遷安市紅峪口庵子溝泥石流災(zāi)害特征及防治建議

楊學(xué)亮，殷文靜，李演，王 琪，付金明

(1.河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021;2.河北省地礦局第四水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，河北 滄州061000)

庵子溝泥石流溝截止目前已發(fā)生過2次較大的泥石流，一次為1979年7月，大暴雨引發(fā)水石流，在溝口處形成長120 m，寬50 m的扇形堆積。毀壞房屋40余間，死亡4人，損失牲畜160余頭，毀壞耕地60余畝，損壞橋梁兩座，造成嚴(yán)重?fù)p失。另一次為2011年7月25日，溝內(nèi)道路被嚴(yán)重沖毀。最大水位深2.5 m，溝谷內(nèi)大量農(nóng)田被毀，沒有沙石涌出溝口，沒有造成人員傷亡。兩次泥石流間隔32年，該泥石流為中型、低頻泥石流。

1 地形、氣候、暴雨特征

庵子溝距遷安市約28 km。屬于以碳酸巖為主的丘陵小區(qū)，海拔高程為167～532 m，相對高差365 m，山體走向近東西向，一般溝兩側(cè)地形坡度在 30°～45°之間，局部大于 60°，多為“V”型谷，局部成“U”型。流域面積達(dá) 1.78 km2，匯水面積約1.7 km2，主溝整體長 2.046 km，平均溝床縱比降約171‰，主溝和支溝又由多條小支溝組成，支溝分布在中上游部位，呈樹枝狀。岸坡基巖裸露較少，植被覆蓋率較高，大約70% ～90%。

庵子溝屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。多年平均氣溫10.1℃，最高氣溫 38.9℃，最低氣溫 -28.2℃。多年平均降水量689.3 mm，降水多集中在 6～8月份，平均值為 515.8 mm，占全年降雨量的74.8%。24小時(shí)、1小時(shí)、10分鐘雨量及設(shè)計(jì)頻率的時(shí)段雨量和設(shè)計(jì)頻率的暴雨雨力分別詳見表1。

2 地層巖性

區(qū)內(nèi)主要出露地層有中元古界長城系(Chg3-4);古生界寒武系(∈2);中生界侏羅系中統(tǒng)(J2)。溝谷內(nèi)、坡面上覆蓋有第四系沖洪積層(Q3al+pl)、殘坡積層(Q4el+dl)

中元古界長城系巖性為灰質(zhì)白云巖和泥質(zhì)白云巖;古生界寒武系巖性為灰?guī)r、白云巖。中生界侏羅系中統(tǒng)主要巖性為紫紅色細(xì)砂巖和褐紫色含礫火山巖屑砂巖。新生界全新統(tǒng)主要分布于溝谷及兩側(cè)，溝谷巖性主要為沖洪積的砂礫石，溝谷兩側(cè)緩坡主要為松散坡積物，以碎石土為主。

表1 庵子溝不同設(shè)計(jì)頻率的降雨量表

3 泥石流分區(qū)特征

庵子溝泥石流為溝谷型泥石流。分為形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)，見圖 1[2]。

圖1 庵子溝泥石流分區(qū)圖

3.1 形成區(qū)特征

形成區(qū)大致以溝頭分水嶺至主溝支溝交匯處，形狀呈橢圓形，該區(qū)面積為 1.50 km2，占泥石流流域總面積的84.3%，地勢較高，海拔高程在208～532 m之間。形成區(qū)主溝長度為 1 350 m，縱坡坡比 201‰，局部較緩處縱坡比181‰，最大坡比約305‰。形成區(qū)支溝發(fā)育，縱坡比一般在300‰～400‰間，從四周向中部匯流現(xiàn)象明顯，暴雨后，支溝內(nèi)松散物大量向主溝匯集，并沿溝堆積，溝兩側(cè)坡度較大，在35°～45°之間。山坡巖體由下伏古生界寒武系白云巖和中生界侏羅系中統(tǒng)紫紅色細(xì)砂巖組成，發(fā)育有多組節(jié)理，上覆厚度0.2～1.5 m的第四系殘坡積層角礫碎石土。坡面植被發(fā)育，主要有松樹和灌木，覆蓋率達(dá)85%以上。

3.2 流通區(qū)特征

流通區(qū)大致在主支溝交匯處至溝口，形狀呈條帶型，該流通區(qū)較短，總長約500 m。該段面積為0.25 km2，占泥石流流域總面積的14.0%，海拔高程在174～208 m之間，總體縱坡坡比69‰，局部最大可達(dá)到121‰，上游修建多座攔渣壩，坡度較緩。流通區(qū)無支溝發(fā)育，匯流現(xiàn)象不明顯，溝道無堵塞現(xiàn)象。泥痕高度約1.2 m。溝谷局部有寬緩較平坦地段，洪積物厚度較大，沒有滑坡、崩塌等不良地質(zhì)災(zāi)害。兩岸地形基本對稱，基巖偶有裸露，植被以喬木、灌木為主，草本植物發(fā)育，植被覆蓋程度約80%。

3.3 堆積區(qū)特征

堆積區(qū)堆積扇地不發(fā)育，基本順溝堆積，堆積區(qū)與流通區(qū)分界線位于溝口至居民生活區(qū)一帶，植被不發(fā)育，覆蓋率在15%左右，區(qū)內(nèi)人類工程活動較多，有道路、房屋、超市等。該區(qū)面積為0.03 km2，占泥石流流域總面積的1.7%，海拔高程在158～174 m之間，地勢平坦，縱坡比28‰。

3.4 主要物源特征

通過實(shí)地調(diào)查，泥石流溝的物源主要有溝谷內(nèi)第四系松散堆積物、河水沖洪積物及棄渣。其中沖積洪物源分布于流通區(qū)和形成區(qū)大部分;第四系松散堆積物在溝谷底部及兩側(cè)都有分布;棄渣分布在形成區(qū)?？偽镌戳繛?9.97×104m3，可啟動物源量為3.37×104m3。各種物源及物源量見表2。

4 泥石流災(zāi)害防治

4.1 防治工程安全等級

根據(jù)該泥石流的類型、規(guī)模、活動情況和危害程度，綜合確定防治主體工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。泥石流防治工程安全等級為三級[1]。

表2 庵子溝泥石流物源量調(diào)查表

4.2 防治工程方案

從泥石流溝谷分區(qū)特征看，形成區(qū)面積大，雖然該段溝有多條干砌石攔渣壩，經(jīng)過近20年洪水於積，大部分壩內(nèi)容量有限，在形成區(qū)適宜布置攔擋工程固源;流通區(qū)堆積物主要是溝谷中沖洪積物，溝道坡降較小，適宜布置攔擋工程，將泥石流中的碎石攔擋在出山口之上;而溝口以外縱長較短，建設(shè)工程較多，已經(jīng)建有排導(dǎo)、保護(hù)性工程，這些工程能夠起到排導(dǎo)和保護(hù)作用，故不再設(shè)置排導(dǎo)工程。因此確定本泥石流溝的治理工程在形成區(qū)、流通區(qū)布置攔擋工程。因此本次治理方案是“以攔為主”[3]。

4.2.1 攔擋壩

攔擋壩擬在形成區(qū)修建4座(主支溝各兩座)，流通區(qū)出口處上游150 m處修建一座，均為透水漿砌石壩，選擇在該處建壩的原則為:1)壩址選擇在兩側(cè)坡體穩(wěn)定、基巖出露、堅(jiān)固完整的地段，2)選擇在上游平坦開闊區(qū)的頸部，陡坡陡岸的上游，盡量加大攔淤庫容，3)選擇在一、二號物源堆積體和棄渣的下部，4)選擇在能較好的控制泥石流主溝與支溝活動的溝谷地段，5)分級攔擋，將大部分物源攔擋在溝內(nèi)。各攔渣壩的設(shè)置部位為:

1#壩:泥石流溝口上游150 m處，該處原有干砌石透水壩一座，溝谷中大量物源有可能在下一次泥石流過程中被沖出溝口，擬建壩長29 m，有效壩高2 m，最大回淤長度約125 m，最大攔擋量約 0.47萬 m3。

2#壩:在主溝石門處擬建透水壩1座，該處下游溝縱坡比較大，上游溝縱坡較小，溝谷較窄。有效壩高2 m，壩長26 m。最大回淤長度約100 m，最大攔擋量約0.52萬 m3。

3#壩:在主溝上游，距云罩庵約100 m處，有效壩高2 m，壩長15 m，最大回淤長度約90 m，最大攔擋量約0.14萬 m3。

4#壩:在入支溝溝口上游50 m處，該處溝谷較窄，兩側(cè)基巖出露，對上游攔截后的物源再次攔截，盡可能的將泥石流溝物源攔截在溝谷中。擬建壩長13 m，有效壩高3 m，最大回淤長度約50 m，最大攔擋量約0.28萬 m3。

5#壩:在支溝中上游1號物源體下游60 m處，該處溝谷較窄，兩側(cè)基巖出露，可有效攔截溝谷中沖洪積物和坡面松散堆積物源。擬建壩長17 m，有效壩高3 m，最大回淤長度約70 m，最大攔擋量約 0.23萬 m3。

4.2.2 擋土墻

對溝谷中主要物源進(jìn)行防護(hù)。在棄渣和一號、二號物源前緣修建擋墻，防止其物源流入溝谷中。

5 結(jié)語

通過該治理工程的實(shí)施，區(qū)內(nèi)泥石流災(zāi)害隱患的危險(xiǎn)性在一定程度上得以緩解，消除了泥石流對當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚?cái)產(chǎn)安全的威脅，使區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境得到改善。

[1]DZ/T0220-2006，泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范.

[2]楊學(xué)亮，殷文靜，李建錄，等.遷安市五重安鄉(xiāng)紅峪口村庵子溝中型泥石流勘查.2012.

[3]楊學(xué)亮，殷文靜，李建錄，等.遷安市五重安鄉(xiāng)紅峪口村庵子溝中型泥石流可行性研究報(bào)告.2012.