王亞璐,許國偉
(新疆地礦局第一水文工程地質大隊,新疆 烏魯木齊 830091)
研究區(qū)位于溫泉縣南山旅游專線公路Y031線(K5-K8段)南側,鄂托克賽爾河右岸,流域面積9.1 km2。由溫泉縣城沿縣道X208公路向東行進約22 km后向南沿Y031線可直達研究區(qū),外部交通十分便利,研究區(qū)內(nèi)無道路,車輛無法通行,只能步行,通行條件較差。研究區(qū)共發(fā)育有兩條泥石流溝,整體不規(guī)則型,南北長約3.8 km,東西寬約3 km,面積為10.2 km2。因此,本文在參考相關研究成果的基礎上[1-5],對溫泉縣Y031線(K5-K8段)泥石流危險性進行了分析,并提出了泥石流地質災害防治方案及建議。
研究區(qū)位于溫泉縣南部鄂托克賽仁河右岸,地貌類型總體屬于中山區(qū)地貌單元,南部大面積分布構造侵蝕中山,北部小面積區(qū)域為鄂托克賽仁河河谷。地勢總體南高北低,海拔1 630~2 560 m,地面坡降23.35%。南部中山區(qū)地形起伏不平,相對高差20~250 m,山體表面多被草地植被覆蓋,呈圓頂狀,山間溝谷十分發(fā)育,縱橫交錯,溝寬1.5~90 m,切割深度0.5~3.8 m。北部河谷區(qū)地形較為平坦開闊,海拔1 640 m左右,河流流向為西-東,寬度在5~8 m。
基巖山體出露巖層大部分為石炭系砂巖,灰褐色,節(jié)理裂隙發(fā)育,呈塊狀碎裂,塊徑0.5~0.8 m,鈣質膠結,較硬,砂質結構,塊狀構造,其礦物成分為石英、長石。
溝道內(nèi)分布為第四系松散地層,角礫分布于泥石流溝整個流域范圍內(nèi),顏色以灰褐色為主,表層松散干燥,1 m以下中密-密實,稍濕,分選性良好,顆粒級配差,磨圓度差,礫徑一般0.3~1 cm,局部可見含有礫徑大于2 cm碎石,呈棱角狀。碎石主要分布于上游形成區(qū)溝谷兩側山體坡腳,主要由山體基巖風化破碎形成,顏色以灰褐色為主,礫徑一般3~5 cm,結構松散干燥,顆粒級配差,分選性良好,磨圓度差,呈棱角狀,粗砂、角礫充填,母巖成分為凝灰?guī)r、砂巖。塊石主要分布于泥石流上游支溝內(nèi),由溝谷兩側基巖塊裂形成,塊度1×0.8×0.6 m,灰黃色,母巖成分為凝灰質砂巖。卵石地層主要分布于泥石流堆積區(qū)下游邊緣,屬鄂托克賽仁河沖洪積形成,卵石顏色以青灰色為主,結構中密,稍濕,礫徑一般5~20 cm,磨圓度一般,呈亞圓狀,母巖成分為砂巖。
1.3.1 厚層狀堅硬碳酸鹽巖組
大面積分布于研究區(qū)南部溝谷兩側的山區(qū),巖性為砂巖等。巖體呈厚層狀,力學強度高,為良好的天然地基,巖體表層風化破碎,山勢陡峭,地形高差大,屬于工程地質條件一般區(qū)。
1.3.2 礫質土體
分布于研究區(qū)各條溝谷底部以及溝口-鄂托克賽仁河一帶,由第四系沖洪積礫石、砂礫石、含礫粉土組成,厚度不一,呈松散狀態(tài),一般為單一結構。下伏塊狀-層狀堅硬-較堅硬巖類巖組或層狀-互層狀較堅硬-軟弱巖類巖組,屬工程地質條件較好區(qū)。
研究區(qū)內(nèi)有溫泉縣南山溫泉旅游專用公路Y031線通過,該道路現(xiàn)為通往小溫泉的唯一道路,可正常通行,通行車輛一般。另外,研究區(qū)還屬于哈日布呼鎮(zhèn)的牧場,牧民放牧活動也較為頻繁??傊?,研究區(qū)內(nèi)人類工程活動相對較為頻繁,對區(qū)域地質環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。
本次研究區(qū)內(nèi)兩條泥石流溝形成機制基本一致,流域總面積6.42 km2,源頭最高海拔1 850 m,最低點海拔1 640 m,最大相對高差210 m,溝床縱坡比為48.8‰。溝道比較寬,兩側山體較平緩,坡度在20°~40°。較有利于水及碎屑固體物質聚集。
泥石流形成-流通區(qū)面積較大,約為6.35 km2,區(qū)內(nèi)山體坡面基巖出露,表層有薄層風化碎屑物覆蓋,形成區(qū)植被生長較少。在雨水作用下,基巖表層松散物隨雨水匯入泥石流溝道,為下游提供了豐富的松散物源。
2.2.1 風化
基巖山體出露巖層表層強風化,節(jié)理裂隙發(fā)育,呈塊狀碎裂,塊徑0.2~0.6 m,鈣質膠結,較硬,砂質結構,塊狀構造,形成了泥石流溝道內(nèi)的主要松散物源。
2.2.2 降雨、融雪
溫泉縣地處亞洲大陸腹地,遠離海洋,屬典型的北溫帶大陸性寒冷氣候,其特點是:春旱多風、夏秋短暫、冬季嚴寒而漫長、氣溫差異大。調查區(qū)夏季不明顯,比較溫涼,春秋短暫,冬冷夏涼。區(qū)內(nèi)降水分布不勻,從北向南,由多至少,逐漸遞減,年平均降水量199 mm。降雨主要集中在4-9月,占全年降水量的82%。降雪主要集中于10月-次年3月,為泥石流災害的發(fā)生提供了動力條件。
2.2.3 地震
研究區(qū)地震動峰值加速度值為0.15 g,由于雨水沖刷及風蝕作用,溝道兩側基巖裸露,在新構造差異升降運動及外動力地質作用下,形成斜坡地形和大量的風化、松散堆積物,這些為泥石流災害的發(fā)生提供了地形條件。
2.2.4 人類工程活動
主要為公路及過往車輛和牧民,泥石流堆積物很可能堵塞溝口路段對道路造成阻塞,影響過往車輛和行人。
泥石流包括形成-流通區(qū)和堆積區(qū),各區(qū)造成的危害各不相同。研究區(qū)泥石流溝中上游形成-流通區(qū)段人類活動程度弱,主要為牧業(yè),目前呈半游牧狀態(tài),具有很強的季節(jié)性,研究區(qū)是牧民的冬牧場,牧民、牲畜只是冬季在此放牧,而冬季泥石流溝因水源條件不夠就更不易發(fā)生災害。在泥石流主溝下游堆積區(qū),主要人類工程活動為修建道路,泥石流溝谷下切,對下游過水橋洞及道路會造成破壞。經(jīng)地面調查及訪問,泥石流危害對象主要是溝口堆積區(qū)的Y031旅游專用公路,威脅人數(shù)約10人、道路約300 m及道路兩旁的基礎設施。
研究區(qū)泥石流溝道沿線地質災害不發(fā)育,有草本植被覆蓋,沖溝一般發(fā)育;自上游形成區(qū)至中下游流通區(qū),約占整條主溝95%左右,溝口扇形地由于人類工程活動不完整。根據(jù)主溝溝道測量結果,主溝道縱坡約為48.5‰,新構造運動屬次穩(wěn)定區(qū),植被綜合覆蓋率約為90%,根據(jù)溝口探井揭露,最大一次淤積變幅厚度為0.3 m,兩側山坡平均坡度約為30°,溝槽橫斷面為“U”型谷,根據(jù)井探結果產(chǎn)沙區(qū)松散物平均厚度為0.7 m,整體流域面積為6.47 km2,相對高差為210 m,堵塞程度無。
依據(jù)“泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化綜合評判等級標準”、泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化評分表,結合上述基礎要素綜合打分,最終打分N1為84分,N2為72分。根據(jù)打分結果,N1、N2兩條泥石流易發(fā)程度為低易發(fā)。
根據(jù)現(xiàn)場調查,泥石流包括形成-流通區(qū)和堆積區(qū),各區(qū)造成的危害各不相同。研究區(qū)泥石流溝中上游形成-流通區(qū)段主要人類活動較差,僅威脅放牧牧民及牲畜。N1泥石流出山口處溝谷西側可見一處建議民房,是N1溝的主要威脅對象,建議該戶牧民進行搬遷避讓。在泥石流主溝下游堆積區(qū),主要威脅Y031線旅游公路及車輛行人。經(jīng)地面調查與測繪,泥石流危害對象包括牧民,民房及道路。據(jù)訪問調查曾經(jīng)發(fā)生過的泥石流毀壞道路約200 m,造成經(jīng)濟損失約5萬元,危害性等級為小型。
根據(jù)現(xiàn)場調查,泥石流威脅對象中還包括石砌建筑物1處、道路200 m。在本次勘查泥石流流域范圍內(nèi),威脅車輛平均3輛,威脅人員5人。其中1處石砌建筑價值約0.5萬元,道路200 m價值約10萬元,威脅車輛3輛價值約50萬元,威脅人員5人,潛在危險性等級為小型。
結合地質災害的發(fā)育特點、地質災害危險性評估結果,擬提出如下建議:
(1)在泥石流災害威脅區(qū)域設立警示標牌,警示牌用漢語及哈語書寫,內(nèi)容為“此處為泥石流易發(fā)區(qū)段,在強降雨天氣注意躲避泥石流災害”等字樣,提醒溝口及過往車輛注意泥石流災害;
(2)由于公路正對溝口,使得泥石流攜帶松散物經(jīng)雨水匯集攜帶至公路路面及周圍堆積,且不斷淤高,再發(fā)生較大的泥石流災害時,泥石流堆積物很可能堵塞該道路(Y031線)。建議定期對路面及周圍堆積體進行人工清理,以保證道路的暢通。
(3)以定期目視檢查和汛期來臨前強化監(jiān)測相結合的方式進行監(jiān)測,定期目視檢查一般為半月或每月進行一次,降雨季節(jié)應隨時監(jiān)測。
(4)加強地質災害防治知識的宣傳工作,在市政府的統(tǒng)一安排下,由地質災害主管部門牽頭,相關部門配合,對泥石流災害威脅區(qū)域附近居住的群眾逐戶做好地質災害防治知識的宣傳工作,使得人人均能作為防災減災的監(jiān)測人、責任人和受益人。
(1)研究區(qū)泥石流影響因素主要包括風化、降雨、融雪、地震和人類工程活動;泥石流危害對象主要是溝口堆積區(qū)的Y031旅游專用公路,威脅人數(shù)約10人,道路約300 m,包括道路兩旁的基礎設施。
(2)研究區(qū)N1、N2兩條泥石流易發(fā)程度為低易發(fā);該泥石流地質災害危害性等級為小型;該泥石流地質災害潛在危險性等級為小型。
(3)提出了在泥石流災害威脅區(qū)域設立警示標牌、定期對路面及周圍堆積體進行人工清理,并通過定期目視檢查和汛期來臨前強化監(jiān)測相結合的方式進行監(jiān)測的防治方案建議。