淶源縣南屯鄉7.21泥石流地質災害成因及防治探討

摘 要：根據淶源縣南屯鄉實地調查，區內主要有流水、重力、風化和潛蝕等現代地質作用。其中，流水地質作用是區內現代地貌演化的主要營利，存在水土流失（側向侵蝕）、溝谷岸坡崩塌和泥石流等地質災害。地質災害的形成因素主要有地貌、氣象與植被、地層巖性和人為因素等，這些因素相互關聯、相互影響、相互制約。在這些因素之中，起主導作用的是氣象、植被和人為因素。研究認為，通過控制植被和人為因素可以改變目前的地質環境狀況。

關鍵詞：南屯鄉 地質災害 防災減災

中圖分類號：X43 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0127-02

2012年7月21日，河北省淶源縣遭遇特大罕見暴雨襲擊，縣內部分鄉鎮和村莊遭到嚴重破壞，災后群眾損失慘重。在7.21特大洪災中，淶源縣南屯鄉是受災較為嚴重的鄉鎮之一，致使受災村民無收入來源和棲身之所，基本生存條件喪失，省、市等各部門高度重視。因此研究地質災害類型特征及成因特征和防治措施，為防災減災提供了重要意義。

1 區域概況

1.1 氣象水文

該區屬暖溫帶大陸氣候，南北氣候變化差異較大，四季分明，具有春旱多風，夏季多雨，秋爽冬寒的特點；一月份平均氣溫最低，為-7.5 ℃，七月份平均氣溫最高，達23.5 ℃；全年雨量分布不均，降水多集中在7～9月，日最大降水量378.6 mm（2012年），多年平均降水量525.5 mm（1971～2003年）。

該區地處拒馬河流域。拒馬河發源于縣城南旗山腳下，以地下水溢出成泉群形式變為地表水。淶源境內干流長45.65km，流域面積1656 km2。該河為常年基河流，河道為砂卵石河床，槽形比較穩定，河槽寬100～200 m。坡降為1/100～1/170。因季節性強，河流變幅較大。最大年徑流量為4.79×108 m3，最小年徑流量2.14×108 m3，多年平均徑流量2.8×108 m3。調查區內發育有兩條溝谷G1、G2。G1和G2為季節性溝谷，旱季干涸，雨季時匯集少量水流，最終流入拒馬河。

1.2 地形地貌及地質概況

1.2.1 地形地貌

調查區地處太行山淶源盆地。海拔高程780～1643 m，高差863 m，地勢南高北低。調查區以南為山地地形，局部較陡峭，坡度35°～60°。調查區以北為沖洪積緩斜地小區，坡度10°～35°。調查區內分布有溝谷2條，并常見有沖溝。調查區內植被發育有松樹、刺槐、荊條，雜草（如表1）。

1.2.2 地質概況

調查區斷裂構造以北東向為主，總體走向60°～70°、傾向北西，傾角55°～80°，斷裂帶寬2～50 m不等，斷裂上盤（北西盤）下降，為正斷層。

該區出露的地層主要為第四系沖積洪積地層，各地層及巖性由老到新依次為：

太古界振華峪組（Arwtz）：黑云斜長片麻巖夾黑云角閃斜長片麻巖，部分地段夾黑云片巖。溝谷坡岸地區解理裂隙發育，破碎嚴重。

第三系始新統三段（E23）：由礫巖夾砂巖或黃紫色、紫紅色粘土巖，膠結不緊密，多為半膠結。

第四系下更新統至全更新統（Q1～Q4）：由洪積礫石層、粘土層及卵石、砂和黃土組成。

3 現代地質環境演化及地質災害

3.1 現代地質作用

區內主要有流水、重力、風化和潛蝕等現代地質作用。

（1）流水作用（側向侵蝕）。

它是區內最重要的現代外力地質作用，包括面狀流水剝蝕作用和線狀流水侵蝕作用。面狀流水剝蝕作用主要出現于溝谷坡地，地面坡度多在0.5°～3°之間，頂部由黃土覆蓋，地面流水動能小，水流作用強度小，主要表現為輕微的地面剝蝕，地表成土作用較強。線狀流水侵蝕作用廣泛分布與區內山坡和溝谷內，流水匯聚于細溝和切溝中，使其不斷擴大，形成沖溝。由于洪積粘土和坡積裙黃土、黃土狀亞砂土組成，在溝谷坡地，流水侵蝕與搬運作用表現的非常突出，是岸坡地帶的主要外力作用。

（2）重力作用。

集中出現于溝谷岸坡的高陡斜坡地帶，常與流水侵蝕相伴，特別是流水側蝕作用較強的岸坡地帶，重力崩塌，撒落，錯落現象十分明顯，形成重力地貌和災害性地質現象。

（3）風化作用。

該區風化作用主要為物理風化作用。表現于巖石在溫度的變化下，表層與內部受熱不均，產生膨脹與收縮，長期作用結果使巖石發生崩解破碎。

（4）潛蝕作用。

它是該區地表水和地下水滲流轉化中的特殊作用，這種作用起因于區內黃土和河流沖積、洪積、坡積物的特殊性，從而導致區內溝谷坡地各種潛蝕地貌的產生。

3.2 地質災害類型

（1）水土流失。

有風化和水流側向侵蝕作用組成了水土流失現象。

該區溝岸谷坡為水土流失的嚴重危及區，在溝谷坡地最大侵蝕模數可達到1000t/a·km2，水土流失導致調查區的絕大多數地段土地貧瘠，土壤層厚度不足20 cm，局部地段不足10 cm，大部分谷坡地帶母質層裸露、植被稀疏、植物種類單一，難以形成有效的地面植被覆蓋層。

（2）崩塌（塌岸）。

崩塌現象普遍發生于溝壁岸坡地帶，區內塌岸大多為土體岸坡崩塌，少數巖質崩塌，規模普遍較小。由于風化及河流侵蝕而形成的懸崖峭壁頂部張裂隙非常發育，經常發生崩塌，并將大量崩塌物堆積于坡角地帶，造成坡腳附近引水渠道被破壞。

（3）泥石流。

區內泥石流為暴雨溝谷型泥石流，規模較小，一般小于2×104 m3/km2。泥石流特征不典型。泥石流的產生是降水的主要作用和地面受暴雨作用的被動作用相互影響結果。暴雨和大暴雨及連續降水是泥石流發生的主因，地面地質條件是重要因素，包括物質淶源、儲量、構造節理裂隙發育程度、溝谷坡降、匯水面積、植被覆蓋程度、山坡坡度、松散層厚等。

3.3 地質災害成因分析

（1）地貌因素。

該區地質災害的形成與地貌演化過程密切相關，水土流失與流水地貌演化共存；崩塌是重力地貌的演化過程；地面塌陷是潛蝕地貌發育的結果。目前，該區地貌演化的主導作用是流水地質作用，其他外力作用均受控于這一作用或受其影響。調查區地勢南高北低，以南為山地地形，以北為沖洪積緩斜地小區，由溝谷基本特征表可見溝谷的高差、坡度及比降較大，因此為降水形成的地表徑流提供了較大的水力坡度，增加了水的侵蝕和搬運能力，因此形成了廣泛的水土流失。大量的水土流失是產生河道泥石流、溝壁岸坡崩塌的主要原因，深切溝谷也為潛蝕地貌的發育提供了空間條件，促使地面塌陷的形成。

（2）氣候與植被因素。

該區屬暖溫帶大陸氣候，南北氣候變化差異較大，四季分明，具有春旱多風，夏季多雨，秋爽冬寒的特點。區內所生長植被主要有松樹、刺槐、荊條和雜草，這些植被因季節更替，固土及附土能力會逐漸變弱，使水土流失加快作用。

（3）地層巖性因素。

該區的地層大多為松散地層，區內粘土地層物質的內聚力和抗蝕能力與黃土區相類似，即抗蝕能力差，為侵蝕作用提供了有利條件，粘土地層干燥時硬度大，遇水后易分解離散、隨水流失。該區的地層巖性為水土流失與潛蝕作用提供了客觀條件。

（4）人為因素。

人類工程活動是誘發地質災害的一個重要因素，①部分采礦及選礦場破壞地形地貌，改變了地表水徑流方向。②由氣候與植被可見，該區的生態環境脆弱。而長期以來，人們對土地的廣泛耕種、過度放牧及對林木和灌草叢的砍伐更加劇了其環境惡化的進程。

4 地質災害防治措施

本區地質災害防治應針對不同的地質環境問題和地質災害類型，因地制宜地采取不同的防治措施。

4.1 水土流失的防治措施

對水土流失的防治，應遵循預防和治理相結合，以預防為主的原則，該區大多地段為地面坡度較大的溝谷分布區，且土地貧瘠。

該區水土流失的防治應采取以下方式：一是采取生物和工程措施并舉的方式，通過植樹造林、草灌結合，種植抗旱保水的植物，用強大的根系固土保水，與坡地梯田、魚鱗坑及其他小流域治理工程相結合，將會取得良好的效果；二是采取退耕、封育、禁牧等措施；在該區不易耕作的荒坡地帶采取封育、禁牧等措施；在不易耕作的非基本農田地帶，實行徹底的退耕還林還草。對已退耕的林、灌、草地區，應嚴防亂砍濫伐，促進生態環境的自然修復，增加植被覆蓋度，以加快水土流失治理進程；三是對區內農業經營方式進行系統調整，宜農則農、宜林則林、宜牧則木，科學引導和區別對待溝谷坡地、坡麓溝底等不同地貌部位的農、林、牧業經營方式，推廣先進、適用的種植和經營技術，加強生態環境建設和農業系統改造，合理開發利用區內自然資源，使資源開發和生態保護實現良性循環。

4.2 崩塌防治措施

該區發生的溝壁岸坡崩塌主要是由于溝谷流水的側向侵蝕作用導致懸崖峭壁的形成，進而有重力作用形成。

針對當地實際情況，其防治措施宜采用修筑攔擋工程，對于區內的土體岸坡崩塌，由于其規模較小，可修筑攔擋構筑物，攔截崩塌體造成的危害，以建立落石槽、攔石堤或攔石墻為宜。對于重點剖面，在危巖下部的斜坡地帶，修建攔石堤兼擋土墻，既可攔截上方危巖塌落，又可保護堆積層斜坡的相對穩定性，對危巖下部的剖面起到保護作用。此外，應建立破頂排水防滲系統，在保護區剖面分布區的土體岸坡頂部，修建地表排水系統，攔截匯集降雨產生的徑流，并利用排水溝將地表徑流排除坡外。

4.3 泥石流的防治措施

按泥石流治理的目標是減災、防災以確保規劃建設的安全為目標。根據泥石流的危害對象，一般防治措施是采用固、排、攔擋、儲淤、生物等工程措施進行綜合治理。

根據該區泥石流特點，采用以減少固體物質來源、排導及支護為主等工程措施，在泥石流形成區內修建谷坊，在形成流通區下游溝道兩側修建擋墻，在堆積區域修建排導槽。特點是采用現有溝道修建排導槽，即疏導了泥石流流體，又對溝道兩側崩塌體進行支護治理。治理措施具有點面結合，重點突出，技術可靠，交通方便，施工難度小的特點。