安徽省寧國(guó)市霞西鎮(zhèn)石河村姚家組泥石流特征分析

梁 川

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊(duì)，安徽黃山 245000）

安徽省寧國(guó)市霞西鎮(zhèn)石河村姚家組滑坡地質(zhì)災(zāi)害位于安徽省寧國(guó)市霞西鎮(zhèn)石河村姚家組，距離寧國(guó)市市區(qū)直線距離約16km。災(zāi)害點(diǎn)位于姚家組西側(cè)山體（見(jiàn)圖1）。

2019年8月9～10日，由于第9號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”引發(fā)安徽宣城地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，寧國(guó)市連續(xù)暴雨，大強(qiáng)度的集中降雨造成山洪爆發(fā)，溪流小河水位陡漲，坡體松散層含水量增大，造成大面積的水土流失，并形成大量地質(zhì)災(zāi)害隱患、引發(fā)眾多滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害。該場(chǎng)暴雨造成姚家組西側(cè)山體發(fā)生滑坡，滑坡物在暴雨沖刷作用下，沿沖溝發(fā)生泥石流，泥石流沖入東側(cè)村莊，沖毀民房廁所一間。泥位自房屋底腳約1.4m 高處。并堆積至房屋約1.40m高度。本次泥石流的形成主要因上部滑坡產(chǎn)生大量的物源，匯集雨水而成。目前，上部滑坡后緣裂縫已出現(xiàn)，且坡體中部同樣出現(xiàn)多條裂縫，如遇短時(shí)大暴雨或長(zhǎng)時(shí)間大雨，則容易產(chǎn)生更大規(guī)模的滑坡，滑坡物質(zhì)匯集雨水又形成更大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。直接威脅村中5戶15人生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

為避免地質(zhì)災(zāi)害的再次發(fā)生帶來(lái)的巨大危害，2019年10月，我隊(duì)經(jīng)委托開(kāi)展安徽省寧國(guó)市霞西鎮(zhèn)石河村姚家組滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查設(shè)計(jì)工作，組織技術(shù)人員成立項(xiàng)目組，開(kāi)展踏勘、野外調(diào)查，布置勘查工程并部署實(shí)施。

1 勘查區(qū)概況

1.1 勘查區(qū)地形地貌特征

勘查區(qū)為侵蝕溶蝕高起伏低山丘陵地帶，由于受多期構(gòu)造的影響，使得地殼發(fā)生間隙性急劇抬升，表現(xiàn)為強(qiáng)烈侵蝕的地貌形態(tài)、特征，山體陡峭，高差大，侵蝕強(qiáng)烈，山間溝谷發(fā)育，“V”形谷，溝谷巖石裸露。勘查區(qū)微地貌類型屬斜坡、沖溝，海拔高度為300～600 余米，勘查區(qū)標(biāo)高在110～300m之間。

勘查區(qū)所在地點(diǎn)為姚家組西側(cè)山體（圖2），距離村莊西側(cè)約50m，坡頂為一鞍部地形，斜坡坡向96°，為一自然邊坡，坡腳為沖溝，其中坡頂較緩，坡腳連接沖溝地形較陡。坡體植被不發(fā)育，為居民種植的山核桃林地。斜坡坡向96°，滑坡寬約43m，長(zhǎng)90m，滑坡剪出口高程為140.00m，滑坡后緣高程為192.00m，坡面坡度在20°～30°之間。已滑區(qū)主滑方向76°，剪出口以下為溝谷源頭，沖溝兩側(cè)及溝底巖石裸露（圖3）。

1.2 勘查區(qū)巖土體及其特征

1.2.1 滑坡體形態(tài)特征

已發(fā)生滑坡后緣標(biāo)高163.00m，前緣剪出口標(biāo)高140m，滑坡底腳寬17m，長(zhǎng)45m，滑動(dòng)方向76°。滑坡區(qū)面積為600m2，滑坡體體積約為2950m3。

潛在滑坡滑坡體從后緣至剪出口縱向長(zhǎng)90m，寬43m，滑動(dòng)方向76°，坡度20°～30°，后緣標(biāo)高190.00m，前緣剪出口標(biāo)高140m，滑坡區(qū)面積為2500m2?；麦w體積約8800m3。

1.2.2 滑坡區(qū)巖土層構(gòu)成及特征

根據(jù)鉆孔揭露和測(cè)繪調(diào)查，滑坡體巖土體共有以下2類3亞類：

（1）碎石土（Qdel）：地層序號(hào)①，灰黃色，濕，松散—稍密。主要為碎石和粘性土所組成，干強(qiáng)度較高，碎石含量大約在60%～75%之間，碎石大小在3～210cm 之間，碎石成分為弱風(fēng)化板巖。該層分布于山坡大部分區(qū)域，其成因?yàn)槠路e成因，層厚0.50～5.90m之間。

（2）志留紀(jì)下統(tǒng)霞鄉(xiāng)組(S1x)：

①?gòu)?qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖：地層序號(hào)②，灰黃色，稍濕，密實(shí)，巖芯呈碎塊狀，少量呈短柱狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育，手折不斷，敲擊聲啞，巖芯采取率為55%～65%。層厚1.2～2.30m。

②中風(fēng)化砂質(zhì)板巖：地層序號(hào)③，灰黃—灰白色，中厚層狀構(gòu)造，巖芯以短柱狀為主，部分長(zhǎng)柱狀，敲擊聲脆，采取率在80%～90%左右，巖石普通硅化，角巖化。

場(chǎng)地共有四個(gè)工程巖組，分別為：含塊石碎石粘土巖組、堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬的中厚層灰?guī)r、中厚—厚層泥質(zhì)灰?guī)r、條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r夾頁(yè)巖巖組。

1.2.3 勘查區(qū)水文地質(zhì)特征

勘查區(qū)降雨豐富，為地下水的賦存提供了豐富的補(bǔ)給來(lái)源，同時(shí)由于構(gòu)成邊坡表層為坡積層碎石土，其下砂巖，巖土體受物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用的綜合因素影響，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石節(jié)理發(fā)育，以上巖體結(jié)構(gòu)特征決定了邊坡具備地下水的貯存空間和接受大氣降水的條件。利于地下水向坡外排泄。綜上所述，坡體具有較良好的補(bǔ)給、徑流、排泄條件?；聟^(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水類型為第四紀(jì)孔隙水和基巖裂隙水。

2 泥石流形成條件

泥石流的形成需要具備一定的物質(zhì)條件和能量條件，陡峻的地形、充足的松散碎屑物質(zhì)和水源條件是泥石流形成必須具備的三個(gè)條件。

2.1 地形地貌及溝道條件

泥石流區(qū)域內(nèi)分水嶺最高海拔250.1m，溝口流出處海拔112.0m，相對(duì)高差達(dá)138.1m，整體呈西高東低，匯水面積為0.012km2，匯水面積較小，但是區(qū)域內(nèi)降水充沛，且雨量集中，不易通過(guò)地下滲流，主要通過(guò)地表溝谷排泄，完全滿足泥石流的激發(fā)條件。

泥石流主溝長(zhǎng)40m，溝兩側(cè)寬度7m，縱向坡度在30°左右，為暴雨的迅速匯集提供了地形條件，溝體上部縱坡近50°，此為匯集雨水提供了極大的能量，為搬運(yùn)松散固體物質(zhì)提供了有力的地形條件。

根據(jù)泥石流的形成條件和運(yùn)動(dòng)機(jī)制及泥石流松散固體物源的分布，將泥石流溝劃分為三個(gè)區(qū)：泥石流溝上游，植被覆蓋較少，或?yàn)榇迕穹N植的山核桃林地，地形為鞍部，土層較厚，土體極為松散，暴雨?duì)顩r下極易發(fā)生滑坡，泥石流主要松散物源分布在此區(qū)域，此為泥石流形成區(qū)（物源區(qū)）；中下游溝谷中，受水流沖擊，基巖出露，呈”V”字形，為泥石流通過(guò)區(qū)；下游溝谷進(jìn)入村莊開(kāi)闊區(qū)域，地勢(shì)變?yōu)槠教?，為泥石流堆積區(qū)。

（1）物源區(qū)(滑坡區(qū))地形地貌條件。泥石流形成區(qū)即為上述滑坡范圍，位于泥石流溝上游，面積約為2500m2，海拔在140～190m 之間，地貌單元為坡頂鞍部，坡度為20°～30°。該區(qū)段內(nèi)均存在植被覆蓋較少，或?yàn)榇迕耖_(kāi)墾種植的山核桃林地，土體松散，暴雨?duì)顩r下極易發(fā)生滑坡，泥石流主要松散物源分布在此區(qū)域。

（2）流通區(qū)地形地貌條件。溝谷中游及下游，泥石流流通標(biāo)高在112～130m 之間，溝道長(zhǎng)約40m，由”V”字形向開(kāi)闊平緩地形逐漸過(guò)渡，相對(duì)高差20m，平均縱坡度30°。

（3）堆積區(qū)地形地貌條件。泥石流堆積區(qū)標(biāo)高在110～112m 之間，長(zhǎng)度為70m，平均坡度為0°～5°，坡度平緩，且存在多處民房，地勢(shì)較開(kāi)闊，有利于泥石流堆積物的堆積。

2.2 物源條件

泥石流物源區(qū)即為上述的滑坡范圍，坡面坡度在20°～30°之間，堆積體厚度3.6～5.9m，坡面上種植山核桃，土質(zhì)松散，地表植被不發(fā)育，遭到強(qiáng)降雨浸泡沖刷，坡面土體的穩(wěn)定性存在極大的威脅，產(chǎn)生坡面侵蝕，由于地表覆蓋層遭到?jīng)_刷，坡頂與溝谷接觸部位的土體前緣失去支撐，造成坡上土體沿臨空面下滑，形成滑坡，為泥石流的形成提供物源。

根據(jù)本次勘查統(tǒng)計(jì)計(jì)算，滑坡體體積為8800m3，加購(gòu)溝谷坡面的覆蓋層，泥石流流域內(nèi)物源靜儲(chǔ)量為1.2×104m3，可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量在10000m3。

（1）滑坡堆積物源。已滑坡區(qū)標(biāo)高在140～190m之間，滑坡區(qū)域長(zhǎng)90m，寬約42m，滑坡體為坡積物，成份為碎石土，碎石塊徑5～20cm 不等，占總比重約為20%～50%，此處滑坡體形成流石流被沖走約為1500m3，留在原地約7500m3。

（2）坡面侵蝕物源。坡面坡度在20°～30°之間，坡積層厚度0.5～1.0m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約2m，地表因種植山核桃，植被不發(fā)育，表土層和強(qiáng)風(fēng)化層松散，在遇到強(qiáng)降雨后，極易發(fā)生滑塌，對(duì)坡面土體的穩(wěn)定性存在極大的威脅，此類土體滑塌后均會(huì)成為泥石流的組成體。

（3）泥石流物源的轉(zhuǎn)化關(guān)系。根據(jù)以上物源條件的描述，泥石流流域內(nèi)物源靜儲(chǔ)量為12000m3。這些物源并非都能參與到泥石流活動(dòng)中，這與其參與泥石流活動(dòng)的方式、松散堆積物顆粒特征、結(jié)構(gòu)特征、穩(wěn)定性以及能否在流水沖刷、裹挾等作用下啟動(dòng)、運(yùn)移等因素有關(guān)。同時(shí)，結(jié)合2019 年8 月的泥石流沖出物的特征分析，泥石流流域內(nèi)可能參與泥石流活動(dòng)的動(dòng)儲(chǔ)量10000m3。

2.3 水源條件

勘查區(qū)位于皖南山區(qū)，每年6～8月份為雨季，降雨量極大，且雨量集中，常出現(xiàn)大暴雨天氣。該處泥石流流域內(nèi)中風(fēng)化基巖較淺，下部基巖少裂隙，水流一般滲透過(guò)松散的固體堆積物，滲透至基巖面，由基巖面匯集到溝谷內(nèi)，溝谷流域內(nèi)的水量均會(huì)通過(guò)溝谷排泄，給泥石流的發(fā)生提供了充足的水源和動(dòng)力條件。

3 泥石流的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

3.1 泥石流的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

（1）泥石流的危險(xiǎn)性評(píng)估。通過(guò)對(duì)泥石流危險(xiǎn)性的綜合評(píng)估，堆積扇的規(guī)模較小，主河河型無(wú)變化，主流大水平偏移，泥砂補(bǔ)給長(zhǎng)度比為80%，松散物的儲(chǔ)量大于10×104m3，松散體變形量較大，暴雨強(qiáng)度指標(biāo)R為3.1～4.2，因此判定泥石流活動(dòng)的強(qiáng)度為較強(qiáng)。泥石流活動(dòng)危險(xiǎn)程度及發(fā)生幾率的判別，是根據(jù)泥石流的致災(zāi)能力及受災(zāi)體的承（抗）災(zāi)能力確定，計(jì)算公式為：

式中：D——危險(xiǎn)程度或?yàn)?zāi)害發(fā)生機(jī)率；

F——泥石流的致災(zāi)能力；

E——受災(zāi)體的承（抗）災(zāi)能力。

評(píng)估結(jié)果為泥石流的致災(zāi)能力評(píng)分為10 分，綜合致災(zāi)較強(qiáng)；受災(zāi)體的綜合承（抗）災(zāi)能力評(píng)分為5分，綜合承（抗）災(zāi)能力為很差。根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果經(jīng)計(jì)算，泥石流活動(dòng)的危險(xiǎn)程度D＞1，即受災(zāi)體處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)，該處泥石流成災(zāi)的可能性大。

（2）泥石流防治的評(píng)估決策。根據(jù)泥石流致災(zāi)能力的強(qiáng)弱和受災(zāi)體綜合承災(zāi)能力進(jìn)行治理緊迫性的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為治理緊迫（表1）。

表1 泥石流治理緊迫性評(píng)價(jià)表

此外，根據(jù)本次勘查結(jié)果，按泥石流的危害性、治理的緊迫性、發(fā)生的頻數(shù)、防治經(jīng)濟(jì)的合理性進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，以確定適宜的防治工作方案，模糊評(píng)價(jià)的因素主要為危害性、治理的緊迫性、發(fā)生頻數(shù)、防治經(jīng)濟(jì)的合理性、治理的難易程度五項(xiàng)，評(píng)價(jià)集為治理的必要性劃分[必要、符合條件時(shí)必要、不必要(搬遷、避讓、群防)]，評(píng)判結(jié)果為泥石流防治工作方向?yàn)榭辈橹卫怼?/p>

3.2 泥石流的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

（1）易發(fā)程度的評(píng)價(jià)。前已述及，泥石流發(fā)生的危險(xiǎn)性亦然存在，為了合理評(píng)價(jià)該泥石流的易發(fā)程度及發(fā)展趨勢(shì)，本次根據(jù)調(diào)查區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件，選取了控制泥石流發(fā)展的多項(xiàng)指標(biāo)對(duì)泥石流進(jìn)行了評(píng)價(jià)打分，綜合評(píng)價(jià)得分為98分，評(píng)價(jià)結(jié)果為流域泥石流易發(fā)（表2）。

表2 泥石流溝易發(fā)程度綜合評(píng)判結(jié)果一覽表

（2）發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)。泥石流是一種突發(fā)性的固體、液體二相輸移現(xiàn)象，它的發(fā)生是降雨的主動(dòng)作用和地面受暴雨作用的被動(dòng)作用兩個(gè)系統(tǒng)相互影響的結(jié)果，因此，形成泥石流災(zāi)害的控制因子來(lái)自兩個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)本次調(diào)查及研究，本區(qū)的大暴雨主要發(fā)生于每年的6～8月，因此，暴雨可能形成誘發(fā)泥石流的主動(dòng)作用系統(tǒng)。地面控制系統(tǒng)主要反映在人類生產(chǎn)活動(dòng)破壞植被，坡面直接暴露，松散物的儲(chǔ)量可以滿足泥石流的復(fù)發(fā)條件，即流域的地質(zhì)環(huán)境有利于泥石流的產(chǎn)生。

從泥石流災(zāi)害產(chǎn)生的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，泥石流的活動(dòng)性分級(jí)為中級(jí)，區(qū)內(nèi)存在間歇性發(fā)生中等規(guī)模泥石流的危險(xiǎn)性。從氣象要素、松散堆積物的儲(chǔ)量、人類工程活動(dòng)的強(qiáng)度等要素進(jìn)行預(yù)測(cè)，調(diào)查區(qū)泥石流發(fā)生頻率為5～15年一遇。

4 防治工程建議

根據(jù)勘查結(jié)果，該滑坡地質(zhì)災(zāi)害處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡無(wú)直接威脅對(duì)象，但滑坡產(chǎn)生的堆積體正好位于沖溝的高位區(qū)域，在暴雨等條件下，堆積體將成為泥石流災(zāi)害的物源區(qū)，沿沖溝沖至下游村莊，對(duì)下游的村莊造成危害。2019年8月發(fā)生的泥石流物源即為滑坡產(chǎn)生的堆積體。沖溝兩側(cè)巖石裸露，未見(jiàn)明顯的其他物源體，在保證人民群眾安全的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，建議防治工程以治理上部滑坡為主，同時(shí)清理原滑坡產(chǎn)生的堆積在沖溝內(nèi)的碎石土。重新修建過(guò)水涵洞，保證雨季沖溝排水暢通。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，滑坡推力較大，坡體上部經(jīng)濟(jì)作物較多，無(wú)道路到達(dá)至滑坡處，建議采用多道錨索微型樁板墻進(jìn)行分段支擋，并做好截排水設(shè)施。