云南東川深溝泥石流分區(qū)治理模式初探

溫欽舒，王道杰，武紹周，王 軍，王海帆

(1.中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，四川成都 610041;2.昆明市東川區(qū)國(guó)土資源局，云南東川 654100;3.云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650224)

0 引言

東川位于云南省東北部，東臨會(huì)澤縣，南接尋甸回族自治縣，西連祿勸彝族苗族自治縣，北與四川省會(huì)東縣隔金沙江相望［1-2］，國(guó)土面積 1858.79km2，總?cè)丝?1.2萬(wàn)。銅礦資源開(kāi)采冶煉造成大量的森林植被遭到砍伐，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，加上東川處于小江深大斷裂帶上，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震活動(dòng)頻繁，巖層破碎，為泥石流的發(fā)生發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。東川境內(nèi)有86km長(zhǎng)的小江沿岸有大型災(zāi)害性泥石流溝道 107 條［3］。

近百年來(lái)，東川一直受到小江兩岸泥石流的危害，泥石流幾乎每年都給當(dāng)?shù)厝嗣裨斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和大量的人員傷亡［3］。1950年以來(lái)東川因泥石流災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)30×108元，僅六次大的泥石流災(zāi)害就使200余人遇難。泥石流災(zāi)害嚴(yán)重制約著東川經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

面對(duì)泥石流災(zāi)害，東川人民在全省乃至全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)創(chuàng)了泥石流治理的先河。1976年對(duì)大橋河泥石流溝道進(jìn)行綜合治理，拉開(kāi)了東川泥石流溝道綜合治理的序幕，先后對(duì)30多條泥石流溝道進(jìn)行了綜合治理。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐、探索，形成了“穩(wěn)-攔-排”的東川泥石流治理模式，取得了顯著的治理成效，并在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用［4-10］。

深溝是東川泥石流治理的成功典范，治理后成為名符其實(shí)的“森林公園”。深溝泥石流治理過(guò)程中，在充分發(fā)揮“穩(wěn)-攔-排”的東川泥石流治理模式的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展創(chuàng)新，根據(jù)清水區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)3個(gè)不同分區(qū)的地形地貌和泥石流特點(diǎn)，結(jié)合各個(gè)分區(qū)不同保護(hù)對(duì)象及開(kāi)發(fā)利用前景，布設(shè)了針對(duì)性較強(qiáng)的治理措施，形成了泥石流分區(qū)治理的嶄新模式，并取得了良好的治理效益。

1 深溝泥石流特征

1.1 自然特征

深溝位于東川城區(qū)東北部，發(fā)源于小江右岸最高峰——大牯牛寨山，是烏蒙山西側(cè)山區(qū)通向大白河的主要行洪通道，自東向西穿城而過(guò)，是直接危及東川城區(qū)安全的大型泥石流溝道之一［11-12］。地貌上屬于中切割的高、中山峽谷類型，沿主溝兩側(cè)有兩條大斷裂層，有三條次生斷層［3］。深溝泥石流屬于間歇性爆發(fā)的稀性泥石流，固體物質(zhì)主要由碎石、塊石、沙和少量粘土組成［12-17］。

1.2 與城市建設(shè)發(fā)展的關(guān)系

東川城區(qū)上游由北向南依次發(fā)育規(guī)模較大的大橋河、田壩干溝、深溝、石羊溝、臘利河5條泥石流溝道(圖1)。深溝沖積扇是東川城市建設(shè)的重要組成部分，布置著重要的企事業(yè)單位、學(xué)校、醫(yī)院、交通、水利設(shè)施等，深溝泥石流對(duì)城區(qū)安全造成嚴(yán)重威脅。深溝泥石流溝道基本情況詳見(jiàn)表1。

從表1中可以看出:深溝流域面積大，溝內(nèi)可移動(dòng)物質(zhì)豐富，溝床比降大，威脅的資產(chǎn)多，深溝泥石流的治理，直接關(guān)系到城市的發(fā)展和東川城市生態(tài)建設(shè)。

表1 深溝泥石流溝特征表Table 1 The table of Shengou valley debris flow characteristics

圖1 深溝與東川城區(qū)位置三維遙感圖Fig.1 Location of Shengou valley and Dongchuan in 3D remote sensing figure

2 深溝泥石流分區(qū)治理措施

2.1 清水區(qū)治理措施布置

深溝清水區(qū)水資源是東川城區(qū)10余萬(wàn)居民的飲用水的主要水源點(diǎn)，清水區(qū)堅(jiān)持以保護(hù)水資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境為主的治理原則。主要采用封山育林、退耕還林、森林防火、行政監(jiān)管、預(yù)警預(yù)報(bào)、雨量監(jiān)測(cè)等軟措施及植樹(shù)種草、擋土墻、攔擋壩、谷坊壩、蓄水池等硬措施進(jìn)行治理。上游面積為29km2的清水區(qū)范圍內(nèi)全部實(shí)施了封山育林措施，對(duì)坡度大于25°的95hm2坡耕地全部退耕還林，安置了3臺(tái)自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)儀、2臺(tái)泥位計(jì)，對(duì)山洪泥石流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提前預(yù)防，減少損失。在清水區(qū)有2km多長(zhǎng)的鄉(xiāng)村道路，道路下側(cè)溝道內(nèi)堆積了修路產(chǎn)生的大量固體松散物質(zhì)、邊坡極不穩(wěn)定，溝道侵蝕嚴(yán)重。為了防治滑坡、崩塌等塊體運(yùn)動(dòng)、增大坡體的抗滑阻力［13］，在清水區(qū)道路內(nèi)側(cè)布置了188m護(hù)坡?lián)鯄?為了穩(wěn)定主溝溝床、攔蓄上游來(lái)渣、防治溝岸擴(kuò)張，新建了4座攔擋壩;為了防治溝床下切，穩(wěn)定與抬高侵蝕基準(zhǔn)面，減緩溝道縱坡，減小山洪流速，減輕災(zāi)害，在清水區(qū)主支溝布置了30道谷坊壩。為恢復(fù)生態(tài)，保護(hù)地表土壤，種植生態(tài)林1271hm2;為了保護(hù)水資源，設(shè)置了五口蓄水池。深溝清水區(qū)治理措施布置及其功能分析詳見(jiàn)表2。

表2 深溝清水區(qū)治理措施及其功能分析表Table 2 Control measures and functions of forming area in Shengou valley

2.2 流通區(qū)治理措施布置

流通區(qū)離東川城市較近，治理成為“森林公園”是流通區(qū)治理的一大展望，治理與自然景觀開(kāi)發(fā)利用成了流通區(qū)泥石流治理的主要原則。工程治理方面更注重工程設(shè)施布局的合理性，結(jié)構(gòu)造型的可觀賞性，生物治理方面有選擇的栽植了多種風(fēng)景、觀賞樹(shù)，為居民提供休息的良好場(chǎng)所。對(duì)流通區(qū)8.81km的溝道進(jìn)行了治理與景觀開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合的綜合治理工程。為了調(diào)節(jié)溝道水沙、便于下游河道整治，提高溝道的侵蝕基準(zhǔn)、減緩壩上游淤積段河床比降、加寬河床、減緩流速、減少水流侵蝕能力，穩(wěn)定溝岸崩塌及滑坡、減少泥石流的沖刷及沖擊力、防治溯源侵蝕、抑制泥石流的發(fā)育規(guī)模，在中游流通區(qū)修建了攔擋壩，護(hù)岸堤、排導(dǎo)槽等工程措施及生物措施;為了提升人文景觀功能，保護(hù)原始自然生態(tài)環(huán)境，流通區(qū)泥石流防治過(guò)程中加強(qiáng)了對(duì)自然原始景觀的保護(hù)，提發(fā)自然景觀功能，減少人工痕跡，比如:深溝流通區(qū)的護(hù)岸堤在建設(shè)過(guò)程中迎水面采用不勾縫的建設(shè)方式，并為生物棲息地創(chuàng)造了條件，達(dá)到人工治理與自然融洽共處的目的。共修建了10座攔擋壩、34座谷坊壩、截流排水溝4211m，護(hù)坡?lián)鯄?733m，排導(dǎo)槽2680m，固床壩112道、植樹(shù)造林596hm2，共種植景觀樹(shù)種4萬(wàn)株等工程措施與生物措施相結(jié)合。深溝流通區(qū)治理措施布置及其功能分析詳見(jiàn)表3。

表3 深溝流通區(qū)泥石流措施及其功能分析表Table 3 Control measures and functions of circulation area in Shengou valley

2.3 堆積區(qū)治理措施布置

堆積區(qū)上分布的是東川城市50%的居民點(diǎn)、交通、學(xué)校、醫(yī)院等重要設(shè)施及大量的河灘地，治理與保護(hù)城鎮(zhèn)、開(kāi)發(fā)利用河灘地成了堆積區(qū)泥石流治理的原則。堆積區(qū)共修建排導(dǎo)槽4280m，固床肋坎420道，排導(dǎo)槽槽墻外側(cè)修建防護(hù)欄，種植行道樹(shù)，行道樹(shù)以綠化美化功能較強(qiáng)的樹(shù)種為主，共24500株。排導(dǎo)槽能有效的將上游泥石流安全排泄，減小泥石流對(duì)東川城市居民生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。堆積區(qū)治理措施布置及其功能分析詳見(jiàn)表4。

表4 深溝堆積區(qū)泥石流措施及其功能分析表Table 4 Control measures and functions of accumulation area in Shengou valley

3 深溝泥石流分區(qū)治理模式

3.1 清水區(qū)治理與預(yù)防相結(jié)合的治理模式

圖2 深溝清水區(qū)泥石流治理模式圖Fig.2 Control pattern of debris flow in forming area of Shengou valley

清水區(qū)實(shí)施了封山育林措施，從90年代初開(kāi)始，逐漸擴(kuò)大面積，封山育林范圍已經(jīng)全面覆蓋整個(gè)區(qū)域，經(jīng)過(guò)十多年的治理，清水區(qū)灌草植被恢復(fù)良好，土層加厚，林草植被種類數(shù)量明顯增加，治理效果明顯，林草覆蓋率提高到40%左右。清水區(qū)形成了“治理與預(yù)防相結(jié)合”的泥石流源頭治理模式(圖2)。

3.2 流通區(qū)治理與自然景觀資源開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合的治理模式

流通區(qū)治理后，拓寬了溝床，開(kāi)發(fā)出了大量的臺(tái)地，種植了經(jīng)濟(jì)林、園林，對(duì)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生產(chǎn)生活發(fā)揮了積極作用。經(jīng)過(guò)幾十年的治理，20世紀(jì)70、80年代經(jīng)常暴發(fā)泥石流的深溝，如今已經(jīng)成為東川城區(qū)人民休閑娛樂(lè)的森林公園，成為東川泥石流治理成功的典范之一，引來(lái)眾多專家學(xué)者的考察學(xué)習(xí)。清水區(qū)治理形成“治理與自然景觀開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合”的泥石流治理模式(圖3)。

圖3 深溝流通區(qū)泥石流治理模式Fig.3 Control pattern of debris flow in circulation area of Shengou valley

3.3 堆積區(qū)治理與保護(hù)城鎮(zhèn)、開(kāi)發(fā)利用河灘地相結(jié)合的泥石流治理模式

對(duì)堆積區(qū)的治理主要以保護(hù)城鎮(zhèn)建設(shè)、減少泥石流的危險(xiǎn)度、開(kāi)發(fā)利用河灘地、加大人居環(huán)境建設(shè)為目的，形成了“治理與保護(hù)城鎮(zhèn)、開(kāi)發(fā)利用河灘地相結(jié)合”的泥石流堆積區(qū)治理模式(圖4)。

圖4 深溝堆積區(qū)治理模式圖Fig.4 Control pattern of debris flow in accumulation area of Shengou valley

4 結(jié)論與討論

(1)深溝泥石流針對(duì)清水區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)三個(gè)不同功能分區(qū)進(jìn)行綜合治理，形成了明顯的清水區(qū)“治理與預(yù)防相結(jié)合”、流通區(qū)“治理與自然景觀資源開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合”、堆積區(qū)“治理與保護(hù)城鎮(zhèn)、開(kāi)發(fā)利用河灘地相結(jié)合”的泥石流分區(qū)治理模式。

(2)東川深溝泥石流分區(qū)治理模式有效地降低深溝泥石流災(zāi)害暴發(fā)的頻率和泥石流暴發(fā)帶來(lái)的災(zāi)害程度，降低了泥石流對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成的威脅。

致 謝:承蒙導(dǎo)師:西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系陳奇伯教授悉心指導(dǎo)，本文寫(xiě)作過(guò)程中得到中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所胡凱衡、洪勇老師的大力支持和幫助，統(tǒng)志于此，一并感謝。

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