舟曲泥石流地质灾害形成原因分析_张成勇

第46卷第12期2010年12月甘肃水利水电技术

Gansu Water Conservancy and Hydropower Technology Vol．46，No．12Dec. ，2010

舟曲泥石流地质灾害形成原因分析

张成勇

（甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州

730000）

摘要：泥石流是一种暴发在山区沟谷中饱含大量泥沙块石的特殊洪流，它是在山地夷平过程中由剧烈侵蚀作用引发的一种泥沙快速运动现象，是水土流失和山地环境恶化发展到及其严重阶段的重要标志。舟曲县全县处于高山峡谷中，地形陡峻，沟壑密度大，沟内滑坡、崩塌发育，残坡积松散物质储量大，夏季暴雨频发，为区内泥石流的形成提供了有利条件。所以泥石流灾害的原因分析可以帮助我们预防泥石流，为泥石流的防治工作起到一定的积极作用。关键词：泥石流；地质灾害；断裂；地震中图分类号：P642.23

文献标识码：B

文章编号：2095-0144（2010）12-0044-03

沟床比降平均为306‰，两岸山坡坡度平均54°。流域山地以高山为主，山势陡峻挺拔，坡度多在45°以上，沟谷冲蚀、中、

切割强烈，支沟发育，沿主沟呈树枝状分叉，主沟中、上游及支沟呈“V ”字形，平均纵坡降300‰，沟坡在40°以上，下游沟谷呈“U ”字形，平均坡降180‰。

罗家峪沟流域位于白龙江左岸，城关乡县城北东面，与三眼峪沟相邻，地理坐标E104°23′，N33°47′。罗家峪沟流域面积15.43km 2，主沟长6.8km ，沟道流域最高海拔3410m ，入白龙江口1340m ，相对高差2070m ，沟口距江边约2.4km ，，主沟长7.4km ，沟床比降平均为整个流域呈“漏斗形”

334‰，两岸山坡坡度平均50°。流域山地以中、高山为主，山沟谷冲蚀、切割强烈，支沟势陡峻挺拔，坡度多在45°以上，发育，沿主沟呈树枝状分叉，主沟中、上游及支沟呈“V ”字形，平均纵坡降260‰，沟坡在45°以上，下游沟谷呈“U ”字形，平均坡降80‰。1.2

地层岩性

三眼峪、罗家峪泥石流沟所处地层岩性主要为中泥盆统岩性段（D 22）、上二迭统（P 2）和下二迭统上段（P 1b ），上、下二迭统岩性主要有灰岩、白云质灰岩、鲕状灰岩分布于沟道上部，中泥盆统古道岭组岩性主要有炭质板岩、千枚岩及砂岩，分布于沟道中下部，中泥盆统软硬相间，风化强烈。整个流域处于葱地～铁家山和坪定～化马两条断裂带所夹的断块中，断裂两侧岩层破碎，褶曲强烈，岩体较破碎。沟道中部分布滑坡、崩塌、坍塌及沟道洪积物等第四系（Q 4）松散堆积物。1.3

地质构造

舟曲县城段区域上属秦岭褶皱系～西秦岭南部印支褶皱带，北以临潭～宕昌断裂带与西秦岭北部华里西褶皱带分界，构造线方向呈NWW ～SEE 展布，南北宽大于40km ，东西长大于200km 。南以玛曲～石坊～岸门口～略阳断裂带与松潘～甘孜地槽系毗邻。工程区地处西秦岭南部褶皱带内的白龙江构造线沿NW285°～355°形成大致平行的挤压背斜北东翼上。

2010年8月8日凌晨，舟曲县城北侧三眼峪、罗家峪流域突降暴雨，零时左右两沟同时暴发特大规模的山洪泥石流。灾害造成数千亩良田被毁、县城的月圆村和椿场村两村全部被冲毁，三眼村、北门村、罗家峪村、瓦场村部分被毁，城区20多栋楼房被冲毁，泥石流还造成650余米白龙江河道堵塞，回水使舟曲县城城区三分之一被淹，县城交通、电力、通讯中断。这次特大泥石流灾害给舟曲县城人民生命财产造成了巨大损失，截至2010年8月23：16，造成1435人死亡，330人失踪，受伤住院72人，累计门诊人数2092人，已解救1243人。巨大灾情引起了党中央、国务院、中央军委及全国人民的高度关注，中央各部委火速行动，国家二级救灾应急响应启动，组织开展救援处置工作。

本次泥石流地质灾害主要发生在三眼峪和罗家峪，这两条沟位于白龙江北岸，沟口距舟曲县城约2km 。现对泥石流的形成原因做一简要分析。11.1

地质条件因素地形地貌

舟曲县城段地处西秦岭南脉山区的岷迭山系，山体高耸挺拔，地势险峻，河谷深切，水流湍急。白龙江两岸海拔高程大多在3000～3500m 以上，谷地海拔高程850～1350m 。县城以北的雷古山海拔高程4154m ，为本区最高峰，以南的葱花坡海拔高程3250m 。地形相对高差达1000～1500m ，最大达2900m ，呈典型的高山峡谷地形特征。总体上可分为岩质中～高山区和白龙江谷地两个地貌区。

三眼峪沟流域位于白龙江左岸，城关乡县城北面，地理坐标E104°22′，N33°48′。流域面积25.75km 2，主沟长7.8km ，沟道流域最高海拔3828m ，入白龙江口1340m ，相对高差2488m ，沟口距江边约2km ，整个流域呈“漏斗形”，沟床比降平均为214‰，两岸山坡坡度平均52°。主沟由支沟大眼峪、小眼峪呈“Y ”形构成，大眼峪主沟长5.3km ，沟床比降平两岸山坡坡度平均50°；小眼峪主沟长3.6km ，均为272‰，收稿日期：2010-12-09

作者简介：张成勇（1977-），男，甘肃临洮人，工程师，学士，主要从事水利水电工程地质勘察。

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第12期张成勇：舟曲泥石流地质灾害形成原因分析第46卷

带，构成了工程区内的褶皱、断裂构造框架。1.3.1

褶皱

区域内发育的褶皱主要是白龙江复式背斜，该背斜呈NWW ～SEE 向横贯全区，轴面倾NE ，两翼倾角50°～70°，核部为下志留统地层，两翼依次为中、上志留统、泥盆系、石炭系、二选系和三选系地层。两翼地层中次一级背斜和断裂十分发育，向斜一般保存不全，受北东向高倾角断层错位和后来发展起来的武都弧形构造的影响，复背斜内部构造更加复杂，而且南翼由于断裂破坏，上古生界地层出露不连续。1.3.2

断裂

区域内断裂发育，规模大的区域断裂主要有：临潭～宕昌断裂带、迭部～舟曲断裂带和临江断裂带，每条断裂又有分支断裂。

（1）临潭～宕昌断裂带

该断裂带西起合作西，向东经临谭北～岷县～宕昌南，在合作～岷县之间分为南北两支，长约250km ，由数条平行或斜列断层组成。总体上呈NW （NWW ）～SE （SEE ）向展布，倾向NE ，倾角50°～70°，是一条有多期活动的压扭性断裂。该断裂带的北支晚更新世以来活动不显著，而南支断裂在岷县西全新世活动明显，沿断裂普遍可见线状陡坎、°状地形等断错地貌，比如，新成镇断腰沟中呈左旋错断一系列冲沟；全新世晚期坡积物中可见断距10～20cm ；在卓尼县大扎村北错断山脊、冲沟及现代洪积扇，形成高100～150m 的断层崖。1837年在其中、西段的临潭东曾发生6级地震，1573年岷山发生6.75级地震，现今弱震频繁。该断裂带为一强震活动构造带，为未来百年内可能发生6～6.5级地震的危险区。

（2）迭部～舟曲断裂带

主要沿白龙江复背斜轴部发育，分为光盖山～迭山北缘断裂带、光盖山～迭山南缘断裂带和迭部～白龙江断裂带。

①光盖山～迭山北缘断裂带：西起光盖山，向东沿迭山北缘以SE160°延伸，在古麻山西转为NW3l0°～320°，向东南穿腊子沟和雷古山南缘后终止于武都以北。由多条断层组成，长约300km ，倾向SW ，倾角50°～70°，为一条继承性活动的压扭性断裂；

②光盖山～迭山南缘断裂带：出露于白龙江复背斜轴部，西起尕海北，向东经益洼、祖西和尖尼北侧转SE ，经过崔古在水泊村南横穿白龙江后，经大峪坪，朱家山终止于武都以南，总体呈NWW （NW ）向展布，倾向NE ，倾角50°～70°，是一条具继承性活动的压扭性断裂。

晚更新世以来具有较强的活动，断裂通过处错断山脊、水系和低阶地，如在水泊村白龙江南岸错断Ⅰ级阶地砾石层，断距约4m ；在尖尼村北山脊、水系被错断，断层崖和三角面连续出现；在苦代卡村见5条断面呈阶梯状断落破碎带宽1m ，全新世黄土、坡积砂土和砂砾石层中断面清晰，断距10～30cm 不等。该断裂带1987年1月8日在祖西、祖爱北的竹路沟曾发生一次5.9级地震，临江2006年6月21日发生5.5级地震。从地震与断裂的活动性分析水泊峡以西活动时代属全新世，由东向西活动逐渐加剧。

③迭部～白龙江断裂带：迭部～白龙江断裂带大体沿白断裂倾向NE ，倾角40°～60°，局部龙江呈NW340°方向延伸，

直立，长度大于200km ，由多条断层组成，分南北两支，属多期活动的压扭性断裂。

北支断裂在其中段的拉路沟～多儿沟之间断裂经过处明显错断山脊、水系，在长坝处白龙江Ⅱ级阶地上发育6条断面断错冲洪积物，形成宽l50～200cm 的破碎带，断面倾向NE 或SW ，倾角68°～90°，断距一般l0～30cm ，最大38cm ，热释光测定其时代距今1.1万a ±230a ；在西段的菲菜沟一带呈左旋错断一系列水系，最大错距110m ，热释光测定年龄距今2.2a 年±300a 。分析认为西段活动比中段强，但中段活动较新。

南支断裂左旋错断山脊、水系形成清晰的线状断层崖和三角面。比如：在哈拉沟中断面直立，阶地被错断；选部县城南形成2.0～2.5m 高的断层陡坝，沟谷通过断裂时由5m 突增大13m 宽，沟中坡积物被错断，垂直断距20cm 余，热释并且断裂带中同光测定其活动时代距今4600a ±1200a ，

时伴生有一小型构造楔，推测为全新世发生的古地震事件。

（3）临江断裂

该断裂西起文县石坊，经临江、三河口至康县后转为东西走向后，与略阳断裂合并。是摩天岭古陆和西秦岭南部褶皱带的分界断裂。临江以东走向NEE ，以西逐渐变为NWW ～NW ，全长大约110km ，倾向SE 或SW ，倾角65°～85°。由2～3条主要断层组成。破碎带宽250～500m ，带内物质定向排列，两盘附近拖引褶曲和揉褶发育。是一条具多期活动的压扭性断裂。1.3.3

新构造运动与地震

本区新构造活动强烈，时空分布上存在明显差异，各断裂带空间上不同地段的活动性和强度不同，断裂活动的时代也不同。迭部～白龙江断裂带北支在拉路沟～多儿沟间全新世活动段长120km ，东西两端为晚更新世活动段，南支在拉路沟～迭部县城南全新世活动段长75km ，西北、东南两端是晚更新世活动段；光盖山～迭山南缘断裂带为晚更新世以来活动断裂，且由东向西活动程度逐渐加剧；临潭～宕昌断裂带北支晚更新世以来活动不显著，而南支断裂在岷县西全新世活动明显。临江断裂切割山脊形成垭口或断崖，沿断裂带岩体有崩塌现象，白龙江、嘉陵江水系通过断裂时发生规律性的左旋错位。主干断裂带上覆的风化壳和Ⅱ级阶地冲积层年龄测定8.38±2.8万a 和3.26±0.7万a ，属于晚更新世活动断裂。

（2）地震

工程区处于天水～武都地震带中，该带斜穿西秦岭褶皱带，总体方向为NE30°左右，经三河口、临江穿过。据统计，该带共发生6级以上地震13次，主要集中在公元1000～1900年之间。其中最大地震为1654年天水南和1879年武都南的两次8级地震，现代弱震活动频繁。舟曲～武都段曾多次发生M ≥4.7级地震，历史上最大震级为6.5级。

白龙江舟曲～临江段区域无历史强震发生，最大震级为6.5级，场址主要受外围强震的波及影响。根据国家地震局2001年版《中国地震动峰值加速度区划图》（GB 18306-（1/400万），本区50年超越概率为10％时的地震动峰2001）

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（1）新构造运动

2010年第12期

值加速度为0.2g ，相应的地震基本烈度为Ⅷ度。1.3.4

区域稳定性

甘肃水利水电技术第46卷

震惊世界的5.12地震给舟曲县域各城镇造成了人员伤房屋损毁、公共设施遭受破坏等较为严重的损失。亡、

地震发生后，三眼峪沟和罗家峪沟两侧山坡不同程度的发生了滑坡、崩塌等地质灾害，山体岩石松动，滚石现象时有发生。不仅为地表水下渗创造了有利条件，而且为泥石流沟的形成提供了丰富的潜在松散固体物质来源。4

降水条件

本区属北亚热带向北温带的过渡区，降水量少而不均匀，瞬时暴雨是引发泥石流灾害发生的主要因素之一。

2010年8月7日晚11：40左右，三眼峪、罗家峪流域突8日凌晨两沟同时爆发泥石流。据统计，本次形成灾降暴雨，

害的过程降水量达96.77mm ，1h 内降水量达77.3mm ，调查区因经受汶川“5.12”地震影响，岩土体松动破碎，又历经长时间干旱缺雨，瞬时暴雨成为加剧滑坡、崩塌发生的催化剂，短时间内为泥石流提供了巨量的松散物质来源，加剧了泥石流的发生。5

地质灾害自身特征

泥石流地质灾害自身具有它的隐蔽性、突发性和破坏性。泥石流流域内分布广的岩层、易风化破碎的软弱岩层对泥石流固体物质具有控制作用，崩塌、滑坡及水土流失的严重程度是泥石流产生的一个非常重要的影响因素，是形成泥石流的主要固体物质来源。在没有水动力时，松散物质堆积沟道，不会对下游产生威胁。一旦有瞬时暴雨，山洪将携卷大量松散堆积物讯涌而下，淤埋或冲毁下游建筑物、道路、农田等，这种长期积累一次输走的积累方式充分印证了泥石流的这三大特性。

舟曲县城段位于西秦岭南部褶皱带内的白龙江背斜北东翼上，有两条区域大断层（化马～靖边断裂和大川～安子坪断裂）穿越本区，形成沿走向NW285°～350°大致平行的压性构造带，工程区区域构造背景复杂。同时工程区区域上新构造运动强烈，地震活动频繁，因此，工程区区域稳定性较差，部分山体破碎。2

固体物质条件

舟曲县城区为迭部～白龙江断裂带，地质构造复杂，新构页岩、千枚造运动活动强烈；地层岩性多为泥盆系石英砂岩、岩、灰岩以及第四系松散堆积物等，基岩软硬相间，抗风化能力差；该区滑坡、崩塌发育，且为汶川地震的波及区，使岩体结构疏松，以上条件为形成泥石流提供了一定的松散固体物质条件。据统计，三眼峪泥石流沟流域内滑坡共有8处，滑动面积0.88km ，总体积1303.9万m ；崩塌53处，总体积

2

3

2830.2km ；滑塌、坍塌及沟床松散堆积物方量约1029.2

3

万m 3，整个沟道松散堆积物储量约5163万m 3，其中可补给泥石流方量为2500万m 3，滑坡可补给方量712.7万m 3、崩塌1258万m 3、沟道堆积367.4万m 3、滑塌、坍塌78万m 3、面状侵蚀33.2万m 3、危岩松动体60.2万m 3。

舟曲县白龙江两岸山体原来为茂密的森林区，森林采伐始于明清时期，特别是近50a 的大量采伐造成生态植被破坏，致使岩石裸露、物理分化强烈，一方面增加了坡面降水汇流时间，同时增加了坡面冲蚀强度及泥石流沟的物源。3“5.12”汶川地震影响

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甘肃省委省政府隆重举行舟曲抢险救灾总结表彰大会

2010年12月24日，甘肃省委、省政府在兰州隆重举行舟曲抢险救灾总结表彰大会。省委书记、省人大常委会主任陆浩出席大会并讲话，省委副书记、代省长刘伟平主持大会，省政协主席陈学亨、省委副书记鹿心社出席大会。

下午3时整，舟曲抢险救灾总结表彰大会开始。全体起立，高唱国歌。

鹿心社首先宣读了《中共甘肃省委省政府省军区关于表彰舟曲抢险救灾先进集体和先进个人的决定》。随后，会议向受表彰的51个先进集体、126名抢险救灾模范、10个抢险救灾先进基层党组织和27名抢险救灾优秀共产党员颁奖。

陆浩在讲话中指出，今年8月8日，我省舟曲发生了历史罕见的特大山洪泥石流灾害，给当地群众的生命财产造成了巨大损失。在党中央、国务院和中央军委的坚强领导下，在全国人民的无私援助和大力支持下，全省各族人民众志成城、团结奋战，奋起抗争、顽强拼搏，夺取了抢险救灾斗争的重大胜利，谱写了感天动地的英雄史诗。今天，我们隆重召开会议，主要是总结舟曲抢险救灾工作，表彰抢险救灾先进集体和模范个人，号召全省各族人民学习他们的先进思想和模范事迹，弘扬伟大的舟曲抢险救灾精神，为推动经济社会跨

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实现全面建设小康社会的宏伟目标不懈奋斗。越式发展、

陆浩强调，面对这次极为罕见的自然灾害，全省上下戮力同心、共克时艰，不仅取得了抢险救灾斗争的胜利，同时也形成和锻造了富有时代特色的舟曲抢险救灾精神。这种精神概括起来就是“大灾不屈、抢险不惧，共克艰难、矢志不渝”。这是伟大的抗震救灾精神的再次体现，也是对甘肃精神的又一次提炼和升华，是我们战胜一切艰难险阻、实现更好更快发展的宝贵财富和强大动力。弘扬舟曲抢险救灾精神就是要坚持以人为本、民生为先的执政理念，就是要锻造大灾不惧、愈挫愈勇的坚强意志，就是要树立不畏艰难、敢于胜利的坚定信念，就是要发扬万众一心、同舟共济的传统美德。

表彰大会上，4位舟曲抢险救灾先进集体代表和先进个人代表先后发言。

各市州和舟曲县党政主要负责同志，省委各部委办、省直部门、在兰省属大型企业、大专院校、科研院所、中央驻甘单位主要负责同志，舟曲抢险救灾先进集体和个人代表，解放军、武警官兵、公安干警、消防官兵、医务工作者、志愿者代表等1000多人参加了会议。（来源：甘肃水利网站

2010年12月25日；本刊有删减）