泥石流災害特征及防護研究分析

俞旺新 沈雅雯 杜子文

（中國建筑第四工程局有限公司， 廣東 廣州 510600）

0 引言

北山根村位于河北省承德市灤平縣五道營子鄉，緊鄰山腳而建，正對村莊有兩條溝谷，歷史上曾多次伴隨暴雨發生小型泥石流地質災害，每次災害到來都會給下游村民人身財產安全帶來不同程度損害。每逢雨季，北山根村居民都無法安心生活與正常生產，泥石流都給下游村莊居民生命及財產構成嚴重的威脅，嚴重影響北山根村人民的正常生活秩序。

本文通過對北山根村泥石流溝的野外詳細調查和測量，揭示了該泥石流的發育特征和形成條件，并利用該泥石流量、流速、流體重度、洪峰流量、沖擊力、彎道超高以及沖出高度等靜動力學參數，提出相應災害防治建議，為燕山地區的泥石流防災減災提供參考。

1 北山根村泥石流基本特征

1.1 自然及地質環境條件

1.1.1 降水條件

本區夏季多雷陣雨，歷年均降水量在500～600mm 之間，降雨量多集中在6～8 月份，約占該地區的全年降雨量的63%～78%，經常出現雷陣雨等極端降雨條件，其10 分鐘的最大降水量能達到25mm 左右,1 小時內最大降水量50mm 能達到左右。

1.1.2 地形地貌

本區地處燕山山地地貌區，屬構造剝蝕低中山地貌。本區北高南低，山坡坡度在30～60°，上陡下緩，溝谷切割較深，呈“V”型谷，圖幅內相對高差488 米。溝1 溝口上游50m 處有1 條支溝，兩岸坡30～40°，主溝道縱深約250m，溝道縱比降225‰；溝2 溝口上游410m 處有1 條支溝，兩岸坡30-60°，主溝道縱深約650m，溝道縱比降270‰。

1.1.3 工程地質條件

根據現場的槽探實驗，據各巖土及其結構、構造和物理力學性質，可將勘查區巖土類型分為以下兩種：

（1）新生界第四系全新統（Q4pl+dl）：主要為耕植土、碎石土、粉質粘土，分布于溝底表層，平均厚度1.5m，植物根系發育，黃褐色，稍濕，角礫含量達30%～40%，粒徑大多5～15cm，最大粒徑可達40cm，地基土承載力特征值fak 在122kPa 至181kPa 之間。

（2）侏羅紀早世二長花崗巖（ηγ52（1））：廣泛分布于勘查區內，黃褐色，中風化—強風化層未穿透，物理性質良好。

2 泥石流的分區特征

2.1 溝道比降特征

北山根村泥石流溝道比降特征，溝1 呈“V”字型，溝口上游50m 處有1 條支溝，匯水面積0.22km2，主溝道縱深約250m，溝道縱比降225‰，碎石溝底零散堆積；溝2 呈“V”字型，溝口上游410m 處有1 條支溝，匯水面積0.44km2，主溝道縱深約650m，溝道縱比降270‰，溝底不均勻分布大量碎石。根據當地民眾對以往發生的泥石流的形態描述及現場形態調查，以及泥石流溝道比降特征確定泥石流流體重度γc=1.32t/m3，可知泥石流性質為稀性，泥石流程稀漿狀。

2.2 物源特征

2.2.1 物源粒徑與方量

根據實地勘查，物源最大粒徑可達3m，具體特征見表1。

表1 溝1 河床堆積物特征表

3 北山根村泥石流特征值

3.1 流域面積及溝床比降

泥石流溝流域的特征值主要包括主溝長度L、匯水面積F、主溝平均縱坡比i 等，為計算主溝泥石流流速、清水流量及泥石流洪峰流量提供基礎參數[1-3]。溝1 主溝長度為0.22km、匯水面積為250km、主溝平均縱坡比為225‰；溝1 主溝長度為0.44km、匯水面積為650km、主溝平均縱坡比為270‰。

3.2 泥石流流量

4 結論與建議

（1）北山根村泥石流屬于典型的暴雨型溝谷溝床侵蝕泥石流，泥石流溝坡面巖體破碎溝底堆積大量松散堆積物，形成區物源豐富，且不斷有新物源進行補給為北山根村泥石流提供了直接物質來源，遇到暴雨天氣極易發生泥石流災害。

（2）該流域遭遇20 年及以上年數一遇的強降雨將形成規模較大，破壞力及沖擊力較強的泥石流災害。

（3）該流域泥石流地質災害物源豐富，匯水面積大，縱坡比較大，當地無有效防治設施，隨時可能伴隨強降雨發生泥石流地質災害。

在治理工程實施監測預報，建立健全管理體系，擬建工程與已有工程治理相結合，采用清理泥石流溝道、修建重力式攔擋壩、修建導流堤、修建排水溝等綜合工程治理措施，同時對水源區充分利用其氣候、土壤條件，采取封山育林、植樹造林等生物工程措施。