淶源縣南屯鄉(xiāng)7.21泥石流地質(zhì)災(zāi)害成因及防治探討

摘 要：根據(jù)淶源縣南屯鄉(xiāng)實(shí)地調(diào)查，區(qū)內(nèi)主要有流水、重力、風(fēng)化和潛蝕等現(xiàn)代地質(zhì)作用。其中，流水地質(zhì)作用是區(qū)內(nèi)現(xiàn)代地貌演化的主要營(yíng)利，存在水土流失（側(cè)向侵蝕）、溝谷岸坡崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害的形成因素主要有地貌、氣象與植被、地層巖性和人為因素等，這些因素相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互制約。在這些因素之中，起主導(dǎo)作用的是氣象、植被和人為因素。研究認(rèn)為，通過(guò)控制植被和人為因素可以改變目前的地質(zhì)環(huán)境狀況。

關(guān)鍵詞：南屯鄉(xiāng) 地質(zhì)災(zāi)害 防災(zāi)減災(zāi)

中圖分類號(hào)：X43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0127-02

2012年7月21日，河北省淶源縣遭遇特大罕見(jiàn)暴雨襲擊，縣內(nèi)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊遭到嚴(yán)重破壞，災(zāi)后群眾損失慘重。在7.21特大洪災(zāi)中，淶源縣南屯鄉(xiāng)是受災(zāi)較為嚴(yán)重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)之一，致使受災(zāi)村民無(wú)收入來(lái)源和棲身之所，基本生存條件喪失，省、市等各部門高度重視。因此研究地質(zhì)災(zāi)害類型特征及成因特征和防治措施，為防災(zāi)減災(zāi)提供了重要意義。

1 區(qū)域概況

1.1 氣象水文

該區(qū)屬暖溫帶大陸氣候，南北氣候變化差異較大，四季分明，具有春旱多風(fēng)，夏季多雨，秋爽冬寒的特點(diǎn)；一月份平均氣溫最低，為-7.5 ℃，七月份平均氣溫最高，達(dá)23.5 ℃；全年雨量分布不均，降水多集中在7～9月，日最大降水量378.6 mm（2012年），多年平均降水量525.5 mm（1971～2003年）。

該區(qū)地處拒馬河流域。拒馬河發(fā)源于縣城南旗山腳下，以地下水溢出成泉群形式變?yōu)榈乇硭Z源境內(nèi)干流長(zhǎng)45.65km，流域面積1656 km2。該河為常年基河流，河道為砂卵石河床，槽形比較穩(wěn)定，河槽寬100～200 m。坡降為1/100～1/170。因季節(jié)性強(qiáng)，河流變幅較大。最大年徑流量為4.79×108 m3，最小年徑流量2.14×108 m3，多年平均徑流量2.8×108 m3。調(diào)查區(qū)內(nèi)發(fā)育有兩條溝谷G1、G2。G1和G2為季節(jié)性溝谷，旱季干涸，雨季時(shí)匯集少量水流，最終流入拒馬河。

1.2 地形地貌及地質(zhì)概況

1.2.1 地形地貌

調(diào)查區(qū)地處太行山淶源盆地。海拔高程780～1643 m，高差863 m，地勢(shì)南高北低。調(diào)查區(qū)以南為山地地形，局部較陡峭，坡度35°～60°。調(diào)查區(qū)以北為沖洪積緩斜地小區(qū)，坡度10°～35°。調(diào)查區(qū)內(nèi)分布有溝谷2條，并常見(jiàn)有沖溝。調(diào)查區(qū)內(nèi)植被發(fā)育有松樹、刺槐、荊條，雜草（如表1）。

1.2.2 地質(zhì)概況

調(diào)查區(qū)斷裂構(gòu)造以北東向?yàn)橹?，總體走向60°～70°、傾向北西，傾角55°～80°，斷裂帶寬2～50 m不等，斷裂上盤（北西盤）下降，為正斷層。

該區(qū)出露的地層主要為第四系沖積洪積地層，各地層及巖性由老到新依次為：

太古界振華峪組（Arwtz）：黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖，部分地段夾黑云片巖。溝谷坡岸地區(qū)解理裂隙發(fā)育，破碎嚴(yán)重。

第三系始新統(tǒng)三段（E23）：由礫巖夾砂巖或黃紫色、紫紅色粘土巖，膠結(jié)不緊密，多為半膠結(jié)。

第四系下更新統(tǒng)至全更新統(tǒng)（Q1～Q4）：由洪積礫石層、粘土層及卵石、砂和黃土組成。

3 現(xiàn)代地質(zhì)環(huán)境演化及地質(zhì)災(zāi)害

3.1 現(xiàn)代地質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)主要有流水、重力、風(fēng)化和潛蝕等現(xiàn)代地質(zhì)作用。

（1）流水作用（側(cè)向侵蝕）。

它是區(qū)內(nèi)最重要的現(xiàn)代外力地質(zhì)作用，包括面狀流水剝蝕作用和線狀流水侵蝕作用。面狀流水剝蝕作用主要出現(xiàn)于溝谷坡地，地面坡度多在0.5°～3°之間，頂部由黃土覆蓋，地面流水動(dòng)能小，水流作用強(qiáng)度小，主要表現(xiàn)為輕微的地面剝蝕，地表成土作用較強(qiáng)。線狀流水侵蝕作用廣泛分布與區(qū)內(nèi)山坡和溝谷內(nèi)，流水匯聚于細(xì)溝和切溝中，使其不斷擴(kuò)大，形成沖溝。由于洪積粘土和坡積裙黃土、黃土狀亞砂土組成，在溝谷坡地，流水侵蝕與搬運(yùn)作用表現(xiàn)的非常突出，是岸坡地帶的主要外力作用。

（2）重力作用。

集中出現(xiàn)于溝谷岸坡的高陡斜坡地帶，常與流水侵蝕相伴，特別是流水側(cè)蝕作用較強(qiáng)的岸坡地帶，重力崩塌，撒落，錯(cuò)落現(xiàn)象十分明顯，形成重力地貌和災(zāi)害性地質(zhì)現(xiàn)象。

（3）風(fēng)化作用。

該區(qū)風(fēng)化作用主要為物理風(fēng)化作用。表現(xiàn)于巖石在溫度的變化下，表層與內(nèi)部受熱不均，產(chǎn)生膨脹與收縮，長(zhǎng)期作用結(jié)果使巖石發(fā)生崩解破碎。

（4）潛蝕作用。

它是該區(qū)地表水和地下水滲流轉(zhuǎn)化中的特殊作用，這種作用起因于區(qū)內(nèi)黃土和河流沖積、洪積、坡積物的特殊性，從而導(dǎo)致區(qū)內(nèi)溝谷坡地各種潛蝕地貌的產(chǎn)生。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害類型

（1）水土流失。

有風(fēng)化和水流側(cè)向侵蝕作用組成了水土流失現(xiàn)象。

該區(qū)溝岸谷坡為水土流失的嚴(yán)重危及區(qū)，在溝谷坡地最大侵蝕模數(shù)可達(dá)到1000t/a·km2，水土流失導(dǎo)致調(diào)查區(qū)的絕大多數(shù)地段土地貧瘠，土壤層厚度不足20 cm，局部地段不足10 cm，大部分谷坡地帶母質(zhì)層裸露、植被稀疏、植物種類單一，難以形成有效的地面植被覆蓋層。

（2）崩塌（塌岸）。

崩塌現(xiàn)象普遍發(fā)生于溝壁岸坡地帶，區(qū)內(nèi)塌岸大多為土體岸坡崩塌，少數(shù)巖質(zhì)崩塌，規(guī)模普遍較小。由于風(fēng)化及河流侵蝕而形成的懸崖峭壁頂部張裂隙非常發(fā)育，經(jīng)常發(fā)生崩塌，并將大量崩塌物堆積于坡角地帶，造成坡腳附近引水渠道被破壞。

（3）泥石流。

區(qū)內(nèi)泥石流為暴雨溝谷型泥石流，規(guī)模較小，一般小于2×104 m3/km2。泥石流特征不典型。泥石流的產(chǎn)生是降水的主要作用和地面受暴雨作用的被動(dòng)作用相互影響結(jié)果。暴雨和大暴雨及連續(xù)降水是泥石流發(fā)生的主因，地面地質(zhì)條件是重要因素，包括物質(zhì)淶源、儲(chǔ)量、構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育程度、溝谷坡降、匯水面積、植被覆蓋程度、山坡坡度、松散層厚等。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害成因分析

（1）地貌因素。

該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的形成與地貌演化過(guò)程密切相關(guān)，水土流失與流水地貌演化共存；崩塌是重力地貌的演化過(guò)程；地面塌陷是潛蝕地貌發(fā)育的結(jié)果。目前，該區(qū)地貌演化的主導(dǎo)作用是流水地質(zhì)作用，其他外力作用均受控于這一作用或受其影響。調(diào)查區(qū)地勢(shì)南高北低，以南為山地地形，以北為沖洪積緩斜地小區(qū)，由溝谷基本特征表可見(jiàn)溝谷的高差、坡度及比降較大，因此為降水形成的地表徑流提供了較大的水力坡度，增加了水的侵蝕和搬運(yùn)能力，因此形成了廣泛的水土流失。大量的水土流失是產(chǎn)生河道泥石流、溝壁岸坡崩塌的主要原因，深切溝谷也為潛蝕地貌的發(fā)育提供了空間條件，促使地面塌陷的形成。

（2）氣候與植被因素。

該區(qū)屬暖溫帶大陸氣候，南北氣候變化差異較大，四季分明，具有春旱多風(fēng)，夏季多雨，秋爽冬寒的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)所生長(zhǎng)植被主要有松樹、刺槐、荊條和雜草，這些植被因季節(jié)更替，固土及附土能力會(huì)逐漸變?nèi)?，使水土流失加快作用?/p>

（3）地層巖性因素。

該區(qū)的地層大多為松散地層，區(qū)內(nèi)粘土地層物質(zhì)的內(nèi)聚力和抗蝕能力與黃土區(qū)相類似，即抗蝕能力差，為侵蝕作用提供了有利條件，粘土地層干燥時(shí)硬度大，遇水后易分解離散、隨水流失。該區(qū)的地層巖性為水土流失與潛蝕作用提供了客觀條件。

（4）人為因素。

人類工程活動(dòng)是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的一個(gè)重要因素，①部分采礦及選礦場(chǎng)破壞地形地貌，改變了地表水徑流方向。②由氣候與植被可見(jiàn)，該區(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱。而長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)土地的廣泛耕種、過(guò)度放牧及對(duì)林木和灌草叢的砍伐更加劇了其環(huán)境惡化的進(jìn)程。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)針對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)害類型，因地制宜地采取不同的防治措施。

4.1 水土流失的防治措施

對(duì)水土流失的防治，應(yīng)遵循預(yù)防和治理相結(jié)合，以預(yù)防為主的原則，該區(qū)大多地段為地面坡度較大的溝谷分布區(qū)，且土地貧瘠。

該區(qū)水土流失的防治應(yīng)采取以下方式：一是采取生物和工程措施并舉的方式，通過(guò)植樹造林、草灌結(jié)合，種植抗旱保水的植物，用強(qiáng)大的根系固土保水，與坡地梯田、魚鱗坑及其他小流域治理工程相結(jié)合，將會(huì)取得良好的效果；二是采取退耕、封育、禁牧等措施；在該區(qū)不易耕作的荒坡地帶采取封育、禁牧等措施；在不易耕作的非基本農(nóng)田地帶，實(shí)行徹底的退耕還林還草。對(duì)已退耕的林、灌、草地區(qū)，應(yīng)嚴(yán)防亂砍濫伐，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的自然修復(fù)，增加植被覆蓋度，以加快水土流失治理進(jìn)程；三是對(duì)區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)方式進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜牧則木，科學(xué)引導(dǎo)和區(qū)別對(duì)待溝谷坡地、坡麓溝底等不同地貌部位的農(nóng)、林、牧業(yè)經(jīng)營(yíng)方式，推廣先進(jìn)、適用的種植和經(jīng)營(yíng)技術(shù)，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)改造，合理開(kāi)發(fā)利用區(qū)內(nèi)自然資源，使資源開(kāi)發(fā)和生態(tài)保護(hù)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。

4.2 崩塌防治措施

該區(qū)發(fā)生的溝壁岸坡崩塌主要是由于溝谷流水的側(cè)向侵蝕作用導(dǎo)致懸崖峭壁的形成，進(jìn)而有重力作用形成。

針對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，其防治措施宜采用修筑攔擋工程，對(duì)于區(qū)內(nèi)的土體岸坡崩塌，由于其規(guī)模較小，可修筑攔擋構(gòu)筑物，攔截崩塌體造成的危害，以建立落石槽、攔石堤或攔石墻為宜。對(duì)于重點(diǎn)剖面，在危巖下部的斜坡地帶，修建攔石堤兼擋土墻，既可攔截上方危巖塌落，又可保護(hù)堆積層斜坡的相對(duì)穩(wěn)定性，對(duì)危巖下部的剖面起到保護(hù)作用。此外，應(yīng)建立破頂排水防滲系統(tǒng)，在保護(hù)區(qū)剖面分布區(qū)的土體岸坡頂部，修建地表排水系統(tǒng)，攔截匯集降雨產(chǎn)生的徑流，并利用排水溝將地表徑流排除坡外。

4.3 泥石流的防治措施

按泥石流治理的目標(biāo)是減災(zāi)、防災(zāi)以確保規(guī)劃建設(shè)的安全為目標(biāo)。根據(jù)泥石流的危害對(duì)象，一般防治措施是采用固、排、攔擋、儲(chǔ)淤、生物等工程措施進(jìn)行綜合治理。

根據(jù)該區(qū)泥石流特點(diǎn)，采用以減少固體物質(zhì)來(lái)源、排導(dǎo)及支護(hù)為主等工程措施，在泥石流形成區(qū)內(nèi)修建谷坊，在形成流通區(qū)下游溝道兩側(cè)修建擋墻，在堆積區(qū)域修建排導(dǎo)槽。特點(diǎn)是采用現(xiàn)有溝道修建排導(dǎo)槽，即疏導(dǎo)了泥石流流體，又對(duì)溝道兩側(cè)崩塌體進(jìn)行支護(hù)治理。治理措施具有點(diǎn)面結(jié)合，重點(diǎn)突出，技術(shù)可靠，交通方便，施工難度小的特點(diǎn)。