獅子嶺泥石流地質(zhì)災(zāi)害成因機制初步分析

廖濤 羅治勇 黃淼

（湖南省地質(zhì)科學(xué)研究院 湖南長沙 410007）

獅子嶺泥石流地質(zhì)災(zāi)害成因機制初步分析

廖濤 羅治勇 黃淼

（湖南省地質(zhì)科學(xué)研究院 湖南長沙 410007）

獅子嶺泥石流位于湖南省永州市藍山縣，在綜合分析已有資料的基礎(chǔ)上，對泥石流成因機制進行初步分析。同時運用數(shù)量化評分法，評價了泥石流易發(fā)程度，并根據(jù)泥石流的特點，擬定泥石流綜合治理方案，對類似地質(zhì)災(zāi)害防治具有借鑒意義。

獅子嶺；泥石流；地質(zhì)災(zāi)害

泥石流概況

2013年8月16日，藍山縣受臺風(fēng)“尤特”外圍云系影響出現(xiàn)強降雨，8月15日08時至19日08時藍山縣氣象站記錄的過程降雨量為244.5mm，南部山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均在350mm以上，其中竹林降水量達647.6mm，創(chuàng)歷史極值，為百年罕見。此次強降雨過程引發(fā)51處地質(zhì)災(zāi)害隱患，其中泥石流15處，直接經(jīng)濟損失高達1298萬元，為藍山縣已發(fā)生災(zāi)害危害最嚴重的災(zāi)種。通過不同時期發(fā)生的泥石流成因機制進行分析研究，為今后泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治提供可參考的建議。

泥石流地質(zhì)災(zāi)害點位于永州市藍山縣西南部所城鎮(zhèn)山田村12、13、15 組獅子嶺，地理坐標經(jīng)度：112°08′12″緯度：25°14′09″。距離藍山縣城距離約20km，災(zāi)害點有鄉(xiāng)村道路與S216省道相連，從省道到災(zāi)區(qū)距離約2km，交通較為便利。

1 泥石流發(fā)育特征

據(jù)調(diào)查獅子山泥石流按流域形態(tài)分類屬于標準型泥石流，按物質(zhì)組成分類屬于泥石型泥石流，災(zāi)害體規(guī)模為小型。主溝全長2.4km，平均縱坡236.7‰，形成區(qū)山體坡面陡峭，谷坡25～50°，下雨時有臨時匯集溪流，覆蓋層主要是花崗閃長巖風(fēng)化層，坡體上有灌木及小型低矮喬木生長；下部溪溝兩側(cè)坡度稍緩，坡角10～20°，沖溝發(fā)育，覆蓋層為第四系砂礫巖層，坡體上植被以灌木、香樟、楠竹為主。

受2013年8月臺風(fēng)“尤特”影響，區(qū)域內(nèi)發(fā)生連續(xù)高強度暴雨，引發(fā)山體發(fā)生多處滑坡、崩塌，于滑坡下方?jīng)_溝處形成兩級堰塞湖，隨著堰塞湖內(nèi)水量增多，堰塞湖發(fā)生潰堤，引發(fā)泥石流（圖1）。泥石流物質(zhì)組成中粘土成分占40%，沙礫與巨石占60%，其中直徑超過0.5m的石塊占總礫石的一半以上，部分巨石直徑達5m，礫石以破碎的花崗巖為主，充填淤塞與原溪溝中，堆積高度1～3m。石塊堆積寬度上游較窄，寬度30m左右，往下部逐漸散開，堆積最嚴重區(qū)域，寬度約50m，一直到山田村獅子嶺坡度較緩處寬度約70m，再往下游逐漸以泥沙堆積為主。泥石流物源量巨大，沖出流向北東的溪溝河道，溢流到北西側(cè)居民區(qū)，溝口扇形長270m，扇面沖淤變幅1m，扇寬300m，擴散角50°，沖出方量12000m3。

圖1 獅子嶺泥石流形成過程示意圖

2 泥石流形成機制

2.1 物源條件

2.1.1 地層巖性

2.1.2 地質(zhì)構(gòu)造

災(zāi)害點處位于南嶺緯向復(fù)雜構(gòu)造帶中東段，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育較晚。在災(zāi)害區(qū)褶皺不發(fā)育，但有所城-大橋逆斷層呈南北方向展布，長度超過40km，北段切割寒武系地層，中段切割泥盆系地層，南端切割印支期花崗巖體，斷層局部可見強烈破碎現(xiàn)象，并發(fā)育大量角礫巖。

2.2 水動力條件

經(jīng)查閱藍山縣年降雨量等值線圖可知獅子嶺泥石流年降雨量為1350～1400mm，2013年8月15日～8月19日受臺風(fēng)“尤特”影響，發(fā)生連續(xù)強降雨，降雨量達350mm以上。獅子嶺泥石流匯水面積約0.35km2，災(zāi)害點范圍屬于舜水流域，水系發(fā)育，流經(jīng)災(zāi)害點的溪溝為常年性水流，發(fā)源于獅子嶺山間，在山區(qū)坡降較大，水流較快，在災(zāi)害點村莊處坡降減小，流速減慢，最終匯入舜水。溪水流量與關(guān)系密切，同步性強。

地下水主要是花崗巖裂隙水與碳酸鹽巖裂隙溶洞水，水位、流量、水化學(xué)成分等隨季節(jié)、降水變化明顯，以大氣降水滲入補給為主，地下水的徑流主要是受地形因素控制，其徑流方向總體由西往東滲流。

2.3 地形條件

獅子嶺泥石流為南嶺山系中段，屬剝蝕中山地貌，總體地勢西高東低，最高點為山田村西側(cè)獅子嶺山峰，海拔標高1000.4m，最低點為山下河谷平地，海拔標高430.2m，最大相對高差570m（圖2）。

圖2 獅子嶺泥石流三維模型

本區(qū)西部山地以花崗閃長巖體為主，山勢陡峭，溝谷狹長，“V”形谷發(fā)育，自然斜坡坡度大于40°，地形切割強烈，地形條件對泥石流地質(zhì)災(zāi)害的形成極為有利。溝床比降起著能量控制作用，本區(qū)流域高差大，溝床的比降和坡面的坡度大，形成泥石流的動力條件優(yōu)越。形成區(qū)山體坡度較陡，高差約400m，主溝平均坡降為484.3‰；流通區(qū)地形相對較緩，高差約160m，主溝平均坡降為150.2‰；堆積區(qū)地勢平坦，高差約為10m。

綜上所述，可以得知獅子嶺泥石流主要形成原因如下：

（1）連續(xù)強降雨是該泥石流形成的主要原因。

（2）地形地貌條件是形成泥石流的重要原因，形成區(qū)為扇形漏斗狀地形，周圍山高坡陡，地勢陡峻，地形有利于降水和碎屑物質(zhì)的集中。

（3）構(gòu)造和巖性有利于泥石流的形成。形成區(qū)有一斷層通過，造成巖石破碎；疏松的第四系殘積層厚度大，母巖為印支期花崗閃長巖，巖體裂隙發(fā)育，形成了豐富的固體物質(zhì)來源。

3 泥石流易發(fā)性評價

在實地勘測基礎(chǔ)上，運用泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評分法對獅子嶺泥石流的易發(fā)程度進行分析評價，依據(jù)《泥石流地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0220-2006）中泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化評分表并結(jié)合現(xiàn)場情況對泥石流各影響因素驚醒逐一調(diào)查、判定打分，打分結(jié)果詳見表1。

表1 獅子嶺泥石流易發(fā)程度數(shù)量化評分表

根據(jù)表1可得知，獅子嶺泥石流溝數(shù)量化標準評分為83分，該泥石流屬于低易發(fā)泥石流。

4 泥石流治理措施建議

獅子嶺泥石流溝中上游物源區(qū)和流通區(qū)切割作用強烈，在山溝中上游設(shè)置攔泥壩，分級攔擋流通區(qū)泥石流中的泥砂和碎石，以及對泥石流有消能等功能；對位于流通區(qū)內(nèi)溪溝兩側(cè)居民采用搬遷避讓措施，使居民遠離泥石流災(zāi)害威脅。該工程治理包括溪溝疏浚、攔擋壩、棑導(dǎo)槽三項工程。以下將各工程措施分別介紹：

4.1 溪溝疏浚

獅子嶺泥石流的堆積位于地勢較平緩的居民區(qū)和農(nóng)田中，原有的溪溝已堆滿廢石廢土，堆積物方量約5萬m3，溪溝已改道。因此在泥石流治理工程實施前需對泥石流堆積區(qū)進行廢石廢土清除外運。

4.2 攔擋壩工程

攔擋工程是用以控制組成泥石流的固體物質(zhì)和雨洪徑流，削弱泥石流的流量、下泄總量和能量，減少泥石流對下游經(jīng)濟建設(shè)工程沖刷、撞擊和淤積等危害的工程設(shè)施。擬在泥石流形成區(qū)獅子嶺山峰下部與獅子嶺居民區(qū)中間水道設(shè)計兩級攔砂壩，共2座，規(guī)格相同，擋渣壩高5m，長50m，壩頂寬2m，底寬5m，基礎(chǔ)深3m。采用漿砌石結(jié)構(gòu)，壩體建筑過程中預(yù)留泄水孔以泄水，可用PVC膠管鋪設(shè)，孔徑約10cm，斜度15°，間隔1.5m梅花狀分布，施工時兩端與山體接合處挖楔形槽。

4.3 棑導(dǎo)槽工程

為保持溝谷地表水排泄暢通，減輕溪溝的沖刷、側(cè)蝕作用，擬在2級攔砂壩之間及下方修建排水溝，通過山田村獅子嶺村民聚居地。棑導(dǎo)槽用漿砌片石修筑，總長1800m，寬5m，拐角處及穿過居民區(qū)的部位采用3.5m高護岸墻，長度約1600m，其余地段采用2.5m高護岸墻，長度約2000m。采用C15混凝土抹底，寬3m，厚度30cm。

5 結(jié)語

通過對獅子嶺泥石流的成因機制分析可得出以下結(jié)論：

（1）通過對已有資料分析及結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查實際情況，該泥石流按流域形態(tài)分類屬于標準型泥石流，按物質(zhì)組成分類屬于泥石型泥石流，災(zāi)害體規(guī)模為小型泥石流。

（2）通過多因素綜合分析，對泥石流成因機制有了初步分析，獅子嶺泥石流為地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、氣象水文等條件因素共同作用的結(jié)果。

[1]劉漢光，邱建民，劉光輝，等.天臺縣小流域泥石流地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成因剖析及對策思考[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2015（2）：358.

[2]張 順.山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成因與防治措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（15）：257.

P642.23

A

1004-7344（2016）10-0208-02

2016-3-18

廖濤（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水工環(huán)地質(zhì)方面的工作。