哈密市西山乡库尔路克村泥石流发育特征及防治措施

2021-04-03王延荣

地下水 2021年3期

郭丽，王延荣

(甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院，甘肃张掖 734000)

研究区位于伊州区北部中山区，隶属西山乡，南向距离哈密市市区约56 km，市区乡到研究区有089省道相连，交通条件较好。研究区范围包括葫芦沟的整个汇水流域范围和受威胁区域，即葫芦沟上游的西、北、东三侧，泥石流下游东、西侧以分水岭外延10 m左右范围为界，南界至沟口东西向横穿堆积区的024乡道南侧为边界，总面积为100 km2。本文在对研究区泥石流灾害孕灾条件分析的基础上，并结合相关参考文献[1-5]，对研究区葫芦沟泥石流和琼阔尔尕沟泥石流的发育特征进行了分析，并提出了防治措施建议。

1 研究区地质环境分析

1.1 地形地貌

研究区位于天山北麓大起伏中高山区，海拔高度1 657～3 900 m，总地势北高南低。按照地貌成因和形态特征，研究区可划分为以下三种地貌类型：构造-侵蚀切割作用形成的中高山区、山间沟谷堆积地貌、山前冲积扇平原。

1.2 地层岩性

研究区按时代由老至新划分为泥盆系、石炭系和第四系。第四系按成因可划分为第四系全新统残坡积，第四系全新统冲洪积层和第四系上更新统洪积层。

1.2.1 泥盆系中统大南湖组凝灰岩

主要分布于研究区的北部地区，岩性为浅灰色、灰绿色凝灰岩，产状38°∠70°，出露地层呈全-强风化，岩体受区域构造运动影响，节理裂隙普遍较发育，局部发育小褶皱，表层岩体属破碎—较破碎岩体。石炭系中统居里得能组凝灰质砂岩：主要分布于研究区内中南部，居民区的西北侧，岩性为厚层状浅灰色凝灰质砂岩，产状52°∠60°，砂岩呈较坚硬状，岩体表面破碎，砂状结构，块状构造，风化及构造节理裂隙较为发育。

1.2.2 第四系全新统残坡积

主要分布于研究区沟槽两侧坡体及坡脚处，主要为山体岸坡残积坡积形成的倒石碓、角砾石层、粉土含角砾等，为泥石流灾害部分物源。主要以灰黑、灰色碎块石为主；碎石由山脊至沟底，磨圆度多为次棱角状、扁平状为主，粒径由小变大；岩性多为砂岩。

1.2.3 第四系全新统冲洪积层

主要分布于泥石流沟底部和沟槽两侧坡体、坡脚处。岩性以漂石、卵石为主，磨圆度较好，结构松散-稍密，厚度较大且均匀，工程地质条件较好。根据地区经验值承载力特征值可达350 kPa以上；分布于沟槽两侧土体以残坡积碎块石为主，磨圆度差，结构松散，厚度不均匀，最大厚度可达15 m。

1.2.4 第四系上更新统洪积层

主要分布于G1泥石流出沟口两侧山前冲积扇地带，地层岩性上部为灰色、黑色薄层含砾粉土，松散、稍湿、厚度分布不均，平均厚度在0.5 m左右，工程地质条件较差。下覆土体为为灰色、杂色厚层漂石、卵石层，颗粒磨圆度良好，厚度较大且均匀，由表层向下密实度为松散-稍密-中密，工程地质条件较好，根据地区经验值承载力可达250 kPa以上。

1.3 水文地质条件

研究区地下水根据其赋存条件，水理性质及水力特征，可以划分为块状岩类基岩裂隙水、层状岩类基岩裂隙水以及第四系松散岩类孔隙水。

1.3.1 块状岩类基岩裂隙水

主要分布于研究区北部巴里坤山、喀尔里克山。基岩裂隙水主要靠降水入渗补给。一般山地降水200 mm/a，中生界山地基岩裂隙水具有补给、径流与排泄同在一地的特点，富水性一般为10～100 m3/d，个别地方>100 m3/d。大面积分布着中生代及古生代地层，其风化裂隙和构造裂隙较为发育，风化裂隙发育深度一般10～30 m，由于补给条件差，因而水量贫乏，一般基岩裂隙水水位埋深多大于20 m。

1.3.2 层状岩类基岩裂隙水

主要分布于研究区中部山区，含水层段主要有凝灰质砂岩、凝灰岩及风化裂隙、构造裂隙等组成，其补给源以大气降水入渗为主，该地层含水程度主要与距河流补给源的远近以及与河流侵蚀基准面的高低有关，侵蚀基准面以下含水量较大。在研究区范围内未见泉水出露。

1.3.3 第四系松散岩类孔隙水

广泛分布于葫芦沟河谷。含水岩组岩性为第四系卵砾石层，含水层厚度20～48 m，富水性较好。松散岩类孔隙水的补给来源主要包括大气降水的垂直入渗和河水的侧向补给。另外还有来自附近基岩地下水的侧向补给，水力特征大多为潜水，水位埋深随季节和地形变化明显。根据探井揭露，地下水水位最浅在2.5m左右。地下水径流缓慢，主要排泄方式为向下游侧向径流。

2 研究区泥石流发育特征分析

研究区内主要发育的地质灾害为2处泥石流地质灾害，分别为G1泥石流(葫芦沟泥石流)及G2泥石流(琼阔尔尕沟泥石流)。其发育特征分析如下：

2.1 葫芦沟泥石流发育特征

该泥石流流域地处构造剥蚀切割形成的中山区，总体地势北高，南低，东、北和西三面环山，地形起伏较大，流域西北面山顶最高处高程2 828 m，东部堆积区高程1 640 m左右，流域高差达2 200 m；流域平面形态为东西向“漏斗”型，流域总面积68 km2。泥石流主沟道全长22 km，沟床平均纵坡降140‰，上游沟谷纵断面形态为“凹型”；中游及下游沟谷纵断面形态为“直线型”，沟谷横断面形态为多为“U”型；沟谷底部在上游区段多形成狭窄沟槽，向下游逐渐变宽阔，下游沟槽平均宽度为30 m左右。

因此，将葫芦沟泥石流沟划分为形成区和流通堆积区两个区域：泥石流北侧分水岭至主沟与10号支沟交汇处为泥石流形成区；形成区以南经出山口至研究区南侧边界为流通-堆积区。

2.2 琼阔尔尕沟泥石流发育特征

该泥石流沟位于葫芦沟泥石流沟口处与之交汇，该沟的沟口堆积区与葫芦沟泥石流部分重叠，该泥石流堆积区较为明显，有完整的形成-流通区、堆积区。各区发育特征分述如下：

2.2.1 形成-流通区

该区主要包括泥石流流域的中游和上游段，面积为3.15 km2，占整个流域面积的98%。该段沟高差达1 220 m，纵坡降约为239‰。该段沟谷中部广泛发育了第四系坡积层，岩性为含砂、角砾的粉土、粉砂层，该层沟谷中心厚，向沟谷边缘逐渐变薄，根据地面调查，葫芦沟泥石流的各个支沟均存在不同程度的剥蚀坡面覆盖层现象，其下部为基岩层，沟道两侧亦可见基岩裸露，陡坎发育，坡脚可见风化碎石堆积。该区域第四系厚度1～3.7 m，平均厚度1.2 m，第四系分布面积0.8 km2，总体物源量达96万 m3。这些是泥石流发生的主要物源条件。

在该琼阔尔尕沟泥石流沟上游发育1处崩塌(BT5)，该崩塌坡度为56°，坡面起伏，岩性为较坚硬的整体块裂状凝灰岩，两组节理发育形成不连续结构面。坡脚为羊圈，目前无护坡工程。

2.2.2 堆积区

该泥石流在下游沟口处开始堆积，堆积区地势相对平缓，扇形较为完整，完整率达78%，该区域以堆积作用为主，再搬运作用较弱，因受到地形的限制，整体呈漫流状态。根据调查，该泥石流曾于2009年发生泥石流灾害，冲毁砂石道路约120 m，堆积体面积0.02 km2，一次淤积厚度平均为0.35 m，计算一次冲出固体物质总量为0.7万 m3。

3 研究区滑坡防治措施建议

结合地质灾害的发育特点，防治方案采用以“防”为主，以“治”为辅的原则，在加强牧民防范意识及防灾减灾能力的同时，通过搬迁避让或工程治理措施，从而达到将泥石流灾害造成的损失降低至最低。拟提出如下防治建议：

3.1 搬迁方案

经实地调查访问，泥石流易发季节一般在春、夏两季。因此，在下游出山口南侧地区位于沟岸上的10户居民包括房屋、羊圈等受到了泥石流的严重威胁，受威胁人口62人。结合哈密市伊州区多乡镇场均有扶贫搬迁计划，因此建议进行搬迁，搬迁位置为X024乡道南侧高地平台处的希尔盖提村附近，该区域是伊州区规划的移民安置点，搬迁距离约6 km，能够远离葫芦沟危险区域，且对原居民的生产生活影响较小。该方案也是推荐优选方案。

3.2 预防方案

(1)葫芦沟上游为西山乡夏牧场，每年5、6月份牧民陆续进山，至10月底下山，而此期间正是泥石流的高发、易发时段，建议在地质灾害威胁区域设立警示标牌，警示牌用汉语及维语书写，内容为“暴雨季节，请111注意雨情；若发生泥石流灾害，请往西南侧的山区进行转移”等字样，提醒告知牧区人员。

(2)以定期目视的方式对各防治工程检查进行检查，对地质灾害隐患点的变化情况进行监测记录，将监测报告及时提交相关单位和部门以便及时综合分析，发现险情及时处理。定期目视检查一般为半月或每月进行一次。

(3)加强行政管理，对山区内进行采掘进行严格控制，保护自然生态，禁止人为破坏流域内的生态环境；

(4)加强地质灾害防治知识的宣传工作，在政府的统一安排下，由市(区)、乡、镇地质灾害主管部门牵头，相关部门配合，对地质灾害威胁区域附近居住的群众逐户做好地质灾害防治知识的宣传工作，使得人人均能作为防灾减灾的监测人、责任人和受益人。

3.3 工程防治方案

(1)护岸工程：主要拟设为浆砌石护岸，以泥石流出山口为界，护岸工程分为南北两部分。南段护岸布设在村通行桥至居民区北侧、葫芦沟泥石流出山口区段、位于泥石流沟道的右岸(西岸)，南段护岸长3.1 km；北段护岸布设在泥石流出山口溯源向北至隧道口区段、位于泥石流的左岸(东岸)道路西侧沿线，北段护岸长3.6 km。护岸工程主要目的为汇集水流，防止水石流在进入村落居民点前改道。主要保护沟道西岸以上居民住房区域岸坡不受侵蚀。达到集中水流，稳定主流，加大排沙能力，使水石流能够顺利沿河道排泄。

(2)涵洞工程：在泥石流出山口处，原有砂石路由沟右岸经沟底跨过泥石流沿左岸修建，由于缺少必要的过水桥涵，暴雨期间常导致水量过大无法通行，拟在此位置修建涵洞。