王 政,陳寧生,劉麗紅,胡桂勝,張 勇

(1.中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所山地災(zāi)害與地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041;2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

在金沙江、雅礱江、大渡河流域等高山峽谷區(qū)興修水利工程是我國加快水利改革的重大戰(zhàn)略，目前在三大江流域峽谷區(qū)已投產(chǎn)、規(guī)劃和正在建設(shè)的大中型水電站中，中型水電站的分布已較為密集且數(shù)量眾多，而小型水電站更是不計(jì)其數(shù)。隨之而來的是修建水電站所產(chǎn)生的大量棄土棄渣問題。從水利工程的特殊性和經(jīng)濟(jì)性方面考慮，高山峽谷干旱河谷地區(qū)所廣泛分布的泥石流溝不可避免地被選擇作為棄渣場(chǎng)。該類泥石流溝具有典型的高山峽谷特點(diǎn)，其自然坡大，溝內(nèi)有大量松散物質(zhì)堆積，自身具有較好的泥石流起動(dòng)條件。

水電工程棄渣具有棄渣量較大、棄渣場(chǎng)選擇困難以及棄渣水土流失危害較大等特點(diǎn)[1-2]，同時(shí)未經(jīng)合理堆放的棄渣會(huì)為泥石流的形成提供大量物源，此類由不合理堆放棄渣所引發(fā)的泥石流稱為棄渣泥石流，按照起動(dòng)位置可分為溝谷型棄渣泥石流和坡面型棄渣泥石流兩類[3]。棄渣泥石流相較于一般泥石流具有不同的特征，其物質(zhì)組成以中等以上顆粒為主，且在工程區(qū)內(nèi)通常與其他地質(zhì)災(zāi)害相伴而生。傳統(tǒng)的棄渣治理大都采用“一坡到底”形式進(jìn)行堆渣[4]，這種堆積方式易形成陡峭邊坡，其堆渣體整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性都較差。陳寧生等[5]依據(jù)我國礦山防治經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出穩(wěn)攔排全面控制、截流排導(dǎo)和攔排結(jié)合3種棄渣泥石流防治模式；倪化勇等[3]提出了棄渣泥石流的防治措施包括防止棄渣亂堆、防止棄渣補(bǔ)給和防止棄渣侵蝕三個(gè)方面;呂釗等[6]對(duì)棄渣場(chǎng)的土壤侵蝕形式、機(jī)制進(jìn)行了分類，并提出了棄渣場(chǎng)水土流失的各種防治措施；黃斌等[7]針對(duì)金沙水電站石家溝棄渣場(chǎng)，提出以“先攔后棄，以排為主，工程、植物、臨時(shí)措施相結(jié)合”為原則的棄渣場(chǎng)防護(hù)方案；胡桂勝等[8]針對(duì)金沙江白鶴灘水電站棄渣場(chǎng)，提出了“以排為主，適當(dāng)攔擋”的水電工程泥石流治理模式；史小棟等[9]針對(duì)葉巴灘水電站俄德西溝棄渣場(chǎng)，總結(jié)出攔擋、減勢(shì)、排導(dǎo)清水、后期清淤、清障等綜合防護(hù)措施。

綜上所述，棄土棄渣的防治主要以擋渣墻、攔砂壩、攔渣堤等工程措施為主，直接攔截泥沙和間接穩(wěn)溝固坡，從而減少泥石流物源，降低泥石流規(guī)模和頻率；同時(shí)，采取土體整治和植被恢復(fù)相結(jié)合等非工程措施，通過減少地表水土流失，從而減少泥石流土源，控制泥石流規(guī)模和頻率[10-11]。

目前已有的棄渣治理方式雖然取得了一定的泥石流防控效果，但是無法對(duì)泥石流起到消能作用，并且需要容量較大的攔砂壩以攔蓄溝內(nèi)泥石流固體物質(zhì)，而修建的攔砂壩越大，其施工難度和建設(shè)資金就越高。因此，有必要結(jié)合具有消能效果的跌坎類排導(dǎo)槽，采用新型治理模式對(duì)棄渣進(jìn)行治理。該模式是從安全和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，通過對(duì)牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流的治理，驗(yàn)證所提出的具有逐級(jí)消能作用的新型彈性穩(wěn)攔排綜合調(diào)控模式的可行性，以便推廣到高山峽谷區(qū)工程棄渣泥石流的綜合防控。

1 牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流特點(diǎn)

1.1 牛棚溝棄渣場(chǎng)概況

古瓦水電站位于四川省甘孜藏族自治州鄉(xiāng)城縣境內(nèi)，是碩曲河干流鄉(xiāng)城、得榮段“一庫六級(jí)”梯級(jí)開發(fā)方案中的“龍頭水庫”電站，下游為娘擁水電站。牛棚溝棄渣場(chǎng)主要用于解決修建古瓦水電站蝶閥室交通洞所產(chǎn)生的約25萬m3工程棄渣問題。棄渣場(chǎng)選擇在泥石流的形成流通區(qū)，相比溝口堆積區(qū)，其擁有天然的三側(cè)邊坡，且滿足對(duì)于該棄渣場(chǎng)容量的要求，棄渣若堆積在溝口將會(huì)耗費(fèi)大量的資金且工程量較大；若堆積在上游形成區(qū)，其坡度較高，危險(xiǎn)系數(shù)較大，削坡護(hù)坡措施不能完全滿足安全性的要求。綜合成本、工程量和安全系數(shù)考慮，選擇泥石流的形成流通區(qū)作為棄渣堆積位置是最可取的。

牛棚溝流域位于四川省溪洪引發(fā)泥石流災(zāi)害低易發(fā)區(qū)，因地勢(shì)高聳，相對(duì)高差懸殊，山體重力勢(shì)能大；新構(gòu)造上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，巖石破碎，自然災(zāi)害頻發(fā)[12]。其地勢(shì)東高西低，距溝口約1.3 km處上游分為兩支，平面上呈“Y”形展布，溝內(nèi)長年流水。牛棚溝溝口堆積沖洪積碎石土，順河長約140 m，前沿為陡坎，高出河水面約10 m；右岸谷坡在高程3 200 m以上基巖大多出露，自然坡度一般40°～50°，坡腳及谷坡凹槽分布崩坡積堆積體，自然坡度一般為30°～38°，植被發(fā)育。牛棚溝溝床比降較大，棄渣總量較多，主要威脅古瓦水電站及其附屬設(shè)施，其泥石流的治理情況直接關(guān)系到古瓦水電站工作的正常運(yùn)行。牛棚溝泥石流溝主要特征見表1。

受地貌條件影響，干旱河谷區(qū)干燥指數(shù)較高。對(duì)研究區(qū)所處鄉(xiāng)城站的日降水量歷年各月發(fā)生日數(shù)做分級(jí)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：降水量在0.50～5 mm之間的降水日數(shù)，年平均為49 d；降水量在5～30 mm之間的降水日多發(fā)生于每年6～9月份，其中尤以7、8月份最多，均接近100 d；而降水量大于30 mm的降水日數(shù)最少，多年平均在7、8月份還不足1 d，屬典型的干旱河谷區(qū)氣候，在雨季和強(qiáng)降雨期為泥石流的形成提供了豐富的水源條件[13]。

表1 牛棚溝泥石流溝特征表Table 1 Characteristics table of Niupeng Gully debris flow

1.2 牛棚溝棄渣特征分析

經(jīng)調(diào)查，古瓦水電站棄渣巖性主要為印支期斑狀黑云母花崗巖。該花崗巖呈灰白色，具粗粒似斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，由鉀鈉長石、斜長石、石英、黑云母等組成，以斜長石為主。通過對(duì)古瓦水電站棄渣粗大顆粒粒度、巖性及磨圓度的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，棄渣塊石粒徑最大為150 cm，幾乎全為棱角狀或次棱狀(見圖1)。表2為牛棚溝棄渣場(chǎng)堆積物顆粒組成。由顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果(見表2)可見，棄渣以礫石為主，礫粒的含量為78.46%，黏粒的含量為0.33%。

圖1 牛棚溝棄渣場(chǎng)堆積物及航拍影像Fig.1 Deposit and aerial images of Niupeng gully waste slag site

表2 牛棚溝棄渣顆粒組成(單位：%)Table 2 Particle composition of waste slag in Niupeng gully (unit:%)

1.3 牛棚溝棄渣體對(duì)泥石流的影響

綜合分析牛棚溝的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和流域松散物源量，牛棚溝棄渣泥石流原為輕微易發(fā)，但在強(qiáng)震、森林火災(zāi)和強(qiáng)降雨等偶然聯(lián)合作用下，牛棚溝還可能會(huì)暴發(fā)大規(guī)模的泥石流。牛棚溝棄渣場(chǎng)位于牛棚溝下游，泥石流不僅會(huì)對(duì)溝岸進(jìn)行劇烈沖刷，而且也會(huì)對(duì)棄渣體造成強(qiáng)烈的撞擊，棄渣體將占據(jù)大部分溝道，堆渣區(qū)會(huì)形成束窄溝道段沖擊侵蝕，這會(huì)增強(qiáng)泥石流的沖刷和破壞能力[14]。

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，牛棚溝棄渣體對(duì)溝內(nèi)泥石流的影響主要有兩方面：一方面棄渣堆積體的破壞受渣體中粒徑為2 mm的礫粒含量的影響較大，棄渣體松散遇水即起動(dòng)，但多以松散體參與泥石流起動(dòng)[15]，而堆積的棄渣初期結(jié)構(gòu)較為松散，暴露于泥石流中的坡腳棄渣物質(zhì)易受泥石流體的不斷沖刷、掏蝕，造成堆渣體坡腳懸空，上部棄渣體在重力作用下發(fā)生失穩(wěn)破壞，且在堆積的過程中形成較陡的坡面，其自然坡度約37°，為泥石流起動(dòng)提供了較好的坡降條件，遇強(qiáng)降水可能會(huì)發(fā)生坡面整體滑移或垮塌，對(duì)棄渣場(chǎng)造成威脅(見圖1)；另一方面棄渣場(chǎng)堆渣后將使牛棚溝物源總量和不穩(wěn)定物質(zhì)顯著增多，這極大地增加了泥石流起動(dòng)所需要的物源條件,且棄渣的堆積影響了泥石流通行，當(dāng)泥石流起動(dòng)后不斷沖刷淤積于溝道的棄渣，揭底啟動(dòng)棄渣，放大了泥石流規(guī)模，可能釀成較重災(zāi)害[7,16-17]。

2 牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流彈性調(diào)控模式

棄渣場(chǎng)的安全防護(hù)工程應(yīng)以盡量減少泥沙塊石入河、不堵塞河道、不危害下游水電站建筑和設(shè)備為目標(biāo)，而棄渣的防治則優(yōu)先選擇穩(wěn)溝、固坡、恢復(fù)生態(tài)等措施，通過防治溝道下切，避免棄渣進(jìn)入溝床而形成新的泥石流物源。針對(duì)牛棚溝25萬m3棄渣的治理，本文提出了新型的彈性穩(wěn)攔排綜合調(diào)控模式(見圖2)，該模式主要分為兩部分，即采用棄渣泥石流穩(wěn)攔排防治方案解決18萬m3棄渣和采用分級(jí)堆積防治方案解決剩下的7萬m3棄渣。

圖2 牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流新型的彈性穩(wěn)攔排綜合調(diào)控模式Fig.2 New elastic integrated control model for debris flow of Niupeng gully waste slag site

傳統(tǒng)的穩(wěn)攔排防治方案主要是通過泥石流溝道治理工程對(duì)棄渣進(jìn)行治理，其工程措施主要包括攔砂壩、排導(dǎo)槽、賓格石籠、八字墻等[見圖3(a)]，即棄渣整體沿溝道按照14.8%的坡比進(jìn)行堆放，兩側(cè)則以57.14%的坡比進(jìn)行固坡。而分級(jí)堆積防治方案則是在傳統(tǒng)的穩(wěn)攔排防治方案上采用8%的坡比進(jìn)行重新分級(jí)堆積[見圖3(b)]，同時(shí)需對(duì)全部25萬m3棄渣進(jìn)行壓實(shí)處理，保證其有較好的穩(wěn)定性。經(jīng)重新堆積后的棄渣場(chǎng)所需的攔砂壩較傳統(tǒng)方案中的更小，且梯級(jí)排導(dǎo)槽對(duì)泥石流具有逐級(jí)消能作用。該堆積方式的不足之處則在于不能完全使棄渣都處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)估算，按傳統(tǒng)方案堆積的近18萬m3棄渣是相對(duì)穩(wěn)定的，而剩余的7萬m3棄渣則處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。針對(duì)這7萬m3欠穩(wěn)定棄渣，首先應(yīng)加固排導(dǎo)槽以防止泥石流對(duì)槽底的侵蝕以及渣體對(duì)排導(dǎo)槽的撞擊，并且應(yīng)加強(qiáng)渣場(chǎng)后期的管理。采用這種分級(jí)堆積治理的彈性模式，是在結(jié)合了工程防治的安全性及災(zāi)害的可控性之后進(jìn)行方案優(yōu)化的選擇。

圖3 牛棚溝棄渣場(chǎng)防治工程布置圖(a)和新型彈性調(diào)控模式改變溝道縱坡比降示意圖(b)Fig.3 Arrangement plan of controlling engineering of Niupeng gully waste slag site (a) and schematic diagram of changingthe slope gradient of the channel of the new elastic control model

3 模式驗(yàn)證與分析

3.1 攔砂壩抗滑穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)《泥石流防治指南》，作用于攔砂壩上的基本荷載有：壩體自重、泥石流壓力、堆積物的土壓力、水壓力、揚(yáng)應(yīng)力、沖擊力等[18]。針對(duì)牛棚溝棄渣場(chǎng)的泥石流類型、庫內(nèi)堆積物特征，以及泥石流攔砂壩過流方式，其在滿庫過流狀態(tài)下時(shí)，下層為非泥石流堆積物，上層為稀性泥石流堆積物，攔砂壩荷載組合有：壩體自重Wd，堆積物重Ws，整個(gè)壩體設(shè)計(jì)高度的稀性泥石流堆積物水平壓力Fdl，水平水壓力Fwl以及揚(yáng)壓力Fy。取單寬計(jì)算，其結(jié)果見表3。

泥石流沖擊力Fc根據(jù)《泥石流防治工程技術(shù)》中“表3-30泥石流大石塊對(duì)圓形橋墩沖擊力F值表”[19]插值取199.5 kN。攔砂壩抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)按以下公式計(jì)算：

(1)

式中：Kc為沿壩基面按照抗剪強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)；f為壩體同壩基間的摩擦系數(shù)，此處取1.05；∑W為作用于單位壩寬各垂直力的總和(kN)；∑Q為作用于單位壩寬各水平力的總和(kN)。

代入各項(xiàng)估算結(jié)果,按公式(1)計(jì)算可得攔砂壩抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)Kc為1.58，滿足滿庫過流條件下攔砂壩的抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)Kc≥1.30的要求。

表3 牛棚溝棄渣場(chǎng)在滿庫過流狀態(tài)下攔砂壩的荷載組合Table 3 Load combinations of check dam of Niupeng gully waste slag site under full reservoir condition

注：Vb為單寬壩體體積(m3)；γb為筑壩材料容量(kN/m3);Vs為堆積物體積(m3);γs為堆積物容重(kN/m3);hs為稀性泥石流厚度(m);n為孔隙率；φys為浮沙內(nèi)摩擦角(°);γw為水體容重(kN/m3);Hw為迎水面水深(m)。

牛棚溝棄渣場(chǎng)邊坡局部穩(wěn)定性計(jì)算采用商業(yè)軟件GeoStudio中的Slope/W模塊進(jìn)行驗(yàn)算，選取自然狀態(tài)下最不穩(wěn)定的梯級(jí)邊坡上部區(qū)域，通過Morgenster-Price法得出該邊坡的局部穩(wěn)定性安全系數(shù)見表4。

表4 牛棚溝棄渣場(chǎng)梯級(jí)邊坡局部穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果Table 4 Calculation result of local stability safety factor of step slope of Niupeng gully waste slag site

由表4可見，在天然工況下牛棚溝棄渣場(chǎng)穩(wěn)定性安全系數(shù)在1.15以上，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；而在暴雨工況下渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)略小于1.15，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，為保證渣場(chǎng)安全需增設(shè)雨季巡查排查；地震對(duì)棄渣場(chǎng)堆積體穩(wěn)定性影響較為顯著，在該工況下渣場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)較低，該渣場(chǎng)邊坡具有失穩(wěn)破壞的可能。

3.2 減沙效益

經(jīng)實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)牛棚溝內(nèi)原松散堆積物表面積約為0.145 km2，不穩(wěn)定物源總量約為15.7萬m3，棄渣總量為25萬m3。堆渣期間，棄渣呈自然堆置狀態(tài)，最高棄渣高度約為150 m，棄渣體的堆積坡度約為37°～38°，坡度較陡，易發(fā)生垮塌。本方案中兩側(cè)采用57.14%的坡比設(shè)計(jì)堆渣坡比，結(jié)合攔砂壩能夠有效固坡約18萬m3，剩余7萬m3棄渣的穩(wěn)定性相對(duì)較差，易發(fā)生垮塌。再經(jīng)分級(jí)堆積治理后，可穩(wěn)固不穩(wěn)定棄渣約3～4萬m3，剩余的不穩(wěn)定棄渣則另尋渣場(chǎng)堆置。因此，通過彈性穩(wěn)攔排綜合防控模式能夠大大降低泥石流起動(dòng)所需要的物源總量。

3.3 減災(zāi)效益

(1) 棄渣體泥石流容重的計(jì)算。由表2棄渣顆粒組成試驗(yàn)結(jié)果可見，棄渣體的黏粒含量約為0.33%，參照文獻(xiàn)[20]，給出泥石流容重關(guān)于黏粒含量的多項(xiàng)式如下：

γc=-1.32×103x7-5.13×102x6+8.91×102x5-55x4+34.6x3-67x2+12.5x+1.55

(2)

式中：γc為泥石流的容重(g/cm3)；x為泥石流中黏粒的含量(%)。

由公式(2)計(jì)算得到牛棚溝棄渣體的容重為1.59 g/cm3，該溝若發(fā)生泥石流而其主要物源為棄渣，參照附近泥石流爆發(fā)歷史，可以得出泥石流以低頻稀性為主。

(2) 分級(jí)堆積治理后泥石流流速的變化。參照文獻(xiàn)[21]所推薦的稀性泥石流公式計(jì)算，泥石流流速的計(jì)算公式為

(3)

式中：Mc為溝床糙率系數(shù)(1/nc)；Ic為泥石流流面縱坡比降(‰)；a為阻力系數(shù)；Rc為泥位深度(m)。

上式中溝床糙率系數(shù)Mc在牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流分級(jí)堆積治理前分別選定為9、11，治理后選定為10.8、12.9，泥石流流速的計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流流速的計(jì)算結(jié)果(治理前/治理后)Table 5 Calculation of debris flow velocity and discharge of Niupeng gully waste slag site (before/after the control)

由表5可知，牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流流速在不同的溝段由于縱坡比降和溝床糙率系數(shù)以及沿途支溝的匯入、補(bǔ)給量的不同而有所變化。牛棚溝原溝道坡度比降為25%，計(jì)算得到泥石流流速變化在4.11～4.35 m/s之間，而按分級(jí)堆積治理后其坡度比降為8%，泥石流流速降低為2.94～3.03 m/s。

(3) 分級(jí)堆積治理后泥石流峰值流量的變化。目前泥石流峰值流量計(jì)算的基本方法主要采用配方法，其計(jì)算步驟是先按照水文方法計(jì)算出不同頻率下小流域的清水流量，然后再考慮溝道堵塞系數(shù)按下式計(jì)算泥石流峰值流量：

Qc=(1+φ)+QpDc

φ=(γc-γw)/(γs-γc)

(4)

式中：Qc表示頻率為P的泥石流峰值流量(m3/s)；φ為泥石流泥沙修正系數(shù)；Qp表示頻率為P的清水流量(m3/s)；Dc為泥石流堵塞系數(shù)；ψ為洪峰徑流系數(shù)，ψ=f(u，τn)，其中u為入滲強(qiáng)度(mm/h)，τn=f(m，s，J，L)，τ為匯流時(shí)間(h)，n為暴雨指數(shù)，m為匯流參數(shù),s為暴雨雨力(mm/h),J為河道平均坡度(‰),L為溝道長度(km)；F為流域面積(km2);γc為泥石流重度(g/cm3)；γw為清水重度(g/cm3)；γs為泥石流中固體物質(zhì)比重(g/cm3)。

假設(shè)牛棚溝棄渣場(chǎng)不同頻率下暴發(fā)泥石流(頻率P分別為0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、5%、10%)，按分級(jí)堆積治理前、后不同情況計(jì)算泥石流峰值流量，其計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 不同頻率下牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流峰值流量計(jì)算結(jié)果(治理前/治理后)Table 6 Calculation of peak flow of debris flow of Niupeng gully waste slag site (before/after control)

由表6可知，牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流治理前、后的清水流量和峰值流量都有較明顯的下降，治理前100年一遇頻率下的泥石流峰值流量為60.18 m3/s，治理后則其降為43.93 m3/s。牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流治理工程排導(dǎo)槽斷面面積為12.5 m2，其過流能力約為37.5 m3/s，因此能夠基本滿足100年一遇泥石流的過流要求。

3.4 經(jīng)濟(jì)性

牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流治理工程通過對(duì)比傳統(tǒng)治理方案和新型彈性治理方案，充分考慮經(jīng)濟(jì)性原則，在滿足棄渣能夠被安全治理的前提下，采用相對(duì)經(jīng)濟(jì)的治理方案是毋庸置疑的。表7列出了傳統(tǒng)方案和新型方案下攔砂壩尺寸的對(duì)比。

表7 兩種方案下攔砂壩尺寸比較Table 7 Comparison of check damsizesin two projects

由表7可知，采用新型方案的攔砂壩較傳統(tǒng)方案下的攔砂壩尺寸及體積相比相差甚大,這也就意味著修筑新型方案的攔砂壩需要的建筑材料更少，且修建該壩的難度也會(huì)大大降低。兩種方案下建設(shè)排導(dǎo)槽、擋渣墻和八字墻等附屬設(shè)施所需的經(jīng)費(fèi)差別不大，在此則不做過多論述。因此，在結(jié)合工程防治的安全性、投資合理性及災(zāi)害可控性進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇后，本文提出該新型彈性綜合調(diào)控模式，且可廣泛推廣于高山峽谷區(qū)工程棄渣泥石流的綜合治理。

4 結(jié)論與建議

將高山峽谷區(qū)遍布的泥石流溝作為棄渣場(chǎng)是當(dāng)前水電工程用于解決棄渣堆積的趨勢(shì)，而工程棄渣堆積于溝道內(nèi)易加劇泥石流規(guī)模從而釀成較嚴(yán)重的災(zāi)害，因此對(duì)水電工程棄渣場(chǎng)進(jìn)行治理是水電站正常運(yùn)行的重大保障，必須把棄渣場(chǎng)泥石流的防治工作放在重要位置。本文針對(duì)牛棚溝棄渣場(chǎng)泥石流治理工程的研究，得到以下結(jié)論：

(1) 本文提出新型的彈性“穩(wěn)攔排”綜合調(diào)控模式，該模式將棄渣分為兩部分分別采用傳統(tǒng)穩(wěn)攔排治理和彈性分級(jí)堆積防治，與傳統(tǒng)穩(wěn)攔排治理模式相比，新增彈性防控方案，可最大限度地利用攔擋工程的效益，并能對(duì)泥石流起到逐級(jí)消能作用，在經(jīng)濟(jì)性和安全性間找到平衡點(diǎn)。該模式可為高山峽谷區(qū)后續(xù)的水電站棄渣泥石流工程治理提供借鑒。

(2) 該工程案例中總棄渣量約為25萬m3，采用傳統(tǒng)方案包括攔砂壩、擋渣墻等治理18萬m3棄渣，彈性分級(jí)堆積則采用8%分級(jí)比降堆積壓實(shí)治理剩余的7萬m3棄渣。應(yīng)用分級(jí)堆積治理后泥石流流速從4.11～4.35 m/s降低為2.94～3.03 m/s，百年一遇泥石流峰值流量則從60.18 m3/s 降低至43.93 m3/s，治理效果明顯。

基于以上結(jié)論，本文就高山峽谷區(qū)棄渣場(chǎng)泥石流治理提出以下建議：

采用該新型治理方案能有效降低棄渣堆積的高坡比，但攔砂壩在此只能起到穩(wěn)坡作用，一旦溝內(nèi)棄渣體被侵蝕則不能起到攔渣作用，因此必須對(duì)排導(dǎo)槽進(jìn)行加固，以防止被泥石流損毀。此外，還需結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警和生態(tài)防護(hù)方法共同對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行防治，才能有效將該模式推廣于高山峽谷地區(qū)工程棄渣泥石流的綜合治理。同時(shí)，要加強(qiáng)渣場(chǎng)管理，在雨季及雨季之前應(yīng)加大巡查排查力度，加強(qiáng)對(duì)渣場(chǎng)泥石流的監(jiān)測(cè)預(yù)警。