新疆阿合奇縣牙郎奇規劃區泥石流災害防治工程

楊飛飛

摘要：防治區位于新疆阿合奇縣牙郎奇新城規劃區北側沖洪積扇，防治對象主要為威脅牙郎奇新城規劃區的1號主溝、1-1支溝及1-2支溝的泥石流災害，防治工程通過“穩、攔、停、排”相結合的防治模式，在下切侵蝕嚴重的溝道出山口區段設置谷坊壩，在溝口上游設置導流堤，在擬建導流壩至托什干河間設置排導槽，排導槽上游布設沉砂池，最終降低了溝道縱坡，穩固了溝道物源，經攔擋和停淤后，將下泄水流順利排導至托什干河，達到了消除或減輕牙郎奇新城規劃區遭受泥石流災害的威脅的目的。

關鍵詞：泥石流；谷坊壩；導流堤；沉砂池；謝才公式

一、防治區概況

防治區位于新疆阿合奇縣牙郎奇新城規劃區北側沖洪積扇，防治對象主要為威脅牙郎奇新城規劃區的1號主溝、1-1支溝及1-2支溝的泥石流災害，匯水面積約為12km²。

由于泥石流具有強烈的下切作用，其強大的侵蝕作用破壞溝源和溝谷兩岸土巖石體的穩定性，引起地質災害的發生，加劇水土流失，并使泥石流活動更趨于頻繁。由于泥石流溝谷在春季融雪水和夏季暴雨洪水的作用下，攜帶洪積扇及溝底松散堆積物下沖，形成稀性水石流，對牙郎奇新城規劃區居民人身安全構成威脅，對道路、林帶及草地構成威脅。

二、泥石流危害

淤埋危害：是泥石流堆積區一種常見形式，可使區內設施淤埋破壞。

沖毀危害：泥石流具有來勢迅猛，流速快，能量大特點，因而縣有巨大沖刷、撞擊能力，直接威脅泥石流下游區建筑設施及人民生命財產安全。

根據溝道現狀情況可知，泥石流地質災害其危害主要發生于堆積區及堆積影響區，主要對下游牙朗奇新城區造成威脅。在泥石流堆積影響區范圍內，分布有無錫新村、沙棘廠以及新城區道路等。依據以往發生的泥石流災害的破壞形式和破壞范圍，主要為泥石流的沖毀危害。

三、防治工程設計

1、已有的工程設施及功效分析

當地縣政府為了防止北部山區洪水對新城區規劃建設的危害，2012年至2013年在牙朗奇新城規劃區北側二級階地的2、3號泥石流主溝及支溝溝口沿線修建了防洪渠及泄洪渠。已建工程主要包括防洪渠2.255km，泄洪渠1.1km。

已建防洪工程于2013年7月竣工，運行期已經1年，期間遭遇了暴雨形成的泥石流災害。對2、3號泥石流溝下泄物源的攔擋和停淤起到了較好的作用，但已建泄洪渠不能滿足不沖不淤的排導要求，存在設計的不合理陛。若泥石流物源淤積在泄洪渠內，將會堵塞公路涵洞、造成洪水沖毀公路、涵洞以及危及新城區的建設和發展。

2、新建防治工程

防治工程總體思路為：“穩、攔、停、排”相結合的防治模式。該泥石流溝整體較為寬廣，目在下游溝口區段下切侵蝕嚴重，故在溝口區段布設谷坊壩、溝口上游沒置導流堤，以防止溝道下切、改善現狀溝道流通條件，起到“穩”的作用。結合當地已建部分土壩，在泥石流溝溝口布設橫向導流壩，便于泥石流物源的攔擋、停淤以及后期物源清理，起到“攔、停”的作用。在溝口導流壩至托什干河區段設置排導工程，起到“排”的作用，使泥石流物源被攔截后的下泄水排泄通暢。具體防治工程如下：

1、在下切侵蝕嚴重的溝道出山口區段設置谷坊壩，可穩固溝床、攔擋部分泥石流物源。

2、在溝口上游設置導流堤，其主要作用是改善溝道流通條件、規整溝道流向。

3、在溝口下游沒置導流壩，便于溝口物源的攔擋、停淤（以及后續物源清理），還可起到導流功效將溝道下泄水導入排導槽。

4、在擬建導流壩至托什干河間設置排導槽，排導槽上游布設沉砂池，以便將物源攔截后的下泄水排導至托什干河。

四、對本泥石流防治工程特色的總結分析

以往設計方案在溝內（流通區）內設置攔砂壩攔截泥石流，將物源攔截在壩體庫容內，根據泥石流災害防治工程設計規范，在同一河段內設置的攔砂壩不少于3座，此類傳統設計較為保守，對防治泥石流災害簡單有效，但有以下三方面缺陷：一是溝道內需具備設置攔砂壩的條件，設壩處兩側山體為堅硬基巖，并有一定的庫容。二是溝道內一般都是山高路陡，造成后期的清淤工作較為困難，三是攔眇}貝工作量較大，施工成本較高。

依據本工程的地形條件，即溝內沒有理想的停淤庫容，因此，攔擋停淤位置設置在溝道下游即泥石流堆積區，停淤設施為寬度較大的排導槽和沉砂池，并在排導槽內分段設置齒墻攔擋泥石流物源。

此方案較攔砂壩避免了后期維護和清淤不便的缺陷，且施工地點選擇在寬闊、平緩的溝道下游，施工難度及間接成本較溝道上中游大大降低。

五、謝才公式在泥石流工程中的應用

分析謝才公式，影響泥石流流速的可控因素只有兩個，一個是濕周X，—個是糙率n，如果設計在泥石流溝上游降低泥石流流速，可排導槽底部設置寬—些，即增大濕周X，將槽壁材料設計為糙率較大的漿砌石結構。如果設計在泥石流溝下游加快速度，以便迅速將剩余稀性水石流排走，可將排導槽設計為V字型，減小濕周，槽壁材料設計為糙率較大的混凝土結構。

六、防治效果評價

本次防治工程方案降低了溝道縱坡，穩固了溝道物源，經攔擋和停淤后，將下泄水流順利排導至托什干河。最終達到了消除或減輕牙郎奇新城規劃區遭受泥石流災害的威脅的目的。