泥石流及災(zāi)后治理措施

何 磊

Energy conservation and environmental protection 節(jié)能環(huán)保

泥石流及災(zāi)后治理措施

何 磊

（重慶交通大學河海學院，重慶 400074）

泥石流是山區(qū)常見的重大地質(zhì)災(zāi)害之一，給人民群眾財產(chǎn)和生命安全帶來很多不利影響。本文通過對泥石流的分類、形成條件、啟動特征及危害進行了詳細介紹，進一步提出泥石流災(zāi)后治理措施，避免受泥石流威脅區(qū)域內(nèi)的人和物遭到二次傷害。針對現(xiàn)有的治理措施提出一點建議，希望為泥石流的治理提供一定的借鑒意義。

泥石流；形成條件；危害；治理措施

0 前言

泥石流是暴雨、洪水將含有泥沙的松軟山體飽和稀釋而形成的洪流，具有突然性、沖擊速度快、毀壞性強等特性[1]，常給交通設(shè)施甚至是當?shù)鼐幼【用裨斐删薮髶p失。僅以成都到昆明的鐵路為例，成昆鐵路是一條地形地質(zhì)極其復(fù)雜的山區(qū)鐵路，自從1970年通車以來時常遭到泥石流的破壞，多次造成鐵路淤埋致使行車中斷情況發(fā)生，對沿線的人和物造成生命財產(chǎn)損失。基于泥石流災(zāi)害的破壞性及威脅性，對泥石流的形成條件、啟動特征、危害進行分析，提出治理措施避免二次災(zāi)害發(fā)生的研究是非常重要的。

1 泥石流分類

不同地區(qū)泥石流的形成條件、物質(zhì)組成、啟動特征及危害范圍都存在不同之處。為此，國內(nèi)外專家學者對泥石流進行了較為科學的分類原則[2-3]，國內(nèi)主要有以下幾種分類方法。

1.1 按流體性質(zhì)分類

按流體性質(zhì)，主要分為稀性、粘性、過渡性泥石流[2]。

稀性泥石流，其含有的固體體積在整體所占的比例為10%~50%之間，容重大于1.2t/m3小于1.6 t/m3，該泥石流主要以流體為主，其含量高于所含固體物質(zhì)。該類泥石流多在坡度大的溝谷的形成，所造成的災(zāi)害主要以沖刷溝岸為主，不易淤積，淤積主要發(fā)生在溝口堆積扇。粘性泥石流，其中固體物源的含量最多能夠達到70%，容度在1.8 t/m3到2.3 t/m3之間，在其組成成分中含有大量的粘性土，形成較為黏稠的泥漿并具備極強的侵蝕和搬移作用。過渡性泥石流，其性質(zhì)介于粘性和稀性之間，容重在1.6 t/m3到1.8 t/m3之間。

1.2 按提供水源的條件分類

按提供水源的條件，主要分為降雨型、冰雪消融型、潰決型泥石流[3]。

降雨型指自然降雨條件為泥石流提供發(fā)育的水源，進而形成泥石流災(zāi)害的一種類型，該類型多發(fā)生于山區(qū)的溝谷地帶。冰雪消融型主要是由于溫度升高導(dǎo)致冰雪高度融化或高山雪崩堵塞溝道，突然潰決而形成的，該類型多發(fā)生于高山峽谷之中。潰決型指匯集大量水的蓄水構(gòu)建筑物突然潰決釋放大量水流引發(fā)的泥石流。

1.3 按地貌特征分類

按地貌特征分類，主要包括山坡型、河谷型、溝谷型泥石流[2]。

山坡型指在具有一定角度的坡面上發(fā)育的小規(guī)模泥石流，流域的范圍呈上下寬闊中間窄小的形狀，流域面積通常小于2km2，具有較大的破壞性。河谷型呈現(xiàn)一種狹長型，上游水源充足，使泥石流發(fā)育的固體來源主要為中游的塌方和滑坡。溝谷型是山區(qū)較為常見的一種泥石流，具有完全的分區(qū)特性，形狀多為樹枝狀、面積范圍大，具有明顯的形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)。

2 泥石流形成條件

通過國內(nèi)外的研究資料顯示，形成泥石流應(yīng)該具備三個基本條件：（1）水源豐沛；（2）固體物源豐富；（3）地形陡峻[4]。

（1）水源豐沛。短時間內(nèi)出現(xiàn)暴雨、冰雪融化等產(chǎn)生大量水流是泥石流形成的一個重要條件，該區(qū)域內(nèi)地形坡度大，水流易于匯集。流域內(nèi)植被較為稀疏、部分的濫砍亂伐，導(dǎo)致整體滯水效果不明顯，是激發(fā)降雨形成徑流進而導(dǎo)致泥石流發(fā)生的重要因素。

（2）固體物源豐富。松散的固體物質(zhì)的堆積通常為泥石流的形成提供物源條件，這與當?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、人類活動等密切相關(guān)。泥石流活躍區(qū)域，不良地質(zhì)條件發(fā)育，地質(zhì)裂隙較多，巖石風化嚴重，或多或少會受到地震因素的影響。這樣的環(huán)境通常為泥石流提供了松散的固體顆粒，且地形坡度大，具備泥石流的發(fā)生所需的動力條件。

（3）地形陡峻。西部山區(qū)溝谷泥石流的流域形態(tài)通常為樹葉狀，高度落差較大，坡降很大。山區(qū)泥石流普遍具有明顯的分區(qū)特性，形成區(qū)域較為廣闊，松散的固體顆粒豐富，具有狹長窄小的流通區(qū)，堆積區(qū)普遍寬闊平緩。

3 泥石流的啟動特征

3.1 泥石流啟動方式

由于固體物源的堆積形態(tài)和組成成分及與溝道的關(guān)系不同，因此泥石流形成的方式也各不相同。崩滑類物源以滑塌、沖蝕、揭底、侵蝕等方式參與泥石流活動；棄渣堆積型物源以揭底、侵蝕、沖刷、滑塌等方式參與泥石流活動；溝道堆積型物源以侵蝕、揭底等方式參與泥石流活動。

3.2 誘發(fā)因素

隨著對山區(qū)的不斷開發(fā)，人類活動不斷增強，人類對土地的過度利用，主要有采礦活動和農(nóng)耕活動等，泥石流的發(fā)育與采礦活動密切相關(guān)，采礦會破壞土地原有的平衡，造成水土流失并產(chǎn)生較多的松散的礦渣堆積。泥石流活躍地區(qū)受水流沖刷侵蝕、局部地區(qū)的無節(jié)制砍伐樹木導(dǎo)致植被破壞等因素的誘發(fā)，加劇泥石流的形成[5]。

形成泥石流的區(qū)域普遍具有很復(fù)雜的地層巖性和層理結(jié)構(gòu)，具有陡峭的地形，斷層和褶皺較為發(fā)育，巖石的物理化學性質(zhì)差，區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造為泥石流的發(fā)生提供了基礎(chǔ)條件。位于地震帶的山區(qū)泥石流普遍會受到地震因素的影響，在一定程度上會誘發(fā)泥石流的形成[6]。

5 泥石流的危害

泥石流發(fā)生時會帶走大量的石塊、泥沙等固體顆粒，其流體具有沖擊力大、速度快等特性，使其具備破壞力強、搬運能力強等特點，泥石流主要形成以下幾種危害。

堵塞河道。山區(qū)溝谷的泥石流會流入河道，阻斷河流，使得堵塞段河流上游的水位快速上漲，河道堆積形成一個堰塞湖。2020年四川丹巴縣半扇門鎮(zhèn)梅龍溝發(fā)生泥石流，造成小金川河被阻斷，水位迅速上漲，形成一個堰塞湖。導(dǎo)致爛水灣段道路中斷，威脅下游六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，緊急疏散數(shù)千名受災(zāi)群眾。

沖刷溝道。泥石流的流通區(qū)較為狹長窄小，其攜帶的泥沙沖擊速度快，通常會使該區(qū)域兩邊溝岸被沖刷，攜帶大量的泥沙，經(jīng)過的岸坡通常會由于受到?jīng)_刷，導(dǎo)致土質(zhì)會變得疏松，植被遭到破壞，對沿岸的道路、設(shè)施等造成一定程度上的破壞。

淤積。泥石流進入平緩地帶，形成泥石流的堆積區(qū)域，通常呈扇形分布。泥石流的速度逐漸減小直至停止，攜帶的石塊和泥沙等固體物質(zhì)堆積。隨著流通區(qū)泥石流的不斷流入，會使堆積扇的面積逐漸增長，會改變河道走勢，主河道會往對岸移動，進而使對面河岸產(chǎn)生侵蝕，嚴重時可能導(dǎo)致對岸山體發(fā)生失穩(wěn)[7]。

5 防治原則及災(zāi)后治理措施

5.1 防治原則

泥石流災(zāi)后通過綜合治理措施進行治理，災(zāi)前以預(yù)防為主的防治理念。根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)條件和發(fā)育情況不同，不同區(qū)域采取不同的治理措施，必要時采取聯(lián)合治理，全流域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、統(tǒng)一管理，形成一個多層次、全覆蓋的防災(zāi)體系[8]。綜合治理措施指在災(zāi)前進行預(yù)防措施進行防范，災(zāi)后通過生物和工程措施進行治理相結(jié)合的措施。將治理措施與現(xiàn)在已經(jīng)建有水土保持及疏浚工程相結(jié)合，合理布置攔擋、排導(dǎo)工程，對現(xiàn)在已經(jīng)荒蕪的地方植樹種草，增加該區(qū)域的植被覆蓋率，從而有效防止泥石流發(fā)生。減少人類活動對泥石流的影響，禁止濫砍亂伐，保護現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，減少水土流失等現(xiàn)象的發(fā)生。我們應(yīng)該根據(jù)泥石流的組成成分、啟動特征、威脅范圍等，結(jié)合發(fā)生區(qū)域?qū)嶋H情況，采取對應(yīng)的治理措施，泥石流的防治應(yīng)遵循如下原則：

（1）安全可靠、施工科學、經(jīng)濟合理的原則

首先，為了確保治理工程的修建能夠在設(shè)計使用年限內(nèi)能發(fā)揮其效應(yīng)，保證沿途居民及廠礦企業(yè)，道路，設(shè)施等安全，降低泥石流災(zāi)害隱患。在工程的修建和設(shè)計上必須保證安全可靠。施工過程中，應(yīng)保證施工的可行性，施工科學合理。在保證設(shè)計安全和施工科學的前提下，應(yīng)保證經(jīng)濟，力求既不浪費國家的經(jīng)費，又能有效地對泥石流進行防護和治理。

（2）工程措施與生物措施聯(lián)合治理原則

工程措施通常采取“攔”、“排”結(jié)合的措施進行治理，通過谷坊壩、排導(dǎo)槽、擋墻等措施聯(lián)合治理[9]。生物措施包括種草、植樹等，是一個長期工程，見效時間慢。因為泥石流具有較大的危險性，所以必須通過聯(lián)合治理，能夠在一定程度上降低泥石流的威脅。

5.2 災(zāi)后治理措施

5.2.1 生物措施

生物措施具有投資小、促進生態(tài)平衡、防治時間長等優(yōu)點，但在短期內(nèi)不能發(fā)揮明顯作用，對于部分嚴重地區(qū)，僅依靠生物措施不能起到良好的防治效果。生物措施重點在“農(nóng)”、“林”兩方面進行一些修復(fù)措施，形成一個良好的生態(tài)[5]。

“農(nóng)”主要指農(nóng)業(yè)水利工程，“林”主要指退耕還林措施。農(nóng)業(yè)水利工程包括灌溉的渠道和蓄水的水庫，需要做好防滲等工程措施避免由于漏水導(dǎo)致滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象。坡度大于25°以上的坡地適用于退耕還林政策，禁止人類在泥石流易發(fā)區(qū)域亂砍濫發(fā)，增加植被覆蓋率，能起到良好的滯水作用，進而降低該區(qū)域泥石流發(fā)生概率。

5.2.2 工程措施

（1）谷坊壩。通常修建于泥石流的形成區(qū)用于泥石流災(zāi)害治理的一種起攔擋作用的低矮建筑物，其主要發(fā)揮減緩水流、攔截泥沙、抬高溝底侵蝕基點[10]。谷坊壩的建造應(yīng)該考慮建材、經(jīng)濟等因素，通常采取就地取材來修建。

（2）排導(dǎo)槽、防護堤。通常修建于泥石流的堆積區(qū)，通過改變泥石流的速度和方向，保護該區(qū)域威脅到的廠礦企業(yè)、道路、村民居住地點等建構(gòu)筑物。排導(dǎo)槽能夠約束水流使其到達指定位置，從而達到保護沿岸的生命財產(chǎn)安全，且其具有經(jīng)濟、使用年限長、建造容易等優(yōu)點，被廣泛使用。防護堤常用于單側(cè)侵蝕嚴重地區(qū)，改變泥石流的方向和速度，使其堆積到預(yù)先位置。泥石流匯入河流且無堵河風險時，為了使泥石流被河水帶走，防護堤與河道夾角通常小于45°。

（3）擋墻。通常在泥石流的流通區(qū)修建，建筑物內(nèi)部留有泄水孔洞，起到攔擋泥沙、石塊等固體物質(zhì)，減小流速的作用。

6 結(jié)語

泥石流對其下游居住的人和物具有嚴重的威脅性，通過對其分類、形成條件、啟動特征及危害的了解，提出了生物與工程措施相結(jié)合的措施，能夠?qū)δ嗍鬟M行有效治理，避免造成二次災(zāi)害，從而保護該區(qū)域的人和物的生命財產(chǎn)安全。為了使泥石流的治理體系發(fā)揮長期效果，應(yīng)運用大數(shù)據(jù)對已發(fā)泥石流的形成條件和危險區(qū)域進行統(tǒng)計，利用自動化監(jiān)測對已發(fā)泥石流地區(qū)進行監(jiān)測，提高監(jiān)測精度，能夠有效避免泥石流對該區(qū)域的人和物造成二次傷害。基于泥石流的破壞性及威脅性，我們應(yīng)該及時總結(jié)當前治理工作中的經(jīng)驗教訓，并隨著對泥石流治理技術(shù)的不斷成熟，使泥石流防治措施得到不斷完善。

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何磊（1995.07- ），男，漢族，四川省巴中市，學歷：碩士研究生，研究方向：巖土工程方向，工作單位：重慶交通大學。

K928

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1007-6344（2021）01-0075-02