曾 平, 張海鋒

(1.湖南省地質礦產勘查開發(fā)局四〇五隊，湖南 吉首 416000；2.湘西州地質災害防治技術指導中心，湖南 吉首 416000)

歷史上該地于1978年發(fā)生過一次泥石流，暴雨沖刷溝谷坡面崩坡積松散層，洪水漫流侵蝕沖刷溝岸溝底，攜帶大量松散固液兩相物源從溝口傾瀉而下，沖毀房屋35間，死亡11人，為湖南省1∶10萬、1∶5萬地質災害重點詳細調查對象。

溝域形態(tài)為長條“V”形，支溝不發(fā)育，北西側溝源地表分水嶺海拔最高高程為685.20 m，匯入里溪沖溝口高程為294 m，相對高差達391.2 m。溝長772.5 m，主溝平均縱坡降506‰，溝谷寬度在71～210 m之間。溝域形態(tài)受構造影響呈不對稱分布，右岸寬，左岸窄，溝域匯水面積0.12 km2，溝域內山高坡陡，平均坡度在30°以上。溝谷縱坡較大，溝內松散固體物源豐富，具備暴發(fā)泥石流的物源及動力勢能條件，且溝口狹窄導致管道增大效應明顯。一旦再次出現(xiàn)泥石流災險情，流域內泥石流可能裹攜大量崩坡積碎塊石沖入下游云華村民居住區(qū)，沖毀和掩埋房屋，將威脅堆積區(qū)域云華村民105戶、435人的生命財產安全，潛在經濟損失在2 000萬元以上。因此，對該泥石流形成條件、地形分區(qū)特征、物源條件、徑流過程和成災機理進行研究并提出相應的防治對策具有重要意義。

1 研究區(qū)自然條件

吉首市屬亞熱帶季風濕潤氣候，氣候溫和，冬暖夏涼，四季分明。年平均降水量1 411.2 mm，集中在4—6月，占全年的40%～44%；年最大降水量1 844.7 mm(2003年)，日最大降水量178.3 mm(2003.7.8)，時最大降水量80.3 mm(2007.7.22)。立體氣候顯著，災害性天氣較多，災害頻繁。

地貌類型主要為侵蝕構造剝蝕低山丘陵急陡坡溝谷地形，主要由寒武系石牌組頁巖組成，地勢總體南西高北東低。云華泥石流所在區(qū)域分布標高294～685.2 m，地形坡度為40°～60°，溝岸溝床松散堆積物豐富。

區(qū)內出露地層主要為寒武系下統(tǒng)石牌組頁巖，第四系沖洪積、崩坡積等松散堆積層。

2 泥石流形成條件

根據(jù)泥石流形成條件和運動機制及泥石流松散固體物源的分布，整個泥石流流域由2條主要的溝道組成，即冬夯流五溝、下都夯溝，見圖1。

圖1 云華泥石流溝域特征影像圖

2.1 形成區(qū)

冬夯流五溝域在海拔高程340 m以上至溝源地表分水嶺段，溝道長541 m，相對高差345 m，縱坡降為637‰，平均縱坡32°。溝谷呈“V”字形，溝道狹窄，左側岸坡坡度為35°～45°，右側岸坡坡度一般為40°～50°，局部為陡崖地貌，坡上植被發(fā)育。根據(jù)調查及鉆探揭露，沖溝兩側岸坡分布有大量的崩坡積松散堆積物，溝床堆有少量的松散塊石，為溝域內泥石流松散固體物源的主要分布區(qū)，為泥石流形成區(qū)。

下都夯溝域形態(tài)為不規(guī)則“丫”字形，支溝較發(fā)育，左支溝長490 m，溝底標高320～601 m，平均縱坡降588‰，溝谷寬57～170 m；右支溝長431 m，溝底標高320～540 m，平均縱坡降527‰，溝谷寬54～230 m。溝域主溝在海拔高程320 m以上至溝源地表分水嶺區(qū)域(兩條支溝分布的區(qū)域)，左右支溝平均縱坡降分別為588‰、527‰，平均坡度分別為30°、28°。根據(jù)調查及鉆探揭露，支溝岸坡表層分布有大量的殘坡積堆積物，溝床堆有少量的松散塊石，為溝域內泥石流松散固體物源的主要分布區(qū)，劃為泥石流形成區(qū)。

作者簡介：林斌，男，福建省南靖縣山城鎮(zhèn)文化技術學校，一級教師，南靖縣山城鎮(zhèn)優(yōu)秀教師，本科學歷，研究方向：小學數(shù)學教育。

2.2 流通區(qū)

冬夯流五溝流通區(qū)在海拔高程340 m以下至溝口，溝道長232 m，相對高差46 m，平均縱坡20°～35°，溝床呈臺階狀，溝道未造成淤塞，利于泥石流物質的流通。

下都夯溝流通區(qū)在溝域主溝海拔高程320 m以下至溝口，溝長142 m，平均縱坡降169‰，平均縱坡15°～20°，溝床呈緩坡狀。

2.3 堆積區(qū)

堆積區(qū)即冬夯流五溝、下都夯溝溝口居民區(qū)，平面形態(tài)呈不規(guī)則扇形，平均縱坡降169‰～198‰，平均縱坡10°～11°。溝床呈緩坡狀，溝道出口部位兩側堆積少量的泥石堆積物，溝道未造成淤塞，溝床平均縱坡較小，利于泥石流物質的淤積，劃分為堆積區(qū)。

2.4 物源條件分析

溝域內物源類型以崩坡積堆積物為主，結構松散，分布在沖溝兩側岸坡及溝床，松散層分布面積約1.8×104m2，分布厚0.4～12.5 m，平均厚約5.0 m。物源總量約9.0×104m3，可參與泥石流活動的固體物源動儲量約占總物源量的30%，為3.0×104m3。

3 成因機制及引發(fā)因素

陡峻的便于集水、集物的地形、地貌，豐富的松散物質，短時間內有大量的水源是泥石流形成的基本條件，地形高差所形成的勢能以及大量徑流匯水提供的動能是泥石流啟動的主要來源[2]。研究區(qū)地貌類型主要為侵蝕構造剝蝕低山丘陵區(qū)，溝域內地形陡峻，相對高差391.2 m，主溝平均縱坡降為506‰，為水源、松散固體源的匯集提供了相當有利的地形地貌條件，為泥石流的孕育形成提供了充分的勢能條件。

區(qū)內地質條件復雜，頁巖裂隙發(fā)育，巖體破碎，坡面侵蝕對泥石流的松散物源貢獻巨大，主要體現(xiàn)在小雨蓄量、暴雨釋放的循環(huán)過程。溝床溝側堆積有厚度達0.4～12.5 m不等的松散固體物源，為泥石流提供了必要的物源條件。頁巖坡面在小雨作用下，滲水軟化，風化速度加快，坡面崩坡積準泥石流體厚度逐漸增加，暴雨作用下，崩坡積體快速飽和，強度降低，以坍塌溜滑的形式直接匯入溝道洪流之中形成泥石流體。

4 泥石流發(fā)展趨勢

泥石流流域溝谷下切強烈，部分谷坡植被覆蓋率低，特別是根系下伸可達2～10 m的喬木偏少[3]，根系深入土壤底部基巖裂隙的“錨固”土層，溝道兩側及溝床侵蝕效果欠佳。

在云華泥石流溝域范圍內斜坡坡面分布有大量的崩坡積松散堆積物，由于受近期降雨影響產生滑動，地面出現(xiàn)多條拉張裂縫，最大一條裂縫位于溝域地面標高520 m附近坡面，裂縫延伸長度近30 m，走向約145°，開口寬度5～20 cm，水平錯位50～60 cm。該裂縫已使?jié)撛诘哪嗍魑镌大w轉化為準泥石流體，在未來暴雨情況下極可能完成從準泥石流體向泥石流體的轉化。該泥石流發(fā)育條件已十分成熟，泥石流暴發(fā)的可能性及規(guī)模正逐步壯大。

5 泥石流防治對策

湘西山區(qū)小流域地形地貌特殊，降水充沛，固體松散物源較為豐富，泥石流發(fā)生概率高，危害大，嚴重制約地方經濟、社會、環(huán)境和人文等諸多方面的高質量發(fā)展[4]。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，總體設計以巖土工程治理為主導、生物工程措施為輔助的綜合防治體系，采用 “固源+分級攔擋+排導+監(jiān)測”的防治措施。

(1)固源。固源是采用適當工程措施、生物措施，主要包括：在泥石流崩積物外圍砌筑截水溝，將雨水截出崩積物體外，將很大程度上減少崩坡積物的滑動；同時在崩積物溝谷設計支擋、排水雙用的大型排水溝，穩(wěn)固坡腳崩積物的穩(wěn)定性，有效防止溪溝水對崩積物溝谷坡腳沖刷，從而大大降低泥石流發(fā)生的可能性；在泥石流形成區(qū)的崩坡積物上種植根系發(fā)達的植物以達到穩(wěn)固物源的效果。

(2)攔擋工程。對兩側斜坡上的松散堆放物實施分級攔擋工程(形成流通區(qū)格柵攔擋)能夠攔蓄泥石流中粗顆粒并同時排泄水流及細顆粒，起到攔粗排細，減緩泥沙下泄速度，調節(jié)泥石流固體物質總量的作用。攔擋的粗大固體物還可以穩(wěn)溝故坡起到反壓護腳、改變溝底坡降、降低泥石流峰值流速等抑制泥石流的形成與發(fā)展的作用。

(3)排導。在泥石流流域下游堆積區(qū)修建排導槽(導流堤)，使勢能得到衰減的泥石流經可控的固定路線排導到指定的安全地段，以免淤積、堵塞并形成溜滑等二次次生災害。

(4)監(jiān)測。為保證施工安全和檢驗治理工程效果，對泥石流流域及治理工程措施布置監(jiān)測系統(tǒng)。

6 結論

湘西山區(qū)因山高坡陡、溝壑縱橫是湖南省乃至全國地質災害防治的重點設防區(qū)域，眾多地質災害類型中高坡降小流域泥石流具有高度的隱蔽性、突發(fā)性，一旦發(fā)生泥石流，往往引起重大的人員傷亡和財產損失。本文在深入研究湘西典型案例地形地貌、地形分區(qū)特征、物源條件和成災機理后，可以得到如下結論：

(1)云華泥石流流域溝道深切，特別是已發(fā)現(xiàn)的裂縫已使?jié)撛诘哪嗍魑镌大w轉化為準泥石流體，在未來暴雨情況下極可能完成從準泥石流體向泥石流體的轉化。該泥石流發(fā)育條件已十分成熟，泥石流暴發(fā)規(guī)模呈增大趨勢。

(2)湘西山區(qū)小流域地形地貌特殊，降水充沛，固體松散物源較為豐富，泥石流發(fā)生概率高，危害大，可采取巖土工程和生物工程相結合的“固源+分級攔擋+排導+監(jiān)測”的綜合治理體系方案。

(3)綜合治理體系方案可達到有效固源、攔擋、排導目的，其防災減災效益顯著，且能從根本上減少泥石流潛在物源，對湘西山區(qū)今后類似高坡降小流域泥石流防治具有重要借鑒意義。