河南省鎮(zhèn)平縣趙河泥石流及其防治

岳 濤，程相啟，岳方偉

（河南省第一地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，河南 駐馬店 471023）

1 地理位置、氣象、水文條件

二龍鄉(xiāng)距鎮(zhèn)平縣城約20km，現(xiàn)有新修鎮(zhèn)平—五朵峰景區(qū)旅游公路沿趙河而上，交通較為便利。趙河泥石流治理區(qū)（圖1）位于鎮(zhèn)平縣二龍鄉(xiāng)趙河上游河谷，處于二龍鄉(xiāng)政府駐地—娘娘嶺段。

治理區(qū)位于北亞熱帶及南暖溫帶的過(guò)度地帶，屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。四季氣候分明，降雨充沛，冬季寒冷干燥，多年平均氣溫15℃左右，最低氣溫在二月份，為零下10℃以上，最高氣溫在八月份，高達(dá)38℃～43℃。年內(nèi)降水集中在 6、7、8、9四個(gè)月，占全年降水量的70％。典型時(shí)段24h最大降雨量為212.2mm，60min最大降水量為63.1mm，10min最大降水量為23.6mm。暴雨降水集中階段每小時(shí)平均雨量為26.2mm，大暴雨日降水集中階段每小時(shí)平均雨量為 55.7mm［1］。

趙河為鎮(zhèn)平縣境內(nèi)最大的河流，源于境內(nèi)五垛山南麓二龍鄉(xiāng)紅云寺。流經(jīng)石佛寺、楊營(yíng)、侯集等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，自侯集的河咀進(jìn)入鄧州市。境內(nèi)流程73km，河床寬70～150m。其支流有淇河、九曲河，屬長(zhǎng)年性流水河流。由于降水年際、年內(nèi)分配不均和時(shí)空變化大，致使河流徑流量年際、年內(nèi)極度不均。以趙河水文站多年實(shí)測(cè)資料，最大徑流量0.15m3/s，最小徑流量接近斷流（局部以潛流形式流動(dòng)）。由于山高坡陡，降水集中，且常以暴雨形式出現(xiàn)，因而水文特征具有歷時(shí)短、來(lái)勢(shì)洶猛、水位陡漲陡落，徑流量及水位變幅大的水文特征。50年一遇最大洪峰流量996m3/s，其中，2004年二龍鄉(xiāng)遭遇50年一遇的洪水，最大洪峰流量625m3/s。

2 地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)理構(gòu)造

在河南省地層區(qū)劃中，泥石流治理區(qū)位于華北地層區(qū)北秦嶺分區(qū)之南召小區(qū)。出露地層由老及新主要為：古元古界、新生界、上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3）、中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2）、治理區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁，侵入活動(dòng)分三期：加里東期侵入巖性以基性，超基性巖為主。巖性為次閃石化輝長(zhǎng)巖、綠泥陽(yáng)起蝕變巖、透閃蛇紋巖、蝕變橄欖巖等；華力西期侵入活動(dòng)規(guī)模大，多呈巖基、巖株產(chǎn)出，以酸性巖為主，巖性主要為黑云母（似斑狀）花崗巖；燕山期以巖株產(chǎn)出，形成黑云斑狀花崗巖及花崗巖。

治理區(qū)一帶主要斷裂構(gòu)造為朱陽(yáng)關(guān)—夏館—雙槐樹(shù)斷裂，治理區(qū)位于朱陽(yáng)關(guān)—夏館—雙槐樹(shù)斷裂帶北側(cè)。

該斷裂為一深大斷裂帶，西起內(nèi)鄉(xiāng)的馬山口鎮(zhèn)北側(cè)，向東南經(jīng)縣境四山鄉(xiāng)的金鐘河、韓營(yíng)，石佛寺鎮(zhèn)北的趙灣水庫(kù)，城郊鄉(xiāng)的坦頭山和祈子堂以南。再向東南延伸至遮山鄉(xiāng)，斷裂面走向 305°～310°，傾向南西，局部?jī)A向南東，傾角 65°～ 77°［1］。該斷裂帶明顯可分為韌性斷裂帶和疊加在韌性斷裂基礎(chǔ)上的脆性斷裂帶兩部分。鎮(zhèn)平處于韌、脆性結(jié)合部位。沿?cái)嗔褍蓚?cè)，發(fā)育有巖石破碎帶。受其影響，治理區(qū)巖體構(gòu)造和風(fēng)化節(jié)理、裂隙發(fā)育。風(fēng)化坡積物源豐富，自然崩塌、滑坡發(fā)生率明顯較高，是趙河泥石流形成的重要物源條件。

圖1 泥石流治理區(qū)地理位置圖Fig.1 Locationmapofthedebrisflowcontrolarea

3 人類活動(dòng)

治理區(qū)位于五朵峰景區(qū)南部，2008年為發(fā)展旅游業(yè)，鎮(zhèn)平縣修筑鎮(zhèn)平—北頂旅游公路，并將部分修路棄渣，堆積溝坡和溝底，成為泥石流新的固體物質(zhì)補(bǔ)給源［1］。另外，河道挖沙，城鄉(xiāng)建設(shè)，農(nóng)業(yè)活動(dòng)和零星采礦等人類工程活動(dòng)，也會(huì)加重泥石流險(xiǎn)情。

4 泥石流物質(zhì)來(lái)源、形成及災(zāi)害史

4.1 泥石流物質(zhì)來(lái)源、形成

受大的構(gòu)造活動(dòng)影響，沿河岸坡陡峭，巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈，加之洪水長(zhǎng)期側(cè)蝕和重力侵蝕作用，崩坡積物可直接成為泥石流的固體物源。

斜坡上分布的殘積物，其下墊面是坡度較大的完整巖石，為相對(duì)隔水層，遇水后形成潤(rùn)滑面，殘積物飽水后，容量加大，在重力、雨水徑流或崩塌巖體滾動(dòng)的鏟刮下，常發(fā)生淺表松散層滑坡，成為泥石流固體物質(zhì)源。

溝道中的第四紀(jì)不同時(shí)期的泥石流混雜堆積物，在強(qiáng)大的地表徑流不斷的沖刷、掏蝕，掀揭作用激發(fā)下與水體攪拌混合形成泥石流，成為泥石流固體物質(zhì)補(bǔ)給源。

泥石流固體物質(zhì)補(bǔ)給源是指潛在的泥石流的固體物質(zhì)儲(chǔ)量，受暴雨徑流激發(fā)可能參與運(yùn)動(dòng)的物資，并非所有的固體物質(zhì)都能一次性補(bǔ)給泥石流。通常情況下，松散固體物質(zhì)儲(chǔ)量與泥石流規(guī)模成正相關(guān)。流域內(nèi)重力侵蝕堆積物及第四紀(jì)不同時(shí)期、不同成因類型的堆積物，都有可能成泥石流的固體物質(zhì)儲(chǔ)量，根據(jù)流域內(nèi)坡體松散層厚度、基巖風(fēng)化程度及溝道內(nèi)松散堆積物的面積、厚度等估算流域內(nèi)固體物質(zhì)總量為36300×104m3。

4.2 泥石流災(zāi)害史

趙河泥石流具有古泥石流堆積特征，現(xiàn)代曾爆發(fā)2次大的泥石流災(zāi)害：1957年7月16日及2004年6月30日，先后2次突發(fā)大型泥石流，毀壞耕地20ha，縣級(jí)以上公路累計(jì)40km、鄉(xiāng)村道路累計(jì)134250m，橋涵11座、線桿242根、房屋919間，豬70頭，樹(shù)木16萬(wàn)株等直接損失4100萬(wàn)元，并造成1人死亡。

該泥石流近年來(lái)每逢汛期都有小規(guī)模、危害程度不同的泥石流災(zāi)害發(fā)生，處于頻發(fā)狀態(tài)，趙河泥石流現(xiàn)在仍威脅下游近400戶居民、2000余人及5000萬(wàn)元財(cái)產(chǎn)。

5 泥石流災(zāi)害防治

5.1 以防為主，防治結(jié)合

勘查區(qū)泥石流危害嚴(yán)重，由于流域面積大，支溝多，溝道內(nèi)已聚集了大量的松散固體物質(zhì)，由于泥石流爆發(fā)突然，規(guī)模很大，常造成大的災(zāi)害。因此，對(duì)這類泥石流的預(yù)防是非常必然的，防患于未然。在加強(qiáng)預(yù)防的前提下，積極進(jìn)行治理，預(yù)防和治理相結(jié)合，才能達(dá)到防治的最佳效益。鑒于勘察區(qū)特大暴雨多出現(xiàn)在中、上游，因此，鄉(xiāng)政府應(yīng)與水文站積極結(jié)合。建議在三岔河一帶設(shè)雨量站，并派專人看管，該雨量站只負(fù)責(zé)汛期雨量的監(jiān)測(cè)，當(dāng)雨量達(dá)到爆發(fā)泥石流時(shí)，應(yīng)及時(shí)用電話通知鄉(xiāng)政府，并及時(shí)由鄉(xiāng)政府組織人員進(jìn)行應(yīng)急措施。有關(guān)單位還應(yīng)組織群眾學(xué)習(xí)泥石流常識(shí)，加強(qiáng)自防自救，才能達(dá)到預(yù)防的最佳效果。

5.2 全面規(guī)劃、重點(diǎn)防治

根據(jù)泥石流的形成條件，規(guī)模、性質(zhì)危害程度、發(fā)展趨勢(shì)及保護(hù)對(duì)象的重要性，區(qū)別輕重緩急，制定防災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，并對(duì)危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)治理。

5.3 工程措施為主、生物措施與工程措施相結(jié)合

中山區(qū)森林植被較好，植被覆蓋率約80％。涼水坪以北地區(qū)植被覆蓋好，以南地區(qū)相對(duì)較差。因此，泥石流防治應(yīng)以工程措施為主，封山育林和植樹(shù)造林與工程措施相結(jié)合的原則進(jìn)行治理。

5.3.1 防護(hù)工程

二龍防護(hù)堤設(shè)計(jì)為重力式漿砌片石結(jié)構(gòu)，漿砌片石采用M10水泥砂漿砌筑。根據(jù)所處地形條件、坡降和50年一遇洪峰標(biāo)高綜合確定，設(shè)計(jì)護(hù)堤高3.5m，頂寬0.8m（北部兼作公路路肩墻），基礎(chǔ)砌置深度1.0～1.5m，底部采用 C15素混凝土墊層，厚度0.5m，寬度4.175m，墻趾處伸出 1.0m，墻踵處伸出0.5m，墻趾和墻踵均設(shè)計(jì)成臺(tái)階狀，寬0.5m。面坡坡比1：0.1，背坡坡比 1：0.15。護(hù)堤墻體設(shè)置 PVC管排水孔，呈圓形，外傾3.5％，直徑100mm，排水孔橫向間距2.0m，縱向間距1.5m，呈梅花形布置，排水孔入口段設(shè)置反濾層，墻后采用透水性好的Ⅰ類填料回填壓實(shí)（圖2）。

圖2 二龍防護(hù)堤結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.2 Structuresectiondiagramof Erlongembankment

水泉灣防護(hù)堤設(shè)計(jì)為重力式漿砌片石結(jié)構(gòu)，漿砌片石采用M10水泥砂漿砌筑。根據(jù)所處地形條件、坡降和50年一遇洪峰標(biāo)高綜合確定，設(shè)計(jì)護(hù)堤高3.0m，頂寬0.8m，底寬2.55m，基礎(chǔ)砌置深度1.0～1.5m，底部采用C15素混凝土墊層，厚度0.5m，寬度4.05m，墻趾處伸出1.0m，墻踵處伸出0.5m，墻趾和墻踵均設(shè)計(jì)成臺(tái)階狀，寬0.5m。面坡坡比1：0.1，背坡坡比1：0.15。護(hù)堤墻體設(shè)置 PVC管排水孔，呈圓形，外傾3.5％，直徑100m，排水孔橫向間距2.0m，縱向間距1.5m，呈梅花形布置，排水孔入口段設(shè)置反濾層，墻后采用透水性好的Ⅰ類填料回填壓實(shí)［2］（圖3）。

5.3.2 回填工程

回填工程是針對(duì)護(hù)堤內(nèi)側(cè)回填進(jìn)行的，為保證防護(hù)堤穩(wěn)定性和堤內(nèi)居民正常生產(chǎn)生活及堤后土地的使用安全?；靥顓^(qū)包括二龍防護(hù)堤區(qū)和水泉灣防護(hù)堤區(qū)［2］。

5.3.3 河道清淤

在二龍鄉(xiāng)河段，河道堆積物呈壟崗狀，嚴(yán)重阻塞河道，影響河水及水石流的排泄，對(duì)二龍鄉(xiāng)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。對(duì)該段河道內(nèi)的泥石流堆積物進(jìn)行清除，使河道順直、平坦，保證水流正常通過(guò)。

5.3.4 生物措施

生物工程布置于水泉灣護(hù)堤工程外側(cè)。生物工程有整理護(hù)堤外河床、選擇合理樹(shù)種、栽種、后期培育等。生物工程的主要作用是穩(wěn)固堤前砂土、減緩水石流流速、減小水石流對(duì)護(hù)堤的直接沖蝕和破壞，保障堤內(nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全和耕地的正常使用、增大植被覆蓋率，綠化環(huán)境等。生物工程治理區(qū)面積10648m2，樹(shù)苗2662株。生物工程具體措施如下：首先對(duì)工程區(qū)河漫灘進(jìn)行場(chǎng)平、整理；其次挖坑植樹(shù)，樹(shù)種選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的白楊樹(shù)，坑徑一般1m×1m×1m（也可根據(jù)樹(shù)種根系發(fā)達(dá)程度確定坑體大小），坑橫向間距5m，縱向（順流方向）間距8m，栽種過(guò)程中嚴(yán)格遵守園林設(shè)計(jì)中的植物栽種技術(shù)規(guī)范［2］。防治工程后照片見(jiàn)照片1，照片2。

圖3 水泉灣防護(hù)堤結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.3 Structuresectiondiagramof Shuiquanwanembankment

照片1 二龍防護(hù)堤治理后照片Photo1 Erlongembankmentafter treatment

6 泥石流防治工程監(jiān)測(cè)

為檢驗(yàn)防治工程的效果，及時(shí)了解地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律，不斷完善泥石流治理方案，建立監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)十分必要。

照片2 水泉灣防護(hù)堤治理后照片Photo2 Shuiquanwanembankment aftertreatment

6.1 監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)原則

①監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括位移變形監(jiān)測(cè)，大氣降雨監(jiān)測(cè)，地表水流量監(jiān)測(cè)，降雨強(qiáng)度與趙河流量，地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，岸坡踏滑物質(zhì)、攔渣壩攔截固體物質(zhì)相關(guān)關(guān)系監(jiān)測(cè)。

②監(jiān)測(cè)范圍包括上至泥石流形成區(qū)，下至泥石流堆積區(qū)及兩側(cè)岸坡。

③監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)要與地質(zhì)條件、降雨入滲機(jī)理和理論計(jì)算相結(jié)合。

④監(jiān)測(cè)設(shè)備及監(jiān)測(cè)手段應(yīng)滿足實(shí)用性、穩(wěn)定性、精確性的要求。

6.2 位移監(jiān)測(cè)

目前可采用以宏觀變形跡象調(diào)查為主的方法，通過(guò)泥石流固體位移量、運(yùn)移速度、變形位移方向及活動(dòng)范圍的監(jiān)測(cè)，分析和掌握泥石流的變形活動(dòng)規(guī)律，以檢驗(yàn)防治工程效果。

①宏觀變形跡象調(diào)查

調(diào)查內(nèi)容為地面開(kāi)裂、下沉、臌脹，滑移崩塌的位置、方向、規(guī)模、變形量及發(fā)生時(shí)間，建筑變形或破壞情況，泉水異常變化等。調(diào)查方法采用常規(guī)地質(zhì)調(diào)查方法，調(diào)查路線以控制整個(gè)泥石流形成和逕流區(qū)域?yàn)樵瓌t。調(diào)查詳細(xì)記錄，并及時(shí)整理。

②觀測(cè)周期

一、四季度每一個(gè)半月觀測(cè)一次，二、三季度一般每月觀測(cè)一次，若遇暴雨或連續(xù)降雨等特殊情況，宏觀調(diào)查應(yīng)該同步加密。

6.3 降雨監(jiān)測(cè)

可利用當(dāng)?shù)貧庀笳疽约皡^(qū)域氣象資料，分析流域降雨特征，及其與形變監(jiān)測(cè)的關(guān)系。

6.4 地表水流量監(jiān)測(cè)

為掌握區(qū)域水流變化，運(yùn)用技術(shù)手段和監(jiān)測(cè)設(shè)備觀測(cè)地表水流量變化規(guī)律。

6.5 攔渣壩固體物質(zhì)堆積監(jiān)測(cè)

為驗(yàn)證攔渣壩效益，分析每年壩前固體物質(zhì)堆積量與降雨相關(guān)關(guān)系，在壩前設(shè)置標(biāo)尺，觀測(cè)壩前堆積物厚度、粒度及物質(zhì)成分。

6.6 泥石流防治工程的維修管理

泥石流防治工程要想達(dá)到預(yù)期效果，除了在施工質(zhì)量上嚴(yán)格按照要求執(zhí)行外，還應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行期間的維修管理，以確保工程設(shè)施的正常營(yíng)用。由泥石流監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)觀測(cè)人員負(fù)責(zé)監(jiān)督、檢查防治工程的運(yùn)行情況，及時(shí)對(duì)損壞的工程設(shè)施進(jìn)行修補(bǔ)，以保證其正確應(yīng)用［2］。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)該項(xiàng)治理工程的實(shí)施，區(qū)內(nèi)泥石流災(zāi)害隱患的危險(xiǎn)性在一定程度上可得到緩解，消除泥石流對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚?cái)產(chǎn)安全的威脅，使治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境和居民居住環(huán)境狀況得到改善，防災(zāi)、減災(zāi)效益顯著。

通過(guò)對(duì)該對(duì)泥石流的治理，保證了當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)的安全，有利于促進(jìn)各行各業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展，大大改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳?、生活空間和生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量，有助于緩解社會(huì)壓力，為構(gòu)建新時(shí)期社會(huì)主義新農(nóng)村奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)構(gòu)筑當(dāng)?shù)睾椭C社會(huì)具有重要意義。

二龍鄉(xiāng)是五朵峰景區(qū)的門(mén)戶，通過(guò)對(duì)趙河泥石流的治理，不僅基本消除了泥石流地質(zhì)災(zāi)害對(duì)村民安全的威脅，而且解除了泥石流災(zāi)害對(duì)景區(qū)旅游業(yè)的威脅?？傊ㄟ^(guò)治理可使治理區(qū)自然環(huán)境和人居環(huán)境得到極大改善，環(huán)境效益顯著。

［1］甄習(xí)春，等.河南省鎮(zhèn)平縣二龍鄉(xiāng)趙河泥石流應(yīng)急治理工程勘察報(bào)告［R］.2008.

［2］甄習(xí)春，等.河南省鎮(zhèn)平縣二龍鄉(xiāng)趙河泥石流應(yīng)急治理工程設(shè)計(jì)書(shū)［R］.2008.