The distribution characteristics of debris flow along the Luhuo-Daofu section of Xianshuihe fault, west Sichuan Province
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摘要:
鲜水河断裂带炉霍-道孚段泥石流沿断裂带呈线性分布，以中高频泥石流为主，过渡型、稀性居多。断裂带内岩体破碎，次级构造发育且活动性强烈使主河床呈阶梯状，为泥石流灾害发育提供了势能转化、物质补给与水力运输条件。研究区泥石流沟（Ksn约140 m0.9）分布在主河陡峭指数高处（Ksn约66 m0.9），且中下游泥石流沟与其入汇主河处的陡峭指数变化趋势较一致。Wilcoxon秩和检验发现断裂带北东侧泥石流沟的坡度（26.5°）、剩余高度（13.3 m）、地震动峰值加速度显著高于南西侧；南西侧泥石流沟相比北东侧岩性更软、地形湿度指数更大。利用主成分分析发现北东侧泥石流沟地质地貌较相似，以陡峭地形为主，南西侧泥石流沟受岩性、水力运输能力影响，泥石流沟形貌更复杂。系统性认识炉霍-道孚段泥石流沟可为国道G317泥石流灾害防治工作提供参考。
Abstract:The Debris flow in Luhuo-Daofu section is linearly distributed along the Xianshuihe fault.It is mainly medium and high frequency, transitional and diluted debris flow.In the fault, the rock mass is broken, the secondary structure is developed with strong activity, so that the main riverbed is stepped, which provides potential energy transformation, material supply and hydraulic transport conditions for the development of debris flow disaster.Debris flow gullies (Ksn about 140 m0.9) are distributed at the high river steepness indices of the trunk river (Ksn about 66 m0.9).Moreover, debris flow gullies on the middle and lower reaches of the river and the trunk river in which they enter are more consistent in the trend of the river steepness indices.Wilcoxon test shows that the slope (26.5°), excess height (13.3 m) and peak ground acceleration of debris flow gullies on the northeast of the Xianshuihe fault are significantly higher than those on the southwest.Compared with debris flow gullies on the northeast of the Xianshuihe fault, the lithology of debris flow gullies on the southwest side are softer, and the topographic wetness index are larger.The principal component analysis indicates that the geology and geomorphology of debris flow gullies on the northeast side are relatively similar, mainly in steep terrain, and the geomorphology of debris flow gullies on the southwest side are more complex due to the influence of lithology and hydrological transportation capacity.The systematic understanding of debris flow gullies along the Luhuo-Daofu section can provide a reference for the prevention and control of debris flow disasters on the G317 Highway.
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Key words:
- Xianshuihe fault /
- tectonic movement /
- geology and geomorphology /
- debris flow
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图 3 炉霍-道孚段鲜水河两侧地形(a)和炉霍-道孚段鲜水河河流纵剖面与陡峭指数(b)(浅灰色区域为10 km内最高/最低海拔，深灰色区域为500 m内最高/最低海拔)
Figure 3.
表 1 炉霍-道孚段典型泥石流沟基本信息
Table 1. General information of typical debris flow gullies along the Luhuo-Daofu section
泥石流沟编号 泥石流沟名称 经度/° 纬度/° 左右岸 面积/km2 沟长/km 高差/m 性质 类型 频率 堆积扇 1 进达下沟 100.287 31.620 右岸 12.74 7.22 808 粘性 泥石流 高频 较完整 2 日郎达沟 100.324 31.664 左岸 6.87 7.11 1350 过渡性 泥石流 中频 缺失 3 侏倭沟 100.332 31.652 左岸 4.72 5.44 1189 过渡性 泥石流 中频 缺失 4 颠谷下沟 100.327 31.626 左岸 6.06 5.75 1263 粘性 泥石流 中频 较完整 5 颠古下沟 100.331 31.604 右岸 7.87 7.04 931 稀性 泥石流 高频 缺失 6 国日阿沟 100.355 31.637 左岸 5.02 5.15 1276 稀性 泥石流 中频 缺失 7 绒龙沟 100.373 31.633 左岸 11.01 7.99 1253 粘性 泥石流 高频 较完整 8 马阿上沟 100.361 31.586 右岸 2.40 3.40 728 粘性 泥石流 中频 较完整 9 知日马沟 100.479 31.592 左岸 22.31 8.63 1410 过渡性 泥石流 中频 缺失 10 当克沟 100.462 31.526 右岸 2.93 4.66 1014 粘性 泥石流 高频 较完整 11 棒达沟 100.373 31.577 左岸 13.92 7.21 1378 过渡性 泥石流 高频 缺失 12 觉如沟 100.476 31.499 右岸 9.93 7.31 1342 过渡性 泥石流 高频 缺失 13 邓达沟 100.474 31.431 右岸 106.95 19.73 1956 过渡性 泥石流 高频 较完整 14 晏尔龙沟 100.606 31.470 左岸 12.29 7.11 1108 过渡性 泥石流 低频 较完整 15 尔村沟 100.655 31.435 左岸 8.57 6.49 1069 过渡性 泥石流 低频 完整 16 额日上沟 100.713 31.403 左岸 4.61 5.35 999 过渡性 泥石流 高频 较完整 17 额日下沟 100.720 31.395 左岸 6.61 6.49 1202 稀性 泥石流 低频 较完整 18 扎角对沟 100.761 31.381 左岸 24.52 11.08 1485 稀性 泥石流 低频 较完整 19 克木沟 100.712 31.345 右岸 5.88 9.13 1546 稀性 泥石流 中频 缺失 20 额尔米对沟 100.770 31.357 左岸 13.75 9.29 1418 过渡性 泥石流 低频 缺失 21 瓦达村沟 100.689 31.291 右岸 22.86 12.20 1585 稀性 泥石流 低频 缺失 22 斯木沟 100.715 31.268 右岸 21.70 10.40 1356 过渡性 泥石流 高频 较完整 23 忠仁达沟 100.757 31.236 右岸 16.74 9.49 1320 稀性 泥石流 低频 缺失 24 亚日沟 100.776 31.220 右岸 13.25 9.18 1328 粘性 泥石流 高频 缺失 25 高新龙沟 100.855 31.179 右岸 2.44 3.95 888 过渡性 泥石流 中频 缺失 26 巴日上沟 100.859 31.164 右岸 5.39 4.94 1172 稀性 泥石流 低频 缺失 27 巴日下沟 100.865 31.149 右岸 7.46 5.21 1162 稀性 泥石流 低频 缺失 28 油龙沟 100.882 31.112 右岸 37.87 12.86 1819 稀性 泥石流 中频 缺失 29 崩龙沟 100.922 31.064 右岸 55.96 15.55 1967 过渡性 泥石流 中频 缺失 30 麻湾对沟 100.981 31.050 右岸 11.88 7.54 1688 过渡性 泥石流 高频 较完整 31 麻湾下沟 101.024 31.092 左岸 3.82 5.90 1307 过渡性 泥石流 高频 较完整 33 下咀日沟 101.017 31.034 右岸 5.55 4.97 1519 过渡性 泥石流 低频 缺失 33 亚托沟 101.068 31.120 左岸 37.88 16.52 1785 粘性 泥石流 高频 缺失 34 沃尔多沟 101.099 31.107 左岸 54.85 17.35 1787 稀性 泥石流 低频 缺失 35 鲁恰沟 101.138 31.073 左岸 58.40 17.75 1845 稀性 泥石流 中频 缺失 
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表 2 泥石流沟地质地貌参数计算公式与释义
Table 2. Calculation formula and interpretation of geological and geomorphological factors of debris flow gullies
名称 公式 释义 面积—高程积分值(HI) $HI = \frac{{{H_{mean}} - {H_{min}}}}{{{H_{max}} - {H_{min}}}}$ Hmax、Hmin、Hmean分别表示流域内海拔最大值、最小值、平均值。HI < 0.35，为老年期；0.35 < HI < 0.6，为壮年期；HI>0.6，为幼年期[19] 地形湿度指数(TWI) TWI=ln(S/tanβ) 反映地势变化及其对地表径流的影响，是对潜在土壤水分和产流能力的量化，TWI越大，土壤含水量越易达到饱和[20-21] Melton指数 ${R_m} = \frac{{dH}}{{\sqrt A }}$ Melton指数可反映流域中的泥沙输移机制。Rm值越大，泥沙输移主要以泥石流为主；Rm值越小，泥沙输移主要以洪水为主[22] 剩余高度(ET) ${z_E}(x, y) = z(x, y) - \dot z(x, y)$ 剩余地形zE是用来计算地形表面(z)和理想地形( ${\dot z}$ )之间的岩石高度[23]。zE越大，地形越陡，表示沟内潜在物源越多[23]。将斜坡30°以上的高度定义为剩余高度岩石软弱度(FI) / 按工程地质岩组的软弱程度将岩石分为软岩、较软岩、较硬岩、硬岩分别赋值为1、0.75、0.5、0.25。FI越高，表明集水区内整体岩性越软 流域圆状率(CR2) $C{R^2} = \frac{L}{{{L_{all}}}}$ L表示流域的长度，Lall表示流域的周界长，CR2反映了河流汇集量，同等降水条件下，CR2越小，越易形成洪峰[24] 坡度(S) / 决定了松散物的汇水条件与启动条件，坡度越陡，越有利于物质搬运 地震动峰值加速度(PGA) / PGA为地震记录的瞬时极大值，在一定程度上反映地震动的整体作用水平。随着地震动峰值加速度增大，坡体变形位移增大，地质灾害也越严重[25] 沟壑密度(GD) $GD = \frac{{\sum N }}{A}$ ∑N为沟谷中总沟壑长度，沟壑密度影响径流量、含沙量，影响河道的输沙能力[26]。沟壑密度越大越利于泥沙输移
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