贵州都匀马达岭泥石流调查

2015年1月12日地质灾害防止工程论文１地质灾害防治结课论文贵州马达岭滑坡碎屑形成泥石流调查学号20111001683班级045111姓名娄海涛指导老师胡修文所在学院环境学院日期二○一五年一月2015年1月12日地质灾害防止工程论文２目录贵州马达岭滑坡碎屑形成泥石流调查........................１目录....................................................２摘要：...............................................３1引言................................................42马达岭沟的区域地质环境..............................42.1地形地貌.......................................42.2岩性条件.......................................52.3马达岭沟的流域特征..............................52.4气候条件.......................................53泥石流成因分析......................................53.1滑坡碎屑堆积条件................................53.2水源条件.......................................63.3地形岩性条件....................................64泥石流发生过程特征..................................75.对马达岭泥石流未来发展的分析........................76结论................................................87致谢................................................8参考文献：............................................92015年1月12日地质灾害防止工程论文３摘要：贵州省都匀市马达岭地灾体自2003年起间歇发生小规模崩塌，2006年5月18日持续降雨诱发大规模滑坡，滑体随即形成的碎屑流，充填了坡下长达１ｋｍ的沟谷。滑坡堆积物在空间上有明显的分区特征，由上至下可分为滑源区、滑体堆积区、碎屑流流通区、碎屑流堆积区四个区域进行研究。在对马达岭滑坡进行详细野外调查的基础上，从滑坡的地形条件、堆积情况及运动特征等方面探讨滑坡的发生机理及运动过程，结果表明：马达岭滑坡为一高速远程滑坡，滑坡迅速启动并在特殊的破坏模式和地形条件下，形成了“一快一慢”两种不同的运动方式。关键字：马达岭沟，滑坡碎屑，泥石流2015年1月12日地质灾害防止工程论文41引言贵州省由于其特有的碳酸岩溶地貌，区域内泥石流灾害一般为低频泥石流。沟道多为非泥石流沟或低频泥石流沟，危害性较小，但在大暴雨、滑坡等特殊因素激发下则容易发生泥石流。而流域内滑坡等地质灾害的发生则可能导致沟道暴发泥石流的形成条件的根本改变，特别是滑坡堆积物滑入沟道内形成碎屑流并转化为泥石流物源这类灾害链效应将导致沟道暴发泥石流的形成条件发生根本改变，如文家沟滑坡碎屑流，关岭滑坡碎屑流，沟道内聚集的大量碎屑堆积物使非泥石流沟直接转变为活跃型的泥石流沟，识别这类沟道对于泥石流的防治具有重要意义。２００６年５月１８日凌晨４时，贵州省都匀市江洲镇马达岭发生大规模滑坡，约１１０万ｍ３山体突然发生整体启动，在获得巨大的动能后，剧烈撞击并铲刮西侧小山坡，崩滑体大部分崩解，同时带动了崩滑体前缘陡坡的次级滑动，受到西侧小山坡阻挡，偏转近４０°后，高速运动的碎屑流顺着沟谷向下游流动，在沟谷中形成了长约１．４ｋｍ的堆积区，并在沟口停滞下来，淹没了农田２０亩以及干坝居民区内部分河流，所幸无人员伤亡。现有研究形成远程碎屑流的滑坡时，大多是将运动特征与高速机制联系起来，无论是滑坡自身的高速特点还是滑坡－碎屑流整体的高速远程机制，也就是远程碎屑流的形成往往伴随着高速运动的滑坡。本文通过现场调查，分析了马达岭沟泥石流的特征、成因以及未来的发展趋势，为这类碎屑流形成泥石流的防灾减灾提供依据。2马达岭沟的区域地质环境马达岭沟位于都匀市江州镇富溪村，沟口地理坐标为26°10'18.9″N，107°17'23.4″E，沟道出口下游为富溪村耕地集中区：2.1地形地貌区内为侵蚀－溶蚀低中山地貌类型，最高点为马达岭山顶海拨高程１５６５．３ｍ，坡脚海拨高程为１１５１．１ｍ，与山顶高差达４１４．２ｍ，马达岭滑坡所在斜坡地形上陡下缓，呈“靴形”，上部坡度为３０～４０°，往下逐渐变缓，斜坡总体坡角为２０°2015年1月12日地质灾害防止工程论文52.2岩性条件地层主要为石英砂岩、砂页岩夹炭质页岩及煤层互层，岩性为灰、浅灰色薄至厚层状细粒石英砂岩间夹暗灰色薄至中厚层状泥质粉砂岩、黑色炭质泥岩、含炭泥质粉砂岩，泥质岩中常见植物化石及细粒状黄铁矿不均匀分布。流域内岩层为典型的软质岩和硬质岩互层，地层走向近于水平，岩体风化较强烈。该区域岩性组合特征为石英砂岩与泥质粉砂岩及炭质泥岩互为消长关系，石英砂岩较为稳定，泥质岩多呈透镜状或似层状产出，其中间夹多层不等厚煤层，为煤矿分布区，主要分布在流域上游。因此，较早前该区域主要进行煤矿开采活动，山体内部有大量的煤矿采空区，导致山体形成较多裂缝。2.3马达岭沟的流域特征马达岭沟流域面积0.7km2，主沟长1.42km，流域内无支沟，沟道由北往南，呈狭长型，沟道两侧山坡坡度一般为30°～45°，上游沟道较狭窄，以“V”型为主，下游较宽，沟道呈“U”型。流域内最高点为东北部山脊高程1570m，最低点为沟口高程1170m，相对高差400m，沟道平均纵比降为282‰，总体呈上陡下缓的特征。2.4气候条件马达岭流域属亚热带季风湿润气候，降雨主要集中在夏季，年平均降雨量1431.1mm，雨热同季。3泥石流成因分析3.1滑坡碎屑堆积条件马达岭滑坡导致82×104m3滑坡体失稳滑动，大部分滑坡体堆积在滑源区下部坡度较缓区域，大量巨石混杂，由于坡度只有约7°，该区域堆积体较稳定;部分堆积物进入沟道并碰撞解体形成碎屑流，堆积在沟道中上游。碎屑堆积体在上游滑坡剪出口附近较厚，中部较薄，平均堆积厚度约8m，碎屑堆积物体积达16×104m3。滑坡碰撞解体进入沟道后大量巨石停淤在沟道中部，在沟内形成两处天然堰塞坝，坝高均为5m左右，最大块石直径3.5m，由于巨石堵塞沟道，主要碎屑堆积物被阻挡在沟道中上部。堰塞体上游淤满碎屑固体物质，超过坝高1.5m，并使坝后沟道坡度变缓。2015年1月12日地质灾害防止工程论文63.2水源条件2006年5月16日和17日两天，马达岭沟所在区域持续强降雨，直到18日凌晨基本停止，5月18日凌晨4时左右，马达岭沟上游发生滑坡并碰撞形成碎屑流堆积在沟道内，随后暴发泥石流。根据调查访问，5月18日发生滑坡时降雨已经停止，而发生泥石流的时间几乎与滑坡发生时间同步，整个滑坡—泥石流持续时间仅数分钟，因此马达岭沟下游堆积物很容易被误判为滑坡碎屑流沉积物，但沟道下游碎屑堆积物有明显的水参与痕迹，粗细颗粒混杂堆积，与沟道中部松散滑坡碎屑体有明显不同，属于典型的粘性泥石流沉积特征.研究区属中亚热带季风湿润气候区，年平均气温为15.9°C，降水丰沛，雨热同季，年降雨量为1426～1450mm。马达岭灾害链在发生前两天持续强降雨，这成为了此次灾害链的主要诱发因素之一。从20世纪70年代至今，该地区内持续存在煤矿开采现象，人类工程活动比较强烈，且大多为私挖滥采，导致该地区形成了大小不一且相对分散的采空区。由于疏于治理，导致采空区顶板变形、垮落，坡体表面形成裂缝，降雨沿裂缝渗入采空区，使其裂缝开合度增大，从而导致坡体失稳。马达岭沟流域图3.3地形岩性条件马达岭沟没有支沟，沟道上陡下缓，中游和上游为V型谷地貌，纵比降大于300‰，沟道比较顺直，利于碎屑物的流通和泥石流的形成，流通区跌水坎至沟口纵比降仅为142‰，较缓的坡度使泥石流主要在此产生淤积直至沟口，淤积长度约350m。流域内植被覆盖较好，沟道左岸山坡坡度为25°左右，右岸稍陡，汇流条件也较好，为泥石流的发生提供了有利的地形地貌。研究区内大部分区域被第四系残坡积物、崩落堆积物及冲积物所覆盖，覆盖层较薄，风化严重，基岩常以陡崖形式出露，为碎屑流提供了物质来源。研究区内除西北大部分地区，存在下石炭统祥摆组(C1x)海陆交互2015年1月12日地质灾害防止工程论文7相含煤地层，并出露于该研究区域。研究区内岩性为石英砂岩间夹泥质粉砂岩、黑炭质泥岩、含炭泥质粉砂岩。其中间夹多层不等厚煤层(0.02～3.10m)，易导致采空区形成。4泥石流发生过程特征马达岭沟泥石流紧随滑坡之后发生，滑坡体碰撞形成碎屑流堆积在沟道中部，随后滑源区老窑水涌出，冲入沟道下切侵蚀沟道中部的碎屑堆积物形成泥石流淤积在沟道下游并冲出沟口。由于老窑水持续时间短，同时沟道内大量巨石堵塞淤积，使少量固体物质被带至流通区下游淤积至沟口，平均厚度约1m。在滑源区下部，滑坡体主要由巨石和块石混杂堆积，厚度大，形成坡度约7°的缓坡平台，平台上方为煤矿开采区，下方为45m高差的35°斜坡。滑坡发生后堆积物主要堆积在该区域，上方的采空区积水被释放出来后沿斜坡汇入沟道，形成短时大流量汇流强烈冲刷沟道，带走碎屑流表层颗粒冲向下游，整个过程持续约5分钟。泥石流从大平台下方逐渐形成，并迅速运动至沟口。由于沟道内巨石堵塞沟道形成两处淤满固体物质的堰塞坝，下游还有一处高约12m的基岩跌坎，大量固体物质淤积在坝体后方，使后方沟道坡度减缓，同时，采空区积水量有限，阵性大流量汇流持续时间短，这也是并未形成大规模泥石流的原因。马达岭沟泥石流为典型滑坡碎屑流转化形成的泥石流，呈现滑坡—碎屑流—水作用形成泥石流的连续过程。固体物质主要为沟道内滑坡碎屑堆积体，与矿山沟道弃渣型泥石流特征相似。此次泥石流的激发主要是上游采煤区老窑水释放的原因，泥石流紧随着滑坡发生而形成，发生突然，持续时间短，危害较大。5.对马达岭泥石流未来发展的分析由于大平台表面坡度仅有6°，坡度缓，堆积物主要以巨石和大块石混杂为主，在降雨条件下不易启动，泥石流物源主要为沟道内碎屑流堆积物。马达岭沟中部较狭窄，沟道内的多处巨石淤塞形成的堰塞坝在强降雨作用下可能产生类似于汶川强震区溃决型泥石流的特征，即由于滑坡形成的巨石堵塞沟道在强降雨作用下产生溃决造成泥石流的规模放大。但沟道内三处跌坎使后方沟道坡度变缓，沟道呈阶梯型，具有一定的消能作用，同时，马达岭沟流域面积仅0.7km2，汇水面积较小，一般性降雨并不能产生较大的径流下切和侵蚀沟道内碎屑堆积物，自2006年以来马达岭流域内并未发生较大的降雨，因而自今暂未发生过泥石流灾害，这也是滑坡产生2015年1月12日地质灾害防止工程论文8大量物源后并未暴发泥石流的主要原因，但暴雨是贵州省地质灾害的主要天然诱因，若出现持续强降雨，大量的碎屑堆积物很可能被迅速启动形成泥石流造成危害，而堰塞坝的溃决则会产生流量放大效应造成更严重的危害。因此重视这类沟道的危害，并采取相应的防治措施显得较为重要。6结论(1)马达岭沟在发生滑坡前为非泥石流沟，2006年滑坡后约16×104m3滑坡体碰撞形成碎屑流堆积在沟道中上游，在上游采煤区老窑水冲刷下形成泥石流，泥石流淤积在沟道流通区下游并冲出沟口，淤积体积约0.7×104m3。(2)计算得到此次泥石流断面流速为5.7m/s，冲出体积为0.56×104m3，与调查得到的结果接近。(3)马达岭沟呈典型的滑坡—碎屑流—水作用形成泥石流特征，沟道上游的滑坡产生了大量松散碎屑流堆积物，使形成泥石流的物源条件产生重大变化。马达岭沟现为典型的泥石流沟