泥石流的形成条件

一、水源条件

工程区泥石流形成的主要水源是降雨、冰雪融水、冰雪融水与降雨的混合洪水,为泥石流形成提供了水分组成和动力条件,进而引发泥石流。

1.大气降雨

项目区气候垂直带明显,南湿北干,为复杂多样的高原山地气候。从地理位置和大气环流变化来看,主要受夏冬环流强季风环流影响。旱季(165438+10月至次年4月)主要受大陆干冷气团控制和北方南下冷空气影响。气候干燥寒冷,大风、沙尘暴、浮尘多,降水量仅占全年的10%左右。湿季(5月~ 65438+10月)主要受印度洋西南暖湿气流北上和西太平洋副热带高压影响。气候凉爽,日照强烈,空气湿润,降水量约占全年的90%。项目区年平均降水量约为650mm(表2-1),年降水量主要集中在5月-10,也是降雨型泥石流集中发生的时间(表2-2)。

表2-1项目区年平均降水量

表2-2项目区月平均降水量:mm

继续的

中雨、大雨、暴雨、大暴雨(其24小时内雨量下限值依次为10mm、25mm、50mm、100mm)均可激发泥石流。甘孜县历史最大日降雨量40.9mm,出现在6月3日1995。壤塘县历史最大日降雨量49毫米,出现在7月28日1966,最大降雨量1d超过30毫米..阿坝县历史最大日降雨量达到67.80毫米,出现在1968年7月12日。项目区具备形成降雨泥石流的降水条件。

工程区一年的降雨量可形成两个峰值,峰值出现在6-9月,8月降雨量相对减少(图2-1),体现了冬春季冰雪堆积量大、夏秋季降雨持续时间长、强度低、暴雨日数多的特点。降雨强度可以引发泥石流的形成,降雨强度越大,越容易引发泥石流。

图2-1项目区的月平均降水量

2.冰雪融化

项目区年平均气温见表2-3。气温的主要特点是年际变化小,昼夜温差大。低温期为165438+10月至次年3月,高温期为6月至8月。月平均气温见表2-4和图2-2。

表2-3项目区多年平均气温

表2-4项目区月平均气温单位:℃

图2-2项目区月平均气温

从积雪融化情况来看,高山雪域多年积雪和季节性积雪在暖季融化强烈,融雪流有助于泥石流的爆发。除了雪量,融水强度主要受温度控制和影响。

除了冰雪融化径流,冰雹融水也为泥石流提供了水源。在温暖的季节,突然袭击的强风伴随着暴雨和冰雹造成了溪流的暴涨,山洪和泥石流的爆发摧毁了沟边大片的农作物,成群的小牲畜被洪水冲走。

3.混合型

混合水流是指冰雪融水径流和降雨径流的叠加,即在泥石流形成过程中,一般以冰雪水源为主要水动力条件,降雨起促进作用,特别是持续高温后,紧接着强降雨,会形成大范围、持续时间长的泥石流。

二、松散固体物质条件

充足的松散固体物质是泥石流形成的基本条件。影响松散固体物质的因素很多,如不同地层的地质构造、岩性等,这些因素能以不同的方式提供碎屑物质,构成泥石流活动的物质基础。

1.地质构造与地震

青藏高原不是一个统一的断块,其构造时代、变形时代和应力强度差异很大。由于欧亚大陆板块与印度大陆板块的碰撞,青藏高原是由晚中生代至古近纪的陆块组合而成。两大板块的碰撞不仅使大陆地壳分裂成薄片,而且使陆块内沉积盖层的变形和松散堆积层的厚度增加,还导致年轻花岗岩的强烈活动和地热异常的广泛发育。

工程区地表结构破碎,覆盖土层较薄,冲沟纵横分布。经过长期切割,形成若干地貌单元。相对高差多为500 ~ 1500m,坡度多为25° ~ 45°。出露岩石多为破碎的页岩、板岩,风化作用强,遇水轻微侵蚀,在自身重力作用下崩塌,为泥石流的形成提供了物质条件。

项目区位于印度板块和欧亚板块碰撞挤压的接触带。随着青藏高原的隆升,形成了一系列新的活动构造和重新活跃的旧构造带。向上运动造成剥蚀加剧,山谷被削去,造成地表被削去,山高谷深。强烈的新构造运动使基岩局部变质破碎,使堆积扇或河流阶地上的第四纪松散物质成为泥石流固体物质的补给源。

地震是现代地壳活动最明显的反映。在强震作用下,工程区岩层变得破碎松散,破坏了山体的稳定性,不仅加速了松散固体物质的堆积,还直接刺激了泥石流的形成。如桑日玛断裂有一条较宽的断裂带,控制着杜克河河谷的分布和第三系(古近系)的发育。1947年断裂带发生了一次7.75级到达日本的地震。工程区杜克河流域实际上有26条泥石流沟,证明了地质构造对泥石流形成的影响。

2.岩石学

工程区地壳稳定性差,构造体系复杂,弧形褶皱多。地表出露的岩层多为变质砂岩、千枚岩、片岩、板岩等。这些岩层软弱易风化,如西康群砂岩、千枚岩地层,抗风化能力低,岩层破碎,有利于松散固体物质持续补给形成泥石流。

由于工程区气温低、温差大、风化作用强,岩体在地质构造作用下较为破碎,岩体中的裂隙在构造作用的影响下不断扩大加深,产生新的风化裂隙,岩体的完整性被破坏,进而解离成碎块、碎片和砂粒。项目区化学风化不明显,但蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石等粘土矿物分布于大部分流域,遇水易膨胀、崩解、软化、泥化。由于广泛而持续的风化作用,在沟谷坡面上往往形成风化壳(厚达数十米),成为泥石流形成的物质来源。

三。地貌条件

地貌条件对泥石流的发生发展有两方面的影响:一是通过地形为泥石流提供势能,赋予泥石流更大的侵蚀、搬运和堆积能量;二是在坡面或沟道的某一演化阶段提供足够的物质(水和土)。泥石流的地貌条件主要包括沟床坡度、沟坡、坡向、汇水面积和沟形态。

沟床坡度是流体由势能转化为动能的地貌条件,是影响泥石流形成和运动的重要因素。一般来说,比比降大的沟床有利于沉积物的运动,这需要较小的外力(水动力)和较大的起动动能。表2-5统计了项目区泥石流沟沟床纵坡,沟床比例为300 ‰ ~ 400 ‰,其次为100 ‰ ~ 200 ‰,200 ‰ ~ 300 ‰,最大沟床比例降至650‰,最小沟床比例降至7‰,平均沟床比例降至320‰。泥石流临界坡度约为14,相当于沟床纵坡的249.3‰。从统计数据可以看出,工程区沟床比降低到100 ‰ ~ 400 ‰,对泥石流的形成和运动最为有利。

表2-5项目区泥石流沟床纵坡分类统计表

项目区泥石流的分布受河谷坡向水热条件差异的影响,导致自然地理要素的差异,表现出一定的坡向差异。具体来看,七大流域位于左岸(面向东南)的泥石流沟数量(占总数的76%)明显高于右岸(面向西北)(占总数的24%),杜克河和大曲河流域更为突出。

四、激励条件

激发条件(如降雨、融雪水、冰崩等。)是决定泥石流是否发生的动能因素。不同的激发条件决定了不同类型泥石流的发生,其强度决定了泥石流的大小。

1.项目区的降雨型泥石流

对于降雨型泥石流,国内外有研究者指出其发生与10min和1 h的降雨量(雨强)密切相关,暴雨的局地性和持续时间短对泥石流有激发作用,主要集中在1h雨强2 ~ 10 mm和10min雨强0.5 ~ 3.5 mm范围内..例如,1994处杜克河杜克乡金木大村发生的泥石流和1995处杜克河杜克乡西乔寺发生的泥石流都是由当地暴雨引起的。再比如6月1992。由于壤塘县近一个月的持续降雨,宗科沟、上都克乡出现大量坡面泥石流和冲沟泥石流。在冰雹和暴雨的共同作用下,更容易引发泥石流。如2003年壤塘县,由于冰雹和暴雨的共同作用,发生了亚拉村、宗克乡、荣木达乡、中壤塘乡4次泥石流,造成直接经济损失* * * 654.38+0万元。

2.项目区融雪泥石流

冰雪融化引起的泥石流与温度密切相关。工程区冰雪融化引起的泥石流多与冬春季节的积雪和第一场(猛烈的)雨有关,在气温升高时发生。

动词 (verb的缩写)人类经济活动的影响

由于人类不合理的经济活动,生态平衡被破坏,导致环境恶化,从而引发泥石流。泥石流往往形成贫瘠的沟渠和石滩,进一步恶化生态环境,造成恶性循环。

项目区地广人稀,人口主要集中在山谷,森林茂密。不合理的人类活动主要有:(1)过度砍伐、滥伐林木、刀耕火种、陡坡开荒,加剧了水土流失;(2)过度放牧、草地退化、裸露山坡成为泥石流的源头;(3)不合理的木材采运方式破坏地表结构,加速沟床侵蚀,促进泥石流形成;(4)办厂、开矿、修路、修渠、修水库等。、削坡弃渣破坏岩土体的稳定性,增加泥石流源区的土体体积。