南海區(qū)慶云洞風景區(qū)泥石流特征與防治研究

張宗勝 賴桂林

摘要：近年來，地質災害頻發(fā)，對人們的生命財產造成了巨大傷害。地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產、環(huán)境造成破壞和損失的地質作用（現象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、巖爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、巖土膨脹、砂土液化，土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽堿化以及地震、火山、地熱害等。本文以南海區(qū)慶云洞風景區(qū)泥石流防治為例，分析了南海區(qū)慶云洞風景區(qū)泥石流的形成環(huán)境、溝谷形態(tài)、物源和變形破壞特征，探討了西岸慶云洞風景區(qū)泥石流的形成原因、危害、易發(fā)性，提出了“攔截、排堵、排導”的泥石流治理工程方案，對泥石流的防治取得良好效果，為今后泥石流的防治提供了寶貴經驗。

關鍵詞：泥石流；形成成因；治理方案；慶云洞風景區(qū)

引言

南海區(qū)慶云洞風景區(qū)是嶺南歷史悠久的道教圣地，位于廣東省佛山市南海區(qū)西樵鎮(zhèn)西南約10km的低山丘陵溝谷區(qū)，始建于清光緒年間，距今已一百多年，慶云洞道觀依山而立，每遇特大暴雨，溝谷時有泥石流發(fā)生（圖1），2006年8月4日、2012年5月5日先后發(fā)生的泥石流造成破壞最大，對慶云洞景區(qū)齋房后側小屋、舊宿舍樓及棧道、棧橋、山體排水渠造成破壞及溝口渠道堵塞威脅溝口銀坑村安全，因及時預警關閉景區(qū)，撤離了寺廟人員，未造成人員傷亡，直接經濟損失20萬元～50萬元，景區(qū)較長時間關閉修復，對人們的生命及財產都存在潛在威脅。

泥石流屬于地質災害的一種，是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險峻的地區(qū)，因為暴雨、暴雪或其他自然災害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥砂以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物質容量大和破壞力強等特點。發(fā)生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮(zhèn)等，造成巨大損失[1]。

文章通過分析慶云洞風景區(qū)泥石流的形成原因、危害、易發(fā)性，提出了“攔截、排堵、排導”的泥石流治理工程方案，對泥石流的防治取得良好效果，為今后泥石流的治理工作提供了經驗。

1.泥石流形成環(huán)境

泥石流是暴雨、洪水將含有砂石且松軟的土質山體經飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大，而滑坡是經稀釋土質山體小面積的區(qū)域，典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當的地形條件下，大量的水體浸透流水山坡或溝床中的固體堆積物質，使其穩(wěn)定性降低，飽含水分的固體堆積物質在自身重力作用下發(fā)生運動，就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質現象。通常泥石流爆發(fā)突然、來勢兇猛，可攜帶巨大的石塊。因其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大[1]。

泥石流流動的全過程一般只有幾個小時，短的只有幾分鐘，是一種廣泛分布于世界各國具有特殊地形、地貌狀況地區(qū)的自然災害。這是山區(qū)溝谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激發(fā)的、含有大量泥砂石塊的介于挾砂水流和滑坡之間的土、水、氣混合流。泥石流大多伴隨山區(qū)洪水而發(fā)生。它與一般洪水的區(qū)別是洪流中含有足夠數量的泥砂石等固體碎屑物，其體積含量最少為15%，最高可達80%左右，因此比洪水更具有破壞力[2]。

1.1泥石流水源

研究區(qū)降雨極為豐富，年均降水量1400mm～1900mm，多年平均年降雨量為1613.5mm，每年4月～9月份雨量最多，降雨量約占全年的80%，最大年降雨量2343.8mm（2008年），最小年降雨量1075.7mm（1991年）；日最大降雨量298.4mm（2006年8月4），1小時最大降雨量達86.5mm。強降雨使得山體坡面地帶的凹槽及沖溝急劇匯集大量的坡面水流，快速形成洪流，從而形成泥石流。因此，短時暴雨徑流是西岸慶云洞風景區(qū)一帶泥石流災害的水源。

1.2泥石流物源

坡面殘坡積層溝床兩側斜坡表層覆蓋的殘坡積層，各溝松散固體物質儲量870m3～3950m3，由砂質粘土、粉土，夾雜少量角礫碎石，土體結構松散，硬塑，厚約0.5m～3m。粘性較差，遇水易分散崩解，每遇暴雨導致松散殘坡積土層達到飽和狀態(tài)，在自重及動水壓力的作用之下，產生的崩塌、滑坡和坡面泥石流。另一方面由于山體崩滑而局部造成溝道壅塞，進一步加大了洪峰流量，使泥石流對溝岸的側侵能力加強，溝岸側蝕造成溝岸崩滑。

溝道堆積物為碎塊石及少量的崩積土體，各溝松散固體物質儲量420m3～1610m3，土、石比約8∶2，在一般降雨的情況下，溝谷兩側斜坡坡面產生小型崩滑、剝墜落，殘體中體積較小的塊石、雜物與較松散的土體易被雨水挾持沖走，而相對較大的塊石殘留溝道。

節(jié)理裂隙發(fā)育的強風化砂泥質巖山體斜坡上緩下陡，地層由泥盆紀楊溪組、老虎頭組和春灣組砂泥質碎屑巖組成，局部基巖裸露呈陡崖狀，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，風化強烈，在自重及動水壓力的作用之下產生崩塌和滑坡。

地形地貌低山丘陵區(qū)，山脈走向大體呈北東—南西向，地勢南高北低，自然山體坡度20°～40°，上緩下陡。溝谷呈北東向，呈樹枝狀展布，主溝兩側發(fā)育多條支溝，兩側山脊海拔高程一般328.6m～397.5m，山腳海拔高程一般78.9m～117.3m，相對高差在200m～250m之間。溝谷多呈“U”形，局部為“V”字形，溝內植被不發(fā)育，兩側覆蓋率約95%；主溝溝程長約2.8km，8條支溝溝程短，長60m～407m；主溝的平均縱坡度約25°，8條支溝坡度較陡，坡度30°～35°，縱坡降425‰～ 808‰；主溝匯水面積約1.95km2，8條支溝匯水面積小，面積300m2～150700m2。

2.泥石流基本特征

2012年5月5日強降雨期，西岸慶云洞風景區(qū)共有8條支溝發(fā)生了8處泥石流（圖1、表1）。泥石流發(fā)生在支溝，坡度較大，坡度大于35°，泥石流多伴隨著溝谷源頭陡壁或坡面的崩塌或滑坡，崩滑物直接構成了泥石流暴發(fā)的初始物源；泥石流溝源至溝口斜距長短不一，范圍在60m～407m，溝谷橫剖形態(tài)呈淺槽形，下段形態(tài)均為“V”形，易于洪水快速聚集，為泥石流的初始形成蓄積水源條件；泥石流類型屬暴雨溝谷型，泥石流物質來源主要由殘坡積土和強風化砂巖巖塊組成；8處泥石流均為小型泥石流，泥石流流域面積范圍在300m2～150700m2，一次最大沖出量500m3～1000m3；泥石流直接對慶云洞寺廟、齋房、舊宿舍樓及棧道、棧橋造成破壞、威脅游客，直接經濟損失20萬元～50萬元；泥石流堆積于溝口，部分匯流入主溝，形成山洪，堵塞河谷及溝口河道、銀湖淤塞，威脅游客、主溝口村莊。

3.泥石流誘因

泥石流誘因主要為強降雨、坡度較陡的自然山體及溝道壅塞[1，3]。

強降雨期間，2006年8月4日48小時降雨量達296.8mm，2012年5月5日連續(xù)兩小時降雨量達135mm，為泥石流產生提供了水源。

自然山體坡度較陡，斜坡表層覆蓋的殘坡積層和溝道松散堆積物，土體結構松散，粘性較差，遇水易分散崩解；而基巖節(jié)理較發(fā)育，坡體上發(fā)生小型或微型崩塌或滑坡較多，兩者為發(fā)生坡面泥石流提供了物質來源。

溝道壅塞使泥石流對溝岸的側蝕作用和溝床下蝕作用較為強烈，溝岸側蝕造成溝岸崩滑和溝底物質的再搬運，增加泥石流固體物質。

4.防治措施與對策

4.1防治工作原則

以防為主、防治結合、重點地段重點治理，盡可能抑制或削弱形成區(qū)泥砂的產生，使泥石流對工程的危害降低到最小程度。

4.2防治措施

從保護慶云洞景區(qū)安全的角度出發(fā)，消除或減少再度暴發(fā)泥石流對慶云洞景區(qū)可能造成的危害，結合流域內自然條件，在泥石流不同的溝段，主要針對Ⅵ（1）、Ⅶ（2）、Ⅷ（2）號泥石流溝采用攔截、排堵、排導等工程措施（圖2）。

4.2.1攔截

防護網：被動防護網，攔擋泥石流溝兩側崩落或滾落巖石（塊），防止對下部擋壩的撞擊破壞。因Ⅵ（1）號溝坡降大，兩側溝壁陡峭，且多為裸露巖層，易形成巖質崩塌，為防止溝中上部崩落滾石對下部擋壩的直接撞擊，在Ⅵ號溝高程162m處設置一道防護網，采用ROCCO環(huán)形網+SO/2.2/50格柵形成雙層網，用鋼絲繩錨桿錨拉。防護網需定期進行滾石的清除、檢修或更換。

攔擋壩：在泥石流溝內修筑攔砂壩，攔蓄泥砂與塊石，調節(jié)溝道內水砂，以減少泥石流的動能，讓水和細顆粒物質一起排走，壩址應選擇在溝谷兩側坡面與溝床基巖裸露，溝床縱坡較緩，便于施工的溝段，根據各個泥石流溝的地形條件，在Ⅵ（1）號溝高程143溝段，Ⅶ（2）號溝高程152溝段，Ⅷ（3）號溝高程165溝段修建攔砂壩。用粗鋼筋混凝土構件組成樁墻或格柵。樁墻或格柵必須嵌入溝壁較完整的基巖內，以保證有較高抵御沖擊強度和壩體的穩(wěn)定性。

4.2.2排堵

調查區(qū)內泥石流溝道狹窄，溝內堆積了大量松散堆積固體，總體積約1870m3，為再次暴發(fā)大規(guī)模泥石流提供足夠的后備物質，故應對溝道進行清理，使溝道暢通，以減小可能引發(fā)泥石流的規(guī)模。另外，每條溝需定期對攔擋壩進行清渣排堵。

4.2.3排導

調查區(qū)內在各溝口堆積區(qū)修筑導流壩、導流堤、排導槽等。如Ⅵ（1）號、Ⅶ（2）號、Ⅷ（3）號溝設置了排導槽，攔擋壩設置了溢流口、排導槽。由槽、堤、壩有效組合構成的最佳排導工程體系，能充分發(fā)揮排泄泥石流的流通效應，讓泥石流沿制定方向和流路滑動，防止泥石流的漫流與淤積，減輕泥石流的災害。

4.2.4監(jiān)測

泥石流監(jiān)測是為掌握泥石流的動態(tài)規(guī)律，預測其發(fā)展趨勢，作出險情預報，避免或減輕對景區(qū)的危害，監(jiān)測措施主要有降雨量監(jiān)測、泥石流溝道內水流監(jiān)測和宏觀監(jiān)測。

4.3防治成效

西岸慶云洞風景區(qū)地質災害治理工程于2015年全部完工，經過近5年的臺風暴雨期的安全檢驗，再未發(fā)生泥石流，說明工程治理解除了泥石流對慶云洞風景區(qū)的威脅，防治效果良好（圖3）。

5.結論

5.1南海區(qū)慶云洞風景區(qū)因其特有的地質環(huán)境及溝谷形態(tài)，每遇特大暴雨，溝谷時有發(fā)生泥石流，對人們生命及財產造成威脅。

5.2采用攔截、排堵、排導等工程措施有效治理了南海區(qū)慶云洞風景區(qū)泥石流地質災害，解除了泥石流對慶云洞風景區(qū)的威脅，防治效果良好。

參考文獻：

[1]張楠，方志偉，韓笑，等；近年來我國泥石流災害時空分布規(guī)律及成因分析[J].地學前緣， 2018， 25（02）： 299-308.

[2]易順民，劉衛(wèi)平，盧薇，等；廣東西樵山泥石流特征及防治對策[J].熱帶地理， 2010， 30（06）： 656-662.

[3]張宗勝，徐明宇，陳克娜，等；廣東省南海區(qū)西岸慶云洞景區(qū)泥石流地質災害綜合調查報告[R].廣州：廣東省佛山地質局， 2013.