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黃土高原和隴南山地泥石流防治研究現(xiàn)狀分析

2019-12-26 02:47:20韓兵兵彭啟園侯云龍萬(wàn)寶峰
關(guān)鍵詞:泥石流巖土災(zāi)害

韓兵兵,彭啟園,侯云龍,萬(wàn)寶峰

(1.甘肅工程地質(zhì)研究院,蘭州 730030;2.蘭州大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院,蘭州 730000)

泥石流是地質(zhì)災(zāi)害中危害嚴(yán)重、分布廣泛的山地災(zāi)害之一,具有突發(fā)性、隱蔽性、復(fù)雜性和短暫性的特點(diǎn)。近年來(lái),隨著極端氣候的影響和各類(lèi)工程建設(shè)進(jìn)程的加快,泥石流災(zāi)害的發(fā)生頻率增高,危害加大。20 世紀(jì)80 年代以來(lái),我國(guó)一些山區(qū)泥石流災(zāi)情嚴(yán)重,在1981 年僅四川、陜西和遼寧等省的40余縣, 共發(fā)生泥石流災(zāi)害達(dá)3 000余處,造成直接經(jīng)濟(jì)損失5 億元以上,死亡千余人。1981—1989 年四川省泥石流、滑坡災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)27.5億元,死亡2 600人。20世紀(jì)80 年代以來(lái),國(guó)外泥石流災(zāi)害也很?chē)?yán)重。如1985 年哥倫比亞境內(nèi)的火山泥石流,淤埋了阿梅羅鎮(zhèn),亡24 740 人,傷5 485 人,毀房6 580 間,受災(zāi)17萬(wàn)人,成為全世界最嚴(yán)重的泥石流災(zāi)難[1]。

我國(guó)泥石流防治研究始于20世紀(jì)50年代,起步較晚。經(jīng)過(guò)70 年的發(fā)展,我國(guó)泥石流研究具有較高的水平[2],已經(jīng)針對(duì)不同危害對(duì)象的特點(diǎn)建立了相應(yīng)的適合欠發(fā)達(dá)地區(qū)特點(diǎn)的泥石流綜合防治模式和配套技術(shù)。但泥石流研究歷史較短,對(duì)其物理性質(zhì)和基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步深入,這就使得泥石流防治還處于半經(jīng)驗(yàn)階段,不能滿(mǎn)足國(guó)家減災(zāi)的需求。

本文通過(guò)分析近70年來(lái)泥石流防治研究成果,總結(jié)了泥石流防治體系、泥石流防治工程等理論與實(shí)踐技術(shù)的發(fā)展,為西北黃土高原區(qū)、隴南山地泥石流災(zāi)害防治提供借鑒和指導(dǎo)。

1 國(guó)內(nèi)外泥石流治理體系

1.1 國(guó)內(nèi)泥石流治理體系發(fā)展

我國(guó)泥石流防治工作始于20世紀(jì)50年代,泥石流防治理論與實(shí)踐應(yīng)用都取得了重大突破。高冰等[3]通過(guò)人工降雨誘發(fā)泥石流的室內(nèi)模型試驗(yàn),提出了在雨水作用下,砂土中砂顆粒的運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致堆積土體內(nèi)部力學(xué)變化的主要因素。陳中學(xué)等[4]通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn),初步探討了黏土顆粒含量對(duì)泥石流啟動(dòng)的影響。劉希林等[5]首次提出判定泥石流危險(xiǎn)度的定量方法,通過(guò)關(guān)聯(lián)度分析確定各影響危險(xiǎn)度的因子在危險(xiǎn)度判定中的權(quán)重,給定因子得分求出泥石流危險(xiǎn)度。

泥石流防治研究初期,我國(guó)泥石流基本機(jī)理研究和防治技術(shù)一直沒(méi)有取得突破性的進(jìn)展。如在綜合治理的防治技術(shù)選擇和搭配中由于目的性不強(qiáng),隨意性較大,致使工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對(duì)性不強(qiáng),盲目性較大。不同流域的泥石流攔擋工程潰決時(shí)有發(fā)生,對(duì)于防治工程的合理性、適宜性和治理效果的跟蹤調(diào)查研究還不夠。

在對(duì)不同流域內(nèi)不同類(lèi)型泥石流災(zāi)害治理過(guò)程中,逐步形成了符合不同地質(zhì)條件的泥石流防治模式。到20世紀(jì)80年代,泥石流災(zāi)害治理由單一的巖土工程措施發(fā)展為多元化的防治體系。

陳光曦等[6]提出的六類(lèi)防治措施,極大地體現(xiàn)了鐵路部門(mén)治理泥石流災(zāi)害的原則:以道路通暢為目標(biāo)。鐵路部門(mén)針對(duì)泥石流災(zāi)害采用以巖土工程措施為主,生物工程措施為輔的治理模式。其中巖土工程措施又采用以攔擋工程為主,排導(dǎo)工程為輔的泥石流災(zāi)害局部治理措施,治理受泥石流災(zāi)害直接威脅的區(qū)域,從而盡可能轉(zhuǎn)移和避免泥石流災(zāi)害的直接危害,使泥石流不會(huì)危及鐵路本身的安全,在治理后的一段時(shí)間,不將治理擴(kuò)展到流域遠(yuǎn)離公路的其他區(qū)域,以便進(jìn)行全面的綜合防治,但道路兩側(cè)泥石流上下游區(qū)域受災(zāi)仍然嚴(yán)重。

中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所提出甘肅泥石流防治模型[7]。以治理措施和預(yù)防措施相結(jié)合為代表,但其主要強(qiáng)調(diào)治理措施,包括巖土工程措施和生物工程措施兩類(lèi),其中又以攔擋工程、排導(dǎo)工程為主。該模型考慮了西北地區(qū)泥石流治理措施選擇的特點(diǎn),特別是巖土工程措施的選擇和組合。治理模式的原則是以排水為導(dǎo)向的巖土工程措施來(lái)控制泥石流的流動(dòng)。預(yù)防措施中的生物工程措施設(shè)計(jì)很少。

綜合工程措施[8]是包括生物工程措施和社會(huì)行政措施的綜合流域管理模式。該模式以巖土工程治理措施為基礎(chǔ),以生物工程措施為泥石流災(zāi)害治理的根本,解決長(zhǎng)遠(yuǎn)性問(wèn)題。泥石流主溝以攔擋工程為主,支溝采用生物工程加以控制。社會(huì)行政法令措施用于確保巖土工程措施與生物工程措施的實(shí)施,間接控制泥石流災(zāi)害,成為一種泥石流災(zāi)害治理的軟措施。

唐邦興等[9]提出泥石流的防治是一個(gè)系統(tǒng)的新概念,泥石流災(zāi)害的防治包括兩部分:預(yù)防系統(tǒng)和治理系統(tǒng)。治理系統(tǒng)又可以分為生物工程措施、巖土工程措施和社會(huì)預(yù)防三個(gè)子系統(tǒng),探討子系統(tǒng)各項(xiàng)治理措施之間的相互關(guān)系,但該防治體系并未表示出各子系統(tǒng)之間的定量、半定量關(guān)系。該防治體系更側(cè)重于泥石流災(zāi)害的預(yù)防,重點(diǎn)突出了生物工程措施與社會(huì)預(yù)防兩個(gè)子系統(tǒng),但防治體系并未表示出各子系統(tǒng)之間的定量、半定量關(guān)系。

唐曉春[10]總結(jié)了前人對(duì)我國(guó)數(shù)十個(gè)泥石流治理工程的模式要素分析,統(tǒng)計(jì)其子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,設(shè)計(jì)出了一種系統(tǒng)的全面防治模式。模式可由使用者權(quán)衡治理措施的選擇,挑選適合流域地質(zhì)條件的工程治理模式。模式的指導(dǎo)思想在于全面的預(yù)防措施和治理措施。圖1為唐曉春等提出的全面防治模式。

圖1 全面防治模式[10]Fig.1 Comprehensive prevention mode (by Tang Xiaochun)

姬怡微等[11]人將316國(guó)道作為重點(diǎn)地段進(jìn)行專(zhuān)題研究,分析316國(guó)道沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型、發(fā)育特征、成因,并提出了以監(jiān)測(cè)預(yù)警和卸荷減載、鋪設(shè)柔性防護(hù)網(wǎng)、設(shè)置抗滑樁等為主的防治對(duì)策,為公路沿線(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的防治提供技術(shù)支撐。

劉波等[12]人針對(duì)金沙江烏東德水電站壩區(qū)最大的泥石流溝——白灘泥石流溝,確立了“穩(wěn)坡、攔擋、固床、停淤、排導(dǎo)”的立體綜合防治體系,具有良好的防治效果,對(duì)今后水電工程建設(shè)中的泥石流治理具有借鑒意義。

袁穎等[13]人以椿芽樹(shù)溝泥石流為例,在分析泥石流形成條件的基礎(chǔ)上,提出了“攔擋排”相結(jié)合的綜合防治思路,并給出了“谷坊壩+梳齒壩+單邊防護(hù)堤+V型排導(dǎo)槽”的具體防治工程,為同類(lèi)工程提供了借鑒。

1.2 國(guó)外泥石流治理體系發(fā)展

國(guó)外的泥石流防治體系建立于19 世紀(jì)下半葉[14]。18 世紀(jì)末或19 世紀(jì)初期泥石流災(zāi)害日趨嚴(yán)重[15]。至19 世紀(jì)中葉,法國(guó)、奧地利等國(guó)開(kāi)始建造泥石流治理工程,頒布法令和設(shè)立管理部門(mén),并提出了生物工程與水利工程相結(jié)合的綜合治理模式。

隨著對(duì)泥石流研究的深化,國(guó)外泥石流的基本機(jī)理研究與防治體系得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[16-17]。Cascini 等[18]提出了三種不同的建模方法,證明了可用模型的潛力和局限性以及使用更先進(jìn)的數(shù)值模型來(lái)解決由變形機(jī)制導(dǎo)致滑坡轉(zhuǎn)變成為水流的可能性等相關(guān)觀點(diǎn)。

20 世紀(jì)40 年代以來(lái),蘇聯(lián)修建了大量的泥石流治理工程,20 世紀(jì)六七十年代以來(lái),各國(guó)專(zhuān)家在理解粘性泥石流特殊性的基礎(chǔ)上,采用了較為合理的工程結(jié)構(gòu),取得了良好的治理效果。

Yazawa[20]提出了針對(duì)泥石流發(fā)生、流動(dòng)和沉積區(qū)域的防治模式。位于泥石流源區(qū)的谷坊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用于阻止泥石流的發(fā)生。低落差結(jié)構(gòu)減少和阻止了侵蝕,谷坊結(jié)構(gòu)的配置優(yōu)化,減少泥石流發(fā)生時(shí)的峰值流量以及泥石流總流量。泥石流開(kāi)始之前,泥石流傾向洪流的洪流床基本上是穩(wěn)定的。因此,在泥石流發(fā)生之前,很難判斷這些谷坊控制結(jié)構(gòu)是否有效。圖2 是Yazawa 提出的日本泥石流防治模式。

圖2 日本泥石流防治[20]Fig.2 Debris flow prevention and control in Japan

2 泥石流治理工程

泥石流災(zāi)害防治工程是一項(xiàng)綜合性工程、系統(tǒng)工程。其涉及的因素較多,防治方法眾多,但歸結(jié)起來(lái)為巖土工程措施與生物工程措施兩大類(lèi)。巖土工程措施可以總結(jié)為截、攔、蓄、排四類(lèi)。生物工程措施可以總結(jié)為林業(yè)治理、農(nóng)業(yè)治理兩類(lèi)。一片區(qū)域內(nèi)的泥石流災(zāi)害防治工程,往往都是兩者相結(jié)合的綜合防治體系,每一類(lèi)治理工程都有其獨(dú)特作用,都是重要的。圖3 表示了截、攔、蓄、排四類(lèi)巖土工程措施的代表性示意圖。

圖3 (a)調(diào)洪水庫(kù);(b)梳齒壩;(c)停淤場(chǎng);(d)排導(dǎo)槽Fig.3 (a) Flood regulation reservoir; (b) Comb dam; (c) Siltation stopping site; (d) Drainage groove

2.1 巖土工程措施

2.1.1 截

截留工程,控制物源是治理泥石流災(zāi)害的一項(xiàng)重要手段。水土大量流失導(dǎo)致流域上游物源豐富,流域內(nèi)更容易發(fā)生泥石流災(zāi)害。常見(jiàn)的截留工程有調(diào)洪水庫(kù)、截水溝、引水渠、谷坊、護(hù)坡等,均起到了控制物源的效果。

曾慶利等[21]對(duì)比了蔣家溝泥石流的2個(gè)主要支溝在溝床縱坡降、溝谷兩側(cè)斜坡穩(wěn)定性及泥石流侵蝕速率3個(gè)方面的差異,證明谷坊工程能夠有效抬高泥石流侵蝕基準(zhǔn)面,降低泥石流溝谷回淤段溝床縱坡及由此帶來(lái)的泥石流流速的降低和能量消散,固定溝床、穩(wěn)定岸坡、促進(jìn)植被生長(zhǎng),最終達(dá)到防治的目的。謝濤等[22]提出了一種魚(yú)脊型泥石流水石分離結(jié)構(gòu),確定了該結(jié)構(gòu)的適用范圍。在不同泥石流密度條件下,結(jié)構(gòu)均能保持良好的分離粗顆粒能力。

陳寧生等[23]提出了一種新型坡面泥石流防治系統(tǒng)。通過(guò)環(huán)繞坡體布置綜合性實(shí)施水土分離技術(shù),有效防治坡面泥石流發(fā)生。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,取材方便,防治效果好。

楊東旭等[24]人提出了強(qiáng)震區(qū)狹陡型泥石流的概念并給出定義,介紹了壩基微型鋼管樁復(fù)合地基技術(shù)、箱體襯砌式護(hù)底消能排導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)技術(shù)和壩肩入流式導(dǎo)流槽布置方法等幾項(xiàng)極具適應(yīng)性和有效性的防治新技術(shù),為強(qiáng)震擾動(dòng)區(qū)泥石流治理研究和工程設(shè)計(jì)提供了一類(lèi)新的思路和借鑒。

張猛等[25]人以跌落式和滑落式兩種典型泥石流形態(tài)為主要研究對(duì)象,完善、拓展了人工階梯—深潭功能,并將階梯—深潭系統(tǒng)消能功能和顯著生態(tài)景觀效應(yīng)作為常用工程措施的重要補(bǔ)充加以利用,在廣大的河流溝谷具有比較好的應(yīng)用前景,為河流溝谷地區(qū)泥石流災(zāi)害治理在理論與實(shí)踐上取得長(zhǎng)足發(fā)展。

2.1.2 攔

修建攔擋工程是泥石流災(zāi)害治理的基本方法之一。通過(guò)攔擋工程的攔阻系統(tǒng)、改水系統(tǒng)等一系列系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用,準(zhǔn)確控制泥石流對(duì)周邊環(huán)境的侵害,幫助山體、邊坡周?chē)赜蛴行е卫砟嗍鳛?zāi)害[26]。從機(jī)理上講,泥石流攔擋工程是一項(xiàng)攔蓄固體物質(zhì)和抑制溝床泥石流啟動(dòng)的結(jié)構(gòu),將泥石流固體物質(zhì)阻攔在溝道內(nèi)是攔擋工程的基本功能。主要的攔擋工程措施包括:梳齒壩、格柵壩、格賓石籠、拱形壩、重力壩等。

楊年華等[27]提出了定向爆破堆石壩治理水土流失的初步探索,為爆破技術(shù)應(yīng)用開(kāi)辟了新領(lǐng)域。

鋼制格柵壩[28]原作為港灣工程,1995 年由美國(guó)引入日本并應(yīng)用在水土保持防治泥石流工程上,此類(lèi)透水型格柵壩在構(gòu)造上穩(wěn)定性好、抗剪性強(qiáng);在流量控制上易于剔除石塊。張宇等[29]利用土木建筑中的拱結(jié)構(gòu)形式,結(jié)合錨桿技術(shù),引入了無(wú)鉸拱型攔擋壩的概念。在狹窄河谷中,采用無(wú)鉸拱形壩既可以改善壩體的工作環(huán)境,提高其承載能力,又可以減少材料用量,從而降低造價(jià)。

王秀麗等[30]人為解決泥石流攔擋壩在大塊石沖擊作用下容易破壞的問(wèn)題,提出一種由前部鋼架、中間彈簧、后部混凝土壩體組成的彈簧格構(gòu)泥石流攔擋壩。與普通壩相比,彈簧格構(gòu)泥石流攔擋壩具有優(yōu)越的抗沖擊性能。

2.1.3 蓄

泥石流蓄留工程,是指在一定時(shí)間內(nèi),根據(jù)泥石流的運(yùn)動(dòng)與堆積原理,通過(guò)相應(yīng)的工程措施將流動(dòng)的泥石流引入預(yù)定的平坦開(kāi)闊洼地(一般在溝口堆積扇)或鄰近流域內(nèi)的低洼地或人工圍堰內(nèi),促使泥石流固體物質(zhì)自然減速停流,從而大大削減下泄流體中的固體物質(zhì)總量及洪峰流量,減少下游排導(dǎo)工程及溝槽內(nèi)的淤積量。

趙秀杰等[31]總結(jié)了停淤場(chǎng)在泥石流治理工程中的應(yīng)用,就泥石流的成因及停淤場(chǎng)在泥石流治理工程中的應(yīng)用策略進(jìn)行了匯總分析。實(shí)踐表明:采用停淤工程是治理泥石流的一種有效方法。尤其是對(duì)那些固體物質(zhì)較多、固體物質(zhì)顆粒較大、單純的攔擋工程不足以攔截一定頻率或者一個(gè)期限內(nèi)的固體物質(zhì),又不完全具備基本排導(dǎo)條件(比如溝口為主河,和泥石流出山口高差較小,容易發(fā)生堵江堵河,危害上游城鎮(zhèn)安全)的泥石流,采取停淤工程進(jìn)行治理,消除災(zāi)害隱患。因此泥石流蓄留工程還擔(dān)負(fù)著攔擋工程和排導(dǎo)工程所不及的功能,是治理泥石流災(zāi)害必不可少的手段之一。

2.1.4 排

排導(dǎo)工程,攔擋工程不能完全將上游來(lái)的泥石流物質(zhì)攔阻時(shí),排導(dǎo)工程措施主要起定向或集中排泄泥石流、保護(hù)溝床底部免遭下切以及調(diào)整泥石流的流向和對(duì)泥石流進(jìn)行消能等作用。目前對(duì)排導(dǎo)槽的研究主要集中在理論探討和工程應(yīng)用兩個(gè)方面,但對(duì)實(shí)際運(yùn)行效果缺乏系統(tǒng)的調(diào)查和研究。周文兵[32]等人總結(jié)分析了白龍江中游地區(qū)泥石流排導(dǎo)槽的運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,并提出了攔排結(jié)合、攔擋工程的修復(fù)和排導(dǎo)槽適應(yīng)性分析三種工程防治建議,為后續(xù)泥石流防治工程提出了排導(dǎo)槽選取等問(wèn)題的建設(shè)性意見(jiàn)。具體的排導(dǎo)工程主要有排導(dǎo)槽、渡槽、丁壩、導(dǎo)流堤[33]等。

排導(dǎo)槽在排導(dǎo)工程中使用最多,最廣泛,是一種槽形線(xiàn)性過(guò)流構(gòu)筑物,它將泥石流約束在設(shè)定排導(dǎo)槽內(nèi),以免泥石流亂流,并將其輸送到指定的區(qū)域,同時(shí)還可以提高泥石流流速,從而提高輸沙能力和輸沙粒徑,進(jìn)而有效地保護(hù)排導(dǎo)槽兩側(cè)的各類(lèi)建筑物和構(gòu)筑物。

陳曉清等[34]發(fā)明了一種組裝式泥石流排導(dǎo)槽及其施工方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比,此發(fā)明充分利用長(zhǎng)方箱體的快速組裝特點(diǎn),既能縮短施工周期,又能減小對(duì)攔砂壩現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境的影響;利用長(zhǎng)方箱體可直接裝填溝內(nèi)現(xiàn)存土體,從而解決施工材料大量運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。

鐘衛(wèi)等[35]發(fā)明了一種桁架式消能肋檻泥石流排導(dǎo)槽,相比傳統(tǒng)排導(dǎo)槽節(jié)省造價(jià)10%以上,有利于工程長(zhǎng)期運(yùn)行的管理維護(hù);與橫向貫穿型肋檻相比,防沖刷效果更好、工程更耐用,且能夠適應(yīng)流域爆發(fā)從黏性泥石流到山區(qū)洪水大范圍變化的排導(dǎo)需求,還可以保持溝道內(nèi)水生生物的上下聯(lián)系,有利于溝道生態(tài)修復(fù)。

2.2 生物工程措施

泥石流災(zāi)害防治的生物工程措施是基于加強(qiáng)水土保持原則的一種預(yù)防措施,適用于具有災(zāi)害隱患的泥石流溝道。選擇適當(dāng)?shù)纳镏卫泶胧┛梢云鸬娇刂莆镌?,穩(wěn)溝固坡的效果。生物工程措施的選擇需要因地制宜,不同流域具有不同的地質(zhì)條件,應(yīng)選擇適宜的喬、灌、草等不同的植被[36]。生物工程措施主要有林業(yè)治理措施和農(nóng)業(yè)治理措施,主要作用是攔蓄徑流、延緩匯流過(guò)程、削減洪峰流量、減緩坡面侵蝕等。

2.2.1 林業(yè)治理措施

植樹(shù)造林能夠有效地降低潛在泥石流溝的危險(xiǎn)性。它能夠減小徑流量,延長(zhǎng)匯流時(shí)間并減少坡面侵蝕,達(dá)到穩(wěn)溝固坡的效果。據(jù)蔣家溝全流域現(xiàn)代植被對(duì)比分析和觀測(cè)研究[37],坡面片流泥沙流失量70%來(lái)自裸露地,20%來(lái)自耕地,僅10%來(lái)自草地、灌叢地和林地。植被固定土壤,主要通過(guò)其根系和枯枝落葉層起作用,地下草根密集層在20 cm 左右,最大深度不超過(guò)2 m;樹(shù)根密集層在1 m 左右,最大根深不超過(guò)10 m;灌叢根系介于二者之間。樹(shù)根、灌木根和草根形成地下多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)表層土的抗蝕、抗拉強(qiáng)度起增強(qiáng)作用,能減少或抑制淺層崩塌、滑坡的形成,從而減緩坡面侵蝕??傊?,植被主要通過(guò)截留雨滴,減少濺蝕,枯枝落葉層保護(hù)地表免受片蝕,減緩地表徑流,根系固持土壤和有機(jī)質(zhì)改善土壤理化性質(zhì)等功能,從而減少形成泥石流的土體物質(zhì)補(bǔ)給量[38]。

王雅飛等[39]通過(guò)日本林業(yè)治理技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用,總結(jié)了地震后治理泥石流災(zāi)害地不同部位的有效治理措施,為大面積進(jìn)行山體林業(yè)治理和植被恢復(fù)提供了技術(shù)參考。治理措施包括土袋階梯式工程、土袋渠系工程、鐵絲籠擋土墻工程、木(竹)柵欄工程、漿砌堡坎工程、石頭階梯式工程、切坡工程、草席覆蓋工程等工程措施及配套的植樹(shù)、種草、播種等防護(hù)林植被恢復(fù)建設(shè)。

2.2.2 農(nóng)業(yè)治理措施

松散固體物質(zhì)是形成泥石流的必備條件之一。農(nóng)業(yè)工程措施可以很好地對(duì)泥石流的突發(fā)進(jìn)行抑制。而泥石流的農(nóng)業(yè)工程措施相比于林業(yè)工程措施能夠更快地抑制泥石流災(zāi)害的發(fā)生。

譚哲強(qiáng)等[40]總結(jié)的土壤治理措施有:

(1)在斜坡上——修筑梯田和水平臺(tái)地;采取措施加固土質(zhì)松散的斜坡;修排水溝以宣泄洪水、改變土壤含水量,防止泥石流的形成。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó),修建梯田是我國(guó)傳統(tǒng)的水土保持的工程措施之一,梯田可以減少坡面的水土流失,與林業(yè)治理措施類(lèi)似,能夠有效地緩解泥石流的發(fā)生。

(2)在沖積錐上——修建谷坊或沖積物收集池,也可以修建定向的具有導(dǎo)流作用的攔河壩,以保證泥石流內(nèi)的固體物質(zhì)能夠沉積下來(lái),或?qū)敫浇慕?jīng)過(guò)截彎取直的溝中排出,最大程度地保護(hù)地物。

(3)在河床上——主要是修建谷坊等減小河床比降的水工建筑物;修建阻擋滯洪沖積物的建筑物;截直、疏通河床,以及采取措施提高河床的抗沖能力等。

上述農(nóng)業(yè)改良措施,雖然不能保證完全消除和防止泥石流,但可以減緩泥石流的形成,降低泥石流帶來(lái)的危害。

3 結(jié)論

(1)我國(guó)巖土工程措施發(fā)展迅速,對(duì)于各種工程措施的性能、性?xún)r(jià)比方面做出了許多優(yōu)化。但近年來(lái)黃土高原地區(qū)泥石流災(zāi)害治理模式仍沿用舊時(shí)的防治體系,在截、攔、蓄、排四種工程措施上加以排列組合,形成以巖土工程措施為主,生物工程措施為輔的治理模式。攔擋壩是固溝穩(wěn)坡的有效措施。它最突出的功能就是能穩(wěn)定滑坡、崩塌等堆積體,使其不再參與泥石流活動(dòng),但攔擋壩對(duì)原有溝床形態(tài)改變很大,會(huì)引起壩下游溝床的強(qiáng)烈調(diào)整,形成強(qiáng)烈的壩下沖刷和溝床侵蝕作用。

(2)我國(guó)對(duì)生物工程措施發(fā)展的日益重視,對(duì)比大量泥石流治理工程,生物工程對(duì)預(yù)防泥石流的發(fā)生和改善生態(tài)環(huán)境具有十分重要的作用。但對(duì)已經(jīng)發(fā)生的泥石流溝谷,采取單一的生物措施很難達(dá)到預(yù)期的治理目的。

(3)中國(guó)黃土高原地區(qū)植被稀疏,土壤侵蝕嚴(yán)重,泥石流的發(fā)生與土壤侵蝕直接相關(guān)。應(yīng)將黃土高原地區(qū)泥石流治理的重點(diǎn)放在加強(qiáng)生物措施和預(yù)防措施的根本原因上。

(4)隴南山地地區(qū)多溝谷,山坡坡度大于30°,山坡崩塌、滑坡十分發(fā)育的泥石流溝,溝內(nèi)修建梯田、植樹(shù)造林的面積有限,其對(duì)降水匯流的影響也不明顯。因此,對(duì)于以重力侵蝕為主的泥石流溝,應(yīng)以巖土工程措施為主。

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