泥石流沟谷的年际变化及防范自救措施

泥石流流域源头的侵蚀沟演变，类似于一般的山区小流域的作用过程，它们主要是由降雨径流侵蚀作用而引起的侵蚀冲沟的发育。其侵蚀沟的发育可由细沟、纹沟、冲沟和切沟组成。

下面主要论述由流水和泥石流切割作用下形成的沟谷变化，泥石流的下蚀作用主要通过流域的中上部位的沟谷变化来体现。在泥石流暴发频繁、活动强烈的流域内，虽然流水作用也参与了侵蚀沟槽的形成过程，但泥石流的侵蚀速度与规模远远赶不上泥石流的侵蚀作用。因此，在典型的经常发生泥石流流域内，侵蚀沟槽可以视为由泥石流的下蚀作用形成的。

泥石流的沟道冲淤幅度大、速度快，是一般多沙性河流无法比拟的。泥石流沟道变化，主要受控于泥石流冲淤过程，而泥石流冲淤作用又受到泥石流性质、沟谷地形、泥石流的动力作用、泥石流大小以及局部地形的影响。所以研究泥石流沟道的演化过程中是一个非常复杂的问题，要以长期的测量资料为基础，才能分析出它的基本变化规律。下面重点列举几个典型泥石流沟谷的变化，来分析它的年际变化、年内变化和一次泥石流过程的变化。

（1）泥石流沟谷的多年变化

泥石流沟谷的年际变化，既有自己独特的周期性活动规律影响因素，又有相互依托和影响的内在联系。对这些规律和关系的认识，由于观测资料受到数量和时间限制，因此，很难得出一个正确的认识。现在就以我国观测最早的西藏古乡沟和云南东川蒋家沟为例，来分析它们的沟谷的年际变化。

西藏古乡沟，由东向西共有6条支沟，侵蚀基准绝大部分为古冰碛台地，除主沟长达2.9千米外，其余长度均在1000米左右，是一条发育不久的年青泥石流沟道。根据历史勘测资料，以主沟谷为代表，分析其沟床变化规律。分析结果如下：1950～1973年，属于古乡沟早期，侵蚀十分强烈， 1973～1994年，属于后期侵蚀逐渐减弱，目前沟床已下切到坚硬的基岩，沟谷的发展受到很好的控制。

蒋家沟是一个典型黏性泥石流流域，由于沟道位于不同的地貌部位和海拔高度，因此有明显的侵蚀区、过渡区和堆积区，无论在哪个区，都是有冲有淤的。从长时间来看，侵蚀区主要以冲为主，总趋势是沟床下切；过渡区冲淤基本平衡；堆积区主要以淤为主，总趋势是沟床淤高。蒋家沟沟长11千米，多照沟和门前沟是该流域的两大支流，它们汇口处正好是蒋家沟冲淤变化的分界处，在该汇合口上下，泥石流冲於基本平衡。1957～1973年这段时期，距沟口9000米的沟道下切了44米，年平均下切2.7米。

（2）泥石流沟谷的年际变化

泥石流沟谷受到每次泥石流的影响，称为泥石流沟谷的年际变化。由于蒋家沟每年暴发泥石流平均数在15次左右，是一个天然实验场地，我们可以在此测量它的年际变化。根据泥石流研究人员在蒋家沟多年观测研究发现，一次泥石流可刷深河床2～3米，有时高度达5米以上。从前面了解到，泥石流这种冲淤幅度很大的情况受到许多因素的控制，目前很难找到各种因素影响冲淤变化的定量指标。

泥石流一年中会有时冲时淤的幅度变化，是因为受到泥石流性质的影响，但每次泥石流黏稠的程度，即容重大小变化、沟谷顺畅情况，以及下游沟通的淤积情况，都是影响该断面处沟谷变化大小的原因。(www.xing528.com)

（3）一次泥石流过程中的沟谷冲淤变化

我们通过超声波泥位计测到了一次泥石流过程中的沟谷冲淤变化。在一次泥石流过程中，基本上是冲刷形成的有前期洪水、稀性泥石流、后期稀性泥石流和洪水对沟谷。黏性连续流是冲刷的，黏性阵流是淤积的。

黏性泥石流的阵流过程是以沟谷淤积为主的过程。

通过1985～1986年9次完整的黏性阵流观测，我们发现几乎所有的阵流都是淤积的，因此称之为黏附层。

在初期阶段，黏性泥石流阵流在沟床上的黏附加厚速度很快，其黏附过程为急剧上升曲线，接下来有一小段缓慢上升的过程。在相对时间为40％～50％的位置，黏附层达到最大厚度，并保持着这个位置，直到黏性阵流结束。

据初步分析，在黏附加厚淤积阶段，泥石流体性质和沟床纵坡影响着每阵之间的黏附层厚度。

连续黏性泥石流是以沟谷的强烈侵蚀为主的过程。

连续黏性泥石流和黏性阵流的容重差不多，为2.1～2.25吨/立方米。但是黏性阵流和黏性连续流对沟床的作用确会产生两种结果。其中最主要的原因是黏性阵流的流速远远小于黏性连续流。一般来说，黏性阵流的流速在6～8米/秒之间，而黏性连续流的流速则高达8米/秒以上，高流速必然对松散河床产生强烈的冲刷。阵流龙头高陡，流速快，对河床冲刷侵蚀作用强，而龙头后泥深和流速逐渐变小，最后减小到临界流速，其尾部的薄层泥石流体发生整体停积。因此，黏性阵流一般保持头冲尾淤，而黏性连续流始终保持高流速运动，一直对河床保持侵蚀作用，直到坚硬床面为止。