廣東省興寧市鐵山嶂礦區泥石流形成條件與啟動機理研究

■譚寧

（廣東省有色礦山地質災害防治中心 廣東廣州 510000）

廣東省興寧市鐵山嶂礦區泥石流形成條件與啟動機理研究

■譚寧

（廣東省有色礦山地質災害防治中心 廣東廣州 510000）

廣東省興寧市鐵山嶂是一座有數十年歷史的老礦山，礦區棄土棄渣體積大、溝谷數量多，致使泥石流活動頻繁、破壞嚴重、防治困難，威脅著下部溝道兩側人民生命財產安全。通過對礦區泥石流溝的特征等分析，得出了其形成的原因，并提出相應的減災對策，便于今后了解該類泥石流的形成，提高對礦區泥石流的防治意識并制定正確有效的修復對策，從而達到防災減災的目的。

礦山泥石流成因分析

1 引言

廣東省興寧市鐵山嶂礦區特大型泥石流位于廣東省興寧市合水鎮上官村，地理坐標為東經115°47′41″～115°48′34″，北緯24°20′29″～24°21′09″。該礦區一直存在礦山開采不規范排土、隨意丟棄廢土現象，導致礦區范圍內邊坡及溝谷邊上形成了松散堆積體邊坡。在2013年8月第十一號臺風“尤特”的作用下，該礦區發生了特大泥石流災害，造成之前修建的擋土壩和沉泥庫庫壩淤積，致使區域已有攔擋壩處于極危險狀態。嚴重威脅著下游4個行政村2173人的人身財產安全，并間接威脅著雙溪口下游3431人的正常生活和生產秩序。

2 鐵山嶂礦區泥石流形成條件分析

2.1 地形地貌及溝谷條件

按溝谷各段功能類型及地形特征，結合溝谷縱坡降和已有防治工程等特點，將鐵山嶂礦區溝谷劃分為形成區、流通堆積區、次流通堆積區共三個區。

2.2 物源條件

鐵山嶂礦區棄填土堆積邊坡主要為鐵山嶂礦區內不規范開采及民采隨意堆放的放棄渣組成的一系列松散堆積體邊坡。據鉆孔數據統計，溝域內人工棄、填堆積固體物源總量為286.81萬m3；溝道堆積固體物源總量為648.27萬m3。故廣東省興寧市鐵山嶂礦區特大型泥石流松散固體物源總量為935.17萬m3，可參與泥石流活動的動儲量為98.77萬m3，但是這些物源并非同時參與一次泥石流活動。

2.3 水源條件

廣東省興寧市鐵山嶂礦區特大型泥石流溝谷匯水面積達4.99km2，兩岸邊坡均較陡峭，且形成區面積廣大，地表縱坡降較大，有利于地表降水的徑流和匯集，水流匯流時間短，這些因素為該溝泥石流的形成提供了有利的水源條件。

表1 鐵山嶂礦區溝谷泥石流分區特征

3 鐵山嶂礦區泥石流形成機制分析

3.1 誘發因素

3.1.1 充分的水源條件

降雨是泥石流發生的主要誘發和動力因素，根據當地降水資料顯示，區內降雨集中，5～10月降雨量占全年雨量80%，同時由于受山區地形的影響，降水量的垂直分布特別明顯，短時間強降雨作用而迅速形成地表徑流，匯集到溝道，沖刷溝道及兩岸的松散固體物質，啟動松散固體物質參與運動而形成泥石流。

3.1.2 豐富的物源補給

流域現存大規模礦山棄渣不穩定邊坡，在強降雨作用下，裸露地表迅速匯流形成強大的水動力條件，將失穩礦渣邊坡坡腳及表層松散物質不斷向溝道遷移，主要集中在上述流通堆積區內，使得溝谷內的松散固體物質在溝道內得到長期累積，棄填土體與溝道堆積物為泥石流形成準備了豐富的固體物質。

3.1.3 適宜的地形地貌條件

地形條件是泥石流形成的一個重要因素，通過對廣東省興寧市鐵山嶂礦區特大型泥石流溝谷特征的調查，形成區溝源山體受礦山開采影響，地形較陡且開采區多呈裸露邊坡，礦山棄渣邊坡在無支擋措施下隨意堆放，構成了泥石流形成的部分物源條件。由于流通堆積區溝谷較寬，受前期修筑的攔擋壩影響，因而泥石流在流通下泄的過程中沿途不斷堆積，導致在流通堆積區內兩個較大的攔擋壩前河道與沉泥庫淤堵。

綜上所述，以上方面是廣東省興寧市鐵山嶂礦區特大型泥石流形成發展的主要因素，各個因素相輔相成、相互促進，在這些因素和條件相互作用下，遇到暴雨甚至大暴雨來臨時，具有再次發生致災性泥石流的可能性。

4 泥石流防治工程建議

通過現場勘查，廣東省興寧市鐵山嶂礦區特大型泥石流區域在暴雨狀況下再次發生泥石流的可能性極大。因此，急需對該泥石流災害進行工程治理。結合該特大型泥石流的形成特點、地形地貌、物源特征及威脅破壞特征，建議采用被動防護措施進行工程治理：

治理方案：以攔擋壩為主形成區截，分多級攔擋，在現有泥石流流通區狹長溝道內，選取多處地形較狹窄位置設置攔擋壩，攔擋壩截面形式可選用梯形壩，壩高不宜超過5m，上部設置有泄水孔，溢洪道，從而實現對整個區域分級支擋。

5 結語

礦山泥石流是一種特殊的地質災害，它的發生發展既有自然因素的影響，更多的是受人為因素的影響，兩者相互作用，活動頻繁，規模巨大，成因復雜，防治困難。常年的棄土棄渣以及溝谷深切，山高坡陡，為泥石流形成和運動提供了物質來源及動力條件，一旦下游淤積泥石過多，必進入東川城區危及人民生命財產。因此，各部門必須攜起手來，采取各種措施對城區后山泥石流進行預防及治理，從根本治起，實行顧全大局兼顧局部，保持整個生態系統的持續、穩定、健康發展。

[1]楊富全，劉鋒，柴鳳梅等.新疆阿爾泰鐵礦：地質特征、時空分布及成礦作用 [J].礦床地質，2011（04）：575-598.

[2]楊富全，劉鋒，柴鳳梅等.新疆阿爾泰鐵礦成礦流體及成礦過程 [J].地球科學與環境學報，2012（03）：17-31.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-110-1