多沙粗沙区皇甫川流域泥石流发育特征研究(1)(2)

　　受流域地形特征的影响，发育于皇甫川流域的泥石流过程主要表现为主〖bfq〗河道的泥石流或高含沙水流过程。而典型的泥石流过程则很少发育，究其原因在于缺乏块石状的粗粒物质，初看起来，这似乎与流域崩塌、浅层滑坡发育能够提供大量物质相矛盾。然而仔细研究流域的地形特征之后发现，皇甫川流域（或者说整个蒙陕接壤区）沟谷地形的最大特点表现在：沟头狭窄而深切，沟口宽浅而开阔，上游为深“v”字沟谷，而下游为宽“u”形沟谷。以上面介绍的崩塌类型分布来看，在沟谷上游多以粒状崩解居多，特别是在沟谷缘线附近，往往因粒状物崩解剥落而形成一些特殊的类似半个“葫芦”或倒“瓢”状的沟坡形态，很难有块状物质堆落沟底。而大多数类型的崩塌现象均出现于下游宽“u”形谷的谷坡之上，在这里也多由于沟谷侧蚀的结果，形成了许多临空面，在沟底谷坡多形成倒石堆和坡积裙，然而沟谷临时性洪流在携带了大量上游松散物质之后到达下游时，由于沟谷变浅变宽，流水扩开，冲击力减弱，因此充其量只能从谷底、谷坡倒石堆中携带一些相对粗粒成分，而难以携带块状物质。此外，这些倒石堆〖bf〗由于谷底相对平坦，没有足够的临河坡度，使这些物质倾入河道，因此从泥石流形成角度而言，没有完善的（甚至缺乏）形成区，以石块、沙、细粒物质和水的混合物难以形成，促使典形的泥石流难以发育。但是，皇甫川流域一直是黄河中游的粗沙多沙中心，高含沙水流、泥流过程连年不断，只要有大的洪水，每次洪峰过程均是泥流或高含沙水流过程，如果以日均含沙量超过200 公斤/立方米作为高含沙水流过程或泥流过程，每年平均有14.4次，200～400 公斤/立方米有8次、400～600 公斤/立方米有3次、600～800 公斤/立方米有2次、800～1 000公斤/立方米有1.1次、超过1 000 公斤/立方米的有0.3次（表2）。高含沙水流或者说泥流之所以形成频繁，主要是由于流域侵蚀剧烈能够给河流提供足够的物质。挟泥沙水流与一般水流明显不同，日均洪水含沙量最高可达到800公斤/立方米以上，有许多超过1 000公斤/立方米，且含沙量越高，所携带泥沙越粗。而在黄土区，则多在800公斤/立方米以下。在乌兰木伦河流域，开矿前地面主要由风成沙覆盖，缺乏细粒成分作骨架，加之侵蚀量有限，从而难以形成高含沙水流或泥流，即使主流窟野河出现高含沙水流，其次数也小于皇甫川流域。然而，开矿后，剥离了表面沙层，同时大量破坏了下伏基岩地层，而基岩地层中含有大量的细粒成分如泥岩、页岩、细砂岩等，易形成粗细泥沙的搭配，且侵蚀量、人工提供的待运物质量骤然增高，促使了河流高含沙水流或泥流，甚至泥石流的形成。例如，在1987～1989年3年之中，大于800公斤/立方米含沙量的高含沙水流出现3次与皇甫川一致，但最大洪峰含沙量达1 630公斤/立方米的记录超过了皇甫川1370公斤/立方米的记录（3年之中最大）。在神木水文站实测一堆积体，体积约2万立方米；选择5 m×5 m的样区，发现有直径大于0.5 m的石块6块，0.3～0.5 m的石块15块，0.1～0.3 m的有36块，其余为砂卵石。据石圪台农民反映，当时洪水还冲下有手扶拖拉机那样大的煤块，这些都是以前没有的现象，一般洪水更是难以做到的。在皇甫川流域这种现象则更难发生，这说明开矿后人为活动是促使泥石流发育的主要动力和物质的提供者。

　　表2　皇甫川与窟野河高含沙水流统计表（1966～1984年）

　　3　结论

　　（1）皇甫川流域是黄河中游地区的粗沙多沙中心，流域产沙物质极其丰富，特别是基岩产沙达0.41亿t，占总侵蚀量的68.49%，产沙模数达2.48万吨/(平方公里·年)。

　　（2）天然状况下，皇甫川流域典型泥石流过程几乎不发生，但是高含沙水流、泥流过程的高发区和多发区，特别是含沙量超过1 000 公斤/立方米的泥流过程明显高于其他地区。

　　（3）皇甫川流域泥石流的危害是潜在的、长期的。对土地资源有极大的破坏，特别对农田、道路造成直接危害。另外，增加了入黄泥沙，特别是对黄河沿岸的府谷县、保德县以及天桥电站的安全构成潜在威胁。

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