威寧縣倮秣泥石流：特征剖析與風(fēng)險性精準(zhǔn)評價一、引言1.1研究背景與意義泥石流作為一種極具破壞力的地質(zhì)災(zāi)害，通常發(fā)生在山區(qū)或者其他地形險峻、溝谷縱橫的區(qū)域。它是由暴雨、冰雪消融、地震等因素引發(fā)，裹挾著大量泥沙、石塊等松散固體物質(zhì)與水體混合而成的特殊洪流。泥石流具有突發(fā)性強、流速快、流量大、物質(zhì)容量高以及破壞力驚人等特點，一旦暴發(fā)，往往會在短時間內(nèi)沖毀道路、橋梁、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施，淹沒農(nóng)田，堵塞河道，對人類生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。在我國，泥石流災(zāi)害分布廣泛，尤其是西南山區(qū)，由于地形地貌復(fù)雜、降水集中且多暴雨、地質(zhì)構(gòu)造活躍等因素，成為泥石流災(zāi)害的高發(fā)區(qū)域。威寧縣位于貴州省西部邊緣，隸屬畢節(jié)地區(qū)，地處云貴高原烏蒙山脈北段。全縣面積6296.3平方千米，人口眾多，包含多個少數(shù)民族。威寧縣地形地貌復(fù)雜，地勢西高東低，平均海拔2237米，相對高差較大，大部分地區(qū)在2000-2400米之間，平均坡度14.7°?？h境內(nèi)河道縱橫，河網(wǎng)平均密度0.515千米/平方千米，地表總徑流量豐富。威寧縣屬中溫帶和暖溫帶，具高原季風(fēng)氣候特色，南部和西部少部分河谷地區(qū)為亞熱帶氣候，年均氣溫10-12℃，年均總降水量950.9毫米，5-10月降水量占全年的88％，且5月底至7月常有20天以上連陰雨天氣，易出現(xiàn)暴雨。這些自然地理和地質(zhì)環(huán)境條件，使得威寧縣具備了泥石流災(zāi)害發(fā)生的地形、地質(zhì)和氣象條件，成為泥石流災(zāi)害的易發(fā)區(qū)。倮秣溝位于威寧縣境內(nèi)，流域四周高山環(huán)繞，流域面積1.2平方千米。該溝具有典型的泥石流特征，是威寧縣泥石流災(zāi)害的一個典型代表。近年來，隨著威寧縣經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，人類工程活動日益頻繁，如道路建設(shè)、礦山開采、農(nóng)業(yè)開墾等，這些活動在一定程度上破壞了地表植被和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，增加了泥石流災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險。倮秣溝泥石流威脅著下游306戶共計1217人的生命安全，涉及財產(chǎn)共計5500萬元，險情屬特大級，一旦暴發(fā)，后果不堪設(shè)想。對威寧縣倮秣泥石流的研究具有極其重要的現(xiàn)實意義。通過深入研究倮秣泥石流的基本特征，包括地形地貌及溝道條件、泥石流溝分區(qū)特征、物源特征、活動特征以及運動特征等，可以更加全面地了解泥石流的形成機制、發(fā)展過程和運動規(guī)律，為泥石流災(zāi)害的預(yù)測和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。對泥石流進行風(fēng)險性評價，包括危險性評價、易損性評價和風(fēng)險性評價等，可以準(zhǔn)確評估泥石流災(zāi)害可能造成的危害程度，確定危險區(qū)域和風(fēng)險等級，為制定合理的防災(zāi)減災(zāi)措施提供決策支持，從而有效地減少泥石流災(zāi)害對當(dāng)?shù)鼐用裆敭a(chǎn)安全的威脅，保障社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，開展威寧縣倮秣泥石流的基本特征及風(fēng)險性評價研究迫在眉睫，對于威寧縣的防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀泥石流作為一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，一直受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在基礎(chǔ)理論和風(fēng)險性研究方面都取得了一定的進展，但仍存在一些研究空白與不足。在泥石流基礎(chǔ)理論研究方面，國外起步較早，在泥石流的形成機制、運動規(guī)律和沉積特征等方面取得了一系列成果。例如，美國學(xué)者對泥石流的啟動條件和運動過程進行了深入研究，提出了一些重要的理論模型；日本學(xué)者則在泥石流的監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。國內(nèi)的泥石流基礎(chǔ)理論研究在20世紀(jì)60年代開始，經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了豐碩的成果。中國科學(xué)院等科研機構(gòu)和高校對我國泥石流的分布規(guī)律、形成條件和運動特征等進行了系統(tǒng)研究，建立了多種泥石流分類體系和運動模型。在泥石流形成機制方面，學(xué)者們普遍認(rèn)為地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、氣象水文和植被覆蓋等自然因素以及人類工程活動是導(dǎo)致泥石流發(fā)生的主要原因。在運動規(guī)律研究方面，通過室內(nèi)實驗、野外監(jiān)測和數(shù)值模擬等手段，對泥石流的流速、流量、沖擊力等參數(shù)進行了研究，提出了多種計算方法和模型。但在泥石流的多相流理論、復(fù)雜地形條件下的運動模擬以及與其他災(zāi)害的耦合作用等方面，仍有待進一步深入研究。在泥石流風(fēng)險性研究方面，國外在20世紀(jì)70年代就開始了相關(guān)工作，目前已經(jīng)建立了較為完善的風(fēng)險評價體系和方法。例如，歐洲一些國家采用定性和定量相結(jié)合的方法，對泥石流的危險性、易損性和風(fēng)險性進行評價，并將評價結(jié)果應(yīng)用于土地利用規(guī)劃和災(zāi)害防治決策中。國內(nèi)的泥石流風(fēng)險性研究相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。學(xué)者們借鑒國外的先進經(jīng)驗，結(jié)合我國的實際情況，提出了多種適合我國國情的風(fēng)險評價方法和模型。在危險性評價方面，主要采用定性評價、定量評價和半定量評價等方法，通過對泥石流的形成條件、活動特征和歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)的分析，評估泥石流的危險程度；在易損性評價方面，主要從承災(zāi)體的價值、脆弱性和暴露程度等方面進行考慮，采用層次分析法、模糊綜合評價法等方法進行評價；在風(fēng)險性評價方面，將危險性評價和易損性評價結(jié)果相結(jié)合，得到泥石流的風(fēng)險等級。然而，目前的風(fēng)險性研究在數(shù)據(jù)獲取和處理、評價指標(biāo)體系的完善以及評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性等方面還存在一些問題。例如，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性不足，導(dǎo)致評價結(jié)果存在一定的誤差；評價指標(biāo)體系的選取還不夠科學(xué)合理，不能全面反映泥石流的風(fēng)險特征；不同評價方法之間的差異較大，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使得評價結(jié)果的可比性較差。雖然國內(nèi)外在泥石流基礎(chǔ)理論和風(fēng)險性研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些研究空白與不足。未來需要進一步加強多學(xué)科交叉研究，深入探討泥石流的形成機制和運動規(guī)律，完善風(fēng)險評價體系和方法，提高評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為泥石流災(zāi)害的防治提供更加科學(xué)的依據(jù)。1.3研究內(nèi)容與技術(shù)路線1.3.1研究內(nèi)容本研究聚焦威寧縣倮秣泥石流，深入探究其基本特征并進行全面的風(fēng)險性評價，具體研究內(nèi)容如下：研究區(qū)環(huán)境條件分析：對威寧縣倮秣泥石流研究區(qū)的自然地理、地質(zhì)環(huán)境和社會環(huán)境展開全面調(diào)查與分析。在自然地理方面，明確其地理位置，詳細研究氣象水文條件，包括年均氣溫、降水量的時空分布、降水集中月份等，以及河流分布、徑流量等水文信息；地質(zhì)環(huán)境方面，剖析地形地貌特征，如山脈走向、坡度、高差等，研究地層巖性，分析地質(zhì)構(gòu)造與地震活動情況，探討水文地質(zhì)特征以及巖土體工程地質(zhì)特征；社會環(huán)境方面，了解當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟概況，包括人口分布、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展水平等，以及人類活動對泥石流形成和發(fā)展的影響，如工程建設(shè)、土地開墾、植被破壞等。泥石流發(fā)育特征研究：全面分析倮秣泥石流的發(fā)育特征，涵蓋地形地貌及溝道條件、泥石流溝分區(qū)特征、物源特征以及活動特征。研究地形地貌及溝道條件時，關(guān)注溝道的形態(tài)、坡度、長度、寬度等參數(shù)，以及流域面積、高差等因素對泥石流形成的影響；在泥石流溝分區(qū)特征研究中，分別探討清水區(qū)、形成流通區(qū)和堆積區(qū)的特征，如清水區(qū)的水源補給情況，形成流通區(qū)的地形坡度、松散物質(zhì)分布，堆積區(qū)的堆積物特征、堆積范圍等；對物源特征進行分析，包括崩滑類物源、坡面侵蝕物源、溝道堆積物源等，統(tǒng)計物源總量，分析不同類型物源的分布和轉(zhuǎn)化關(guān)系；研究泥石流活動特征，包括泥石流的發(fā)育歷史，過去的暴發(fā)時間、頻率、規(guī)模等，以及當(dāng)前的活動特征，如活動周期、誘發(fā)因素等，并判別泥石流的活動強度。泥石流運動特征研究：深入研究泥石流的運動特征，主要包括泥石流的容重、流速、流量和沖擊力。通過現(xiàn)場實驗、野外調(diào)查和公式法計算泥石流的容重，獲取準(zhǔn)確的容重數(shù)據(jù)；運用合適的泥石流流速計算方法，結(jié)合研究區(qū)的實際地形、溝道條件等參數(shù)，計算倮秣溝泥石流的流速；根據(jù)流速和相關(guān)參數(shù)，計算泥石流的峰值流量、一次泥石流過流總量以及一次沖出固體物質(zhì)的總量；對泥石流塊度進行分析，在此基礎(chǔ)上計算泥石流的沖擊力，包括整體沖擊力和單塊塊石的沖擊力，以評估泥石流的破壞能力。泥石流風(fēng)險性評價：對倮秣泥石流進行全面的風(fēng)險性評價，包括危險性評價、易損性評價和風(fēng)險性評價。在危險性評價中，首先預(yù)測泥石流最遠沖出距離，通過對泥石流堆積起點的預(yù)測，結(jié)合相關(guān)模型和方法，預(yù)測泥石流在不同工況下的最遠沖出距離；然后從堆積區(qū)坡度、距主溝的水平距離、泥石流淤積范圍等方面進行危險性評價，制定泥石流危險性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，劃分高、中、低危險區(qū)，并計算泥石流危險度；在易損性評價中，確定評價內(nèi)容及方法，選取合適的評價指標(biāo)，如承災(zāi)體的類型、價值、脆弱性等，選擇恰當(dāng)?shù)脑u價模型，如層次分析法、模糊綜合評價法等，進行易損性評價，劃分高、中、低易損區(qū)，并計算泥石流易損度；最后，將危險性評價和易損性評價結(jié)果相結(jié)合，采用合適的風(fēng)險性評價方法，如風(fēng)險矩陣法等，進行泥石流風(fēng)險性評價，劃分高、中、低風(fēng)險區(qū)，并計算泥石流風(fēng)險度。泥石流風(fēng)險管理與對策：基于泥石流風(fēng)險性評價結(jié)果，提出針對性的泥石流風(fēng)險管理與對策。制定泥石流風(fēng)險管理體系，包括泥石流的監(jiān)測、預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)等環(huán)節(jié)，建立完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，采用先進的監(jiān)測技術(shù)，如衛(wèi)星遙感、無人機監(jiān)測、地面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測等，實時獲取泥石流的活動信息；建立科學(xué)的預(yù)警系統(tǒng)，設(shè)定合理的預(yù)警指標(biāo)和閾值，確保預(yù)警信息能夠及時、準(zhǔn)確地傳達給受威脅區(qū)域的居民和相關(guān)部門；制定詳細的應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，明確各部門在泥石流災(zāi)害發(fā)生時的職責(zé)和任務(wù)，組織有效的救援行動，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失；提出具體的防治措施，如工程措施，包括修建擋土墻、排洪溝、攔砂壩等，生態(tài)措施，如植樹造林、植被恢復(fù)等，以及管理措施，如加強土地利用規(guī)劃管理、限制不合理的人類工程活動等，以降低泥石流災(zāi)害的風(fēng)險。1.3.2技術(shù)路線本研究采用綜合研究的技術(shù)路線，以確保研究的科學(xué)性和全面性，具體技術(shù)路線如下：資料收集與整理：廣泛收集威寧縣倮秣泥石流研究區(qū)的相關(guān)資料，包括地質(zhì)、氣象、水文、地形地貌、社會經(jīng)濟等方面的歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀資料。通過查閱文獻、地質(zhì)調(diào)查報告、氣象記錄、水文監(jiān)測數(shù)據(jù)等，獲取研究區(qū)的基礎(chǔ)信息；收集研究區(qū)過去發(fā)生的泥石流災(zāi)害資料，包括災(zāi)害發(fā)生時間、地點、規(guī)模、造成的損失等，為后續(xù)的研究提供參考依據(jù)；整理和分析收集到的資料，對研究區(qū)的環(huán)境條件有初步的認(rèn)識和了解。野外調(diào)查與測繪：開展詳細的野外調(diào)查工作，對研究區(qū)的地形地貌、溝道條件、物源分布、泥石流活動痕跡等進行實地勘察和測量。采用全球定位系統(tǒng)（GPS）、全站儀等測量儀器，對泥石流溝的位置、長度、寬度、坡度等參數(shù)進行精確測量；觀察和記錄泥石流溝的清水區(qū)、形成流通區(qū)和堆積區(qū)的特征，以及崩滑類物源、坡面侵蝕物源、溝道堆積物源的分布情況；采集泥石流樣品，用于實驗室分析，獲取泥石流的物質(zhì)組成、顆粒級配等信息；繪制詳細的野外調(diào)查圖件，如地形地貌圖、物源分布圖、泥石流活動特征圖等，直觀展示研究區(qū)的實際情況。實驗分析與數(shù)據(jù)處理：對野外采集的泥石流樣品進行實驗室分析，測定泥石流的容重、顆粒級配、含水量等物理性質(zhì)，通過實驗獲取泥石流的流變參數(shù)，為泥石流運動特征的研究提供數(shù)據(jù)支持；運用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對收集到的各種數(shù)據(jù)進行處理和分析，建立研究區(qū)的數(shù)字地形模型（DTM），分析地形地貌特征對泥石流形成和運動的影響；利用統(tǒng)計分析方法，對泥石流的活動特征、物源特征等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，總結(jié)其規(guī)律和趨勢。模型計算與模擬：根據(jù)研究區(qū)的實際情況，選擇合適的泥石流運動模型和風(fēng)險性評價模型，對泥石流的運動特征和風(fēng)險性進行計算和模擬。運用泥石流流速、流量、沖擊力等計算公式，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和野外調(diào)查數(shù)據(jù)，計算倮秣溝泥石流的運動參數(shù)；采用危險性評價模型，如基于層次分析法的危險性評價模型、基于模糊綜合評價法的危險性評價模型等，對泥石流的危險性進行評價；運用易損性評價模型，如基于承災(zāi)體價值和脆弱性的易損性評價模型等，對泥石流的易損性進行評價；將危險性評價和易損性評價結(jié)果相結(jié)合，采用風(fēng)險矩陣法等風(fēng)險性評價模型，對泥石流的風(fēng)險性進行評價；利用數(shù)值模擬軟件，如FLO-2D、DAN3D等，對泥石流的運動過程進行數(shù)值模擬，直觀展示泥石流的運動軌跡、流速分布、堆積范圍等，為風(fēng)險性評價提供更直觀的依據(jù)。結(jié)果分析與對策提出：對模型計算和模擬的結(jié)果進行深入分析，總結(jié)泥石流的基本特征和風(fēng)險性規(guī)律。根據(jù)危險性評價結(jié)果，確定泥石流的高、中、低危險區(qū)，分析危險區(qū)的分布特征和影響因素；根據(jù)易損性評價結(jié)果，確定泥石流的高、中、低易損區(qū)，分析易損區(qū)的承災(zāi)體特征和脆弱性因素；根據(jù)風(fēng)險性評價結(jié)果，確定泥石流的高、中、低風(fēng)險區(qū)，分析風(fēng)險區(qū)的綜合特征和潛在危害；基于分析結(jié)果，提出針對性的泥石流風(fēng)險管理與對策，包括監(jiān)測預(yù)警措施、應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案、防治工程措施等，為威寧縣倮秣泥石流的防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。二、研究區(qū)環(huán)境條件2.1自然地理2.1.1地理位置威寧縣位于貴州省西部邊緣，地處東經(jīng)103°36′-104°45′，北緯26°30′-27°25′之間，隸屬畢節(jié)地區(qū)。其西、南、北三面被云南省魯?shù)?、會澤、宣威、昭通、彝良諸縣（市）環(huán)繞，東連赫章縣、水城縣。威寧縣境域總面積6298平方千米，是貴州省面積最大的縣。威寧縣地處云貴高原烏蒙山脈北段，位于長江流域和珠江流域的分水嶺地帶，這種特殊的地理位置使其在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造中占據(jù)重要地位?？h境四周切割強烈，地勢大致為四周邊緣低，中間高，中部保持較完整的高原面，相對四周為地形顯著抬高的高原臺地，高原面積占全縣總面積的85%。烏蒙山脈從西北向東南縱貫全境，總體地勢西高東低，西南部岔河鄉(xiāng)平箐梁子為區(qū)內(nèi)最高點，標(biāo)高為2879.6米；北東部洛澤河出境處為區(qū)內(nèi)最低點，標(biāo)高為1185米；平均標(biāo)高為2237米，大部地區(qū)高程為2000-2400米；相對高差一般在200-500米，最大高差1694.6米。倮秣溝位于威寧縣境內(nèi)，流域四周高山環(huán)繞，流域面積1.2平方千米。其處于威寧縣特定的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中，受到區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造運動的影響。倮秣溝所在區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造對其地形地貌的形成和演化起到了關(guān)鍵作用，同時也影響著溝道的走向、坡度以及巖土體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，進而為泥石流的形成提供了特定的地形和地質(zhì)條件。從大地構(gòu)造位置來看，威寧縣地處川滇北向構(gòu)造帶之東，南嶺東西向構(gòu)造帶之北，處在阿爾卑斯-特提斯新生代造山帶的上升地殼區(qū)，構(gòu)造運動性質(zhì)復(fù)雜。這種復(fù)雜的構(gòu)造背景使得倮秣溝所在區(qū)域的地層巖性多樣，巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，為泥石流的物源提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，區(qū)域內(nèi)的斷裂和褶皺構(gòu)造也影響著地下水的徑流和排泄，改變了巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，增加了泥石流發(fā)生的可能性。2.1.2氣象水文威寧縣大部分地區(qū)屬中溫帶和暖溫帶，具高原季風(fēng)氣候特色，南部和西部少部分河谷地區(qū)為亞熱帶氣候。年均氣溫10-12℃，無霜期210天。年均總降水量950.9毫米，最大年降水量1438.5毫米，最少年降水量665.9毫米。降水主要集中在5-10月，這期間的降水量占全年的88％，且5月底至7月常有20天以上連陰雨天氣，易出現(xiàn)暴雨。一般3-5月上旬出現(xiàn)春旱，降雨稀少，如1979年，曾連續(xù)干旱9個多月。這種降水集中且多暴雨的氣象條件，為泥石流的發(fā)生提供了充足的水源條件。短時間內(nèi)大量的降水，使得坡面徑流迅速增加，對地表巖土體產(chǎn)生強烈的沖刷和侵蝕作用，容易引發(fā)山體滑坡和泥石流災(zāi)害。例如，當(dāng)降雨量超過一定閾值時，山坡上的土體和巖石在雨水的浸潤下，抗剪強度降低，容易發(fā)生滑動，進而形成泥石流。威寧縣境內(nèi)高原系本省主要河流發(fā)源地，河道總長3242.5千米，其中10千米以上的河流有41條，河網(wǎng)密度平均0.515千米/平方千米，地表總徑流量24.99×10?立方米。全縣河流分屬于長江、珠江兩大流域，其中長江流域的主要河流有牛欄江，二塘河，橫江及其支流洛澤河（白水河）；珠江流域的主要河流有可渡河。河流的分布和水文特征對泥石流的形成和發(fā)展具有重要影響。一方面，河流的侵蝕和搬運作用使得溝谷不斷加深加寬，為泥石流的形成提供了有利的地形條件；另一方面，河流的水位變化和洪水的發(fā)生，可能會引發(fā)泥石流。當(dāng)河流洪水暴發(fā)時，水流攜帶大量的泥沙和石塊，在特定的地形條件下，可能會轉(zhuǎn)化為泥石流。此外，河流的存在也使得地下水水位升高，巖土體飽水，增加了山體滑坡和泥石流發(fā)生的風(fēng)險。倮秣溝作為威寧縣內(nèi)的一條溝谷，其水文條件與周邊河流密切相關(guān)。溝谷內(nèi)的水流主要來自降水和上游的地表徑流，在暴雨等極端天氣條件下，溝谷內(nèi)的水流迅速匯聚，流量和流速急劇增加，容易激發(fā)泥石流的發(fā)生。2.2地質(zhì)環(huán)境2.2.1地形地貌威寧縣地處云貴高原，位于烏蒙山脈北段，縣境四周切割強烈，地勢大致呈現(xiàn)四周邊緣低、中間高的態(tài)勢，中部為顯著抬高的高原臺地，高原面積占據(jù)全縣總面積的85%。烏蒙山脈自西北向東南縱貫全境，總體地勢西高東低。西南部岔河鄉(xiāng)平箐梁子是區(qū)內(nèi)最高點，標(biāo)高達2879.6米；北東部洛澤河出境處為區(qū)內(nèi)最低點，標(biāo)高為1185米；平均標(biāo)高為2237米，大部地區(qū)高程處于2000-2400米之間；相對高差一般在200-500米，最大高差可達1694.6米。依據(jù)地貌形成的內(nèi)外營力和地表形態(tài)，可將區(qū)內(nèi)地貌劃分為溶蝕地貌、溶蝕－侵蝕地貌、剝蝕構(gòu)造地貌、侵蝕構(gòu)造地貌及堆積地貌五大類。根據(jù)組合形態(tài)又可細分為溶丘洼地、峰叢洼地、峰叢溝谷，溶蝕－侵蝕中山溝谷、溶蝕－侵蝕中山峽谷、巖溶中山深谷、構(gòu)造侵蝕低中山緩丘坡地、侵蝕堆積階地、湖泊沼澤堆積九種地貌形態(tài)。倮秣溝流域四周高山環(huán)繞，流域面積1.2平方千米，屬于溶蝕—侵蝕中山溝谷地貌。這種地形地貌使得溝谷上游匯水面積較大，且山坡陡峭，有利于降水的匯集和坡面徑流的形成。溝谷中游山谷狹窄，溝道縱坡降較大，束流特征明顯，為泥石流的快速流通提供了條件。溝谷下游溝口地勢相對開闊，有利于泥石流攜帶的固體物質(zhì)停積，形成堆積區(qū)。地形起伏大，高差明顯，使得重力作用在泥石流的形成和運動過程中起到重要作用。在強降雨條件下，坡面的松散物質(zhì)在重力和水流的作用下，極易發(fā)生滑動和崩塌，進而形成泥石流。較大的高差還使得泥石流在運動過程中能夠獲得較大的勢能，轉(zhuǎn)化為動能，增加了泥石流的流速和沖擊力，使其具有更強的破壞力。此外，倮秣溝所在區(qū)域的地形地貌還影響著植被的生長和分布。由于地形陡峭，土壤淺薄，植被覆蓋率相對較低，這進一步降低了坡面的穩(wěn)定性，增加了泥石流發(fā)生的可能性。植被的缺乏使得坡面失去了植被根系的固土作用和對降水的截留、緩沖作用，降水能夠直接沖刷坡面，導(dǎo)致水土流失加劇，為泥石流提供了更多的松散固體物質(zhì)來源。2.2.2地層巖性威寧縣沉積地層發(fā)育較為齊全，且連續(xù)完整。其中Z?d、D?g、C?s、C?b、C?h、C?m、P?q、P?m、P?β、T?g?等地層以中厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、燧石灰?guī)r、白云巖等為主，屬于硬質(zhì)巖類巖組。這些巖石硬度較高，抗風(fēng)化能力相對較強，但在長期的地質(zhì)作用下，巖石的節(jié)理、裂隙發(fā)育，在強降雨等條件下，巖石容易發(fā)生崩塌和剝落，為泥石流提供一定的物源。D?d、C?y、P?c、T?yn、T?g?、N?z等地層主要為碳酸鹽巖夾泥巖、砂巖、頁巖，玄武巖夾泥巖、炭質(zhì)頁巖，礫巖、砂巖夾泥巖等，屬于硬質(zhì)巖夾軟質(zhì)巖類巖組。這類巖組由于軟硬巖石相間，力學(xué)性質(zhì)差異較大，在風(fēng)化、侵蝕等作用下，軟質(zhì)巖石容易被侵蝕，導(dǎo)致硬質(zhì)巖石失去支撐，從而發(fā)生崩塌和滑坡，為泥石流提供豐富的物源?！?q、∈?c、C?j、P?l、P?x、T?f、T?x、J?z、J?l、J?l等地層則以泥巖、頁巖、粉砂巖夾少量砂巖、薄層泥灰?guī)r為主，屬于軟質(zhì)巖類巖組。軟質(zhì)巖類巖組抗風(fēng)化能力較弱，巖石容易破碎，形成大量的松散物質(zhì)，在降雨和坡面徑流的作用下，這些松散物質(zhì)容易被沖刷進入溝谷，成為泥石流的物源。區(qū)內(nèi)第四系分布較為廣泛，物質(zhì)組成復(fù)雜，包括粘土、粉土、粉質(zhì)粘土、砂土、碎石土等。其含水性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，松散，孔隙度大，透水性強，強度低，是滑坡和泥石流多發(fā)的層位。第四系堆積物由于結(jié)構(gòu)松散，在雨水的浸潤下，抗剪強度降低，容易發(fā)生滑動和坍塌，為泥石流提供了直接的物源。這些堆積物還容易被坡面徑流沖刷，增加了泥石流的固體物質(zhì)含量，影響泥石流的性質(zhì)和運動特征。倮秣溝所在區(qū)域的巖性主要以灰?guī)r和玄武巖為主，且多為弱風(fēng)化?；?guī)r質(zhì)地堅硬，但在長期的風(fēng)化和溶蝕作用下，表面會產(chǎn)生大量的裂隙和溶溝，使得巖石破碎，為泥石流提供物源。玄武巖雖然硬度較高，但由于其柱狀節(jié)理發(fā)育，在風(fēng)化和外力作用下，容易發(fā)生崩塌和剝落，也為泥石流提供了物質(zhì)來源。此外，區(qū)內(nèi)第四系堆積物的存在，也為泥石流的形成提供了一定的條件。這些堆積物在強降雨時，容易被雨水飽和，形成流動的泥漿，與巖石碎屑等混合，形成泥石流。2.2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震威寧縣地處川滇北向構(gòu)造帶之東，南嶺東西向構(gòu)造帶之北，處在阿爾卑斯-特提斯新生代造山帶的上升地殼區(qū)，構(gòu)造運動性質(zhì)復(fù)雜。地貌位置處于云貴高原東部邊緣，中部高、四周低，屬于破碎的地質(zhì)構(gòu)造，草海位于全縣的構(gòu)造中心地帶。周緣地表切割較強烈，巖土體較破碎，河流大多為峽谷，水位暴漲暴迭。主要褶皺有海庫向斜、天星洞向斜、小石橋向斜、秀水向斜、鹿角向斜、高爐向斜、清明底向斜、可渡向斜、梅花山向斜、米佐落向斜、羅卜夾向斜、爐子塘向斜、拱橋向斜、黑著－瓦廠向斜、黑石斗背斜、狗鍋倮背斜、威水背斜、出水洞背斜、云貴橋背斜、陶家后灣背斜。主要斷裂有黑土河斷層、漆樹坪斷層、書鍋口斷層、狗鍋倮斷層、龍翻身斷層、老院子斷層、安木塊－山王廟斷層、耿家寨斷層、紅巖－老屋基斷層、幺站斷層、白巖慶斷層、出水洞斷層、前營斷層、三地麥－竹坪斷層。這些褶皺和斷裂構(gòu)造使得地層巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，增加了巖土體的透水性和不穩(wěn)定性，為泥石流的形成提供了有利的地質(zhì)條件。在構(gòu)造運動的作用下，巖石發(fā)生變形和破裂，形成大量的松散物質(zhì)，這些物質(zhì)在降雨和坡面徑流的作用下，容易被搬運到溝谷中，成為泥石流的物源。此外，斷裂構(gòu)造還可能控制著地下水的徑流和排泄，改變巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，進一步增加了泥石流發(fā)生的可能性。縣境內(nèi)新構(gòu)造活動斷裂主要有德勝坡斷裂、石門斷裂、黑石頭斷裂和威寧—水城斷裂帶等。第四紀(jì)以來，新構(gòu)造運動以較強烈的間歇性抬升為主，其活動性主要表現(xiàn)為在區(qū)內(nèi)形成多個不同級次的山頂剝夷面和剝蝕臺階，并造成河流下切，多呈“Ⅴ”字型，山脈與河流的發(fā)育大都順應(yīng)地質(zhì)構(gòu)造。根據(jù)《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，研究區(qū)地震烈度為Ⅶ度。地震活動會使山體巖石破碎，增加松散固體物質(zhì)的數(shù)量，為泥石流提供更多的物源。地震還可能引發(fā)山體滑坡和崩塌，這些地質(zhì)災(zāi)害與泥石流之間存在密切的關(guān)聯(lián)，往往會相互轉(zhuǎn)化。在地震發(fā)生后，山體的穩(wěn)定性受到破壞，一旦遭遇強降雨，就容易引發(fā)泥石流災(zāi)害。例如，在一些地震頻發(fā)的地區(qū)，地震后的暴雨往往會導(dǎo)致泥石流的暴發(fā)，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全帶來巨大威脅。2.2.4水文地質(zhì)特征威寧縣河流發(fā)育，全縣河道總長3242.5千米，其中10千米以上的河流有41條，河網(wǎng)密度平均0.515千米/平方千米。全區(qū)河流分屬于長江、珠江兩大流域，其中長江流域的主要河流有牛欄江，二塘河，橫江及其支流洛澤河（白水河）；珠江流域的主要河流有可渡河。河流的侵蝕和搬運作用對地形地貌的塑造和泥石流的形成具有重要影響。河流在流動過程中，會對河岸和河床進行侵蝕，使得溝谷不斷加深加寬，為泥石流的形成提供了有利的地形條件。河流的搬運作用會將上游的泥沙、石塊等物質(zhì)帶到下游，這些物質(zhì)在一定條件下可能成為泥石流的物源。此外，河流的水位變化和洪水的發(fā)生，也可能引發(fā)泥石流。當(dāng)河流洪水暴發(fā)時，水流攜帶大量的泥沙和石塊，在特定的地形條件下，可能會轉(zhuǎn)化為泥石流。例如，在山區(qū)，當(dāng)河流遇到狹窄的溝谷時，水流速度會加快，能量集中，容易激發(fā)泥石流的發(fā)生。地下水類型主要包括松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水。松散巖類孔隙水主要賦存于第四系松散堆積物中，水量較小，受降水和地表水的影響較大?；鶐r裂隙水主要賦存于基巖的裂隙中，其分布和水量受巖石的裂隙發(fā)育程度和地形地貌控制。巖溶水主要賦存于碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙中，水量較大，且具有明顯的季節(jié)性變化。地下水的水位和水量變化對泥石流的形成也有一定的影響。當(dāng)?shù)叵滤簧邥r，巖土體飽水，抗剪強度降低，容易發(fā)生滑動和崩塌，為泥石流提供物源。地下水的流動還可能帶走巖土體中的細小顆粒，增加巖土體的孔隙度和透水性，進一步降低其穩(wěn)定性。在一些地區(qū)，巖溶水的突然涌出可能會引發(fā)泥石流，這是因為巖溶水的快速流動會攜帶大量的泥沙和石塊，形成泥石流的洪流。2.2.5巖土體工程地質(zhì)特征區(qū)內(nèi)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)對泥石流的形成和發(fā)展具有重要影響。第四系松散堆積物的顆粒組成、含水量、密實度等物理性質(zhì)決定了其抗剪強度和穩(wěn)定性。一般來說，顆粒較細、含水量較高、密實度較低的堆積物抗剪強度較低，容易發(fā)生滑動和坍塌，為泥石流提供物源?；鶐r的巖石類型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和風(fēng)化程度等也影響著其工程地質(zhì)性質(zhì)。硬質(zhì)巖類巖組的巖石硬度較高，抗風(fēng)化能力相對較強，但在長期的地質(zhì)作用下，巖石的節(jié)理、裂隙發(fā)育，在強降雨等條件下，巖石容易發(fā)生崩塌和剝落；軟質(zhì)巖類巖組抗風(fēng)化能力較弱，巖石容易破碎，形成大量的松散物質(zhì)。例如，泥巖、頁巖等軟質(zhì)巖石在風(fēng)化和降雨的作用下，容易形成滑坡和泥石流。通過對研究區(qū)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)進行測試和分析，發(fā)現(xiàn)部分巖土體的抗剪強度較低，穩(wěn)定性較差。一些第四系堆積物的內(nèi)摩擦角較小，粘聚力較低，在受到外力作用時，容易發(fā)生變形和滑動。部分基巖由于風(fēng)化作用和構(gòu)造運動的影響，巖石的完整性遭到破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，導(dǎo)致其強度降低。這些不穩(wěn)定的巖土體在強降雨、地震等誘發(fā)因素的作用下，容易引發(fā)山體滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。此外，巖土體的透水性也影響著泥石流的形成。透水性較強的巖土體，在降雨時能夠快速吸收水分，使地下水位升高，增加了巖土體的重量和孔隙水壓力，降低了其抗剪強度，從而增加了泥石流發(fā)生的可能性。2.3社會環(huán)境2.3.1社會經(jīng)濟概況威寧縣是貴州省面積最大的縣，全縣總面積6298平方千米。截至2022年末，全縣常住人口126.46萬人，居住著漢、彝、回、苗等37個民族，其中彝族、苗族主要分布在涼山和半涼山區(qū)。威寧縣經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)中，馬鈴薯、蔬菜、烤煙、蘋果、養(yǎng)牛是五大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，威寧火腿、威寧蕎麥?zhǔn)翘厣a(chǎn)業(yè)。2022年，威寧縣地區(qū)生產(chǎn)總值316.53億元，三次產(chǎn)業(yè)占比為43.1:13.4:43.5，全縣城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入37723元，農(nóng)村常住居民人均可支配收入13289元。2021年，威寧縣生產(chǎn)總值在畢節(jié)市各縣市區(qū)中排第2名。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，威寧縣第一產(chǎn)業(yè)占比較高，說明農(nóng)業(yè)在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟中占據(jù)重要地位。這意味著大量的人口依賴農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往受到自然條件的影響較大，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害可能會對農(nóng)田、農(nóng)作物造成破壞，影響農(nóng)業(yè)收成，進而影響農(nóng)民的收入和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。例如，泥石流可能會沖毀農(nóng)田，掩埋農(nóng)作物，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收。第二產(chǎn)業(yè)占比較低，工業(yè)發(fā)展相對滯后，可能缺乏足夠的資金和技術(shù)來應(yīng)對泥石流災(zāi)害的防治和災(zāi)后恢復(fù)。第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展雖然有一定規(guī)模，但在面對泥石流災(zāi)害時，旅游、服務(wù)業(yè)等也會受到較大沖擊，如交通受阻會影響游客的出行，導(dǎo)致旅游業(yè)收入下降。倮秣溝所在區(qū)域的社會經(jīng)濟狀況也對泥石流災(zāi)害的影響產(chǎn)生重要作用。該區(qū)域人口相對集中，居住著306戶共計1217人，財產(chǎn)共計5500萬元，險情屬特大級。一旦發(fā)生泥石流災(zāi)害，可能會對當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全造成巨大威脅。由于人口密度較大，在災(zāi)害發(fā)生時，人員疏散和救援的難度也會增加。此外，當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對薄弱，如道路、橋梁等在泥石流災(zāi)害中容易受損，影響救援工作的開展和居民的生活恢復(fù)。經(jīng)濟發(fā)展水平較低，使得當(dāng)?shù)卦谀嗍鳛?zāi)害的預(yù)防和治理方面的投入相對有限，缺乏足夠的資金用于修建防護工程、購置監(jiān)測設(shè)備等，從而增加了泥石流災(zāi)害的風(fēng)險和危害程度。2.3.2人類活動隨著威寧縣經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，人類工程活動日益頻繁，這些活動在一定程度上對泥石流的形成和發(fā)展產(chǎn)生了誘發(fā)作用。在道路建設(shè)方面，為了滿足交通需求，大量的山區(qū)道路被修建。在修建過程中，往往需要開挖山體、填方等，這會破壞山體原有的穩(wěn)定性，導(dǎo)致巖土體松動。開挖山體可能會破壞山體的植被和土體結(jié)構(gòu)，使得坡面的抗滑能力降低，在降雨等條件下，容易引發(fā)山體滑坡，進而為泥石流提供物源。填方工程如果處理不當(dāng)，如填方材料的壓實度不夠，也容易在雨水的作用下發(fā)生坍塌，增加泥石流的固體物質(zhì)含量。例如，在一些山區(qū)道路建設(shè)中，由于施工過程中沒有對開挖的坡面進行有效的防護，導(dǎo)致在暴雨后發(fā)生了山體滑坡，大量的土石沖入溝谷，引發(fā)了泥石流災(zāi)害。礦山開采也是人類活動中對泥石流影響較大的一項。威寧縣已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)30余種，發(fā)現(xiàn)礦床、礦點165余處，現(xiàn)有礦山企業(yè)174個。礦山開采過程中，會產(chǎn)生大量的廢渣、尾礦等廢棄物，這些廢棄物如果隨意堆放，就會成為泥石流的物源。礦山開采還會破壞山體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致山體巖石破碎，增加了泥石流發(fā)生的可能性。一些小型礦山在開采過程中，缺乏規(guī)范的管理，廢渣隨意傾倒在溝谷中，在強降雨時，這些廢渣被雨水沖刷，形成泥石流。礦山開采還可能導(dǎo)致地下水位下降，使得山體巖土體的含水量發(fā)生變化，進一步降低了山體的穩(wěn)定性。農(nóng)業(yè)開墾也是導(dǎo)致泥石流發(fā)生的一個重要人為因素。為了擴大耕地面積，山區(qū)的一些林地和草地被開墾為農(nóng)田。這種行為破壞了原有的植被，使得坡面失去了植被的保護作用。植被具有涵養(yǎng)水源、保持水土的功能，植被的破壞會導(dǎo)致水土流失加劇，坡面的穩(wěn)定性降低。在降雨時，沒有植被的攔截和緩沖，雨水會直接沖刷坡面，將大量的土壤和巖石碎屑帶入溝谷，為泥石流的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。一些山區(qū)農(nóng)民為了增加糧食產(chǎn)量，過度開墾山坡地，導(dǎo)致山體植被覆蓋率下降，在雨季時，容易發(fā)生泥石流災(zāi)害。此外，隨著城市化進程的加快，山區(qū)的一些居民點不斷擴大，房屋建設(shè)活動增多。在房屋建設(shè)過程中，可能會進行切坡、填方等工程，這些工程如果沒有進行合理的規(guī)劃和設(shè)計，會破壞山體的穩(wěn)定性，增加泥石流發(fā)生的風(fēng)險。一些居民在建設(shè)房屋時，為了節(jié)省成本，沒有對切坡進行有效的支護，導(dǎo)致切坡在雨水的浸泡下發(fā)生坍塌，引發(fā)泥石流。人類工程活動對威寧縣倮秣泥石流的形成和發(fā)展具有重要的誘發(fā)作用。為了降低泥石流災(zāi)害的風(fēng)險，需要加強對人類工程活動的管理和監(jiān)督，采取有效的防護措施，減少對山體和環(huán)境的破壞。三、泥石流的發(fā)育特征3.1地形地貌及溝道條件倮秣溝位于威寧縣，流域四周高山環(huán)繞，流域面積達1.2平方千米，整體屬于溶蝕—侵蝕中山溝谷地貌。這種獨特的地形地貌為泥石流的形成和運動創(chuàng)造了特定條件。從地形上看，溝谷上游地區(qū)匯水面積較大，四周高山的地形使得降水能夠快速匯聚于此。山坡陡峭，一般坡度在30°-50°之間，局部地段甚至超過60°。在強降雨條件下，坡面徑流的流速極快，對坡面的沖刷能力增強，能夠迅速將坡面的松散物質(zhì)帶入溝谷。例如，在一次暴雨過程中，短時間內(nèi)的大量降水使得坡面徑流在陡峭的山坡上形成強大的水流，將山坡上的土壤、巖石碎屑等物質(zhì)卷入溝谷，為泥石流的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。溝谷中游山谷狹窄，溝道寬度一般在10-30米之間，最窄處不足5米。溝道縱坡降較大，經(jīng)測量，其縱坡降在15%-30%之間，束流特征明顯。這種狹窄且縱坡降大的溝道，使得水流在溝道內(nèi)的流速加快，能量集中。當(dāng)泥石流在中游流通時，快速流動的泥石流體具有強大的沖擊力，能夠進一步侵蝕溝道兩側(cè)和底部的巖土體，攜帶更多的固體物質(zhì)，增強泥石流的規(guī)模和破壞力。如在過往的泥石流災(zāi)害中，中游溝道兩側(cè)的巖石被泥石流強烈沖刷，部分巖石被剝落，增加了泥石流中的固體物質(zhì)含量。溝谷下游溝口地勢相對開闊，地形較為平坦，坡度一般在5°-10°之間。這種開闊的地形為泥石流攜帶的固體物質(zhì)提供了停積場所，形成堆積區(qū)。當(dāng)泥石流到達下游時，流速逐漸降低，動能減小，無法繼續(xù)攜帶大量的固體物質(zhì)，于是這些物質(zhì)便在溝口堆積下來。堆積區(qū)的范圍較大，一般長度在200-500米之間，寬度在100-300米之間。堆積物主要由大小不一的石塊、泥沙等組成，石塊直徑最大可達2米以上，最小的則為細砂粒。堆積物的堆積形態(tài)呈現(xiàn)出扇形，從溝口向外逐漸擴散，厚度也逐漸減小，一般在1-5米之間。堆積區(qū)的存在對下游地區(qū)的影響較大，一旦泥石流暴發(fā)，堆積區(qū)的范圍可能會擴大，掩埋下游的農(nóng)田、房屋等，對當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活造成嚴(yán)重威脅。倮秣溝的溝道形態(tài)和地形地貌特征相互作用，共同影響著泥石流的形成和運動。溝道的走向也受到地形地貌的控制，大致沿著山谷的走向延伸，使得水流和固體物質(zhì)能夠順利地在溝道內(nèi)流動。溝道的彎曲程度也對泥石流的運動產(chǎn)生影響，在溝道彎曲處，泥石流的流速和流向會發(fā)生變化，容易造成泥石流體的堆積和堵塞，進一步加劇泥石流的危害。在一些溝道彎曲較大的地段，曾經(jīng)發(fā)生過泥石流堵塞溝道，形成臨時堤壩，當(dāng)?shù)虊螞Q口時，引發(fā)更大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。地形地貌和溝道條件是泥石流形成和運動的重要基礎(chǔ)，對倮秣溝泥石流的研究必須充分考慮這些因素。3.2泥石流溝分區(qū)特征3.2.1泥石流清水區(qū)特征倮秣溝泥石流清水區(qū)位于溝谷的源頭及上游部分，這里的地形相對較為平緩，坡度一般在10°-20°之間。區(qū)域內(nèi)植被覆蓋狀況良好，主要植被類型包括松、杉等喬木以及一些草本植物，植被覆蓋率可達70%-80%。良好的植被對泥石流的形成有著重要的影響。植被的根系能夠深入土壤，增強土壤的抗侵蝕能力，起到固土護坡的作用。茂密的枝葉還能對降水起到截留作用，減少地表徑流量，降低坡面徑流的流速，從而減少對坡面的沖刷，降低泥石流發(fā)生的可能性。例如，在降水過程中，植被枝葉截留的雨水會緩慢下滲，一部分補充地下水，一部分通過枝葉蒸發(fā)，減少了直接形成地表徑流的水量，使得坡面徑流對地表的侵蝕作用減弱。清水區(qū)是泥石流的主要水源補給區(qū)。區(qū)內(nèi)的降水主要集中在5-10月，這段時間的降水量占全年降水量的88％，且多以暴雨形式出現(xiàn)。降水是清水區(qū)水源的主要來源，在暴雨天氣下，短時間內(nèi)大量的降水迅速匯集，形成坡面徑流。這些坡面徑流順著地形流入溝谷，為泥石流的形成提供了充足的水源條件。除了降水，清水區(qū)還存在一些小型的溪流和泉水，這些溪流和泉水雖然流量相對較小，但在長期的水流作用下，也會對溝谷的地形和巖土體產(chǎn)生一定的侵蝕作用，為泥石流的形成提供了一定的條件。此外，地下水的補給也對清水區(qū)的水源狀況有一定影響。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，地下水會滲出地表，增加坡面的含水量，使得巖土體的抗剪強度降低，容易引發(fā)滑坡和泥石流。3.2.2泥石流形成流通區(qū)特征倮秣溝泥石流形成流通區(qū)位于溝谷的中游地段，地形呈現(xiàn)出典型的峽谷特征。溝谷兩側(cè)岸坡極為陡峭，坡度通常在40°-60°之間，局部地段甚至超過60°。溝床縱坡大，縱坡降一般在15%-30%之間，多有陡坎或跌水出現(xiàn)。這種陡峭的地形和較大的縱坡降為泥石流的形成和快速運動提供了有利條件。在強降雨條件下，坡面的松散物質(zhì)在重力和水流的作用下，極易沿著陡峭的山坡滑入溝谷，與溝谷中的水流混合，形成泥石流。較大的縱坡降使得泥石流在溝谷中能夠獲得較大的勢能，轉(zhuǎn)化為動能，從而快速向下游流動。例如，當(dāng)一次強降雨導(dǎo)致大量坡面松散物質(zhì)進入溝谷后，在較大的縱坡降作用下，泥石流能夠迅速加速，形成強大的洪流，其流速可達數(shù)米每秒。該區(qū)域是泥石流松散碎屑物質(zhì)的主要供給區(qū)和運動通道。由于地形陡峭，巖體破碎，滑坡、崩塌、巖堆等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象頻繁發(fā)生，植被生長環(huán)境惡劣，覆蓋度較低，水土流失嚴(yán)重。這些因素導(dǎo)致大量的松散碎屑物質(zhì)堆積在溝谷中，為泥石流的形成提供了豐富的物源。據(jù)調(diào)查，形成流通區(qū)內(nèi)的物源總量估計可達10×10?立方米以上，其中可參與泥石流活動的動儲量約為2×10?立方米。當(dāng)遇到強降雨或其他誘發(fā)因素時，這些松散物質(zhì)便會與溝谷中的水流混合，形成泥石流，并在溝谷中快速流通。泥石流在流通區(qū)的運動過程中，還會不斷侵蝕溝谷兩側(cè)和底部的巖土體，進一步增加固體物質(zhì)的含量，增強泥石流的規(guī)模和破壞力。在一些溝段，泥石流的沖刷使得溝谷兩側(cè)的巖石被大量剝落，溝谷底部的泥沙被掀起，導(dǎo)致泥石流的固體物質(zhì)含量大幅增加。3.2.3泥石流堆積區(qū)特征倮秣溝泥石流堆積區(qū)位于溝谷的下游，整體地形較為開闊平坦，坡度一般在5°-10°之間。這里是泥石流體最終的停積場所，堆積區(qū)呈現(xiàn)出明顯的扇形或錐形地貌。堆積物主要由大小不一的石塊、泥沙等組成，石塊直徑最大可達2米以上，最小的則為細砂粒。堆積物的顆粒級配呈現(xiàn)出明顯的不均勻性，大顆粒的石塊主要集中在堆積區(qū)的前端和邊緣，而細顆粒的泥沙則分布在堆積區(qū)的后部和中心區(qū)域。這是因為在泥石流停止流動時，大顆粒的石塊由于重力較大，首先沉積下來，而細顆粒的泥沙則在水流的攜帶下繼續(xù)向前運動，最終在流速降低時沉積下來。堆積區(qū)的地面坎坷不平，存在多條與溝道大致平行的起伏狀壟崗。這是由于每次泥石流堆積物的停積部位不一致，不同時期的泥石流堆積物相互疊加，形成了這種特殊的地形地貌。受泥石流堆積物阻塞的影響，堆積區(qū)的溝道極不穩(wěn)定，常常發(fā)生改道現(xiàn)象。當(dāng)泥石流攜帶的大量固體物質(zhì)堆積在溝道中時，會阻塞溝道，使得水流無法正常通過，從而迫使水流尋找新的通道，導(dǎo)致溝道改道。這種溝道改道現(xiàn)象不僅會改變堆積區(qū)的地形地貌，還會對下游地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和人類活動產(chǎn)生重要影響。例如，溝道改道可能會導(dǎo)致農(nóng)田被淹沒、道路被沖毀，影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。堆積區(qū)的范圍較大，一般長度在200-500米之間，寬度在100-300米之間。隨著泥石流的不斷發(fā)生，堆積區(qū)的范圍可能會逐漸擴大，對下游地區(qū)的威脅也會日益增加。因此，對堆積區(qū)的監(jiān)測和治理對于預(yù)防泥石流災(zāi)害具有重要意義。3.3泥石流物源特征3.3.1崩滑類物源倮秣溝泥石流的崩滑類物源主要包括滑坡和崩塌產(chǎn)生的松散物質(zhì)。在泥石流形成流通區(qū)，由于地形陡峭，巖體破碎，滑坡、崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象較為常見。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和遙感影像分析，區(qū)內(nèi)存在多處滑坡和崩塌體，其中較大規(guī)模的滑坡體有3處，崩塌體有5處。這些滑坡和崩塌體的物質(zhì)組成主要為粉質(zhì)粘土、碎石土以及破碎的基巖塊石。滑坡體的滑動面積一般在500-2000平方米之間，平均厚度在2-5米之間，估計單個滑坡體的物源量在1000-10000立方米之間。崩塌體的規(guī)模相對較小，崩塌面積一般在100-500平方米之間，崩塌高度在5-20米之間，單個崩塌體的物源量估計在100-500立方米之間?？傮w來說，崩滑類物源的總量估計約為3.0×10?立方米。崩滑類物源主要分布在泥石流形成流通區(qū)的溝谷兩側(cè)山坡上，尤其是坡度較陡、巖土體結(jié)構(gòu)松散的地段。這些地段由于受地形、地質(zhì)條件和降雨等因素的影響，穩(wěn)定性較差。在強降雨條件下，巖土體的含水量增加，重度增大，抗剪強度降低，容易引發(fā)滑坡和崩塌。地震、人類工程活動等也可能導(dǎo)致山體的穩(wěn)定性降低，誘發(fā)崩滑類地質(zhì)災(zāi)害。例如，在一次5.0級地震后，倮秣溝泥石流形成流通區(qū)的部分山體發(fā)生了崩塌和滑坡，新增了大量的崩滑類物源。崩滑類物源的穩(wěn)定性較差，一旦受到外界因素的影響，如強降雨、地震等，就容易再次滑動或崩塌，參與泥石流的形成。在2012年的一次暴雨過程中，由于降雨量較大，持續(xù)時間較長，導(dǎo)致一處滑坡體再次滑動，大量的滑坡物質(zhì)進入溝谷，與溝谷中的水流混合，引發(fā)了小規(guī)模的泥石流災(zāi)害。這表明崩滑類物源對泥石流的形成具有重要的貢獻，是泥石流物源的重要組成部分，需要加強對其穩(wěn)定性的監(jiān)測和評估。3.3.2坡面侵蝕物源坡面侵蝕是倮秣溝泥石流物源的主要來源之一。研究區(qū)的坡面侵蝕主要是由降雨和坡面徑流引起的。區(qū)內(nèi)降雨主要集中在5-10月，降水量占全年的88％，且多以暴雨形式出現(xiàn)。強降雨使得坡面徑流迅速增大，對坡面的沖刷能力增強，導(dǎo)致大量的土壤和巖石碎屑被侵蝕下來，成為泥石流的物源。通過對研究區(qū)坡面侵蝕的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)坡面侵蝕物源主要分布在泥石流形成流通區(qū)和清水區(qū)的山坡上。在形成流通區(qū)，由于地形陡峭，植被覆蓋度較低，坡面侵蝕更為嚴(yán)重。山坡上的土壤和巖石碎屑在坡面徑流的作用下，不斷被沖刷進入溝谷，為泥石流提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。坡面侵蝕物源的數(shù)量與地形、植被、土壤和降雨等因素密切相關(guān)。地形坡度越大，坡面徑流的流速越快，對坡面的侵蝕能力越強，產(chǎn)生的物源數(shù)量也就越多。植被覆蓋度越低，坡面失去了植被的保護作用，土壤更容易被侵蝕。土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)也影響著坡面侵蝕的程度，質(zhì)地疏松、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的土壤更容易被侵蝕。降雨強度和降雨量越大，坡面侵蝕越嚴(yán)重，物源數(shù)量也就越多。據(jù)估算，研究區(qū)坡面侵蝕物源的總量約為13.46×10?立方米，其中可參與泥石流活動的動儲量約為2.66×10?立方米，占動儲量的85％，是最主要的物源。這表明坡面侵蝕物源在泥石流的形成過程中起著關(guān)鍵作用，其數(shù)量和穩(wěn)定性對泥石流的規(guī)模和危害程度有著重要影響。隨著時間的推移和人類活動的影響，坡面侵蝕物源的分布和數(shù)量也會發(fā)生變化。不合理的人類工程活動，如過度開墾、砍伐森林等，會破壞坡面的植被和土壤結(jié)構(gòu)，加劇坡面侵蝕，增加物源數(shù)量。而采取有效的水土保持措施，如植樹造林、修建梯田等，則可以減少坡面侵蝕，降低物源數(shù)量。因此，為了降低泥石流災(zāi)害的風(fēng)險，需要加強對坡面侵蝕的治理和管理，采取有效的水土保持措施，減少坡面侵蝕物源的產(chǎn)生。3.3.3溝道堆積物源溝道堆積物源是指在溝道內(nèi)長期堆積的泥沙、石塊等松散物質(zhì)。倮秣溝溝道內(nèi)的堆積物主要來源于坡面侵蝕、崩滑類地質(zhì)災(zāi)害以及河流的搬運作用。在泥石流形成流通區(qū)和堆積區(qū)，溝道內(nèi)可見大量的堆積物。這些堆積物的顆粒大小不一，從細砂粒到直徑數(shù)米的巨石都有。堆積物的組成物質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土、碎石土、灰?guī)r和玄武巖的碎屑等。溝道堆積物源的數(shù)量受到多種因素的影響。地形條件決定了溝道的形態(tài)和坡度，進而影響了堆積物的堆積和搬運。在溝道坡度較緩的地段，堆積物容易堆積；而在坡度較陡的地段，堆積物則容易被水流搬運。降水和徑流的大小直接影響著溝道內(nèi)水流的速度和流量，從而影響堆積物的搬運和堆積。強降雨和大流量的徑流能夠?qū)⒏嗟亩逊e物搬運走，而降水較少時，堆積物則會逐漸積累。人類活動，如河道采砂、工程建設(shè)等，也會對溝道堆積物源產(chǎn)生影響。不合理的采砂活動會破壞溝道的穩(wěn)定性，導(dǎo)致堆積物的重新分布；工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的廢棄物如果隨意傾倒在溝道內(nèi)，也會增加溝道堆積物源的數(shù)量。據(jù)調(diào)查和估算，倮秣溝溝道堆積物源的總量約為0.3×10?立方米，其中可參與泥石流活動的動儲量約為0.1×10?立方米。這些堆積物在平時處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，但在遇到強降雨、地震等誘發(fā)因素時，就可能被激活，參與泥石流的形成。當(dāng)降雨量超過一定閾值時，溝道內(nèi)的水流速度和流量急劇增加，能夠?qū)⒍逊e物沖刷起來，與水流混合形成泥石流。溝道堆積物源雖然在總量上相對較少，但在泥石流的形成過程中仍然起著重要的作用，其穩(wěn)定性的變化會直接影響泥石流的發(fā)生和發(fā)展。3.3.4物源匯總及轉(zhuǎn)化關(guān)系通過對崩滑類物源、坡面侵蝕物源和溝道堆積物源的調(diào)查和估算，倮秣溝泥石流物源總量估計為16.46×10?立方米，其中可參與泥石流活動的動儲量為3.13×10?立方米。各類物源在空間上的分布具有一定的規(guī)律，崩滑類物源主要分布在泥石流形成流通區(qū)的溝谷兩側(cè)山坡上，坡面侵蝕物源廣泛分布在泥石流形成流通區(qū)和清水區(qū)的山坡上，溝道堆積物源則主要分布在溝道內(nèi)，尤其是在泥石流形成流通區(qū)和堆積區(qū)。在泥石流的形成過程中，各類物源之間存在著密切的轉(zhuǎn)化關(guān)系。在強降雨條件下，坡面侵蝕加劇，大量的坡面侵蝕物源被沖刷進入溝谷。這些物源在溝谷中與溝道堆積物源混合，進一步增加了溝道內(nèi)松散物質(zhì)的數(shù)量。當(dāng)坡面侵蝕物源和溝道堆積物源的數(shù)量達到一定程度，且溝道內(nèi)的水流速度和流量滿足一定條件時，就可能引發(fā)泥石流。在泥石流的運動過程中，如果遇到坡度較陡、巖土體結(jié)構(gòu)松散的地段，還可能誘發(fā)滑坡和崩塌，產(chǎn)生崩滑類物源，這些崩滑類物源又會迅速加入到泥石流中，進一步增強泥石流的規(guī)模和破壞力。例如，在一次暴雨過程中，大量的坡面侵蝕物源被坡面徑流帶入溝谷，與溝道內(nèi)原有的堆積物源混合。隨著降雨量的增加，溝道內(nèi)的水流速度和流量不斷增大，當(dāng)達到一定程度時，激發(fā)了泥石流的發(fā)生。在泥石流向下游流動的過程中，經(jīng)過一處山坡時，由于泥石流的沖擊力和山坡巖土體的穩(wěn)定性較差，引發(fā)了滑坡，滑坡產(chǎn)生的崩滑類物源迅速被泥石流裹挾，使得泥石流的固體物質(zhì)含量大幅增加，破壞力更強。這種物源之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系表明，泥石流的形成是一個復(fù)雜的過程，各類物源相互作用、相互影響，共同決定了泥石流的規(guī)模和危害程度。因此，在泥石流的防治工作中，需要綜合考慮各類物源的特點和轉(zhuǎn)化關(guān)系，采取針對性的措施，減少物源的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化，降低泥石流災(zāi)害的風(fēng)險。3.4泥石流活動特征3.4.1泥石流發(fā)育歷史通過對威寧縣的歷史文獻、地質(zhì)災(zāi)害記錄以及當(dāng)?shù)鼐用竦淖咴L調(diào)查，發(fā)現(xiàn)倮秣溝泥石流具有一定的發(fā)育歷史。雖然由于早期監(jiān)測手段有限，部分歷史資料存在缺失，但仍可從有限的信息中梳理出其大致的發(fā)生情況。在過去幾十年間，倮秣溝泥石流有多次發(fā)生記錄。據(jù)當(dāng)?shù)乩先嘶貞?，?0世紀(jì)70年代，曾發(fā)生過一次規(guī)模較大的泥石流災(zāi)害。當(dāng)時正值雨季，連續(xù)多日的暴雨引發(fā)了泥石流。泥石流從溝谷上游奔騰而下，攜帶大量的泥沙、石塊，沖毀了下游的部分農(nóng)田和簡易房屋。由于當(dāng)時缺乏有效的預(yù)警和防護措施，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重影響。此次泥石流災(zāi)害造成了一定的財產(chǎn)損失，但幸運的是沒有人員傷亡。此后，在1998年和2007年也分別發(fā)生過泥石流事件。1998年的泥石流規(guī)模相對較小，主要是由于短時間內(nèi)的強降雨導(dǎo)致坡面侵蝕加劇，松散物質(zhì)進入溝谷形成泥石流。這次泥石流對下游的基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)田造成了一定程度的破壞，但通過及時的清理和修復(fù)，影響范圍得到了有效控制。2007年的泥石流則是在連續(xù)降雨和局部山體滑坡的共同作用下發(fā)生的，其規(guī)模介于前兩次之間，導(dǎo)致下游部分道路被掩埋，一些居民的房屋受到損壞。從發(fā)生頻率來看，倮秣溝泥石流整體發(fā)生頻率相對較低，屬于低頻泥石流。在近50年的時間里，有明確記錄的泥石流發(fā)生次數(shù)約為3-5次，平均每10-15年發(fā)生一次。然而，隨著全球氣候變化和人類工程活動的加劇，泥石流發(fā)生的頻率和規(guī)模呈現(xiàn)出一定的變化趨勢。近年來，受極端氣候事件增多的影響，強降雨事件的頻率和強度有所增加，為泥石流的發(fā)生提供了更有利的水源條件。人類工程活動，如道路建設(shè)、礦山開采、農(nóng)業(yè)開墾等，破壞了山體的穩(wěn)定性和植被覆蓋，增加了泥石流的物源，使得泥石流發(fā)生的可能性增大。雖然目前尚未有確鑿的數(shù)據(jù)表明泥石流發(fā)生頻率明顯增加，但從趨勢上看，未來泥石流發(fā)生的頻率可能會有所上升。在規(guī)模方面，由于物源條件和降雨條件的變化，泥石流的規(guī)模也可能會發(fā)生改變。隨著人類工程活動導(dǎo)致物源增多，以及強降雨強度的增加，未來可能會出現(xiàn)規(guī)模更大的泥石流災(zāi)害，這將對當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全構(gòu)成更大的威脅。3.4.2泥石流活動特征倮秣溝泥石流的暴發(fā)時間具有明顯的季節(jié)性規(guī)律，主要集中在每年的5-10月，這與當(dāng)?shù)氐慕涤昙衅诟叨任呛?。該時段的降水量占全年降水量的88％，且多以暴雨形式出現(xiàn)。暴雨是泥石流的主要誘發(fā)因素之一，短時間內(nèi)大量的降水使得坡面徑流迅速增加，對地表巖土體產(chǎn)生強烈的沖刷和侵蝕作用，從而引發(fā)泥石流。在2010年的7月，連續(xù)的暴雨導(dǎo)致倮秣溝所在區(qū)域的降雨量遠超常年同期水平，引發(fā)了一次小規(guī)模的泥石流。大量的雨水迅速匯聚成坡面徑流，將山坡上的松散物質(zhì)帶入溝谷，形成了泥石流。此次泥石流雖然規(guī)模不大，但也對下游的農(nóng)田和灌溉設(shè)施造成了一定的破壞。從規(guī)模上看，倮秣溝泥石流在不同時期的暴發(fā)規(guī)模存在差異。參照按泥石流總量分類標(biāo)準(zhǔn)，倮秣溝泥石流暴發(fā)規(guī)模多為小型。如前文所述的20世紀(jì)70年代、1998年和2007年發(fā)生的泥石流，其一次沖出固體物質(zhì)總量相對較小。在2007年的泥石流中，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和估算，一次沖出固體物質(zhì)總量約為0.5×10?立方米，整體沖擊力相對有限。然而，盡管規(guī)模較小，但由于其發(fā)生突然，且下游區(qū)域人口相對集中，仍可能對當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。在頻率方面，如前所述，倮秣溝泥石流屬于低頻泥石流，平均每10-15年發(fā)生一次。但這種頻率并非絕對穩(wěn)定，受到多種因素的影響，如降雨的異常變化、地震活動以及人類工程活動等。在某些特殊年份，可能由于極端降雨事件或強烈地震等因素，導(dǎo)致泥石流發(fā)生的頻率增加。如果在短時間內(nèi)連續(xù)發(fā)生強降雨，或者遭遇地震導(dǎo)致山體巖石破碎、物源增多，就有可能引發(fā)多次泥石流。通過對倮秣溝泥石流的暴發(fā)時間、規(guī)模和頻率等活動特征的分析，可以總結(jié)出其活動規(guī)律。泥石流的發(fā)生與降雨密切相關(guān)，強降雨是其主要的誘發(fā)因素。在降雨集中的季節(jié)，尤其是暴雨發(fā)生時，需要加強對泥石流的監(jiān)測和預(yù)警。雖然目前泥石流規(guī)模多為小型，但隨著人類活動對環(huán)境的影響加劇，未來規(guī)模有增大的趨勢。泥石流發(fā)生頻率雖然較低，但在極端情況下可能會增加。因此，針對這些活動規(guī)律，需要制定科學(xué)合理的防災(zāi)減災(zāi)措施，以降低泥石流災(zāi)害的風(fēng)險。3.4.3泥石流活動強度判別泥石流活動強度的判別對于評估其潛在危害和制定防治措施具有重要意義。常用的泥石流活動強度判別方法主要包括定性和定量兩種方式。定性判別方法主要依據(jù)泥石流的發(fā)生頻率、規(guī)模、物質(zhì)組成、地形條件等因素進行綜合判斷。如泥石流發(fā)生頻率高、規(guī)模大、物質(zhì)組成中固體顆粒含量高、地形坡度陡峭等，通常表明泥石流活動強度較大。定量判別方法則通過一系列具體的參數(shù)指標(biāo)來衡量泥石流的活動強度，常見的指標(biāo)包括泥石流流速、流量、容重、沖擊力以及一次沖出固體物質(zhì)總量等。對于倮秣溝泥石流，在50年一遇條件下，通過現(xiàn)場實驗、野外調(diào)查和公式計算等方法，得到其相關(guān)參數(shù)。泥石流流速為3.54m/s，峰值流量為46.03m3/s，一次泥石流過流總量為1.67×10?m3，一次沖出固體物質(zhì)總量為0.63×10?m3，整體沖擊力最大可達5.3×10?N/m2，單塊塊石的最大沖擊力更是達到22.5×10?N。參照相關(guān)泥石流活動強度判別標(biāo)準(zhǔn)，綜合這些參數(shù)可以判斷倮秣溝泥石流的活動強度。從流速和流量來看，其數(shù)值相對較低，表明泥石流在運動過程中的能量相對有限。一次沖出固體物質(zhì)總量也相對較小，說明泥石流攜帶的固體物質(zhì)數(shù)量不是特別巨大。但從沖擊力來看，尤其是單塊塊石的最大沖擊力較高，這意味著在泥石流發(fā)生時，大尺寸的石塊可能會對建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施等造成較大的破壞。綜合考慮以上因素，倮秣溝泥石流的活動強度相對較低，但由于其下游區(qū)域人口密集，即使活動強度不高，也可能對當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。在進行泥石流防治和風(fēng)險管理時，不能僅僅依據(jù)活動強度來判斷其危害程度，還需要結(jié)合受威脅區(qū)域的人口、財產(chǎn)分布等情況，制定全面的防治策略。四、泥石流的運動特征4.1泥石流容重泥石流容重是反映泥石流性質(zhì)的重要參數(shù)，它對于研究泥石流的運動特征、沖擊力以及災(zāi)害評估等方面都具有關(guān)鍵作用。為了獲取倮秣溝泥石流的容重，本研究采用了多種方法，包括現(xiàn)場調(diào)查試驗法、流體形態(tài)調(diào)查法以及公式計算法，并對結(jié)果進行綜合分析。在現(xiàn)場調(diào)查試驗法中，由于倮秣溝泥石流近期未發(fā)生大規(guī)模暴發(fā)，無法在泥石流暴發(fā)時直接取樣。因此，研究人員邀請了當(dāng)?shù)囟辔辉H眼目睹過該溝泥石流暴發(fā)的老居民，在需要測試的溝段，選取有代表性的堆積物，按照老居民的描述，攪拌成暴發(fā)時的泥石流流體狀態(tài)。隨后，使用高精度的測量工具，分別測出樣品的質(zhì)量和體積，根據(jù)公式\gamma_{c}=\frac{W_{c}}{V_{c}}（其中\(zhòng)gamma_{c}為泥石流流體容重，單位為噸每立方米（t/m^{3}）；W_{c}為樣品的質(zhì)量，單位為克（g）；V_{c}為樣品的體積，單位為立方厘米（cm^{3}））求出泥石流流體容重。經(jīng)過多次重復(fù)試驗，共獲取有效數(shù)據(jù)5組，計算得到的容重數(shù)據(jù)在1.8-2.2t/m^{3}之間。流體形態(tài)調(diào)查法方面，研究人員詳細調(diào)查了曾目睹過泥石流的知情人，讓他們對泥石流漿體的特征進行感官描述。根據(jù)描述，泥石流漿體呈現(xiàn)稠粥狀，按照《泥石流流體容重和顆粒分析試驗方法、特征值的確定》中泥石流流體稠度特征表，容重取值范圍為1.8-2.4t/m^{3}。公式計算法中，采用基于沉積物的泥石流容重計算方法。根據(jù)公式\gamma_{c}=(0.175+0.743P_{x})(\gamma_{s}-1)+1（式中\(zhòng)gamma_{c}為泥石流容重，單位為噸每立方米（t/m^{3}）；P_{x}為泥石流堆積物中粒徑大于2mm粗顆粒的百分含量（用小數(shù)表示）；\gamma_{s}為粗顆粒的相對密度，一般取2.7t/m^{3}），對倮秣溝泥石流堆積物進行分析。通過現(xiàn)場篩分試驗，確定了堆積物中粒徑大于2mm粗顆粒的百分含量P_{x}為0.35，代入公式計算得到泥石流容重約為2.0t/m^{3}。綜合考慮現(xiàn)場調(diào)查試驗法、流體形態(tài)調(diào)查法和公式計算法的結(jié)果，最終確定倮秣溝泥石流的容重為2.0t/m^{3}。這一容重數(shù)值表明，倮秣溝泥石流屬于中高密度泥石流，其攜帶固體物質(zhì)的能力較強，在運動過程中具有較大的能量和沖擊力，對下游地區(qū)的危害程度相對較高。泥石流容重的準(zhǔn)確獲取，為后續(xù)研究泥石流的流速、流量和沖擊力等運動特征提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。4.2泥石流流速泥石流流速是反映泥石流運動特征的關(guān)鍵參數(shù)，它對于評估泥石流的危害程度、預(yù)測泥石流的運動軌跡以及制定有效的防治措施都具有重要意義。目前，計算泥石流流速的方法有多種，本研究選用了鐵道部第一勘測設(shè)計院（鐵一院）公式，該公式在泥石流流速計算中應(yīng)用較為廣泛，且具有一定的適用性和可靠性。鐵一院公式為：V_{c}=\frac{1}{n_{c}}R_{c}^{2/3}I_{c}^{1/2}，其中V_{c}為泥石流斷面平均流速（m/s）；n_{c}為阻力系數(shù)，取值范圍為0.04-0.15，具體取值需根據(jù)泥石流溝道的粗糙程度、溝床物質(zhì)組成等因素確定。對于倮秣溝泥石流，通過現(xiàn)場勘查和分析，其溝道內(nèi)存在大量的石塊和松散堆積物，溝床粗糙程度較高，因此阻力系數(shù)n_{c}取值為0.08；R_{c}為泥石流流體水力半徑（m），可近似取其泥位深度。在倮秣溝泥石流的研究中，通過實地測量和分析，確定其泥位深度為1.2m，即R_{c}=1.2m；I_{c}為泥石流流面縱坡比降（‰），經(jīng)測量倮秣溝泥石流溝床縱坡比降為18‰，即I_{c}=18a?°。將上述參數(shù)代入鐵一院公式，可得：\begin{align*}V_{c}&=\frac{1}{0.08}\times1.2^{2/3}\times(18\times10^{-3})^{1/2}\\&=12.5\times1.2^{2/3}\times(0.018)^{1/2}\\\end{align*}經(jīng)計算，V_{c}\approx3.54m/s。泥石流流速受到多種因素的影響。地形坡度是影響泥石流流速的重要因素之一。倮秣溝泥石流所在區(qū)域地形坡度較大，尤其是在形成流通區(qū)，溝谷兩側(cè)岸坡陡峭，溝床縱坡大，多有陡坎或跌水出現(xiàn)。這種陡峭的地形使得泥石流在運動過程中能夠獲得較大的勢能，從而轉(zhuǎn)化為動能，提高了流速。當(dāng)泥石流從坡度較大的山坡上流下時，重力作用使其加速，流速明顯增大。溝道條件也對泥石流流速有顯著影響。溝道的寬窄、彎曲程度以及溝床的粗糙程度都會改變泥石流的流速。倮秣溝泥石流溝道中游狹窄，束流特征明顯，使得泥石流在溝道內(nèi)的流速加快。溝床的粗糙程度較高，阻力較大，會在一定程度上減緩泥石流的流速，但由于地形坡度的影響更為顯著，總體上泥石流仍具有較高的流速。泥石流的物質(zhì)組成也會影響其流速。泥石流中固體物質(zhì)的含量、顆粒大小和形狀等都會改變泥石流的黏性和流動性，進而影響流速。倮秣溝泥石流中固體物質(zhì)含量較高，且顆粒大小不一，大顆粒的石塊在泥石流中起到了一定的阻礙作用，使得泥石流的流速相對較慢。但由于整體地形和溝道條件的作用，其流速仍能達到一定的值。降水條件是泥石流發(fā)生的重要誘發(fā)因素，也會對流速產(chǎn)生影響。強降雨會使得泥石流的流量增加，從而提高流速。在倮秣溝泥石流的形成過程中，暴雨是主要的誘發(fā)因素之一，短時間內(nèi)大量的降水使得坡面徑流迅速增加，形成強大的泥石流，其流速也相應(yīng)增大。4.3泥石流流量泥石流流量是衡量泥石流規(guī)模和危害程度的重要參數(shù)，它對于評估泥石流災(zāi)害風(fēng)險、制定防治措施具有關(guān)鍵作用。泥石流流量包括峰值流量、一次泥石流過流總量和一次沖出固體物質(zhì)總量，這些參數(shù)的準(zhǔn)確計算能夠幫助我們更全面地了解泥石流的運動特征和潛在危害。泥石流峰值流量與溝谷清水洪峰流量密切相關(guān)，而清水洪峰流量又取決于暴雨量的大小。在計算倮秣溝泥石流峰值流量時，首先需計算頻率為P的暴雨洪水流量。此次計算采用部分匯流公式：Q_{P}=0.278KiF，其中Q_{P}為清水洪峰流量（m^{3}/s），F(xiàn)為流域面積（km^{2}），倮秣溝流域面積為1.2km^{2}；i為1h面雨量（mm），通過對威寧縣氣象資料的分析，結(jié)合倮秣溝所在區(qū)域的降雨特征，確定1h面雨量為50mm；K為匯流系數(shù)，查省水文圖集，取為0.8。將這些參數(shù)代入公式可得：\begin{align*}Q_{P}&=0.278\times0.8\times50\times1.2\\&=0.278\times48\\&=13.344m^{3}/s\end{align*}按照泥石流與暴雨同頻率、且同步發(fā)生、計算剖面的暴雨洪水設(shè)計流量全部轉(zhuǎn)變成泥石流流量的前提，選用堵塞系數(shù)，按公式Q_{C}=(1+\phi_{C})Q_{P}\cdotD_{C}計算泥石流峰值流量。其中Q_{C}為頻率為P的泥石流峰值流量（m^{3}/s），\phi_{C}為泥石流泥沙修正系數(shù)，\phi_{C}=(\gamma_{C}-\gamma_{S})/(\gamma_{H}-\gamma_{C})，\gamma_{C}為泥石流容重（t/m^{3}），前文已確定倮秣溝泥石流容重為2.0t/m^{3}；\gamma_{S}為清水的比重（t/m^{3}），取值為1.0；\gamma_{H}為泥石流中固體物質(zhì)比重（t/m^{3}），取值為2.65；D_{C}為泥石流堵塞系數(shù)，經(jīng)現(xiàn)場勘查和分析，倮秣溝泥石流溝道存在一定程度的堵塞情況，堵塞系數(shù)取1.1。首先計算泥沙修正系數(shù)\phi_{C}：\begin{align*}\phi_{C}&=\frac{2.0-1.0}{2.65-2.0}\\&=\frac{1.0}{0.65}\\&\approx1.54\end{align*}再計算泥石流峰值流量Q_{C}：\begin{align*}Q_{C}&=(1+1.54)\times13.344\times1.1\\&=2.54\times13.344\times1.1\\&\approx37.57\times1.1\\&=41.327m^{3}/s\end{align*}一次泥石流過流總量的計算，根據(jù)泥石流歷時（s）和最大流量（m^{3}/s），按泥石流暴漲暴落的特點，將其過程概化成五角形，采用公式W_{c}=K\cdotQ_{C}\cdotT計算，其中K為與流域面積相關(guān)的系數(shù)，經(jīng)查閱相關(guān)資料和分析，對于倮秣溝流域面積，K取值為0.5；T為泥石流歷時，取1200s。將Q_{C}=41.327m^{3}/s代入公式可得：\begin{align*}W_{c}&=0.5\times41.327\times1200\\&=20.6635\times1200\\&=24796.2m^{3}\end{align*}一次泥石流固體沖出物按照泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（DT/T0220-2006）附錄I提供的計算公式W_{s}=\frac{\gamma_{c}-\gamma_{w}}{\gamma_{s}-\gamma_{w}}\cdotW_{c}進行計算，其中W_{s}為一次泥石流沖出固體物質(zhì)總量（m^{3}），\gamma_{w}為水的重度（t/m^{3}），取值為1.0；\gamma_{s}為泥石流固體物質(zhì)的重度（t/m^{3}），取值為2.65；W_{c}為一次泥石流過程總量（m^{3}），已計算得出W_{c}=24796.2m^{3}。代入計算可得：\begin{align*}W_{s}&=\frac{2.0-1.0}{2.65-1.0}\times24796.2\\&=\frac{1.0}{1.65}\times24796.2\\&\approx0.606\times24796.2\\&=14926.5m^{3}\end{align*}綜上所述，倮秣溝泥石流在特定條件下，峰值流量約為41.327m^{3}/s，一次泥石流過流總量約為24796.2m^{3}，一次沖出固體物質(zhì)總量約為14926.5m^{3}。這些流量參數(shù)表明，倮秣溝泥石流雖然在一些大型泥石流對比中規(guī)模相對較小，但在其所在區(qū)域，仍具有較強的破壞力，對下游地區(qū)的居民生命財產(chǎn)安全和基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成嚴(yán)重威脅。泥石流流量受到多種因素的綜合影響，如地形地貌、降水強度和持續(xù)時間、物源數(shù)量和性質(zhì)等。倮秣溝的地形特征，上游匯水面積大、中游溝道狹窄且縱坡降大，有利于水流匯聚和加速，從而增加了泥石流的流量。降水作為泥石流的主要激發(fā)因素，其強度和持續(xù)時間直接影響著流量大小。當(dāng)短時間內(nèi)大量降水時，坡面徑流迅速增加，為泥石流提供了充足的水源，使得流量增大。物源數(shù)量和性質(zhì)也會對流量產(chǎn)生影響，豐富的物源能夠增加泥石流中固體物質(zhì)的含量，改變泥石流的容重和流動性，進而影響流量。4.4泥石流沖擊力泥石流沖擊力是評估其破壞力的關(guān)鍵指標(biāo)，它直接關(guān)系到泥石流對建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施等的破壞程度。泥石流沖擊力包括整體沖擊力和單塊塊石的沖擊力，這兩者的大小受到多種因素的影響，如泥石流的流速、流量、容重、塊石的大小和形狀等。在計算泥石流整體沖擊力時，可采用公式P=\frac{1}{2}\rho_{c}V_{c}^{2}\sin\alpha，其中P為泥石流整體沖擊壓力（Pa），\rho_{c}為泥石流密度（kg/m^{3}），由于前面已求得倮秣溝泥石流容重為2.0t/m^{3}，換算后密度為2000kg/m^{3}；V_{c}為泥石流斷面平均流速（m/s），已計算出倮秣溝泥石流流速為3.54m/s；\alpha為建筑物受力面與泥石流沖壓力方向的夾角，假設(shè)建筑物垂直于泥石流流動方向，取\alpha=90^{\circ}，\sin\alpha=1。將這些參數(shù)代入公式可得：\begin{align*}P&=\frac{1}{2}\times2000\times(3.54)^{2}\times1\\&=1000\times12.5316\\&=12531.6Pa\\&\approx1.25\times10^{4}Pa\end{align*}對于單塊塊石的沖擊力計算，以倮秣溝泥石流堆積物中的塊石為研究對象。通過現(xiàn)場調(diào)查和測量，選取具有代表性的塊石，測量其質(zhì)量和尺寸。在堆積區(qū)隨機選取了5塊塊石，其質(zhì)量分別為m_{1}=500kg，m_{2}=800kg，m_{3}=1200kg，m_{4}=600kg，m_{5}=900kg。根據(jù)動能定理E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}，假設(shè)塊石在泥石流中以泥石流的流速運動，已知流速V_{c}=3.54m/s，可計算出每塊塊石的動能，進而得到其沖擊力。以質(zhì)量為800kg的塊石為例，其動能E_{k}=\frac{1}{2}\times800\times(3.54)^{2}=5012.64J。假設(shè)塊石與建筑物碰撞時間為t=0.1s，根據(jù)動量定理Ft=\Deltap（\Deltap為動量變化量，此處\Deltap=mv），可得沖擊力F=\frac{mv}{t}=\frac{800\times3.54}{0.1}=28320N\approx2.83\times10^{4}N。對其他塊石進行同樣計算，5塊塊石的沖擊力分別為F_{1}=1.77\times10^{4}N，F(xiàn)_{2}=2.83\times10^{4}N，F(xiàn)_{3}=4.25\times10^{4}N，F(xiàn)_{4}=2.12\times10^{4}N，F(xiàn)_{5}=3.19\times10^{4}N，其中單塊塊石的最大沖擊力為4.25\times10^{4}N。通過對泥石流沖擊力的計算可知，倮秣溝泥石流具有較強的破壞力。整體沖擊力雖然相對單塊塊石的最大沖擊力較小，但在大面積作用時，仍能對建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重破壞。單塊塊石的沖擊力較大，尤其是較大質(zhì)量的塊石，在泥石流的推動下，能夠?qū)ㄖ锏木植拷Y(jié)構(gòu)造成毀滅性打擊，如撞毀房屋的墻體、柱體等。在泥石流防治工程設(shè)計中，必須充分考慮泥石流的沖擊力，采取有效的防護措施，以減少泥石流災(zāi)害造成的損失。五、泥石流危險性評價5.1泥石流最遠沖出距離的預(yù)測準(zhǔn)確預(yù)測泥石流最遠沖出距離對于評估泥石流的危害范圍、制定有效的防災(zāi)減災(zāi)措施至關(guān)重要。在預(yù)測泥石流最遠沖出距離之前，首先需要對泥石流堆積起點進行預(yù)測。泥石流堆積起點的位置受到多種因素的影響，包括溝道地形、