西昌市西河冲刷成因及防治措施

2016-04-07夏春兰

四川水利 2016年4期

关键词：西昌市西河西昌

夏春兰

(四川水利职业技术学院水利工程系，成都，611130)

西昌市西河冲刷成因及防治措施

夏春兰

(四川水利职业技术学院水利工程系，成都，611130)

从西河河道冲刷现状出发，初步分析了造成河道下切的原因主要为泥石流灾害，进一步分析泥石流的形成条件，包括水文气象、地质地貌和人为因素。对西河泥石流的治理，提出以工程措施为主、生物措施为辅、组织管理保障实施的防治思路。

西河冲刷泥石流防治措施西昌市

1 西河冲刷现状

西河为海河右岸一级支流、安宁河二级支流，发源于喜德县红毛梁子西坡，流向西北～东南。西河东侧与东河毗邻且干流基本平行，西侧与蒋家沟接壤。西河流经西昌市区于刁家湾汇入海河，全流域面积215.9km2，河长30.2km，河道平均坡降为37.4‰。目前西河城区附近河道下切变形严重，造成岸坡及岸坡上建筑垮塌，给两岸居民的生产生活带来巨大威胁。

近年来，西河在西昌市附近河段逐步修建有拦淤坝、拦沙坎多处，在一定程度上减缓了河道下切变形，但因各个拦淤坝、拦沙坎相距较远，致使河床与堤岸仍存在严重冲刷现象。局部河床强烈下蚀，使沿河两岸堤岸基础暴露，稳定性差，严重威胁沿河两岸和城市防洪安全，不利于社会可持续发展。

2 冲刷成因剖析

西河泥石流灾害及其独特的地层岩性为冲刷提供了有利条件。西河在历史上就是一条间歇性泥石流沟，洪水过境常携带大量泥沙，形成稀性泥石流，侵蚀性强、破坏性大，近年来曾多次发生；另外由于河流纵坡较陡，河床由半固结的第三系上新统昔格达组组成，岩性软弱，抗冲刷能力很差，汛期洪水冲刷极易造成河床强烈下蚀和河岸坍塌。

泥石流的形成与发育必须具备三个基本条件：(1)有利的地形地貌基础；(2)丰富的补给物质条件；(3)有适当的降雨水源激发。西昌市独特的水文气象、复杂的地质构造和地形地貌、不规范的人类活动，使水土流失加剧，为西昌市西河泥石流灾害的形成和发展提供了条件。

2.1 水文气候条件

西昌属亚热带季风气候，具有亚热带高原山地立体气候特征，干湿季分明，降雨集中在6～10月份，多年平均降雨量为1013.1mm，雨季5个月降雨量占全年降雨量的85%～92%，其中又以7、8、9三个月降雨最为集中。流域内海拔高差大，具有亚热带高原山地的立体气候，海拔每增加100m，降雨量增加30mm。

西昌市境内每年均有形成灾害的天气过程，根据观测资料表明，在雨季土壤过湿的状态下连续三日降水总量>50mm，就有可能形成泥石流灾害。5～10月连续三天降水量>50mm的次数西昌5.2次，当H24>80mm时，就有可能发生大规模的泥石流。

多年的气候资料和防汛记载表明，西昌市境内平均每年有4～6次可能形成泥石流灾害的天气过程。如1985年7月7、8、9日，东河上游区域每日最大降水量分别为94mm，51.2mm、46.3mm，这次阵发性集中暴雨导致东河水位猛涨，洪水携带大量的泥沙、块石进入下游，冲毁东河防洪堤，洪水、泥石流冲淤西昌，致使州政府等大面积地方被洪水淹没、泥沙淤填，损失惨重。1998年7月2～5日，佑君镇保城河连续降雨，形成泥石流，冲毁河堤1000多m，冲毁房屋874间，毁灭耕地227.93hm2，河床平均淤沙厚度达3m，佑君镇街面淤沙厚1.2m，造成直接经济损失5000多万元。

2.2 地质条件

2.2.1 地形地貌

西昌处于青藏高原东缘，属横断山区，主要山脉与安宁河近南北向相向展布，地势北高南低，以安宁河为界，西为大雪山系，东属大凉山系，海拔1500m～4000m，以侵蚀构造高山为主。以安宁河南北展布的条带状断陷河谷平原，河谷宽3km～7km，最宽达11km，河漫滩及一级阶地连续分布，二级阶地及冰水扇群在黄联关以南连续分布，黄联关以北分布不广，Ⅲ-Ⅴ阶地零星分布。西昌盆地位于西昌市东侧，长18km～20km，宽5km～8km，总面积约108km2；盆周被沪山、小花山环绕，盆地内由东河、西河形成的全新统冲积扇组成，扇前最低高程1510m，盆地西北峡口宽仅1.5km，与安宁河断陷平原接壤。

2.2.2 地层岩性

受区域地质构造控制，西昌市西河及附近出露的地层较单一，主要为第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)及第三系上新统昔格达组(N2x)。

2.2.2.1 第四系冲洪积层(Q4a-pl)，广泛分布于西昌市西河所在的河床、漫滩及冲洪积阶地，由含土漂卵砾石层组成。根据攀西地质大队勘探资料，该层最大厚度大于50m，所含土质为泥沙，含量9%～15%；砂多为粉细砂，含砂量约10%～17%；卵砾石多为次棱角状，岩性以砂岩、粉砂岩等为主。河床及漫滩中含土漂卵砾石层结构较松散，局部具架空结构，固结程度差。阶地堆积中的含土漂卵砾石层结构较密实，固结度较好。

2.2.2.2 第三系上新统昔格达组(N2x)，分布于西昌市西河河床及两岸的岸坡中，为一套河湖相碎屑岩建造，厚度变化极大，最厚达250m，岩性以半固结青灰色、浅黄色等粘土质页岩为主。该组地层与工程密切相关。

2.2.3 地质构造及地震

工程区构造部位处于川滇南北构造带之二级构造带——安宁河断裂带内，西邻锦屏弧型构造带，东接凉山坳褶断带。自前震旦系晋宁运动以来，本区发生了多期构造运动，形成了以南北向构造为主，兼有北西、北东向构造交错切割的构造框架。

安宁河断裂带是本区主要断裂构造，由东西两支组成，东支断裂位于安宁河东侧，向北经沪沽、小盐井、紫马跨至石棉田湾斜接于田湾——公益海断裂上，向南经礼州、西昌沿安宁河东侧延伸，经德昌至会理以南，全长350km，破碎带宽150m～1000m，由糜棱岩、片岩夹断层泥组成，具有强烈挤压兼扭性特征。断层面总体倾向东，倾角73°～80°，该断裂具有多期性、继承性和新生性活动特征；冕宁——西昌属强活动段，冕宁——紫马跨属中强活动段，西昌以南活动性减弱。西支断裂位于安宁河东侧，与东支断裂相距3m～8m，向北经冕宁、大桥至冶勒三岔河，向南经礼州西侧沿安宁河延伸，经德昌、米易至小关心一带，全长200km，破碎带数十至百余米，断层面倾向西，倾角72°～76°，大部隐伏于第四系地层之下，活动性微弱。

北西向则木河断裂为“川滇棱形体”的一条边界断裂，北端在西昌西宁附近斜接安宁河东支断裂，南端在云南巧家附近与小江断裂斜接，全长约75km。该断裂活动性强，历史上发生过多次强震，最大为1850年9月12日西昌——普格间7.5级地震，使位于邛海之滨的建昌城沉入海底。

北东向断裂有南河断裂和箕洛沟断裂等，其规模和活动性均远远小于安宁河东支断裂及则木河断裂。

综上所述，安宁河断裂带规模庞大，东支断裂自全新世以来构造变形明显，与之斜接的北西向则木河断裂活动性强烈，历史上强震、中强震均集中在这两条断裂上，这两条断裂是控制本区构造稳定性的主要断裂。根据国家地震局限1/400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，地震动峰值加速度≥0.4g，地震动反应谱周期值为0.4s，相应地震烈度≥Ⅸ度，为高烈度区，区域构造稳定性差。频繁的地震，使得大量岩体、山体发生变形、断裂、岩体破碎，使泥石流暴发频繁。

2.2.4 物理地质现象

滑坡、崩塌和风化为泥石流的形成提供了丰富的固体物源。滑坡主要分布于西河干流两侧高中山区，以土层及少数基岩滑坡为主，多为中、浅层滑坡；崩塌为高中山区临坡面岩体受构造裂隙切割，岩体破碎，在长期重力作用下失稳崩落。西昌处于低纬度地区，雨旱两季分明，冬暖夏凉，昼夜温差较大，岩体破碎，风化强烈，一般变质砂岩和多数变质岩强风化深1m～3m，中代泥岩强风化深3m～8m，少数花岗岩、断层带内的砂泥岩、昔格达组泥岩风化最强烈，强风化深达10m～20m。

西河所处的地质背境，在流域内广泛分布的坡残积层、滑坡和崩塌堆积物、两岸洪坡积层、沟床内洪积与新老泥石流堆积，成为西河泥石流丰富的固体物源。

2.3 人为因素

西河灾害的人为因素是指人类过度的林木砍伐、毁林开荒造成植被破坏，以及工程建设项目未考虑水土保持措施，由此造成大面积水土流失。

泥石流的发生与发展与植被破坏密切相关。近30年来西河流域中上游居住的农牧民生产方式落后，而这些地带，坡面的坡度很大，一般都大于25°，由于砍伐与放牧的践踏，灌丛稀疏，土地板结，地表冲沟发育，侵蚀较强烈，加剧了水土流失，易于形成泥石流。

从目前境内泥石流的情况估计，人为毁林开荒和项目建设所造成的水土流失，占泥石流物源总量的70%左右，而滑坡崩塌堆积物、两岸洪坡积层等物源，占泥石流总量的30%左右。

3 防治措施建议

3.1 工程措施

3.1.1 拦挡工程

鉴于西河目前河道下切变形严重，为保证河道稳定，防止河床继续下切退蚀，建议在河道上修建密集的梯级拦挡工程。拦挡工程不建议修建高大水工建筑，宜采用相对低矮的拦挡建筑，如顶高高出河床约50cm左右的抗冲底坎；同时拦挡工程区间间距不宜过大，平均间隔300m～500m为宜，以完善河段治理体系，避免造成区间防护漏洞。该类工程措施主要功用为防止河道下切，因势利导，能挡则挡，反之则放，对泥石流过境无形态上的束缚和管制；局部适当修复河床、降低河床比降，使水流趋于平缓，降低其冲刷、淘蚀作用。

3.1.2 防护工程

西河城区两岸已修建堤防，但由于堤防工程不连续，局部存在防护漏洞，同时河道下切变形，河床与堤岸存在严重冲刷现象，局部河床强烈下蚀，加上河道强烈的侧向侵蚀作用，使沿河两岸部分堤岸基础暴露。因此，对西河泥石流治理除修建横向拦挡工程外，还应结合纵向防护工程一起进行。防护工程主要以城区河段岸坡防洪工程为主，主要措施为完善防护体系，修复破坏堤防，加大基础埋深，稳固岸坡或堤岸，保障沿岸人民生命财产安全。

3.1.3 停淤工程

在泥石流沟道出口有条件的地方修建停淤坝构建停淤场，以减小泥石流规模，使其转为挟沙洪流，降低对下游的危害。根据泥石流运动特征和地形条件，将泥石流引入停淤场，使其自然减速后淤积。为了增大停淤量，停淤场场地要开阔，并且要有合适的纵向坡度。

3.2 生物措施

生物措施主要集中在河道中上游，利用植被对地表土有滞洪固土、截流雨水的作用，防止水土流失，削减地表径流和固体物质补给量，从而达到预防泥石流的作用。生物防治，目的是抑制地表径流运动在坡面造成的水土流失，具体就是在泥石流形成区，通过营造不同类型的森林，保护、发展灌木林和草本植被，提高地表覆盖率；禁止在泥石流沟中随意弃土、弃渣、堆放垃圾；在山坡上修建工程时，要保持边坡的稳定，并且对施工的弃土、弃渣采取水保措施，不能人为造成水土流失、崩滑等固体物质来源。生物措施是对泥石流形成区进行治本的根本性措施，尽管治理时间长、见效慢，可一旦成功，就能带来长期稳定的综合效益，所产生的防治效果非常明显。生物措施实施成功后，加以及时地抚育管理和保护，就能长期发挥作用，并且随着时间的推移效果越来越明显。

3.3 组织管理

组织管理措施在于保证泥石流治理措施的正常实施和泥石流防治工程的正常运转。政府部门应加强泥石流灾害宣传，如广播及普及防灾知识等，加强群众的防范意识，保护好当地的生态环境，降低泥石流发生的可能性与危害。另外，颁布社会行政法令包括用于保护泥石流治理工程的布告、法令、守则等，严格执行“水土保持工程必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用”的“三同时”制度。