祁連山北麓地區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害特征及防治對策

張富民，王 斌

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

酒泉地處河西走廊西端，其南部的豐樂河、觀山河、紅山河及紅水河等河流均發(fā)源于祁連山，各大河流及支溝的出山口一帶，常因暴雨洪水沖蝕易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，祁連山北麓地區(qū)礦山屬中高山區(qū)，水文網(wǎng)密集，該地帶的災(zāi)害溝谷均屬內(nèi)陸水系，缺少主河疏導(dǎo)，與其他地區(qū)的礦山地質(zhì)災(zāi)害無論充發(fā)育條件上，還是在徑流、危害特征上，均有很大的區(qū)別。

1 礦區(qū)水文地質(zhì)特征

從流域面積來看，以5～15km2的為多，這與礦山地層松散物質(zhì)補給特性有關(guān)，一般來說，流域面積越大，主溝就越長，其單位面積的補給量就越小，礦山地質(zhì)災(zāi)害在主溝中沉積的幾率就越大，暴發(fā)的頻率就越低，大流域面積的溝谷一旦暴發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，其規(guī)模也會十分巨大，這與實際情況相吻合。從水文地質(zhì)形態(tài)來看，該地區(qū)的發(fā)生災(zāi)害后呈現(xiàn)形態(tài)多為“瓢形”，自上而下具有明顯的形成區(qū)、流通區(qū)和徑流區(qū)，這是形成地質(zhì)災(zāi)害最有利的溝谷形態(tài)[1]。從地形起伏來看，該礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害溝谷的平均溝床比降以120‰～200‰為多，山體坡度30°～50°，形成區(qū)溝床比降在180‰～270‰之間，山體坡度40°～60°，便于水流迅速匯集。總體來看，該地區(qū)的溝谷流域?qū)ΦV山地質(zhì)災(zāi)害的形成十分有利[2]。

2 沉積物中礦物組合特征

該礦區(qū)因地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生沉積物質(zhì)補給量為15～30萬m3/km2，并具有面積越大，單位面積補給量越小的特征，形成的沉積物質(zhì)來源以殘坡積物和溝道堆積物為主，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后或工程棄渣等為輔，殘坡積物和溝道堆積物二者約占總補給量的76%～98%。殘坡積物主要集中在流域中下游，這與當?shù)匕l(fā)育的礦體關(guān)系密切，該礦體面積約600km2，是加里東晚期的侵入體，受區(qū)域構(gòu)造的沖斷變形作用，礦體破碎，節(jié)理十分發(fā)育，風(fēng)化作用強烈，地表礦石常因球形風(fēng)化形成孤石，聳立于坡面，形成危巖體的同時，風(fēng)化殘積物是該礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的主要物源。酒泉地區(qū)氣候干燥，晝夜溫差大，礦物常裸露，風(fēng)化強烈，加之溝道內(nèi)徑流量小，無常年大規(guī)模搬運，因而積存的土石較多，堆積層厚度大，結(jié)構(gòu)疏松，每遇洪水沖蝕便形成地質(zhì)災(zāi)害，補給方式以下切和側(cè)向侵蝕為主。

酒泉地區(qū)的祁連山北麓一帶，常受暴雨洪水沖擊和侵蝕，易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，被當?shù)厝朔Q為“洪水片”。由于酒泉市位于蒙新冷槽和太平洋副熱帶高壓的輻合帶，每年6～8月份，盛夏時期東南季風(fēng)深入河西走廊東部，影響流域內(nèi)的降水天氣，導(dǎo)致流域內(nèi)出現(xiàn)大雨或暴雨。礦區(qū)流域內(nèi)松散堆積物表面有粗化層，平時處于干燥狀態(tài)。當暴雨強度很大時，一次降雨強度達25mm/h時即該礦區(qū)易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

3 徑流及堆積特征

該地區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害溝流域內(nèi)松散固體物質(zhì)主要為溝道堆積物和殘坡積物，溝道堆積物表面巨石滿布，有較厚的粗化層，因沖動粗化層需要較大的流量和流速，所以能夠暴發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害的機會較少。但粗化層一旦被沖毀，底部細顆粒層將迅速沖走而發(fā)生潰失性流動，與水流融匯從而演變成大規(guī)模的礦山地質(zhì)災(zāi)害。其形成過程多以洪水沖蝕河床物質(zhì)而成。暴雨或高溫天氣期間，雨水或冰川積雪融水順陡峻的坡面而下，迅速匯集于溝道內(nèi)，并沖刷攜帶坡面松散物質(zhì)及支溝溝溝物質(zhì)，當洪水流速超過溝床中大多數(shù)顆粒的啟動流速是，即可發(fā)生礦山地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)統(tǒng)計，本地區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害的暴發(fā)周期為6～13年，由于這里蓄水條件差，礦山地質(zhì)災(zāi)害多隨洪流而生，來勢迅猛，歷時短暫，與隴南山區(qū)相比，根據(jù)陡漲陡落的特點，一般持續(xù)到雨后一小時左右。

在歷次礦山地質(zhì)災(zāi)害活動中，當?shù)爻錾娇谄毡榘l(fā)育規(guī)模巨大的堆積扇，扇面連續(xù)分布，面積最大的觀山河礦山地質(zhì)災(zāi)害堆積扇主軸長達7km，面積達35km2，扇面石塊混雜，漂礫滿布，重達十幾噸到幾十噸的屢見不鮮。后期侵蝕形成沖溝也相當發(fā)育，由于頻繁改道溝道，大多數(shù)溝道短小，部分溝道被新礦山地質(zhì)災(zāi)害掩埋，形成盲溝或無頭溝。在縱向沉積剖面上，堆積扇上部以侵蝕為主，細顆粒物質(zhì)被沖蝕，遺留巖性顆粒粗大，粒徑一般2mm～300mm，最大可達2m。堆積扇前部以堆積為主，粒度粒徑逐漸變小，粗略統(tǒng)計，粒徑大于200mm的漂石、塊石在溝口附近約占60%～75%，中部約20%～30%，前部約5%～10%。

4 礦區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害危害

當?shù)氐牡V山地質(zhì)災(zāi)害危害可分為兩部分：對村莊的危害和對礦區(qū)周邊農(nóng)作物的危害。對村莊的危害主要體現(xiàn)在淤埋和漫流兩方面，由于該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模大，流速快，攜帶大顆粒物質(zhì)較多，往往在堆積扇溝道的彎曲低矮地段，大量的泥沙停留下來，堵塞溝道，淤埋農(nóng)田和村莊。對農(nóng)業(yè)的危害除了直接的淤埋外，還表現(xiàn)在沖毀水利設(shè)施造成農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收的間接危害。

5 災(zāi)害防治對策分析

針對該礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征和危害特點，其防治措施可分為攔擋和排導(dǎo)兩部分，在攔擋措施方面又可分為攔擋壩工程和停淤場工程，地屬內(nèi)陸河水系，缺乏主河疏導(dǎo)，故布設(shè)一定數(shù)量的攔擋壩，可以有效減少輸入排導(dǎo)渠的泥沙量，降低排導(dǎo)渠的排泄壓力和淤積量，延長工程使用年限，合理利用出山口規(guī)模巨大的堆積扇，通過引流、導(dǎo)流、圍堰、分流或集流等措施，在地形條件合適的情況下，將部分堆積扇改為停淤場；排導(dǎo)方面可分為排導(dǎo)渠工程、導(dǎo)流工程及渡槽工程等，當?shù)夭荚O(shè)排導(dǎo)渠工程，相比隴南地區(qū)泥沙淤積量高，工程壽命較短，但可通過斷面、比降的形式進行調(diào)整，依然是保護礦區(qū)周邊耕地的有效措施。

6 結(jié)語

礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作，重點在現(xiàn)場實際調(diào)查，技術(shù)人員在實際工作中應(yīng)充分了解災(zāi)害的發(fā)育特征和危害特征，通過分析、對比、總結(jié)，結(jié)合地形條件和居民生活條件，針對性的選擇合理的防治方案。

參考文獻

[1]許泰,鄒立國,姬安召.甘肅省華池縣滑坡地質(zhì)災(zāi)害的成因、特征及防治策略[J].隴東學(xué)院學(xué)報,2016,27(1)：81-86.

[2]司江福,楊畢,陶久強,等.淺析貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害特征及防治對策[J].中國國土資源經(jīng)濟,2017,30(2)：58-63.