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泥石流灾害特征及防护研究分析

2021-11-06俞旺新沈雅雯杜子文

四川水泥 2021年10期
关键词:汇水支沟纵坡

俞旺新 沈雅雯 杜子文

(中国建筑第四工程局有限公司, 广东 广州 510600)

0 引言

北山根村位于河北省承德市滦平县五道营子乡,紧邻山脚而建,正对村庄有两条沟谷,历史上曾多次伴随暴雨发生小型泥石流地质灾害,每次灾害到来都会给下游村民人身财产安全带来不同程度损害。每逢雨季,北山根村居民都无法安心生活与正常生产,泥石流都给下游村庄居民生命及财产构成严重的威胁,严重影响北山根村人民的正常生活秩序。

本文通过对北山根村泥石流沟的野外详细调查和测量,揭示了该泥石流的发育特征和形成条件,并利用该泥石流量、流速、流体重度、洪峰流量、冲击力、弯道超高以及冲出高度等静动力学参数,提出相应灾害防治建议,为燕山地区的泥石流防灾减灾提供参考。

1 北山根村泥石流基本特征

1.1 自然及地质环境条件

1.1.1 降水条件

本区夏季多雷阵雨,历年均降水量在500~600mm 之间,降雨量多集中在6~8 月份,约占该地区的全年降雨量的63%~78%,经常出现雷阵雨等极端降雨条件,其10 分钟的最大降水量能达到25mm 左右,1 小时内最大降水量50mm 能达到左右。

1.1.2 地形地貌

本区地处燕山山地地貌区,属构造剥蚀低中山地貌。本区北高南低,山坡坡度在30~60°,上陡下缓,沟谷切割较深,呈“V”型谷,图幅内相对高差488 米。沟1 沟口上游50m 处有1 条支沟,两岸坡30~40°,主沟道纵深约250m,沟道纵比降225‰;沟2 沟口上游410m 处有1 条支沟,两岸坡30-60°,主沟道纵深约650m,沟道纵比降270‰。

1.1.3 工程地质条件

根据现场的槽探实验,据各岩土及其结构、构造和物理力学性质,可将勘查区岩土类型分为以下两种:

(1)新生界第四系全新统(Q4pl+dl):主要为耕植土、碎石土、粉质粘土,分布于沟底表层,平均厚度1.5m,植物根系发育,黄褐色,稍湿,角砾含量达30%~40%,粒径大多5~15cm,最大粒径可达40cm,地基土承载力特征值fak 在122kPa 至181kPa 之间。

(2)侏罗纪早世二长花岗岩(ηγ52(1)):广泛分布于勘查区内,黄褐色,中风化—强风化层未穿透,物理性质良好。

2 泥石流的分区特征

2.1 沟道比降特征

北山根村泥石流沟道比降特征,沟1 呈“V”字型,沟口上游50m 处有1 条支沟,汇水面积0.22km2,主沟道纵深约250m,沟道纵比降225‰,碎石沟底零散堆积;沟2 呈“V”字型,沟口上游410m 处有1 条支沟,汇水面积0.44km2,主沟道纵深约650m,沟道纵比降270‰,沟底不均匀分布大量碎石。根据当地民众对以往发生的泥石流的形态描述及现场形态调查,以及泥石流沟道比降特征确定泥石流流体重度γc=1.32t/m3,可知泥石流性质为稀性,泥石流程稀浆状。

2.2 物源特征

2.2.1 物源粒径与方量

根据实地勘查,物源最大粒径可达3m,具体特征见表1。

表1 沟1 河床堆积物特征表

3 北山根村泥石流特征值

3.1 流域面积及沟床比降

泥石流沟流域的特征值主要包括主沟长度L、汇水面积F、主沟平均纵坡比i 等,为计算主沟泥石流流速、清水流量及泥石流洪峰流量提供基础参数[1-3]。沟1 主沟长度为0.22km、汇水面积为250km、主沟平均纵坡比为225‰;沟1 主沟长度为0.44km、汇水面积为650km、主沟平均纵坡比为270‰。

3.2 泥石流流量

4 结论与建议

(1)北山根村泥石流属于典型的暴雨型沟谷沟床侵蚀泥石流,泥石流沟坡面岩体破碎沟底堆积大量松散堆积物,形成区物源丰富,且不断有新物源进行补给为北山根村泥石流提供了直接物质来源,遇到暴雨天气极易发生泥石流灾害。

(2)该流域遭遇20 年及以上年数一遇的强降雨将形成规模较大,破坏力及冲击力较强的泥石流灾害。

(3)该流域泥石流地质灾害物源丰富,汇水面积大,纵坡比较大,当地无有效防治设施,随时可能伴随强降雨发生泥石流地质灾害。

在治理工程实施监测预报,建立健全管理体系,拟建工程与已有工程治理相结合,采用清理泥石流沟道、修建重力式拦挡坝、修建导流堤、修建排水沟等综合工程治理措施,同时对水源区充分利用其气候、土壤条件,采取封山育林、植树造林等生物工程措施。

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