新疆阿合奇縣牙郎奇規(guī)劃區(qū)泥石流災(zāi)害防治工程

楊飛飛

摘要：防治區(qū)位于新疆阿合奇縣牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)北側(cè)沖洪積扇，防治對(duì)象主要為威脅牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)的1號(hào)主溝、1-1支溝及1-2支溝的泥石流災(zāi)害，防治工程通過(guò)“穩(wěn)、攔、停、排”相結(jié)合的防治模式，在下切侵蝕嚴(yán)重的溝道出山口區(qū)段設(shè)置谷坊壩，在溝口上游設(shè)置導(dǎo)流堤，在擬建導(dǎo)流壩至托什干河間設(shè)置排導(dǎo)槽，排導(dǎo)槽上游布設(shè)沉砂池，最終降低了溝道縱坡，穩(wěn)固了溝道物源，經(jīng)攔擋和停淤后，將下泄水流順利排導(dǎo)至托什干河，達(dá)到了消除或減輕牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)遭受泥石流災(zāi)害的威脅的目的。

關(guān)鍵詞：泥石流；谷坊壩；導(dǎo)流堤；沉砂池；謝才公式

一、防治區(qū)概況

防治區(qū)位于新疆阿合奇縣牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)北側(cè)沖洪積扇，防治對(duì)象主要為威脅牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)的1號(hào)主溝、1-1支溝及1-2支溝的泥石流災(zāi)害，匯水面積約為12km²。

由于泥石流具有強(qiáng)烈的下切作用，其強(qiáng)大的侵蝕作用破壞溝源和溝谷兩岸土巖石體的穩(wěn)定性，引起地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，加劇水土流失，并使泥石流活動(dòng)更趨于頻繁。由于泥石流溝谷在春季融雪水和夏季暴雨洪水的作用下，攜帶洪積扇及溝底松散堆積物下沖，形成稀性水石流，對(duì)牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)居民人身安全構(gòu)成威脅，對(duì)道路、林帶及草地構(gòu)成威脅。

二、泥石流危害

淤埋危害：是泥石流堆積區(qū)一種常見(jiàn)形式，可使區(qū)內(nèi)設(shè)施淤埋破壞。

沖毀危害：泥石流具有來(lái)勢(shì)迅猛，流速快，能量大特點(diǎn)，因而縣有巨大沖刷、撞擊能力，直接威脅泥石流下游區(qū)建筑設(shè)施及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

根據(jù)溝道現(xiàn)狀情況可知，泥石流地質(zhì)災(zāi)害其危害主要發(fā)生于堆積區(qū)及堆積影響區(qū)，主要對(duì)下游牙朗奇新城區(qū)造成威脅。在泥石流堆積影響區(qū)范圍內(nèi)，分布有無(wú)錫新村、沙棘廠(chǎng)以及新城區(qū)道路等。依據(jù)以往發(fā)生的泥石流災(zāi)害的破壞形式和破壞范圍，主要為泥石流的沖毀危害。

三、防治工程設(shè)計(jì)

1、已有的工程設(shè)施及功效分析

當(dāng)?shù)乜h政府為了防止北部山區(qū)洪水對(duì)新城區(qū)規(guī)劃建設(shè)的危害，2012年至2013年在牙朗奇新城規(guī)劃區(qū)北側(cè)二級(jí)階地的2、3號(hào)泥石流主溝及支溝溝口沿線(xiàn)修建了防洪渠及泄洪渠。已建工程主要包括防洪渠2.255km，泄洪渠1.1km。

已建防洪工程于2013年7月竣工，運(yùn)行期已經(jīng)1年，期間遭遇了暴雨形成的泥石流災(zāi)害。對(duì)2、3號(hào)泥石流溝下泄物源的攔擋和停淤起到了較好的作用，但已建泄洪渠不能滿(mǎn)足不沖不淤的排導(dǎo)要求，存在設(shè)計(jì)的不合理陛。若泥石流物源淤積在泄洪渠內(nèi)，將會(huì)堵塞公路涵洞、造成洪水沖毀公路、涵洞以及危及新城區(qū)的建設(shè)和發(fā)展。

2、新建防治工程

防治工程總體思路為：“穩(wěn)、攔、停、排”相結(jié)合的防治模式。該泥石流溝整體較為寬廣，目在下游溝口區(qū)段下切侵蝕嚴(yán)重，故在溝口區(qū)段布設(shè)谷坊壩、溝口上游沒(méi)置導(dǎo)流堤，以防止溝道下切、改善現(xiàn)狀溝道流通條件，起到“穩(wěn)”的作用。結(jié)合當(dāng)?shù)匾呀ú糠滞翂?，在泥石流溝溝口布設(shè)橫向?qū)Я鲏?，便于泥石流物源的攔擋、停淤以及后期物源清理，起到“攔、?！钡淖饔?。在溝口導(dǎo)流壩至托什干河區(qū)段設(shè)置排導(dǎo)工程，起到“排”的作用，使泥石流物源被攔截后的下泄水排泄通暢。具體防治工程如下：

1、在下切侵蝕嚴(yán)重的溝道出山口區(qū)段設(shè)置谷坊壩，可穩(wěn)固溝床、攔擋部分泥石流物源。

2、在溝口上游設(shè)置導(dǎo)流堤，其主要作用是改善溝道流通條件、規(guī)整溝道流向。

3、在溝口下游沒(méi)置導(dǎo)流壩，便于溝口物源的攔擋、停淤（以及后續(xù)物源清理），還可起到導(dǎo)流功效將溝道下泄水導(dǎo)入排導(dǎo)槽。

4、在擬建導(dǎo)流壩至托什干河間設(shè)置排導(dǎo)槽，排導(dǎo)槽上游布設(shè)沉砂池，以便將物源攔截后的下泄水排導(dǎo)至托什干河。

四、對(duì)本泥石流防治工程特色的總結(jié)分析

以往設(shè)計(jì)方案在溝內(nèi)（流通區(qū)）內(nèi)設(shè)置攔砂壩攔截泥石流，將物源攔截在壩體庫(kù)容內(nèi)，根據(jù)泥石流災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范，在同一河段內(nèi)設(shè)置的攔砂壩不少于3座，此類(lèi)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)較為保守，對(duì)防治泥石流災(zāi)害簡(jiǎn)單有效，但有以下三方面缺陷：一是溝道內(nèi)需具備設(shè)置攔砂壩的條件，設(shè)壩處兩側(cè)山體為堅(jiān)硬基巖，并有一定的庫(kù)容。二是溝道內(nèi)一般都是山高路陡，造成后期的清淤工作較為困難，三是攔眇}貝工作量較大，施工成本較高。

依據(jù)本工程的地形條件，即溝內(nèi)沒(méi)有理想的停淤庫(kù)容，因此，攔擋停淤位置設(shè)置在溝道下游即泥石流堆積區(qū)，停淤設(shè)施為寬度較大的排導(dǎo)槽和沉砂池，并在排導(dǎo)槽內(nèi)分段設(shè)置齒墻攔擋泥石流物源。

此方案較攔砂壩避免了后期維護(hù)和清淤不便的缺陷，且施工地點(diǎn)選擇在寬闊、平緩的溝道下游，施工難度及間接成本較溝道上中游大大降低。

五、謝才公式在泥石流工程中的應(yīng)用

分析謝才公式，影響泥石流流速的可控因素只有兩個(gè)，一個(gè)是濕周X，—個(gè)是糙率n，如果設(shè)計(jì)在泥石流溝上游降低泥石流流速，可排導(dǎo)槽底部設(shè)置寬—些，即增大濕周X，將槽壁材料設(shè)計(jì)為糙率較大的漿砌石結(jié)構(gòu)。如果設(shè)計(jì)在泥石流溝下游加快速度，以便迅速將剩余稀性水石流排走，可將排導(dǎo)槽設(shè)計(jì)為V字型，減小濕周，槽壁材料設(shè)計(jì)為糙率較大的混凝土結(jié)構(gòu)。

六、防治效果評(píng)價(jià)

本次防治工程方案降低了溝道縱坡，穩(wěn)固了溝道物源，經(jīng)攔擋和停淤后，將下泄水流順利排導(dǎo)至托什干河。最終達(dá)到了消除或減輕牙郎奇新城規(guī)劃區(qū)遭受泥石流災(zāi)害的威脅的目的。