岷江上游潜在性泥石流堰塞湖危害及判识

doi:10.13249/j.cnki.sgs.2012.07.885

摘要/Abstract

摘要：

汶川地震造成泥石流形成条件的改变,其次生灾害堰塞湖的危害已开始显现。如何对震后潜在性泥石流堰塞湖进行判识,成为迫切需要解决的问题。选取岷江上游映秀至汶川段为研究区,通过分析震后泥石流形成条件的变化、典型泥石流堰塞湖的危害及松散物质储量,选取潜在性泥石流堰塞湖的判识指标,利用模糊物元可拓模型,建立潜在性泥石流堰塞湖的综合判识模式。通过判识,研究区形成泥石流堰塞湖可能性高的一级支沟有17条,主要集中分布在映秀镇至草坡乡段,此段将是今后受堰塞湖危害的高危地段。

关键词: 岷江上游, 泥石流, 堰塞湖, 潜在危害, 判识

Abstract:

The Wenchuan earthquake caused numerous landslides and collapses that provided abundant loose solid materials for future mobilization as debris flows. The formation conditions for debris flows were changed consequently. Debris flows will be very active for a long time in the affected area. Their secondary disaster, barrier lake, is beginning to appear. Therefore, it is urgent to identify those debris flow gullies which are potential to form barrier lakes following the environmental changes caused by the earthquake. This paper selected the upper Min River from Yinxiu to Wenchuan as study area, analyzed the changed formation conditions of debris flows and the damages of a typical debris flow barrier lake, and interpreted the loose solid materials from TM satellite images and aerial photographs. Then, the identification factors were selected and classified based on the factor independence analysis. At last, the fuzzy matter-element extension theory was used to construct a model to identify potential barrier lakes. The potential future increase in debris flow activity relates directly to the great increase in loose materials. The interpretation results indicated that the area of the landslides and collapses caused by the earthquake is 39.40 km², accounting for 6.97% of the total study area. Assuming 55% of the landslide and collapse area were their deposition area and the average deposition depth was 10 m, the volume of the loose solid materials can be estimated as 2.13×10⁸m³ which was sufficient for debris flow formation. Based on the factor independence analysis, the volume of the loose solid materials per unit area, the discharge ratio between the debris flow gully and the main river, the slope gradient of debris flow channel, the main river width, and the included angle between the debris flow gully and the main river were determined as identification factors. According to the multi-factor comprehensive identification, among the 55 first-grade gullies, 17 gullies have high probabilities for potential debris flow barrier lakes, 15 have moderate probabilities, and 23 gullies have low probabilities. The most likely debris flow gullies for forming barrier lakes mainly distribute in the middle-to-lower reaches of the study area (Yingxiu Town to Caopo Town), and those with moderate and low probabilities are mainly distributed in the upper reaches of the study area (Caopo Town to Wenchuan County). In addition, among the 17 potential debris flow gullies with high probabilities, 4 gullies already yielded barrier lakes during the 2008-2010 rainy seasons. The remaining debris flow gullies will produce barrier lakes in the future with high probability.

Key words: Upper Min River, debris flow, barrier lakes, potential damages, identification

中图分类号:

P642.23

柳金峰, 游勇, 陈兴长. 岷江上游潜在性泥石流堰塞湖危害及判识[J]. 地理科学, 2012, 32(7): 885-891.

Jin-feng LIU, Yong YOU, Xing-chang CHEN. Potential Damages and Identification of Debris Flow Barrier Lakes in theUpper Min River Drainage[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2012, 32(7): 885-891.

图/表 6

图1

图2

图3

表1

图4

表2

研究区典型一级支沟特征值及潜在泥石流堰塞湖判识结果"

编号	沟名	流域面积	主沟长度	相对高差	主沟比降	松散物方量	支主流量比	主河宽度	主支夹角	判识结果
编号	沟名	(km²)	(km)	(m)	(‰)	(×10⁴m³)	支主流量比	(m)	(°)	判识结果
M1	郭主铺沟	5.70	5.27	2093	345	98	0.43	60	97	低
M2	万村沟	2.85	3.49	1645	425	0	0.23	66	83	低
M3	新桥沟	15.33	6.20	2292	272	245	1.35	67	76	中
M4	七盘沟	52.65	15.51	3070	153	938	4.38	74	101	中
M5	磨刀溪沟	1.75	2.69	1741	582	34	0.25	100	88	低
M6	板桥沟	27.18	11.19	3008	210	363	2.38	79	92	中
M7	板子沟	54.73	17.15	4035	176	581	1.75	52	96	中
M8	小茅坪沟	3.57	3.29	1768	483	16	0.32	56	77	低
M9	木瓜圆沟	3.74	3.17	2032	509	16	0.43	82	101	低
M10	大溪沟	15.76	7.63	2863	273	779	1.66	82	107	高
M11	马埝坪沟	43.38	15.22	3762	185	1421	2.18	82	87	高
M12	苏村沟	6.03	5.00	2333	373	163	0.58	121	43	中
M13	簇头沟	21.89	8.94	2933	262	1108	1.62	89	126	高
M14	高店子沟	7.35	5.01	2434	389	86	0.72	108	101	低
M15	瓦窑坪沟	1.20	3.09	1825	532	13	0.11	88	100	低
M16	新店沟	2.77	4.00	2069	439	50	0.26	60	86	低
M17	小坪下沟	2.04	2.80	1615	502	75	0.22	127	102	中
M18	窰子沟	7.14	4.67	2060	362	104	0.81	80	101	低
M19	华溪沟	10.41	6.46	1968	239	55	0.84	113	52	低
M20	大水沟	2.14	2.96	1664	478	80	0.15	89	58	中
M21	石马山7#沟	0.67	1.88	1339	606	8	0.05	80	56	低
M22	石马山6#沟	0.49	1.36	1170	747	13	0.04	75	97	低
M23	石马山5#沟	0.36	1.26	1144	791	11	0.03	69	112	低
M24	桃关沟	50.69	14.28	3000	161	1644	2.91	75	73	高
M25	石马山4#沟	1.76	2.20	1638	649	35	0.15	75	63	中
M26	石马山3#沟	0.67	1.91	1497	706	15	0.05	80	99	低
M27	石马山2#沟	0.61	2.20	1643	673	18	0.05	59	92	低
M28	佛堂坝沟	33.86	9.87	2479	196	2470	2.63	65	86	高
M29	石马山1#沟	1.30	2.44	1659	612	42	0.11	80	80	中
M30	彻底关沟	16.51	7.91	2362	239	1049	1.14	100	76	高
M31	高家沟	3.59	3.21	1832	485	767	0.34	52	110	高
M32	罗圈湾沟	28.05	9.62	2448	198	2054	2.31	70	114	高
M33	张坪岩沟	0.67	1.50	1437	863	21	0.09	35	93	中
M34	银杏坪沟	7.00	4.72	2037	345	505	0.66	48	78	高
M35	苏坡店上沟	0.42	1.47	1207	738	7	0.04	120	118	低
M36	苏坡店沟	2.84	3.29	1633	397	42	0.22	120	84	中
M37	野牛沟	24.38	10.57	3016	201	1655	1.65	105	91	高
M38	一碗水沟	3.46	3.36	1437	233	90	0.32	72	45	中
M39	磨子沟	7.15	5.53	2652	384	769	0.59	58	77	高
M40	下坪沟	1.48	2.66	2076	702	47	0.14	108	90	中
M41	上坪沟	0.68	2.02	1634	686	17	0.07	90	98	中
M42	马家坪沟	2.29	2.56	1782	627	267	0.24	70	80	高
M43	太平驿沟	26.19	9.18	2290	200	912	2.28	85	77	高
M44	清水沟	3.85	4.11	1596	311	3	0.42	108	95	低
M45	清水店沟	39.04	13.56	3201	182	1660	2.80	97	70	高
M46	关山沟	2.04	2.71	1871	621	122	0.56	65	85	高
M47	小磨子沟	2.74	2.81	1762	502	319	0.53	60	92	高
M48	窝氹沟	0.64	1.54	1000	563	15	0.11	60	79	低
M49	无音寺沟	5.34	4.47	1656	289	206	0.75	38	75	中
M50	白家林沟	0.63	1.78	1083	548	16	0.09	40	82	低
M51	老街沟	0.48	1.59	1087	614	6	0.06	40	95	低
M52	老街南沟	0.51	1.75	1091	559	12	0.06	40	84	低
M53	白家林南沟	0.66	1.57	1011	559	10	0.15	40	93	低
M54	烧房沟	0.65	1.90	1117	529	26	0.09	70	92	低
M55	红椿沟	5.20	3.77	1289	274	213	0.79	70	88	高

表2

参考文献 18

[1]	崔鹏,韦方强,何思明,等. 5·12汶川地震诱发的山地灾害及减灾措施[J].山地学报,2008,26(3): 280~282.
[2]	吴树仁,石菊松,姚鑫,等.四川汶川地震地质灾害活动强度分析评价[J].地质通报,2008,27(11): 1900~1906.
[3]	游勇,柳金峰.汶川8级地震对岷江上游泥石流灾害防治的影响[J].四川大学学报(工程科学版),2009,41(增刊):16~22.
[4]	常晓军,丁俊,魏伦武,等.岷江上游地质灾害发育分布规律初探[J].沉积与特提斯地质,2007,27(1):103~108.
[5]	柳金峰,游勇.汶川地震触发潜在性泥石流研究:以岷江上游关山沟为例[J].四川大学学报(工程科学版),2009,41(增刊):70~75.
[6]	胡凯衡,游勇,庄建琦,等.北川地震重灾区泥石流特征与减灾对策[J].地理科学,2010,30(4):566~570.
[7]	徐永年,匡尚富.泥石流入汇的危险性判别指标[J].自然灾害学报,2002,11(3):33~38.
[8]	郭志学,曹叔尤,刘兴年,等.泥石流堵江影响因素试验研究[J].水利学报,2004,11:39~45.
[9]	张金山,沈兴菊,谢洪.泥石流堵河影响因素研究:以岷江上游为例[J].灾害学,2007,22(2):82~86.
[10]	周必凡,李德基,罗德富,等.泥石流防治指南[M].北京:科学出版社,1991.
[11]	游勇,柳金峰,陈兴长.“5·12”汶川地震后北川苏保河流域泥石流危害及特征[J].山地学报, 2010, 28(3): 358~366.
[12]	刘希林,陈宜娟.泥石流风险区划方法及其应用——以四川西部地区为例[J].地理科学,2010,30(4):558~565.
[13]	郝航程,朱方海.基于可拓学理论的边坡潜在破坏模式识别方法[J]. 地下空间与工程学报,2007,3(4):698~702.
[14]	付静,刘国东,张贞,等.模糊物元模型在土壤侵蚀等级划分中的应用[J].水土保持通报, 2008, 28(3): 138~140.
[15]	黄辉玲,吴次芳. 基于可拓学的生态市建设评价——以哈尔滨市为例[J]. 地理科学,2009,29(5):651~657.
[16]	李如忠,汪明武,金菊良. 地下水环境风险的模糊多指标分析方法[J].地理科学,2010,30(2):229~235.
[17]	徐辉,陈又星.模糊聚类模型及其在国际市场划分中的应用研究[J].地理科学,2010,30(3):350~354.
[18]	崔鹏,庄建琦,陈兴长,等.汶川地震区震后泥石流活动特征与防治对策[J].四川大学学报(工程科学版),2010,42(5):10~19.

泥石流堰塞湖发生可能性	低	中	高
单位面积松散物源方量c₁（×10⁴m³/km²）	<10	10~50	>50
支主流量比c₂	<0.5	0.5~1	>1
泥石流沟床比降c₃（‰）	<100	100~300	>300
主河宽度c₄（m）	>100	50~100	<50
主支夹角c₅（°）	<30	30~90	>90