李 華，彭 勃

（江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,南昌 330095）

四川夾金山王家山溝泥石流災(zāi)害特征及防治

李 華，彭 勃

（江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,南昌 330095）

王家山溝位于四川省阿壩藏族羌族自治州小金縣達維鄉(xiāng)境內(nèi),流域面積8.02km2,溝長5.14km ,相對高度1614m, 縱坡降314.0‰,溝內(nèi)滑坡發(fā)育,形成泥石流的地形和松散固體物質(zhì)條件充分;偶爾出現(xiàn)的高強度、短歷時暴雨是泥石流形成的水源條件和激發(fā)因素。針對危害特征，對泥石流采取了以攔擋工程為主,輔以防護堤及生物措施的綜合治理方案。

泥石流；災(zāi)害；形成條件；綜合治理

0 地質(zhì)概況

王家山溝位于四川省阿壩藏族羌族自治州小金縣達維鄉(xiāng)境內(nèi), 為木城溝左岸的一級支溝，縱向長度5.14km，平均寬度1.56km，溝域面積8.02km2，形態(tài)近似口袋形，溝域上游寬度較窄呈“V”字型，往下游溝域?qū)挾戎饾u變寬呈“U”字型，谷深坡陡，最大高程4614m，相對高差1614m，坡度一般超過50°，縱坡降314.0‰，是典型的泥石流溝谷[1]。該溝曾于1986年暴發(fā)過泥石流，其一次性沖出量約1.2×104 m3，危險區(qū)面積為0.14×106m2，沖毀了210省道和沿岸耕地，造成了經(jīng)濟損失約10萬元。

王家山溝發(fā)生較大規(guī)模泥石流災(zāi)害的可能性依然存在，對附近210省道和夾金村65戶村民、通訊設(shè)施、小型水電站造成潛在威脅，因此對王家山溝泥石流進行綜合治理，保護當?shù)厝嗣袢罕姷纳敭a(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實意義。

1 泥石流的形成和特征

1.1 形成條件

王家山溝流域內(nèi)出露地層主要有三疊系上統(tǒng)侏倭組變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、含炭絹云板巖、粉砂質(zhì)板巖，三疊系中統(tǒng)雜谷腦組變質(zhì)含鈣砂巖、長石石英砂巖和第四系粉質(zhì)粘土、砂卵石、塊（碎）石土[2-3]。從地形地貌上看，王家山溝流域?qū)儆谏钋懈顦?gòu)造侵蝕高山地貌區(qū)，微地貌單元為高山斜坡侵蝕堆積地貌，地勢西南高北東低，總體走向50°，縱坡降后部較大、前部較小，縱向從溝源區(qū)至溝口段，其坡降變化為“陡－緩”的趨勢(圖1)，為常年流水沖溝，水流量約為2.5m3/s，地形為泥石流發(fā)育提供了充足的動力條件。第四系主要分布于坡體高處、溝谷兩岸、坡腳附近，主要松散固體物質(zhì)來源于溝源大規(guī)模崩滑堆積物、溝域內(nèi)松散堆積物和表層土壤的面蝕物質(zhì)，各類物源總量約157.5×104m3，可參與泥石流活動的動儲量約25.5×104m3（表1）。該溝位于南東季風(fēng)濕潤氣候區(qū)向干旱河谷氣候區(qū)過渡帶，匯水面積約8.06km2，年平均降水量617.6mm ， 雨季(5～10 月)降水量占全年降水量的86.3 %以上，1天最大降水量可達371 mm，具有集中降水的特征，其中, 中小天氣系統(tǒng)產(chǎn)生的短歷時、高強度點暴雨是泥石流形成的激發(fā)因素。

1.2 泥石流規(guī)模和頻率

根據(jù)泥石流災(zāi)害史的調(diào)查，王家山溝泥石流以往屬中頻稀泥石流，從近期泥石流災(zāi)害史看，最近一次發(fā)生泥石流時間為1986年，體積規(guī)模約1.2×104m3?，F(xiàn)溝內(nèi)可參與泥石流活動的固體物源動儲量達25.5×104m3，激發(fā)泥石流的臨界雨強可能降低，因此，泥石流的爆發(fā)頻率可能提高，成為高頻泥石流。據(jù)此估算，今后可能發(fā)生泥石流災(zāi)害。目前王家山溝泥石流為發(fā)展期。

圖1 王家山溝泥石流溝域縱斷面圖

表1 王家山溝實測物源統(tǒng)計

1.3 泥石流沖淤特征

（1）物源區(qū)沖淤特征

王家山溝溝谷縱比較大，溝床狹窄，溝道下切較為強烈，溝道兩側(cè)崩坡積及殘坡積土常形成基座階地，局部地段可見基巖溝床。在具備較強的水動力條件時，泥石流下蝕作用通常大于堆積作用，物源區(qū)沖淤特征表現(xiàn)為以沖為主的特點，但在較小的洪水或泥石流條件下，局部地段也可能出現(xiàn)小規(guī)模的淤積。

（2）流通堆積區(qū)沖淤特征

流通堆積區(qū)分布于王家山溝溝口上部一帶，由于其溝道沿堆積扇區(qū)左側(cè)通過，其右岸受到山體的約束，泥石流流體一般情況下不會漫出溝道與老的堆積扇疊置，且該段溝道平均縱坡僅170‰左右，而溝道寬度則更大，這種條件決定該溝段沖淤特征仍為以淤為主的特點，但在大規(guī)模洪水或稀性泥石流作用下，其沖刷作用將加劇。

1.4 泥石流堆積物特征

江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站本次勘查選取10組泥石流堆積物進行了試驗室顆粒級配試驗[4]，卵石或碎石占27.3%、礫石占38.2%、砂礫占17.3%、細粒占17.2%。泥石流的顆粒級配關(guān)系反應(yīng)了泥石流堆積區(qū)的水動力條件和沖淤特征，即堆積區(qū)溝谷縱坡變緩處，沖溝水動力條件相對較差，有利于泥沙沉積，其土石比較高，溝谷沖淤特征均表現(xiàn)出以淤為主的特點。

2 泥石流的成因機制

王家山溝泥石流屬暴雨溝谷型泥石流。主要為暴雨作用下，水流大量匯集于溝道，匯流過程中將坡面松散泥沙及坡面的各類松散堆積物源攜帶進入溝道，并順溝而下，通過溝道揭底沖刷卷動溝道內(nèi)的松散堆積物源，并將兩側(cè)溝岸松散固體物質(zhì)帶走，以滾雪球的方式向下游運動，從而暴發(fā)泥石流災(zāi)害。

在泥石流形成過程中，溝域內(nèi)地形陡峻，溝谷縱坡大為水源和泥沙的匯聚提供了有利的地形地貌條件，王家山溝中段左岸地段強烈的崩滑現(xiàn)象和震后水土流失的加劇，以及溝道內(nèi)的堆積物為泥石流的發(fā)生提供了豐富的松散固體物源，暴雨是泥石流形成的主要引發(fā)因素。由于溝谷流域面積大，地形陡峻，匯水水源豐富，泥石流類型主要為稀性泥石流。

泥石流規(guī)模主要與溝域內(nèi)松散固體物源的堆集量和暴雨情況相關(guān)，當溝域內(nèi)松散固體物源累積較多，又遇集中暴雨時，就會發(fā)生較大規(guī)模的泥石流災(zāi)害。1986年泥石流后，溝域內(nèi)固體物源再次累積并將可參與泥石流活動的松散固體物質(zhì)沖入木城溝。隨著近年氣候的異常及植被的破壞，集中暴雨增多，溝岸、溝底松散物源增多，可參與泥石流活動的松散固體物源量也大大增加。據(jù)訪問調(diào)查，目前累積的松散固體物已超出1986年泥石流爆發(fā)前的物源量，一旦遭到較大暴雨的作用，發(fā)生泥石流災(zāi)害的危險性是較大的。

綜上分析可知，王家山溝流域泥石流形成區(qū)為高山環(huán)抱的山間盆地，流通堆積區(qū)為峽谷，溝谷兩側(cè)山坡陡峻，縱坡梯度大，流通堆積區(qū)呈扇形分布，溝道擺動頻繁；較大的高差及較大的流域面積使得地表水快速而大量的匯集，并侵蝕地表和帶動松散固體物質(zhì)的運動，從而產(chǎn)生泥石流；泥石流運動過程中還沿途產(chǎn)生側(cè)蝕和揭底，將溝道內(nèi)及兩側(cè)的松散固體物質(zhì)一同帶走，形成規(guī)模更大的泥石流。

3 治理方案

3.1 設(shè)計原則

針對泥石流災(zāi)害治理難度大、周期長、投資量大、涉及面廣等特點，在進行具體治理工程布局時應(yīng)重點突出，兼顧全面，做到工程治理、生物治理及社會措施三結(jié)合。防治工程應(yīng)與開發(fā)管護相結(jié)合，保證防治方案的科學(xué)性，使方案切實可行，集中有限的資金以取得最大的工程與社會綜合效應(yīng)。依據(jù)有關(guān)規(guī)范確定該泥石流的防治等級為三級，按20 年一遇暴雨進行設(shè)計[4]。

3.2 治理方案

根據(jù)王家山溝泥石流形成、流動堆積特點、成災(zāi)方式，排導(dǎo)溝現(xiàn)狀，我們提出了以攔為主，攔排結(jié)合；以治溝為主，治溝與治坡相結(jié)合；以攔排工程為主，攔排工程和生物措施相結(jié)合的綜合治理方案。該方案在形成流通區(qū)下游建設(shè)2座攔砂壩（壩高5～9m）用于攔擋泥石；在流通堆積區(qū)大致沿溝床左側(cè)修建一條防護堤（長約430m）用于將部分泥砂排導(dǎo)至木城溝，構(gòu)成一個完整的泥石流防治體系。在實施工程治理措施的同時進行林業(yè)、農(nóng)業(yè)工程的生物治理措施。

3.3 治理措施

（1）攔砂壩

在形成流通區(qū)下段及流通堆積區(qū)上段修建2座攔砂壩，攔砂壩的主要功能就是起到削峰減流、穩(wěn)攔物源的作用，同時減少到達王家山溝下段的固體物源量，降低泥石流容重，并調(diào)節(jié)下游泥石流洪峰流量，減輕下游防護堤的壓力。

（2)防護堤工程

在王家山溝下游的流通堆積區(qū)段修建防護堤，規(guī)整溝槽斷面，減小彎道曲率，將攔砂壩下游的泥石流物質(zhì)順暢地導(dǎo)入主河木城溝，防止泥石流漫過溝對居民區(qū)沖擊。保護流通堆積區(qū)夾金村的安全，防護堤高出原地面2.0 m。

（3）生物治理措施

生物措施在攔蓄地表徑流，削減洪峰，減少坡面水土流失，改善流域生態(tài)環(huán)境等方面具有十分重要的意義。針對王家山溝泥石流的生物治理措施，主要是在流域上、中游適宜植樹的坡體上，禁牧禁伐，大量種植防護林，解決群眾用材困難。

4 結(jié)論

(1)王家山溝泥石流為中頻、中等規(guī)模暴雨溝谷型泥石流，對下游人民的生命財產(chǎn)、公共設(shè)施、道路等安全構(gòu)成威脅，開展王家山溝泥石流治理工作對該地區(qū)的安全與穩(wěn)定及防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。

(2)王家山溝溝內(nèi)泥石流固體物源豐富，固體物源總量為157.5×104m3，可參與泥石流活動的動儲量25.5×104m3，溝域面積較大，降雨充沛，水源豐富，地形地貌有利于泥石流物質(zhì)的匯集和成災(zāi)，如遭受大的暴雨，可能發(fā)生大的泥石流災(zāi)害。

(3)在工程治理中，攔砂壩+防護堤可滿足防災(zāi)的需要，同時注重生態(tài)工程措施，加強組織流域范圍內(nèi)的退耕還林，強化水土保持工作。

[1] 李 華,程志華,周亞平,邊曉庚,吳繼華.四川省地震災(zāi)區(qū)阿壩州小金縣夾金山王家山溝泥石流應(yīng)急勘查報告（內(nèi)部資料）[R]南昌∶江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,2010.

[2] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局.四川省區(qū)域地質(zhì)志［M］．北京∶地質(zhì)出版社,1991.

[3] 辜學(xué)達，劉嘯虎，等．四川省巖石地層［M］．武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1997．

[4] 李 華,程志華,周亞平,邊曉庚,吳繼華.四川省地震災(zāi)區(qū)阿壩州小金縣夾金山王家山溝泥石流應(yīng)急治理工程可行性研究報告（內(nèi)部資料）[R]南昌∶江西省勘察設(shè)計研究院,2010.

Disaster Features and Comprehensive Treatment on the Debris Flow of Wangjiashan Gully, Xiaojin County, Sichuan Province

LI Hua，PENG Bo

(Jiangxi Institute of Geo-Environment Monitoring, Nanchang 330095)

Wangjiashan Gully is located in Xiaojin County of Sichuan Province. The debris flow of Wangjiashan Gully is the most representative, which has been long endangering the County’s safety. The gully covers the basin area of 8.02 km2, stream length of 5.14 km, the relative height of 1614 m, and the channel gradient of 314.0‰. Loose solid material in the gully comes from 10 landslides inside; as a result, it is very easy to form the debris flow. The debris flow usually occurs for heavy rainfall of short duration. Some measures have been taken such as blocking dam, bulwark and biological measures．

Debris flow；Disaster；Formation conditions；Comprehensive treatment

P642.23

A

1007-1903（2013）02-0025-03

∶ 四川省國土資源廳和江西省國土資源廳資助項目—《四川省地震災(zāi)區(qū)阿壩州小金縣夾金山王家山溝泥石流應(yīng)急勘查》(贛國土資源資[2009]2006號)

∶ 李 華(1984－ ) , 男, 工程師, 學(xué)士，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)研究工作。