甘肃省舟曲8_7特大泥石流调查研究

RESEARCH ON THE GIANT DEBRIS FLOW HAZARDS IN ZHOUQU COUNTY，GANSU PROVINCE ON AUGUST 7，2010
YU Bin YANG Yonghong SU Yongchao HUANG Wenjie WANG Gaofeng
（ State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059）
摘 要 本文通过对甘肃省舟曲县城后山三眼峪沟和罗家峪沟特大泥石流灾害的现场调查，从泥石流形成的地形、地质和降 雨条件入手，分析了特大泥石流灾害的特征与成因： 三眼峪沟和罗家峪沟泥石流形成区在 2010 年 8 月 7 日 23 ～ 24 时的 1h 降 雨量达 77. 3mm，暴雨形成强大洪水依次冲毁两条沟内的天然堆石坝和人工拦挡坝，形成规模巨大的高容重黏性泥石流，泥石 流冲出总量和泥沙总量分别为 144. 2 × 104 m3 和 97. 7 × 104 m3 ； 泥石流携带具有强大冲击力的巨石冲毁房屋 5500 余间； 在白 龙江内形成长约 550m，宽约 70m，高约 10m 的堰塞坝并形成堰塞湖，堰塞湖回水长 3km，使县城一半被淹； 泥石流造成 1744 人 死亡和失踪。分析研究表明，三眼峪沟和罗家峪沟泥石流如果在近期遭遇强降雨还会暴发泥石流，但规模比 8. 7 特大泥石流 小； 如果强降雨发生在数年后，暴发的泥石流规模比 8. 7 特大泥石流略小； 在 20a 或更长的时期内，没有发生新的地震影响下， 在三眼峪沟和罗家峪沟经历一次大规模泥石流暴发后，泥石流的规模将回到汶川地震前的水平。 关键词 舟曲 泥石流 堆石坝 地震 降雨 中图分类号： TU457 文献标识码： A
舟曲县城后山两条泥石流流域分布有中泥盆统 古道岭组上段炭质板岩、千枚岩夹薄层灰岩和砂岩、 下二叠统上段中厚层灰岩、上二叠统中厚层含硅质 条带灰岩，受印支、燕山和喜玛拉雅山等多期造山运 动的影响，区内构造十分复杂，断裂发育，褶曲强烈， 岩体极为松动破碎。舟曲属地震强烈活动区，地震 烈度为 7 度，有史以来引起房倒屋塌、山崩、滑坡的 地震多达 8 次，其中以公元前 186 年、公元 1634 年、 1879 年和 1960 年地震对泥石流流域内松散固体物 质的产生作用最大，其中 1960 年地震后的第二年就 发生了泥石流，造成 28 人死伤，冲毁公路 100 余 m， 中断交通 40 余天［1］。“5. 12”汶川地震时舟曲县城 处于 6 度烈度地区，汶川地震对三眼峪沟和罗家峪 沟流域内的山体的稳定性有一定的影响，不仅为泥 石流提供了更多的固体物源，还产生了新的堆石坝。
1引言
2010 年 8 月 7 日晚甘肃省甘南藏族自治州舟 曲县受局地强降雨影响，于当日 23： 40 分左右县 城后山三眼峪沟及罗家峪沟突发大规模泥石流， 造成重大的生命财产损失。截止 8 月 18 日 16 时， 遇难人数为 1287 人，失踪人数为 457 人； 泥石流 冲毁房 屋 5500 余 间，掩 埋、冲 毁 耕 地 1400 余 亩； 受灾最严重的月圆村几乎被全部掩埋。泥石流还 穿 过 舟 曲 县 城 ，冲 毁 县 城 一 部 分 街 道 和 房 屋 ，毁 坏 公路 桥、人 行 桥 共 8 座，在 白 龙 江 内 形 成 长 约 550m，宽 约 70m 的 堰 塞 坝，堰 塞 坝 堵 塞 白 龙 江 并 形成回水长 3km 的 堰 塞 湖，堰 塞 湖 使 白 龙 江 上 1 座大型公路 桥 被 淹 没，县 城 一 半 被 淹，城 区 电 力、 通信、供水 中 断 （ 图 1 ） 。发 生 泥 石 流 的 三 眼 峪 沟 是一条稀性 泥 石 流 沟，最 近 一 次 暴 发 泥 石 流 是 在 18 年前，之后还在沟内修建了拦挡坝［1］； 汶 川 地 震后在沟内又开始修建新的拦挡坝。发生泥石流 的另一条沟 罗 家 峪 沟 是 一 条 低 频 率 泥 石 流 沟，近 几十年来没有发生过泥石流。舟曲县城地区在汶 川地震时属 于 烈 度 6 度 地 区，也 是 受 汶 川 地 震 影 响的地区。在 我 国 西 部 地 区，像 舟 曲 县 城 后 山 这 类对城镇有重要影响的泥石流沟或低频率泥石流 沟还有很多，有 的 如 三 眼 峪 沟 已 做 了 一 些 防 治 工 程 ，有 的 如 罗 家 峪 沟 还 没 有 做 防 治 工 程 ，很 多 也 处 于汶川地震 的 影 响 范 围 内，因 此 很 有 必 要 研 究 舟 曲 8. 7 特大泥石流的形成机制和发展趋势。为了 查明舟曲泥 石 流 的 发 生 原 因，进 一 步 分 析 其 发 展 趋势，成都理 工 大 学 地 质 灾 害 防 治 与 地 质 环 境 保 护国家重点 实 验 室 组 织 调 查 组，对 该 特 大 泥 石 流 灾害进行了 现 场 调 查。本 文 在 现 场 调 查 的 基 础 上，分析了泥 石 流 沟 的 流 域 特 征，泥 石 流 的 成 因、 成灾过程及 若 干 重 要 参 数，为 今 后 此 类 重 大 泥 石 流灾害的防治提供了可资借鉴的依据。
* 收稿日期： 2010 － 08 － 17； 收到修改稿日期： 2010 － 08 － 18． 基金项目： 国家自然科学基金（ 40871054 40772206） 和地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室自主研究基金（ DZKJ － 0810） ． 第一作者简介： 余斌，主要从事泥石流的形成，运动和堆积以及浊流的沉积研究工作． Email： drbinyu@ yahoo． com
2 舟曲县城泥石流流域基本特征及泥 石流发生历史
舟曲县位于西秦岭构造带西延部分，受印支、燕 山和喜玛拉雅山等多期造山运动的影响，区内新构 造运动十分活跃，表现为山地强烈隆升、沟谷极剧下 切，形成高山峡谷地貌［1］。
舟曲县特大泥石流灾害由三眼峪沟及罗家峪沟 两条 沟 的 泥 石 流 组 成。 三 眼 峪 沟 流 域 面 积 为 25. 75km2 ，沟谷总体上呈南北向展布，地势北高南 低，呈“瓢 ”状，主 沟 长 9. 7km，流 域 最 高 点 海 拔 3828m，流 域 最 低 点 海 拔 1340m，流 域 相 对 高 差 2488m，主沟平均比降为 241‰［1］； 罗家峪沟流域面 积 16. 60km2 ，呈“葫芦”状，流域最高点海拔 3794m， 最低点入河口处仅 1330m，相对高差 2464m，主沟长 8. m，主沟平 均 比 降 239‰。两 沟 流 域 内 支 沟 发 育，水系平面上均呈“树枝”状； 三眼峪沟沟内有常 流水，而罗家峪沟沟内无常流水。由于沟谷强烈侵 蚀下切，横断面呈“V”字型或窄深的“U”字型。
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Journal of Engineering Geology 工程地质学报 2010
debris flows will be triggered if there is a heavy rainfall in the upstream of debris flows gullies in a few years，the scale of debris flows will be a little bit less than the scale of debris flows on August 7，2010； （ 3） The scale of debris flows 20 years later will be the same as the scale of debris flows before Wenchuan Earthquake if there is no more earthquake effect this area and a event of large scale debris flow has happened in these gullies． Key words Zhouqu，Debris flow，Dam，Earthquake，Rainfall
Abstract The reason of giant debris flow triggering was obtained by field investigation and analysis on the debris flow formation conditions： heavy rainfall happened in the upstream of Sanyanyu Gully and Luojiayu Gully． The recorded rainfall was 77. 3mm in one hour from 23 to 24 o'clock，August 7，2010． The heavy rain caused powerful flash flood in the catchments，which destroyed several natural dams and prevention dams in the two gullies． Then the giant debris flows were formed． The debris flows were high density viscous debris flows． The total volume of debris flows and the volume of sediment in debris flows were estimated at 144． 2 × 104 m3 and 97． 7 × 104 m3 ，respectively． The large boulder involving in debris flows moved with powerful impact force and destroyed more than 5500 houses in depositional fans． The debris flows produced a dam with 550m in length，70m in width，and 10m in height in Bailongjiang River． The dam blocked the river and formed a lake with 3km in length and half of Zhouqu city was inundated． As of August 18，2010，the debris flows claimed 1287 death，with further 457 listed as missing． The tendency of debris flow development was obtained by a preliminary analysis of the initiation conditions of debris flows： （ 1） The debris flows will be triggered if there is a heavy rainfall in the upstream of debris flows gullies recently，but the scale of debris flows will be less than the scale of debris flows on August 7，2010； （ 2） The