宕昌縣大地溝泥石流防治工程效益淺析

■劉興榮　王得楷　張吉儒　李　強（甘肅省科學院地質自然災害防治研究所甘肅蘭州70000；甘肅省林業調查規劃院甘肅蘭州70000；中國石油西部管道公司甘肅酒泉75000）

宕昌縣大地溝泥石流防治工程效益淺析

■劉興榮1王得楷1張吉儒2李強3
（1甘肅省科學院地質自然災害防治研究所甘肅蘭州730000；2甘肅省林業調查規劃院甘肅蘭州730000；3中國石油西部管道公司甘肅酒泉735000）

大地溝泥石流治理措施主要為工程措施和生物措施。本文在總結其三期治理措施的基礎上，分析了大地溝泥石流治理的工程效益，其結果表明：治理后大地溝區域植被覆蓋率明顯提高且其植被群落結構也得以優化，同時還取得了較好的防災減災效益、生態效益和社會經濟效益，為城市地區泥石流防治的工程效益分析指明了方向。

大地溝治理措施效益

宕昌縣是甘肅省開展泥石流治理工作較早的地區之一。長期以來，人們更多的關心工程的安全性，而對于泥石流綜合防治帶來的工程效益研究較少。本文以宕昌縣大地溝為例，對比治理前后泥石流治理工程等帶來的直接效益，包括改變了泥石流性質、改變了泥石流的暴發頻率和規模、改變了泥石流的粒度特征；以及生物工程實現植被覆蓋率變化產生的間接效益，如：較好的改善了城市的環境和景觀等；另外，通過綜合工程的實施，保護了宕昌縣城的安全，進而促進了宕昌縣社會穩定和經濟的發展。

本文通過對宕昌縣大地溝泥石流綜合防治帶來的各種效益的分析研究，為山區城市地區泥石流防治工程的效益分析提供了較全面的參考依據。

1　大地溝泥石流防治工程簡介

1997年在國家計委立項，投資近650萬元，進行了以攔為主，排導和生物措施為輔的綜合治理措施，拉開了大地溝泥石流綜合治理的序幕，并取得了巨大突破，本次治理修建了攔擋壩18道（總高171m，總攔蓄量49.02×104m3）、排導渠1288m、停淤場5780m2、涵洞8道和改梯、育林種草面積2.53km2；2009年宕昌縣申請到了“5.12”災后重建項目342萬元對壩體進行了維修，并增加1道攔擋壩；2013年借助“7.22”地震災后重建和“十二五”國家科技支撐計劃重點項目的支持，對其進行第三次治理，主要對攔擋壩進行加高和修復，并新增2道攔擋壩和清淤道路，較好的形成了“穩-攔-排”的治理模式[1-3]；另外，從上世紀90年代開始，大地溝每年都進行不同程度的綠化工程。

2　工程效益分析

大地溝是甘肅省泥石流治理的成功典范，治理過程中充分利用了“穩-攔-排”的治理模式，通過對大地溝治理前后泥石流治理參數分析發現[4-7]，其綜合防治的工程效益明顯。

2.1減災防災效益分析

2.1.1改變了泥石流性質

治理前大地溝泥石流沒有實際觀測資料，根據調查訪問溝口一帶居民，1984年、1988年和1991年泥石流肉眼觀察較粘稠，伴有石塊翻滾和隆隆之聲，1984年泥石流將2.0m大的巨石搬移到國道公路涵洞頂和路面上。大地溝通過退耕還林、封山育林、管護等措施保護地表草本植物，從而保護地表土壤、提高土壤肥力，形成良好的生態循環系統，使得植被覆蓋率大幅增加（目前植被覆蓋率超過50%），達到了較好的水土保持效果，穩固了坡面松散體；對于大地溝中砂土固體物質，采用攔擋壩群等措施加以攔擋，一方面抬高了溝道基準面，穩定了滑坡、崩塌體和溝岸坍塌體，另一方面留住了固體物質，使固體和水分離，攔擋砂石，防止其沖。這種“穩-攔-排”的治理模式，很好的減少了流域內固體松散物質，更有效的防止其轉化為泥石流物質的概率和速度，長期以來工程的防治效果明顯，穩固了大量泥石流補給物質，進而降低了泥石流容重（由原來的18.8KN/m3變為現在的16.7KN/m3），泥石流性質也相應的發生了改變，由原來的粘性向稀性過渡，在溝口甚至變成了高含沙洪水。其治理效果明顯，治理前后泥石流溝道的參數發生很大變化，見表1。

2.1.2改變了泥石流的暴發頻率和規模

表1　治理前后泥石流特征對比Table 1 Comparison of the debris flow characteristics before and after engineering treatment

表2　泥石流堆積顆分結果表Table 2 Debris flow of particle size analysis table

治理前大地溝溝泥石流較活躍，每隔2～3年就要暴發一次規模較大的泥石流，流量多在50m3/s以上。以1988年7月1日泥石流規模最大，沖毀房屋500余間，傷亡10余人，根據當地居民馬又娃（72歲）等回憶指定，參考實測了代表1988年7月1日的泥石流斷面，計算后得流量為154m3/s。又根據1988年7月1日1小時降雨量大于50mm發生的泥石流記錄和訪問分析等資料分析認為，1988年7月1日的泥石流流量相當于百年一遇。

治理后將近二十年間未發生過一次破壞性泥石流，溝口多以高含沙水流進入岷江，百年一遇泥石流流量也減少為80.4 m3/s，其暴發頻率降低，規模也相對減小較大。

2.2改變了泥石流的粒度特征

根據調查訪問溝口一帶居民，1984年、1988年和1991年泥石流肉眼觀察較粘稠，為粘性泥石流。本次調查中，發現治理后泥石流殘留的泥膜痕跡很模糊，這與采取四組泥石流堆積物樣品所做的篩分結果相吻合（見表2），即粒徑D＜0.05mm的粘粒為19.8%，小于2mm的砂粒占總量的55.4%左右，證明泥石流顆粒級配以中細粒為主。綜合各種因素，大地溝泥石流類型應向稀性泥石流過渡。同時以9號壩為界，其上游溝道粒徑明顯大于下游溝道粒徑，這說明前期工程效果明顯，減少了泥石流物質的運移，改變了泥石流的粒度特征。

2.3生態效益分析

2.3.1環境效益分析

20世紀70年代、80年代大地溝清水區土壤貧瘠，水土流失嚴重，生態環境處于惡性循環狀態，植被覆蓋率低于20%。大地溝泥石流治理從20世紀90年代開始，從保護自然生態環境入手，特別是退耕還林政策的實施，逐步擴大林地、草地面積，如今大地溝所有的退耕還林面積接近2.53km2，林草范圍幾乎覆蓋整個區域，并做到有人管、有制度，限制樵采、放牧，禁止刀耕火種和濫耕、濫砍、濫牧，促使區內荒山荒坡林草植被恢復。經過二十多年的植被恢復，大地溝灌草植被恢復良好，土層加厚，林草植被種類數量明顯增加，治理生態效益明顯，林草植被覆蓋率提高到50%以上。攔擋壩壩群工程措施的實施有效的穩定邊坡，抬高溝床基準面、防止溝床下切，攔擋大量的固體松散物質；護岸墻的修建防止溝岸擴張，保護城市基礎設施建設避免破壞。總之，大地溝綜合治理效果明顯，已有很多年未發生過大型的災害性泥石流，減少對下游宕昌縣城人民生命財產安全的威脅程度，防洪救災效益明顯。通過現場調查及查閱相關資料，分析發現大地溝治理的生態及改善環境效益明顯.

2.3.2城市景觀效益分析

隨著社會經濟的不斷發展，對大地溝泥石流治理力度不斷加大，大地溝泥石流治理已從單純的因害設防，被動防治走上了治理與開發相結合的路子。工程的治理方面更注重工程設施布局的合理性，結構造型的可觀賞性，生物治理方面有選擇的栽植了多種風景樹、觀賞樹，不僅僅只是為了保持水土涵養水源，而且也是為了居民提供休閑、健身的良好場所。目前，一個綠樹成蔭的森林公園的雛形已經形成。大地溝泥石流治理改善了宕昌縣城城市景觀，其社會環境效益明顯。

2.4社會經濟效益分析

縣城是全縣政治、經濟和文化的中心，大地溝泥石流對縣城的危害不僅僅局限于縣城本身，而且還波及到全縣的各個角落和方方面面。如每年的清淤工作受財力所限，采取各單位分片包干的做法，有些單位則進一步包干到人，完不成任務者重罰。由于排導溝內工作面狹窄，開挖拉運均不方便，且城區內無已堆放條件，要拉運到別處排棄，造成了廣大干部群眾的不滿。這不僅不利于社會穩定和政治團結，而且干擾了縣委縣政府集中精力抓經濟建設的決心，擾亂了各業務部門正常的工作秩序，嚴重地阻礙了全縣經濟建設的健康發展。

3　大地溝未來的發展模式

通過將近20年的治理，大地溝不僅在安全上有了保證，在環境治理上也有長足發展，下一步的發展應與城市規劃結合，增添一些上山步道、健身器材和休閑娛樂設施，把大地溝打造成一個群眾休閑、健身的公園；也可以變害為利，將大地溝建設成一個泥石流災害治理的示范基地和教育基地，增強人民治理泥石流的信心，推廣城市地區泥石流治理的經驗。

4　結束語

大地溝是甘肅省泥石流治理的成功典范[8-11]，治理過程中充分利用了“穩-攔-排”的泥石流治理模式。通過對大地溝流域治理工程的調查研究發現：大地溝治理后把經濟發展與生態環境保護有機結合起來，通過優化和調整產業結構，發展生態經濟、循環經濟，形成了各具特色的生態產業，在治理了泥石流溝道的同時，大力發展森林公園等休閑健身場所，進一步促進綠化事業的發展，美化和綠化了溝道流域，進一步發展生態文化，建立生態文明，從而實現社會、經濟與環境、資源的協調發展。

[1]中國科學院蘭州冰川凍土研究所,甘肅省交通科學研究所等.甘肅泥石流[M].北京:人民交通出版社,1982.14,53～75,106～114.

Lanzhou Institute of Glaciology and Cryopedology,Academia Sinica；Traffic Science Institute of Gansu Province,China.Debris flow in Gansu Province[M].Beijing:Published by the Publishing House of People′s Transportation,1982.14,53～75,106～114.

[2]唐邦興，周必凡，吳積善，等.中國泥石流[M].北京：商務印書館，2009.1-375. Tang Bangxing,Zhou Bifan,Wu Jishan,etc.Debris flow in China[M].Beijing:The Commercial Press.2009.1-375.

[3]Liu X.Assessment on the severity of debris flows in mountainous creeks of southwestern China[A].Proceedings of International Symposium of Interpraevent[C].Garmisch-Partenkirenchen,Germang.1996.4:145-154.

[4]Ohmori H,Hirano M.Magnitude,frequency and geomorphological significance of rocky mud flows,landcreep and the collapse of steep slopes[J].Zeitschrift fur Geomorpholgie, 1988,67(Supplement):55-65.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-329-1

劉興榮（1979～），男，2006年獲甘肅農業大學工學院工學，碩士學位，現任甘肅省科學院地質自然災害防治研究所泥石流室副主任，助理研究員，研究方向為地質災害防治。

甘肅省科學院青年基金（2012QN-18）；蘭州市社科規劃項目（13-048F）；國家科技支撐計劃項目（2011BAK12B07）。