老虎洞泥石流灾害的发展趋势分析及治理方案建议

王大林 王碧雪 刘辉

摘 要：通过对老虎洞泥石流灾害的基本特征、形成机理及对老虎洞泥石流灾害发展趋势进行分析，探讨老虎洞泥石流灾害的防治方案建议，并为预防和防治类似泥石流灾害提供经验。

关键词：泥石流；灾害；发展趋势；治理方案

0 前言

老虎洞泥石流位于云龙县宝丰乡南新村东北部山区，流经南新村板凳田村民组后最终汇入下方三岔河，并最终汇入沘江，泥石流沟口堆积扇上村庄房屋密集，农田广布，当地群众生命财产安全一直受老虎洞泥石流的威胁与危害。项目区属云龙县中南部，河流沟谷密布，地质环境条件复杂、脆弱，降雨丰富而集中，且多单点暴雨，为云南省滑坡、泥石流地质灾害高易发区，经常是大雨大灾，小雨小灾。据现场调查及史料記载，近些年来老虎洞泥石流沟多次爆发泥石流灾害，对沟口堆积扇上的耕地和村庄造成严重危害，最近数十年来造成的直接经济损失已逾几百万元，严重制约着当地社会经济的发展。为保护当地居民的生命财产安全，促进当地经济社会的和谐发展，对老虎洞泥石流的发展趋势分析并提出可行的防治措施建议显得尤为重要和紧迫，同时也为该地区滑坡的防治工作提供一定的借鉴和参考。

1 泥石流的基本特征

老虎洞泥石流沟属三岔河一级支流，由北东至南西向径流，老虎洞泥石流流域最高点海拔约2160m，最低点位于与三岔河汇入口，海拔约1617m，流域总面积0.13km2，主沟长0.53km，平均纵坡460.35‰；沟道断面以“V”字型为主，局部成“U”字型，沟道宽度一般3.00～6.00m，形成、流通区及上部两侧岸坡坡度一般25°～55°，山势陡峻，固体松散物源发育强烈，沟道汇水及水源条件均较好，为泥石流的暴发提供了较好的水源条件和丰富的物源条件，向主沟输送了大量固体物质，加速了主沟泥石流的危害。

根据现场调查，老虎洞泥石流淤积物以块石、碎块石、砾石为主，成份以泥岩、砂质泥岩为主，空间上分布略具分选性，上游地段淤积物以块石为主，呈次棱角状，粒径一般大于10cm，至下游段颗粒直径逐渐减小，呈次圆状，淤积物分选差或中等，级配较好，最大直径约0.7m，在弯道处可见典型的凹岸淤、凸岸冲的现象，为稀性泥石流基本特征。根据现场实验，老虎洞泥石流重度为1.35t/m3，流域内总的物源量为15.27×104m3，各类物源中可能参与泥石流活动的物源动储量约0.39×104m3。

流速流量等泥石流基本动力学参数通过《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）规定和要求进行计算，计算结果见下表。

2 泥石流形成的机理与特点

项目区地质构造单一，地震活动频繁，岩石松动破碎，斜坡较陡，滑坡及崩塌等地质灾害点较发育；加之地层岩性风化剥蚀强烈，坡残积物厚度大，松散固体物质极为丰富；毁林开荒，陡坡垦植不合理的人类工程活动，造成地表土体结构松散。当遇高强度暴雨时，在流域上部山坡和沟谷内形成地表径流和沟道水流，水流不断侵蚀坡面，冲刷沟床，搬运山坡上的松散细粒固体物质，水流中固体物质含量逐渐增加，产生坡面泥石流；又因各沟谷上部地形有利于汇集降水形成洪流，使坡面泥石流汇入主沟后流速加快；进入沟谷的中上部，滑坡、崩塌等松散物质大量堆积于沟道中，且物质颗粒较粗，河床糙率大，泥石流规模不断增大，流体中固体物质重新组合；中游沟床多为“V”型岩质沟床，有利于固体物质输移，直至沟谷下游的沟口堆积。在泥石流形成过程中，水力侵蚀占主导地位。

3 泥石流发展趋势

老虎洞泥石流流域地貌发育阶段处于发展期，地震作用诱发的滑坡等重力侵蚀强烈，泥石流活动处于发展期。因此，在一个相当长的时期内泥石流的发展趋势不会减弱。流域具备形成泥石流的地形条件，地震等不良地质作用活动强烈，流域内松散物质丰富，泥石流启动的激发条件降低，当遭遇一定强度的暴雨时，即可发生泥石流。由于震后松散固体物质结构与组成发生变化，固结度降低，启动的临界条件降低，泥石流活动性增强。因此，实际条件下的泥石流洪峰量较计算值偏大，影响范围更广，造成的危害也将更加严重。

老虎洞泥石流沟于2004年、2015年均发生了泥石流，说明该流域具备了发生泥石流地质灾害的条件。若发生强烈地震，剧烈的震动会使山坡产生松动破碎，破坏边坡的稳定性，直接引起崩塌滑坡等重力侵蚀，继续增加沟床内的松散固体物质，为泥石流的形成提供更加丰富的物源条件，促使泥石流的活动性再次增强。因此，地震活动若增强，将会直接导致泥石流活动性的再次增强，从而泥石流暴发频率增加。若再次遭遇强烈地震后出现30年一遇的暴雨，极有可能暴发大规模泥石流。因此，地震活动若增强，将会直接导致泥石流活动性的再次增强，从而泥石流暴发频率增加。

4 泥石流治理方案建议

根据现场调查，老虎洞泥石流主要对堆积区内的板凳田村民组居民的生命安全及财产安全造成危害及构成威胁，威胁的方式主要是在堆积区内泥石流漫溢、改道，以冲毁、淤埋等形式。

根据老虎洞泥石流沟沟床、两侧岸坡地形条件，物源发育及威胁对象的分布情况，同时考虑下方大河——三岔河的泥沙携带能力。对老虎洞泥石流提出了以拦挡、固床为主，加强坡面排水、并在村庄区段进行防护的防治方案建议。

在泥石流上游沟床较陡、沟床物源松散区段设置固床群，一是抬高了沟床的最低侵蚀基准面，减小泥石流流速，防止沟床继续下切；二是稳沟固床，防止沟床物源的再次启动，三是防止建设大型的拦挡工程，提高了拟建工程本身的安全性和稳定性。在坡面侵蚀严重区上游设置截水沟，尽大程度上减少上游大面积的坡面汇流对近村区段内耕地及裸土区的侵蚀作用。在下游纵坡降减缓且物源集中发育的区段设置谷坊坝等拦挡工程，尽大程度的把松散的固体物源拦挡在上游，一是减缓沟床，抬高沟床的侵蚀基准面，减小泥石流流速，减小泥石流或洪流对沟道下切侵蚀强度，从而达到固床稳坡作用；二是可减少泥石流固体松散物质补给量，减少下方大河的携带压力，降低泥石流的水动力条件，调节泥石流下泄峰量，对泥石流起削弱调节作用。在堆积区居民、建筑房屋分布密集区设置防护工程，在满足过流能力的同时，减少泥石流对两次坡体的侧向侵蚀，同时防止泥石流在堆积区漫溢和改道威胁河道两侧居民的生命财产安全。

参考文献

[1] 王进聪.舟曲特大山洪泥石流形成机制与治理方法.甘肃省地矿局第二地勘院

[2] 崔鹏.泥石流起动条件及机理的实验研究.成都山地灾害与环境研究所

[3] 谭炳炎.走进泥石流.西南交通大学出版社

[4] 中华人民共和国国土资源部.泥石流灾害防治工程勘查规范