龟峰山泥石流调查与防治措施研究

乐嘉祥， 刘 勇， 谭 伟

(湖北省地质环境总站，湖北 武汉 430000)

泥石流的形成条件包括有利的地形，丰富的松散固体物质和大量突发性流水三方面，其发育区地质构造、地层岩性、地形地貌、气象水文、植被发育特征、人类工程活动对泥石流的形成和发育有一定影响。建国以来，我国根据不同的防护要求开展了泥石流调查、研究和灾害防治工作，目前对泥石流灾害的形成条件、影响因素以及防治工程对策均进行了深入研究，取得了丰富的成果。但是，地质灾害具有区域差异性大的特点，龟峰山区域的泥石流研究并未系统而详细地进行，亟待补充完善。

1 区域地质环境条件

龟峰山风景区位于湖北省麻城市东部龟山镇境内，处于大别山中段南麓，由九座山峰组成，山势险峻，地形切割较深，区域水系垂直山脉延伸方向发育，沟谷河流众多，常年水量充足，为泥石流的发育提供了水动力条件基础。

研究区经度范围为115°10′07.01″E～115°16′31.17″E，纬度范围为31°01′59.42″N～31°09′33.96″N，近似呈长方形，长约13.5 km，宽约9.4 km，面积为126.9 km2。

2 现状调查、易发性评价及危险度判定

2.1 现状调查

在研究区内发育有8条泥石流沟，由北向南进行编号，其中2号、3号、4号、6号泥石流沟位于龟峰山风景区内，其他4条泥石流沟在景区附近(图1)。

2.2 易发性评价

根据实际情况将龟峰山泥石流类型统计划分，龟峰山区域泥石流主要发育于山区，由强降雨及水库、水塘溃决引起。从流域形态上讲，均为沟谷型泥石流；流体性质均为稀性泥石流；除5号泥石流沟外，其他泥石流沟均处于衰败期；规模均为小型。

2.3 危险度判定

根据龟峰山区域泥石流沟基础数据资料，参照泥石流危险度查算表分别查出相应因子得分，再累加得出总和，对照泥石流危险度标准表即可得到各泥石流沟危险度。通过结果可知，研究区内泥石流沟危险度均属于 “可能危险”等级，个别因子取值较大，可能爆发中、小规模泥石流，需注意防范和治理。其中，在危险度评分中，1、2、3、4号沟危险度较低，5、6、7、8号沟危险度较高，接近于“显著危险”等级，需要特别注意。

图1 研究区泥石流位置分布图

3 龟峰山泥石流发育控制因素研究

任何一种地质灾害都是地球内外动力耦合作用的结果，分析研究区内泥石流发育的内动力因素(地质构造、地层岩性和地形地貌)和外动力因素(降雨和人类活动)，研究泥石流发育的影响机制和影响程度。研究发现，地质构造是泥石流区内发育的主控因素，地层岩性、地形地貌、降雨以及人类活动为泥石流的爆发提供了丰富的松散固体物质、势能条件以及水动力条件，多个因素的耦合共同导致了龟峰山泥石流群的发育现状。结论如下：

(1)研究区内发育的河铺～龟峰山断层(F4)和包头河断层(F8)是影响泥石流沟发育的主控因素。一方面，从空间上讲，断层控制了泥石流沟分布于其两侧，整体上沿断层延伸方向呈带状分布；另一方面，地质构造活动为泥石流的爆发提供了丰富的物质基础：断层所形成的破碎带，物质松散；节理裂隙切割，岩体破碎；滑坡崩塌发育，阻塞沟谷。因此，地质构造决定了泥石流的爆发规模及危害等级。

(2)地层岩性决定泥石流松散物质的成分，很大程度上控制着泥石流的物理性质与流域形态和流域面积。龟峰山区域泥石流沟以硬岩为主，各泥石流沟均为稀性泥石流，同时，从坡体上剥落的块状岩体滚落至沟道中成为泥石流爆发的物质来源。

(3)地形地貌是地表形态的反映，制约着泥石流的形成和运动，影响泥石流的规模和特性。研究区内泥石流沟流域面积在0.2～5 km2之间，既便于汇集水源，又不会分散水流，属于较适宜爆发泥石流流域面积区间。纵坡降为230.9‰～404.1‰，所对应的沟谷坡度为13°～22°，赋予沟内物质一定的势能优势，提供其运动的能量。山坡坡度变化范围为16°～40°，既有利于松散固体物质的堆积，又能为泥石流的运动提供水动力条件和势能基础。

(4)从时间上讲，降雨造成了研究区泥石流爆发的季节性和周期性。泥石流爆发不仅要有足够的松散固体物质，还要有丰富的水源和强大的水动力条件。经调查研究，当地降雨多集中于6～7月，约占全年的36%，与泥石流爆发时间节点相一致。

(5)研究区内泥石流沟存在多处水利设施和房屋建设工程，土木工程建设工程会增加泥石流沟内松散固体物质，增大泥石流的危险性。此外，水利设施的调控不当，会为泥石流的爆发提供巨大的水动力条件，危害人民群众生命财产安全。

4 防治措施建议

4.1 抑制泥石流发生

采取蓄、引水工程、植树造林等控制形成泥石流的水源和物源，通过行政管理、法规法令措施消除泥石流行成的人为因素,从而抑制泥石流灾害的发生。

4.2 疏导泥石流

采取拦挡、排导、疏浚河道等工程,调节泥石流水流流量，消减龙头能量、促使泥石流分流或解体，从而控制通过河道的泥石流水流流量和流速，使其不对两岸安全造成威胁。

4.3 避让泥石流

在台、汛期加强泥石流隐患点的监测，发现险情及时预警预报并撤离人员，使泥石流灾害损失降至最低。

4.4 综合防治方案

针对被保护目标的性质和重要性，采取工程治理、生物治理、监测、预警预报、避让和搬迁等综合措施，以求达到最小的投资和最佳治理效果。

(1)根据泥石流隐患防治的指导思想、基本原则和防治目标，结合本次调查中泥石流隐患点的环境地质特征、诱发因素和危险性、危害性及稳定性等因素，分别提出防治方法建议如下(表1)。

表1 龟峰山泥石流沟防治措施建议表

(2)生物：主要包括对沟域内泥石流提供大量固体物质(土壤、石块)的陡坡耕地、荒地、荒坡，对覆盖其上的植被加以保护或改造，以控制面蚀作用和水土流失强度，减少泥石流的固体物质来源；

(3)排导：主要指对沟道进行拓宽、疏浚清淤，对河沟岸堤加固等；

(4)稳拦：在泥石流形成区对可能提供泥石流物源的滑坡、崩塌、弃土等进行治理,在流通区上利用峡谷、窄口等地形修建拦沙坝,拦截泥石流携带的固体物质,以减少泥石流在下游的堆积量。

5 结语

本文基于湖北省麻城市1∶ 5万地质灾害详细调查项目，经实地调查，结合卫星影响资料，分析了龟峰山景区每条泥石流沟发育基本特征、泥石流易发性和危险性评价，发现均为轻度易发，危险度均属于“可能危险”等级，个别因子取值较大，可能爆发中、小规模泥石流，需注意防范和治理；泥石流爆发的周期性与区内暴雨出现的周期性密不可分；另外，研究区内泥石流沟存在多处水利设施和房屋建设工程，增加了泥石流沟内松散固体物质，同时，水利设施的调控不当，会为泥石流的爆发提供巨大的水动力条件，危害人民群众生命财产安全。因此，针对龟峰山泥石流发育的规模、性质、频率及危险性等特点，应针对不同泥石流沟采取抑制、疏导、避让、监测的综合防治方案。