地震区震后风险及其调控:泥石流活动特征与防治技术

摘要

2008年5月12日的汶川Ms8.0地震以及1999年9月21日集集Ms7.6级地震均对地表产生强烈扰动,使得泥石流形成条件发生剧烈变化,影响到震后泥石流的活动特征,并对减灾技术提出新的需求.本文选择汶川地震区作为典型研究区,在调查数据的基础上,从固体松散物质条件、微地貌条件和水文条件的变化三个方面,分析了地震区震后泥石流形成条件的变化,认为汶川地震灾区崩塌、滑坡等产生的松散固体物质达28×108m3,为该区泥石流长期活动提供了丰富的物质基础;流域微地貌突变特别是严重的沟道堵塞,有利于泥石流规模的增大;强烈地表扰动和毁灭性、大面积毁坏植被,改变了地表水入渗、产流和汇流条件,利于侵蚀和洪峰形成.这些流域状态的巨变,构成了有利于泥石流形成的条件组合.从而,导致震后泥石流活动强度急剧增,使得泥石流成为对地震区影响最为严重的灾害.震后泥石流活动的主要特点有:泥石流沟谷数量增加,大量震前被判定为非泥石流沟的流域暴发了泥石流;激发泥石流的临界雨量明显降低;泥石流暴发表现出明显的高频性与群发性;泥石流的容重约提高10％-30％,原来定性为稀性或过渡性的泥石流沟转化为过渡性或粘性泥石流沟;泥石流流量普遍增大,可增加约50％-100％,现有规范中泥石流流量计算方法的结果偏小,需要修正.震后大型泥石流成灾有两个显著特点,即泥石流进入主河形成堰塞湖产生二次灾害、泥石流携带的巨石冲击破坏能力巨大.针对震后泥石流成灾特点,提出了主河输移控制型泥石流防治规划设计原理、不同开孔的拦砂坝群分级拦淤泥石流方法、谷坊群稳定形成区泥石流物源方法、充分利用沟床巨石形成阶梯-深潭结构等系列泥石流工程防治体系规划方法.主河输移控制型泥石流防治规划设计原理以主河输沙能力作为控制条件,将泥石流的洪峰流量优先分配给排导工程,然后分配给拦挡工程或者停淤工程,各类工程合理分担的泥石流洪峰流量.这些方法的组合可望对大型泥石流进行有效的调控.