劉兵昌
(甘肅省地質調查院 蘭州 730000)
本文主要是以甘肅省白銀市景泰縣的一處泥石流溝作為研究對象,其流域面積達到了10.9km2,整體呈現出一種梨形平面,由東向西伸展,主溝的長度達到了6270m,單位面積的松散物質儲量為15.9×104m3/km2。因為受到地形等因素的限制,在雨季很容易集聚數量眾多的雨水,加之整個流域內的植被保護力度不足,諸如崩塌、滑坡這類地質災害屢見不鮮,存在著豐富的松散性固體物質,這也讓泥石流災害的爆發有了充足的物質來源,如若遭遇了強降雨天氣,那么泥石流災害自然不可避免。該地區的泥石流重度達到了15.5 kN/m3,是稀性泥石流的范疇,單次泥石流的最大流量達到了1.19×104m3,是一種正處于發育階段的中型規模泥石流。
第一,泥石流沖毀、淤埋危害。該地區的泥石流在離開溝口之后,由于兩側的排洪道相對較為狹窄,泥石流極易越過排洪道至周邊區域,沖毀和淤埋房屋、農田以及相關道路設施設備。第二,泥石流沖刷危害[1]。在暴雨天氣,區域中的坡面松散物會順著坡面匯流轉移至其余區域,在這一過程之中坡體土層遭遇了嚴重的沖刷,引發了水土流失現象的出現。同時溝岸沖刷會貫穿整個溝道,泥石流在運行途中會融合岸坡和溝床中的松散體,對岸坡和溝床產生強烈的侵蝕,進而提升泥石流的重度,如若不及時采取措施進行治理,那么就會對中下游流域產生巨大的破壞。
該地區的土壤大都是石質土,一般常見于溝道中上游山體表面,有著較為松散的質地以及較低的固結水平,抗侵蝕能力較為欠缺,很容易受到水流沖刷的影響而迅速流失。在區域中主要是以自然生長的灌木以及草本植物為主,多見于中上游區段,而在下游區段則是以棗樹、農作物、槐樹為主,并輔以少部分自然生長草本植物和灌木。
該地區是一種較為典型的低中山地貌,整體呈現出由西北至東南的走向,區域內的山體高度差距最高達到了568m,山體的坡度大都在25 至30℃之間,整個地形特征是南低北高,山高坡陡,由于地形條件相對較為陡峭,很容易讓坡面水流以及支溝洪水在短時間獲取較大的能量并集聚于主溝槽之中,引發其中的泥沙不斷流向其余區域,提升流體容重,轉變其原有的流體性質,這樣一來規模較大、峰量較高的泥石流就會在短時間之內形成并沖出溝外。
第一,巖體。該地區有著較為完整的三疊系出露,其分布面積較大,巖性是淺紫灰、淺紫紅、灰白、灰色厚層中、粗粒長石、石英砂巖、細砂巖、夾厚層含礫粗砂巖及薄層泥巖,并且在底部砂巖內含有數量眾多的含鈣質結核[2]。產狀340°∠52°,節理發育,兩組主要節理產狀分別為246°∠75°和178°∠26°。很容易產生崩塌體,長此以往就會形成數量眾多的固體松散物,為泥石流的出現奠定基礎。
第二,土體。該地區的土體大都是碎石土、馬蘭黃土以及混合土,在分水嶺和不夠陡峭的山坡區域有著較多的馬蘭黃土,其厚度在8至10m這一范圍之內,有著較高的砂質含量,整體呈現出疏松多孔、淡黃發亮的特性。在河床溝道內有著較多的碎石土,而混合土則出現在溝谷斜坡段,包含了泥巖、粉土以及砂巖,相對而言有著較為松散的結構,不同成分有著各異的粒徑。正是因為上述土體特征,讓水流及碎屑物集聚更為容易,為泥石流的形成創造了條件。
在該地區中,有著較為強烈的人類工程活動,特別是在1960年左右黃河水利設施建設如火如荼,這一階段開采砂石過度,引發生態環境不斷惡化,造成了大面積的水土流失[3]。具體體現在以下幾個方面:第一,人工采石。該區域內由于低中山區基巖出露,相關人員在開展建筑活動的過程之中為了提升工作效率,直接從溝谷中完成石料的開采,引發山體陡峭直立,表層強、中風化層破碎以后堆積于山體表面和坡腳,造成了崩塌災害,這樣讓泥石流有了更為豐富的松散物質來源。第二,河道挖砂。在該區域下游溝道之中存在著之前人工挖砂所出現的采坑,當出現泥石流之后,采坑中的固體物質會受到擾動而出現剝落現象,加之泥石流流經時平穩程度較低,很容易提升所造成的危害程度。第三,擠占溝道。當地民眾在1970年之后將房屋修建于溝道兩岸,并且將建筑垃圾堆積于溝道中,這也讓溝道的泄洪水平直線下降。
按照泥石流的基本特點,可以遵循以排為主、攔排結合這一原則,采取綜合手段來完成治理。首先可以構建攔擋工程,在明確了地形特征、攔砂庫容、泥石流固體物質主要來源、壩肩巖土性能這類因素之后,可以在主溝中游設置一定數量的攔擋壩,以此來有效實現對泥石流的防治。其次可以構建排導工程,在出山口到舊排導堤起點處完成新排導堤的修建,以此來有效排導主溝道中的泥石流,并且能夠對溝道兩側的陡坎進行加固,避免溝岸出現坍塌的現象,這樣一來泥石流固體物質來源就會得以減少[4]。第三,平整溝道。清理溝道中現有的松散堆積物以及出口以下的建筑垃圾,平整回填采砂坑,以此來完成對溝道的疏通,確保溝道具有良好的泄洪水平,具體如圖1所示。

圖1 泥石流防治措施
綜上所述,泥石流是一種較為典型的自然地質災害,不但嚴重破壞了當地生態環境,還會給當地民眾的生命財產安全造成嚴重的威脅,做好泥石流防治有著至關重要的作用。相關工作人員應當正確認識到泥石流的基本特征,明確泥石流形成原因,結合當地地質條件、氣候特征等因素,選擇行之有效的治理手段,這樣才能夠全面保障當地民眾的安全,有效促進當地社會的穩定發展。