文縣哈南聯(lián)合溝泥石流災害評估與防治

摘要：文縣哈南聯(lián)合溝具備泥石流形成條件，通往哈南水電站樞紐的公路和樞紐下游的引水渠道從泥石流溝口通過，泥石流暴發(fā)不直接危害擬建工程，但會阻礙上壩公路的交通，危及往來車輛和人員的安全，危及引水渠道的安全運行，須對泥石流災害進行評估。該溝泥石流易發(fā)性評分為104分，屬中等易發(fā)，發(fā)生可能性較大;其百年一遇泥石流固物質一次性

最大沖出量為3.0萬立方米，若暴發(fā)可能影響電站施工及電站建成后上壩公路的交通，阻斷鄉(xiāng)村公路，阻礙取水樞紐和渠道線路的運行管理及巡檢，據(jù)此，評估聯(lián)合溝泥石流的現(xiàn)狀危險性小。建議保護泥石流溝的流域植被，規(guī)范流域內(nèi)的人類工程活動，雨季加強泥石流溝的監(jiān)測預警。

關鍵詞;文縣哈南聯(lián)合溝;地質災害;泥石流特征;易發(fā)性;危險性

中圖分類號：P642.23文獻標志碼：A

1概述

哈南聯(lián)合溝泥石流溝位于哈南水電站樞紐下游0.5～1.0km的草地溝右岸。通往樞紐的公路和樞紐下游的引水渠道從泥石流溝口通過，泥石流暴發(fā)不直接危害擬建工程，但會阻礙上壩公路的交通，危及往來車輛和人員的安全，危及引水渠道的安全運行，如圖1所示。

哈南水電站擬建在長江水系嘉陵江二級支流白水江一級支流草地溝上，草地溝發(fā)源于四川境內(nèi)海拔3530m的凈各留山北麓，自南向北流經(jīng)聯(lián)合村，于哈南匯入白水江。

哈南水電站為低壩徑流式電站，工程規(guī)模屬V等?。?）型，工程主要構筑物由取水樞紐、引水渠道、壓力前池、壓力管道、廠房、尾水渠等組成。設計溢流壩長18m，最大壩高1.6m，壩頂高程1341.60m，壩型為漿砌塊石重力壩，設計引水流量1.60m/s，最大引水流量2.0m/s?？傃b機容量1000kW，多年平均發(fā)電量623.6×10‘kWh。

2泥石流形成條件

2.1地形地貌

評估區(qū)屬隴南山地構造侵蝕中山區(qū)，哈南聯(lián)合溝地形總體上西高東低，并由西向東匯入草地溝。根據(jù)地貌形態(tài)和成因類型，評估區(qū)可分為構造侵蝕中山和侵蝕堆積河谷兩個地貌單元，如圖1所示。

哈南聯(lián)合溝流域面積6.8km2，流域形態(tài)呈“漏斗形”。其西南最高山峰海拔2914m，溝口最低點海拔1305m，該流域相對高差1609m。主溝長約2.3km，呈南北向展布，主溝平均縱比降39%，溝谷狹窄，谷底寬2.5～9.0m，溝坡坡度30°～65°，中上游支溝發(fā)育，沿主溝呈樹枝狀分布，多與主溝大角度相交。流域內(nèi)植被覆蓋率約45%。流域內(nèi)溝坡陡峻，溝道縱比降較大，流域形態(tài)有利于降水在短期內(nèi)匯集，沖蝕溝岸、坡面及主溝內(nèi)松散堆積物，有利于泥石流的形成，如圖1、圖2所示。

2.2松散固體物質補給條件

流域山體基巖由南至北主要為中泥盆統(tǒng)三河口組第二巖段的灰?guī)r、泥灰?guī)r、砂質板巖、細砂巖、石英巖，石炭系灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、板巖，二疊系的砂巖、厚層灰?guī)r，石英砂巖、板巖等。溝坡大部地段覆蓋有薄層殘坡積碎石土，坡頂局部分布0.5～2m厚的風積黃土。溝內(nèi)松散固體物質儲量較為豐富，分布廣泛，松散物類型主要有崩塌體、坡積層、溝道堆積和滑坡體等四類，如圖2所示。

溝坡崩塌、墜石現(xiàn)象突出，崩塌和坡積層是該溝泥石流的主要物源，其通過面蝕與側蝕的方式補給泥石流，粒徑較小的崩塌體則可被泥石流直接沖蝕攜帶。而溝床堆積的碎石土（厚3.5～13m）則以底蝕再搬運方式補給泥石流。

根據(jù)現(xiàn)場調查統(tǒng)計，流域內(nèi)固體松散物質儲量約為13.5萬m/km2。

2.3降水條件

評估區(qū)內(nèi)多年平均降雨量為502mm，年最大降雨量579.1mm，日最大降雨量為96.77mm，1h最大降雨量為77.8mm，具有降水集中、突發(fā)、雨量強大的特點，短歷時大強度的降水為泥石流的形成提供了較充足的水源條件。

3地質環(huán)境復雜程度

評估區(qū)地貌類型為構造侵蝕中山及侵蝕堆積河（溝）谷地貌，地勢陡峻，河溝谷狹窄，山坡坡度大部分在25°～55°，地形與地貌類型復雜;地質構造復雜，褶皺與斷裂發(fā)育，地層產(chǎn)狀多變;新構造運動抬升較為強烈，處于地震烈度Ⅷ度區(qū);坡面巖、土相間，巖性巖相變化較大，部分地帶存在順向陡傾的結構面，巖土體工程地質性能差異大;地質災害發(fā)育，不良地質現(xiàn)象占用地面積比例小于15%;基巖裂隙水賦存條件差異大，溝谷潛水埋深較小，水文地質條件較復雜;人類工程活動對地質環(huán)境的影響程度較強烈。綜合判定評估區(qū)地質環(huán)境條件復雜程度為復雜[1-3]。

4泥石流災害發(fā)育程度

聯(lián)合溝泥石流溝位于草地溝右岸（圖1、圖2）。處于發(fā)展期，屬暴雨激發(fā)溝谷型泥石流。溝道內(nèi)堵塞程度中等，泥砂沿程補給段長度比約25%

4.1易發(fā)性評價

聯(lián)合溝泥石流暴發(fā)間歇期平均為5～6年，根據(jù)現(xiàn)場調查并分析影響泥石流易發(fā)程度的諸因素，按DZ/T0286-2015《地質災害危險性評估規(guī)范》“表（3-5）、表（3-6）進行分析，其易發(fā)性評分為104分，屬中等易發(fā)，發(fā)生可能性較大（表1）。

4.2泥石流重度[4]

甘肅省隴南，泥石流重度與流域內(nèi)可補給泥石流的松散固體物質儲備量關系為：

（1）

式中：——泥石流重度/kN·m2;

——單位面積可補給泥石流的松散固體物質量/萬m3/km2。

聯(lián)合溝流域補給泥石流的固體物質儲量為13.5萬m/km2，聯(lián)合溝泥石流的重度14.6kN/m2，性質屬稀性。

4.3泥石流流量

采用配方法經(jīng)驗公式計算該溝百年一遇的泥石流流量。

計算公式：（2）

式中：——百年一遇泥石流流量/m2·s1;

——增流系數(shù)，，計算中泥石流重度取值為14.6kN/，泥砂顆粒重度y取值為;

——百年一遇清水洪峰流量，其中F為流域面積（6.8km2）;

D——堵塞系數(shù)，取值1.2。

經(jīng)計算，聯(lián)合溝百年一遇的泥石流流量為95.6m/s。

4.4泥石流規(guī)模

聯(lián)合溝百年一遇泥石流流量為95.6m/s，泥石流歷時約30min，據(jù)此，按三角形簡化流量過程曲線，平均含砂量為35%計算。

（3）

式中：—泥石流固體物質沖出量/m2;

—泥石流徑流量/m2;

—百年一遇泥石流流量/m3·s1;

—泥石流歷時/s。

經(jīng)計算，聯(lián)合溝的固體物質一次性最大沖出量為3.0×10m2（規(guī)模屬中型，表1）。

4.5溝口堆積扇特征

聯(lián)合溝泥石流溝口開闊，堆積扇表面地形較平坦，長約150m，寬40～110m。泥石流堆積物土石混雜，以碎石、角礫為主，間雜少量塊石，粒徑一般3～20cm，個別塊石直徑可達0.4～0.6m[51。堆積扇未造成草地溝主溝彎曲。堆積扇沖淤近于平衡，略以淤積為主，近期一次沖淤變幅小于1m（圖2）。

5擬建工程可能遭受泥石流災害現(xiàn)狀評估

依據(jù)前述泥石流易發(fā)性評價結果，聯(lián)合溝泥石流發(fā)生可能性較大，但其位于草地溝右岸，而擬建引水渠道位于左岸的主溝洪積臺地之上，相距泥石流堆積扇前緣40～50m，高出扇面20～25m。根據(jù)現(xiàn)場調查與訪問，沒有泥石流沖向主溝對岸并且爬高躍上臺面的記錄，因此，判斷該溝泥石流不直接危害擬建工程，但其暴發(fā)可能影響電站施工及電站建成后上壩公路的通行，阻斷鄉(xiāng)村公路，阻礙通往樞紐的公路和樞紐下游引水渠道的運行管理及巡檢，損失小，據(jù)此，評估聯(lián)合溝泥石流的現(xiàn)狀危險性小（表1）。

6泥石流防治措施

（1）各類邊坡的開挖應安排專人予以監(jiān)測，如出現(xiàn)松散易坍的坡積層，則應布設支擋措施，減少泥石流物源“。

（2）棄渣棄土盡量應有序堆放，坡腳設置擋渣墻，平整表面并覆土綠化“。

（3）電站工程棄渣棄土勿堆置于聯(lián)合溝或其他坡面型沖溝的過流溝道內(nèi)。聯(lián)合溝內(nèi)的采石行為應規(guī)范，人工棄渣體要合理堆放整治6。

（4）在溝道物源下游，有必要時設置攔渣壩。

（5）雨季加強監(jiān)測預警。

參考文獻：

[1]朱曉璐.甘肅省文縣哈南一級水電站工程地質災害危險性評估報告[R].蘭州：甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，2018.

[2]楊秋.甘南州迭部縣2019年“7·29”洪澇災害評估研究[J].甘肅科技縱橫，2021，50（6）：15-17.

[3]劉寶.生態(tài)保護紅線評估調整——以麥積區(qū)為例[J].甘肅科技縱橫.2021，50（3）：19-21.

[4]地質災害危險性評估規(guī)范：DZ/T0286-2015[S].北京：地質出版社，2015.

[5]巖土體工程地質分類標準：DZ0219-2002[S].北京：地質出版社，2002.

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