韩玉清
青海省海东市气象局 青海省海东 810699
摘要：在前人对泥石流的研究基础上，针对青藏高原特有的气候环境，本文提出一种新的泥石流发生机制，并根据其发生机理将其称之为青藏高原特有的融冻降雨型泥石流。与我国西南区泥石流的产生机制不同的时，青藏高原的泥石流固体物质来源不是崩塌、滑坡所产生的松散物质而是以反复的融冻作用下崩解岩土体为物源，在降雨条件下催发形成的带有少量黏土颗粒的石、水混合物，主要分布于我国高寒季冻区。
关键词：泥石流；融冻降雨型；青藏高原；补给体
1引言
融冻型泥石流是青藏高原季冻区特有的自然灾害现象，根据调查，其形成过程主要与夏季强降水、年温度极差、地形及水文环境等自然因素及一些人为因素有关。本文通过对单体融冻降雨型泥石流形成过程与机理的分析提炼出融冻降雨型泥石流形成的关键因素。为今后区域泥石流的危险性评估提供理论支撑和技术储备。
2融冻降雨型泥石流形成过程
融冻降雨型泥石流是在土力条件、水力条件及地形的综合影响下形成的。较大的年温差给当地的岩土体带来了剧烈的冻融风化现象，降低了岩土体的稳定性；随着夏季的到来，雨水会沿着岩土体冻融损伤形成的裂隙下渗，雨量较大时还会出现渗流现象；在一定坡度下，这样的土水混合物就会在动、静水压力及自身重力的作用下由位势高的地方向位势低的沟谷汇聚，汇聚之后的能量体开始冲蚀沟谷，将地表物质冲入临近沟谷，汇入泥石流的形成区；最后在自身地动力条件下由地势高的沟谷向低处流通，并改变着流经地貌，最终堆积在平缓的堆积区。
3融冻降雨型泥石流激发条件分析
一般来讲，泥石流发生的动力条件主要有地震、降雨、人类活动等。针对青藏高原地区夏季干热多雨且降雨集中的天气情况，调查发现：一个地区泥石流的发育程度，总是随着年降水量的增加而增加。如2019 年 6 月 24 日，化隆雄先遭暴雨袭击, 在四日雨量为58.9mm 的等雨线区域内，发生坡面泥石流上千处，几百条沟谷泥石流在活动。这个范围之外，则几乎找不到沟谷泥石流在活动。
当夏季一次降水较少时，雨水只会渗入地表浅层一定区域，对岩土体的力学特性影响较弱；随着降水的增加，地表岩土体的含水量不断增大，一方面使得岩土体的强度降低，另一方面增加了岩土体的静水压力；若出现渗流现象时，还应该考虑动水压力对岩土体的影响。
当雨量较大或排水不畅时，细粒土的状态将会向流塑发展，在水力梯度的作用下土水混合物开始脱离原位向位势较低的位置滑动，而粗粒土则会在雨水的冲蚀下向位势较低的位置滚动，两者最终汇入沟床并沿着流通区向地势较低的沉积区移动，最终引发泥石流。
由于前期雨水的冲刷，地表质量较轻的松散堆积物被带走；因此，当雨水更大时，泥石流中固体物质的成分开始发生转变，变为以粗颗粒为主的砾石，形成以水石为主的两相浑浊物；若降雨持续时间更长，在后续将会出现以洪水为主的单相浑浊物即山洪。因此，针对于单体泥石流的整个发育过程，往往先是稀性泥石流，遭遇降水的持续淘刷后又转变为以颗粒较大的砾石为主的水石流，随后又演变为山洪。
4补给体失稳分析
青藏高原总的气候特点是：冬长夏短且夏季干热多雨，秋季降温急剧，冬季寒冷漫长。青藏高原年平均气温由东南的20在这样的年温差下，地表岩土体的冻融风化现象十分严重。
随着季节更替、昼夜循环，在岩土体内部会形成较大的正负温差异，这将对寒区岩土体尤其是强度较低含水率较大的岩土体的物理力学性质产生重要影响。在负温条件下，岩土体中的水冻结成冰，而在正温条件下，土中的冰则化成水。随着温度的变化，岩土体中的水由一种物理状态变成另一种物理状态，在这一变化过程中，岩土体会出现冻胀和融沉现象。岩土体冻胀主要是岩土体中的水在低温状况下产生迁移并结晶，体积增大，结果在土层中产生冻胀力，导致地表出现变形。岩土的融沉是冻土中冰融化变成水，体积缩小，导致土体内出现的固结沉降。
另外，在冻融循环条件下，岩土中会因冻胀产生新的损伤，如新裂缝的产生和旧裂缝的扩展等。而在融化过程中，这些损伤不可恢复，连续的冻融循环下会对岩土体产生完整性及结构产生影响进而导致岩土体的破坏。经调查，青藏高原季冻区岩体广泛发育的席状节理深度, 风化壳厚度与季节冻结层厚度基本一致；同时，室内试验发现，冻融循环后的土体其孔隙比增大，垂直方向的渗透系数亦增大。这不仅降低了岩土体的完整性，也为雨水的下渗提供了通道。
冻胀、融沉及连续冻融循环对岩土体的影响是寒区岩土工程中所必须考虑的因素。多次的冻融循环使原状岩体崩解，同时也会使土体固结下沉，这为泥石流的发生提供了大量的松散固体物质，这些固体物质有的在自身重力和环境作用下从坡面下滑到地势较低的沟谷，有的残存于坡面。为后续泥石流的发育提供着物质来源。
5结论
在这样的气候背景下，当夏季来临时，经过前期雨水的下渗和侵蚀，其自身的粘聚力和摩擦角会再次被降低，有时还会附加一部分动水压力；此时，若降雨期较长或遇到大暴雨，动水压力增大；大量的雨水汇入地表，开始对松散堆积物进行冲刷，稍微的地形倾角即可增加自身的滑动，形成破坏力较大的泥石流。针对于青藏高原特有的气候环境，融冻降雨型泥石流形成的首先是由于较大年温度变化为泥石流提供了物质来源，在此基础上夏季的高强度降雨提供了充足的水源，最终引发了寒区这种特有的泥石流现象。综上所述，青藏高原融冻降雨型泥石流形成主要依赖于两个方面：以导致岩土体失稳的孕灾环境条件和以外部降水激励形成的动力条件。