■谭宁

（广东省有色矿山地质灾害防治中心 广东广州 510000）

广东省兴宁市铁山嶂矿区泥石流形成条件与启动机理研究

■谭宁

（广东省有色矿山地质灾害防治中心 广东广州 510000）

广东省兴宁市铁山嶂是一座有数十年历史的老矿山，矿区弃土弃渣体积大、沟谷数量多，致使泥石流活动频繁、破坏严重、防治困难，威胁着下部沟道两侧人民生命财产安全。通过对矿区泥石流沟的特征等分析，得出了其形成的原因，并提出相应的减灾对策，便于今后了解该类泥石流的形成，提高对矿区泥石流的防治意识并制定正确有效的修复对策，从而达到防灾减灾的目的。

矿山泥石流成因分析

1 引言

广东省兴宁市铁山嶂矿区特大型泥石流位于广东省兴宁市合水镇上官村，地理坐标为东经115°47′41″～115°48′34″，北纬24°20′29″～24°21′09″。该矿区一直存在矿山开采不规范排土、随意丢弃废土现象，导致矿区范围内边坡及沟谷边上形成了松散堆积体边坡。在2013年8月第十一号台风“尤特”的作用下，该矿区发生了特大泥石流灾害，造成之前修建的挡土坝和沉泥库库坝淤积，致使区域已有拦挡坝处于极危险状态。严重威胁着下游4个行政村2173人的人身财产安全，并间接威胁着双溪口下游3431人的正常生活和生产秩序。

2 铁山嶂矿区泥石流形成条件分析

2.1 地形地貌及沟谷条件

按沟谷各段功能类型及地形特征，结合沟谷纵坡降和已有防治工程等特点，将铁山嶂矿区沟谷划分为形成区、流通堆积区、次流通堆积区共三个区。

2.2 物源条件

铁山嶂矿区弃填土堆积边坡主要为铁山嶂矿区内不规范开采及民采随意堆放的放弃渣组成的一系列松散堆积体边坡。据钻孔数据统计，沟域内人工弃、填堆积固体物源总量为286.81万m3；沟道堆积固体物源总量为648.27万m3。故广东省兴宁市铁山嶂矿区特大型泥石流松散固体物源总量为935.17万m3，可参与泥石流活动的动储量为98.77万m3，但是这些物源并非同时参与一次泥石流活动。

2.3 水源条件

广东省兴宁市铁山嶂矿区特大型泥石流沟谷汇水面积达4.99km2，两岸边坡均较陡峭，且形成区面积广大，地表纵坡降较大，有利于地表降水的径流和汇集，水流汇流时间短，这些因素为该沟泥石流的形成提供了有利的水源条件。

表1 铁山嶂矿区沟谷泥石流分区特征

3 铁山嶂矿区泥石流形成机制分析

3.1 诱发因素

3.1.1 充分的水源条件

降雨是泥石流发生的主要诱发和动力因素，根据当地降水资料显示，区内降雨集中，5～10月降雨量占全年雨量80%，同时由于受山区地形的影响，降水量的垂直分布特别明显，短时间强降雨作用而迅速形成地表径流，汇集到沟道，冲刷沟道及两岸的松散固体物质，启动松散固体物质参与运动而形成泥石流。

3.1.2 丰富的物源补给

流域现存大规模矿山弃渣不稳定边坡，在强降雨作用下，裸露地表迅速汇流形成强大的水动力条件，将失稳矿渣边坡坡脚及表层松散物质不断向沟道迁移，主要集中在上述流通堆积区内，使得沟谷内的松散固体物质在沟道内得到长期累积，弃填土体与沟道堆积物为泥石流形成准备了丰富的固体物质。

3.1.3 适宜的地形地貌条件

地形条件是泥石流形成的一个重要因素，通过对广东省兴宁市铁山嶂矿区特大型泥石流沟谷特征的调查，形成区沟源山体受矿山开采影响，地形较陡且开采区多呈裸露边坡，矿山弃渣边坡在无支挡措施下随意堆放，构成了泥石流形成的部分物源条件。由于流通堆积区沟谷较宽，受前期修筑的拦挡坝影响，因而泥石流在流通下泄的过程中沿途不断堆积，导致在流通堆积区内两个较大的拦挡坝前河道与沉泥库淤堵。

综上所述，以上方面是广东省兴宁市铁山嶂矿区特大型泥石流形成发展的主要因素，各个因素相辅相成、相互促进，在这些因素和条件相互作用下，遇到暴雨甚至大暴雨来临时，具有再次发生致灾性泥石流的可能性。

4 泥石流防治工程建议

通过现场勘查，广东省兴宁市铁山嶂矿区特大型泥石流区域在暴雨状况下再次发生泥石流的可能性极大。因此，急需对该泥石流灾害进行工程治理。结合该特大型泥石流的形成特点、地形地貌、物源特征及威胁破坏特征，建议采用被动防护措施进行工程治理：

治理方案：以拦挡坝为主形成区截，分多级拦挡，在现有泥石流流通区狭长沟道内，选取多处地形较狭窄位置设置拦挡坝，拦挡坝截面形式可选用梯形坝，坝高不宜超过5m，上部设置有泄水孔，溢洪道，从而实现对整个区域分级支挡。

5 结语

矿山泥石流是一种特殊的地质灾害，它的发生发展既有自然因素的影响，更多的是受人为因素的影响，两者相互作用，活动频繁，规模巨大，成因复杂，防治困难。常年的弃土弃渣以及沟谷深切，山高坡陡，为泥石流形成和运动提供了物质来源及动力条件，一旦下游淤积泥石过多，必进入东川城区危及人民生命财产。因此，各部门必须携起手来，采取各种措施对城区后山泥石流进行预防及治理，从根本治起，实行顾全大局兼顾局部，保持整个生态系统的持续、稳定、健康发展。

[1]杨富全，刘锋，柴凤梅等.新疆阿尔泰铁矿：地质特征、时空分布及成矿作用 [J].矿床地质，2011（04）：575-598.

[2]杨富全，刘锋，柴凤梅等.新疆阿尔泰铁矿成矿流体及成矿过程 [J].地球科学与环境学报，2012（03）：17-31.

P2[文献码]B

1000-405X（2015）-10-110-1