定斜坡3处、泥石流27处。震后形成的地质灾害无论是在暴发的频率上、规模上还是威胁的范围都明显的增大。特别是泥石流地质灾害不但来之迅猛，防不胜防，更是规模之大，所过之处寸草不留。

图1 银厂沟位置及其与映秀-北川断裂关系图

据统计，研究区内自2008年至2013年共暴发区域性泥石流9次。其中2008 年4 次( 分别是“5.18”、“7.14”、“9.24”和“9.26”泥石流) ，2009 年1 次( “7.17”泥石流) ，2010 年1 次( “8.18”泥石流) ，2011 年1 次( “7.2”泥石流)，2012年1次(“8.17”泥石流),2013年1次(“7.9”泥石流)。其中以2012年“8.17”特大山洪泥石流最为典型(图2、表1)。

根据设置在海汇桥气象站之实测数据，2012 年8 月17 日21∶00 时开始出现强降雨过程，18日凌晨1∶00，龙门山镇银厂沟内累计降雨量达到245.7 mm，区域暴发群发性泥石流地质灾害。据统计，共暴发泥石流地质灾害19处，泥石流掩埋冲毁道路15处约1 890 m, 损毁房屋53间，造成了经济损失近6 000万元。

图2 银厂沟小流域地质灾害隐患点分布图

通过上述泥石流历史的总结，银厂沟小流域泥石流暴发具有以下特点：

(1) 地震形成大量松散物源：现有泥石流主要分布在北西侧山脊一侧(即地震断裂带附近)，主要原因是震后大量的山体垮塌堆积于沟谷之中，虽然历年来一次次的降水不断携带着沟内的松散堆积物被冲出，但是由于震后中央断裂带附近的山体极其破碎，大量看似稳固的岩石，在雨水的浸泡作用下再次发生新的垮塌，使得沟内又不断新增了大量的松散物源。

表1 银厂沟小流域主要泥石流特征参数一览表

(2) 特大暴雨诱发大规模泥石流：虽然历年来山中雨水不断，但是小规模的降雨由于汇水水量较小，仅能携带沟内一部分颗粒相对较小且堆积于沟底部的松散堆积，而绝大多数块径较大、破坏性较强的堆积物则未能带走。久而久之，在沟道内及沟道两侧的山坡上就堆积了大量的看似稳固实则浮于表层碎石和土体的大块岩石。一旦在强降雨作用下，碎石土体形成泥石流，则使得这些大块岩石形成悬浮状态，随之而下。由于这些岩石具有较大的动能和势能，一旦启动，则将沟内或斜坡体上原来已经近于稳固的堆积体再次破坏，从而形成大规模泥石流。

(3) 泥石流突发性：由于汶川地震中央断裂带穿越银厂沟北西侧山体中上部，导致北西侧山体上堆积了异常丰富的松散物源。另外，受高山峡谷的地形条件影响，在降雨的过程中，大量降水短时间内向沟道汇集，从而导致沟内在短时强降雨作用下突发泥石流。如2012年8月17日21∶00时，银厂沟内突降暴雨，至18日凌晨1∶00时，短短的4个小时，降雨量累计达到245 mm之多。18日凌晨1时15分左右，银厂沟内海汇桥段突然暴发大规模泥石流(图3)。

图3 银厂沟小流域主要泥石流地质灾害分布影像图

(4) 泥石流群发性：由于震区的松散物源异常丰富，一旦降雨强度和降雨量达到了一定的程度，不管是大沟还是小沟，也不管是否曾经暴发过泥石流，即便是一般的斜坡，在强降雨汇水漫流的作用下，一旦形成拉槽，也将发生小规模的坡面泥石流,即便是曾经进行过重大工程治理的泥石流沟，在一定条件下也将再次暴发泥石流。可谓“逢沟必发、沟沟吹喇叭”，即为泥石流的群发性。

(5) 泥石流的破坏性:受到山区地形条件限制，大量的农户、农家乐都集中修建在银厂沟右侧阶地相对平缓区域。而这些区域往往都是历史上曾经形成的泥石流堆积扇或者是沟口处的洪积扇。在泥石流群发的情况下，这些区域也就是泥石流的流通区或者是堆积区。在泥石流的冲击和预埋作用下，这些区域上的建筑无疑会受到最为严酷的损毁。如曾经最为繁华的海汇桥区域，在“8·17”泥石流的破坏下，导致海汇桥段河床整体抬升超过10 m，造成大海子沟口停车场附近22户住房和约80余间房屋被冲毁预埋，直接经济损失达1千万之多。

3 防灾对策思考

按照以往的防灾工作经验，地质灾害的防范主要依靠群测群防、避险搬迁、工程治理、监测预警等常规性防治措施。在成功应对“8.17”泥石流地质灾害的同时，也为如何防范震区小流域暴雨泥石流地质灾害提供了宝贵的经验。

(1) 要在现有技术条件下充分利用遥感等高科技手段指导现场调查，尤其是对地震带附近紧邻断层上盘的崩滑体集中堆积沟谷，应进行全面排查，圈定既有的和潜在的地质灾害隐患。同时，圈定可能遭受灾害威胁的村镇、聚居区、民房及其他基础设施。并在此基础上，提前做好相应防灾预案。

(2) 要重视泥石流灾害的长期影响，作好重建长远规划，控制重建进度。 “5.12”汶川特大地震导致龙门山区堆积了大量的松散物源，虽然经历了“8.17”短时强降雨的冲洗，但是由于地震的破坏不仅仅表现在山体表面岩土体的脱落，还表现在断裂带附近由于深部岩土体的破碎。龙门山区(特别是断裂带附近)仍然有大量的松散固体物源。因此，虽然距2008年“5.12”汶川特大地震已经有9 a的时间。但是，根据唐川对比分析日本关东大地震和台湾集集大地震后诱发滑坡泥石流活动，预测汶川强震区至少在近10 a内活动趋势是强烈的，之后条件将逐渐趋于稳定[2]。根据崔鹏对震后泥石流活动与特征对策的研究，震后泥石流演变趋势为由急剧增强的突变转为逐步减弱，期间活跃期与平静期交替出现，第一个泥石流活跃期可能会持续15 a左右[3]。由此可见，泥石流地质灾害的防范工作，仍然是一项长期而艰巨的任务，必须要结合当地的地质环境条件做好重建的长远规划，严格控制重建的进度。

(3) 震区小流域泥石流地质灾害的防范要引入风险管控的理念，震区小流域泥石流地质灾害的防治工作，绝不能仅仅采取工程治理或临灾避险等常规的手段。由于受到地质条件变化的影响，震后山区的地质环境极其复杂，只要遇到合适的降雨，就会引发大规模、群发性的泥石流，即便是没有沟道的斜坡处，由于坡面水流的作用，一旦形成拉槽，都有可能为泥石流的诱发提供条件。因此，震后小流域内的地质灾害防范要考虑众多因素、众多可能，提出不同条件下可能引发的链式反应风险，并针对风险，提出相对可靠的防范措施。

(4) 制定流域性应急方案。目前地质灾害应急演练主要采取方式为，针对某个隐患点突发地质灾害，人民群众应该如何避险转移，当地政府应如何妥善组织处置灾害，政府各部门应该如何协调分工等，很少有针对整个流域开展的应急演练工作。其实，在大灾来临之时，所涉及的范围往往是一个流域内众多的隐患点同时暴发地质灾害。因此，在群发、链发地质灾害、流域内形成众多孤岛时，政府部门如何决策才能以最短的时间、最大的效率开展抢险救灾是值得深入研究的。如成都市在2012年年初针对龙门山镇银厂沟制定的《龙门山镇银厂沟突发地质灾害应急方案》(简称“方案”)，该方案从应急通讯方面入手，在交通、通讯中断的情况下，如何及时、准确的掌握灾情、险情，保障应急通讯，为有效组织地质灾害应急救援工作提供依据方面，针对银厂沟制定的流域性应急方案。该方案的制定在2012年“8.17”、2013年“6.19”、“7.10”等多次山洪地质灾害中，为避免造成重大人员伤亡起到了至关重要的作用，也为成都市流域性地质灾害防治提供了很好的防灾思路。

[1] 许强. 四川省“8.13”特大泥石流灾害特点、成因与启示[J].工程地质学报,2010，18(5)：596-608.

[2] 唐川.汶川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势预测[J].山地学报，2010,28(3)：341-349.

[3] 崔鹏，庄建琦，陈兴长,等.汶川地震区震后泥石流活动特征与防治对策[J].四川大学学报(工程科学版) ，2010,42(5):10-19.