某山溝泥石流形成分析及治理

張玉萌 倪振強

（聊城大學建筑工程學院 聊城 252000）

引言

我國地域遼闊，山區面積約占全國總面積的70%，是世界上泥石流分布最廣的國家之一。泥石流災害給人民的生命財產和國民經濟帶來重大損失，例如：2003年位于四川省甘孜州丹巴縣岳扎鄉的岳扎壩村和八弄村鵝狼溝“6·26”特大泥石流災害，造成7人死亡，7人失蹤，經濟損失十分嚴重[1，2]；甘肅省舟曲縣2010 年8 月發生的特大泥石流災害，以其強大的破壞力對當地人民群眾生命財產安全構成巨大威脅[3]。本文對山溝溝域發生的泥石流進行研究。為此類的泥石流地質災害治理提供了依據，具有較高的應用價值。

1 自然地理條件

勘查區平均海拔1600m，幅員面積868.88 平方公里，耕地面積4659.28 畝，總人口3000 余人?？辈閰^內鄉村路遍布，交通較為便利。勘查區地處亞熱帶濕潤氣候區，夏季雨量較為豐沛，多年平均降雨量932.6mm，最大年降雨量1177mm，降雨量主要集中于5～9月，雨季降雨量占全年的78%，多集中降雨，易引發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。

2 地質環境條件

勘查區地貌總體上屬于中低山河谷地貌，最高海拔2700m，最低海拔1500m。坡面形態呈扇形，上寬下窄，樹枝狀水系密布。斜坡上的生態環境遭受嚴重破壞，水土流失嚴重。

該區域位于隙褶皺亞系，構造復雜。主要構造形跡呈北東—南西40°～50°方向展布，斷層排列密集，褶曲斷裂繁多。近期地震造成山體淺表層被松動，出現大量山體滑塌、崩落破壞。流域內總體上地廣人稀，人類工程活動強度較低，對周邊植被未形成破壞，基本未發現不合理人類工程活動引發地質災害的現象。

3 泥石流形成條件

3.1 地形地貌及溝道條件

山溝溝域形態為條帶形，基本呈對稱分布，溝域縱向長度2.9km，平均寬度0.65km，溝域面積1.9km2。溝域最高點位于蘇家溝北東側，高程3160m，溝口與漁子溪交匯處高程為1542m，相對高差1618m。主溝溝源最高點高程2580m，主溝相對高差1038m，溝長2.1km，溝谷平均縱坡降494‰，整個溝道的縱比降大，水力勢能充足。

溝域內山高坡陡，平均坡度在35°以上，溝谷縱坡較大，特別是主溝上游段縱坡多在500‰以上，有利于降雨的匯集，根據不同地段坡度、植被情況、斜坡結構特征等的差異，降雨的徑流系數一般在0.1～0.3左右，為泥石流水源的匯流集中提供了基礎。

3.2 物源條件

山溝松散固體物源較豐富，且物源分布較為集中，主要分布于山溝中下游。本次勘查共調查物源點14個，物源類型主要包括崩塌堆積物源、溝道堆積物源等。

3.3 水源條件

蘇家溝泥石流的水源主要來源于大氣降水。由于泥石流均發生于雨季，春節冰雪融水一般不會成為引發泥石流的水源，此外，溝域內地下水不豐富，不構成引發泥石流的主要水源，溝域內沒有水庫、湖泊等集中的地表水體，因此暴雨形成的地表徑流是引發泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激發因素。

4 泥石流發展趨勢分析

4.1 泥石流易發程度分析與評價

溝域泥石流流域內近期地震后不良地質現象發育，泥石流固體物源量大增；泥砂沿程補給充分，補給長度比55%；溝谷縱坡483‰，因此總體上溝谷縱坡降大，特別是溝源段縱坡大，有利于泥石流的形成；區域構造方面為強抬升區，溝谷下切和側蝕作用強烈，地震活動強烈，有利于泥石流的發育；地震后坡面結構變得松散，坡面滑塌現象發育，植被破壞嚴重，水土流失加劇，可為泥石流的發育提供一定的固體物源；區內殘坡積物、崩坡積物等，沿溝松散物總儲量豐富，松散物源豐富；溝岸山坡坡度一般在35°以上，溝谷形態為“V”型谷，有利于物源和水源的匯聚和泥石流的形成。因此，蘇家溝泥石流的危險性是較大的。

4.2 泥石流的發生頻率和發展階段

根據前述對泥石流災害史的調查，蘇家溝泥石流以往屬低頻泥石流。近期地震后，溝內崩塌、滑坡等不良地質現象大大增加，坡面侵蝕加劇，可能參與泥石流活動的松散固體物源量大增，現溝內可參與泥石流活動的固體物源動儲量達4.70×104m3，因此，泥石流的爆發頻率可能提高，成為中頻甚至高頻泥石流，震后5～10年預計其發生頻率可能達到1～3年一次，以后，隨著植被的恢復和部分物源趨于穩定，其發生頻率可能逐漸降低為低頻，據此估算，20年一遇的情況，20年內可能發生2次左右的泥石流災害，固體物質沖出量計1.4×104m3。目前蘇家溝泥石流所處發展階段為發展期（壯年期）。

4.3 泥石流發展趨勢預測

根據前述對泥石流成因機制和引發因素的分析，蘇家溝該溝域屬暴雨溝谷型泥石流，泥石流規模主要與溝域內松散固體物源的累計和動態變化情況及與引發泥石流的暴雨情況相關，當溝域內松散固體物源累計較多，且遇到集中暴雨時，往往就會發生較大規模的泥石流災害。

5 泥石流防治方案

（1）山溝溝道特征為總體上上游縱坡較大，下游逐漸變緩，局部地段有陡緩相間的變化特點，溝道寬度總體上上游狹窄，而下游逐漸變寬，但局部有寬窄相間的特點，為治理工程設置谷坊壩提供了有利條件，表現為在這些部位建谷坊壩的長度相對較小，且這些溝段溝道縱坡較緩，上游往往為開闊的寬谷地帶，修建谷坊工程其庫容較大，對穩固河床和崩滑堆積物有積極作用。因此，結合泥石流現有的地形地貌、威脅對象以及物源分布情況，分別在蘇家溝設置2道谷坊壩。

（2）山溝下游流通堆積區溝道從老堆積扇區右側通過，溝道一般深1～3m，寬度6m，溝道堵塞程度中等，總體排導條件較差，在清理溝道的前提下修建排導工程的條件總體上也較好。因此，山溝下游的堆積區段已修建的排導槽進行加固，恢復其排導工程，將谷坊壩下游的泥石流物質順暢地導入主河漁子溪，保護堆積區居民點的安全。

6 結論

（1）在山區修建的排導工程應該定期進行系統和全面的檢查，以保證排導工程時刻處于正常使用狀態，避免突發泥石流等地質災害時排導工程無法使用，從而加劇泥石流等地質災害對人類生產生活的危害。

（2）在進行工程項目勘察時，設計人員應對工程所在地以及周圍環境的地形地貌、巖層特性、地質構造、人類活動等進行詳細地勘察，降低泥石流等突發地質災害對工程建設的損失，提高工程建設的安全和可靠性。

（3）引發泥石流災害的主要因素是持續性的降水和突遇暴雨。在山區進行工程建設時，要注意保持排導工程通暢，并且進行植樹造林，以防止水土流失，既能夠保護工程所在地的自然環境，又能夠提高工程建設的安全性和可靠性。