产生拥塞或堵塞等，在山洪或泥石流等作用下产生强烈冲刷作用形成泥石流灾害。
图4-9 杨湾沟形成区与流通区交界处的冲淤交替
2、堆积区冲淤特征
流通堆积区分布于1955m以下的沟段，该段沟道平均纵坡仅101.12‰左右，这种条件决定该沟段冲淤特征仍为以淤为主的特点。但在局部沟道束流段，或者局部较陡沟床段出现局部淤积，或者在大规模泥石流或山洪作用下，沟道表现以冲刷为主，因此总体以淤积为主，局部段有淤积，但总体上是以冲刷—淤积交替出现。在2012年较泥石流中，大量泥石流均在堆积区淤积，泥石流在沟口堆积扇冲刷现象不明显。
2、堆积区冲淤特征
流通堆积区分布于1855m以下的沟段，该段沟道平均纵坡仅90.2‰左右，这种条件决定该沟段冲淤特征仍为以淤为主的特点。但在局部沟道束流段，或者局部较陡沟床段出现局部淤积，或者在大规模泥石流或山洪作用下，沟道表现以冲刷为主，因此总体以淤积为主，局部段有淤积，但总体上是以冲刷—淤积交替出现。交替出现主要为流通区与堆积扇交界处。在2012年较泥石流中，大量泥石流均在堆积区淤积，泥石流在沟口堆积扇冲刷现象不明显。
图4-11 桃源沟上游表象以冲刷为主
图4-10 杨湾沟沟口泥石流堆积
4.2.3 桃源沟泥石流 1、形成区冲淤特征
桃源沟上游形成区普遍坡度较大，多在45°左右，沟谷纵坡较陡（普遍在300‰以上），且区域性地壳运动表现为强烈抬升，在沟道下切侵蚀作用下，诱发沟岸大量滑坡，沟岸物质进入沟道后，
图4-12桃源沟沟口泥石流堆积
―38―
4.3 泥石流堆积物特征
4.3.1 泥石流堆积物颗粒特征
本次勘查对沟道堆积物（包括泥石流堆积物和部分清水冲沟内的冲洪积物）进行了颗粒级配试验，试验方法是将表层0～50cm的土样采集进行现场筛分试验，得出颗粒大小为<5mm、5～20mm、20～50mm、50～100mm、100～150mm、150～200mm、>200mm等粒级的颗粒重量及所占百分比，然后采集部分筛出的粒径<5mm土样送室验室进行进一步的筛析试验，并综合野外筛分与室内试验的成果，计算求得不同粒级颗粒所占百分比，其结果如表4－3。
由图表可见，泥石流的颗粒级配关系反应了不同沟段位置的水动力条件和冲淤特征，与野外调查的情况基本相符，这主要体现在以下几个方面：
1、所有试验成果均反应出其土石比较小，最大值为桃源沟沟口01中颗粒级配分析的成果，其值为14.87:85.13，最小值为上游06中的试验值，为36.87:63.13，而大部分小于10:90，土石比偏大，说明桃源沟域总体上水源较小，水动力条件不强，正是由于这样的水动力条件下，细小颗粒（特别是沟道浅部的）大部分较难被带走，与粗颗粒物质汇合留于沟道内所致。
表4－3 桃源沟泥石流堆积物颗粒分析结果统计表
颗粒分布（单位：mm） 样号 砾石 200～150～100～>200 50～20 20～5 5～2 150 100 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.58 7.52 9.68 18.82 17.62 19.68 18.23 20.33 17.87 2～1 14.48 10.75 砂粒 1～0.25～0.25 0.1 13.3 8.32 10.6 9.37 粉粘粒 0.1～0.075 10.25 13.07 10.53 8.31 9.85 11.38 8.53 8.31 7.85 <0.075 9.63 10.78 8.32 10.01 9.45 8.67 8.32 7.01 9.45 55.98:44.02 54.57:45.43 52.12:47.88 51.86:48.14 49.24:50.76 48.94:51.06 45.12:54.88 44.86:55.14 42.24:57.76 土石比 源沟中上游段纵比降相对较大，且冲淤特征表现为以冲刷为主，因而06、07等处的土石比均较低；在支沟中，这种规律也体现得较为明显。总体上看，当土石比较大时，说明冲沟水动力条件相对较差，通常为沟谷宽阔或纵比降较缓的沟段，其冲淤特征表现出以淤为主的特点，而当土石比较少时，沟段往往纵比降较大或沟床狭窄，沟内水流较急，水动力条件更为强大，其冲淤特征常表现出以冲为主的特点，这种规律与不同沟段冲淤特征的分析情况是基本吻合的。
3、由于沟域内沟道堆积物总体上土石比较低，其颗粒级配特征表现为大部分集中于5～200区间，而粒径<2mm的砂粒和粉粘粒含量普遍较低，因而粒径为2～5mm的颗粒含量往往可更好的标识其水动力条件和冲淤特征。从桃源沟该粒级的颗粒含量小于5～6%，其土石比往往小于45:55，通常水动力条件强大，冲淤特征常表现出以冲为主的特点；反之，该粒级颗粒含量大于5～6%，其土石比往往大于50:50，通常水动力条件相对较弱，冲淤特征常表现出以淤为主的特点。
4、这种颗粒级配反映的沟床冲淤特征是沟床经过地质历史时期长期积累的平均效应，其冲淤变化是相对的，如主沟中下游段总体上体现出以淤为主的特点，但如果发生大规模泥石流时，沟道的冲淤变化也可能转变成以冲刷为主的特点。
4.3.2 泥石流堆积物叠置关系及成因分析
从桃源沟泥石流堆积扇体的形态及挤压主河的特征分析，桃源沟为一古泥石流沟，近200年未暴发泥石流，堆积区地形呈喇叭状，其前缘直抵热水河，前缘宽100～160m，后部宽60～90m，纵长560m，泥石流堆积扇面积约0.084k㎡。扇区堆积厚度10～20m左右，扇区泥石流堆积物方量约23×104m3，泥石流人工改道后目前沟道主要由堆积扇体中部通过。这些现象表明，桃源沟泥石流堆积扇体的形成经历了复杂的地质历史变迁，由于本次勘查工作侧重于从泥石流治理的角度进行勘查工作，对泥石流的形成发展历史未布置专门的勘查工作进行勘探，且堆积扇结构变化复杂，人类工程活动较为强烈（耕地），对其堆积物叠置关系及成分析进行研究是非常困难的。因此，本次工作
01 02 03 04 05 06 07 08 09 15.01 12.78 5.48 16.96 10.35 6.23 14.59 12.23 14.01 8.79 6.56 9.2 7.46 9.78 4.48 11.34 19.31 17.49 12.99 25.01 12.76 13.56 18.63 18.87 15.66 17.87 14.35 14.49 20.21 15.76 仅根据地面调查测绘的情况，从堆积扇体堆积叠置关系提出一些肤浅的推测。
首先，堆积扇体的形成是多期次叠加的。从堆积扇体的形态看，桃源沟泥石流至少经历过一次从形成期—发展期—衰退期—停歇期的周期变化过程。从扇体前缘突出的情况看，桃源沟泥石流曾经暴发过大规模的泥石流活动，并可能曾经严重堵塞的主河，导致主沟河形弯曲，这显然是泥石流发展期活动的结果；在此次泥石流大规模活动后，泥石流的活动转而进入衰退期，其活动强度减弱，表现为后期泥石流堆积物覆盖于前期的堆积扇上的后退式活动；在后期泥石流活动中，从堆积扇上游的调查情况看，其沟道曾经历过强烈的摆动(2012年泥石流下游沟道变迁)，在目前沟道内的堆积扇中仍清晰可以见泥石流沟道痕迹。
从桃源沟泥石流堆积扇形成成因的初步分析，桃源沟泥石流是曾经发生过大规模泥石流活动
13.09 8.26 10.52 12.62 3.16 8.23 10.34 3.22 12.96 13.35 3.23 10.59 8.79 5.56 2、不同沟段试验成果的差异也反映了不同沟段水动力条件的差异和冲淤特征。在沟道宽缓处有利于泥沙沉积，沟谷冲淤特征均表现出以淤为主的特点，其土石比也较高(如01、02、03)，而桃
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的，2012年7月4日暴雨后，沟域内松散固体物源的增加，其发生较大规模泥石流灾害的可能性仍然是存在的，因而对其进行勘查和治理是非常必要和紧迫的。
根据杨湾沟及邓家河沟泥痕和过流断面实测资料，按泥石流暴发规模分类表4-8衡量，均属中型泥石流沟。
表4-8 泥石流暴发规模分类
分类指标 泥石流一次堆积总量（104m3） 泥石流洪峰量（m3/s） 特>1>2大型 10～100～中型 1～1050～小<<4.5 泥石流的成因机制和引发因素
桃源沟沟道上游地形陡峻，沟谷纵坡大，为泥石流的发育提供了有利的地形地貌条件，区内面蚀、沟岸崩滑及沟底松散物质再搬运为泥石流的发生提供了丰富的固体物源条件，而沟谷汇水条件好，水动力充足，为泥石流的发育提供了较好的水源条件，这些因素为泥石流的形成提供了基础条
图4-13桃源村泥石流群堆积扇影像
件。
桃源沟泥石流主要为短时集中降雨所激发。泥石流形成区内在集中降雨作用下夹带泥砂等松散物质汇集至沟谷中，由于流体富含泥沙，比重较大，且流域相对高差大，地形陡峻，汇集过程中势能转化为动能，其流速较快，冲击侵蚀能力较强，由于其快速掏蚀流通堆积区沟岸坡脚，导致沟岸大面积发生崩滑，松散物源迅速补充至流体中，加之其下蚀作用强烈，原沟底的松散堆积物也进入泥石流中，导致流体中固体物质含量迅速增多。
泥石流规模主要与沟域内松散固体物源的累计和动态变化情况及与引发泥石流的暴雨情况相关，当沟域内松散固体物源累积较多，且遇到集中暴雨时，往往就会发生较大规模的泥石流灾害。2012年泥石流后，沟域内部分可参与泥石流的固体物源被泥石流带走， 据现场实际踏勘，目前沟道内可参与泥石流活动的松散固体物源量蕴藏量较大，沟域内固体物源再次累积并遭遇了可激发泥石流的暴雨，再次将可参与泥石流活动的松散固体物质冲入主河。
4.4 泥石流发生频率和规模
1、按泥石流暴发频率划分
从调查访问与实际考察结果分析，震前小规模泥石流在杨湾沟及邓家河沟内经常发生，震后物源集中，年年暴发泥石流；中等规模的泥石流10～20年左右活动一次，最近的三次在1998年6月25日、2011年7月20日，两沟的泥石流活动属中高频率。
根据对杨湾沟及邓家河沟的河道特征、与河床堆积物特征等各种条件分析，主沟小规模的泥石流1～3年发生一次。中等规模的泥石流10～20年活动一次。
5.12地震后至今，2011年暴发较大规模的泥石流灾害（但规模均不及1998年），据现场探勘，目前沟内滑坡、坡面侵蚀等不良地质现象和泥石流松散固体物质增多，泥石流暴发的危险性增大，一旦遇到暴雨等不利情况，其发生较大规模泥石流的可能性较大，只要雨量足够，再次暴发泥石流的规模可能达到甚至超过1998年泥石流规模，如不及时治理，将对沟口堆积扇的当地居民形成严重威胁。
目前桃源沟泥石流所处发展阶段为发展期（壮年期）。 2、按泥石流活动规模划分
震后，杨湾沟、桃源沟以及邓家河沟的泥石流的活动频率和规模都增大，主沟形成10～30年一遇的泥石流为中等规模，5～20年一遇的泥石流以中～小规模为主；＜5年一遇的为小规模为主。
5 泥石流基本特征值的计算
由于缺乏泥石流监测资料，因此，邓家河沟泥石流基本特征值的计算主要参照和利用野外调查和访问获取的泥位、沟道断面特征等进行，计算指标的确定主要根据拟设泥石流治理工程的需要，除对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量等常规指标计算外，还结合拟建工程部位特点，对拟设拦挡工程部位和防冲堤位置泥的石流整体冲压力、爬高和最大冲起高度等进行计算和校核。
―38―
5.1 泥石流流体重度
5.1.1 现场配方法
本次勘查中共取样9处，主要位于拟建坝位，主沟中下游，沟口，采取泥石流堆积物配合沟水搅拌泥石流浆体，经询问曾见过泥石流发生性状的村民5人，将浆体搅拌成当时泥石流浆体浓度（主要参照2012年泥石流的性状）并进行称重，量测浆体体积，计算其重度作为泥石流流体的重度，其计算公式为：
3 桃源沟 111 易发 1.766 1.881 5.1.3 综合取值
由于3条沟泥石流以往没有监测资料，只能通过配方法和查表法两种方法来确定，而这两种方法又各有其特点。配方法只能对已发生过，且有人目击的泥石流进行测定，且测定结果只能代表当时的一次泥石流发生的结果，如本次勘查测定的邓家河沟泥石流重度是参照2011年泥石流的情况测定的，具有一定的偶然性。相对而言，查表法是在现状调查基础上带预测性的重度值结果，更宜作为泥石流设计的依据，此外，主沟与支沟重度值关系的匹配关系也基本符合逻辑，即主要的支沟泥石流重度总体上较大，而在主沟因主沟沟水稀释，其重度降低。
根据上述分析，本次泥石流重度的综合取值采用表5－2查表法取得的结果。邓家河沟暴雨型泥石流的泥石流重度为1.71t/m3， 1+φ=1.778。杨湾沟暴雨型泥石流的泥石流重度为1.731t/m3， 1+φ=1.817。桃源沟暴雨型泥石流的泥石流重度为1.766t/m3， 1+φ=1.881。
表5－1 邓家河沟及其主要支沟泥石流流体重度配方法计算表
试验位置 邓家河沟沟口 邓家河沟与王家沟 交汇处上方 杨湾沟沟口 杨湾沟出山口 桃源沟沟口 桃源沟出山口 配制泥浆重量Gc（kg） 配制泥浆体积V（L） 泥石流重度?c（t/m） 3?c?Gc V式中?c—泥石流重度（t/m3）；
Gc—配制泥浆重量（t）； 。 V—配制泥浆体积（m3）
5.2 泥石流流量
为满足泥石流勘查评价及防治工程设计的需要，本次在各沟不同沟段、拟设治理工程部位、主要支沟泥石流沟口及与主沟交汇处下游等选择了5个典型断面部位进行泥石流流量的计算。
5.2.1 雨洪法 1、暴雨洪水流量计算
按照泥石流与暴雨同频率、且同步发生、计算断面的暴雨洪水设计流量全部转变成泥石流流量的前提下，首先按水文方法计算出断面不同频率下的小流域暴雨洪峰流量，然后选用堵塞系数，按下列公式进行泥石流流量Qc计算。
1、频率为P的暴雨洪水流量计算（QP）
8.65 9.17 8.72 8.61 11.01 8.94 5.08 5.32 5.05 4.97 6.21 4.97 1.703 1.724 1.727 1.732 1.773 1.799 按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220--2006）附录H填写泥石流调查表并按附录G进行易发程度评分（详见附表），按表G.2查表确定邓家河沟、杨湾沟及桃源沟泥石流重度和泥沙修正系数，其结果如表5－2。
表5－2 邓家河沟及其主要支沟泥石流流体重度查表法结果统计表
序号 1 2 沟名 邓家河沟 杨湾沟 易发程度数量化评易发程度评价 分 103 106 易发 易发 重度γc（t/m） 1.710 1.731 3由于缺乏必要的流域资料，按《四川省水文手册》推荐的推理公式计算地表水汇水流量，计算频率为P的暴雨洪峰流量Qp按下式计算：
Qp?0.278???i?F?0.278???S?n?F
式中：Qp—暴雨洪峰流量（m3/s）； ψ—洪峰径流系数； F—汇水面积（Km2）； S—暴雨雨强（㎜/h）；
i—最大暴雨强度（㎜/h）；
1+φ（γh=2.65） 1.778 1.817 ―38―
n—暴雨公式指数； τ—流域汇水时间（h）。
表5-3 暴雨洪水流量计算结果表
分类 计算地段 频率 S（㎜/h） F（Km2） n ψ τ Qp（m3/s） 邓家河沟2% 76.245 口 5% 64.17 0.74 0.924 0.939 1.122 13.13 0.925 1.167 10.46 拟建1#坝2% 76.245 位 5% 64.17 0.59 0.924 0.953 0.771 14.32 0.942 0.815 11.44 杨湾沟口 2% 76.245 5% 64.17 0.41 0.924 0.936 1.088 7.66 0.921 1.152 6.10 拟建2#坝2% 76.245 0.944 0.944 6.43 位 5% 64.17 0.274 0.924 0.931 0.931 5.13 桃源沟沟2% 76.245 0.968 0.237 18.55 口 5% 64.17 0.73 0.924 0.960 0.251 14.83 2、频率为P的泥石流峰值流量计算公式：
Qc?(1??)?Qp?Dc
式中：Qc—频率为P的泥石流洪峰值流量（m3/s）； Qp—频率为P的暴雨洪峰值流量（m3/s）；
φ—泥石流泥砂修正系数，φ=（γc－γw）/(γH－γc)； Dc—泥石流堵塞系数值。 计算结果见表5-4：
表5－4 各主要支沟泥石流峰值流量计算表
分类 地段 计算频率 1＋φ Qp（m3/s） Dc Qc（m3/s） 邓家河沟口 2% 5% 1.778 13.13 10.46 1.7 39.69 31.63 2% 14.32 43.28 拟建1#坝位 1.778 1.7 5% 11.44 34.58 杨湾沟口 2% 5% 1.817 7.66 6.10 2.1 29.24 23.27 2% 6.43 24.54 拟建2#坝位 1.817 2.1 5% 5.13 19.56 桃源沟沟口 2% 18.55 69.78 5% 1.881 14.83 2.0 55.79 5.2.2 形态调查法
对已发生的泥石流流量可采用形态调查法进行计算，根据调查得到的泥石流泥位及据此求得的泥石流流速，再乘上调查求得的过流断面求取泥石流流量。
形态调查法计算公式为：
Qc?WcVc
式中Qc—泥石流断面峰值流量（m3/s）；
Wc—泥石流过流断面面积（m2）； Vc—泥石流断面平均流速（m/s）。
对中下游各支沟和主沟泥石流流体性质则偏于粘性泥石流，流速采用粘性泥石流通用公式进行计算：
V?1nH21cc3Ic2
c式中Vc—泥石流断面平均流速（m/s）；
Hc—泥石流平均泥深（m）；
Ic—泥位纵坡率，以沟道纵坡率代替；
nc—粘性泥石流沟床糙率，根据规范查表确定，考虑沟床纵坡率大，但上游泥石流沟道凹
凸不平，取0.135，下游沟床相对较稳定，取0.125。
由于这些计算参数中，泥石流过流断面积和平均泥深主要依据已发过泥石流的沟谷调查得到的平均泥深和断面平均宽度确定。泥沙修正系数按表5－2查表法得到的结果确定，沟床糙率和粘
性泥石流沟床糙率按野外调查得到的清水河床形态特征查水文手册和勘查规范确定。
据此，按通用公式求得各断面位置泥石流流速特征值详见表5－6，泥石流峰值流量计算结果详见表5－7。
表5－6 邓家河沟中下段及各支沟泥石流流速计算表
计算位置 平均泥深（m） 泥石流纵坡 粘性泥石流沟床糙率 断面平均流速（m/s） 备注 邓家河沟口 1.75 0.113 0.125 3.91 按11年泥石流计算 拟建1#坝位 2.22 0.184 0.135 5.41 按11年泥石流计算 杨湾沟沟口 1.62 0.135 0.125 4.06 按11年泥石流计算 38―
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凉山州喜德县红英镇桃源村5组1号泥石流群泥石流防治工程可行性研究
