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雅砻江楞卉河段河道演变分析

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  • 更新时间2015-09-23
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黄良文

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川 成都 610072)

【摘 要】地质灾害是山区河流泥沙补给、河道演变的主要特点,本文通过分析雅砻江楞古河段自1967年唐古栋滑坡堰塞河道引起溃决后的演变过程,并对该河段的演变趋势进行了简单预测,将河段的水电开发、河道行洪安全等矛盾问题有机结合,为水资源的合理利用开拓新的思路。

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关键词 河道演变;滑坡;唐古栋

1 河道概况

雅砻江楞古河段全长约58km,根据河道自身演变特点,以支流力丘河河口为界,将该河段分成上、下两段,上段河道长约31km,下段河段长约27km。

1.1 力丘河河口以上河段

该河段河道平均比降为2.28‰。枯水期水面宽在50m~120m。河谷属典型的侵蚀谷,总体呈南北向,河谷形态多呈“V”型峡谷地貌,两岸分水岭高程一般在4000m~5000m,两岸总体以基岩岸坡为主,河谷切割较深,两岸谷坡陡峻,河流阶地及漫滩不发育,仅局部河湾处见零星的阶地分布。河床组成基本为卵砾石,沿岸除冰水堆积物分布相对较广泛外,局部见一些崩塌和滑坡体分布,这些潜在不稳定岸坡是河岸变形或失稳的主要部位,也是该河段河道演变的主要体现。

1.2 力丘河河口以下河段

该河段河道平均比降约为7.82‰,两岸高山海拔在4600m~4850m,山体雄厚,谷坡陡峭,为典型的高山峡谷地貌,河谷多呈不对称“V”型谷。谷坡临江坡高一般在500m以上,横向上表现为上宽下窄的“谷中谷”形态,临河岸坡陡峻,坡度40°~60°,局部达60°~85°,中、上部岸坡相对较缓,坡度一般30°~40°。雅砻江沿岸基岩裸露,多为基岩岸坡,河谷类型为斜向谷,左岸为斜顺向坡,右岸为斜反向坡。

河道总体流向S55oW,在本河段的下游段(蒙古山一带)河流呈“S”形弯曲延伸,天然落差约100m,平均比降8.33‰。唐古栋以上2km河段内发育残余堰塞坝体,形成高差达23m的跌水,残余堰塞坝体以上为堰塞湖,枯期江面宽110m~180m,水位高程2397m~2400m;唐古栋以下河段枯期江面宽一般60m~90m,江水面高程2398m~2320m,局部可见小规模堰塞堵江现象,局部江面变宽。河流以下切侵蚀为主,河谷两侧阶地不发育,仅在夏日吊桥附近见Ⅰ级阶地零星分布。

从上游至下游该河段右岸依次分布有雨日堆积体、唐古栋滑坡、夏日变形体、马河变形体等4个特大型、巨型潜在不稳定体,总方量约4.6亿m3。此外,该河段左岸还发育有蔡玉、色古等多个大、中型滑坡及崩塌体,方量共计约650万m3。总体上该河段谷坡属不稳定岸坡[1]。

2 河道演变分析

2.1 历史河道演变

(1)力丘河河口以上河段

该河段河道为典型的川西山区河流,其最大的河道演变特点就是由于塌岸、滑坡等不良地质现象造成的局部演变。河道河床多为砂卵石组成,抗冲能力较强,年内演变略有冲淤,年际演变除局部滑坡、塌岸后河段表现为冲淤变化外,河道总体表现为不冲不淤。

以力丘河河口上游约78km的雅江水文站河段为例,图2给出了雅江水文站1970年6月与12月的实测横断面图,从图2可以看出,该河段年内汛前、汛后略有淤积,但淤积演变幅度较小,河底高程变化在0.5m左右,两岸受山体和基岩控制,河槽无左右摆动迹象。

图3给出了雅江水文站年际间的横断面图,从图3可以看出,该河段从1965年至1984年间,河道基本上处于相对平衡状态,没有明显的冲刷和淤积,河势稳定。

(2)力丘河河口以下河段

该河段内,滑坡、变形体等不良地质现象密集,从上游至下游该河段右岸依次分布有雨日堆积体、唐古栋滑坡、夏日变形体、马河变形体等4个特大型、巨型潜在不稳定体,总方量约4.6亿m3。此外,该河段左岸还发育有蔡玉、色古等多个大、中型滑坡及崩塌体,方量共计约650万m3。该河段最大的河道演变特点就是由于塌岸、滑坡等不良地质现象造成的河床演变。

其中,唐古栋滑坡位于雅砻江右岸雅江县孜河乡雨日村下游,上距力丘河河口约2.0km,滑坡体横河长约1.4km,顺河宽约1km,展布面积约1.1km2,前缘高程2475~2500m,后缘高程3500m,高差约1000m。1967年6月8日,唐古栋滑坡体发生大规模滑坡,滑坡体堵塞河道,堰塞体高达335m,失稳边坡高达1000m,剪出口高程2500m,后缘高程3550m,总方量约6800万m3,堵塞雅砻江后形成一高175m(右岸)至335m(左岸)的堰塞坝,壅水深度约180m,堰塞湖回水长约53km,库容6.8亿m3。堰塞坝至6月17日8时左右漫顶后溃决,造成雅砻江特大洪水。据调查和实测资料,溃决后最大流量约53000m3/s,主要泄洪历时13h,泄洪量约6.0亿m3。下游洼里站出现最大洪峰流量为23600m3/s,泸宁站为23100m3/s,小得石站为19900m3/s。溃坝洪水沿雅砻江而下,冲毁房屋、田地、公路、桥梁等,对下游造成巨大损失[2]。

溃坝洪峰后,堰塞体被高速水流挟带而下,引起下游沿程河道发生普遍淤积现象, 滑坡体下游约5.6km的马河村在溃泄洪水历时12小时内淤高28m,下游约170km的洼里站亦淤高1m左右, 随之又逐渐冲刷粗化。淤积物的最大粒径在马河村附近约为1~1.5m,而堰塞坝残余部分颗粒大部分基本由粒径0.2~2m的漂卵石组成。

至第二年4~7月,成都院再次来到堰塞现场调查,发现堰塞体坝前水位较溃决后又降低了约11m,下游河道持续刷深,左岸残留堆积体不断被冲刷,右岸滑床亦在继续垮塌,说明滑坡区及下游淤积河道在相当长的时间内才能够趋于稳定。

从堰塞坝上游约500m处的吉居水文站2004年~2013年实测横断面对比图可以看出,经过近50年的江水不断冲刷,目前堰塞坝及下游河段已趋于稳定。

以吉居水文站河段为例,图4给出了吉居水文站2013年4次实测横断面图,从图4可以看出,该河段年内汛前、汛后略有冲刷,但冲刷幅度较小,河底高程变化在1.5m左右,两岸受山体和基岩控制,河槽无左右摆动迹象,河床基本处于稳定状态。

图5给出了吉居水文站年际间的横断面图,从图5可以看出,该河段从2004年至2013年,河床冲淤交替变化,最大冲淤变幅在1.5m左右,两岸受山体和基岩控制,河槽无左右摆动迹象,河床基本稳定。

图6给出了目前雅砻江楞古河段纵剖面图,从图中可以看出,该河段不稳定岸坡失稳后,经江水不断冲刷,仍有部分残余滞留该河段,致使唐古栋滑坡体下游河段比降明显大于上游河段。

通过现场调查分析,唐古栋残余堰塞坝体分布在唐古栋滑坡体上下游2km河段,体积约1000万m3,形成高差达23m的跌水,残余堰塞坝体以上为堰塞湖,枯期江面宽110m~180m,水位高程2397m~2400m。

2.2 河道演变趋势预测

(1)力丘河河口以上河段

根据有关研究报告[3],该河段为楞古水电站库区,楞古水电站建成蓄水后,坝前壅水约87m,由于库区水位壅高,水深变大,水面比降减缓,流速减小,水流推移力及挟沙力均明显降低,使泥沙在库区淤积,淤积量随水库运用年限而增大,河床逐渐抬高。考虑上游两河口水库、牙根二级水库拦沙后,楞古水库坝址处多年平均悬移质输沙量188万t,多年平均含沙量78.8g/m3,其中两河口、牙根二级出库悬移质输沙量151万t,出库悬移质最大粒径0.25mm,由于粒径较细,在楞古库区难以落淤,大部分泥沙将排出库外。牙根二级坝址至楞古坝址区间产沙36.6万t。考虑两河口水库、牙根二级水库拦沙后,楞古水电站正常蓄水位以下库容与入库年输沙量之比约为117。总体而言,水库泥沙淤积平衡年限较长,水库运行100年后水库泥沙淤积仍达不到平衡状态。

由于库区两岸山体雄厚,河势受山体控制,成库后水面宽度仍较窄,该河段形成河道型水库。

(2)力丘河河口以下河段

该河段从上游至下游该河段右岸依次分布有雨日堆积体、唐古栋滑坡、夏日变形体、马河变形体等4个特大型、巨型潜在不稳定体,左岸还发育有蔡玉、色古等多个大、中型滑坡及崩塌体。在有关地质灾害评价报告[4]中,对各滑坡、变形体的稳定性作了评价:雨日堆积体及下部弱松动变形岩体,在各种工况下整体稳定性均较好,仅堆积体前缘和两侧陡坎、后缘松散崩坡积堆积物和下部基岩边坡浅表部松动变形体,在地震下有发生局部变形失稳的可能;唐古栋滑坡体,总方量为4450万m3,部分区域现状基本稳定,大部分区域现状处于欠稳定状态,地震下均处于欠稳定状态,稳定性较差;夏日变形体总方量4900万m3。大部分区域处于基本稳定状态,地震下可能失稳;马河变形体总方量约3.48亿m3。大部分区域天然状态下处于基本稳定状态,在地震下有发生失稳的可能。

根据地质分析的评价结论,总体上该河段岸坡在地震时均不稳定,各大型滑坡变形体均存在失稳的可能,且该地区地震频繁,如果引起大型滑坡变形体失稳,将在河道内形成堰塞体,进而在其上游形成堰塞湖,随后发生溃坝。

3 结语

地质灾害为山区河道演变的主要特点,地质灾害发生时表现为局部河段的突变,地质灾害发生后,随时间推移,河道通过自身调整,逐渐恢复冲淤平衡状态。

楞古河段地质灾害、岸坡稳定问题突出,一旦再次发生大型滑坡变形体失稳堰塞河道,将对下游沿江两岸生命财产安全、梯级电站等设施构成巨大威胁,这就对该河段的水电开发提出了更高的要求:一方面是水力资源的合理利用,另一方面则需要对该河段行洪安全提出保障措施。

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参考文献

[1]中国水电顾问集团成都勘测设计研究院.四川省雅砻江中游(两河口至卡拉河段)水电规划报告[R].2006.

[2]冷伦.雅砻江垮山堵江及溃泄洪水[J].水文,2000,20(3).

[3]中国水电顾问集团成都勘测设计研究院.四川省雅砻江楞古水电站预可行性研究报告[R].2012.

[4]中国水电顾问集团成都勘测设计研究院.力丘河口-蒙古山河段岸坡稳定性及工程影响评价专题报告[R].2012.

[责任编辑:曹明明]