四川都江堰三溪村“7”高滑坡
7月13日10时，四川省都江堰市中兴镇三溪村1组五仙岗发生一起高处滑坡，造成重大人员伤亡和财产损失。滑坡的特点是位置高。后缘松散滑坡体向东北方向下滑310m后，猛烈冲击铲向对面山坡。偏转后转化为泥石流，高速滑下约950m，冲击铲削沟内浅层第四系残坡积物，导致沟内11村民房屋被掩埋，最终形成地质灾害低风险区的高位滑坡。滑坡总滑动距离约为1.26km，总体积超过65438+50万m3。强降雨是这次滑坡灾害的直接原因。7月8日8时至10时，中兴镇三溪村出现持续强降雨过程。都江堰市累计最大降雨量达537.4mm，相当于该地区年总降雨量的44.1%。
2滑坡区地质背景条件
2.1地形
研究区位于四川中部青藏高原东缘龙门山向成都平原过渡地带，地势西北高，东南低。龙门山到成都平原的相对高差为3990m(图1)。中兴镇属于过渡带中山区(海拔1000 ~ 3500m)，地层主要由砂岩、灰岩及部分砾岩组成。地貌明显受地层岩性和地质构造控制，主要由河谷构造侵蚀堆积地貌、褶皱断裂构造侵蚀地貌和侵入构造侵蚀剥蚀地貌组成。陡坡长，厚砂岩、厚砾岩常形成陡坎或悬崖，边坡稳定性差。断层构造处有大规模的滑坡或崩塌。滑坡区位于五里岗自然缓倾白垩系砂砾岩顺层斜坡上，走向东北15。由于地震和风化的影响，岩体的节理、裂隙和层理破碎，为滑坡的发生提供了有利的地形条件。
2.2降雨特征
滑坡所在的都江堰地区雨量充沛，多年平均降雨量为1225.4mm，最多年份为1605.4mm(1978)。降雨量月分布不均:5-9月为雨季，降雨量占全年的77.7%，其中7-8月最多，占全年降雨量的45.9%，占全年降雨量的近一半。这次“7.10”高位滑坡的发生时间是7月。月最大降雨量592.9毫米(19865438+8月0日)，单日最大降雨量213.4毫米(1980年6月29日)。一个月最多30天(1961年1月)，全月不下雨的天数只出现在1963 1月。一次最大连续降水天数33天(65438+9月8日0954 ~ 65438+10月10)，累计降水量339.3mm，距离三溪村滑坡最近的雨量站位于都江堰市幸福镇幸福村气象站。该站记录到7月7日晚8时至1105.9mm至上午8时累计降雨量920mm，为长时间暴雨量级。由于作者没有收集到幸福村站的资料，本文对都江堰气象站的降雨资料进行了分析。
2.3地层岩性
除奥陶系外，本区地层出露于元谷峪至第四系，总厚度20000米。三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪和第四纪地层分布最广。出露的砂砾岩等地层抗风化能力弱，强风化破碎，形成陡坎或悬崖，导致边坡岩体自稳能力差，易发生滑坡和崩塌。
2.4地质结构
受青藏高原挤压变形、龙门山山前断裂和映秀北川断裂的影响，地质构造复杂，断裂带发育。北东向的毛文断裂(F1)、映秀-北川断裂(F2)和关鹏断裂(F3)是大型区域性断裂，贯穿研究区的中部和西部，长约40km(图1)。破碎带和断裂影响带较宽(约30km)，断层墙和断层三角发育良好，常为硬切割。其中映秀北川断裂的断层面倾向西北，倾角300 ~ 330°，50 ~ 60°。关鹏断层在本区长约50公里，走向30° ~ 60°，平均45°，剖面倾角365438°+00° ~ 330°，倾角45° ~ 53°，属压扭性断层。
3三溪村滑坡特征及运动速度
3.1滑坡的基本特征
通过20103年1 0月8日资源一号02C(ZY-1 02C)遥感影像解译和野外调查(图2)，发现都江堰三溪村滑坡位于三溪村一组自然边坡的反倾坡带，在滑坡后缘分叉，其中1 #滑坡规模较大，滑坡后缘性质较大。通往大子岩沟11居民区的五贤岗及山坡上的房屋被毁，受损面积约2.7×105m2。滑坡滑动距离长，滑动速度快，破坏力强，危害严重。2 #滑坡位于1 #滑坡的西南方向，松散岩体向西北方向滑动，沿河谷流动约350m，三溪村1 #滑坡滑动距离长，移动速度快，破坏力强，其形成发展机制较为典型。
图1研究区位置及邻近区域地质环境图
(F1:毛文断层；F2:映秀-北川断层；F3:关鹏断层)
图2三溪村滑坡泥石流灾害后的ZY-102C遥感影像。
三溪村1 #滑坡后缘高程1132m，前缘高程755m，高差377m。滑坡总长1260m，平均宽度约1.20m，平均堆积厚度10m，预计滑坡体积超过1.5×1.06 m3，平面形状为U型。位于2008年5月65438+2月汶川地震ⅷ度区，距离震中映秀不到30km，属于重灾区，受地震影响明显。同时，滑坡区属于白垩纪砂砾石区，风化破碎严重，植被发育，灾害隐蔽性强。
滑坡始于1132m汉字岩台松散砾石层。砾石不稳定，向东北方向滑移约310m，后被封堵。它猛烈地撞击和刮擦着对面的山坡和沟壁的侧壁向北偏转，变成了泥石流。向西北方向流动950m后，停在五贤岗三溪村1组的桥洞处，整体运动方向为东北-北北-西北。三溪村1 #滑坡平面图和剖面图见图3和图4。该滑坡类似于2010年6月28日贵州关岭滑坡和2009年6月5日重庆武隆鸡尾山滑坡。
图3三溪村滑坡泥石流平面图(I-I '为剖面线，图5为B、C、D处照片)。
图4三溪村1 #滑坡剖面图(图6中① ② ③ ④ ⑤为滑坡速度估算点位置)。
根据1 #滑坡泥石流的起动、运动和堆积特征，将其分为砾石滑动区、碰撞铲刮区和泥石流堆积覆盖区三部分(图5a):
滑带:滑带后壁顶标高为1132m，滑坡前缘剪切出口标高为997m，高差为135m。滑坡后缘平面呈倒葫芦状，平均宽约280m，平均长约290m。后沿墙立起90°，高差约20m。现场调查表明，滑动区原始地形为上陡下缓的砾石区，地形坡度约30°。滑动后，滑动区仍有大量松散岩体和土石混合体，主要是大块破碎砂岩。最大的块石长约15m，宽10m，厚20m。目前后缘残留堆积体厚度约10m，后缘松散堆积体极不稳定(图5b、5c)。在降雨的触发下，极有可能再次滑动。
碰撞刮削区:滑坡后缘砾石与五里坡渠道侧墙碰撞，刮削五里坡表层浮土和树木，在渠道东侧形成长约310m，宽约65m的刮削区。表层残积土(厚度5-7m)和树木参与，增加了物源体积。同时，碰撞后，滑动体本身解体，形成泥石流，偏转后沿NW方向高速流动。
泥石流堆积覆盖区:泥石流堆积体厚度10 ~ 15 m，堆积区长度约640m，堆积区宽度约70m，整体流向为NW，坡度约10，破坏掩埋在沟道内的11房屋，物质以滑坡破碎为主。
图5三溪村1 #滑坡泥石流特征
(照片位置见图3，a .滑动运动区(I .滑动区，II。刮擦区，III。覆盖区域)和运动路径(红色箭头)；b .后缘拉伸裂纹和松散堆积；c .后缘残留堆积体中的巨大砂岩块；碎屑流体中的巨砾)
3.2滑坡泥石流速度
目前用Scheidegger提出的公式计算百万甚至千万立方米体积的滑坡的速度和滑动距离:
中国重大地质灾害典型案例及应急避险2013
其中，V为估计点的移动速度，G为重力加速度，H为滑坡后缘顶部到滑动路径上估计点的垂直高度差，L为滑坡后缘到滑动路径上估计点的水平距离， 而F是从滑坡后缘顶部到滑坡运动最远点的坡度(也叫当量摩擦系数，F值一般与滑坡体积有关，体积越大，F值越小，机动性越强)。 根据公式(1)和(2)，可以计算滑坡在滑动过程中任一点的速度。
三溪村1 #滑坡后缘高程1132m，前缘高程755m，后缘与前缘垂直高差377m，后缘至前缘水平距离1240m。因此，等效摩擦系数f为377/1240 = 0.30。根据滑坡滑动区的典型地形和滑动特征，根据公式(1)，三溪村滑坡在剪切出口处的起动速度为24.8米/秒，碰撞铲刮至大子岩北侧谷底的速度为38.6米/秒，刮至谷后第一户的速度为39.7米/秒。 而到谷中农家乐的速度是34.9 m/s .滑坡的势能很大，经过碰撞-刮擦-旋转-碾压，能量逐渐减小，速度逐渐降低(图6)。 正常情况下，人的奔跑速度在5m/s左右，低于滑坡-泥石流的速度，通道内11居民楼在短时间内被完全破坏。发生在2010.18m/s的贵州关岭滑坡，其速度接近滑坡到达三溪村一居民区的速度，两次滑坡均造成重大人员伤亡。
表1三溪村1 #滑坡滑动速度估算表
图6三溪村1 #滑坡泥石流运动速度随水平距离变化图。
4滑坡形成机理研究
4.1汶川地震的影响
2008年5月2日14: 28发生的汶川8.0级地震，诱发山体滑坡近56000次，震中最大烈度为ⅶ度。研究区位于龙门山断裂带秀英秀-北川断裂下盘，属于2008年“5.12”汶川地震ⅷ烈度区(图7)。受汶川地震影响，三溪村高滑坡区及其邻近地区出现大量小型浅层滑坡，受灾严重。地震后，三溪村后面的大字岩台上部的山体可能会开裂，形成震裂山。2013年7月8日持续暴雨形成的坡面地表水，大量汇流渗入震裂山体的贯通裂缝，形成高水头压力，并在其带动下，坡面在高处突然滑动，造成五里坡11房屋。
4.2地形和地貌条件
特殊的地形是滑坡的内因。三溪村滑坡位于自然斜坡的缓倾斜地带。出露基岩主要为砾石，岩体风化严重，破碎。但这个地区雨量充沛，植被极其茂密，森林覆盖率达99%。这里曾被认为是地质灾害的低风险区，所以三溪村滑坡的发生非常隐蔽。野外调查表明，冲沟内存在一层较厚的第四系松散碎屑，具有遇水软化、抗剪强度降低的特性。母岩主要是后山山顶陡峭的砾石层，前后落差377m，地形陡峭，自由面滋生大型滑坡；这种由滑坡转化为泥石流，滑动距离为1.26km的复杂灾害模式，在该地区的历史上从未发生过。
图7汶川地震引发的滑坡、地震烈度及三溪村滑坡位置。
4.3极端暴雨事件
都江堰地处亚热带季风区，雨量充沛，但2013的降雨异常大，尤其是7月8日晚都江堰中兴镇。中国气象局都江堰气象站雨量监测数据显示，2013年7月7日8时后都江堰开始下小雨，当天降雨量仅为0.1毫米，至8日8时，累计降雨量仅为15.2毫米，8日8时后迅速增加。7月9日降雨量达到292.1mm，7月10滑坡发生前，8月至6月10三天累计降雨量达到537.4mm，为特大暴雨。在超强累积降雨的触发下，大量地表水通过地表裂隙向边坡转移形成静水压力，岩土处于过饱和状态，导致大字岩台砾石层的高而快的滑动。图8显示了诱发滑坡的整个降雨过程和降雨强度，其中累积的强降雨直接触发了滑坡。
图8都江堰三溪村滑坡前后雨量图
综合分析认为，此次滑坡灾害是在特殊地质条件和极端暴雨条件下形成的超大型高位滑坡，受“5.12”汶川地震影响明显。滑坡的发生是地球内外动力耦合的结果，地震为其发展提供了基本条件，极端暴雨事件是其直接诱发因素。
5经验与启示
(1)都江堰三溪村滑坡是典型的高速滑坡泥石流灾害。根据1 #滑坡的运动和堆积特征，将其划分为滑动区、碰撞刮擦区和泥石流堆积覆盖区三部分。
(2)三溪村滑坡是在汶川地震、特殊岩土性质、地貌条件和极端暴雨事件的共同影响下发生的，是地球内外动力耦合的结果。地震为其发展提供了基本条件，极端暴雨事件是直接诱发因素。
(3)建议加强对高位滑坡的研究，特别是对偏远泥石流地区滑坡的监测。此外，加大地质灾害易发区的排查力度，做到“沟到底，坡到顶”