某山沟泥石流形成分析及治理

张玉萌 倪振强

（聊城大学建筑工程学院 聊城 252000）

引言

我国地域辽阔，山区面积约占全国总面积的70%，是世界上泥石流分布最广的国家之一。泥石流灾害给人民的生命财产和国民经济带来重大损失，例如：2003年位于四川省甘孜州丹巴县岳扎乡的岳扎坝村和八弄村鹅狼沟“6·26”特大泥石流灾害，造成7人死亡，7人失踪，经济损失十分严重[1，2]；甘肃省舟曲县2010 年8 月发生的特大泥石流灾害，以其强大的破坏力对当地人民群众生命财产安全构成巨大威胁[3]。本文对山沟沟域发生的泥石流进行研究。为此类的泥石流地质灾害治理提供了依据，具有较高的应用价值。

1 自然地理条件

勘查区平均海拔1600m，幅员面积868.88 平方公里，耕地面积4659.28 亩，总人口3000 余人。勘查区内乡村路遍布，交通较为便利。勘查区地处亚热带湿润气候区，夏季雨量较为丰沛，多年平均降雨量932.6mm，最大年降雨量1177mm，降雨量主要集中于5～9月，雨季降雨量占全年的78%，多集中降雨，易引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。

2 地质环境条件

勘查区地貌总体上属于中低山河谷地貌，最高海拔2700m，最低海拔1500m。坡面形态呈扇形，上宽下窄，树枝状水系密布。斜坡上的生态环境遭受严重破坏，水土流失严重。

该区域位于隙褶皱亚系，构造复杂。主要构造形迹呈北东—南西40°～50°方向展布，断层排列密集，褶曲断裂繁多。近期地震造成山体浅表层被松动，出现大量山体滑塌、崩落破坏。流域内总体上地广人稀，人类工程活动强度较低，对周边植被未形成破坏，基本未发现不合理人类工程活动引发地质灾害的现象。

3 泥石流形成条件

3.1 地形地貌及沟道条件

山沟沟域形态为条带形，基本呈对称分布，沟域纵向长度2.9km，平均宽度0.65km，沟域面积1.9km2。沟域最高点位于苏家沟北东侧，高程3160m，沟口与渔子溪交汇处高程为1542m，相对高差1618m。主沟沟源最高点高程2580m，主沟相对高差1038m，沟长2.1km，沟谷平均纵坡降494‰，整个沟道的纵比降大，水力势能充足。

沟域内山高坡陡，平均坡度在35°以上，沟谷纵坡较大，特别是主沟上游段纵坡多在500‰以上，有利于降雨的汇集，根据不同地段坡度、植被情况、斜坡结构特征等的差异，降雨的径流系数一般在0.1～0.3左右，为泥石流水源的汇流集中提供了基础。

3.2 物源条件

山沟松散固体物源较丰富，且物源分布较为集中，主要分布于山沟中下游。本次勘查共调查物源点14个，物源类型主要包括崩塌堆积物源、沟道堆积物源等。

3.3 水源条件

苏家沟泥石流的水源主要来源于大气降水。由于泥石流均发生于雨季，春节冰雪融水一般不会成为引发泥石流的水源，此外，沟域内地下水不丰富，不构成引发泥石流的主要水源，沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体，因此暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源，暴雨是泥石流的主要激发因素。

4 泥石流发展趋势分析

4.1 泥石流易发程度分析与评价

沟域泥石流流域内近期地震后不良地质现象发育，泥石流固体物源量大增；泥砂沿程补给充分，补给长度比55%；沟谷纵坡483‰，因此总体上沟谷纵坡降大，特别是沟源段纵坡大，有利于泥石流的形成；区域构造方面为强抬升区，沟谷下切和侧蚀作用强烈，地震活动强烈，有利于泥石流的发育；地震后坡面结构变得松散，坡面滑塌现象发育，植被破坏严重，水土流失加剧，可为泥石流的发育提供一定的固体物源；区内残坡积物、崩坡积物等，沿沟松散物总储量丰富，松散物源丰富；沟岸山坡坡度一般在35°以上，沟谷形态为“V”型谷，有利于物源和水源的汇聚和泥石流的形成。因此，苏家沟泥石流的危险性是较大的。

4.2 泥石流的发生频率和发展阶段

根据前述对泥石流灾害史的调查，苏家沟泥石流以往属低频泥石流。近期地震后，沟内崩塌、滑坡等不良地质现象大大增加，坡面侵蚀加剧，可能参与泥石流活动的松散固体物源量大增，现沟内可参与泥石流活动的固体物源动储量达4.70×104m3，因此，泥石流的爆发频率可能提高，成为中频甚至高频泥石流，震后5～10年预计其发生频率可能达到1～3年一次，以后，随着植被的恢复和部分物源趋于稳定，其发生频率可能逐渐降低为低频，据此估算，20年一遇的情况，20年内可能发生2次左右的泥石流灾害，固体物质冲出量计1.4×104m3。目前苏家沟泥石流所处发展阶段为发展期（壮年期）。

4.3 泥石流发展趋势预测

根据前述对泥石流成因机制和引发因素的分析，苏家沟该沟域属暴雨沟谷型泥石流，泥石流规模主要与沟域内松散固体物源的累计和动态变化情况及与引发泥石流的暴雨情况相关，当沟域内松散固体物源累计较多，且遇到集中暴雨时，往往就会发生较大规模的泥石流灾害。

5 泥石流防治方案

（1）山沟沟道特征为总体上上游纵坡较大，下游逐渐变缓，局部地段有陡缓相间的变化特点，沟道宽度总体上上游狭窄，而下游逐渐变宽，但局部有宽窄相间的特点，为治理工程设置谷坊坝提供了有利条件，表现为在这些部位建谷坊坝的长度相对较小，且这些沟段沟道纵坡较缓，上游往往为开阔的宽谷地带，修建谷坊工程其库容较大，对稳固河床和崩滑堆积物有积极作用。因此，结合泥石流现有的地形地貌、威胁对象以及物源分布情况，分别在苏家沟设置2道谷坊坝。

（2）山沟下游流通堆积区沟道从老堆积扇区右侧通过，沟道一般深1～3m，宽度6m，沟道堵塞程度中等，总体排导条件较差，在清理沟道的前提下修建排导工程的条件总体上也较好。因此，山沟下游的堆积区段已修建的排导槽进行加固，恢复其排导工程，将谷坊坝下游的泥石流物质顺畅地导入主河渔子溪，保护堆积区居民点的安全。

6 结论

（1）在山区修建的排导工程应该定期进行系统和全面的检查，以保证排导工程时刻处于正常使用状态，避免突发泥石流等地质灾害时排导工程无法使用，从而加剧泥石流等地质灾害对人类生产生活的危害。

（2）在进行工程项目勘察时，设计人员应对工程所在地以及周围环境的地形地貌、岩层特性、地质构造、人类活动等进行详细地勘察，降低泥石流等突发地质灾害对工程建设的损失，提高工程建设的安全和可靠性。

（3）引发泥石流灾害的主要因素是持续性的降水和突遇暴雨。在山区进行工程建设时，要注意保持排导工程通畅，并且进行植树造林，以防止水土流失，既能够保护工程所在地的自然环境，又能够提高工程建设的安全性和可靠性。