周爾松貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院遵義分院?。ㄗ窳x563000）

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典型泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群特征及防治建議
——以貴州省務(wù)川縣蕉壩鄉(xiāng)為例

周爾松
貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院遵義分院（遵義563000）

摘要通過對(duì)貴州省務(wù)川縣蕉壩鄉(xiāng)泥石流（NSL1、NSL2）-不穩(wěn)定斜坡（XP）地質(zhì)災(zāi)害群特征及危害的分析研究，指出了蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群防治的必要性和緊迫性。并根據(jù)蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群形成的特殊地質(zhì)背景建議優(yōu)先采用工程治理方案，直接消除地質(zhì)災(zāi)害威脅。同時(shí)，本文對(duì)采取工程治理方案的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞貴州務(wù)川；泥石流；地質(zhì)災(zāi)害；防治中圖分類號(hào)：P548

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-3319（2016）01-00003-02

泥石流是山區(qū)水和泥沙、石塊等固相物質(zhì)及少量空氣（可以忽略），在重力作用下沿著溝谷或坡面流動(dòng)的特殊流體。它往往突然暴發(fā)，來勢(shì)兇猛，破壞力強(qiáng)，對(duì)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，成為山區(qū)主要自然災(zāi)害之一。為了有效地防治泥石流災(zāi)害，減輕泥石流災(zāi)害發(fā)生時(shí)導(dǎo)致的各種損失，就必須對(duì)泥石流的特征、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境背景及周圍自然社會(huì)環(huán)境狀況作詳盡的調(diào)查分析，并且還需掌握泥石流活動(dòng)的基本規(guī)律。

1　研究區(qū)概況

據(jù)調(diào)查及資料收集，貴州省遵義市務(wù)川縣蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)所在地曾多次發(fā)生泥石流災(zāi)害，蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)所在地及周邊存在兩條泥石流（NSL1、NSL2）及一個(gè)不穩(wěn)定斜坡（XP），兩條泥石流溝每年都有小規(guī)模泥石流發(fā)生，近年來極端天氣頻現(xiàn)，極易觸發(fā)大規(guī)模的泥石流，嚴(yán)重威脅蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)及周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，并對(duì)當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)發(fā)展與社會(huì)穩(wěn)定造成嚴(yán)重影響。消除蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害迫在眉睫，對(duì)務(wù)川縣蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行詳細(xì)勘查評(píng)價(jià)，同時(shí)提出防治措施具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2　研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害群特征

蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群共由兩條泥石流和一個(gè)不穩(wěn)定斜坡組成，均位于蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)北面（見圖1）。

圖1　研究區(qū)總體地形（Google衛(wèi)星圖側(cè)視圖）

2.1泥石流（NSL1）特征

（1）降雨量參數(shù)

據(jù)《貴州省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》（修訂本）所附暴雨均值等值線圖，蕉壩鄉(xiāng)的1h、24h多年最大暴雨量平均值分別為35mm、80mm，變異系數(shù)分別為0.3、0.4，根據(jù)變異系數(shù)，查皮爾遜Ⅲ型曲線得到不同頻率下模比系數(shù)并求得不同頻率下的雨強(qiáng)值統(tǒng)計(jì)如表1。

表1　蕉壩鄉(xiāng)不同頻率下雨強(qiáng)值計(jì)算表

（2）形態(tài)特征

泥石流NSL1溝域形態(tài)為倒葫蘆形，發(fā)育一條支溝，主溝及支溝均以“V”型谷為主，溝域縱向長(zhǎng)度約2.9km，上溝域面積約2km2，海拔范圍1522.2m-688m，相對(duì)高加834.2m，溝谷平均縱坡降277‰。泥石流NSL1暴雨洪峰流量見表2。

表2　泥石流NSL1暴雨洪峰流量計(jì)算表

（3）泥石流頻率

根據(jù)勘查，泥石流NSL1為高頻泥石流，引發(fā)泥石流的激發(fā)雨量很小，每年都有小規(guī)模的泥石流發(fā)生，按泥石流溝發(fā)展階段分類，屬于形成期（壯年期）泥石流。

（4）泥石流固體物源參數(shù)（見表3）

5　泥石流運(yùn)動(dòng)參數(shù)特征

按50年一遇暴雨強(qiáng)度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，泥石流主要運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表4。

表4　泥石流NSL1主要擬設(shè)工程部位泥石流運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2不穩(wěn)定斜坡（XP）特征

（1）不穩(wěn)定斜坡形態(tài)、規(guī)模。不穩(wěn)定斜坡斜長(zhǎng)315m，高108m，寬150m，平均地形坡度18°，縣道從不穩(wěn)定斜坡中部通過，腳陡坎高7.3-9.1m，潛在滑動(dòng)方向113°40′，不穩(wěn)定坡體平均厚度約9m，體積約29.8 ×104m3。

（2）巖土結(jié)構(gòu)。不穩(wěn)定斜坡上部陡崖巖性為寒武系中統(tǒng)高臺(tái)組（∈2g）薄層白云巖夾泥質(zhì)粉砂質(zhì)白云巖及泥質(zhì)粉砂巖，陡崖處為柏木園斷層，斜坡表面為第四系崩塌堆積層（Q4col）組成，基巖為奧陶系上中統(tǒng)（O2+3）薄板狀砂質(zhì)頁巖。崩塌堆積物碎石含量55-70%，母巖為中風(fēng)化白云巖，碎石一般粒徑6-16cm，含少量塊石，塊石含量10-20%，塊石粒徑20-34 cm。

（3）發(fā)展趨勢(shì)。不穩(wěn)定斜坡后緣為地表水徑流通道，每大到雨季，陡崖頂部有雨水以瀑布的形式下切沖刷，并匯流后從不穩(wěn)定斜坡兩側(cè)通過；而斜坡中部，為務(wù)川縣經(jīng)蕉壩鄉(xiāng)至茅天鎮(zhèn)的縣道，車流量也較大，車荷載及車行駛震動(dòng)加劇了不穩(wěn)定斜坡向下蠕動(dòng)；在不穩(wěn)定斜坡前緣，因集鎮(zhèn)房屋、道路建設(shè)需要，不可避免形成7-9m高左右的人工邊坡，牽引整個(gè)不穩(wěn)定斜坡向前蠕動(dòng)。通過以上分析可知，不穩(wěn)定斜坡所處地質(zhì)環(huán)境條件對(duì)斜坡穩(wěn)定影響較大，有形成滑坡的可能。通過穩(wěn)定性分析計(jì)算，在自重工況下，斜坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.34，評(píng)價(jià)其為穩(wěn)定，在自重+暴雨工況下，斜坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.04，評(píng)價(jià)其為欠穩(wěn)定，滑坡推力為531KN/m。

3　防治的必要性和緊迫性

3.1特殊地質(zhì)背景

蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)西面地勢(shì)高，平均高海拔為1 200m，為峰從地貌，東面地勢(shì)低，平均海拔720m，為緩丘地貌。在兩個(gè)地貌單元之間，發(fā)育一條區(qū)域性的北東向的柏木園斷層，該斷層傾角較大，為正斷層，受斷層擠壓影響，斷層帶附近巖體破碎，陡崖、陡坎較多，陡崖、陡坎下多處分布面積廣、厚度大的崩塌堆積。豐富的松散物質(zhì)來源和陡降的地勢(shì)，這一特殊的地質(zhì)背景為蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群形成提供了基礎(chǔ)。

3.2地質(zhì)災(zāi)害群危害性

泥石流（NSL1）是一條高頻泥石流，泥石流的激發(fā)雨量很小，每年都有小規(guī)模的泥石流發(fā)生。目前該泥石流主要淤積處平集鎮(zhèn)500m，集鎮(zhèn)邊有大量塊石淤積，局部厚度在2m以上。泥石流（NSL2）也是一條高頻泥石流，每年都有小規(guī)模的泥石流發(fā)生。縣道從不穩(wěn)定斜坡中部通過，坡腳為蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)，坡腳陡坎高7.3-9.1m，暴雨時(shí)陡崖上巖溶地下水流出形成瀑布，對(duì)坡體沖刷嚴(yán)重，坡面表層土體溜滑現(xiàn)象嚴(yán)重，且上部陡崖經(jīng)常滾落碎塊石，阻塞交通，因匯水面積較大、坡腳陡等特征，在強(qiáng)降雨條件下易失穩(wěn)，對(duì)坡腳集鎮(zhèn)的居民潛在威脅很大。

3.3地質(zhì)災(zāi)害防治的必要性和緊迫性

三個(gè)地質(zhì)災(zāi)害松散固體物源累計(jì)較多，且遇到集中暴雨時(shí)，往往就會(huì)發(fā)生較大規(guī)模的泥石流、滑坡等災(zāi)害。對(duì)蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)及附近村莊共697戶居民、1所中學(xué)和1所小學(xué)生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。三處地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重制約蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)的建設(shè)發(fā)展，并影響務(wù)川縣經(jīng)蕉壩鄉(xiāng)至茅天鎮(zhèn)到沿河縣的重要交通干線。危險(xiǎn)性和危害性巨大，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)急治理顯得必要而緊迫。

4　防治措施建議

（1）地質(zhì)災(zāi)害防治目標(biāo)、原則

泥石流和不穩(wěn)定斜坡防治措施從大的方面可劃分為避讓搬遷、工程治理和群測(cè)群防等。從地質(zhì)災(zāi)害的形成條件、規(guī)模特征、易發(fā)程度和危險(xiǎn)性、危害性分析，單純的采取群測(cè)群防措施已不能滿足蕉壩鄉(xiāng)泥石流和不穩(wěn)定斜坡防治的要求，因此必須在群測(cè)群防和監(jiān)測(cè)預(yù)警的基礎(chǔ)上，采用搬遷避讓或工程治理措施對(duì)其進(jìn)行防治。結(jié)合蕉壩鄉(xiāng)地質(zhì)災(zāi)害的具體條件，并從場(chǎng)地適宜性、施工難易程度、工期等多方面綜合考慮，在技術(shù)可行、安全可靠的原則下，采用工程治理方案，直接消除地質(zhì)災(zāi)害威脅，保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（2）地質(zhì)災(zāi)害防治工程主要內(nèi)容及布置

泥石流（NSL1）：在泥石流溝口設(shè)置格柵壩，充分利用“V”字溝谷特點(diǎn)，將泥石流上游稍大的塊石進(jìn)行攔擋，起到穩(wěn)攔物源和削峰減流的作用，減少到達(dá)下段的固體物質(zhì)量，降低泥石流容重，并調(diào)節(jié)下游泥石流洪峰流量，減輕下游攔擋的壓力；在泥石流現(xiàn)在的堆積區(qū)修建停淤場(chǎng)，停淤場(chǎng)由一座重力壩和兩側(cè)排導(dǎo)堤組成，重力壩作用在于降低流速，泥石固體物質(zhì)被淤積和攔擋，排導(dǎo)堤除與重力壩形成停淤庫外，兼具防止堆積物被沖刷形成物源的功能，當(dāng)停淤積場(chǎng)淤積物超過其設(shè)計(jì)庫容0.5倍時(shí)，對(duì)其進(jìn)行清淤；下游設(shè)置排導(dǎo)堤將洪水和少量砂石排出蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)。在泥石流物源區(qū)，種植當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)能力和固砂石強(qiáng)柏樹，減少崩塌堆積物和殘坡積物形成泥石流的物源；在溝口堆積區(qū)，種植生長(zhǎng)能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、具有一定經(jīng)濟(jì)效益的核桃樹，避免在特大暴雨下，洪水沖擊堆積區(qū)，形成新的物源。

不穩(wěn)定斜坡（XP）：不穩(wěn)定斜坡外源設(shè)置排水溝，排走后緣溝谷地表水；在不穩(wěn)定斜坡后緣、公路上側(cè)設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，攔擋不穩(wěn)定斜坡后陡坎零星掉石和坡面滾石；前緣臨空面設(shè)置懸臂抗滑樁和樁間板墻。

（3）效益評(píng)價(jià)

環(huán)境影響評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害群治理目的本身就是保護(hù)和改善環(huán)境，屬環(huán)境治理工程項(xiàng)目，能有效提高研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，改善研究區(qū)人民生產(chǎn)生活環(huán)境以及公路交通條件。

經(jīng)濟(jì)及減災(zāi)效益評(píng)價(jià)蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群的綜合防治，可使蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)、潘家塘、蕉壩村、蕉壩中學(xué)、縣道公路等免遭危害和損失。

社會(huì)效益評(píng)價(jià)蕉壩鄉(xiāng)泥石流-不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害群的整治，不僅可保護(hù)蕉壩鄉(xiāng)集鎮(zhèn)、潘家塘、蕉壩村和蕉壩中學(xué)的生命財(cái)產(chǎn)安全，務(wù)川縣城經(jīng)蕉壩鄉(xiāng)到茅天鎮(zhèn)公路的安全暢通，保持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，更充分體現(xiàn)了政府對(duì)人民的關(guān)心及對(duì)減災(zāi)工作的重視，維持社會(huì)秩序穩(wěn)定，其社會(huì)效益是非常顯著的。

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（責(zé)任編輯：文婷）