縫隙壩對攜帶漂木的泥石流減災效果實驗研究*

謝湘平 王小軍 屈 新 劉世明 付 裕

(安陽工學院土木與建筑工程學院， 安陽 455000， 中國)

0 引 言

近年來，山洪泥石流災害愈加頻繁，山洪泥石流中攜帶漂木的現象時有發(fā)生，如1999年委內瑞拉泥石流(韋方強等， 2000)，云南德宏2004年7月5日特大滑坡泥石流(高克昌等， 2005)， 2013年7月四川汶川多地發(fā)生的泥石流(圖1)。在植被良好的風景區(qū)，山洪泥石流中都以攜帶大量漂木為其顯著特點(王士革等， 2001； 陳曉清等， 2006； 崔鵬等， 2007)。在林火燃燒地區(qū)，林火燃燒形成的枯木在水土流失、溝岸侵蝕等作用下也成為火后泥石流搬運的重要碎屑物(胡卸文等， 2018； 王嚴等， 2019)； 川藏鐵路沿線的泥石流災害中漂木也越來越受到關注(薛翊國等， 2020)。山洪泥石流中攜帶的大量漂木會產生一系列的災害效應，包括堵塞橋梁、涵洞等過水斷面，造成水位升高、靜水壓力增大、洪水泛濫(Rimb?ck et al.，2002; Schmocker et al.，2013; Hartlieb，2017; Schalko et al.，2018，2019; Okamoto et al.，2020)； 堆積在溝道中攔截泥沙形成不穩(wěn)定堆積體，在后續(xù)流體作用下潰決后形成更大流量的洪峰，從而放大災害效應(Comiti et al.，2008; Hasegawa et al.，2010; 黃勛等， 2017； Galia et al.，2018)。大量漂木在溝道彎道、淺灘、障礙物處堆積，堆積體周圍水流紊流增加，加重了對溝岸、溝床以及障礙物(特別是橋墩)周圍泥沙的侵蝕作用(Melville et al.，1992; Meleason et al.，2005; Pagliara et al.，2011; Schmocker et al.，2011; Schalko et al.，2019)。被高速運動的山洪、泥石流搬運的漂木，也具有較大的運動速度，對建構筑物造成一定的沖擊損壞(Haehnel et al.，2004; Ikeno et al.，2015; Kaida et al.，2017)。

圖1 2013年7月四川汶川縣多地泥石流中存在的大量漂木(作者攝)Fig.1 Driftwood transported by debris flow in Wen Chuan County， July， 2013.(photographed by the author)a.2013年7月汶川縣草坡鄉(xiāng)泥石流； b.2013年7月汶川縣七盤溝泥石流

陳曉清等(2006)首先提出了在風景區(qū)泥石流防治工程中需考慮漂木的影響，可采用縫隙壩攔截漂木。……