青海隆务峡段公路泥石流危险性评价

仇朝珍 井 浩 包坤业 陶 虎

（1、青海交通职业技术学院，青海 西宁810003 2、兰州交通大学，甘肃 兰州730070）

1 概述

青海省由于特殊的地形地貌及脆弱的生态环境，是泥石流灾害影响较为严重的省份之一，尤其是青海省东部地区泥石流灾害更为严重。近年来，受极端气象频发因素的影响，青海省黄南藏族自治州频繁出现短时间强降雨，导致G213 线策克至磨憨公路隆务峡段泥石流频发，造成公路多处路基及涵洞被冲毁，危及交通安全。本文通过对该段多条泥石流沟的勘查结果，分析了该沟地形地貌、岩性、物源情况、泥石流发生频率及气象条件，在此基础上计算了隆务峡段泥石流的运动特征参数，优选出该地区的泥石流危险性评价因子，通过构建泥石流危险性评价的物元模型评价其易发程度。评价结果对隆务峡地区公路建设及养护具有指导意义。

2 研究区域自然地理条件及地质环境

2.1 地形地貌及地质构造

研究区处于青海省东南部黄南藏族自治州尖扎县东南侧，隆务河的下游段，西倾山脉北麓，属于中高山区，地面高程为2020～3500m，相对高差为 300～1500 m[1]。隆务峡谷长约26km，G213 线策克至磨憨公路穿过峡谷。隆务河谷下切强烈，树枝状沟谷较发育，沟谷斜坡十分陡峻，沟谷形态多呈狭窄的“V”字型，谷底狭窄。隆务峡谷位于青藏高原北部的松潘- 甘孜印支褶皱系青海南山旦地冒带中的同仁坳陷带，经历了多次构造变动，褶皱、断裂分布广泛。区内构造形式复杂多样，其主体构造线方向以NW-SE 为主。

2.2 地层岩性

隆务河峡谷区地层岩体主要为二迭系灰岩、砾状灰岩夹钙质砂岩、含粉砂质粘板岩、三叠系上、中、下统砂岩、板岩及白垩系火山岩，单层厚2-15m。在冲沟及坡脚有较厚的第四系碎石类冲洪积物，由块石、砾石及砂质粘土等组成。

2.3 降雨条件

研究区属于属典型的半干旱大陆性气候，具寒冷干燥，年温差大，降水集中等特点。据尖扎县气象站资料，区内年降水量为350-496mm,集中于5～9 月份,尤其是6～8 月降水量最多，约占全年降水量的60%，这3 月多年平均降雨量均在254mm。随着近年来极端气候的频繁出现，2018 年8 月8 日，青海黄南藏族自治州尖扎县6 小时内累积降水量达到90.4 毫米，降水量级在当地历史上罕见。造成G213 线策克至磨憨公路隆务峡段泥石流发生11 处，中断公路交通8 小时。研究区内降雨具有雨热同期、降雨时间和降雨量集中、短时强降雨突发频发的特点。这种短时的集中降雨常成为泥石流的主要激发因素。

3 泥石流沟谷特征

泥石流沟谷通常具有明显的形成区、流通区和堆积区，但G213 线策克至磨憨公路隆务峡段泥石流成群发育，多数泥石流沟的形成区和流通区都混合在一起，没有明显的区别，区内频繁袭扰G213 线策克至磨憨公路的主要是坡面型泥石流调查的11处泥石流中，有7 处为坡面型，占比为63.6%。

3.1 坡面型泥石流沟特征

山坡型泥石流常常发生在陡坡地段，其规模较小，流域面积小，一般不超过1 平方千米[2]。流域呈斗状，没有明显的流通区，形成区和流通区不易区分。具有沟道短浅，纵比降大，沟口堆积体小，以锥形堆积为主，锥体下部多为粗大颗粒。沟口逼近主河道，泥石流直接进入主河，堆积扇缺失或被主河侵蚀切割，也是植被退化的一种表现。这类泥石流发育在尚未形成明显沟谷的山坡上或山坡冲沟中，固体物质主要为松散覆盖层，厚0.5-4m，常常为崩塌或快速滑坡转变而成。山坡型泥石流常常兼具滑坡和崩塌的特征，由于研究区内现代构造变形强烈，剥蚀切割作用及其显著，崩塌、滑坡等不良地质现象普遍，由此所产生的大量松散堆积物。在暴雨作用下迅速转变为泥石流。本次野外调查结果发现，区内泥石流灾害点中的7 处均属此类型，

3.2 沟谷型泥石流沟形态特征

区内沟谷型泥石流特点，沟道顺直、断面变化小、具有清晰泥痕的沟段。因此，其泥位、过流断面、流面比降等水文参数比较容易确定。研究区内的泥石流沟沟岸山体呈直线型的斜坡地形，坡度30°～50°，调查区内的4 条沟谷型泥石流沟口距离隆务河主河道非常近，一般30m～300m，泥石流冲积物大部分冲入隆务河，被流水冲刷带走，在沟口地段仅有少量堆积，扇形地貌特征不明显，扇体不完整，沟槽横断面均为V 型沟，松散物平均厚2 m，堵塞程度一般。

4 泥石流危险性评价

4.1 评价指标确定

泥石流的危险性受多因素影响，不同的因素对危险性影响的程度不同[2]。考虑研究区泥石流沟的发育特征。选取主要10 个因素作为评价因子，分别为：泥石流一次性最大冲出量S1（104m3），流域面积S2（km2），主沟长度S3（km），相对高差S4（km），松散物源量S5（104m3），最大日降雨量S6（mm）、流域切割密度S7（km/km2），主沟床弯曲系数S8，泥石流爆发频率S9（次/100 a），植被覆盖率S10（%），研究区泥石流属于暴雨型泥石流,在短历时强降雨的诱发下, 泥石流频发不歇，因此对单沟泥石流的研究, 降雨选择日最大降雨量。

表1 研究区内泥石流沟危险性指标综合关联度及等级

4.2 数据处理

4.2.1 评价指标权重的确定

根据各因素对待评对象的影响程度不同, 需要为各因素赋予不同的权值。

权值计算方法有多种，可根据研究对象特点及评价目的选取合适的方法。常用的权系数计算方法有专家打分法、层次分析法、熵权法、组合法法等。

通过一致性检验，C.R.=0.077＜0.1，判断矩阵的一致性满足。

4.2.2 构造物元并评价等级

根据可拓物元理论，构造出泥石流危险性分级标准的经典物元矩阵与节域矩阵，并根据2018 年《泥石流灾害防治工程勘查规范》的分级标准[3]以及参考了刘希林等学者的研究成果[4]，将泥石流危险性评价等级分为四级，即轻度危险、中度危险、高度危险、极度危险。

根据野外调查及相关计算取得的各评价指标值，整理计算待评泥石流沟中各评价因子的关联度。并进行正规化处理后，G213 线策克至磨憨公路隆务峡段11 条泥石流沟的危险性等级计算结果见表1。

4.2.3 结果分析

从表1 的评价结果可知，被评价为中度危险泥石流沟均为沟谷型泥石流沟，这个评价结果与专家评估的结果吻合度达到100%；被评价为低度危险泥石流沟大部分为坡面型泥石流沟，与专家评估的结果吻合度为85.7%。说明物元可拓法评价泥石流沟的危险程度时，对于沟谷型泥石流沟准确度高，对坡面型泥石流沟稍有偏差。对比近5 年来隆务峡段泥石流沟对G213线策克至磨憨公路造成的实际灾害结果，评价结果符合实际情况，验证了该方法的可靠性。

5 结论

5.1 G213 线策克至磨憨公路隆务峡段泥石流频发，主要由于隆务河谷下切强烈、谷底狭窄、岸坡陡峻、高差大、断层密布、岩体破碎、松散物质丰富，同时受极端天气影响而造成的。

5.2 根据可拓理论，通过建立物元模型评价泥石流沟的危险程度，结果表明：物元可拓法对于沟谷型泥石流沟的危险性评价准确度高，与专家评估的结果吻合度达到100%；对坡面型泥石流沟稍有偏差。

5.3 可拓法评价结果为：该段公路沿线的沟谷型泥石流沟的危险性均为中度，坡面型泥石流沟的危险性均为低度。