中国横断山脉不同岩性区域火灾后泥石流形成机制的变异性

《Landslides》：Variability of post-fire debris flow initiation mechanisms across different lithological zones in the Hengduan Mountains, China

泥石流启动机制与岩性区差异研究揭示地形坡度、土壤成分对横断山脉变质岩/沉积岩/火成岩区火灾后泥石流形成的影响规律。早期火灾区以干崩积物侵蚀为主，后期转为坡面物质崩解，沉积岩区依赖渐进性 sedimentEntrainment，火成岩区则因 channel-bed 淘蚀主导。研究为复杂地质区灾害防治提供理论依据。

　　

摘要

中国横断山脉具有复杂的地质条件，导致不同岩性区域在火灾后的泥石流行为上存在显著差异。本研究通过综合野外调查和实验室分析，对三个受灾区域——雅江（变质岩）、西昌（沉积岩）和塞焦（火成岩）进行了研究。目的是比较不同岩性环境下的灾害易发性和泥石流特征，并揭示其形成机制。研究结果表明，地形、坡度结构和土壤成分是控制泥石流发生的关键因素。在雅江，早期和晚期的泥石流具有不同的形成机制和物质来源路径。火灾发生后不久，泥石流由径流侵蚀风力和重力搬运的火山灰及松散沉积物形成。高含量的粘土和有机物质促进了径流与河床物质的快速混合，形成了粘性流体，使其在下游的速度和体积不断增加。雨季后期，坡度结构的影响逐渐增强，因为沉积物来源从干散堆积物转变为河床和河岸物质。在西昌，泥石流主要由降雨过程中的逐步沉积物卷入引发。尽管单次泥石流规模较小，但由于存在大量松散沉积物，一旦超过降雨阈值，就会频繁发生泥石流。在塞焦，整个雨季期间，泥石流主要由河床侵蚀作用驱动。陡峭的地形和坚硬的基岩加速了径流并加剧了冲刷作用，导致河床破裂从而引发泥石流。然而，这一过程受到可移动河床物质数量的限制，且反复的径流使河床沉积物逐渐变粗。随着颗粒粒度的增大，引发泥石流所需的径流强度也随之增加，从而降低了长期的泥石流发生概率。本研究揭示了横断山脉不同岩性区域火灾后泥石流形成机制的差异，为复杂山地地区的灾害防治提供了参考。