甘肅省岷縣礦山泥石流地質災害治理淺析
——以元山溝泥石流為例

劉 晉

（甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院，甘肅 蘭州 730046）

本文所研究區域位于岷縣維新鄉，2012年5月10日傍晚，岷縣發生大范圍冰雹及強降水，由于降水時段集中，降水量大，全縣大面積遭受冰雹山洪災害襲擊，局部地區發生較嚴重的地質災害，造成了礦企及居民巨大的人員傷亡和財產損失，元山溝泥石流就是其中一處[1]。

1 地質災害基本特征

1.1 主要形態特征

元山溝流域形態為樹枝狀，中上游支溝發育，元山溝泥石流流域面積為26.6km2，主溝道總長11.7km，溝頭起源于大灣山，溝道最高處海拔3200m，溝床坡降67.2‰。根據地質災害的形成、運移、堆積特征，將元山溝流域劃分為形成區、流通區和堆積區三部分。

（1）形成區。形成區位于溝谷中上游，面積約23.96km2，占流域總面積的90.1%。該區溝壑密集，地形高差大，陡坡、陡崖較多，谷坡坡度多在40°以上，匯流面積大，產生地質災害的地形條件和水動力條件優越。主溝溝谷呈“V”字形，溝床寬一般3～10m，彎道較多，支溝發育，溝岸為巖質斜坡，表層風化強烈，節理裂隙發育，斜坡表面殘破積覆蓋層較厚。

（2）流通區。流通區位于溝谷中、下游主溝道一帶，面積相對較小，約1.94km2，長約4.4km，寬度一般40～100m，兩側谷坡大多較緩，坡度25～40°。流通區溝道較曲折、狹長，因此，溝道侵蝕作用以側蝕和向下切蝕作用為主。

（3）堆積區。堆積區位于溝口，維新鄉政府所在地元山村坐落于堆積區，面積0.70km2，堆積扇較明顯，扇長約1.10km，前緣被洮河沖蝕，溝道內淤積較嚴重，排洪能力嚴重不足。

1.2 礦山地質災害形成過程及其流動特征

（1）形成過程。區內松散物質補給來源主要集中在主溝中游及上游及一些規模較大的支溝內，固體松散物質在兩側坡面及溝道內大量堆積。在暴雨條件下，沿陡峻溝坡漫流的坡面水流攜帶、沖刷表層松散物質，迅速向溝內匯集，溝谷上游及一些支溝內洪水沿比降較陡的溝床渲泄而下在主溝內匯合壯大，沿程滲浸、沖蝕溝內大量堆積的松散土體，特別是溝谷中游松散物質比較集中的沖蝕、匯入，使水與土體揉合，固液混雜，能量和流量不斷加大，從而形成較大規模淤積物沖出溝口。

（2）流動特征。根據實地調查訪問，區內泥石流災害發生前后期基本上呈連續性流動，其間基本無斷流。暴雨期間，先是攜帶泥沙洪水自溝內泄出，其流速較快，其后溝谷內出現比較沉悶的聲音，泥石流似“稀粥狀”自溝內涌出，流量比前期大，但流速較慢，在此之后又出現流量較小的洪水乃至停息。

（3）堆積特征。所研究礦區內泥沙物質以溝道堆積為主，其次為溝口堆積，其顆粒組成基本一致。由于元山溝中、上游坡降比較大，礦物堆積物相對較少；下游溝床相對較緩，且泥石流出山后溝道變寬，水動力降低，固體物質大規模堆積。根據調查訪問及開挖的探坑揭示，元山溝出山口處堆積厚度大于5m，含砂礦物堆積物垂向層與層之間特征明顯。

2 地質災害的危害特征

2.1 危害現狀

自1949年～2012年以來，元山溝已有數次規模不等的地質災害發生，累計造成直接經濟損失達500萬元。僅2012年就發生過兩次較大規模的得治災害。2012年8月16日，礦區地質災害將其周邊房屋及農田、淤埋公路，造成直接經濟損失達50萬元。所幸兩次地質災害未造成人員傷亡。

2.2 礦山地質災害發展趨勢分析

經過對岷縣礦山地質災害的調查，結合相關資料綜合分析認為，該區域地質災害發展有逐步增強的趨勢，原因有以下幾個方面：其一，區內坡面以強風化板巖為主，礦體破碎，新構造運動不斷抬升，溝谷處于青壯年發展期，這為地質災害的發生提供了發展條件。

其二，溝道兩側坍塌體發育，礦山固體松散物質儲量豐富，累計速率快，加之流域溝道兩側坡度較大，坡積層較厚，溝岸不斷遭受雨水的沖刷、掏蝕，穩定性較差，增加了松散物質補給量，使地質災害的規模加大。其三，本區處于強地震區，地震活動頻繁，加之受區域地震活動的影響，將進一步加速和激發災害的發生。其四，區內年降水量較多。

3 工程治理方案分析

3.1 治理方案

綜合岷縣礦山地質環境背景，地質災害的形成條件，以及礦物堆積特點和危害特征，對礦山地質災害采取以下兩種防治方案：方案一：工程治理方案。①首先對區域下游溝道內堆積的松散堆積物進行清理，以疏通溝道，保證溝道泄洪能力，防治溝道被堵塞泥石流漫進溝道兩側居民區；②對主溝道的泥石流進行排導，同時在排導堤下游開挖溝道，使其最終能順利流入洮河，而避免其危害兩岸居民區；③在溝道出山口上游修建2道攔擋壩，以消耗礦山邊坡滑落礦物質動能，減緩地質災害的發生，淤攔松散固體物質。方案二：搬遷避讓+礦山工程治理方案。由于災害易發生礦區周邊居住村民較多，村民修建房屋擠占溝道較嚴重，泥石流對溝道兩側居民構成嚴重威脅，綜合分析考慮，搬遷避讓+礦山工程治理方案總體設計為：①首先對堆積區受威脅最嚴重的13戶居民進行整體搬遷；②對松散堆積物進行清理，以疏通溝道，保證溝道泄洪能力；③在溝道下游修建約700m長的排導渠，以對主溝道的礦體堆積物進行排導，使其最終流入洮河，而避免其向兩岸居民區；④在溝道上游修建四座攔擋壩，以攔擋上游流下的固體物質，減緩災害發生。

3.2 治理方案比較

分別從防災減災效果、實施難度、對環境的影響等方面對兩種方案進行比較。①防災減災效果。方案一主要采取排導工程防治措施，可有效疏導泥沙礦物流入洮河內，防止其沖向溝道兩岸居民區，防災減災效果明顯；方案二采搬遷避讓+礦山工程治理措施，可讓受威脅最嚴重的居民徹底避開地質災害所造成的損失，礦山工程措施可在一定程度上保護溝道礦區周邊未搬遷居民的安全，防災減災效果更為明顯。從防災減災方面出發，方案二優于方案一。②實施難度。方案一主要采取工程防治措施，不涉及搬遷，且施工區僅限岷縣影響區內，實施難度小。方案二主要為搬遷避讓，其中涉及大量村民的搬遷，當地可適宜作為村民安置點的地方非常少，搬遷的安置點選擇與征用非常困難，實施難度相當大。從實施難度方面出發比較，方案一優于方案二。③對環境的影響。方案一工程防治措施對環境的破壞不可避免，但破壞相對較小；方案二對現有環境的破壞小，但對搬遷新址的環境破壞較大。從大環境出發考慮，方案一對環境的破壞相對較小。

從以上各有優缺點，實際治理還應綜合考慮進行選擇。

4 結論

不同的地質災害形態及危害特征差異很大，治理方案需要結合當地的實際情況，綜合考慮礦區地質環境背景，災害的形成條件及危害特征而定，以達到防災減災的目的。