安徽省九華山風(fēng)景區(qū)泥石流災(zāi)害發(fā)育特征淺析

楊世偉

摘要：暴雨型泥石流災(zāi)害是九華山風(fēng)景區(qū)較為頻發(fā)，同時也是危害最大的地質(zhì)災(zāi)害，每年均會因此造成較大的經(jīng)濟損失。針對當(dāng)?shù)貙Φ刭|(zhì)災(zāi)害研究較淺的實際情況，通過對九華山風(fēng)景區(qū)泥石流溝谷，尤其是三道橋泥石流災(zāi)害的現(xiàn)場調(diào)查，對風(fēng)景區(qū)內(nèi)地形地貌、物質(zhì)來源、水動力條件等特征進行了論述，分析了形成泥石流的條件。采用雨洪法等定量方式確定了風(fēng)景區(qū)泥石流形成的臨界雨量，計算了泥石流的主要動力學(xué)參數(shù)，分析了其危害。強降雨和溝谷松散物質(zhì)是誘發(fā)當(dāng)?shù)啬嗍鞯闹饕?，建議從控制物源、削弱水動力條件，改變或控制泥石流的活動規(guī)律等方面，采取綜合治理的方法減輕泥石流的危害。

關(guān)鍵詞：泥石流;地質(zhì)災(zāi)害;發(fā)育特征;防治

中圖分類號：P642.23 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-1903（2019）01-0079-05

0前言

九華山風(fēng)景區(qū)現(xiàn)為國家AAAAA級旅游區(qū)，為我國四大佛教勝地之一。每日香客、游人不斷，根據(jù)安徽省旅游局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，九華山風(fēng)景區(qū)每天接待游客萬余人，為國家級重點風(fēng)景名勝區(qū)，首批列入中國國家自然與文化雙遺產(chǎn)預(yù)備名錄。

九華山風(fēng)景區(qū)位于安徽省池州市青陽縣境內(nèi)，北俯長江，東與太平湖相臨，西與貴池接壤，南與黃山風(fēng)景區(qū)遙遙相望，風(fēng)景區(qū)總面積120km2。九華山區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。全年季風(fēng)明顯，四季分明，具有溫和濕潤、雨量充沛、陽光充足的特點。年內(nèi)梅雨顯著，夏雨集中，伏秋有臺風(fēng)（或熱帶風(fēng)暴）入境，災(zāi)害性氣候比較頻繁。風(fēng)景區(qū)為典型花崗巖地貌，山高坡陡，土層松散，厚薄不均，由此常發(fā)生季節(jié)性滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

由于土層松散、地形坡度大，降水集中，小規(guī)模滑坡、崩塌時有發(fā)生，這些崩滑體大多沿溝谷堆積，成為泥石流的主要物源。這些松散堆積物往往受洪水沖蝕再次遷移而形成泥石流，使泥石流成為風(fēng)景區(qū)破壞性最強、危害最大、對環(huán)境破壞最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。

風(fēng)景區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作程度較高，地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)等工作成果較多，但地質(zhì)災(zāi)害專項工作程度低，僅開展了調(diào)查與區(qū)劃工作，工作精度低，針對地質(zhì)災(zāi)害的評價工作簡略，且未涉及到風(fēng)景區(qū)泥石流災(zāi)害的特征分析。

1地彤地貌特征

九華山風(fēng)景區(qū)為構(gòu)造侵蝕中山，地勢陡峻，溝谷相對高差多在200m以上，切割強烈，為流域內(nèi)水流提供了較大動能，促使物源區(qū)水流能迅速攜帶物源區(qū)部分坡面松散物及溝道固體物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為泥石流中的固體物質(zhì)成分，為泥石流的形成創(chuàng)造了較好的集雨、匯流條件。因此，九華山風(fēng)景區(qū)中較大的沖溝一般均具備泥石流形成的良好地形條件。而溝道寬窄變化大，又為泥石流水砂混合、流動和阻塞起到了控制作用，從而形成的泥石流災(zāi)害均屬小型。

泥石流溝上游形成區(qū)：標(biāo)高多在550～750m區(qū)段，該段溝道地形狹窄且相對較為陡峻，山體坡角一般大于45°，最大者近80°，溝床平均縱坡為800%0;坡體上部樹木發(fā)育較多，且灌木、草甸也較為發(fā)育，植被總體覆蓋度達80%以上，溝谷切割較深，可達10～15m，兩側(cè)巖壁陡峭，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，個別危巖體呈傾倒?fàn)?坡體下部溝谷被過徑洪流沖刷，大部分裸露，由于該段無植被覆蓋，其固土能力極差，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化后的破碎巖塊直接墜落，小型崩塌多處發(fā)生，成為泥石流的主要物源地。

泥石流溝中游流通區(qū)：標(biāo)高400～550m區(qū)段，該段為原始自然溝道或斜坡，平均坡度約34。，切割較淺，一般2～5m;該區(qū)上游地段底部多被崩塌及泥石流松散堆積體堆積，該段為泥石流的主要流通區(qū)，植被發(fā)育較少，以灌木叢和雜叢為主。中下游段松散固體物源相對較少。

泥石流溝下游堆積區(qū)：標(biāo)高350～450m區(qū)段，相對高差20～50m，坡度約15°～20°，縱長約60-100m。平面上呈不規(guī)則的扇形。

2地層巖性特征

九華山風(fēng)景區(qū)廣泛分布中生代燕山晚期鉀長花崗巖（K1y），淺表為灰白、灰黃色鉀長花崗巖全風(fēng)化層，節(jié)理裂隙發(fā)育，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，成分為砂質(zhì)、砂礫質(zhì)粘土。表層含大量的植物根系及腐爛的植物莖葉，結(jié)構(gòu)較疏松。沖溝淺表部有崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)害帶來的漂石、碎石等。深部為灰褐色、肉紅色的鉀長花崗巖強一中風(fēng)化層，塊狀構(gòu)造，下伏為鉀長花崗巖，呈灰白雜灰褐色、淺肉紅色，堅硬，顯晶中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，遇水易崩解呈砂狀。

九華山風(fēng)景區(qū)溝谷與陡崖交錯，溝谷上游兩側(cè)多為較陡的斜坡，斜坡表層巖性為殘坡積堆積的碎石土、砂質(zhì)粘土，由于溝谷一般匯水面積較大，同時中上部溝源地帶發(fā)生的滑坡以及溝道兩側(cè)的中小型崩塌體均可為泥石流的形成提供大量松散固體物質(zhì)，在特定的暴雨洪峰流量下，洪流裹挾上游大部分松散固體物形成泥石流。

3泥石流發(fā)育特征

3.1泥石流觸發(fā)因素

風(fēng)景區(qū)范圍內(nèi)地勢陡峭，植被茂盛，一般地域人跡罕至，人類工程活動主要為道路施工，公路在溝谷、斜坡地帶呈線狀展布，道路建設(shè)產(chǎn)生的棄渣廢石對泥石流的形成影響輕微。

區(qū)內(nèi)降雨，特別是暴雨，是觸發(fā)泥石流的主要因素。國內(nèi)大量研究資料表明，泥石流的發(fā)生與前期降水量、特別是10min和1h短歷時雨強有十分密切關(guān)系，它對泥石流的激發(fā)起著重要的控制作用（康志成，1987）。

參照高橋堡公式（張遠(yuǎn)矚等，2004），對九華山部分溝谷泥石流發(fā)生的臨界降水強度進行綜合估算：

經(jīng)計算可得Hr=18.24mm/h。即當(dāng)降雨強度大于18.24mm/h時，九華山大部分溝谷均有可能發(fā)生泥石流災(zāi)害。

據(jù)氣象資料，九華山風(fēng)景區(qū)歷年一日最大降雨量430mm，1h最大降雨量83.5mm，10min最大降雨量28.2mm?；旧厦磕甓紩袛?shù)次1h降雨強度超過20mm的降雨。因此，風(fēng)景區(qū)內(nèi)各沖溝流域只要有足夠的物源條件保證，均可能演變?yōu)闇瞎饶嗍鳛?zāi)害，其爆發(fā)頻率很高。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范查詢結(jié)果，九華內(nèi)景區(qū)內(nèi)大部地區(qū)可能發(fā)生泥石流的24h的界限雨值H24（o）=60mm，1h的界限雨值HI（D）=20ram，10min的界限雨值H1/6（D）=10mm，這與上述計算結(jié)果相吻合。因此，當(dāng)溝谷流域內(nèi)物源條件滿足時，泥石流爆發(fā)在所難免。

3.2泥石流峰值流量

泥石流峰值流量采用“雨洪法”（李鴻軍，2011）來進行計算，假設(shè)泥石流與暴雨同頻率、且同步發(fā)生，計算斷面的暴雨洪水設(shè)計流量全部轉(zhuǎn)化為泥石流流量。其計算公式為：

3.3泥石流流速

九華山風(fēng)景區(qū)泥石流均屬稀性泥石流，流體粘性較小，但是溝床縱坡降較大，泥石流流速較大，且在不同地段流速有明顯的差異，如在形成區(qū)和流通區(qū)溝床縱坡降大，溝道順直段的泥石流流速大，而在窄谷、彎道溝段，由于流體動能消耗大，流速明顯減緩，進入溝口以外后，溝道變寬流深變淺，流速更是會明顯減小。根據(jù)適用于山區(qū)大比降水石流和挾沙水流（侯極等，2012）的經(jīng)驗公式：

可計算出區(qū)內(nèi)溝谷泥石流流速大多在2.7～3.8m/s之間。

泥石流中大塊石的運動是在流體的攜帶下運動，其運動速度一般應(yīng)小于泥石流的流速運動，其速度計算（儲長付等，2012）：

式中：Vs為泥石流中大石塊的移動速度（m/s）;dmax為泥石流堆積物中最大石塊的粒徑（m）;a為全面考慮的摩擦系數(shù)（泥石流密度、石塊密度、石塊形狀系數(shù)、溝床比降等因素），3.5≤a≤4.5，平均a=4.0。

可計算出直徑1m左右大塊石其啟動速度為4m/s，區(qū)內(nèi)水流不足達到大塊石運移的啟動速度，泥石流類型以砂石流為主，溝口沉積物粒徑一般小于0.5m。

3.4典型泥石流災(zāi)害

2012年8月8日，11號臺風(fēng)“海葵”途徑池州市，產(chǎn)生大風(fēng)，并伴隨有強降雨，風(fēng)景區(qū)內(nèi)發(fā)生多處滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害，滑坡、崩塌產(chǎn)生的大量松散物質(zhì)堆積于沖溝內(nèi)，為泥石流的形成提供了充足的固體物質(zhì)來源。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笏谋O(jiān)測站數(shù)據(jù)，當(dāng)日的最大日降雨量達到430mm，溝道內(nèi)的松散固體物質(zhì)在暴雨洪水浸泡下，土體中的含水量迅速達到飽和，在有利的水動力條件下引發(fā)了九華山風(fēng)景區(qū)三道橋泥石流，總方量約1500m3，流體以塊石為主，屬溝谷型小型水石流（康志成等，2004）。泥石流流通區(qū)長約300m，通過出入風(fēng)景區(qū)前山的干線公路，大量堆積物停留在溝口處，破壞了風(fēng)景區(qū)景觀地貌（圖1）。類似地質(zhì)災(zāi)害在風(fēng)景區(qū)較為多見，在物源條件影響下，形成了規(guī)模不同，危害大小不等的泥石流，給景區(qū)造成較大經(jīng)濟損失，對人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成較大威脅。

4泥石流危害及防治建議

九華山風(fēng)景區(qū)泥石流規(guī)模為小型，一次沖出量較小，其主要危害方式為堵塞和撞擊，危害對象是沖溝下游的公路、行人、游客及路邊電力、通訊設(shè)施。九華山現(xiàn)為國家AAAAA級旅游區(qū)，每天接待游客近萬人，進出景區(qū)盤山主干公路橫跨多條沖溝，如沖溝再次爆發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害，必將對其下游游客、行人的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成較大威脅。

九華山風(fēng)景區(qū)泥石流溝坡降陡，溝谷狹窄，不穩(wěn)定物源量較大，下游堆積區(qū)面積小，無停淤場所，因此，無法排導(dǎo)停淤。故該泥石流的防治建議從控制物源、削弱水動力條件，改變或控制泥石流的活動規(guī)律等方面出發(fā)，采取綜合治理的方法來減輕泥石流的危害。

建議采取以下防治措施：①柔性防護網(wǎng)+生物工程。九華山風(fēng)景區(qū)內(nèi)山勢陡峻，泥石流均屬坡面崩滑轉(zhuǎn)化型。加強風(fēng)景區(qū)內(nèi)泥石流物源條件監(jiān)控和治理，即對溝谷地形周邊崩塌、滑坡隱患點加強監(jiān)測，及時開展固坡等治理措施是控制風(fēng)景區(qū)內(nèi)泥石流災(zāi)害發(fā)生的最主要途徑。在土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡上采用柔性防護網(wǎng)和植樹種草可以很好地穩(wěn)固土層，增加表土抗沖蝕能力，從源頭上減少泥石流災(zāi)害的發(fā)生。②攔擋工程。在匯水面積較大、水流落差大的沖溝布設(shè)部分?jǐn)r擋壩，降低水流動能挾帶能力。溝谷中大塊石不建議清淤，充分利用塊石對水流的消能作用，局部改變水體流向和流速，從而降低泥石流危害。

5結(jié)論

泥石流是九華山風(fēng)景區(qū)危害最大的地質(zhì)災(zāi)害，當(dāng)物源條件充足時，在較強降水條件下必然會引發(fā)泥石流災(zāi)害。其類型以小型溝谷型水石流為主，對游客、行人的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成較大威脅。本區(qū)泥石流的防治宜采用柔性網(wǎng)和生物工程來控制物源，攔擋工程來削弱水動力條件、改變或控制泥石流的活動規(guī)律等措施進行治理。