安徽省寧國市霞西鎮石河村姚家組泥石流特征分析

梁 川

（安徽省地質礦產勘查局332地質隊，安徽黃山 245000）

安徽省寧國市霞西鎮石河村姚家組滑坡地質災害位于安徽省寧國市霞西鎮石河村姚家組，距離寧國市市區直線距離約16km。災害點位于姚家組西側山體（見圖1）。

2019年8月9～10日，由于第9號臺風“利奇馬”引發安徽宣城地區出現強降水天氣，寧國市連續暴雨，大強度的集中降雨造成山洪爆發，溪流小河水位陡漲，坡體松散層含水量增大，造成大面積的水土流失，并形成大量地質災害隱患、引發眾多滑坡、崩塌地質災害。該場暴雨造成姚家組西側山體發生滑坡，滑坡物在暴雨沖刷作用下，沿沖溝發生泥石流，泥石流沖入東側村莊，沖毀民房廁所一間。泥位自房屋底腳約1.4m 高處。并堆積至房屋約1.40m高度。本次泥石流的形成主要因上部滑坡產生大量的物源，匯集雨水而成。目前，上部滑坡后緣裂縫已出現，且坡體中部同樣出現多條裂縫，如遇短時大暴雨或長時間大雨，則容易產生更大規模的滑坡，滑坡物質匯集雨水又形成更大規模的泥石流災害。直接威脅村中5戶15人生命和財產的安全。

為避免地質災害的再次發生帶來的巨大危害，2019年10月，我隊經委托開展安徽省寧國市霞西鎮石河村姚家組滑坡地質災害勘查設計工作，組織技術人員成立項目組，開展踏勘、野外調查，布置勘查工程并部署實施。

1 勘查區概況

1.1 勘查區地形地貌特征

勘查區為侵蝕溶蝕高起伏低山丘陵地帶，由于受多期構造的影響，使得地殼發生間隙性急劇抬升，表現為強烈侵蝕的地貌形態、特征，山體陡峭，高差大，侵蝕強烈，山間溝谷發育，“V”形谷，溝谷巖石裸露?？辈閰^微地貌類型屬斜坡、沖溝，海拔高度為300～600 余米，勘查區標高在110～300m之間。

勘查區所在地點為姚家組西側山體（圖2），距離村莊西側約50m，坡頂為一鞍部地形，斜坡坡向96°，為一自然邊坡，坡腳為沖溝，其中坡頂較緩，坡腳連接沖溝地形較陡。坡體植被不發育，為居民種植的山核桃林地。斜坡坡向96°，滑坡寬約43m，長90m，滑坡剪出口高程為140.00m，滑坡后緣高程為192.00m，坡面坡度在20°～30°之間。已滑區主滑方向76°，剪出口以下為溝谷源頭，沖溝兩側及溝底巖石裸露（圖3）。

1.2 勘查區巖土體及其特征

1.2.1 滑坡體形態特征

已發生滑坡后緣標高163.00m，前緣剪出口標高140m，滑坡底腳寬17m，長45m，滑動方向76°?；聟^面積為600m2，滑坡體體積約為2950m3。

潛在滑坡滑坡體從后緣至剪出口縱向長90m，寬43m，滑動方向76°，坡度20°～30°，后緣標高190.00m，前緣剪出口標高140m，滑坡區面積為2500m2?；麦w體積約8800m3。

1.2.2 滑坡區巖土層構成及特征

根據鉆孔揭露和測繪調查，滑坡體巖土體共有以下2類3亞類：

（1）碎石土（Qdel）：地層序號①，灰黃色，濕，松散—稍密。主要為碎石和粘性土所組成，干強度較高，碎石含量大約在60%～75%之間，碎石大小在3～210cm 之間，碎石成分為弱風化板巖。該層分布于山坡大部分區域，其成因為坡積成因，層厚0.50～5.90m之間。

（2）志留紀下統霞鄉組(S1x)：

①強風化砂質板巖：地層序號②，灰黃色，稍濕，密實，巖芯呈碎塊狀，少量呈短柱狀，風化裂隙發育，手折不斷，敲擊聲啞，巖芯采取率為55%～65%。層厚1.2～2.30m。

②中風化砂質板巖：地層序號③，灰黃—灰白色，中厚層狀構造，巖芯以短柱狀為主，部分長柱狀，敲擊聲脆，采取率在80%～90%左右，巖石普通硅化，角巖化。

場地共有四個工程巖組，分別為：含塊石碎石粘土巖組、堅硬—較堅硬的中厚層灰巖、中厚—厚層泥質灰巖、條帶狀泥質灰巖夾頁巖巖組。

1.2.3 勘查區水文地質特征

勘查區降雨豐富，為地下水的賦存提供了豐富的補給來源，同時由于構成邊坡表層為坡積層碎石土，其下砂巖，巖土體受物理、化學、生物風化作用的綜合因素影響，風化裂隙發育，巖石節理發育，以上巖體結構特征決定了邊坡具備地下水的貯存空間和接受大氣降水的條件。利于地下水向坡外排泄。綜上所述，坡體具有較良好的補給、徑流、排泄條件?；聟^水文地質條件簡單，地下水類型為第四紀孔隙水和基巖裂隙水。

2 泥石流形成條件

泥石流的形成需要具備一定的物質條件和能量條件，陡峻的地形、充足的松散碎屑物質和水源條件是泥石流形成必須具備的三個條件。

2.1 地形地貌及溝道條件

泥石流區域內分水嶺最高海拔250.1m，溝口流出處海拔112.0m，相對高差達138.1m，整體呈西高東低，匯水面積為0.012km2，匯水面積較小，但是區域內降水充沛，且雨量集中，不易通過地下滲流，主要通過地表溝谷排泄，完全滿足泥石流的激發條件。

泥石流主溝長40m，溝兩側寬度7m，縱向坡度在30°左右，為暴雨的迅速匯集提供了地形條件，溝體上部縱坡近50°，此為匯集雨水提供了極大的能量，為搬運松散固體物質提供了有力的地形條件。

根據泥石流的形成條件和運動機制及泥石流松散固體物源的分布，將泥石流溝劃分為三個區：泥石流溝上游，植被覆蓋較少，或為村民種植的山核桃林地，地形為鞍部，土層較厚，土體極為松散，暴雨狀況下極易發生滑坡，泥石流主要松散物源分布在此區域，此為泥石流形成區（物源區）；中下游溝谷中，受水流沖擊，基巖出露，呈”V”字形，為泥石流通過區；下游溝谷進入村莊開闊區域，地勢變為平坦，為泥石流堆積區。

（1）物源區(滑坡區)地形地貌條件。泥石流形成區即為上述滑坡范圍，位于泥石流溝上游，面積約為2500m2，海拔在140～190m 之間，地貌單元為坡頂鞍部，坡度為20°～30°。該區段內均存在植被覆蓋較少，或為村民開墾種植的山核桃林地，土體松散，暴雨狀況下極易發生滑坡，泥石流主要松散物源分布在此區域。

（2）流通區地形地貌條件。溝谷中游及下游，泥石流流通標高在112～130m 之間，溝道長約40m，由”V”字形向開闊平緩地形逐漸過渡，相對高差20m，平均縱坡度30°。

（3）堆積區地形地貌條件。泥石流堆積區標高在110～112m 之間，長度為70m，平均坡度為0°～5°，坡度平緩，且存在多處民房，地勢較開闊，有利于泥石流堆積物的堆積。

2.2 物源條件

泥石流物源區即為上述的滑坡范圍，坡面坡度在20°～30°之間，堆積體厚度3.6～5.9m，坡面上種植山核桃，土質松散，地表植被不發育，遭到強降雨浸泡沖刷，坡面土體的穩定性存在極大的威脅，產生坡面侵蝕，由于地表覆蓋層遭到沖刷，坡頂與溝谷接觸部位的土體前緣失去支撐，造成坡上土體沿臨空面下滑，形成滑坡，為泥石流的形成提供物源。

根據本次勘查統計計算，滑坡體體積為8800m3，加購溝谷坡面的覆蓋層，泥石流流域內物源靜儲量為1.2×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量在10000m3。

（1）滑坡堆積物源。已滑坡區標高在140～190m之間，滑坡區域長90m，寬約42m，滑坡體為坡積物，成份為碎石土，碎石塊徑5～20cm 不等，占總比重約為20%～50%，此處滑坡體形成流石流被沖走約為1500m3，留在原地約7500m3。

（2）坡面侵蝕物源。坡面坡度在20°～30°之間，坡積層厚度0.5～1.0m，強風化層厚度約2m，地表因種植山核桃，植被不發育，表土層和強風化層松散，在遇到強降雨后，極易發生滑塌，對坡面土體的穩定性存在極大的威脅，此類土體滑塌后均會成為泥石流的組成體。

（3）泥石流物源的轉化關系。根據以上物源條件的描述，泥石流流域內物源靜儲量為12000m3。這些物源并非都能參與到泥石流活動中，這與其參與泥石流活動的方式、松散堆積物顆粒特征、結構特征、穩定性以及能否在流水沖刷、裹挾等作用下啟動、運移等因素有關。同時，結合2019 年8 月的泥石流沖出物的特征分析，泥石流流域內可能參與泥石流活動的動儲量10000m3。

2.3 水源條件

勘查區位于皖南山區，每年6～8月份為雨季，降雨量極大，且雨量集中，常出現大暴雨天氣。該處泥石流流域內中風化基巖較淺，下部基巖少裂隙，水流一般滲透過松散的固體堆積物，滲透至基巖面，由基巖面匯集到溝谷內，溝谷流域內的水量均會通過溝谷排泄，給泥石流的發生提供了充足的水源和動力條件。

3 泥石流的發展趨勢預測

3.1 泥石流的危險性評價

（1）泥石流的危險性評估。通過對泥石流危險性的綜合評估，堆積扇的規模較小，主河河型無變化，主流大水平偏移，泥砂補給長度比為80%，松散物的儲量大于10×104m3，松散體變形量較大，暴雨強度指標R為3.1～4.2，因此判定泥石流活動的強度為較強。泥石流活動危險程度及發生幾率的判別，是根據泥石流的致災能力及受災體的承（抗）災能力確定，計算公式為：

式中：D——危險程度或災害發生機率；

F——泥石流的致災能力；

E——受災體的承（抗）災能力。

評估結果為泥石流的致災能力評分為10 分，綜合致災較強；受災體的綜合承（抗）災能力評分為5分，綜合承（抗）災能力為很差。根據上述評價結果經計算，泥石流活動的危險程度D＞1，即受災體處于危險工作狀態，該處泥石流成災的可能性大。

（2）泥石流防治的評估決策。根據泥石流致災能力的強弱和受災體綜合承災能力進行治理緊迫性的評價，評價結果為治理緊迫（表1）。

表1 泥石流治理緊迫性評價表

此外，根據本次勘查結果，按泥石流的危害性、治理的緊迫性、發生的頻數、防治經濟的合理性進行模糊綜合評判，以確定適宜的防治工作方案，模糊評價的因素主要為危害性、治理的緊迫性、發生頻數、防治經濟的合理性、治理的難易程度五項，評價集為治理的必要性劃分[必要、符合條件時必要、不必要(搬遷、避讓、群防)]，評判結果為泥石流防治工作方向為勘查治理。

3.2 泥石流的發展趨勢預測

（1）易發程度的評價。前已述及，泥石流發生的危險性亦然存在，為了合理評價該泥石流的易發程度及發展趨勢，本次根據調查區的地質環境條件，選取了控制泥石流發展的多項指標對泥石流進行了評價打分，綜合評價得分為98分，評價結果為流域泥石流易發（表2）。

表2 泥石流溝易發程度綜合評判結果一覽表

（2）發展趨勢預測。泥石流是一種突發性的固體、液體二相輸移現象，它的發生是降雨的主動作用和地面受暴雨作用的被動作用兩個系統相互影響的結果，因此，形成泥石流災害的控制因子來自兩個系統。根據本次調查及研究，本區的大暴雨主要發生于每年的6～8月，因此，暴雨可能形成誘發泥石流的主動作用系統。地面控制系統主要反映在人類生產活動破壞植被，坡面直接暴露，松散物的儲量可以滿足泥石流的復發條件，即流域的地質環境有利于泥石流的產生。

從泥石流災害產生的危險性進行分析，仍處于不穩定狀態，泥石流的活動性分級為中級，區內存在間歇性發生中等規模泥石流的危險性。從氣象要素、松散堆積物的儲量、人類工程活動的強度等要素進行預測，調查區泥石流發生頻率為5～15年一遇。

4 防治工程建議

根據勘查結果，該滑坡地質災害處于不穩定狀態，滑坡無直接威脅對象，但滑坡產生的堆積體正好位于沖溝的高位區域，在暴雨等條件下，堆積體將成為泥石流災害的物源區，沿沖溝沖至下游村莊，對下游的村莊造成危害。2019年8月發生的泥石流物源即為滑坡產生的堆積體。沖溝兩側巖石裸露，未見明顯的其他物源體，在保證人民群眾安全的前提下，綜合考慮經濟性，建議防治工程以治理上部滑坡為主，同時清理原滑坡產生的堆積在沖溝內的碎石土。重新修建過水涵洞，保證雨季沖溝排水暢通。

根據計算結果，滑坡推力較大，坡體上部經濟作物較多，無道路到達至滑坡處，建議采用多道錨索微型樁板墻進行分段支擋，并做好截排水設施。