汶川地震是近年來發(fā)生在我國(guó)最嚴(yán)重的一次地震災(zāi)害，其主破裂帶由南西向北東方向延伸約300km，地震極重災(zāi)區(qū)從西南的汶川縣到北東方向的青川縣，共產(chǎn)生滑坡近15000處，這些滑坡在地震時(shí)造成近2萬人死亡[1]。地震后，滑坡崩塌體又成為泥石流活動(dòng)的最主要物源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2008年汶川地震災(zāi)區(qū)就暴發(fā)泥石流近百次，造成450余人死亡[2]。

　　摘要：2008年汶川地震產(chǎn)生的崩滑體曾造成了巨大的人員傷亡，地震后，這些崩滑體成為泥石流活動(dòng)的最主要物源，極大地助長(zhǎng)了汶川地震后次生災(zāi)害的發(fā)生。為了有針對(duì)性地開展防災(zāi)工作，以2010年8月13日都江堰八一溝泥石流為研究對(duì)象，采用野外調(diào)查與遙感解譯的方法，從泥石流形成的地形地貌、物源與水源三大基本條件，詳細(xì)分析了八一溝8·13泥石流形成條件，發(fā)現(xiàn)此次形成條件十分有利于泥石流的暴發(fā)，同時(shí)，該分析方法對(duì)類似條件的泥石流溝具有一定的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：如何在核心期刊發(fā)表論文,八一溝,泥石流,形成條件

　　八一溝位于汶川地震極重災(zāi)區(qū)——都江堰市西北的龍池鎮(zhèn)云華村，距離都江堰市直線距離10.3km，流域面積8.38km2，受汶川地震的影響十分嚴(yán)重。根據(jù)《汶川8.0級(jí)地震烈度分布圖》，區(qū)域地震烈度為Ⅹ度。根據(jù)汶川地震后國(guó)家地震局修訂頒布的《四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（2008）》，地震動(dòng)峰值加速度0.20g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s。

　　現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，八一溝是一條古泥石流溝，流域內(nèi)分布著多期泥石流堆積物。沈軍輝等[3]研究發(fā)現(xiàn)流域內(nèi)存在3期泥石流堆積物（圖1），以Ⅰ、Ⅲ期泥石流的規(guī)模最大。野外調(diào)查獲知，地震前流域內(nèi)植被良好，崩滑物少，近百年來未發(fā)生過泥石流災(zāi)害。汶川地震后，八一溝分別于2008年5月14日、19日和7月17日，2010年8月13和18日暴發(fā)5次規(guī)模不等的泥石流。其中以8·13泥石流的規(guī)模最大損失最嚴(yán)重，該次泥石流暴發(fā)于下午16：00以后，共造成2人死亡，溝口的100余間房屋被沖毀，并掩埋都汶公路連接線250余m，沖毀或淤埋流域內(nèi)在建的所有谷坊和攔砂壩見圖2。

　　近年來八一溝的幾次泥石流是典型的汶川地震震后次生災(zāi)害。地震災(zāi)區(qū)還有上千條類似溝道，它們?cè)谡鹎岸加兄�良好的生態(tài)環(huán)境，泥石流鮮有發(fā)生，而震后卻成為高頻的泥石流溝道，造成巨大的人員與財(cái)產(chǎn)損失[2，4-8]，泥石流活動(dòng)年限更是長(zhǎng)達(dá)10年到30年[2，4，9]。鑒于龍門山區(qū)人口密度大，較多居民居住在小流域溝口，一旦發(fā)生泥石流將造成巨大的人員傷亡，因此，需要對(duì)震后泥石流的形成條件進(jìn)行細(xì)致的分析，充分論證流域內(nèi)的地形條件、物源條件與水源條件是否有利于泥石流的形成。

　　1地形地貌

　　泥石流運(yùn)動(dòng)將高處的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而落差較大的地形地貌就提供了泥石流暴發(fā)所需要的能量條件。地形地貌包含因素眾多，其中最重要的是溝床比降、山坡坡度與相對(duì)高差。水力類泥石流由水流沖刷溝床堆積物起動(dòng)，溝床比降是最重要的影響因素；而土力類泥石流由土體的崩滑轉(zhuǎn)化而成，因此山坡坡度和溝床比降這兩個(gè)因素分別影響其形成和匯流過程；相對(duì)高差則主要控制著可轉(zhuǎn)化能量的大小。八一溝8·13泥石流主要由地震崩滑堆積物起動(dòng)，屬于土力類泥石流。

　　八一溝位于龍門山的西南角，地貌上屬構(gòu)造侵蝕中切割陡峻低-中山地貌。主溝從溝口至大干溝小干溝匯口處長(zhǎng)1.93km，平均比降110.8‰。流域最高點(diǎn)2508m，最低點(diǎn)844m，流域相對(duì)高差1664m。流域內(nèi)主要有大干溝、小干溝和小灣溝等三條支溝，其中大干溝流域面積2.63km2，溝長(zhǎng)2.14km，平均比降403.0‰；小干溝流域面積1.74km2，溝長(zhǎng)2.03km，平均比降452.6‰；小灣溝流域面積2.05km2，溝長(zhǎng)2.08km，平均比降259.6‰。

　　1.1山坡坡度

　　康志成等[10]通過統(tǒng)計(jì)我國(guó)西部眾多泥石流溝發(fā)現(xiàn)：>45°山坡多為基巖裸露坡，殘坡積物薄；<25°山坡的堆積物厚，但坡體穩(wěn)定，很少發(fā)生重力侵蝕。因此，這兩類坡體都不利于泥石流形成。25°～45°山坡上坡積物較多，且山坡坡度與殘坡積物的坡度大致相等，處于極限平衡狀態(tài)，一旦暴雨激發(fā)，極易發(fā)生滑動(dòng)。

　　以1∶10000數(shù)字地形圖為基礎(chǔ)，建立了八一溝流域DEM，并應(yīng)用GIS手段進(jìn)行坡度分級(jí)，獲取流域的坡度分級(jí)（圖3，表1）。圖3顯示，八一溝流域的平均坡度達(dá)到37.6°，以30°～40°和40°～50°兩組坡度的坡體分布最為廣泛。進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn)25°～45°坡度的坡體面積達(dá)到5.33km2，占整個(gè)流域面積的63.6%。這說明流域內(nèi)超過一半面積的坡體處于臨界狀態(tài)，流域極易在強(qiáng)降水條件下暴發(fā)泥石流。

　　1.2溝床比降

　　溝床比降主導(dǎo)流域泥石流的匯流過程。對(duì)我國(guó)西南山區(qū)泥石流溝的縱比降統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)[11]：溝床比降<50‰時(shí)不易發(fā)生泥石流，為50‰～100‰時(shí)發(fā)生泥石流的可能性較小，為100‰～300‰時(shí)發(fā)生泥石流的可能性較大，為300‰～500‰發(fā)生泥石流的可能性大，而>500‰時(shí)則不易發(fā)生泥石流。

　　八一溝泥石流在支溝內(nèi)便發(fā)生匯流，在主溝內(nèi)已發(fā)生全面淤積，因此需要考慮各支溝的溝床比降。利用流域1∶10000地形圖，結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)流域內(nèi)大干溝、小干溝和小灣溝等三條支溝[l6]（圖4）的平均比降分別為403.0‰、452.6‰、259.6‰。如此大的溝床比降有利于泥石流在溝道的流動(dòng)，同時(shí)攜裹溝道內(nèi)的松散固體物質(zhì)，促使流量激增。

　　2物源條件

　　物源是產(chǎn)生泥石流的根本，其方量也被作為評(píng)估流域泥石流易發(fā)性的重要指標(biāo)[12]。物源的影響因素主要包括構(gòu)造、地震、物源結(jié)構(gòu)及其組成，構(gòu)造和地震作用產(chǎn)生物源，而物源結(jié)構(gòu)與組成則決定其有效性，即其轉(zhuǎn)化為泥石流的能力。八一溝位于龍門山地震帶區(qū)，2008年汶川地震的主斷裂（包含映秀-北川斷裂北支和南支）從溝道中游穿過（圖4）。流域內(nèi)出露的主要地層有第四系崩滑堆積物（Qdel4）、第四系洪積物（Qpl4）、三疊系須家河組（Tx3）和下震旦統(tǒng)蘇雄組（Zs2），出露的巖性主要是凝灰?guī)r、砂巖和泥巖等。汶川地震強(qiáng)大的動(dòng)力作用致使流域中上游產(chǎn)生大量崩滑體（圖5，圖6），崩滑體總儲(chǔ)量達(dá)到757.61×104m3，其中動(dòng)儲(chǔ)量為438.34×104m3[7]。2009年八一溝歷次泥石流共沖出固體物質(zhì)為114.3×104m3[13]，即2010年8·13泥石流之前流域內(nèi)仍有動(dòng)物源324.04×104m3。這些崩滑物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，密度低，且都以臨界坡度進(jìn)行堆積；同時(shí)，由凝灰?guī)r、砂巖和泥巖等巖石轉(zhuǎn)化的崩坡積物具有較高的黏粒含量。降雨作用下，土體含水量增加，松散土體濕陷收縮，同時(shí)土體中的黏土顆粒吸水膨脹，導(dǎo)致孔壓上升，土體強(qiáng)度銳減，極易破壞產(chǎn)生泥石流。

　　通過解譯震后spot全色和多光譜數(shù)據(jù)融合后的2.5m空間分辨率影像發(fā)現(xiàn)（圖4），汶川地震產(chǎn)生的物源主要分布于大干溝和小干溝的上游區(qū)，其中小干溝中的松散堆積物主要分布在溝道內(nèi)；而大干溝中堆積物的位置集中在各支溝的山脊；小灣支溝內(nèi)植被豐富，遙感影像未能解譯出太多物源[l8]，實(shí)地考察亦發(fā)現(xiàn)有滑坡分布。經(jīng)計(jì)算，流域內(nèi)崩滑位置極其堆積物的分布總面積為1.56km2，占流域面積的18.6%。野外實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，溝道兩岸崩坡積物的堆積坡度介于30°～40°，接近臨界坡度，且實(shí)側(cè)堆積物的密度為1.67g/cm3。這些條件表明，在降雨作用下，八一溝流域內(nèi)廣泛分布的崩坡積物極易起動(dòng)形成泥石流，是流域泥石流發(fā)育的最主要物源。

　　3水源條件

　　泥石流的水源包含前期降雨和激發(fā)降雨。前期降雨主要使土體的含水量升高，強(qiáng)度降低，以使土體能在后期的激發(fā)降雨作用下發(fā)生破壞。若前期降雨不充分，則降雨在初期首先扮演前期降雨的作用。

　　八一溝所在的都江堰市位于華西雨屏區(qū)，區(qū)域多年平均降雨1134.8mm，降雨多集中在6月-8月，最大年降雨量1605.4mm（1978年），最大日降雨量233.8mm。研究表明，區(qū)域10min雨強(qiáng)超過4mm，1h雨強(qiáng)大于或等于9mm時(shí)，泥石流暴發(fā)的概率較大[14]。

　　汶川地震以后，都江堰市補(bǔ)充建設(shè)多個(gè)氣象站點(diǎn)，以至于本次研究得以使用龍池鎮(zhèn)站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)（圖7）。數(shù)據(jù)顯示，2010年8月12日夜晚，龍池鎮(zhèn)開始降雨，一直持續(xù)到次日凌晨2點(diǎn)，單場(chǎng)降雨量達(dá)到53.6mm。下午14∶00龍池鎮(zhèn)再次發(fā)生降雨，到16∶00降雨開始明顯增大，1h降雨強(qiáng)度達(dá)到75mm/h，致使泥石流源區(qū)土體發(fā)生大規(guī)模破壞，從而暴發(fā)泥石流。

　　由于凌晨的這場(chǎng)降雨之前沒有明顯的降雨過程，該次降雨主要扮演前期降雨的作用。泥石流起動(dòng)的降雨試驗(yàn)表明，這種地震產(chǎn)生的松散堆積物在51.8mm/h的雨強(qiáng)下歷經(jīng)半小時(shí)開始破壞[15]，即這種松散堆積物在51.8mm/h雨強(qiáng)下對(duì)應(yīng)的前期雨量約為30mm，而堆積物密度增加后，[l9]前期雨量也需要相應(yīng)增加。8月13日下午14∶00，降雨再次發(fā)生，15時(shí)的降雨量為15.8mm，并未達(dá)到泥石流的激發(fā)雨強(qiáng)，16∶00后雨強(qiáng)激增，泥石流暴發(fā)，推測(cè)此時(shí)泥石流的激發(fā)雨強(qiáng)為50mm/h左右。

　　4結(jié)論

　　都江堰市八一溝位于2008年汶川地震的極重災(zāi)區(qū)，也是震后泥石流發(fā)生頻率非常高的流域。通過對(duì)該流域泥石流形成的各方面條件進(jìn)行分析，建立起一種更加細(xì)致的分析泥石流形成的方法，該分析方法可以推廣應(yīng)用于地震災(zāi)區(qū)其他范圍內(nèi)泥石流溝的評(píng)估。

　�。�1）八一溝流域的平均山坡坡度為37.6°，25°～45°山坡坡度的分布面積為5.33km2，占整個(gè)流域面積的63.6%，同時(shí)流域內(nèi)大干溝、小干溝和小灣溝等3條支溝的平均比降分別為403.0‰、452.6‰、259.6‰，這說明流域的地形條件（含山坡坡度與溝床比降）十分有利于泥石流的形成。

　　（2）汶川地震主斷裂貫穿整個(gè)流域腰部，地震中，流域內(nèi)產(chǎn)生了大量松散固體物質(zhì)，其分布面積為1.56km2，占流域面積的18.6%，有關(guān)研究顯示物源總量達(dá)757.61×104m3，其中動(dòng)儲(chǔ)量為438.34×104m3。這些松散物質(zhì)的坡度介于30°～40°，接近臨界坡度，加上結(jié)構(gòu)十分松散，十分有利于泥石流形成。

　　（3）八一溝位于華西雨屏區(qū)，降雨豐富且點(diǎn)暴雨多，2010年8·13泥石流的前期降雨量約為70mm左右，激發(fā)雨強(qiáng)推算為50mm/h。

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