【摘要】：汶川特大地震后連續(xù)多次暴發(fā)的泥石流造成了巨大損失,主要原因之一就是人們對(duì)震后大型泥石流致災(zāi)機(jī)理認(rèn)識(shí)不足,造成大型泥石流的防治對(duì)策針對(duì)性不強(qiáng),具體防治措施不合理。因此,開展汶川地震災(zāi)區(qū)震后大型泥石流致災(zāi)機(jī)理和防治對(duì)策研究,歸納總結(jié)震區(qū)大型泥石流防治模式,對(duì)有效指導(dǎo)該類泥石流防治工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)泥石流學(xué)科的發(fā)展和完善也具有重要的理論意義。論文選擇汶川特大地震極重災(zāi)區(qū)映秀鎮(zhèn)-威州鎮(zhèn)段岷江河谷段為主要研究區(qū)域,以大型泥石流為重點(diǎn)研究對(duì)象,通過對(duì)汶川震區(qū)震后大型泥石流分布特征及影響因素分析的基礎(chǔ)上,探討汶川震區(qū)震后大型泥石流致災(zāi)機(jī)理,分析和評(píng)價(jià)汶川震區(qū)震后大型泥石流的危險(xiǎn)性,最后,針對(duì)研究區(qū)不同成災(zāi)模式(堵塞潰決型、下切揭底型、崩滑補(bǔ)給型)的大型泥石流溝提出相應(yīng)的防治對(duì)策和防治模式。論文主要結(jié)論如下:(1)研究區(qū)位于汶川縣境東部,自映秀鎮(zhèn)沿岷江逆流而上至汶川縣城所在地-威州鎮(zhèn)的河谷兩岸。由于岷江的快速下切,河谷兩岸切割強(qiáng)烈,地形普遍較陡,坡地和陡坡地占研究區(qū)總面積的76.8%,具備形成泥石流的地形條件。研究區(qū)屬龍門山推覆構(gòu)造帶的一部分,位于主中央斷裂和后山斷裂之間;地層主要以新元古代和早古生代的巖漿巖、震旦紀(jì)的變質(zhì)巖,以及少量志留系的變質(zhì)巖為主,受構(gòu)造作用影響,巖漿巖和變質(zhì)巖解理、裂隙發(fā)育,巖體較破碎。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為區(qū)域性地殼急劇上升并伴隨斷裂活動(dòng),在上升中有短暫間歇。研究區(qū)以銀杏鄉(xiāng)蘇坡店為界,分為山地亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候和暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候兩個(gè)明顯的氣候區(qū),區(qū)內(nèi)降雨自北至南遞增,北旱南澇特征明顯,汛期強(qiáng)降雨過程集中,具備形成泥石流的降水條件。(2)汶川特大地震后,研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害性質(zhì)發(fā)生了根本性變化,從震前以崩塌滑坡為主,轉(zhuǎn)化為震后以泥石流災(zāi)害為主;泥石流也表現(xiàn)出大規(guī)模和頻發(fā)的特點(diǎn)。此次研究的大型泥石流指那些規(guī)模相對(duì)較大,危害嚴(yán)重的泥石流;具體可通過一次沖出總量(10萬m3)、洪峰流量(100 m3/s)、死亡人數(shù)(10人)、直接經(jīng)濟(jì)損失(500萬元)、威脅人數(shù)(500人)和可能經(jīng)濟(jì)損失(500萬元)等指標(biāo)來界定,滿足其中任何一項(xiàng)或以上的泥石流溝均為大型泥石流溝。根據(jù)調(diào)查和評(píng)價(jià),研究區(qū)有各類溝道54條,其中大型泥石流溝共46條,岷江左、右兩岸各23條,沿主河分布的線密度達(dá)0.85條/km,分布密度很高。研究區(qū)泥石流的發(fā)育具有流域面積相對(duì)偏小,主溝長度較短,但泥石流溝床普遍較陡,泥石流流域分布范圍廣泛的特點(diǎn)。泥石流的分布在不同地層中差異較大;震旦系巖漿巖中發(fā)育的泥石流流域面積占該套地層出露面積的99.7%,緊隨其后的是古元古界混合片麻巖和新元古界巖漿巖,分別占其地層出露面積的89.7%和84.9%,出露面積比最少的為中元古界片麻巖地層,為55.7%。由于研究區(qū)地震烈度普遍較高(IX度以上),地震對(duì)地表破壞普遍嚴(yán)重,不同烈度區(qū)內(nèi)泥石流的分布差異不明顯。研究區(qū)震后大型泥石流成災(zāi)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在溝域內(nèi)崩滑物源產(chǎn)量劇增、物源易集中規(guī)模性啟動(dòng)、溝道因堵塞而形成的潰點(diǎn)增多、泥石流的激發(fā)雨量明顯降低等。震后泥石流的活動(dòng)不僅數(shù)量大幅增加,而且多呈高發(fā)群發(fā)特征。(3)汶川特大地震后,研究區(qū)各泥石流溝域物源量急劇增加,流域微地形和溝道條件也發(fā)生較大改變,導(dǎo)致泥石流暴發(fā)所需的水力條件大幅降低,即激發(fā)形成泥石流的臨界雨量較震前明顯降低。震后地震災(zāi)區(qū)泥石流形成條件的變化,直接導(dǎo)致震后泥石流致災(zāi)機(jī)理發(fā)生明顯變化。根據(jù)對(duì)震后泥石流的調(diào)查、分析和歸納,泥石流溝物源集中啟動(dòng)規(guī)模放大的成災(zāi)模式主要有以下三種:堵塞潰決型、下切揭底型和崩滑補(bǔ)給型。溝道堵潰是震后極重災(zāi)區(qū)泥石流規(guī)模明顯增大的主要因素之一。堵塞潰決型泥石流就是因溝道堵塞潰決而形成;規(guī)模超常是其重要特征之一,如七盤溝“7.11”特大泥石流。地震引發(fā)的崩塌和滑坡等堆積物大量堆積在溝道內(nèi),在后期降雨作用下很容易遭受沖刷并切槽形成泥石流。下切揭底型泥石流就是因溝床物質(zhì)遭受沖刷下切而形成,且易發(fā)生堵塞潰決級(jí)聯(lián)效應(yīng),如高家溝“7.03”特大型泥石流。地震形成的崩塌和滑坡松散堆積物質(zhì)也容易在降雨作用下直接起動(dòng)形成泥石流。崩滑補(bǔ)給型泥石流就是因崩滑坡體上發(fā)生溯源侵蝕而形成,一旦滑坡整體失穩(wěn)轉(zhuǎn)化成泥石流,往往規(guī)模很大,危害嚴(yán)重,如燒房溝“8.14”泥石流。(4)基于模糊物元可拓性理論,選取了溝道堵塞程度、溝床比降、流域完整系數(shù)、單位面積總動(dòng)儲(chǔ)量、單位面積崩滑動(dòng)儲(chǔ)量、單位溝道長度的溝床堆積動(dòng)儲(chǔ)量、地層巖性及年平均降水量等因子,對(duì)大型泥石流進(jìn)行了危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。由于不同類型泥石流形成的主導(dǎo)因素不同,分別對(duì)堵塞潰決型、下切揭底型、及崩滑補(bǔ)給型三種泥石流類型,選定相應(yīng)的評(píng)價(jià)因子,構(gòu)建危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)物源模型。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,研究區(qū)內(nèi)高度危險(xiǎn)的泥石流溝有21條,占總數(shù)的45.65%;中度危險(xiǎn)的泥石流溝有17條,占總數(shù)的36.96%;低度危險(xiǎn)的泥石流溝有8條,占總數(shù)的17.39%。其中,23條崩滑補(bǔ)給型泥石流溝中,30.44%為高度危險(xiǎn),34.78%為中度危險(xiǎn),34.78%為低度危險(xiǎn);12條下切揭底型泥石流溝中,58.34%為高度危險(xiǎn),41.66%為中度危險(xiǎn);11條堵塞潰決型的泥石流溝中,63.64%為高度危險(xiǎn),36.36%為中度危險(xiǎn)。研究區(qū)將近83%的大型泥石流屬中高危險(xiǎn)性。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,堵塞潰決型、下切揭底型、崩滑補(bǔ)給型泥石流的危險(xiǎn)程度依次降低,這與其成災(zāi)模式直接相關(guān)。(5)震后大型泥石流防治體系研究,分別選取堵塞潰決型的七盤溝泥石流溝,下切揭底型為主的高家溝泥石流溝和崩滑補(bǔ)給型為主的燒房溝泥石流為典型實(shí)例,對(duì)大型泥石流防治理念和防治措施進(jìn)行了深入探討。通過研究,堵塞潰決型泥石流可采用“治堵潰為主,攔排結(jié)合”的方案進(jìn)行治理;具體通過3座攔擋壩、1座樁林壩、1座縫隙壩、格賓石籠固床以及排導(dǎo)槽等工程的綜合運(yùn)用,能夠消除溝道堵潰隱患,減輕泥石流的規(guī)模和危害。下切揭底型泥石流采用“攔擋為主,排泄為輔”的方案進(jìn)行治理,具體在中游和下游分別各布置2座格柵壩,溝口布置排導(dǎo)工程和導(dǎo)流堤工程,能夠達(dá)到控制溝道下切,減小泥石流堵塞主河的可能性。崩滑補(bǔ)給型大型泥石流采用“固源為主,攔排相輔”的方案進(jìn)行治理,具體工程為“上游谷防群+中游樁板和肋板護(hù)腳護(hù)底+下游2座樁林壩和1座攔砂壩自然回淤固床壓腳+渡槽明洞跨越G213”。(6)針對(duì)三種不同成災(zāi)模式分別構(gòu)建其防治對(duì)策與模式。潰決堵塞型泥石流本身跟溝道微地貌關(guān)系密切相關(guān),溝道堵塞是形成該類型泥石流的重要誘因。防治此類泥石流的關(guān)鍵在于疏浚溝道條件,防止能量積累,控制發(fā)生規(guī)模。因此,此類泥石流的防治應(yīng)采用“消除堵潰,控規(guī)消能”的指導(dǎo)思想,“治勢(shì)為主,土水合治”的治理模式;具體工程措施包括治勢(shì)(消能)工程、治土工程、治水工程,且三者的優(yōu)先級(jí)排序依次為治勢(shì)(消能)工程治土工程治水工程。下切揭底型泥石流主要誘因在于降雨等流體沖蝕作用,根據(jù)其成因機(jī)理和致災(zāi)特點(diǎn),對(duì)溝道下切型泥石流要盡可能的控制其溝道下切而進(jìn)一步發(fā)展形成大規(guī)模泥石流。因此,下切揭底型泥石流可采用“源頭阻水,防止下蝕”的指導(dǎo)思想,“水土并治,減勢(shì)消能”的治理模式;具體采取溝床、坡面排水、阻水措施防止坡面沖蝕形成拉槽;實(shí)施治土穩(wěn)溝固床措施,增加溝床抵抗“水”沖擊的能力;采取的主要工程措施優(yōu)先級(jí)排序依次為治水工程+治土工程治勢(shì)(消能)工程。崩滑補(bǔ)給型泥石流形成的關(guān)鍵在于物源優(yōu)勢(shì)能夠持續(xù)保持。解決措施主要針對(duì)崩滑體物源實(shí)行人工斷鏈干預(yù),防止崩滑轉(zhuǎn)化成泥石流形成災(zāi)害鏈。因此,崩滑補(bǔ)給型大型泥石流可采用“穩(wěn)坡固源,斷供阻補(bǔ)”的指導(dǎo)思想,“治土為主,水勢(shì)同治”的治理模式;即圍繞治土(崩滑體物源)工程為核心,采取治水措施配合治土工程,采取的主要工程措施優(yōu)先級(jí)排序依次為治土工程治水工程治勢(shì)(消能)工程。根據(jù)泥石流治理工程的調(diào)查,通過對(duì)研究區(qū)震后實(shí)施的泥石流治理效果的檢驗(yàn)和分析,發(fā)現(xiàn)大部分治理工程運(yùn)行情況良好,治土、治水、治勢(shì)工程等“主導(dǎo)防治、互為補(bǔ)充”的防治體系運(yùn)轉(zhuǎn)有效,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P642.23;P315.9
【圖文】：

泣川縣地形地貌概況

圖２－１汶川縣地形地貌概況逡逑ｍ邋ｍ逡逑

２．２．１地質(zhì)構(gòu)造逡逑研究區(qū)位于青藏高原東緣，松潘－甘孜地塊與揚(yáng)子地塊的交接部位，屬龍門逡逑山推覆構(gòu)造帶的一部分（圖２－４）。構(gòu)造帶自ＮＷ向ＳＥ分別為龍門山后山斷裂（茂逡逑縣－汶川逆斷裂）、主中央斷裂（映秀－北川逆沖斷裂）、前山斷裂（安縣－灌縣逆斷逡逑裂）和山前隱伏斷裂（陳國光等，２００７；賈秋鵬等，２００７；勇等，２００６）。主中逡逑央斷裂總體走向ＮＥ４０°左右，傾向ＮＷ，傾角５０°？８０°；該斷裂的活動(dòng)誘發(fā)了“５．１２”逡逑漢川特大地震（張培震等，２００８；邋Ｌｉ，邋ｅｈ／．邋２００９ｂ；邋Ｘｕ，扣ａ／．邋２００８）。逡逑１邋ｐ邋＇邋￣１邐１邋￣￣￣逡逑灥逡逑＾＾＿灥：．．：．．：逡逑＇邋ｗ＼＋Ｊ邐：NB暴＾．邋？邐／邋／．邋？邐沉積告（物）拆離常拆離帶＾伸線９逡逑ｖ邋：邋＿邋：＿ｌ＿ｔ邋溢邋ａ邋ａ逡逑＞邋，．．．邐．邋Ｘ．邋．邐．邐．．．．．．．．邋ｉ邋ｍｓ邋斷層邋Ｈａ體邐逡逑圖２－４研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖逡逑［陳興長（２０１０）根據(jù)文獻(xiàn)（Ｘｕ，邋ｅｚ邋ａ／．邋２００８）修訂］逡逑研究區(qū)位于主中央斷裂和后山斷裂之間（圖２－５）。主中央斷裂總體走向ＮＥ４０°逡逑左右，傾向ＮＷ，傾角５０°？８０°。后山斷裂是一條ＮＥ走向的壓性大斷裂，傾向逡逑ＮＷ３２０。左右，傾角４５－８０°，長１５６ｋｍ。后山斷裂自古生代以來一直處于活動(dòng)狀逡逑態(tài)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2753300