浅谈舟曲县某泥石流特征及防治措施

浅谈舟曲县某泥石流特征及防治措施

张旭东 赵璐璐

（甘肃省核地质二一三大队，甘肃 天水 741020）

摘要：舟曲县8·7特大山洪泥石流造成巨大的人员伤亡和财产损失。文章在分析研究某泥石流沟自然环境的基础上，研究整理了此次泥石流形成的地形、物源和水源条件，总结了泥石流的特征。在此基础上，形成了该泥石流沟的治理工程防治方案。

关键词：泥石流 舟曲 地质构造 形成条件 防治措施

一、前 言

甘肃省舟曲县是国内受泥石流危害最严重的地区之一。“5.12”地震后，某泥石流沟沟坡、沟道内产生了大量新的崩塌体，使得沟内固体松散物质增加，存在发生较大规模泥石流灾害的条件，对舟曲县某新区房屋造成威胁，并对S313公路的安全构成威胁。

在详细研究舟曲县某泥石流勘察成果基础上，从地形地貌、一定储量的松散固体物质、相应的地质环境、地层岩心和人类工程活动等条件，详细分析某泥石流形成条件及发育特征。在此基础上，形成了该泥石流沟的工程防治方案，并提出了治理防治建议。

二、舟曲县水泉沟东自然环境背景及地质条件

某泥石流沟道位于甘肃省舟曲县某新区，甘肃省东南部的白龙江中上游地带，距舟曲县老城约14km，地理坐标为：东经104°15′27″，北纬33°47′34″，地势东南高、西北低，西秦岭呈北西-东南走向贯穿全境，境内山高谷深，水土流失严重，泥石流、滑坡等地质灾害易发（图0-1）。

研究区大地构造位置属秦岭褶皱系西段、南秦岭印支断裂褶皱带、中秦岭华力西期－印支期断裂褶皱带构造亚带的分界线上（图1－1）。主要经历了华力西期、印支期、燕山期、喜山期和新构造运动等多期构造变形运动，其中华力西期和印支期构造运动尤为强烈，在上述构造运动的作用下，区内断裂构造发育，表现出复杂的地质历史发展演化特点。

图1－1 研究区大地构造位置图

地貌上属构造侵蚀溶蚀深切割高中山地貌类型，泥石流扇缘白龙江边海拔高程1400m左右，形成区最大海拔高程2068m，流域内最大高差为668m，地形切割强烈，地形陡峻，一般坡度均在45°以上，沟谷呈“V”型谷。

该泥石流沟为两条主沟（1号、2号）、1条支沟（2号沟支沟）组成，其中2号支沟汇聚到2号沟。整个流域纵向长度0.93km，平均宽度0.289km，面积0.267km2（图1-2）。

图1-2 水泉东泥石流沟

舟曲地处临潭－岷县－宕昌地震带上和松潘—平武地震带、武都地震带的交汇部位，属Ⅶ－Ⅷ度地震烈度区。历时上曾多次遭受中强地震的破坏与邻区地震的波及，属地震多发区。

舟曲县某泥石流沟地区属北亚热带向北温带的过渡区，受大气环流和地形影响，具有垂直气候分带明显和干湿季分明两大特点。年内气候受季风控制，高山与河谷气候垂直变化明显，高山寒暑交替明显，四季分明，河谷冬无严寒，夏无酷暑。降水不均匀，冬春干燥，夏秋多雨，降水主要集中在5－9月份。

研究区主要河流为白龙江，属白龙江二级支流，沟谷内平时没有地表水，只有在雨季时才有地表水，主要接受大气降水补给，水泉沟东多年平均流量1.75m3/s，年最枯流量0.052 m3/s。

三、泥石流的形成条件及特征

泥石流的形成条件中，地形地貌条件、一定储量的松散固体物质、相应的地质环境、地层岩心和人类工程活动是泥石流形成的充分条件，一定强度的降雨是激发泥石流形成的动力条件，泥石流产生几率及其规模，取决于这些条件的综合影响。

（1）地形地貌条件：舟曲县地处青藏高原东缘，西秦岭西翼与岷山山脉交汇地区，属构造、侵蚀山地；研究区地势总体南高北低，最高点为流域区2号沟沟顶，海拔高程2068m，最低点为某泥石流沟入白龙江处，海拔高程1400m，相对高差668m。某泥石流流域位于舟曲县城西南部，沟谷总体呈南高北低。流域内山地以中高山为主，山坡坡度都在45°以上。受新构造运动的影响、伴随雨水冲蚀，沟谷侵蚀下切严重，断面呈“V”字型，加之该沟道地形高差巨大，呈现出典型泥石流沟的地形地貌特征。

（2）一定储量的松散固体物质：某泥石流沟流域内的松散固体物质来源主要有滑坡、崩塌、崩－滑、坡面侵蚀及沟床冲刷等，其中以崩塌占主导地位。

（3）地层岩性：主要为松散岩类和坚硬岩类，其中，第四系更新残坡积物、冲洪积物、泥石流堆积物等属松散岩类，志留系中上统板岩和碎屑岩类属坚硬岩类。

残坡积物主要为粉土或粉质粘土夹碎块石组成，结构松散，物理力学性质差，暴雨作用下易发生水土流失和浅层滑塌等不良地质现象，属泥石流的主要固体物源之一。

冲洪积物主要为亚砂土夹碎块石和砾石组成，结构较松散，形成的冲洪积扇区多为人为扰动，开发形成良田和居民点。

泥石流堆积物沿沟床局部地段和前缘扇区叠置于冲洪积物上，主要为粉质粘土夹碎块石和漂砾组成，结构松散，其中沟内流通区局部地段泥石流堆积物易通过再搬运而补充泥石流物源。

（5）人类工程活动：影响研究区地质灾害形成的人类工程活动主要表现在过渡树木采伐和陡坡耕植，致使森林资源日益枯竭，山体裸露，加速了水土流失和地质灾害的暴发频率。

（6）水源条件：舟曲县某泥石流沟位居温暖带气候区，由于地形高差悬殊，气候垂直变化十分明显，近年来降水强度大，多暴雨，是诱发此次泥石流的最主要因素。

综上所述地形地貌条件、定储量的松散固体物质、地理环境、地层岩性、人类工程活动都不是引发此次灾害的主导因素，其主要诱发因素为暴雨条件。

水泉沟泥石流的主要特征：

（1）泥石流群发性：某泥石流沟大小沟谷纵横交错，在短历时强降雨的作用下极易形成群发性泥石流，且都是沟与沟交汇发生。此次泥石流就是四沟并发，危害范围极大。近年来，由于乱砍滥伐，过度开采，生态环境恶化，这种群发性泥石流发生频率呈现上升趋势。

（2）石流密度高：次泥石流灾害固体碎屑物含量较高，经计算泥石流重度为1.5～1.62 t/m3，因此泥石流密度高，搬运能力强。

（3）复合性：该区泥石流并非单独发生，而是崩塌、滑坡→泥石流，形成了明显的灾害链。

（4）破坏性极大：一方面，该泥石流受特大暴雨诱发，来势凶猛，发育着一处滑坡，七处崩塌，总体积约16.5万立方米；另一方面，该沟道周边人口密度大，且坐落在该区泥石流扇上，是泥石流必经流域。

由此，群发性、复合性、破坏性极大为某泥石流的主要特征

四、防治措施

根据某泥石流的形成、流动和堆积特征、成灾方式和危害特点，拟定了以下治理原则：

（1）全面规划、综合治理

（2）拦排结合、以排为主

（3）治沟与治坡相结合，以治沟为主

工程防治方案建议：

某泥石流沟流域2号沟沟口现有停淤场一处，据现场调查，停淤场长70m，宽4m，高2m，体积约560m³。经本次勘查计算，泥石流固体松散物质储量为164772.5m3，最大一次冲出量为2147m³，由此看来，现有停淤场容量是远不足排泄一次泥石流的冲出量，需进行扩容。

治理方案：拦挡坝+排导+停淤

由于某泥石流沟流域山体较陡，沟道狭窄，在某泥石流沟流域修建拦挡坝2座，分别在1号主沟沟道下游修建拦挡坝1座；2号沟沟道下游修拦挡坝1座，并分别在1号沟、2号沟口修建导流堤。为考虑经济实用且能满足最大排导量，将2号沟沟口已有排导渠加高、加宽，并且在1号沟沟口下部修建停淤场，利用拦挡坝和导流堤引导将泥石流引入停淤场，后期可用人工、机械等方法将停淤场内泥沙清掉，可以减少通过省道S313线需要布置的桥涵工程。

治理措施布局

（1）拦挡坝

在某泥石流沟流域沟道内布置梯级状拦挡坝2座，并且在沟口修建导流堤。拦挡坝尺寸根据计算，并结合泥石流规模、沟道地形确定。

（2）停淤场

建在1号沟沟口下部，且将已有排导渠加高，地基加宽。

治理效果验证

某泥石流沟治理采用拦挡、排导综合治理方案竣工后效果显著。

（1）通过2座拦挡坝的阻截，可以有效降低泥石流流速和泥沙输出量，使泥石流在下游段的冲蚀挟带能力大大降低，从而控制泥石流的规模，将泥石流的危害大大降低。

（2）拦挡坝的回淤作用可以降低沟道比降，使沟道的下切作用减弱，从而稳定岸坡，减少固体物质在下游段的补给。

（3）通过拦挡、排导工程及停淤，辅以护坡、植树造林等一系列综合治理措施，可以使某泥石流得到有效地治理，经过治理后，泥石流的规模、危害程度可以极大降低，对某泥石流沟道周边及以后舟曲县某新区的威胁基本可以解除。

五、结论及建议

本文通过分析得出的结论：

（1）泥石流的主要诱发因素为暴雨；

（2）泥石流的特征为：群发性、复合性、石流密度高、破坏性极大；

（3）采用的最佳治理措施为拦挡坝与排导渠工程相结合的治理措施。

通过结论对水泉沟泥石流地质灾害的建议：

某泥石流威胁某泥石流周边及舟曲县某新区居民的生命财产及公路的安全，对其进行治理是十分必要和紧迫的。治理方案和措施符合实际情况，在技术上是可行的。该工程不仅具备显著的减灾效益，经济效益、生态效益，其社会效益也是巨大的。

参考文献

1、《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220-2006）；

2、《泥石流灾害防治工程设计规范》（DZ/T0239—2004）；

3、《甘肃省地质灾害防治工程勘查设计技术要求（试行）》（甘肃省国土资源厅）；

4、《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》实施细则（中国地质环境监测院，2006年4月）；

5、《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）；

作者简介：张旭东（1984-），男，甘肃天水，工程师，主要从事地质灾害勘查、设计、评估、施工与岩土工程勘察。