云南省福貢縣某泥石流基本特征與防治建議

周軍旗　王鵬

摘 要：亞左洛河泥石流溝地處云南省福貢縣，流域面積為17.61km2，區(qū)內(nèi)地勢(shì)東高西低，相對(duì)高差2657m，主溝道長(zhǎng)8.25km，溝床平均縱比降309‰。該泥石流屬于易發(fā)泥石流溝，目前處于發(fā)展期，潛在危險(xiǎn)性等級(jí)為大型。根據(jù)泥石流溝所處地理地質(zhì)環(huán)境并結(jié)合保護(hù)對(duì)象，建議進(jìn)行攔擋+排導(dǎo)的方式綜合治理，其社會(huì)效益和環(huán)境效益顯著。

關(guān)鍵詞：泥石流；基本特征；防治建議

1 泥石流概況

該泥石流地處福貢縣石月亮鄉(xiāng)咱利村，怒江左岸，曾發(fā)生過多次泥石流災(zāi)害，沖毀房屋，淹沒耕地，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活造成了嚴(yán)重的影響，潛在危險(xiǎn)性等級(jí)為大型。

該泥石流流域形態(tài)呈“櫟葉狀”（圖1），發(fā)育4條小型支溝，流域面積為17.61km2，區(qū)內(nèi)地勢(shì)東高西低，相對(duì)高差2657m，主溝道長(zhǎng)8.25km，溝床平均縱比降309‰，嶺谷兩側(cè)相對(duì)高差為100～800m，地貌類型屬侵蝕構(gòu)造中山峽谷區(qū)地貌。

圖1 泥石流流域圖

2 泥石流分區(qū)

按流域特征及形成泥石流的條件將流域劃分為三個(gè)區(qū)，分別為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。泥石流形成區(qū)內(nèi)山高坡陡，高差較大，地形較狹窄，形態(tài)呈“V”型，岸坡坡度40～50°，局部呈陡崖，形成區(qū)植被覆蓋率高，溝岸基巖裸露，溝谷兩側(cè)巖土體風(fēng)化作用強(qiáng)烈，巖土體表層破碎，為崩塌等各種不良地質(zhì)作用發(fā)育提供了條件，同時(shí)為泥石流的形成提供了大量的固體物源；流通區(qū)溝道較形成區(qū)略寬，形態(tài)上呈“U”型，岸坡坡度呈上緩下陡狀，溝道兩岸多呈陡崖狀，溝岸陡崖處基巖大面積出露，該區(qū)以物源補(bǔ)給和流通為主，主要補(bǔ)給方式以溝床揭底和坡面侵蝕為主；堆積區(qū)是人類工程活動(dòng)的主要區(qū)域，省道S228南北向穿過堆積區(qū)，居民沿溝道兩側(cè)修建房屋，擠壓占用溝道現(xiàn)象嚴(yán)重，溝道內(nèi)常年流水，水流從溝口流出后穿過堆積區(qū)匯入怒江內(nèi)。特殊的流域形態(tài)和巨大的高差為亞左洛河泥石流的形成造就了有利的地形地貌條件。

3 泥石流松散物儲(chǔ)量

根據(jù)坡面植被覆蓋率、覆蓋層巖性及厚度等特點(diǎn)，將坡面侵蝕分為強(qiáng)、中、輕度侵蝕區(qū)三個(gè)區(qū)。強(qiáng)度侵蝕區(qū)分布于形成流通區(qū)局部溝道兩岸，該側(cè)植被稀少，坡度較陡，植被主要以人工種植核桃樹和少量灌林為主，表層土體結(jié)構(gòu)松散，直接為泥石流提供固體物源，該區(qū)域面積為0.87km2，強(qiáng)侵蝕模數(shù)為2352.94m3/km2a，侵蝕厚度取0.8m。中度侵蝕區(qū)主要分布于形成區(qū)中上游至溝谷一帶，由于地形坡度較陡，殘坡積層結(jié)構(gòu)較松散，在連續(xù)降雨作用下，土壤侵蝕相對(duì)較強(qiáng)烈。該地段基巖大面積出露，巖層風(fēng)化強(qiáng)烈，斜坡表層均為第四系殘坡積層覆蓋，巖性為含碎石粉質(zhì)粘土、粘性土，厚度0.5～2.0m，現(xiàn)狀部分地段已開墾為耕地，人類及工程活動(dòng)較強(qiáng)，該區(qū)域面積約3.35km2，強(qiáng)侵蝕模數(shù)為1176.47m3/km2a，侵蝕厚度取0.6m。輕度侵蝕區(qū)主要分布于形成區(qū)上游，該地區(qū)域溝谷深切，谷坡陡峻，在陡地或懸崖陡壁地段巖層裸露，出露的巖層為層狀或塊狀結(jié)構(gòu)，較完整、堅(jiān)硬，并生長(zhǎng)茂密的灌木林和喬木林，坡面第四系殘坡積物厚度較厚，該區(qū)域坡面侵蝕程度較弱，屬輕度侵蝕區(qū)，分布面積7.86km2，輕強(qiáng)侵蝕模數(shù)為294.12m3/km2a，侵蝕厚度取0.4m。計(jì)算得出的總儲(chǔ)量和可移動(dòng)量見表1。

4 泥石流特征值

泥石流基本特征值主要依據(jù)當(dāng)?shù)亟涤暌?、溝域特征?shù)據(jù)等進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算指標(biāo)的確定主要根據(jù)擬設(shè)泥石流防治工程的需要，對(duì)泥石流流體重度、流速、流量、一次沖出量、一次固體沖出物質(zhì)總量等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

（1）泥石流重度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)配方法和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法確定，結(jié)果為γC=1.443t/m3。從泥石流物源及水源條件綜合判斷，該泥石流均為水石性泥石流。

（2）泥石流流速采用《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）附錄中有關(guān)鐵二院（西南地區(qū)）稀性泥石流流速經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果為2.89～4.81m/s；

（3）泥石流流量分為一次沖出量和一次固體沖出物質(zhì)總量，分別按按《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）附錄I式I.6和I.7進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表2和表3：

5 防治方案建議

根據(jù)泥石流溝的形態(tài)特征、活動(dòng)性狀、危險(xiǎn)性、發(fā)展趨勢(shì)、影響因素及危害特征等基礎(chǔ)上，確定本次地質(zhì)災(zāi)害防治主要確保溝口居民的生命財(cái)產(chǎn)安，根據(jù)治理的目標(biāo)、原則及泥石流特征，建議采用攔擋壩群調(diào)解泥石流溝道縱向特征，減緩溝道內(nèi)泥石流流速，將溝道內(nèi)部分松散固體物源攔截于主溝道內(nèi)，降低泥石流容重，將剩余固體物源采用排導(dǎo)措施排泄于主河道內(nèi)。具體方案如下：

①攔擋工程：攔擋工程布置的主要目的在于攔砂節(jié)流和護(hù)床固坡，攔砂節(jié)流以減小泥石流峰值流量，阻擋泥石流溝內(nèi)的大塊石，減少一次可參與泥石流活動(dòng)的物源量，降低泥石流流體容重，保證下方正常排導(dǎo)和經(jīng)攔擋后泥石流剩余物質(zhì)的順利下瀉。根據(jù)溝谷橫向特征及溝道縱向回淤特征，擬在溝道中上游布置攔擋工程7座，其中梳齒壩2座、谷坊壩4座、攔擋壩1座。

②排導(dǎo)工程：通過攔擋工程已將部分固體松散物質(zhì)攔截于溝道內(nèi)，在攔擋工程出口處連接排導(dǎo)工程，將剩余固體物源采用排導(dǎo)措施排泄于主河道內(nèi)。根據(jù)排導(dǎo)區(qū)溝道縱橫向特征，選擇合理的排導(dǎo)寬度，原則上沿原始溝道進(jìn)行排泄，部分彎道較大有利于排泄段降低彎道弧度。建議排導(dǎo)工程采用“V”型排導(dǎo)槽措施，可增加泥石流的流速，加大泥石流流量。

6 結(jié)語

（1）該泥石流威脅溝口居民575人，潛在的經(jīng)濟(jì)損失約3500萬元，防治工程安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ級(jí)。

（2）本次攔擋壩的設(shè)置主要目是攔截水沙，調(diào)節(jié)下泄水量和輸沙量，降低溝床坡降，減緩泥石流流速，抑制上游段縱、橫向侵蝕，提高侵蝕基準(zhǔn)面，防治溝道下切。

（3）壩址要盡可能選擇溝道較窄、上游較開闊、回淤庫容大地段，對(duì)縱向上布置的壩址位置進(jìn)行調(diào)整，組成一個(gè)攔擋（谷坊）壩群。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳光曦，王繼康.泥石流防治[M].北京：中國鐵道出版社，1983.

[2] 錢寧，王兆印.泥石流運(yùn)動(dòng)機(jī)理的初步探討[J].地理學(xué)報(bào)，1984.

[3] 周必凡，李德基.泥石流防治指南[M].北京：科學(xué)出版社，1991.

[4] DZ/T0220-2006，泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范[S].2006.

[5] DZ/T0220-2006，泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2006.