0 引言

破坏性地震过后常常会引发次生地质灾害，震后对崩塌、滑坡灾害的影响往往是显而易见的，而对泥石流灾害的影响具有隐蔽性和时差性的特点，容易被人们忽略（黄润秋，2011）。世界上关于地震对泥石流的影响研究起源于 20 世纪的美国（许强， 2010；黄文洁，2011）。亚洲国家对地震与泥石流的相关研究起于日本和台湾（李强，2014）。国内目前关于震后泥石流的研究主要起源于 1976 年唐山大地震之后，最近十多年全球地震活动处于活跃期，特别是在2008年汶川大地震之后，激发中国西南山区密集发生泥石流灾害。地震活动对泥石流的影响日益受到人们的关注（游勇等，2010；唐川和染京涛，2008；张楠等，2018）。

纳休沟泥石流位于九寨沟县漳扎镇震中附近，沟口堆积扇明显发育，为一条老泥石流沟（图1、图2）。九寨沟“8·8”强震之后，整个沟域内形成了许多新的松散泥石流物源。纳休沟流域位于中山地区，总体上地势高耸陡峻，山高坡陡，周围深切割构造发育，侵蚀原来山脉，发育多种类型的临空面，汇水条件较好（李健雄等，2018^①；张远明等，2018^②）。以上综合因素，可以为崩塌、滑坡等地质灾害的发生，以及泥石流松散固体物源的汇集提供有利条件 （蒋清明和宋志，2015；张振和李默，2015；李婧玥等，2021；王瑞军等，2022）。

1 泥石流沟发育特征

1.1 地形特征

纳休沟泥石流主沟长约 4.2 km，横向宽 1. 0 km，流域面积 4.3 km²，平面形态呈口袋状。流域内最高点海拔 3074 m，位于沟的南侧，最低点海拔 2123 m，位于北侧主沟与白河交汇口处，最大高差约 950 m，全沟域沟道平均沟床纵比降 226‰，其中形成区流通区平均纵坡 212‰~289‰，下游堆积区段平均纵坡52‰~87‰。纳休沟中游右岸发育1#支沟，沟长约1.2 km，沟道平均纵坡253‰。纳休沟流域内平均坡度在 30°以上，中上游大部区域岸坡坡度达50°以上，主沟上游及支沟的纵坡多在230‰以上，为雨水的快速汇集提供了地形条件。根据沟内不同的植被生长情况、坡度变化情况、斜坡地质结构特征等因素，可判断那休沟的雨水径流系数为 0.15~0.25。以上地形特征可以为泥石流的发育提供水源集中汇流的基础条件（张军等，2017；付方华等，2023）。

a—纳休沟无人机航拍全貌图；b—纳休沟主沟、支沟、沟口特征图

1.2 沟道特征

纳休沟切割较深，岸坡比较陡峻，总体上呈“V” 型槽谷。主沟沟顶与沟口高差约 950 m，相对高差较大，主沟纵断面长度约 4.2 km，全沟域沟道平均沟床纵比降 226‰。沟道总体呈现出上游窄、中游变宽、下游逐渐宽缓的形态。主沟可划分为上游、中游和下游 3个沟段，主要支沟为中游右岸的 1#支沟（图3）。

a—上游沟道图；b—中游沟道图；c—下游沟道图；d—支流沟道图

1.2.1 主沟上游段沟道特征

上游为沟源至高程约2800 m段沟道，该沟段沟道两岸为陡崖，且沟道狭窄，宽度仅 2~3 m，沟道纵坡较陡，约325‰。根据调查，地震前上游区植被发育，松散覆盖层较薄，地震时坡面浅表层局部崩塌，破坏少量植被，形成落石槽。崩塌物质现状条件下多堆积于槽内，泥石流发生时，该段以拉槽侵蚀方式启动参与泥石流活动。整体来说，主沟上游段沟道整体植被覆盖好，“8·8”强震后，引发坡面局部崩塌，崩滑方量较小，对区内植被破坏较小。该段主要为泥石流活动提供汇水条件，为主要的汇水区。

1.2.2 主沟中游段沟道特征

中游为高程约 2800 m 至主支沟交汇下游已损毁拦沙坝位段，该段水平长度达 2432 m，沟道较为狭窄，宽度 8~15 m，沟道陡缓交替分布，沟道纵坡 125‰~305‰。沟道右岸多为基岩陡坡，左岸多为老滑坡堆积体。据调查测绘，该段为纳休沟泥石流的主要物源分布区，主要的沟道物源及滑坡物源均分布于该段。该段右岸多数区域为基岩岀露，岩质坚硬，有薄层残坡积物附作在表面，参与泥石流活动的可能性较小且量少；沟底为沟道松散堆积体，降雨或泥石流调节下有继续下蚀的可能；左岸多为滑坡堆积体，结构松散，降雨或泥石流冲刷坡脚的情况下易发生滑塌，转化为泥石流物源。由于该段沟道整体纵坡较陡，此段沟道冲淤特征以冲刷为主。

1.2.3 主沟下游段沟道特征

下游为已建坝位至白河交汇处，沟道从堆积扇左侧通过，长度 585 m，沟道平均纵坡约 146‰。下游段沟道较为宽缓，已建坝位至出山口段，沟道宽度15~20 m，但沿沟段修建了转经筒及取水设施，本次暴雨已冲毁沟道内转经筒。在取水设施处，前期洪水或稀性泥石流携带的细颗粒物质多淤积于此，堵塞沟道，造成雨季沟道水流在该段翻堤漫流至居民区。出山口至白河交汇段沟道纵坡较缓，现沟道水流通过简易水沟排入白河，现常流水水沟宽度 0.8~1.5 m，深 0.8~1.2 m。但沟道受堆积扇房屋挤占，沟道较为弯曲。沟口沟道穿越广播站与白河河道正交，该段白河河道宽度约20 m，河道纵坡58‰。受前期泥石流堆积扇挤占白河河段作用，呈现凸岸迹象。

1.2.4 支沟沟道特征

1#支沟为纳休沟中游右岸支沟，支沟与主沟交汇于原建坝（已损坏）的上游 50 m 处，支沟长 1533 m，沟谷呈上缓下陡，平均达284‰。沟谷狭窄，沟道宽 10~15 m，局部有卡口、跌水发育，上游沟道岸坡存在少量坡面侵蚀物源。根据现场调查：1#支沟流域内植被发育，沟口堆积体量较少；1#支沟为清水沟，主要为纳休沟泥石流活动提供水源。

1.3 堆积物特征

1.3.1 新近沟道堆积物特征

新近沟道堆积物位于已损毁拦沙坝至出山口段，沟道内底部为老泥石流堆积物，主要为块碎石土，沟道宽 15~50 m。沟道内老泥石流堆积物结构稍密—密实，堆积体稳定性较好。新近堆积物为新近泥石流或洪水携带，沿沟道中部呈带状分布，主要淤积于沟道宽缓段或取水设施段。新近堆积物主要为碎块石，主要以细颗粒物质为主。

1.3.2 堆积扇特征

堆积扇位于取水口至主沟与白河交汇处，堆积扇扩散角约40°，堆积扇面积约0.9 km²，沟口堆积扇分布聚居区、道路、广播站等基础设施。区内沟道纵坡较缓，纵坡坡度 52‰~87‰。泥石流堆积扇堆积物主要为老泥石流堆积物，主要为块碎石土。结构稍密—密实，堆积体稳定性较好。本次泥石流爆发后，在沟口老堆积扇形成了约0. 001 km² 的新堆积体，厚度 0.3~0.5 m，颗粒主要以细颗粒物质为主。

1.4 物源定量分析

通过现场踏勘，主沟中上游是物源分布最多且最为集中的区域，也是纳休沟启动物源最多地段。通过调查，主沟中上游物源类型为滑坡物源、崩塌物源和沟道堆积物源 3种。主沟道物源点有 25个，物源量约 64.22×10⁴ m³，占整个沟域物源的 90%，其中动储量 20.41×10⁴ m³，占整个沟域动储量的 86%，主沟为主要物源分布区及参与泥石流活动区段；1# 支沟内物源较少，仅发育 2处物源，物源量约 7.38× 10⁴ m³，其中动储量3.48×10⁴ m³（表1）。大量固体物质堆积于沟道内，沟道左岸多为碎块石土堆积层，发育多处滑坡物源，滑坡前缘多处挤占沟道。

由表2可见，纳休沟泥石流各沟段及支沟内，粒径0. 05~0.50 m所占的比例较大，沟道内块径＞2 m 的固体物质所占比例较小。总体来说，沟域物质以碎块石为主，大块石所占比例较小。从空间分布来看，主沟上游、下游及1#支沟以碎块石为主，粗颗粒物源占所比例相对较少，主沟中游 0.2~0.5 m 的块碎石比例相对较高，粗颗粒物源相对较多。

纳休沟泥石流物源点可能启动方式可归纳为3 大类型：一类主要以“揭底冲刷、拉槽下切、侧蚀切脚、岸坡垮塌”等方式启动的崩塌堆积及沟道堆积物源；另一类为“以坡面冲刷为主、拉槽下切为辅” 的分散型物源；第三类主要以“震后崩塌、滑坡为主要物质组成”的崩滑型物源。

2 发展趋势

纳休沟属暴雨沟谷型泥石流。暴雨沟谷型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计较多，遇到集中暴雨时，势必引发大规模的泥石流灾害（蒋瑜阳，2010；唐得胜等，2015；赵玉林等，2015；朱利辉等，2021）。

纳休沟在区域构造上为强抬升区，沟谷常年下切和侧蚀，沟域内岩土性质主要为砂板岩、崩坡积土，“8·8”强震后，流域内的泥石流松散物源增量大，厚度 1~8 m，泥石流流域面积 4.3 km²，相对高差大，上游和中游沟内纵坡最大达 226‰，沟岸呈“V” 型谷，物源补给段占沟域长度的 2/3，下游坡度较平缓。根据纳休沟基本特征结合泥石流灾害防治工程勘查规范易发程度评判标准，纳休沟泥石流易发程度等级属“易发”。按照泥石流活动强度判别标准（表3），综合判定纳休沟泥石流活动强度为“强”。基于以上现象认为：强震过后纳休沟沟域内山体结构受地震力影响，结构松散，不良地质现象增加，局部水土流失加剧，可参与泥石流活动的松散固体物源量增加，遇暴雨工况，演变为泥石流灾害的可能性大。

注：标注“√”为纳休沟泥石流勘查符合的选项。

3 治理方案

3.1 总体思路

“拦排结合”是治理泥石流灾害的有效工程手段之一（马东涛等，1997；谢涛等，2017；蒋忠信， 2018；王伟等，2021）。纳休沟泥石流活动特征以 “沟道上游启动、中下游下切携带、沟口堆积”为主。因此，工程治理思路为“以拦为主、拦排结合”。即沟道中下游设格栅拦挡坝，拦挡调节泥石流、沟口堆积扇归流排导，将泥石流顺利排导入沟口白河内（图4）。

3.2 设计依据和标准

3.2.1 工程安全等级

纳休沟一旦爆发泥石流，将直接威胁到沟口堆积扇漳扎村 1 组聚居区居民 12 户 48 人，威胁资产 4500万元。根据中国地质调查局《泥石流灾害防治工程设计规范》（DT/T0239－2004）泥石流灾害防治工程安全等级标准表规定，确定纳休沟泥石流防治工程安全等级为三级，相应的防治主体工程设计标准按20年一遇的降雨强度设计。

3.2.2 设防标准

拦挡工程设防标准根据《泥石流灾害防治工程设计规范》（DT/T0239－2004），降雨强度 20 年一遇的设计标准值为：基本荷载下抗滑安全系数应达到 1.15，特殊荷载下抗滑安全系数应达到 1. 06，基本荷载下抗倾覆安全系数应达到1.40，特殊荷载下抗倾覆安全系数应达到1.12。

排导槽工程设计标准参照现行国家标准《堤防工程设计规范》确定。降雨强度按20年一遇时对应的排导槽工程级别为 4 级，排导槽属不允许越浪的堤防工程，确定其安全超高值为 0.6 m。按照设计工况，抗滑移安全系数为 1.2，抗倾覆安全系数为 1.45。按照校核工况，抗滑移安全系数为 1. 05，抗倾覆安全系数为1.35。

3.3 泥石流特征值准备

本设计所需的泥石流特征值主要包括：泥石流流体重度、泥石流流量、一次泥石流过流总量、一次泥石流固体冲出、泥石流整体冲压力、泥石流爬高和最大冲起高度、泥石流弯道超高7个参数特征值，推导计算过程复杂冗长，在此省略，所采用参数具体如下（表4）。

（1）泥石流流体重度：由于纳休沟泥石流以往没有监测资料，所以，通过配方法和查表法两种方法对比后来综合确定流体重度。综合取值为1.614 t/m³。

（2）泥石流流量：泥石流流量取值综合对比了形态调查法和雨洪法计算结果，最后根据纳休沟现有沟域面积、沟域植被发育分布情况和径流系数等实际情况，优选雨洪法计算结果为纳休沟泥石流流量。

（3）一次泥石流过流总量和一次泥石流固体冲出量按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/ T0220－2006）附录 I 提供的计算方法进行计算，结果见表5、表6。

（4）泥石流整体冲压力按《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239－2004）3.1-8式计算，计算结果见表7。

（5）泥石流爬高和最大冲起高度按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T 0220－2006）附录 I 提供的计算公式进行计算。计算结果见表8。

（6）泥石流弯道超高按照《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239－2004）4.1－4 式进行计算，选择拟布设排导槽弯道附近进行计算，排导槽弯道1处，其余沟道较为顺直。计算结果见表9。

3.4 其他设计参数

3.4.1 降雨量参数

据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》所附暴雨量等值线图，漳扎镇地区的 1/6 h、1 h、6 h、24 h 多年最大暴雨量平均值分别为为 7.8 mm、14.7 mm、23.5 mm、33.5 mm，变异系数分别为 0.53、 0.55、0.50和0.43。

3.4.2 泥石流固体物源参数

纳休沟泥石流松散固体物源量 71.60×10⁴ m³，动储量 23.89×10⁴ m³，20 年一遇泥石流一次固体物质冲出量为0.98×10⁴ m³。

3.4.3 泥石流运动特征参数

按20年一遇暴雨强度的设计标准，泥石流主要运动特征参数见表10。

3.4.4 工程部位岩土特征参数

纳休沟泥石流治理工程部位（包括拦挡工程和排导工程）地基土以冲积或泥石流堆积的碎块石土为主，工程地基均置于洪积或泥石流堆积的碎块石土上，根据动力触探结果及类比相似地区工程地质参数，确定其主要工程地质特征参数（表11）。

3.4.5 抗震设计参数

据中国地震动参数区划图国家标准第 1#修改单，纳休沟区域地震动反应谱特征周期为0.45 s，地震动峰值加速度为0.20 g，地震基本烈度为Ⅷ度。

3.5 分项设计

拦挡坝：根据物源分布及沟道特征，在主沟已建拦挡坝下游沟道较缓、沟谷狭窄、坝肩条件较好处布置1座拦挡坝，有效高度10. 0 m，设计稳拦物源量，设计稳拦物源量 19638 m³。20年一遇泥石流一次固体物质量冲出量为 9819 m³，预计可拦蓄 20 年一遇规模下的泥石流两次。

排导槽：通过拦挡工程拦蓄后，泥石流出沟以稀性泥石流或夹砂洪水为主，为避免其在沟道漫流，泥石流沟口堆积扇区设置排导槽进行归流排导。排导槽布置在沟口下游至白河段，总长292 m。排导槽入口处设计八字翼墙，八字翼墙左边墙长28 m，右边墙长 65 m。排导槽下游 180 m 段设计砼铺底，铺底厚度 25 cm，排导槽上游 112 m 段每隔 10 m 设计防冲肋槛。

4 结论

（1）根据调查统计，自汶川地震、玉树地震、雅安地震、九寨沟地震等强震过后一定时期内，震区泥石流灾害爆发的规模和频次明显增加。关注影响泥石流激发的降雨、地形、物源等主要条件的变化情况，是预测震后泥石流沟发展趋势的基本前提，尤其是震后新增物源的数量变化，是激发泥石流爆发的重要指标。

（2）对于暴雨沟谷型泥石流，强震过后沟域内山体结构受地震力作用，结构松散，不良地质现象增加，局部水土流失加剧，可参与泥石流活动的松散固体物源量增加，一旦遭到大暴雨，势必演变为泥石流灾害。

（3）拦排结合是治理暴雨沟谷型泥石流灾害的有效工程手段之一。确定泥石流防治工程安全等级和主体工程设计标准，准确推演计算泥石流特征值，科学确定设计相关参数，是确定治理工程设计方案经济性、合理性的重要步骤和有力保障。

注释

① 李健雄，蒋昆，张伟，吴顺彬．2018. 九寨沟县漳扎镇漳扎村 1组纳休沟泥石流治理工程施工图设计报告[R]．泸州：四川省一一三地质工程有限公司.

② 张远明，宋长宝，徐国富，朱存金．2018. 九寨沟县漳扎镇漳扎村 1 组纳休沟泥石流抢险救灾项目勘查报告[R]．德阳：四川省广汉地质工程勘察院.

参考文献