龜峰山泥石流調(diào)查與防治措施研究

樂(lè)嘉祥， 劉 勇， 譚 偉

(湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，湖北 武漢 430000)

泥石流的形成條件包括有利的地形，豐富的松散固體物質(zhì)和大量突發(fā)性流水三方面，其發(fā)育區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌、氣象水文、植被發(fā)育特征、人類工程活動(dòng)對(duì)泥石流的形成和發(fā)育有一定影響。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)根據(jù)不同的防護(hù)要求開(kāi)展了泥石流調(diào)查、研究和災(zāi)害防治工作，目前對(duì)泥石流災(zāi)害的形成條件、影響因素以及防治工程對(duì)策均進(jìn)行了深入研究，取得了豐富的成果。但是，地質(zhì)災(zāi)害具有區(qū)域差異性大的特點(diǎn)，龜峰山區(qū)域的泥石流研究并未系統(tǒng)而詳細(xì)地進(jìn)行，亟待補(bǔ)充完善。

1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件

龜峰山風(fēng)景區(qū)位于湖北省麻城市東部龜山鎮(zhèn)境內(nèi)，處于大別山中段南麓，由九座山峰組成，山勢(shì)險(xiǎn)峻，地形切割較深，區(qū)域水系垂直山脈延伸方向發(fā)育，溝谷河流眾多，常年水量充足，為泥石流的發(fā)育提供了水動(dòng)力條件基礎(chǔ)。

研究區(qū)經(jīng)度范圍為115°10′07.01″E～115°16′31.17″E，緯度范圍為31°01′59.42″N～31°09′33.96″N，近似呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)約13.5 km，寬約9.4 km，面積為126.9 km2。

2 現(xiàn)狀調(diào)查、易發(fā)性評(píng)價(jià)及危險(xiǎn)度判定

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有8條泥石流溝，由北向南進(jìn)行編號(hào)，其中2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、6號(hào)泥石流溝位于龜峰山風(fēng)景區(qū)內(nèi)，其他4條泥石流溝在景區(qū)附近(圖1)。

2.2 易發(fā)性評(píng)價(jià)

根據(jù)實(shí)際情況將龜峰山泥石流類型統(tǒng)計(jì)劃分，龜峰山區(qū)域泥石流主要發(fā)育于山區(qū)，由強(qiáng)降雨及水庫(kù)、水塘潰決引起。從流域形態(tài)上講，均為溝谷型泥石流；流體性質(zhì)均為稀性泥石流；除5號(hào)泥石流溝外，其他泥石流溝均處于衰敗期；規(guī)模均為小型。

2.3 危險(xiǎn)度判定

根據(jù)龜峰山區(qū)域泥石流溝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，參照泥石流危險(xiǎn)度查算表分別查出相應(yīng)因子得分，再累加得出總和，對(duì)照泥石流危險(xiǎn)度標(biāo)準(zhǔn)表即可得到各泥石流溝危險(xiǎn)度。通過(guò)結(jié)果可知，研究區(qū)內(nèi)泥石流溝危險(xiǎn)度均屬于 “可能危險(xiǎn)”等級(jí)，個(gè)別因子取值較大，可能爆發(fā)中、小規(guī)模泥石流，需注意防范和治理。其中，在危險(xiǎn)度評(píng)分中，1、2、3、4號(hào)溝危險(xiǎn)度較低，5、6、7、8號(hào)溝危險(xiǎn)度較高，接近于“顯著危險(xiǎn)”等級(jí)，需要特別注意。

圖1 研究區(qū)泥石流位置分布圖

3 龜峰山泥石流發(fā)育控制因素研究

任何一種地質(zhì)災(zāi)害都是地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用的結(jié)果，分析研究區(qū)內(nèi)泥石流發(fā)育的內(nèi)動(dòng)力因素(地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性和地形地貌)和外動(dòng)力因素(降雨和人類活動(dòng))，研究泥石流發(fā)育的影響機(jī)制和影響程度。研究發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)構(gòu)造是泥石流區(qū)內(nèi)發(fā)育的主控因素，地層巖性、地形地貌、降雨以及人類活動(dòng)為泥石流的爆發(fā)提供了豐富的松散固體物質(zhì)、勢(shì)能條件以及水動(dòng)力條件，多個(gè)因素的耦合共同導(dǎo)致了龜峰山泥石流群的發(fā)育現(xiàn)狀。結(jié)論如下：

(1)研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的河鋪～龜峰山斷層(F4)和包頭河斷層(F8)是影響泥石流溝發(fā)育的主控因素。一方面，從空間上講，斷層控制了泥石流溝分布于其兩側(cè)，整體上沿?cái)鄬友由旆较虺蕩罘植迹涣硪环矫?，地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)為泥石流的爆發(fā)提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)：斷層所形成的破碎帶，物質(zhì)松散；節(jié)理裂隙切割，巖體破碎；滑坡崩塌發(fā)育，阻塞溝谷。因此，地質(zhì)構(gòu)造決定了泥石流的爆發(fā)規(guī)模及危害等級(jí)。

(2)地層巖性決定泥石流松散物質(zhì)的成分，很大程度上控制著泥石流的物理性質(zhì)與流域形態(tài)和流域面積。龜峰山區(qū)域泥石流溝以硬巖為主，各泥石流溝均為稀性泥石流，同時(shí)，從坡體上剝落的塊狀巖體滾落至溝道中成為泥石流爆發(fā)的物質(zhì)來(lái)源。

(3)地形地貌是地表形態(tài)的反映，制約著泥石流的形成和運(yùn)動(dòng)，影響泥石流的規(guī)模和特性。研究區(qū)內(nèi)泥石流溝流域面積在0.2～5 km2之間，既便于匯集水源，又不會(huì)分散水流，屬于較適宜爆發(fā)泥石流流域面積區(qū)間。縱坡降為230.9‰～404.1‰，所對(duì)應(yīng)的溝谷坡度為13°～22°，賦予溝內(nèi)物質(zhì)一定的勢(shì)能優(yōu)勢(shì)，提供其運(yùn)動(dòng)的能量。山坡坡度變化范圍為16°～40°，既有利于松散固體物質(zhì)的堆積，又能為泥石流的運(yùn)動(dòng)提供水動(dòng)力條件和勢(shì)能基礎(chǔ)。

(4)從時(shí)間上講，降雨造成了研究區(qū)泥石流爆發(fā)的季節(jié)性和周期性。泥石流爆發(fā)不僅要有足夠的松散固體物質(zhì)，還要有豐富的水源和強(qiáng)大的水動(dòng)力條件。經(jīng)調(diào)查研究，當(dāng)?shù)亟涤甓嗉杏?～7月，約占全年的36%，與泥石流爆發(fā)時(shí)間節(jié)點(diǎn)相一致。

(5)研究區(qū)內(nèi)泥石流溝存在多處水利設(shè)施和房屋建設(shè)工程，土木工程建設(shè)工程會(huì)增加泥石流溝內(nèi)松散固體物質(zhì)，增大泥石流的危險(xiǎn)性。此外，水利設(shè)施的調(diào)控不當(dāng)，會(huì)為泥石流的爆發(fā)提供巨大的水動(dòng)力條件，危害人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 防治措施建議

4.1 抑制泥石流發(fā)生

采取蓄、引水工程、植樹(shù)造林等控制形成泥石流的水源和物源，通過(guò)行政管理、法規(guī)法令措施消除泥石流行成的人為因素,從而抑制泥石流災(zāi)害的發(fā)生。

4.2 疏導(dǎo)泥石流

采取攔擋、排導(dǎo)、疏浚河道等工程,調(diào)節(jié)泥石流水流流量，消減龍頭能量、促使泥石流分流或解體，從而控制通過(guò)河道的泥石流水流流量和流速，使其不對(duì)兩岸安全造成威脅。

4.3 避讓泥石流

在臺(tái)、汛期加強(qiáng)泥石流隱患點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)并撤離人員，使泥石流災(zāi)害損失降至最低。

4.4 綜合防治方案

針對(duì)被保護(hù)目標(biāo)的性質(zhì)和重要性，采取工程治理、生物治理、監(jiān)測(cè)、預(yù)警預(yù)報(bào)、避讓和搬遷等綜合措施，以求達(dá)到最小的投資和最佳治理效果。

(1)根據(jù)泥石流隱患防治的指導(dǎo)思想、基本原則和防治目標(biāo)，結(jié)合本次調(diào)查中泥石流隱患點(diǎn)的環(huán)境地質(zhì)特征、誘發(fā)因素和危險(xiǎn)性、危害性及穩(wěn)定性等因素，分別提出防治方法建議如下(表1)。

表1 龜峰山泥石流溝防治措施建議表

(2)生物：主要包括對(duì)溝域內(nèi)泥石流提供大量固體物質(zhì)(土壤、石塊)的陡坡耕地、荒地、荒坡，對(duì)覆蓋其上的植被加以保護(hù)或改造，以控制面蝕作用和水土流失強(qiáng)度，減少泥石流的固體物質(zhì)來(lái)源；

(3)排導(dǎo)：主要指對(duì)溝道進(jìn)行拓寬、疏浚清淤，對(duì)河溝岸堤加固等；

(4)穩(wěn)攔：在泥石流形成區(qū)對(duì)可能提供泥石流物源的滑坡、崩塌、棄土等進(jìn)行治理,在流通區(qū)上利用峽谷、窄口等地形修建攔沙壩,攔截泥石流攜帶的固體物質(zhì),以減少泥石流在下游的堆積量。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于湖北省麻城市1∶ 5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，結(jié)合衛(wèi)星影響資料，分析了龜峰山景區(qū)每條泥石流溝發(fā)育基本特征、泥石流易發(fā)性和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)均為輕度易發(fā)，危險(xiǎn)度均屬于“可能危險(xiǎn)”等級(jí)，個(gè)別因子取值較大，可能爆發(fā)中、小規(guī)模泥石流，需注意防范和治理；泥石流爆發(fā)的周期性與區(qū)內(nèi)暴雨出現(xiàn)的周期性密不可分；另外，研究區(qū)內(nèi)泥石流溝存在多處水利設(shè)施和房屋建設(shè)工程，增加了泥石流溝內(nèi)松散固體物質(zhì)，同時(shí)，水利設(shè)施的調(diào)控不當(dāng)，會(huì)為泥石流的爆發(fā)提供巨大的水動(dòng)力條件，危害人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，針對(duì)龜峰山泥石流發(fā)育的規(guī)模、性質(zhì)、頻率及危險(xiǎn)性等特點(diǎn)，應(yīng)針對(duì)不同泥石流溝采取抑制、疏導(dǎo)、避讓、監(jiān)測(cè)的綜合防治方案。