泥石流災(zāi)害特征及防護(hù)研究分析

俞旺新 沈雅雯 杜子文

（中國(guó)建筑第四工程局有限公司， 廣東 廣州 510600）

0 引言

北山根村位于河北省承德市灤平縣五道營(yíng)子鄉(xiāng)，緊鄰山腳而建，正對(duì)村莊有兩條溝谷，歷史上曾多次伴隨暴雨發(fā)生小型泥石流地質(zhì)災(zāi)害，每次災(zāi)害到來都會(huì)給下游村民人身財(cái)產(chǎn)安全帶來不同程度損害。每逢雨季，北山根村居民都無法安心生活與正常生產(chǎn)，泥石流都給下游村莊居民生命及財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，嚴(yán)重影響北山根村人民的正常生活秩序。

本文通過對(duì)北山根村泥石流溝的野外詳細(xì)調(diào)查和測(cè)量，揭示了該泥石流的發(fā)育特征和形成條件，并利用該泥石流量、流速、流體重度、洪峰流量、沖擊力、彎道超高以及沖出高度等靜動(dòng)力學(xué)參數(shù)，提出相應(yīng)災(zāi)害防治建議，為燕山地區(qū)的泥石流防災(zāi)減災(zāi)提供參考。

1 北山根村泥石流基本特征

1.1 自然及地質(zhì)環(huán)境條件

1.1.1 降水條件

本區(qū)夏季多雷陣雨，歷年均降水量在500～600mm 之間，降雨量多集中在6～8 月份，約占該地區(qū)的全年降雨量的63%～78%，經(jīng)常出現(xiàn)雷陣雨等極端降雨條件，其10 分鐘的最大降水量能達(dá)到25mm 左右,1 小時(shí)內(nèi)最大降水量50mm 能達(dá)到左右。

1.1.2 地形地貌

本區(qū)地處燕山山地地貌區(qū)，屬構(gòu)造剝蝕低中山地貌。本區(qū)北高南低，山坡坡度在30～60°，上陡下緩，溝谷切割較深，呈“V”型谷，圖幅內(nèi)相對(duì)高差488 米。溝1 溝口上游50m 處有1 條支溝，兩岸坡30～40°，主溝道縱深約250m，溝道縱比降225‰；溝2 溝口上游410m 處有1 條支溝，兩岸坡30-60°，主溝道縱深約650m，溝道縱比降270‰。

1.1.3 工程地質(zhì)條件

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的槽探實(shí)驗(yàn)，據(jù)各巖土及其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和物理力學(xué)性質(zhì)，可將勘查區(qū)巖土類型分為以下兩種：

（1）新生界第四系全新統(tǒng)（Q4pl+dl）：主要為耕植土、碎石土、粉質(zhì)粘土，分布于溝底表層，平均厚度1.5m，植物根系發(fā)育，黃褐色，稍濕，角礫含量達(dá)30%～40%，粒徑大多5～15cm，最大粒徑可達(dá)40cm，地基土承載力特征值fak 在122kPa 至181kPa 之間。

（2）侏羅紀(jì)早世二長(zhǎng)花崗巖（ηγ52（1））：廣泛分布于勘查區(qū)內(nèi)，黃褐色，中風(fēng)化—強(qiáng)風(fēng)化層未穿透，物理性質(zhì)良好。

2 泥石流的分區(qū)特征

2.1 溝道比降特征

北山根村泥石流溝道比降特征，溝1 呈“V”字型，溝口上游50m 處有1 條支溝，匯水面積0.22km2，主溝道縱深約250m，溝道縱比降225‰，碎石溝底零散堆積；溝2 呈“V”字型，溝口上游410m 處有1 條支溝，匯水面積0.44km2，主溝道縱深約650m，溝道縱比降270‰，溝底不均勻分布大量碎石。根據(jù)當(dāng)?shù)孛癖妼?duì)以往發(fā)生的泥石流的形態(tài)描述及現(xiàn)場(chǎng)形態(tài)調(diào)查，以及泥石流溝道比降特征確定泥石流流體重度γc=1.32t/m3，可知泥石流性質(zhì)為稀性，泥石流程稀漿狀。

2.2 物源特征

2.2.1 物源粒徑與方量

根據(jù)實(shí)地勘查，物源最大粒徑可達(dá)3m，具體特征見表1。

表1 溝1 河床堆積物特征表

3 北山根村泥石流特征值

3.1 流域面積及溝床比降

泥石流溝流域的特征值主要包括主溝長(zhǎng)度L、匯水面積F、主溝平均縱坡比i 等，為計(jì)算主溝泥石流流速、清水流量及泥石流洪峰流量提供基礎(chǔ)參數(shù)[1-3]。溝1 主溝長(zhǎng)度為0.22km、匯水面積為250km、主溝平均縱坡比為225‰；溝1 主溝長(zhǎng)度為0.44km、匯水面積為650km、主溝平均縱坡比為270‰。

3.2 泥石流流量

4 結(jié)論與建議

（1）北山根村泥石流屬于典型的暴雨型溝谷溝床侵蝕泥石流，泥石流溝坡面巖體破碎溝底堆積大量松散堆積物，形成區(qū)物源豐富，且不斷有新物源進(jìn)行補(bǔ)給為北山根村泥石流提供了直接物質(zhì)來源，遇到暴雨天氣極易發(fā)生泥石流災(zāi)害。

（2）該流域遭遇20 年及以上年數(shù)一遇的強(qiáng)降雨將形成規(guī)模較大，破壞力及沖擊力較強(qiáng)的泥石流災(zāi)害。

（3）該流域泥石流地質(zhì)災(zāi)害物源豐富，匯水面積大，縱坡比較大，當(dāng)?shù)責(zé)o有效防治設(shè)施，隨時(shí)可能伴隨強(qiáng)降雨發(fā)生泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

在治理工程實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，建立健全管理體系，擬建工程與已有工程治理相結(jié)合，采用清理泥石流溝道、修建重力式攔擋壩、修建導(dǎo)流堤、修建排水溝等綜合工程治理措施，同時(shí)對(duì)水源區(qū)充分利用其氣候、土壤條件，采取封山育林、植樹造林等生物工程措施。