哈密市西山鄉庫爾路克村泥石流發育特征及防治措施

郭 麗，王延榮

(甘肅省地礦局水文地質工程地質勘察院，甘肅 張掖 734000)

研究區位于伊州區北部中山區，隸屬西山鄉，南向距離哈密市市區約56 km，市區鄉到研究區有089省道相連，交通條件較好。研究區范圍包括葫蘆溝的整個匯水流域范圍和受威脅區域，即葫蘆溝上游的西、北、東三側，泥石流下游東、西側以分水嶺外延10 m左右范圍為界，南界至溝口東西向橫穿堆積區的024鄉道南側為邊界，總面積為100 km2。本文在對研究區泥石流災害孕災條件分析的基礎上，并結合相關參考文獻[1-5]，對研究區葫蘆溝泥石流和瓊闊爾尕溝泥石流的發育特征進行了分析，并提出了防治措施建議。

1 研究區地質環境分析

1.1 地形地貌

研究區位于天山北麓大起伏中高山區，海拔高度1 657～3 900 m，總地勢北高南低。按照地貌成因和形態特征，研究區可劃分為以下三種地貌類型：構造-侵蝕切割作用形成的中高山區、山間溝谷堆積地貌、山前沖積扇平原。

1.2 地層巖性

研究區按時代由老至新劃分為泥盆系、石炭系和第四系。第四系按成因可劃分為第四系全新統殘坡積，第四系全新統沖洪積層和第四系上更新統洪積層。

1.2.1 泥盆系中統大南湖組凝灰巖

主要分布于研究區的北部地區，巖性為淺灰色、灰綠色凝灰巖，產狀38°∠70°，出露地層呈全-強風化，巖體受區域構造運動影響，節理裂隙普遍較發育，局部發育小褶皺，表層巖體屬破碎—較破碎巖體。石炭系中統居里得能組凝灰質砂巖：主要分布于研究區內中南部，居民區的西北側，巖性為厚層狀淺灰色凝灰質砂巖，產狀52°∠60°，砂巖呈較堅硬狀，巖體表面破碎，砂狀結構，塊狀構造，風化及構造節理裂隙較為發育。

1.2.2 第四系全新統殘坡積

主要分布于研究區溝槽兩側坡體及坡腳處，主要為山體岸坡殘積坡積形成的倒石碓、角礫石層、粉土含角礫等，為泥石流災害部分物源。主要以灰黑、灰色碎塊石為主；碎石由山脊至溝底，磨圓度多為次棱角狀、扁平狀為主，粒徑由小變大；巖性多為砂巖。

1.2.3 第四系全新統沖洪積層

主要分布于泥石流溝底部和溝槽兩側坡體、坡腳處。巖性以漂石、卵石為主，磨圓度較好，結構松散-稍密，厚度較大且均勻，工程地質條件較好。根據地區經驗值承載力特征值可達350 kPa以上；分布于溝槽兩側土體以殘坡積碎塊石為主，磨圓度差，結構松散，厚度不均勻，最大厚度可達15 m。

1.2.4 第四系上更新統洪積層

主要分布于G1泥石流出溝口兩側山前沖積扇地帶，地層巖性上部為灰色、黑色薄層含礫粉土，松散、稍濕、厚度分布不均，平均厚度在0.5 m左右，工程地質條件較差。下覆土體為為灰色、雜色厚層漂石、卵石層，顆粒磨圓度良好，厚度較大且均勻，由表層向下密實度為松散-稍密-中密，工程地質條件較好，根據地區經驗值承載力可達250 kPa以上。

1.3 水文地質條件

研究區地下水根據其賦存條件，水理性質及水力特征，可以劃分為塊狀巖類基巖裂隙水、層狀巖類基巖裂隙水以及第四系松散巖類孔隙水。

1.3.1 塊狀巖類基巖裂隙水

主要分布于研究區北部巴里坤山、喀爾里克山。基巖裂隙水主要靠降水入滲補給。一般山地降水200 mm/a，中生界山地基巖裂隙水具有補給、徑流與排泄同在一地的特點，富水性一般為10～100 m3/d，個別地方>100 m3/d。大面積分布著中生代及古生代地層，其風化裂隙和構造裂隙較為發育，風化裂隙發育深度一般10～30 m，由于補給條件差，因而水量貧乏，一般基巖裂隙水水位埋深多大于20 m。

1.3.2 層狀巖類基巖裂隙水

主要分布于研究區中部山區，含水層段主要有凝灰質砂巖、凝灰巖及風化裂隙、構造裂隙等組成，其補給源以大氣降水入滲為主，該地層含水程度主要與距河流補給源的遠近以及與河流侵蝕基準面的高低有關，侵蝕基準面以下含水量較大。在研究區范圍內未見泉水出露。

1.3.3 第四系松散巖類孔隙水

廣泛分布于葫蘆溝河谷。含水巖組巖性為第四系卵礫石層，含水層厚度20～48 m，富水性較好。松散巖類孔隙水的補給來源主要包括大氣降水的垂直入滲和河水的側向補給。另外還有來自附近基巖地下水的側向補給，水力特征大多為潛水，水位埋深隨季節和地形變化明顯。根據探井揭露，地下水水位最淺在2.5m左右。地下水徑流緩慢，主要排泄方式為向下游側向徑流。

2 研究區泥石流發育特征分析

研究區內主要發育的地質災害為2處泥石流地質災害，分別為G1泥石流(葫蘆溝泥石流)及G2泥石流(瓊闊爾尕溝泥石流)。其發育特征分析如下：

2.1 葫蘆溝泥石流發育特征

該泥石流流域地處構造剝蝕切割形成的中山區，總體地勢北高，南低，東、北和西三面環山，地形起伏較大，流域西北面山頂最高處高程2 828 m，東部堆積區高程1 640 m左右，流域高差達2 200 m；流域平面形態為東西向“漏斗”型，流域總面積68 km2。泥石流主溝道全長22 km，溝床平均縱坡降140‰，上游溝谷縱斷面形態為“凹型”；中游及下游溝谷縱斷面形態為“直線型”，溝谷橫斷面形態為多為“U”型；溝谷底部在上游區段多形成狹窄溝槽，向下游逐漸變寬闊，下游溝槽平均寬度為30 m左右。

因此，將葫蘆溝泥石流溝劃分為形成區和流通堆積區兩個區域：泥石流北側分水嶺至主溝與10號支溝交匯處為泥石流形成區；形成區以南經出山口至研究區南側邊界為流通-堆積區。

2.2 瓊闊爾尕溝泥石流發育特征

該泥石流溝位于葫蘆溝泥石流溝口處與之交匯，該溝的溝口堆積區與葫蘆溝泥石流部分重疊，該泥石流堆積區較為明顯，有完整的形成-流通區、堆積區。各區發育特征分述如下：

2.2.1 形成-流通區

該區主要包括泥石流流域的中游和上游段，面積為3.15 km2，占整個流域面積的98%。該段溝高差達1 220 m，縱坡降約為239‰。該段溝谷中部廣泛發育了第四系坡積層，巖性為含砂、角礫的粉土、粉砂層，該層溝谷中心厚，向溝谷邊緣逐漸變薄，根據地面調查，葫蘆溝泥石流的各個支溝均存在不同程度的剝蝕坡面覆蓋層現象，其下部為基巖層，溝道兩側亦可見基巖裸露，陡坎發育，坡腳可見風化碎石堆積。該區域第四系厚度1～3.7 m，平均厚度1.2 m，第四系分布面積0.8 km2，總體物源量達96萬 m3。這些是泥石流發生的主要物源條件。

在該瓊闊爾尕溝泥石流溝上游發育1處崩塌(BT5)，該崩塌坡度為56°，坡面起伏，巖性為較堅硬的整體塊裂狀凝灰巖，兩組節理發育形成不連續結構面。坡腳為羊圈，目前無護坡工程。

2.2.2 堆積區

該泥石流在下游溝口處開始堆積，堆積區地勢相對平緩，扇形較為完整，完整率達78%，該區域以堆積作用為主，再搬運作用較弱，因受到地形的限制，整體呈漫流狀態。根據調查，該泥石流曾于2009年發生泥石流災害，沖毀砂石道路約120 m，堆積體面積0.02 km2，一次淤積厚度平均為0.35 m，計算一次沖出固體物質總量為0.7萬 m3。

3 研究區滑坡防治措施建議

結合地質災害的發育特點，防治方案采用以“防”為主，以“治”為輔的原則，在加強牧民防范意識及防災減災能力的同時，通過搬遷避讓或工程治理措施，從而達到將泥石流災害造成的損失降低至最低。擬提出如下防治建議：

3.1 搬遷方案

經實地調查訪問，泥石流易發季節一般在春、夏兩季。因此，在下游出山口南側地區位于溝岸上的10戶居民包括房屋、羊圈等受到了泥石流的嚴重威脅，受威脅人口62人。結合哈密市伊州區多鄉鎮場均有扶貧搬遷計劃，因此建議進行搬遷，搬遷位置為X024鄉道南側高地平臺處的希爾蓋提村附近，該區域是伊州區規劃的移民安置點，搬遷距離約6 km，能夠遠離葫蘆溝危險區域，且對原居民的生產生活影響較小。該方案也是推薦優選方案。

3.2 預防方案

(1)葫蘆溝上游為西山鄉夏牧場，每年5、6月份牧民陸續進山，至10月底下山，而此期間正是泥石流的高發、易發時段，建議在地質災害威脅區域設立警示標牌，警示牌用漢語及維語書寫，內容為“暴雨季節，請111注意雨情；若發生泥石流災害，請往西南側的山區進行轉移”等字樣，提醒告知牧區人員。

(2)以定期目視的方式對各防治工程檢查進行檢查，對地質災害隱患點的變化情況進行監測記錄，將監測報告及時提交相關單位和部門以便及時綜合分析，發現險情及時處理。定期目視檢查一般為半月或每月進行一次。

(3)加強行政管理，對山區內進行采掘進行嚴格控制，保護自然生態，禁止人為破壞流域內的生態環境；

(4)加強地質災害防治知識的宣傳工作，在政府的統一安排下，由市(區)、鄉、鎮地質災害主管部門牽頭，相關部門配合，對地質災害威脅區域附近居住的群眾逐戶做好地質災害防治知識的宣傳工作，使得人人均能作為防災減災的監測人、責任人和受益人。

3.3 工程防治方案

(1)護岸工程：主要擬設為漿砌石護岸，以泥石流出山口為界，護岸工程分為南北兩部分。南段護岸布設在村通行橋至居民區北側、葫蘆溝泥石流出山口區段、位于泥石流溝道的右岸(西岸)，南段護岸長3.1 km；北段護岸布設在泥石流出山口溯源向北至隧道口區段、位于泥石流的左岸(東岸)道路西側沿線，北段護岸長3.6 km。護岸工程主要目的為匯集水流，防止水石流在進入村落居民點前改道。主要保護溝道西岸以上居民住房區域岸坡不受侵蝕。達到集中水流，穩定主流，加大排沙能力，使水石流能夠順利沿河道排泄。

(2)涵洞工程：在泥石流出山口處，原有砂石路由溝右岸經溝底跨過泥石流沿左岸修建，由于缺少必要的過水橋涵，暴雨期間常導致水量過大無法通行，擬在此位置修建涵洞。

4 結語

(1)研究區位于天山北麓大起伏中高山區。主要出露地層為泥盆系、石炭系和第四系；地下水類型主要為塊狀巖類基巖裂隙水、層狀巖類基巖裂隙水以及第四系松散巖類孔隙水。

(2)研究區內發育有2處泥石流地質災害。其中葫蘆溝泥石流溝劃分為形成區和流通-堆積區兩個區域；瓊闊爾尕溝泥石流溝劃分為形成-流通區和堆積區兩個區域。

(3)結合研究區地質災害的發育特點和危險性評估結果，對區內泥石流可以采取“搬遷方案+預防方案+工程防治方案”的防治工程措施，其中工程防治方案護岸工程+涵洞工程。