西昌市西河沖刷成因及防治措施

夏春蘭

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程系，成都，611130)

西昌市西河沖刷成因及防治措施

夏春蘭

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程系，成都，611130)

從西河河道沖刷現(xiàn)狀出發(fā)，初步分析了造成河道下切的原因主要為泥石流災(zāi)害，進(jìn)一步分析泥石流的形成條件，包括水文氣象、地質(zhì)地貌和人為因素。對(duì)西河泥石流的治理，提出以工程措施為主、生物措施為輔、組織管理保障實(shí)施的防治思路。

西河 沖刷 泥石流 防治措施 西昌市

1 西河沖刷現(xiàn)狀

西河為海河右岸一級(jí)支流、安寧河二級(jí)支流，發(fā)源于喜德縣紅毛梁子西坡，流向西北～東南。西河?xùn)|側(cè)與東河毗鄰且干流基本平行，西側(cè)與蔣家溝接壤。西河流經(jīng)西昌市區(qū)于刁家灣匯入海河，全流域面積215.9km2，河長30.2km，河道平均坡降為37.4‰。目前西河城區(qū)附近河道下切變形嚴(yán)重，造成岸坡及岸坡上建筑垮塌，給兩岸居民的生產(chǎn)生活帶來巨大威脅。

近年來，西河在西昌市附近河段逐步修建有攔淤壩、攔沙坎多處，在一定程度上減緩了河道下切變形，但因各個(gè)攔淤壩、攔沙坎相距較遠(yuǎn)，致使河床與堤岸仍存在嚴(yán)重沖刷現(xiàn)象。局部河床強(qiáng)烈下蝕，使沿河兩岸堤岸基礎(chǔ)暴露，穩(wěn)定性差，嚴(yán)重威脅沿河兩岸和城市防洪安全，不利于社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

2 沖刷成因剖析

西河泥石流災(zāi)害及其獨(dú)特的地層巖性為沖刷提供了有利條件。西河在歷史上就是一條間歇性泥石流溝，洪水過境常攜帶大量泥沙，形成稀性泥石流，侵蝕性強(qiáng)、破壞性大，近年來曾多次發(fā)生；另外由于河流縱坡較陡，河床由半固結(jié)的第三系上新統(tǒng)昔格達(dá)組組成，巖性軟弱，抗沖刷能力很差，汛期洪水沖刷極易造成河床強(qiáng)烈下蝕和河岸坍塌。

泥石流的形成與發(fā)育必須具備三個(gè)基本條件：(1)有利的地形地貌基礎(chǔ)；(2)豐富的補(bǔ)給物質(zhì)條件；(3)有適當(dāng)?shù)慕涤晁醇ぐl(fā)。西昌市獨(dú)特的水文氣象、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌、不規(guī)范的人類活動(dòng)，使水土流失加劇，為西昌市西河泥石流災(zāi)害的形成和發(fā)展提供了條件。

2.1 水文氣候條件

西昌屬亞熱帶季風(fēng)氣候，具有亞熱帶高原山地立體氣候特征，干濕季分明，降雨集中在6～10月份，多年平均降雨量為1013.1mm，雨季5個(gè)月降雨量占全年降雨量的85%～92%，其中又以7、8、9三個(gè)月降雨最為集中。流域內(nèi)海拔高差大，具有亞熱帶高原山地的立體氣候，海拔每增加100m，降雨量增加30mm。

西昌市境內(nèi)每年均有形成災(zāi)害的天氣過程，根據(jù)觀測資料表明，在雨季土壤過濕的狀態(tài)下連續(xù)三日降水總量>50mm，就有可能形成泥石流災(zāi)害。5～10月連續(xù)三天降水量>50mm的次數(shù)西昌5.2次，當(dāng)H24>80mm時(shí)，就有可能發(fā)生大規(guī)模的泥石流。

多年的氣候資料和防汛記載表明，西昌市境內(nèi)平均每年有4～6次可能形成泥石流災(zāi)害的天氣過程。如1985年7月7、8、9日，東河上游區(qū)域每日最大降水量分別為94mm，51.2mm、46.3mm，這次陣發(fā)性集中暴雨導(dǎo)致東河水位猛漲，洪水?dāng)y帶大量的泥沙、塊石進(jìn)入下游，沖毀東河防洪堤，洪水、泥石流沖淤西昌，致使州政府等大面積地方被洪水淹沒、泥沙淤填，損失慘重。1998年7月2～5日，佑君鎮(zhèn)保城河連續(xù)降雨，形成泥石流，沖毀河堤1000多m，沖毀房屋874間，毀滅耕地227.93hm2，河床平均淤沙厚度達(dá)3m，佑君鎮(zhèn)街面淤沙厚1.2m，造成直接經(jīng)濟(jì)損失5000多萬元。

2.2 地質(zhì)條件

2.2.1 地形地貌

西昌處于青藏高原東緣，屬橫斷山區(qū)，主要山脈與安寧河近南北向相向展布，地勢(shì)北高南低，以安寧河為界，西為大雪山系，東屬大涼山系，海拔1500m～4000m，以侵蝕構(gòu)造高山為主。以安寧河南北展布的條帶狀斷陷河谷平原，河谷寬3km～7km，最寬達(dá)11km，河漫灘及一級(jí)階地連續(xù)分布，二級(jí)階地及冰水扇群在黃聯(lián)關(guān)以南連續(xù)分布，黃聯(lián)關(guān)以北分布不廣，Ⅲ-Ⅴ階地零星分布。西昌盆地位于西昌市東側(cè)，長18km～20km，寬5km～8km，總面積約108km2；盆周被滬山、小花山環(huán)繞，盆地內(nèi)由東河、西河形成的全新統(tǒng)沖積扇組成，扇前最低高程1510m，盆地西北峽口寬僅1.5km，與安寧河斷陷平原接壤。

2.2.2 地層巖性

受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制，西昌市西河及附近出露的地層較單一，主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)及第三系上新統(tǒng)昔格達(dá)組(N2x)。

2.2.2.1 第四系沖洪積層(Q4a-pl)，廣泛分布于西昌市西河所在的河床、漫灘及沖洪積階地，由含土漂卵礫石層組成。根據(jù)攀西地質(zhì)大隊(duì)勘探資料，該層最大厚度大于50m，所含土質(zhì)為泥沙，含量9%～15%；砂多為粉細(xì)砂，含砂量約10%～17%；卵礫石多為次棱角狀，巖性以砂巖、粉砂巖等為主。河床及漫灘中含土漂卵礫石層結(jié)構(gòu)較松散，局部具架空結(jié)構(gòu)，固結(jié)程度差。階地堆積中的含土漂卵礫石層結(jié)構(gòu)較密實(shí)，固結(jié)度較好。

2.2.2.2 第三系上新統(tǒng)昔格達(dá)組(N2x)，分布于西昌市西河河床及兩岸的岸坡中，為一套河湖相碎屑巖建造，厚度變化極大，最厚達(dá)250m，巖性以半固結(jié)青灰色、淺黃色等粘土質(zhì)頁巖為主。該組地層與工程密切相關(guān)。

2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

工程區(qū)構(gòu)造部位處于川滇南北構(gòu)造帶之二級(jí)構(gòu)造帶——安寧河斷裂帶內(nèi)，西鄰錦屏弧型構(gòu)造帶，東接涼山坳褶斷帶。自前震旦系晉寧運(yùn)動(dòng)以來，本區(qū)發(fā)生了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了以南北向構(gòu)造為主，兼有北西、北東向構(gòu)造交錯(cuò)切割的構(gòu)造框架。

安寧河斷裂帶是本區(qū)主要斷裂構(gòu)造，由東西兩支組成，東支斷裂位于安寧河?xùn)|側(cè)，向北經(jīng)滬沽、小鹽井、紫馬跨至石棉田灣斜接于田灣——公益海斷裂上，向南經(jīng)禮州、西昌沿安寧河?xùn)|側(cè)延伸，經(jīng)德昌至?xí)硪阅?，全長350km，破碎帶寬150m～1000m，由糜棱巖、片巖夾斷層泥組成，具有強(qiáng)烈擠壓兼扭性特征。斷層面總體傾向東，傾角73°～80°，該斷裂具有多期性、繼承性和新生性活動(dòng)特征；冕寧——西昌屬強(qiáng)活動(dòng)段，冕寧——紫馬跨屬中強(qiáng)活動(dòng)段，西昌以南活動(dòng)性減弱。西支斷裂位于安寧河?xùn)|側(cè)，與東支斷裂相距3m～8m，向北經(jīng)冕寧、大橋至冶勒三岔河，向南經(jīng)禮州西側(cè)沿安寧河延伸，經(jīng)德昌、米易至小關(guān)心一帶，全長200km，破碎帶數(shù)十至百余米，斷層面傾向西，傾角72°～76°，大部隱伏于第四系地層之下，活動(dòng)性微弱。

北西向則木河斷裂為“川滇棱形體”的一條邊界斷裂，北端在西昌西寧附近斜接安寧河?xùn)|支斷裂，南端在云南巧家附近與小江斷裂斜接，全長約75km。該斷裂活動(dòng)性強(qiáng)，歷史上發(fā)生過多次強(qiáng)震，最大為1850年9月12日西昌——普格間7.5級(jí)地震，使位于邛海之濱的建昌城沉入海底。

北東向斷裂有南河斷裂和箕洛溝斷裂等，其規(guī)模和活動(dòng)性均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于安寧河?xùn)|支斷裂及則木河斷裂。

綜上所述，安寧河斷裂帶規(guī)模龐大，東支斷裂自全新世以來構(gòu)造變形明顯，與之斜接的北西向則木河斷裂活動(dòng)性強(qiáng)烈，歷史上強(qiáng)震、中強(qiáng)震均集中在這兩條斷裂上，這兩條斷裂是控制本區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性的主要斷裂。根據(jù)國家地震局限1/400萬《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，地震動(dòng)峰值加速度≥0.4g，地震動(dòng)反應(yīng)譜周期值為0.4s，相應(yīng)地震烈度≥Ⅸ度，為高烈度區(qū)，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差。頻繁的地震，使得大量巖體、山體發(fā)生變形、斷裂、巖體破碎，使泥石流暴發(fā)頻繁。

2.2.4 物理地質(zhì)現(xiàn)象

滑坡、崩塌和風(fēng)化為泥石流的形成提供了豐富的固體物源?；轮饕植加谖骱痈闪鲀蓚?cè)高中山區(qū)，以土層及少數(shù)基巖滑坡為主，多為中、淺層滑坡；崩塌為高中山區(qū)臨坡面巖體受構(gòu)造裂隙切割，巖體破碎，在長期重力作用下失穩(wěn)崩落。西昌處于低緯度地區(qū)，雨旱兩季分明，冬暖夏涼，晝夜溫差較大，巖體破碎，風(fēng)化強(qiáng)烈，一般變質(zhì)砂巖和多數(shù)變質(zhì)巖強(qiáng)風(fēng)化深1m～3m，中代泥巖強(qiáng)風(fēng)化深3m～8m，少數(shù)花崗巖、斷層帶內(nèi)的砂泥巖、昔格達(dá)組泥巖風(fēng)化最強(qiáng)烈，強(qiáng)風(fēng)化深達(dá)10m～20m。

西河所處的地質(zhì)背境，在流域內(nèi)廣泛分布的坡殘積層、滑坡和崩塌堆積物、兩岸洪坡積層、溝床內(nèi)洪積與新老泥石流堆積，成為西河泥石流豐富的固體物源。

2.3 人為因素

西河災(zāi)害的人為因素是指人類過度的林木砍伐、毀林開荒造成植被破壞，以及工程建設(shè)項(xiàng)目未考慮水土保持措施，由此造成大面積水土流失。

泥石流的發(fā)生與發(fā)展與植被破壞密切相關(guān)。近30年來西河流域中上游居住的農(nóng)牧民生產(chǎn)方式落后，而這些地帶，坡面的坡度很大，一般都大于25°，由于砍伐與放牧的踐踏，灌叢稀疏，土地板結(jié)，地表沖溝發(fā)育，侵蝕較強(qiáng)烈，加劇了水土流失，易于形成泥石流。

從目前境內(nèi)泥石流的情況估計(jì)，人為毀林開荒和項(xiàng)目建設(shè)所造成的水土流失，占泥石流物源總量的70%左右，而滑坡崩塌堆積物、兩岸洪坡積層等物源，占泥石流總量的30%左右。

3 防治措施建議

3.1 工程措施

3.1.1 攔擋工程

鑒于西河目前河道下切變形嚴(yán)重，為保證河道穩(wěn)定，防止河床繼續(xù)下切退蝕，建議在河道上修建密集的梯級(jí)攔擋工程。攔擋工程不建議修建高大水工建筑，宜采用相對(duì)低矮的攔擋建筑，如頂高高出河床約50cm左右的抗沖底坎；同時(shí)攔擋工程區(qū)間間距不宜過大，平均間隔300m～500m為宜，以完善河段治理體系，避免造成區(qū)間防護(hù)漏洞。該類工程措施主要功用為防止河道下切，因勢(shì)利導(dǎo)，能擋則擋，反之則放，對(duì)泥石流過境無形態(tài)上的束縛和管制；局部適當(dāng)修復(fù)河床、降低河床比降，使水流趨于平緩，降低其沖刷、淘蝕作用。

3.1.2 防護(hù)工程

西河城區(qū)兩岸已修建堤防，但由于堤防工程不連續(xù)，局部存在防護(hù)漏洞，同時(shí)河道下切變形，河床與堤岸存在嚴(yán)重沖刷現(xiàn)象，局部河床強(qiáng)烈下蝕，加上河道強(qiáng)烈的側(cè)向侵蝕作用，使沿河兩岸部分堤岸基礎(chǔ)暴露。因此，對(duì)西河泥石流治理除修建橫向攔擋工程外，還應(yīng)結(jié)合縱向防護(hù)工程一起進(jìn)行。防護(hù)工程主要以城區(qū)河段岸坡防洪工程為主，主要措施為完善防護(hù)體系，修復(fù)破壞堤防，加大基礎(chǔ)埋深，穩(wěn)固岸坡或堤岸，保障沿岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.1.3 停淤工程

在泥石流溝道出口有條件的地方修建停淤壩構(gòu)建停淤場，以減小泥石流規(guī)模，使其轉(zhuǎn)為挾沙洪流，降低對(duì)下游的危害。根據(jù)泥石流運(yùn)動(dòng)特征和地形條件，將泥石流引入停淤場，使其自然減速后淤積。為了增大停淤量，停淤場場地要開闊，并且要有合適的縱向坡度。

3.2 生物措施

生物措施主要集中在河道中上游，利用植被對(duì)地表土有滯洪固土、截流雨水的作用，防止水土流失，削減地表徑流和固體物質(zhì)補(bǔ)給量，從而達(dá)到預(yù)防泥石流的作用。生物防治，目的是抑制地表徑流運(yùn)動(dòng)在坡面造成的水土流失，具體就是在泥石流形成區(qū)，通過營造不同類型的森林，保護(hù)、發(fā)展灌木林和草本植被，提高地表覆蓋率；禁止在泥石流溝中隨意棄土、棄渣、堆放垃圾；在山坡上修建工程時(shí)，要保持邊坡的穩(wěn)定，并且對(duì)施工的棄土、棄渣采取水保措施，不能人為造成水土流失、崩滑等固體物質(zhì)來源。生物措施是對(duì)泥石流形成區(qū)進(jìn)行治本的根本性措施，盡管治理時(shí)間長、見效慢，可一旦成功，就能帶來長期穩(wěn)定的綜合效益，所產(chǎn)生的防治效果非常明顯。生物措施實(shí)施成功后，加以及時(shí)地?fù)嵊芾砗捅Ｗo(hù)，就能長期發(fā)揮作用，并且隨著時(shí)間的推移效果越來越明顯。

3.3 組織管理

組織管理措施在于保證泥石流治理措施的正常實(shí)施和泥石流防治工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。政府部門應(yīng)加強(qiáng)泥石流災(zāi)害宣傳，如廣播及普及防災(zāi)知識(shí)等，加強(qiáng)群眾的防范意識(shí)，保護(hù)好當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，降低泥石流發(fā)生的可能性與危害。另外，頒布社會(huì)行政法令包括用于保護(hù)泥石流治理工程的布告、法令、守則等，嚴(yán)格執(zhí)行“水土保持工程必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用”的“三同時(shí)”制度。

4 結(jié)語

通過對(duì)西昌市西河河道沖刷現(xiàn)狀及成因分析，西河泥石流災(zāi)害是造成河道下切變形嚴(yán)重的主要原因，西昌市獨(dú)特的水文氣象、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌、不規(guī)范的人類活動(dòng)使水土流失加劇，為西昌市西河泥石流災(zāi)害的形成和發(fā)展提供了條件。

對(duì)西河泥石流的治理，建議采用工程措施為主、生物措施為輔、組織管理保障實(shí)施的防治思路。工程措施治理近期的泥石流災(zāi)害，治理工程從攔擋、防護(hù)及停淤著手；生物措施對(duì)泥石流形成區(qū)進(jìn)行根治；組織管理措施保證泥石流治理措施的正常實(shí)施和泥石流防治工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

〔1〕吳 平，鄭文曉.泥石流的形成條件及其防治措施[J].西部探礦工程，2008.

〔2〕康志成.中國泥石流災(zāi)害與防治田[M].北京：科學(xué)出版社，1996.

〔3〕王彥海，江 巍.泥石流的危害與綜合防治[J].災(zāi)害與防治工程，2006，(1).

〔4〕郭 劍.甘孜州南門關(guān)溝泥石流形成條件及防治措施建議.攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào)，2013.

〔5〕趙 健.我國泥石流防治措施研究[J].對(duì)策研究，2007.

〔6〕唐 川.汶川地震區(qū)暴雨滑坡泥石流活動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測[J].山地學(xué)報(bào)，2010.

〔7〕唐曉春.泥石流防治模式的構(gòu)想.中國減災(zāi)，1992.

〔8〕鄧碧云，王亮清，陳劍文.四川雅安市干溪溝泥石流特征及綜合治理研究.安全與環(huán)境工程，2010.

■

TV

B

2095-1809(2016)04-0046-04