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泥石流分析论文:泥石流综合评价分析

泥石流分析论文:泥石流综合评价分析

本文作者:王春山巴仁基刘宇杰邓国仕作者单位:成都地质矿产研究所

泥石流特征

1泥石流沟谷特征

飞水岩沟主沟长5km,流域总面积约62km2,海拔范围900~2100m,高差1180m,流域边界周长64km,主沟纵比降为236‰。主沟以“V”型谷为主,各支流与主沟呈锐角交汇,根据其地貌及泥石流物源补给特征,将飞水岩沟划分为清水区、物源区、流通区和堆积区四个区,各区的特征见表1。

2泥石流分区特征

(1)清水区

飞水岩沟清水区面积约67km2,沟道高程范围为1360~2100m,该区植被覆盖良好,未见基岩出露。清水区沟道总长约3282m,沟道比降为225‰,以“V”型谷为主,沟床平均宽度约5m。该区域植被覆盖良好,清水汇集方式主要为山坡型。虽然坡面残积物分布较广,但基本被植被根系所固定,所以汇流区地表松散物质对飞水岩沟泥石流的贡献不大。

(2)物源区

飞水岩沟形成区主要分布在主沟的中上游段,区域面积约0.96km2,高程范围为1000~1360m,物源区沟道长为1125m,沟道比降为320‰。物源区沟道以“V”型谷为主,部分沟道两岸坡度陡,呈“U”型谷,沟床较宽,平均宽度约15m。物源区内主要有滑坡、崩塌,其中以滑坡为主。物质总储量为295007m3,强活动物源(一次泥石流最大可能提供的物源量)储量达177000m3。

(3)流通区

流通区位于飞水岩沟的下游段,沟道高程范围940~1000m,全长仅262m,面积约0.066km2,沟道平均宽度3~5m,沟道纵比降为299‰,两岸皆有基岩出露,岩石为白云质大理岩。沟谷呈典型的“V”字形,两岸山坡陡峭,坡度在55°~80°,大部分由植被覆盖。流通区沟谷内的物质储量较少,多为山上的崩塌的块石。在沟口处形成一个近百米的陡岩,有流水跌落,这就是飞水岩名字的由来。

(4)堆积区

堆积区主要分布在飞水岩沟下游基岩狭窄处与大渡河之间,地势开阔,堆积体特征明显。堆积区总长344m,总面积约0.18km2,高程分布范围900~940m,沟道纵比降为116‰,扩散角为90°,沟道平均宽度6m,沟内物质以卵砾砂组成,含泥。其中最大粒径1.5m,30~50cm粒径占20%,10~30cm粒径占25%,1~10cm粒径占50%。堆积区分布大量建筑物与农田,左侧有安顺场乡医院和华能国际公司办公楼和3栋民居2层小楼,右侧为11栋2层小楼,并有电线杆16根,高压电塔一座。飞水岩堆积区冲沟有上游至下游分别修建了4个拦挡坝,受近年来泥石流的破坏作用,下游的3个拦挡坝已经破坏失效,上游的5m高拦挡坝已经被物质淤满,失去了防护作用。

泥石流综合评判

1泥石流数量化综合评判

《规范》[1]中对泥石流的综合评判是国内诸多著名专家的经验和建议,选用泥砂沿程补给长度比、河沟纵坡、植被覆盖率、区域构造影响等15个因素,通过对每一项的评分最后取总分进行评价。按照规范中的标准对飞水岩沟泥石流进行各项评分(表3),评分总结果为88分,严重等级为中等。表中数据显示崩塌滑坡及水土流失、泥沙沿途补给长度比以及河沟纵坡度这三个因素较为活跃,对泥石流的发生起到主要的作用。

2泥石流模糊数学综合评判

控制和激发泥石流发生发展的各个因素数量多且变化复杂,数量化综合评判虽然可以对泥石流进行定量化评价,但不能对泥石流这种变化特性进行表述,因此模糊数学综合评判便被提出来。模糊数学是一种以模糊推理为主的定性与定量相结合、精确与非精确相统一的分析评判方法,它对受多种因素影响的现象或事物进行总的评价,很多学者在该方面进行了广泛地研究和应用[3-7]。模糊数学方法虽然在泥石流研究中地应用已较为广泛,但其影响因素的选取和权重的取值并未统一,因此本文将以《规范》中数值量化综合评判中的因子为基础进行模糊数学综合评价,具体方法见相关文献[8]。通过计算得到评判矩阵R,由于权重子集W=[0.16,0.12,0.11,0.09,0.07,0.07,0.06,0.05,0.05,0.05,0.04,0.04,0.04,0.03,0.03],模糊数学综合评判集为B=W•R,得到评判结果(表4),由表4可以看出飞水岩沟泥石流更偏重于中等严重的泥石流。

泥石流风险性分析

1泥石流危险度评价

飞水岩沟泥石流的危险度评价需要发生频率、流域面积等10个因素,表5列出了这10个因素的实际值和转换值,将转换值代入泥石流危险度评价公式,得出飞水岩沟危险度为0.52,根据单沟泥石流的危险度分级标准,飞水岩沟泥石流属于中度危险泥石流。

2泥石流易损度评价

泥石流的易损度评价涉及到物质易损度、经济易损度、环境易损度和社会易损度,而这四个方面又包含若干子项目,由于篇幅所限,各子项的说明和公式将不再累述,仅给出飞水岩沟各子项的数值(表6)及易损度评价中的指标值(表7),计算结果显示飞水岩沟泥石流的易损度V单=0.59,属于中度易损泥石流沟。

3泥石流风险度评价

根据单沟泥石流风险度计算公式,最终得到石棉县安顺场乡飞水岩沟泥石流风险度。根据最新单沟泥石流的风险分级标准:极低风险0<H单<0.04,低度风险0.04<H单<0.16,中度风险0.16<H单<0.36,高度风险0.36<H单<0.64,极高风险0.64<H单<1。可知飞水岩沟泥石流属于具有中度风险的泥石流沟。