張家口市崇禮縣小梨溝泥石流地質災害基本特征及防治措施

宮鳳梧

（河北省地礦局第三地質大隊，河北張家口075000）

張家口市崇禮縣小梨溝泥石流地質災害基本特征及防治措施

宮鳳梧*

（河北省地礦局第三地質大隊，河北張家口075000）

崇禮縣地處冀西北中低山區，山高溝深、地質災害發育，尤以泥石流為甚。嚴重威脅崇禮縣城人民的生命和財產安全，并制約著崇禮縣城市建設的發展。通過對崇禮縣小梨溝泥石流溝基本特征的研究并制定治理方案，對崇禮縣的減災和城市建設具有重大意義，同時也必將為申奧工程做出重大貢獻。

地質災害；地質環境；基本特征；防治措施

1　概述

崇禮縣地處河北省張家口市東北部，為壩上壩下過渡地帶，其自然環境優美、氣候宜人，非常適合旅游度假，尤其是最近與北京聯合申奧更使其名聲大振，游客成倍增加。但崇禮縣城坐落在清水河東、西兩岸，東、西兩側山高坡陡，地質災害極為發育，尤其是泥石流災害，故研究崇禮縣泥石流地質災害的特征及防治措施，對崇禮縣的經濟發展以及申奧工程意義重大。

2　地質環境條件

2.1地形地貌

小梨溝位于崇禮縣城東側，溝谷匯水面積1.01km2，溝谷走向為東西向。總體趨勢東高西低，屬于中低山區，海拔在1225～1662m之間，相對高差在437m，溝域形態呈樹葉形狀。山脊走向以北東向為主，溝谷切割中等。上游呈“V”型谷地貌，兩岸岸坡20°～35°，中下游呈“U”字型陡坡狹谷，兩岸岸坡20°～30°。

2.2地層與構造

小梨溝流域范圍主要出露地層為太古界崇禮群澗溝河組片麻巖（Arclj）、第四系上更新統坡洪積層、第四系沖洪積層、第四系殘坡積層、人工棄渣地層組成。

區域構造線方向大都呈近東西向，尚義—平泉大斷裂東西橫貫崇禮縣城［1］，區內次生斷裂、褶皺發育。新構造活動以來，尚義—平泉大斷裂北側不斷隆起，以侵蝕、風化為主，南側表現為山區不斷上升，盆地相對沉降。新構造運動主要繼承了老構造活動特征。其主要表現為地殼的隆起與沉降，基性、超基性玄武巖的噴發、地震發生等。

3　泥石流形成條件

3.1地形地貌及溝道條件

崇禮縣小梨溝泥石流溝主溝長2.46km，溝域面積1.01km2，溝槽平均縱比降在175.94‰左右，兩側自然山坡坡度為20°～40°，局部被人工切坡使坡體近直立。流域內有2條較大的支溝，呈“V”型，溝域面積較小，呈自然溝道狀態，植被覆蓋較好。

崇禮縣小梨溝泥石流溝域主要為形成區、流通區和堆積區組成［2］，堆積區主要分布于溝口下游清水河扇形地區。

（1）形成區特征。根據泥石流溝床縱比降、地形地貌及物源分布特征，形成區可分為兩段：形成區上游段（海拔1500m處以上至溝源1662m），該段溝床比降為465.69‰，溝道地形起伏較大，為V型谷地貌，溝道寬度20～100m，溝道岸坡兩側山坡植被覆蓋率30%左右，主要為灌草類植物和樺樹，固體物源較少；形成區下游段（海拔1500m處以下至張承高速），該段溝床比降為140.75‰，溝道地形起伏不大，為U型谷地貌，溝道寬度40m，靠近溝口附近較窄，寬10m左右，溝道右側岸坡坡度較緩，基巖出露，溝道左側岸坡坡度較陡，局部近似直立，兩側山坡植被覆蓋率10%左右。

（2）流通區特征。流通區位于張承高速至清水河間，溝谷寬約10m，縱坡降為112.44‰，溝床堆積物較少，兩側岸坡坡度較緩，流通區局部區段已修建了排導槽。

（3）堆積區特征。堆積區位于主河清水河東側，為泥石流沖洪積物堆積形成，呈扇型近南北向展布，軸長20m，前緣寬45m，擴散角約60°，面積約645m2，前緣清水河相接，大部分堆積物被洪水期的主河河水沖走。

3.2物源條件

泥石流松散固體物源較豐富，物源類型主要包括溝道堆積物源、坡面侵蝕物源、人工堆積物物源3種。其中溝道堆積固體物源總量為10.35×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為0.52×104m3；坡面侵蝕固體物源總量為21.83×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為0.91×104m3；人工堆積物物源總量為1.87×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為0.37×104m3。共計有松散固體物源總量34.05×104m3，可能參與泥石流活動的動儲量為1.80×104m3。

3.3水源條件

該區域氣候高寒，屬東亞干旱大陸性季風氣候，多年平均降雨480.9mm，最大降雨656.9mm。降雨量主要集中在6～8月，約占全年降雨量的70%，且多地域性暴雨。從10月下旬至次年4月上旬降水為固體降水（降雪），次年4～5月緩慢融化，為沖溝補給地表水源。這些降水形式和過程不僅為泥石流形成提供了充足水源，也易使溝床兩側松散堆積物及破碎巖體形成崩塌體，為泥石流形成創造了條件。崇禮是有名的滑雪勝地，冬季積雪不化，屬于小氣候條件下的降雨量多，故夏季也比周圍地區的降雨量大。

4　泥石流基本特征

4.1泥石流災害史及災情、危害性分析

據野外調查訪問，小梨溝于1959年和1984年2次發生泥石流，沖毀多處房屋、農田及道路，對人民的生命財產安全造成嚴重威脅，對當地居民的生產生活造成一定影響。

1959年7月驟降暴雨，引發山洪泥石流，據調查當時的降雨量為60mm，持續時間大概18min，地勢相對平緩處的莊稼全部為泥砂所覆蓋；1984年7月泥石流發生時的降雨量約45mm，持續時間大概15min，攜砂石洪流咆哮而下，縣城至張家口的380m公路被沖毀，沖毀小橋1座，經濟損失嚴重，直接經濟損失達400多萬元。

自1959年年第一次泥石流的發生至1984年第二次泥石流發生時間間隔為25年，而1984年第二次泥石流發生至今已有29年，同時近年來極端天氣頻繁，不排除最近有發生泥石流的可能。

4.2泥石流各區段沖淤特征

泥石流各區段的沖淤特征不盡相同，在形成區泥石流的侵蝕作用較為強烈，泥石流溝道表現為沖刷特征較為明顯，一次沖刷的最大厚度可達0.8m，平均沖刷厚度約0.1m。在流通區由于縱坡降相對較小，泥石流的沖淤特征不太明顯，上游表現為沖刷，下游表現為淤積，但厚度變化均較小。在堆積區地形顯著變緩，泥石流表現為堆積的特征。

4.3泥石流堆積物特征

小梨溝泥石流溝堆溝堆積物主要以碎石、角礫等為主，本次勘查分別從上、中、下游做了3組顆分，從顆分曲線上看，泥石流溝堆積物的不均勻系數一般大于10，顆粒級配較好。堆積物一般為次棱角狀，其中粒徑大于2mm的占65%以上，粒徑大于20mm的一般占50%以上，可見的最大塊徑為500mm。根據泥石流堆積物的特征判定小梨溝泥石流屬于稀性泥石流。

4.4泥石流發生頻率和規模

根據以往泥石流的災害史，該泥石流為低頻泥石流。

根據以往發生的泥石流資料，1984年發生過的泥石流流量約為22.14 m3/s，泥石流一次堆積總量約0.11×104m3，規模為小型。

4.5泥石流的成因機制和引發因素

泥石流形成的原因有自然因素和人為因素。自然因素包括地形地貌、地質構造、地層巖性、降雨、不良地質現象等，人為因素為人類工程活動等。

（1）地形地貌。泥石流流域位于中低山區，地勢東高西低。泥石流流域內相對高差達437m，谷坡坡度多在20°～40°之間，主溝長度2.46km，流域面積1.01km2，平均縱坡降在175.94‰，較大的地形高差和較長的縱向溝谷，有利于松散固體物源、雨水及地下水的匯集，為泥石流的形成、運動提供了有利條件。

（2）地質構造和地層巖性。該溝谷兩側發育4條擠壓破碎帶，破碎帶兩側節理裂隙發育，巖體破碎，部分地段可見較為疏松的斷層角礫；位于破碎帶外圍的裸露基巖在強烈的風化作用下，風化裂隙發育，巖體完整性差；破碎的巖體在人類活動及其它地質外力作用下常常形成崩塌等地質災害。泥石流主溝兩側溝岸坡大部分為第四系松散物構成，其坡腳處的松散堆積物在歷次洪水的沖刷、掏蝕作用下形成陡立的臨空面，穩定性明顯降低。

（3）降雨。降雨是引發崇禮縣小梨溝泥石流爆發的主要誘因，汛期6～9月降水占全年降水量的80%，多以大雨或暴雨的形式出現，并具有籠罩面積小、歷時短、強度大等特點。該地區降水的形式和過程不僅為泥石流形成提供了充足水源，且降雨易于滲入溝床兩側松散堆積物及破碎巖體內，加劇了斜坡的失穩，為泥石流形成創造了條件。

（4）人類工程活動。人類工程活動主要是修建張承高速，在溝道內開采石材形成大量人工棄渣，為泥石流形成提供了物源。

5　泥石流災害的防治措施

小梨溝泥石流物源豐富，主河清水河的攜帶能力有限，泥石流威脅對象是城區，基于以上因素，綜合考慮，采取以攔擋為主的治理思路，將泥石流的固體物源攔截在溝內，避免對城區造成危害。治理可采取的措施主要為“攔擋+排導+防護+清淤”。

在小梨溝泥石流溝上游段修建一座谷坊壩，主要起到鞏固溝道，防止泥石流下切溝道的作用；在中下游段擬建一座攔擋壩，該處壩址位于溝道彎道處，右岸基巖出露，左岸為松散層，壩肩兩側較為穩固，該處溝道狹窄，并且有較大的庫容，是修建壩體最佳地段；將攔擋壩與溝道內居民之間地段進行溝道整飭，將人工棄渣集中堆放在露天采坑內，并修建擋土墻，避免其參與泥石流活動；在泥石流正沖的一戶居民門前修建防護堤，避免泥石流沖入院內；在溝口高速公路附近修建明渠，下游與已建的明渠相銜接；橋梁至清水河這一區段進行清淤，以便洪水順暢排至主河。

6　結論

以小梨溝為例，研究了崇禮縣泥石流溝的基本特征，并推薦了治理方案，對于崇禮縣乃至條件相近的其它地區的泥石流治理有借鑒作用。

［1］宋瑞先，等.張家口地質礦產［M］.北京：地質出版社，2013.

［2］常士驃，等.工程地質手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，2007.

P642

A

1004-5716（2016）06-0151-03

2015-06-02

2015-06-10

宮鳳梧（1977-），男（漢族），河北張家口人，注冊巖土工程師，現從事巖土工程、地質災害等方面研究工作。