老虎洞泥石流災(zāi)害的發(fā)展趨勢分析及治理方案建議

王大林 王碧雪 劉輝

摘 要：通過對老虎洞泥石流災(zāi)害的基本特征、形成機(jī)理及對老虎洞泥石流災(zāi)害發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，探討老虎洞泥石流災(zāi)害的防治方案建議，并為預(yù)防和防治類似泥石流災(zāi)害提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：泥石流；災(zāi)害；發(fā)展趨勢；治理方案

0 前言

老虎洞泥石流位于云龍縣寶豐鄉(xiāng)南新村東北部山區(qū)，流經(jīng)南新村板凳田村民組后最終匯入下方三岔河，并最終匯入沘江，泥石流溝口堆積扇上村莊房屋密集，農(nóng)田廣布，當(dāng)?shù)厝罕娚?cái)產(chǎn)安全一直受老虎洞泥石流的威脅與危害。項(xiàng)目區(qū)屬云龍縣中南部，河流溝谷密布，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜、脆弱，降雨豐富而集中，且多單點(diǎn)暴雨，為云南省滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，經(jīng)常是大雨大災(zāi)，小雨小災(zāi)。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及史料記載，近些年來老虎洞泥石流溝多次爆發(fā)泥石流災(zāi)害，對溝口堆積扇上的耕地和村莊造成嚴(yán)重危害，最近數(shù)十年來造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已逾幾百萬元，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的發(fā)展。為保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的和諧發(fā)展，對老虎洞泥石流的發(fā)展趨勢分析并提出可行的防治措施建議顯得尤為重要和緊迫，同時(shí)也為該地區(qū)滑坡的防治工作提供一定的借鑒和參考。

1 泥石流的基本特征

老虎洞泥石流溝屬三岔河一級支流，由北東至南西向徑流，老虎洞泥石流流域最高點(diǎn)海拔約2160m，最低點(diǎn)位于與三岔河匯入口，海拔約1617m，流域總面積0.13km2，主溝長0.53km，平均縱坡460.35‰；溝道斷面以“V”字型為主，局部成“U”字型，溝道寬度一般3.00～6.00m，形成、流通區(qū)及上部兩側(cè)岸坡坡度一般25°～55°，山勢陡峻，固體松散物源發(fā)育強(qiáng)烈，溝道匯水及水源條件均較好，為泥石流的暴發(fā)提供了較好的水源條件和豐富的物源條件，向主溝輸送了大量固體物質(zhì)，加速了主溝泥石流的危害。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，老虎洞泥石流淤積物以塊石、碎塊石、礫石為主，成份以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，空間上分布略具分選性，上游地段淤積物以塊石為主，呈次棱角狀，粒徑一般大于10cm，至下游段顆粒直徑逐漸減小，呈次圓狀，淤積物分選差或中等，級配較好，最大直徑約0.7m，在彎道處可見典型的凹岸淤、凸岸沖的現(xiàn)象，為稀性泥石流基本特征。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，老虎洞泥石流重度為1.35t/m3，流域內(nèi)總的物源量為15.27×104m3，各類物源中可能參與泥石流活動的物源動儲量約0.39×104m3。

流速流量等泥石流基本動力學(xué)參數(shù)通過《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）規(guī)定和要求進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表。

2 泥石流形成的機(jī)理與特點(diǎn)

項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)構(gòu)造單一，地震活動頻繁，巖石松動破碎，斜坡較陡，滑坡及崩塌等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)較發(fā)育；加之地層巖性風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈，坡殘積物厚度大，松散固體物質(zhì)極為豐富；毀林開荒，陡坡墾植不合理的人類工程活動，造成地表土體結(jié)構(gòu)松散。當(dāng)遇高強(qiáng)度暴雨時(shí)，在流域上部山坡和溝谷內(nèi)形成地表徑流和溝道水流，水流不斷侵蝕坡面，沖刷溝床，搬運(yùn)山坡上的松散細(xì)粒固體物質(zhì)，水流中固體物質(zhì)含量逐漸增加，產(chǎn)生坡面泥石流；又因各溝谷上部地形有利于匯集降水形成洪流，使坡面泥石流匯入主溝后流速加快；進(jìn)入溝谷的中上部，滑坡、崩塌等松散物質(zhì)大量堆積于溝道中，且物質(zhì)顆粒較粗，河床糙率大，泥石流規(guī)模不斷增大，流體中固體物質(zhì)重新組合；中游溝床多為“V”型巖質(zhì)溝床，有利于固體物質(zhì)輸移，直至溝谷下游的溝口堆積。在泥石流形成過程中，水力侵蝕占主導(dǎo)地位。

3 泥石流發(fā)展趨勢

老虎洞泥石流流域地貌發(fā)育階段處于發(fā)展期，地震作用誘發(fā)的滑坡等重力侵蝕強(qiáng)烈，泥石流活動處于發(fā)展期。因此，在一個相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)泥石流的發(fā)展趨勢不會減弱。流域具備形成泥石流的地形條件，地震等不良地質(zhì)作用活動強(qiáng)烈，流域內(nèi)松散物質(zhì)豐富，泥石流啟動的激發(fā)條件降低，當(dāng)遭遇一定強(qiáng)度的暴雨時(shí)，即可發(fā)生泥石流。由于震后松散固體物質(zhì)結(jié)構(gòu)與組成發(fā)生變化，固結(jié)度降低，啟動的臨界條件降低，泥石流活動性增強(qiáng)。因此，實(shí)際條件下的泥石流洪峰量較計(jì)算值偏大，影響范圍更廣，造成的危害也將更加嚴(yán)重。

老虎洞泥石流溝于2004年、2015年均發(fā)生了泥石流，說明該流域具備了發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害的條件。若發(fā)生強(qiáng)烈地震，劇烈的震動會使山坡產(chǎn)生松動破碎，破壞邊坡的穩(wěn)定性，直接引起崩塌滑坡等重力侵蝕，繼續(xù)增加溝床內(nèi)的松散固體物質(zhì)，為泥石流的形成提供更加豐富的物源條件，促使泥石流的活動性再次增強(qiáng)。因此，地震活動若增強(qiáng)，將會直接導(dǎo)致泥石流活動性的再次增強(qiáng)，從而泥石流暴發(fā)頻率增加。若再次遭遇強(qiáng)烈地震后出現(xiàn)30年一遇的暴雨，極有可能暴發(fā)大規(guī)模泥石流。因此，地震活動若增強(qiáng)，將會直接導(dǎo)致泥石流活動性的再次增強(qiáng)，從而泥石流暴發(fā)頻率增加。

4 泥石流治理方案建議

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，老虎洞泥石流主要對堆積區(qū)內(nèi)的板凳田村民組居民的生命安全及財(cái)產(chǎn)安全造成危害及構(gòu)成威脅，威脅的方式主要是在堆積區(qū)內(nèi)泥石流漫溢、改道，以沖毀、淤埋等形式。

根據(jù)老虎洞泥石流溝溝床、兩側(cè)岸坡地形條件，物源發(fā)育及威脅對象的分布情況，同時(shí)考慮下方大河——三岔河的泥沙攜帶能力。對老虎洞泥石流提出了以攔擋、固床為主，加強(qiáng)坡面排水、并在村莊區(qū)段進(jìn)行防護(hù)的防治方案建議。

在泥石流上游溝床較陡、溝床物源松散區(qū)段設(shè)置固床群，一是抬高了溝床的最低侵蝕基準(zhǔn)面，減小泥石流流速，防止溝床繼續(xù)下切；二是穩(wěn)溝固床，防止溝床物源的再次啟動，三是防止建設(shè)大型的攔擋工程，提高了擬建工程本身的安全性和穩(wěn)定性。在坡面侵蝕嚴(yán)重區(qū)上游設(shè)置截水溝，盡大程度上減少上游大面積的坡面匯流對近村區(qū)段內(nèi)耕地及裸土區(qū)的侵蝕作用。在下游縱坡降減緩且物源集中發(fā)育的區(qū)段設(shè)置谷坊壩等攔擋工程，盡大程度的把松散的固體物源攔擋在上游，一是減緩溝床，抬高溝床的侵蝕基準(zhǔn)面，減小泥石流流速，減小泥石流或洪流對溝道下切侵蝕強(qiáng)度，從而達(dá)到固床穩(wěn)坡作用；二是可減少泥石流固體松散物質(zhì)補(bǔ)給量，減少下方大河的攜帶壓力，降低泥石流的水動力條件，調(diào)節(jié)泥石流下泄峰量，對泥石流起削弱調(diào)節(jié)作用。在堆積區(qū)居民、建筑房屋分布密集區(qū)設(shè)置防護(hù)工程，在滿足過流能力的同時(shí)，減少泥石流對兩次坡體的側(cè)向侵蝕，同時(shí)防止泥石流在堆積區(qū)漫溢和改道威脅河道兩側(cè)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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