蘭坪縣七聯村泥石流災害特征及治理建議

張衛鋒，楊文禮，曹 瑾

(云南省地質環境監測院，云南昆明 650216 )

2019年8月7日15時，云南怒江州蘭坪縣金頂鎮七聯村出現短時強降雨，1小時降水量達21.3mm，從而造成七聯村練登大溝發生泥石流災害。泥石流一次性堆積體約2.1×104m3，爆發規模屬中型泥石流災害。泥石流堆積扇體造成沘江河堵塞，致使河道水位上漲2 m左右，形成約15×104m3的堰塞湖。泥石流-堰塞湖災害造成5戶農戶房屋一層進水，約86畝農田受損。淹沒農田198.21畝，金鼎鋅業公司尾礦管線1830m、回水管線2800 m及生活管線1680m淹沒或沖斷，S227省道100余m。沘江河堤受損2 km。淹沒大理水文水資源局金頂水文監測站，造成機器設備損壞，沖毀七聯村停車場。累計直接經濟損失約1265.98萬元，間接經濟損失2193.7萬元。并對沘江河下游沿線居民生命財產形成巨大威脅。

1 自然地理

金頂鎮地處東經99°32′北緯26°41′，屬滇西北橫斷山山脈區。位于蘭坪縣城東南側沘江河與金坪河匯流處，號稱亞洲第一鉛鋅礦鳳凰山腳下，東臨劍川縣，南接云龍縣，西靠啦井鎮，北臨通甸鄉，距縣城3.5 km，是縣內重要的政治、經濟、文化中心城鎮。練登溝溝口距七聯村委會約0.7 km，距金頂鎮約6 km，距蘭坪縣城約9 km。

該區屬低緯度山地高原，氣候類型屬亞熱帶季風高原山地氣候。其氣候特征是：冬春山區干冷，沿江河谷干熱；夏秋山區溫濕，沿江河谷濕熱。每年6至10月份為雨季，年平均降雨158天，年降水量為1002.4 mm(河谷為620.1mm)，極端年最大降水量為1223.5mm(1979年)，屬于濕潤區。發生泥石流災害的煉登大溝溝口坐標為：北緯26.396°，東經99.401°。整個煉登大溝流域面積較大(圖1)。

2 地質環境條件

地處沘江河左岸一級支溝，溝箐發源于白龍潭山。區內主要可分為兩個地貌單元，東側為構造侵蝕中切割中山陡坡地貌，西側為河流侵蝕堆積河谷階地地貌。地質構造復雜，處在與三江褶皺系中段緊密收斂部位，蘭坪思茅中生代坳陷北端，蘭坪(啦井鎮)南北向構造帶雪邦山區南北構造帶之間，為北北西向構造帶與南北向構造帶復合部位。區內主要控制性斷裂為金頂-白羊場反“S”型斷裂束及沘江大斷裂，并形成多條次生斷裂，主要有雪邦山-鳳巖山倒轉向斜、金頂礦區穹窿構造[1]。

圖1 泥石流溝流域區影像示意圖

區內新構造運動強烈，具有持續性、繼承性和強烈性，古新世時期是上升運動，上新世時期為下降運動，更新世以來是間歇式上升運動。據《云南省區域地殼穩定性評價》，該區屬于地殼次穩定區。

3 泥石流-堰塞湖災害發育特征

3.1 煉登大溝流域水系特征

泥石流溝為瀾滄江支流沘江河流域左岸一級支溝。沘江由北向南涇流，總流域面積2099km2，年逕流量0.88×109m3，沘江河谷在煉登泥石流溝口處呈寬“U”型谷，河道寬20m～60m，主河道縱坡平緩，水位多年在2251m～2264m之間，上游匯水面積達180 km2，2000年9月最大洪峰流量170m3/s，據洪水淹沒痕跡，最高洪水位線高出現狀河床0.5m～1.0m，泥沙含量較大。

練登大溝泥石流溝總體呈東-西展布，東至雪邦山山脈分水嶺，向西抵沘江。平面呈樹枝狀展布，由東向西逕流。區內有多條支溝發育，支溝平面呈“Y”型發育。主溝長約9.46 km，最高點位于東部白龍潭山，海拔高度為3680.7m，最低點為泥石流溝口與沘江交匯處，海拔2261m，相對高差達1419.7m，平均縱坡坡度為150.1‰，支溝斷面多呈“V”型，局部堆積平緩段呈“U”型。流域面積約16.0km2，為常年流水箐溝，水源主要為大氣降雨、白龍潭山多年冰雪融水以及少數為地下水補給，枯季流量約40 L/s，雨季洪峰流量為25～43m3/s，流量與雨季降雨密切相關，溝道岸坡坍塌嚴重，溝內滑坡體發育，溝道堆積嚴重，雨季水動力條件充足，溝道下切、溯源侵蝕嚴重。

3.2 災害史

據不完全統計，自2000年以來煉登大溝泥石流處在高頻爆發期，屬泥石流溝青年期。成災次數達9次之多(表1)。

表1 練登大溝泥石流近年來災害史

3.3 泥石流-堰塞湖特征

煉登大溝泥石流溝多年來擠壓主河道沘江嚴重，泥石流沖出物堆積嚴重，擠壓河流彎曲并沖蝕對岸。近年來，爆發頻次密集，易產生鏈式災害，形成堰塞湖，險情持續加大，對沘江上游回水區及下游兩岸村民財產造成嚴重威脅[2]-[5]。此次煉登大溝泥石流-堰塞湖災害嚴重(圖2)。

3.3.1 泥石流形成與堆積

練登大溝流域內雨季突發暴雨呈集中、雨強、突降等特點，流域匯水面積大，溝床切深大，主溝源頭區域溝床縱坡降大、溝岸土體結構松散，以下切、側蝕、溯源侵蝕為主；流通區內部分地段出露基巖，泥石流刷深受到基巖限制，沖淤不明顯，處在動態基本平衡態。主溝長約9.46km，溝道較長，平時雨水沖刷，在流通區內溝床緩坡地帶堆積。爆發泥石流時，溝道堆積物被攜帶加入到泥石流中，以沖刷為主。通過暴發歷史，練登溝在經過5年～10年的淤積后，暴發一次中等規模泥石流，沖淤變化在1m～3m之間，在主溝下游區域，由于溝道相對寬一些、溝床縱坡變緩，溝床開始堆積，沿現狀長流水流動區域沖刷成寬淺展布的小溝槽，深度一般小于0.5m。由于沘江對泥石流堆積物的攜帶能力不足，溝口區域進行淤積，2018年的“7·19泥石流”暴發后抬高原有河床2m～3m，2019年的這一次泥石流再次抬高沘江河床2m～3m。

3.3.2 泥石流堆積物組成

區內泥石流溝沿線均見有堆積現象，堆積物質顆粒粒徑整體沿溝道自上而下呈遞減狀態，源頭區塊石、碎石及樹枝混雜，物源區顆粒直徑較大，一般為20cm～50cm，最大粒徑可達4m，以棱角狀、次棱角狀居多；中游流通區，溝床縱坡降稍緩，水動力減弱，粒徑大多在0.8m以內，多為5cm～40cm，在溝道溝道方向改變上游的凹岸多見40cm～50cm的塊石堆疊，流通區塊石中夾砂礫及粘土；下游堆積區，溝床縱坡很緩，塊石多為5cm～30cm，次棱角狀居多，部分為次圓角狀-圓角狀，區域粘土含量較高，泥石流堆積物表面經曬干出現不規則形狀皸裂現象。

3.3.3 地形地貌條件

地形上具備山高溝深，地形陡峻，溝床縱度降大，流城形狀上呈現出極易形成雨水匯集。上游形成區的地形上為三面環山，西側出口為漏斗狀，地形開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、溝岸坍塌嚴重、植被生長不良，如此的地形有利于水和碎屑物質的集中；中游流通區的地形多狹窄陡深的峽谷，谷床縱坡降大，使泥石流能迅猛直瀉；下游堆積區的地形為開闊平坦的河谷階地，堆積物有堆積場所。

3.3.4 溝口河道排泄不暢

練登大溝溝口沘江段，呈寬“U”型河谷地貌，河流縱坡較緩，水流流速較慢，沖刷攜帶物質能力較小。一旦爆發粘性泥石流災害，主河道排泄不暢，溝口-河道斷極易形成堆積扇體，且不易被主河道沖走，瞬時間淹沒河道，阻斷沘江徑流。隨著溝口泥石流沖出物的持續加入，堆積扇體逐步加高加寬，河流下游斷流，上游形成堰塞湖。堆積扇體對河道來而言，是形成一道天然的土石壩，隨著時間的持續，上游回流河道區域面積的增大，攔擋庫容增大。壩體段的動水壓力持續上升。此時，壩體發生潰決的風險上升，一旦壩體失穩，洪水泛濫形成洪峰，對下游危害不可估量。

圖2 “8.07”煉登大溝泥石流-堰塞湖災后傾斜攝影圖

4 成災原因

4.1 內在動力

(1)練登溝流域匯水面積大：練登溝流域整體呈不規則“葫蘆”狀，流域面積16.0km2，流域面積較大，地形整體特點為“三面環山，中為溝谷，西抵沘江”。沿分水嶺分布有白龍潭山、風巖山、白頂山等，山坡坡度25°～45°。山頂坡度相對較緩，為15°～30°，坡面上植被較發育。物源區溝谷橫斷面呈“V”形，溝床縱坡降181～284‰，偶見跌水坎，高3m～6m，溝兩岸坡度30°～45°；流通區溝谷兩側溝坡坡度30°～45°，局部陡峻，溝床縱坡降110～198‰；堆積區地形坡度平緩，溝床橫斷面呈“U”形，堆積扇面縱坡降61‰，溝床坡降相對上游較小，從流通區至溝口至沘江交匯處地形逐漸開闊，溝床變寬，呈扇形堆積。

(2)泥石流溝物源豐富：溝谷溝岸坍塌、溝岸滑坡體發育、溝道堆積物、泥石流溝物源豐富，溝道堵塞嚴重，大部分物源在溝道內堆積、存儲，呈階梯狀在溝道分布。在暴雨情況下，地表徑流攜帶面上土石匯集到上游支溝，支溝側蝕、下蝕，溝岸岸坡坍塌，已出現局部堵塞，物質匯聚和能量累積為泥石流活動提供了豐富的固體松散物質及啟動爆發動力。一旦溝道堰塞湖潰決，溝道堆積體、岸坡坍塌、滑坡瞬時加劇，大量固體松散物質加入進來，形成潰決型泥石流。

(3)水土侵蝕強烈：區內風化作用較強烈，風化殼厚度差異較大，風化程度變化較大，結合場地裸露地段，全-強風化帶厚度大于35m，主要分為碳酸鹽巖風化及砂巖、泥巖風化。區內溝谷縱坡較大，溝谷深切，岸坡巖土體結構松散，侵蝕作用強烈。主要以、側蝕、溯源侵蝕為主，溝道多呈“V”型，溝谷岸坡以松散碎石土、粉質粘土為主，溝谷演化速度較快。主溝溝床段大多見基巖出露，巖性以砂巖、粉砂質泥巖為主，呈強-中風化。依據《土壤侵蝕分類分級標準》(SL 190-2007)，區內水力侵蝕類型區主要為面蝕、溝蝕。面蝕強烈侵蝕區主要分布在流域源頭區域及流域界限北側地帶，面積約5.04km2，占流域面積的31.25%；面蝕中等烈侵蝕區主要分布在村子及耕種區，面積約1.02km2，占流域面積的6.38%；面蝕輕度侵蝕區主要分布在為喬木、灌木叢、水土保持較好的區域，面積約9.95km2，占流域面積的62.18%。

4.2 形成泥石流外界動力

(1)強降雨：區內降雨量大，雨季易出現短時暴雨。溝谷至山脊及源頭區域植被發育，流域分水嶺一帶山坡坡度較陡，匯水區坡度較陡，地表逕流途經相對較短，雨季降水后可快速匯入溝谷。區內地表植被退化嚴重，多處地段呈片狀裸露，大氣降水后，不易下滲補給地下水，流量大、變幅快的特點，極易形成山洪，而是直接匯集到地表徑流，易形成短時洪峰，疊加山坡陡峻和溝谷縱坡大，溝內洪峰流速呈幾何倍數增長，下切、側蝕大大增強，溝道、塌岸物質加入洪峰，動能極大提升，為爆發泥石流災害提供充足的水源和水動力條件。

(2)人類活動強烈：區內人類活動強烈，主要有陡坡耕作、放牧及礦區工程活動。區內分布有三重山、白草坪等自然村，以分散形式居住為主，農業以陡坡墾荒種植為主，在近源頭草甸地帶放牧，區內生態環境退化，水土流失現象嚴重。雖當地政府加強對流域內生態環境保護力度，但生態環境修復時間較長，部分陡坡耕作、放牧現象短期內難以解決，暴雨作用激發下水土流失的勢頭短期難以遏制。礦區工程活動主要集中在流域北側邊緣地帶，山體開挖、通往道路、生活廠房、管線、工程棄渣尾礦堆放的設施，對區內地質環境改變較大，布設了一些防御工程措施，部分工程措施出現了一定程度的損壞，整體上屬人類活動強烈區。

5 應急搶險

5.1 啟動應急預案

災害發生后，當地政府立即啟動應急預案，成立現場應急處置指揮部，分設7個工作組，對現場應急搶險、緊急避險、預警預報、信息管控、安保維穩、輿情監控、后勤保障等工作作出具體安排。采取緊急有效措施，緊急疏散災害點周邊群眾，加強泥石流-堰塞湖的監測預警工作，排查安全隱患，及時將信息通報下游的云龍縣，形成上下游聯動機制。

5.2 應急處置

災害發生后，當地政府采取了一系列有效措施，全力開展搶險救災工作，緊急轉移16戶86名群眾并妥善安置，未造成人員傷亡。組織消防隊員、生態護林員、民兵應急分隊隊員、金鼎鋅業公司救援隊員達500余人，調運砂石料4560余m3，裝運沙袋9200余袋，沿漫水路段修筑應急防洪110m，租賃挖掘機及后勤保障。先后投入66臺機械車輛(含挖掘機、裝載機、運輸車)清理泥石流堆積物，迅速組織人員、機械連夜抓緊清理泥石流堆積物，開挖了一條約長350m、寬8m、深3.5m的泄洪槽，疏通堰湖河道，排泄堰塞塘積水，隨時監測堰塞壩情況，于8月8日凌晨2∶10時分挖通了泄洪槽(圖3)。堰塞湖水位持續降低，河道疏通，險情解除。

圖3 泄洪槽開挖應急工作照片集

6 結論與建議

6.1 結論

受地形地貌、地層巖性、地質構造、巖土體特征、溝岸坍塌、植被覆蓋等多重因素的疊加影響，強降水作用激發下，練登大溝極易發生泥石流災害。主河道攜帶物質能力不足，排泄不暢，高頻粘性泥石流災害爆發極易在溝口河道段形成堰塞湖等鏈式災害。堰塞壩體的持續加高，上游匯水量的增大，對上下游沿線村寨、建筑物構成較大威脅，險情風險較大。

險情出現后，應急預案立即啟動，多部門協同調集力量隊伍應對泥石流-堰塞湖災害進行處置。水位的持續上升和泥石流堆積物壩體的不確定性，使得應急處置工作的難度和風險加大。如何應對泥石流-堰塞湖鏈式災害應急救援處置顯得非常重要，需思考常規投入手段與設備的能力，亟需研發專型設備應對應急處置。

6.2 治理建議

(1)建議煉登大溝泥石流-堰塞湖災害綜合整治中，應統籌考慮，多部門、多措施、多手段來開展綜合防治工作；

(2)泥石流防治工程中，建議以穩攔上游固體物質為主，修建梯級攔渣壩，穩攔固體物質。建議攔渣壩泄水孔宜采用孔徑漸變方式，孔徑從上游至下游逐漸變小，分級攔截泥石流中的大下顆粒固體物質，分級做到水、石分流；

(3)建議在溝道坍滑嚴重段下游適當位置設置小谷坊壩，回淤固體物質來反壓穩固坡腳，啟到岸坡整治效果；

(4)建議對區內生態脆弱區進行修復，恢復植被，保持水土，嚴防流失。從農業政策、產業結構等方面調整當地群眾的生產生活方式，改變放牧、陡坡耕種、墾荒等農業模式。

(5)建議泥石流溝溝口沘江河右岸適當位置修建流線防淤護岸堤，防止沖刷對岸造成淤積形成堰塞湖?？稍谥骱拥佬藿ㄊ鞯虊危岣咚畡恿?，大幅提升主河道排泄能力。

(6)建議進一步研究泥石流-堰塞湖鏈式災害的特征與機理，研發新型搶險救援設備，快速介入并穩步實施疏通堰塞體。