山区泥石流灾害特点及其治理

2016-03-20湖南省煤田地质局水工环地质勘探队湖南长沙410007

低碳世界 2016年24期

关键词：泥石流山区灾害

刘准（湖南省煤田地质局水工环地质勘探队，湖南长沙410007）

山区泥石流灾害特点及其治理

刘准（湖南省煤田地质局水工环地质勘探队，湖南长沙410007）

泥石流是十分重大自然灾害之一，该自然灾害会严重影响当地建设和居民的生命安全，因此应该切实加强泥石流的防治工作。对此，本文首先介绍了山区泥石流的成因和特点，然后结合工程实例，对山区泥石流灾害的治理措施进行了详细阐述。

山区；泥石流；治理

1 引言

我国山区分布广泛，由于山区斜坡众多，容易发生泥石流灾害。泥石流破坏力比较大，会对居民房屋、道路、田地等造成严重损害，而且还会危害人们的生命财产安全。因此，对山区泥石流治理措施进行详细探究具有十分重要的现实意义。

2 山区泥石流概况

2.1 泥石流成因

泥石流的形成包含地形条件、地质条件和水文气象条件。陡峭的地形便于集水和集物；地质构造复杂，断层发育，新构造运动强烈，地震烈度较高，加上岩土层结构疏松、节理发育、风化程度高，为泥石流的发生准备大量松散物质；短时间内的大量降水、冰川或积雪消融、湖泊或水库溃决，为泥石流的发生提供大量水源。这三个条件相辅相成，缺一便不能形成泥石流。人类活动，如盗伐山林、开山采矿、修建工程等，也是泥石流形成的重要因素。

2.2 泥石流灾害特点

泥石流主要由大范围降水引起，在山区的沟谷地带或者山坡地带形成具有大量泥沙和石块等物质的流动体。一般来说，我国泥石流主要受大到暴雨影响为主，连续的降雨过程会使部分山区城镇因储水过多而发生泥石流。泥石流主要发生在降雨频繁的季节，因而泥石流呈现出一定的周期性和季节性特点。在暴雨和洪水的高峰期，通常也是泥石流的高发期，此时泥石流频发，因此做好这一时期泥石流的防治工作就显得较为重要。由于泥石流发生的区域相对较为隐蔽，而在泥石流发生之前又不能进行有效预警和判断，也不同做好防御措施，因此，一旦发生泥石流，就会造成重大危害。

3 山区泥石流研究地区概况

3.1 地质环境条件

研究区全境为山地，地形复杂多样，山峰、河流、草原、森林相间并存。勘察区上部地层为坡积、冲洪积成因的碎石类和砾石类土，颗粒大小混杂，结构较松散，土体抗压强度较高，但抗剪强度较低。天然条件下基本处于稳定状态，但在合适的条件下，又可以为泥石流的发育提供物源条件。下伏地层为白垩系下统岩层，岩性以杂色泥（页）岩，粉砂岩组合为主，强度相对较高。局部岩层出露地段，有岩石崩塌、滑落现象。

3.2 气象、水文

勘察区属高原温带半干旱季风气候，具有气温偏低，日照时间长，降水分布不均，昼夜温差大，年温差较小，旱季雨季分明，冬季漫长、寒冷等特点。年平均气温4.5～6.4℃。年降水量372～559mm，多集中在6～9月，最大日降雨量39.2mm。年蒸发量1579～2138mm。昼夜温差大，为岩石的物理风化提供了有利条件。旱季、雨季分明，雨季降水集中，区内泥石流灾害多发生在雨季。

勘察区丰水期流量869m3/s，枯水期流量523m3/s，年平均流量646m3/s。县域内水源主要为大气降水，其次为冰雪融水和地下水补给。每年6～9月为汛期，地表径流量8122m3，占全年总径流量的一半以上；每年11月至次年4月为枯水期，大部分小溪断流，仅有少量凭地下水补给的径流。

3.3 泥石流灾害特征

根据调查访问，勘察区的泥石流活动由来已久，近年来活动规模较大的主要为1988年、1998年和2012年雨季，平时每年皆有较小规模泥石流发生。研究区泥石流固体物源和堆积物中以粗粒为主，即以碎石和砾石为主；细粒物质粉粒、粘粒较少，约占15%；砂粒组含量变化最大。泥石流堆积自上游到下游之间存在一定差异，越向上游，泥石流堆积物中的大颗粒成分越多；越向下游，泥石流堆积的总体粒径愈小，以此推测该泥石流主要为稀性泥石流与水石流的过度类型，以稀性泥石流为主。

研究区泥石流沟均为季节性冲沟，分别有坡面型泥石流与沟谷型泥石流两种，整个流域地层主要为第四系（Q）残坡积碎石、角砾、圆砾和粉质粘土，白垩系下统多尼组（K1d）杂色泥（页）岩，粉砂岩夹灰色薄层状长石石英砂岩，局部夹透镜状灰岩及煤线。第四系残坡积层结构松散，且所处地形相对较陡，植被发育少，常被冲刷顺坡而下或进入沟道。受地质历史时期的各种强烈构造活动和寒冻风化作用影响，山体岩石极为破碎。特殊的地形条件和物源条件促成了该区域现代泥石流活动，多以小型稀性泥石流形式存在。按暴发频率分类，属高频泥石流；按一次性暴发规模分类，属小型泥石流；按灾害危害性分级属中型泥石流；按潜在危险性分级属特大型泥石流。

4 山区泥石流治理措施

4.1 工程措施

4.1.1 格栅坝

在河水上游的主要支流上设置格栅坝，其作用是对河道内的漂石进行拦挡，拦石不挡水，防止大量的砂石顺流而下产生泥石流，同时减小山洪流速。格栅坝作为一种新型泥石流拦挡结构，将坝体做成格栅状，格栅有水平、竖直、格子状以及立体等多种形式。比起其它类型的拦挡坝，格栅坝主要特点如下：

（1）兼有拦大石块、排小石块的作用，拦截大石块，使下游建筑物免受强烈的冲击力，排出对下游无害的较小石块，可使下游冲刷强度减弱，确保下游安全；

（2）坝前拦粗排细，改变坝上游堆积物的组成，减少细颗粒组成，使大石块间不会形成紧密结构，改善坝体的受力条件；排走泥沙、细砾和流体中的自由水，达到水土分离，减少坝基渗透压力，提高坝的稳定性；

（3）格栅坝的穿透性结构，在承受泥石流龙头冲击时，受到的冲击力比实体坝有所减少；

（4）拦排结合，确保格栅坝形成一定的库容，延长格栅坝的使用期限；

（5）坝体结构简单，有利于坝体向轻型化和装配式方向发展，便于施工，降低造价。

4.1.2 拦砂坝

拦砂坝是山区泥石流防治中常用的工程措施之一，在河水上游设置拦砂坝，可以有效减轻山洪危害，主要表现如下：

（1）对河道内的砂石进行拦挡，减小泥石流流速和下泄的固体径流量；

（2）将砂石稳定在上游，可以防止河道冲刷掏深，抬高侵蚀基准点，防止河床下切和河岸扩张，有效减少泥沙来源；

（3）减缓上游河床比降，减小泥石流冲刷强度和危害性。

4.1.3 边坡防护

对于不稳定边坡和已经出现崩塌的区域，则采取护坡工程进行防护，以防止径流进一步冲刷。

4.2 生物措施

泥石流防治生物措施指的是通过林业、农业和牧业措施，对泥石流治理区植被进行修复，及时恢复当地生态环境，从而有效控制泥石流。林业措施指的是通过植树造林的方式，恢复森林植被，充分发挥水土保持作用，具体包括水土保持林、护堤护滩林以及护床防护林等等。水土保持林一般应用于护坡及沟头、沟沿、沟底防护中，其能够有效发挥水土保持作用，减少水土流失。护堤护滩林一般应用于堤防两侧、滩地上，其能够发挥固堤、护滩、防风固沙作用。护床防护林用于保护沟床、防止冲刷与下切作用。另外，农业措施包括灌溉工程、退耕还林、农田绿化、经济林种植以及农田水利等等。牧业措施包括适度放牧、分区轮牧、改良牧草、圈养等措施。

4.3 加强泥石流隐患排查

为了加强泥石流等自然灾害的防治，应该对泥石流隐患进行排查，及时发现可能发生泥石流灾害的区域，并做好相应的防范措施。无论是公路和铁路地区的沿线，还是某个村庄、某个城镇，都应该对当地潜在的安全隐患进行排查，专业人员应该起到带头作用，带动当地的人民群众也积极投入到安全隐患排查工作中去，这样才能有效减少泥石流等自然灾害的发生。

4.4 加强居民防灾教育

泥石流灾害多发生在较为偏远的山区和村镇，当地居民的文化素质水平偏低，缺乏相应的安全防范意识，因此应该做好当地居民的教育工作。在进行教育工作时，应该做好以下三个方面的内容：①加强当地居民对泥石流灾害的认识。很多当地居民对泥石流自然灾害没有清晰的概念、明确的意识，在泥石流自然灾害发生之际就会不知所措，因此首先应该让民众了解何为泥石流，泥石流具有哪些特点。②组织当地居民进行防灾演练，使居民学会真正面对泥石流。在泥石流到来之际，使居民能够掌握正确的方法逃生，增强自我营救能力，从而减少泥石流自然灾害带来的危害。③认真宣传相关的法律法规，普及居民的法律知识，使居民减少不安全行为，积极的进行植树造林。