清平鄉(xiāng)羅家溝泥石流基本特征調(diào)查及治理方案分析

周 兵（重慶市巴南區(qū)國(guó)土資源管理分局，重慶市巴南區(qū)401320）

清平鄉(xiāng)羅家溝泥石流基本特征調(diào)查及治理方案分析

周 兵（重慶市巴南區(qū)國(guó)土資源管理分局，重慶市巴南區(qū)401320）

本文通過(guò)對(duì)清平鄉(xiāng)羅家溝泥石流的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，從形成泥石流的基本要素——地形地貌、泥石流物源構(gòu)成、水源進(jìn)行研究，認(rèn)為羅家溝地形、物源、水源均為泥石流的形成起到有利作用。使其災(zāi)害直接摧毀了下游溝道右側(cè)2棟樓房及沿溝道4座橋涵及1.5km的道路，并將溝口10棟房屋全部或局部掩埋，同時(shí)大量的泥石流物質(zhì)沖進(jìn)綿遠(yuǎn)河，致使其改道約200m左右，河床平均淤積抬高3～5m。

泥石流物源；泥石流特征參數(shù)；泥石流治理方案

引言

2010年8月13日，綿竹市清平鄉(xiāng)羅家溝爆發(fā)大規(guī)模泥石流，沖出泥石流總量達(dá)30.20×104m3，直接摧毀了下游溝道右側(cè)2棟樓房及沿溝道4座橋涵及1.5km的道路，并將溝口10棟房屋全部或局部掩埋，同時(shí)大量的泥石流物質(zhì)沖進(jìn)綿遠(yuǎn)河，致使其改道約200m左右，河床平均淤積抬高3～5m。據(jù)調(diào)查，羅家溝及其支溝的溝源、溝岸及溝底仍有大量松散物源，固體物質(zhì)總量約90.30×104m3，在持續(xù)暴雨期間較易暴發(fā)泥石流。

綿竹市清平鄉(xiāng)在汶川大地震中誘發(fā)形成了大規(guī)模崩滑體，在水的參與下轉(zhuǎn)化為泥石流災(zāi)害。羅家溝泥石流的爆發(fā)即是由羅家溝上游滑坡、崩塌體轉(zhuǎn)化形成的大型泥石流災(zāi)害。針對(duì)這種由地震造成的次生災(zāi)害，具有一定的普遍性，同時(shí)每條泥石流溝又具有自身特點(diǎn)。本文在羅家溝泥石流特征調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出具體的治理方案，旨在為其他泥石流的認(rèn)識(shí)提供參考。

1 泥石流形成條件分析

1.1 地形地貌及溝道條件

羅家溝溝域形態(tài)為帶狀，溝域總體形態(tài)呈樹(shù)狀，受構(gòu)造及水流及風(fēng)化等外力作用下，溝道較發(fā)育，主溝縱向長(zhǎng)度2.51km，溝底平均寬度為6.5～21m，流域面積1.75km2。沖溝深度一般在8.4～21m，局部更深。溝域相對(duì)高差8676m，溝谷平均縱坡降244‰。

1.2 物源條件

羅家溝泥石流溝域在地震作用下，分布大量滑坡堆積體、崩塌體等的固體物質(zhì)，以及被水流沖刷到溝道內(nèi)的物質(zhì)，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，共有23處物源集中地，估計(jì)剩余物源仍有90萬(wàn)m3宜參與進(jìn)泥石流體。

1.3 水源條件

據(jù)泥石流勘查規(guī)范，災(zāi)害點(diǎn)可能發(fā)生泥石流H24（D）界限值30mm，H1（D）界限值 15mm、H1/6（D）界限值為 6mm，2010年 8月13日災(zāi)害點(diǎn)最大小時(shí)降雨量達(dá)70mm（相當(dāng)于50年一遇的降雨水平）。有利的地形條件，為羅家溝形成大規(guī)模泥石流提供了有利豐富的水源條件。

2 泥石流基本特征

2.1 泥石流流體重度

羅家溝泥石流流體重度采用現(xiàn)場(chǎng)配方法進(jìn)行確定，如表1。

表1 羅家溝及其主要支溝泥石流流體重度配方法計(jì)算表

2.2 泥石流流速

目前對(duì)泥石流的流速常用經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。羅家溝泥石流流速的計(jì)算依據(jù)該泥石流溝的性質(zhì)和特點(diǎn)，采用公式I.15（通用公式）進(jìn)行計(jì)算：

式中：VC——泥石流斷面平均流速（m/s）；

RC——計(jì)算斷面水力半徑（m）；

IC——泥石流水力坡降，可用溝床坡降代替；

nc——粘性泥石流溝床糙率。

表2 主溝及支溝泥石流流速計(jì)算表

2.3 泥石流流量計(jì)算

對(duì)于泥石流流量的計(jì)算一般都兩種方法。一種是根據(jù)泥石流現(xiàn)場(chǎng)過(guò)流泥痕來(lái)確定截面積，結(jié)合泥石流流速來(lái)計(jì)算泥石流流量；另一種方法是雨虹法，結(jié)合以往對(duì)泥石流的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，采用公式如下：

QC=（1+φ）QB·DC

式中：QC——一定頻率下的泥石流洪峰值流量（m3/s）；

QB——一定頻率下的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量（m3/s）；

DC——泥石流溝道堵塞系數(shù)；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表取值；

φ——泥石流泥砂修正系數(shù)。

表3 溝內(nèi)泥石流流量一覽表

3 防治工程技術(shù)方案

據(jù)羅家溝溝道及物源分布特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)泥石流特征參數(shù)的計(jì)算，提出兩種治理方案進(jìn)行比較：

方案一：攔砂壩+谷坊壩群+排導(dǎo)槽

（1）針對(duì)主溝中上游滑坡布置谷坊壩群及攔砂壩組合穩(wěn)攔溝道及邊坡物源；1#支溝內(nèi)設(shè)置多級(jí)谷坊壩穩(wěn)攔物源；2#支溝由于物源下游設(shè)置攔砂壩；

（2）羅家溝下游的流通堆積區(qū)修建排導(dǎo)槽。

方案二：攔砂壩+谷坊壩群+抗滑樁+護(hù)腳墻+排導(dǎo)槽

方案二在治理思路上基本相同，只是在穩(wěn)攔物源上采取不同的措施來(lái)進(jìn)行比選，針對(duì)主溝內(nèi)滑坡可采取抗滑樁加固，針對(duì)1#支溝內(nèi)其它物源采取護(hù)腳墻進(jìn)行支護(hù)。

4 防治方案比選

4.1 技術(shù)可靠性

根據(jù)災(zāi)害體變形破壞的特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)的機(jī)理和破壞模式，二種方案都采用了防治相結(jié)合的綜合措施，有共同的治理目的，都具備很好的可行性。

但方案二抗滑樁方案隨著水流對(duì)坡腳的沖刷掏蝕，減少嵌固端長(zhǎng)度，甚至使抗滑樁失效。

綜上所述，方案一技術(shù)可靠性較好。

4.2 施工可行性

兩種方案在施工中均有較大的困難，但方案二涉及到在陡坡上挖空，安全隱患較大，總體而言，兩個(gè)方案的施工難度方案二難度較大，因此，方案一占優(yōu)。

4.3 投資效益

方案一靜態(tài)投資2209.34萬(wàn)元；方案二靜態(tài)投資3539.98萬(wàn)元。根據(jù)工程量方案一比方案二投資小。

綜上所述，推薦方案一為治理方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）羅家溝流域內(nèi)固體物源豐富，溝域內(nèi)崩塌堆積固體物源總量為120.30×104m3，可能動(dòng)參與泥石流活動(dòng)的儲(chǔ)量為37.99×104m3（P=5%）；

（2）羅家溝20年一遇的洪水峰值流量為40.41m3/s，泥石流峰值流量為137.21m3/s，一次泥石流總量Q為22.82×104m3，一次泥石流固體物質(zhì)總量Q為11.40×104m3；

（3）針對(duì)羅家溝泥石流特別，提出兩個(gè)治理方案。方案一：攔砂壩+谷坊壩群+排導(dǎo)槽；方案二：攔砂壩+谷坊壩群+抗滑樁+護(hù)腳墻+排導(dǎo)槽。經(jīng)綜合比選，采取方案一作為治理方案。

[1]馬東濤，祁 龍.三眼裕溝泥石流災(zāi)害及其綜合治理[J].水土保持通報(bào)，1997，17（4）：26～31.

[2]余 斌.根據(jù)泥石流沉積物計(jì)算泥石流容重的方法研究[J].沉積學(xué)報(bào)，2008，26（5）：789～796.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（報(bào)批稿）[M].2006：2.

P642.23

A

2095-2066（2016）24-0019-02

2016-4-22

周 兵（1984-），男，中級(jí)，本科，主要從事國(guó)土資源地質(zhì)礦產(chǎn)管理工作。