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新宾县木奇镇小洛村泥石流特征及易发程度分析

2020-03-01朱哲

西部资源 2020年4期
关键词:分析

朱哲

摘要:新宾县位于华北地台、辽东地台背斜、铁岭—靖宇古隆起西端的龙岗断块,大地构造单元为新宾凸起。新宾县木奇镇小洛村泥石流属于典型沟谷型泥石流,泥石流为低频泥石流。泥石流活动性为中级,灾害危害性等级为小型,潜在危险性等级为小型,属轻度易发性的泥石流沟。在清淤工程的基础上,对该泥石流采用拦挡坝+排导槽的方案进行治理,研究结果为地方政府防灾减灾提供可靠的数据。

关键词:新宾县;木奇镇小洛村泥石流特征;易发程度;分析

1.泥石流概况

新宾县木奇镇小洛村泥石流属于典型沟谷型泥石流,泥石流流域形状为狭长条状,主沟长度约为2100m,自泥石流形成区至沟口泥石流沟谷走向整体呈北偏东64°。流域内最高海拔高程为701.2m,最低海拔高程245.6m,相对高差455.6m。地形切割强烈,沟谷以“U”字型发育为主,沟宽在30m~65m之间,沟口宽度为60m,流域面积约为1.065km2,流域范围内山体植被较发育。泥石流流域范圍内基岩裸露较少,以安山岩、安山玄武岩、安山质火山角砾岩夹凝灰质粉砂岩及角砾凝灰岩为主,主要为喷出岩与火山碎屑岩,节理裂隙发育,抗风化能力较差,特别是凝灰质粉砂岩与角砾凝灰岩结构疏松,极易风化,强度较低,往往存在遇水膨胀的特性,常作为软弱岩层控制岩体稳定性。沟谷内松散堆积物丰富,主要为碎石块、砂砾与砂土,偶见巨型滚石堆积。根据泥石流流域的地形和物源分布情况,将木奇镇小洛村泥石流流域划分为清水区、形成—流通区和堆积区三个区。

1.1清水区

位于木奇镇小洛村泥石流上中游沟道两侧斜坡上部的广大区域,属低山地貌,面积约0.423km2。该区地形陡峻,多为陡坡,为大气降水和地表水的汇集提供了有利的地形条件,大气降水可以迅速转化为地表径流,为泥石流的形成提供了水源和水动力条件。该区域森林植被发育,覆盖率大于80%,降低了雨水剥蚀坡面土壤的能力,减缓了岩石的风化速度,控制了固体物质的供给。

1.2形成—流通区

位于沟谷中下游及其两侧谷坡中下部,面积约0.642km2。两侧谷坡较陡峻,坡度一般大于30°~50°,植被覆盖率较高。

沟宽普遍在30m~50m之间,该区内泥石流松散堆积物丰富,以碎石块与砂砾为主,偶见巨石堆积,最大粒径200cm×100cm×60cm,沟谷侧蚀现象严重,部分地段出露的基岩临空面近直立,容易产生崩塌、滑坡等地质灾害,为泥石流的形成提供了重要物源基础和地形条件。

1.3堆积区

分布于沟谷中下游及小洛村,地势相对平缓,坡度在5°~15°之间,沟口宽度为60m,面积约为0.0792km2。村庄内现阶段布置一条简易排导槽将泥石流导至下游苏子河沿岸,并修筑高3米的石笼坝防止泥石流阻塞河流。

2.泥石流类型

根据木奇镇小洛村泥石流历史爆发特征分析可知:泥石流一般在充分的前期降雨与暴雨条件下激发,同当地强降雨具有时间的一致性;泥石流堆积区多见块石与巨石,结合地形特征与底层属性判断为崩滑型泥石流,形成—流通区具有较多的松散固体物质堆积,为泥石流提供了大量的固体物质,因此亦具有坡面侵蚀型泥石流的特征;泥石流以流域为边界,受到沟谷的制约,轮廓呈狭长条形(类似哑铃状),属于典型沟谷型泥石流;泥石流堆积区未见较大面积的土石粘结混合物,多为非常不均匀的石块和砂砾,属于水石流型泥石流;堆积区粘性物质含量较低堆积物具有一定的分选性,属于稀性泥石流;参照泥石流爆发次数将木奇镇小洛村泥石流判定为低频泥石流。

按不同的分类标准泥石流的类型划分见下表1。

3.泥石流灾害史及发展趋势

最近一次泥石流灾害造成下游多处房屋毁坏,泥石流冲毁村民院落,堵塞村内道路及县乡公路,威胁村民的生命和财产安全。根据现场调查分析,泥石流存在再次的可能性,下游小洛村及公路西侧沟口处有4户居民住宅受泥石流威胁严重,继续采取治理措施。

根据《泥石流灾害治理工程勘查规范》(DT/T0220-2006),判断单沟泥石流活动性为中级;灾害危害性等级为小型;潜在危险性等级为小型。

4.泥石流的成因机制和引发因素

沟谷型泥石流的形成机制有地形、地质和降雨三大条件。地形因素包括流域面积、纵比降等;地质因素包括地层年代、岩性、构造、断裂带等;降水条件包括前期降雨量、降雨强度、总降雨量等。

地形因素:小洛村泥石流属于典型沟谷型泥石流,为侵蚀隆起中低山地貌,具有主沟长、流域面积大,高差大等特点。两侧谷坡陡峭,沟谷纵坡降大,十分利于形成地表径流,容易造成坡面侵蚀,沟谷走向出现两次明显转折,容易对两岸山体造成冲蚀破坏,诱发崩塌或者滑坡灾害。根据地形地貌特征分析容易爆发泥石流灾害。

地质因素:流域内地层岩性主要为为喷出岩与火山碎屑岩,节理裂隙发育,岩石出露较破碎,并且具有凝灰岩等相对软弱岩层,区内构造、断裂十分发育对岩体稳定性具有不利影响;沟谷内第四系冲洪积物较厚,两侧谷坡固体物质松散堆积,在较强降雨条件下容易被地表径流携带;泥石流主沟中下游北岸山体坡度较大,近似直立,部分地段岩石出露,存在崩滑、滑坡的隐患。综上所述,泥石流流域内固体物质来源丰富,为泥石流的爆发提供了有利条件。

降雨条件:木奇镇多年平均降雨量较大,降雨量集中。沟谷型的地貌特征十分利于形成地表径流,在降雨作用下,两侧谷坡地表径流大量汇集于沟谷,并携带大量松散泥沙及坡面堆积物,并顺沟而下,侵蚀沟谷基底,侧蚀两侧谷坡增加泥石流固体物质含量。泥石流流量自上游向下游逐步增大,冲刷能力增强,在沟谷转折处会对两岸山体产生强大的冲击力,诱发崩塌、滑坡次生地质灾害。

综上所述,泥石流上游沟谷两侧谷坡坡度较大,汇流能力较强,沟谷纵比降较大,泥石流侵蚀能力较强,容易携带松散固体物质,流速较快。泥石流中下游沟谷纵比降逐渐减小,泥石流水量增加,流速逐渐降低,部分地段两岸坡度较大,坡面径流仍具有较大动能,对坡面松散堆积物冲刷依然强烈,容易诱发崩塌、滑坡地质灾害,为泥石流提供充足物源。泥石流下游堆积区两侧谷坡坡度较小,沟谷纵比降显著降低,泥石流流速下降,较大固体物质开始堆积,泥砂等细小颗粒仍具有随泥石流向下游运移的趋势,并于苏子河西岸堆积。

5.泥石流易发程度

根据泥石流沟域基本特征和参数,按照《泥石流灾害治理工程勘查规范》(DT/T0220—2006)附录G“泥石流沟的数量化综合评判及易发程度等级标准”,对木奇镇小洛村泥石流进行了泥石流易发程度数量化综合评判。

通过对小洛村木奇镇小洛村泥石流易发程度数量化评分与评判知(表2):泥石流的综合评判得分为85分,在44~86分范围内,为轻度易发性的泥石流沟(表3)。

6.防治方案

泥石流治理的目标是减灾、防灾以确保居民安全,一般防治措施是采用固、排、拦挡、储淤、生物等工程措施进行综合治理。在清淤工程的基础上,对该泥石流采用拦排相结合的综合工程治理措施:拦挡坝+排导槽的方案进行治理。计采用的拦挡工程为拦砂坝。考虑到拦挡坝的主要作用是拦挡泥石流固体物质,因此,在拦挡坝下游设置导流堤与排导槽,控制泥石流对流通区与堆积区的危害,将泥石流顺畅导入下游非危险区。在进行上述工程措施前应先对沟域的碎石、杂物进行清运,沟道进行改造清方。

参考文献:

[1]辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志[M],地质出版社, 1989.

[2]孙文礼.天水地区泥石流灾害基本特征[J].西部资源, 2017(01): 94-95+102.

[3]郑爽.辽宁省降雨诱发泥石流的空间特征分析及区划[D].辽宁师范大学, 2018.

[4]张淑芬.辽宁省泥石流灾害及防治对策[J].东北水利水电, 2005(03):43-44.

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