清平鄉羅家溝泥石流基本特征調查及治理方案分析

周 兵（重慶市巴南區國土資源管理分局，重慶市巴南區401320）

清平鄉羅家溝泥石流基本特征調查及治理方案分析

周 兵（重慶市巴南區國土資源管理分局，重慶市巴南區401320）

本文通過對清平鄉羅家溝泥石流的現場調查，從形成泥石流的基本要素——地形地貌、泥石流物源構成、水源進行研究，認為羅家溝地形、物源、水源均為泥石流的形成起到有利作用。使其災害直接摧毀了下游溝道右側2棟樓房及沿溝道4座橋涵及1.5km的道路，并將溝口10棟房屋全部或局部掩埋，同時大量的泥石流物質沖進綿遠河，致使其改道約200m左右，河床平均淤積抬高3～5m。

泥石流物源；泥石流特征參數；泥石流治理方案

引言

2010年8月13日，綿竹市清平鄉羅家溝爆發大規模泥石流，沖出泥石流總量達30.20×104m3，直接摧毀了下游溝道右側2棟樓房及沿溝道4座橋涵及1.5km的道路，并將溝口10棟房屋全部或局部掩埋，同時大量的泥石流物質沖進綿遠河，致使其改道約200m左右，河床平均淤積抬高3～5m。據調查，羅家溝及其支溝的溝源、溝岸及溝底仍有大量松散物源，固體物質總量約90.30×104m3，在持續暴雨期間較易暴發泥石流。

綿竹市清平鄉在汶川大地震中誘發形成了大規模崩滑體，在水的參與下轉化為泥石流災害。羅家溝泥石流的爆發即是由羅家溝上游滑坡、崩塌體轉化形成的大型泥石流災害。針對這種由地震造成的次生災害，具有一定的普遍性，同時每條泥石流溝又具有自身特點。本文在羅家溝泥石流特征調查的基礎上，提出具體的治理方案，旨在為其他泥石流的認識提供參考。

1 泥石流形成條件分析

1.1 地形地貌及溝道條件

羅家溝溝域形態為帶狀，溝域總體形態呈樹狀，受構造及水流及風化等外力作用下，溝道較發育，主溝縱向長度2.51km，溝底平均寬度為6.5～21m，流域面積1.75km2。沖溝深度一般在8.4～21m，局部更深。溝域相對高差8676m，溝谷平均縱坡降244‰。

1.2 物源條件

羅家溝泥石流溝域在地震作用下，分布大量滑坡堆積體、崩塌體等的固體物質，以及被水流沖刷到溝道內的物質，據現場統計，共有23處物源集中地，估計剩余物源仍有90萬m3宜參與進泥石流體。

1.3 水源條件

據泥石流勘查規范，災害點可能發生泥石流H24（D）界限值30mm，H1（D）界限值 15mm、H1/6（D）界限值為 6mm，2010年 8月13日災害點最大小時降雨量達70mm（相當于50年一遇的降雨水平）。有利的地形條件，為羅家溝形成大規模泥石流提供了有利豐富的水源條件。

2 泥石流基本特征

2.1 泥石流流體重度

羅家溝泥石流流體重度采用現場配方法進行確定，如表1。

表1 羅家溝及其主要支溝泥石流流體重度配方法計算表

2.2 泥石流流速

目前對泥石流的流速常用經驗和半經驗公式進行計算。羅家溝泥石流流速的計算依據該泥石流溝的性質和特點，采用公式I.15（通用公式）進行計算：

式中：VC——泥石流斷面平均流速（m/s）；

RC——計算斷面水力半徑（m）；

IC——泥石流水力坡降，可用溝床坡降代替；

nc——粘性泥石流溝床糙率。

表2 主溝及支溝泥石流流速計算表

2.3 泥石流流量計算

對于泥石流流量的計算一般都兩種方法。一種是根據泥石流現場過流泥痕來確定截面積，結合泥石流流速來計算泥石流流量；另一種方法是雨虹法，結合以往對泥石流的經驗總結，采用公式如下：

QC=（1+φ）QB·DC

式中：QC——一定頻率下的泥石流洪峰值流量（m3/s）；

QB——一定頻率下的暴雨洪水設計流量（m3/s）；

DC——泥石流溝道堵塞系數；根據經驗表取值；

φ——泥石流泥砂修正系數。

表3 溝內泥石流流量一覽表

3 防治工程技術方案

據羅家溝溝道及物源分布特點，結合對泥石流特征參數的計算，提出兩種治理方案進行比較：

方案一：攔砂壩+谷坊壩群+排導槽

（1）針對主溝中上游滑坡布置谷坊壩群及攔砂壩組合穩攔溝道及邊坡物源；1#支溝內設置多級谷坊壩穩攔物源；2#支溝由于物源下游設置攔砂壩；

（2）羅家溝下游的流通堆積區修建排導槽。

方案二：攔砂壩+谷坊壩群+抗滑樁+護腳墻+排導槽

方案二在治理思路上基本相同，只是在穩攔物源上采取不同的措施來進行比選，針對主溝內滑坡可采取抗滑樁加固，針對1#支溝內其它物源采取護腳墻進行支護。

4 防治方案比選

4.1 技術可靠性

根據災害體變形破壞的特點、運動的機理和破壞模式，二種方案都采用了防治相結合的綜合措施，有共同的治理目的，都具備很好的可行性。

但方案二抗滑樁方案隨著水流對坡腳的沖刷掏蝕，減少嵌固端長度，甚至使抗滑樁失效。

綜上所述，方案一技術可靠性較好。

4.2 施工可行性

兩種方案在施工中均有較大的困難，但方案二涉及到在陡坡上挖空，安全隱患較大，總體而言，兩個方案的施工難度方案二難度較大，因此，方案一占優。

4.3 投資效益

方案一靜態投資2209.34萬元；方案二靜態投資3539.98萬元。根據工程量方案一比方案二投資小。

綜上所述，推薦方案一為治理方案。

5 結束語

（1）羅家溝流域內固體物源豐富，溝域內崩塌堆積固體物源總量為120.30×104m3，可能動參與泥石流活動的儲量為37.99×104m3（P=5%）；

（2）羅家溝20年一遇的洪水峰值流量為40.41m3/s，泥石流峰值流量為137.21m3/s，一次泥石流總量Q為22.82×104m3，一次泥石流固體物質總量Q為11.40×104m3；

（3）針對羅家溝泥石流特別，提出兩個治理方案。方案一：攔砂壩+谷坊壩群+排導槽；方案二：攔砂壩+谷坊壩群+抗滑樁+護腳墻+排導槽。經綜合比選，采取方案一作為治理方案。

[1]馬東濤，祁 龍.三眼裕溝泥石流災害及其綜合治理[J].水土保持通報，1997，17（4）：26～31.

[2]余 斌.根據泥石流沉積物計算泥石流容重的方法研究[J].沉積學報，2008，26（5）：789～796.

[3]中華人民共和國國土資源部.泥石流災害防治工程勘查規范（報批稿）[M].2006：2.

P642.23

A

2095-2066（2016）24-0019-02

2016-4-22

周 兵（1984-），男，中級，本科，主要從事國土資源地質礦產管理工作。