高海拔地区泥石流特征分析及工程治理措施

2018-01-11王明甫陈志源

山西建筑 2017年36期

王明甫陈志源

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安 710065)

泥石流是山区特有的一种自然地质现象。它是由于降水(暴雨、融雪、冰川)而形成的一种夹带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流[1，2]。泥石流造成的危害涉及城镇、工厂、矿山、铁路、公路、农业、水利、电力、通讯等社会和经济的各个方面[3]。我国每年因泥石流造成的经济损失数亿元甚至数十亿元，近年来由于国家加大对西北的开发，而西北地区是泥石流危害的主要发生地，造成的损失直接影响了当地经济发展。根据大量的研究成果可知影响泥石流强度的因素较多，如泥石流容量、流速、流量等，其中泥石流流量对泥石流危害程度的影响最为主要[4]。

在我国西藏地区分布着丰富的水电、光电等清洁能源，但可利用的土地资源大多位于流水及冲洪积地貌，但这些地貌区域地质构造复杂、大多属于三面环山、常伴随集中降雨等泥石流发生的先天条件，因此其发生的概率高，两者之间的矛盾直接影响藏区人民的生活及经济发展。

本文通过对西藏日喀则地区某光伏发电扶贫项目所处沟谷的泥石流分析为例，旨在揭示高海拔冲洪积地貌泥石流的发育特征、类型、危害，以及相应工程处理措施。

1 场地条件

1.1 地形地貌特征

工程区地貌单元为高海拔倾斜冲洪积扇，三面环山，整体地势平坦、开阔，总体地势东高西低。三维地貌模型见图1(含S1,S2泥石流划区)，主要由一条主沟及数条支沟组成，横断面均为U型沟谷。主沟编号为N1，支沟编号N2～N7。工程区主要由两条东西向山脉在东侧相接形成三面环山状，西侧延伸至雅鲁藏布江。包含2级夷平面(S1,S2)，其中1级夷平面为山梁顶部，高程介于4 200 m～4 700 m；Ⅱ级夷平面为早、中更新世形成，主要分布在第三纪～第四纪河谷，河谷宽缓，谷宽一般0.25 km～0.4 km，上段海拔3 937 m，下段海拔3 880.0 m，纵坡降2.85%，沿河谷两侧分布多级阶地，谷地与山前接合部位及与支流汇合处，分布冲洪积扇。亦是人类主要的农牧业和工程经济活动区，岩性主要为含漂石的砂卵石和粉土、砂土。N1，N2泥石流在Ⅱ级夷平面交汇。沟谷形态描述见表1。

表1 工程区沟谷形态描述表

1.2 松散固体物源条件及特征

泥石流松散固体物质按成因类型主要包括：残坡积物、崩坡积物、沟床淤积物、泥石流堆积物以及滑坡堆积[1]。据调查，工程区物源主要为河道两边的残坡积物、泥石流堆积以及主沟河床沟底的再搬运物质。现场堆积物的岩性、粒径调查表明，堆积物的岩性以角砾为主，该层卵石含量15%～20%，最大粒径约500 mm，一般粒径40 mm～50 mm。砾石含量40%～50%，一般粒径5 mm～15 mm，充填中粗砂。局部地表0.5 m内夹块石，最大粒径超过60 cm。一般厚度10 m～20 m。

1.3 植被及人类工程经济活动

据本阶段地质测绘及调查，工程区山梁坡面植被覆盖率较低，小于10%，沟谷底部植被较发育，覆盖率约30%，以耐干旱高原植被为主。人口稀少，人类经济活动以放牧为主。

1.4 水动力条件

据本阶段调查，该区域最大年降水量643.4 mm，多年平均降水量430.0 mm，最大日降雨量46.3 mm，最长连续降雨日数31 d，降雨季节分明，大雨或暴雨集中在6月～9月，占年降水的93.5%，但大雨和暴雨出现的频率较高且时段较集中，故研究区内存在发生一定规模泥石流的水动力条件。

1.5 泥石流活动历史

通过调查走访，工程区曾在1986年、2009年夏季发生过两次大暴雨，造成N1和N2泥石流，并形成了S1和S2堆积夷平面。

2 泥石流类型划分

根据本次调查，结合工程区泥石流特征及《泥石流灾害防治工程勘查规范》[5]中的类型划分，按水源和物源成因分类，工程区泥石流属于暴雨泥石流，主要特征为在充分的前期降雨和当场暴雨激发作用下形成，激发雨量和雨强因不同沟谷而异；按集水区地貌特征分类，属于沟谷型泥石流，主要特征为以流域为界，范围受沟谷制约，泥石流的形成和流通区域明显，轮廓呈哑铃型且物源区松散堆积体分布在沟槽两岸及河床上，由洪水和泥沙两种汇流而成；按流体性质分类，属于稀性泥石流。

按照文献[5]中泥石流沟易发程度数量化评分表，N1～N7沟评分见表2。