廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)泥石流形成條件與啟動機理研究

■譚寧

（廣東省有色礦山地質災害防治中心 廣東廣州 510000）

廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)泥石流形成條件與啟動機理研究

■譚寧

（廣東省有色礦山地質災害防治中心 廣東廣州 510000）

廣東省興寧市鐵山嶂是一座有數(shù)十年歷史的老礦山，礦區(qū)棄土棄渣體積大、溝谷數(shù)量多，致使泥石流活動頻繁、破壞嚴重、防治困難，威脅著下部溝道兩側人民生命財產(chǎn)安全。通過對礦區(qū)泥石流溝的特征等分析，得出了其形成的原因，并提出相應的減災對策，便于今后了解該類泥石流的形成，提高對礦區(qū)泥石流的防治意識并制定正確有效的修復對策，從而達到防災減災的目的。

礦山泥石流成因分析

1 引言

廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)特大型泥石流位于廣東省興寧市合水鎮(zhèn)上官村，地理坐標為東經(jīng)115°47′41″～115°48′34″，北緯24°20′29″～24°21′09″。該礦區(qū)一直存在礦山開采不規(guī)范排土、隨意丟棄廢土現(xiàn)象，導致礦區(qū)范圍內(nèi)邊坡及溝谷邊上形成了松散堆積體邊坡。在2013年8月第十一號臺風“尤特”的作用下，該礦區(qū)發(fā)生了特大泥石流災害，造成之前修建的擋土壩和沉泥庫庫壩淤積，致使區(qū)域已有攔擋壩處于極危險狀態(tài)。嚴重威脅著下游4個行政村2173人的人身財產(chǎn)安全，并間接威脅著雙溪口下游3431人的正常生活和生產(chǎn)秩序。

2 鐵山嶂礦區(qū)泥石流形成條件分析

2.1 地形地貌及溝谷條件

按溝谷各段功能類型及地形特征，結合溝谷縱坡降和已有防治工程等特點，將鐵山嶂礦區(qū)溝谷劃分為形成區(qū)、流通堆積區(qū)、次流通堆積區(qū)共三個區(qū)。

2.2 物源條件

鐵山嶂礦區(qū)棄填土堆積邊坡主要為鐵山嶂礦區(qū)內(nèi)不規(guī)范開采及民采隨意堆放的放棄渣組成的一系列松散堆積體邊坡。據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)統(tǒng)計，溝域內(nèi)人工棄、填堆積固體物源總量為286.81萬m3；溝道堆積固體物源總量為648.27萬m3。故廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)特大型泥石流松散固體物源總量為935.17萬m3，可參與泥石流活動的動儲量為98.77萬m3，但是這些物源并非同時參與一次泥石流活動。

2.3 水源條件

廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)特大型泥石流溝谷匯水面積達4.99km2，兩岸邊坡均較陡峭，且形成區(qū)面積廣大，地表縱坡降較大，有利于地表降水的徑流和匯集，水流匯流時間短，這些因素為該溝泥石流的形成提供了有利的水源條件。

表1 鐵山嶂礦區(qū)溝谷泥石流分區(qū)特征

3 鐵山嶂礦區(qū)泥石流形成機制分析

3.1 誘發(fā)因素

3.1.1 充分的水源條件

降雨是泥石流發(fā)生的主要誘發(fā)和動力因素，根據(jù)當?shù)亟邓Y料顯示，區(qū)內(nèi)降雨集中，5～10月降雨量占全年雨量80%，同時由于受山區(qū)地形的影響，降水量的垂直分布特別明顯，短時間強降雨作用而迅速形成地表徑流，匯集到溝道，沖刷溝道及兩岸的松散固體物質，啟動松散固體物質參與運動而形成泥石流。

3.1.2 豐富的物源補給

流域現(xiàn)存大規(guī)模礦山棄渣不穩(wěn)定邊坡，在強降雨作用下，裸露地表迅速匯流形成強大的水動力條件，將失穩(wěn)礦渣邊坡坡腳及表層松散物質不斷向溝道遷移，主要集中在上述流通堆積區(qū)內(nèi)，使得溝谷內(nèi)的松散固體物質在溝道內(nèi)得到長期累積，棄填土體與溝道堆積物為泥石流形成準備了豐富的固體物質。

3.1.3 適宜的地形地貌條件

地形條件是泥石流形成的一個重要因素，通過對廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)特大型泥石流溝谷特征的調查，形成區(qū)溝源山體受礦山開采影響，地形較陡且開采區(qū)多呈裸露邊坡，礦山棄渣邊坡在無支擋措施下隨意堆放，構成了泥石流形成的部分物源條件。由于流通堆積區(qū)溝谷較寬，受前期修筑的攔擋壩影響，因而泥石流在流通下泄的過程中沿途不斷堆積，導致在流通堆積區(qū)內(nèi)兩個較大的攔擋壩前河道與沉泥庫淤堵。

綜上所述，以上方面是廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)特大型泥石流形成發(fā)展的主要因素，各個因素相輔相成、相互促進，在這些因素和條件相互作用下，遇到暴雨甚至大暴雨來臨時，具有再次發(fā)生致災性泥石流的可能性。

4 泥石流防治工程建議

通過現(xiàn)場勘查，廣東省興寧市鐵山嶂礦區(qū)特大型泥石流區(qū)域在暴雨狀況下再次發(fā)生泥石流的可能性極大。因此，急需對該泥石流災害進行工程治理。結合該特大型泥石流的形成特點、地形地貌、物源特征及威脅破壞特征，建議采用被動防護措施進行工程治理：

治理方案：以攔擋壩為主形成區(qū)截，分多級攔擋，在現(xiàn)有泥石流流通區(qū)狹長溝道內(nèi)，選取多處地形較狹窄位置設置攔擋壩，攔擋壩截面形式可選用梯形壩，壩高不宜超過5m，上部設置有泄水孔，溢洪道，從而實現(xiàn)對整個區(qū)域分級支擋。

5 結語

礦山泥石流是一種特殊的地質災害，它的發(fā)生發(fā)展既有自然因素的影響，更多的是受人為因素的影響，兩者相互作用，活動頻繁，規(guī)模巨大，成因復雜，防治困難。常年的棄土棄渣以及溝谷深切，山高坡陡，為泥石流形成和運動提供了物質來源及動力條件，一旦下游淤積泥石過多，必進入東川城區(qū)危及人民生命財產(chǎn)。因此，各部門必須攜起手來，采取各種措施對城區(qū)后山泥石流進行預防及治理，從根本治起，實行顧全大局兼顧局部，保持整個生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

[1]楊富全，劉鋒，柴鳳梅等.新疆阿爾泰鐵礦：地質特征、時空分布及成礦作用 [J].礦床地質，2011（04）：575-598.

[2]楊富全，劉鋒，柴鳳梅等.新疆阿爾泰鐵礦成礦流體及成礦過程 [J].地球科學與環(huán)境學報，2012（03）：17-31.

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1000-405X（2015）-10-110-1