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泥石流灾害防治勘查规范8篇

时间:2024-01-01 15:42:17

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇泥石流灾害防治勘查规范,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

泥石流灾害防治勘查规范

篇1

关键词:义县 泥石流 防治

一、自然概况和地质环境条件

1.自然概况

1.1位置与交通

泥石流沟位于义县大榆树堡乡石匣子村的黄砬子和黄金贝两个自然村,中心点地理坐标为东经121°34′40″,北纬41°28′26.0″,距离义县中心直距35km,有公路相通,交通方便。

1.2气象条件

勘查区地处中温带,属于大陆性季风型气候。年内大多数时间受西伯利亚和蒙古的干冷气团的影响,盛行西北风,气候干寒,只在夏季受海洋气候影响,多偏南风,气候较湿润,故属于半干旱向半湿润的过渡地带。境内四季分明,雨热同季,日照充足,太阳辐射强,水分不足,温差较大。

年平均气温为8.2℃,无霜期年平均157天,年平均降水量为533.7mm,最多为946.6 mm(1994年),最少为301.7mm(1999年),日最大降水量318.5mm,时最大降水量74.8mm,10分钟最大降水量29.2mm。降水量季节变化明显,冬季最少仅7.7mm,春秋季在70mm~84mm。

1.3水文条件

大凌河为区内主要河流,泥石流沟谷冲出区为大凌河的二级支流,属季节性河流,只有雨季有水。沟域内没有水库、湖泊等地表水体,因此,泥石流暴发的水源主要为降雨。

2.地质环境条件

2.1地形地貌

泥石流沟沟域地形属构造侵蚀低山地形,沟域内总体上地形较陡峻,崩塌、滑坡、不稳定斜坡等不良地质现象较发育。

泥石流沟谷总体上为V型谷地貌,沟域平均纵向长度3.0km,平均宽度1.34km,沟域面积3.96km2,泥石流主沟位于沟域中间。沟域最高点位于南端,高程625.4m,最低点位于北端沟口,高程200m,相对高差425.4m。

2.2地层岩性

区内主要出露太古代晚期混合岩(M1)和第四纪地层(Q)。

太古代晚期混合岩分布于沟域内,为浅灰色。全风化层厚1.0~1.5m。

第四纪地层主要为泥石流堆积物(Q4sef)和冲洪积物(Q4pl+al),主要分布于泥石流沟下沟段沟中和沟口扇形地区、各支沟扇形地区等。

2.3地质构造

勘查区所处大地构造单元为阴山东西复杂构造带中段东端与大兴安岭―太行山新华夏系构造隆起带的交接部位。区内以新华夏系构造体系为主,属于医巫闾山背斜西翼,轴向大致呈“NE向”20~25°。区内无断裂带。

2.4水文地质条件

勘查区地下水按赋存状态分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水二类。松散岩类孔隙水含水岩组主要由第四系各种堆积物组成,含水层岩性为中粗砂含砾、砂砾石、砾卵石及砂砾石含粉土。含水层不稳定,为薄层及透镜体,导水性、富水性差异较大,水质较好。

基岩裂隙水富水性较差,涌水量一般小于200m3/d,地下水化学类型多为SH-C型水,矿化度小于0.5g/l,PH值7左右。地下水主要补给来源为大气降水和冰雪融水。据水质检测,区内地下水无侵蚀性。

2.5生态环境条件

沟域生态环境类型可分为农业生态区、林地生态区和居民点等三种生态环境类型。

整个沟域总体上以林业生态区为主,且沟域上游林地覆盖率高于下游,总体上林地植被发育,生态环境良好,植被覆盖率达80%以上;居民点主要分布于沟谷中下游两侧及沟口泥石流堆积扇区,为主沟和支沟泥石流的主要威胁对象;农业生态区主要围绕居民点周围分布,主要集中于泥石流沟中下游沟谷两侧坡地上,主要农作物为玉米和蔬菜。

3.人类工程活动

沟域内人类工程活动强度较低,区内居民主要为黄金贝和黄砬子村村民,居住于沟谷中下游及沟口泥石流堆积扇区,村民活动以农耕为主,主要种植玉米、蔬菜等作物,耕地主要沿沟两岸坡地分布,对周边植被未造成大的破坏,基本未发现不合理人类工程活动引发地质灾害的现象。

二、泥石流形成条件分析

1.地形地貌及沟道条件

泥石流沟沟域内山高坡陡,平均坡度在25°以上,沟谷纵坡18°,有利于雨水的汇集,为泥石流水源的汇流集中提供了基础。同时,由于地形较陡峻,为崩塌、滑坡等不良地质现象的发育提供了有利条件,为泥石流增加了松散固体物源,且沟谷纵坡较大,也为松散固体物质的搬运和参与泥石流活动提供了有利的地形条件。根据地形地貌及沟道条件,将泥石流沟沟域划分为泥石流形成区(清水区)、形成流通区和堆积区。

2.物源条件

泥石流松散固体物源较丰富,主要分布于泥石流主沟至沟口两岸及各支沟中下游地段。物源类型主要包括崩滑堆积物源、沟道堆积物源和坡面侵蚀物源等三类。经计算共计有松散固体物源量350.05×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为19.46×104m3。

3.水源条件

泥石流的水源主要来源于大气降水。由于泥石流均发生在雨季,春季冰雪融水一般不会成为引发泥石流的水源,此外,沟域内地下水不丰富,不构成引发泥石流的主要水源,沟域内没有水库、湖泊等集中的地表水体,因此连续降雨或暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源,连续降雨或暴雨是泥石流的主要激发因素。

三、泥石流基本特征

1.泥石流灾害史及灾情、危害性分析

1.1泥石流灾害史及灾情

勘查区泥石流沟为老泥石流沟,但有文字记载的只有一次,即1994年发生的泥石流灾害。

1994年8月9日早7时,沟域内多条支沟爆发泥石流,此次暴发的泥石流共造成2人死亡,冲走牲畜12头,摧毁房屋17间,农田全毁113亩,半毁70亩,冲毁果树3300株,村路6km,高压电线杆5根600延长米,低压线20根1000延长米,广播线5km,累计直接经济损失约139.45万元。

1.2泥石流危险区范围及险情

泥石流危险区范围主要为沿沟两岸预测最高泥位线以下区域,泥石流危险区面积为0.39km2。泥石流威胁对象主要为黄金贝和黄砬子村的居民点、果树及农田等,据调查访问,泥石流现威胁居民住户共90余户400余人、房屋300多间。因此,该泥石流目前险情属中型,进行勘查和治理显得必要而紧迫。

2.泥石流基本特征值的计算

由于缺乏泥石流监测资料,因此,泥石流基本特征值的计算主要参照和利用野外调查和访问获取的泥位、沟道断面特征等进行,计算指标的确定主要根据拟设泥石流治理工程的需要,除对泥石流流体重度、流速、流量、一次冲出量、一次固体冲出物质总量等常规指标计算外,还结合拟建工程部位特点,对拟设拦挡工程部位泥石流整体冲压力、爬高和最大冲起高度等进行计算和校核。计算结果见表表1。

四、泥石流发展趋势分析

1.泥石流易发程度评价

根据泥石流沟域基本特征和参数,按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DT/T0220―2006),对泥石流易发程度数量化进行评分,泥石流主沟评分值为72,各支沟评分值为73~80分,均为轻度易发泥石流沟。

2.泥石流的发生频率

根据前述对泥石流灾害史的调查,勘查区以往泥石流的灾害记载仅1994年一次。该沟发生较大洪水的周期约为5年,但多次洪水均未诱发泥石流,这说明泥石流的发生并非与洪水的周期直接相关。从近期泥石流灾害史看,由于沟内植被较发育,纵坡降较缓,沟内崩塌、滑坡等不良地质现象较发育,坡面侵蚀物源较少,因此,诱发大规模泥石流的可能性很小,但引发泥石流灾害的可能性仍然存在,据此估算,50年内可能发生2次泥石流灾害,泥石流的类型为低频泥石流。通过野外调查和基本特征值的计算,泥石流容重为1.50t/m3,泥石流固体物质重度γH=2.69t/m3,最大的一次泥石流冲出量为Q=0.92×104m3,固体物质冲出总量约为QH=0.78×104m3,泥石流规模为小型。

3.泥石流发展阶段及发展趋势预测

根据访问和调查,勘查区泥石流的形成主要和其流域的地形地貌以及气候有关。较为丰富的松散固体物质,局域的集中降雨是泥石流形成的关键因素。按照泥石流发展的阶段划分,泥石流目前正处于发展期。

泥石流沟流域内的人类活动,主要是物源区居住的居民对物源区植被的破坏,如砍伐树木和陡坡垦荒等,导致生态环境恶化。随着人们对地质环境认识的提高,破坏地质环境、陡坡耕种、砍伐林木等现象将大大减少,植被覆盖率将与日俱增,沟谷、岸坡稳定性将增强,泥石流发生的频率与规模也将会呈现递减趋势。

目前,该泥石流沟危险性为中型,在上述环境保护措施下,泥石流危险性将向小型发展。

五、泥石流防治方案建议

根据泥石流的勘察成果,在深入分析该泥石流沟的沟谷特征、活动性状、危险性、发展趋势、影响因素、危害特征等的基础上,提出泥石流的治理工程方案。

1.防治工程设计参数建议

1.1降雨量参数

按50年一遇暴雨强度进行设计,根据计算,按P=2%计算求得的1小时设计雨强为69.77mm。

1.2泥石流固体物源参数

该沟泥石流松散固体物源量350.05×104m3,可能参与泥石流活动的动储量为19.46×104m3,按泥石流发生频率将呈现由高至低的过渡变化过程,预计其50年内可能发生泥石流2次左右,则固体物质冲出总量约为1.56×104m3左右。

1.3泥石流运动特征参数

按50年一遇暴雨强度的设计标准,泥石流主要运动特征参数统计见表1。

1.4工程部位岩土特征参数

泥石流治理工程部位地基土以冲洪积物或泥石流堆积的碎块石土为主,基岩埋深为0.6~8.4m,治理工程地基置于碎块石土或基岩上,根据取样试验结果及类比相似地区工程地质参数及查表,确定其主要工程地质特征参数为:松散碎块石土地基承载力120Kpa,稍密碎块石土地基承载力280Kpa,中密碎块石土地基承载力450Kpa,密实碎块石土地基承载力750Kpa;强风化混合岩地基承载力500Kpa,中等风化混合岩地基承载力1500Kpa。

1.5抗震设计参数

根据辽宁省地震动力参数区划、反应谱特征周期(Tg)区划图(比例尺1:4000000),区域地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震基本烈度按Ⅵ度设防。

2.防治工程方案建议

在综合分析该泥石流沟的形成条件、沟谷特征、活动性状、危险性、发展趋势、影响因素、危害特征以及对泥石流基本特征值的计算等的基础上,提出泥石流的治理工程方案(见图1)。

分别在泥石流主沟上、中、下游及各支沟处布置8座格栅坝,格栅坝是用于稀性泥石流和水石流的一种工程结构,它能拦蓄泥石流中粗大颗粒,排走泥沙、细砾和流体中的自由水,使进入沟谷的泥石流很快被疏干,达到水石分离的作用。因此修建格栅坝可以稳拦物源和削峰减流,减少到达主沟下段的固体物质量,降低泥石流容重,并调节下游泥石流洪峰流量,保护流通堆积区居民的生命财产安全。

六、地质灾害防治效益评估

1.经济效益评估

据前述泥石流险情的统计,泥石流危险区内现有居民共90余户400余人,房屋300多间,果树万余株及农田等,险情级别为中型。

泥石流防治工程可保护上述危险区内人民的生命财产安全,为地方带来良好的经济效益。

2.社会效益评估

通过对泥石流采用工程措施结合生物工程措施进行防治,可有效保护危险区内人民的生命财产安全,将促进区内经济和社会的稳定与发展,提高区内居民的生活质量,由此带来的社会效益将是非常显著的。

3.环境效益评估

泥石流防治工程是一项综合性措施,不仅通过工程治理,减轻灾害对危险区内人民生命财产安全的威胁,并结合采用生物工程等措施,使治理工程与环境相协调,结合地方政府实施植被恢复和水土保持工程,可有效改善当地地质环境条件,减少水土流失的危害,从而消除区内已恶化的生态环境,人为的为区内居民创造一个安居乐业的生活环境。

4.减灾效益评估

泥石流防治工程本身是针对地质灾害采取的工程防治措施,工程治理将结合泥石流的危害现状、发展趋势等进行,通过泥石流防治工程的实施,可有效地保护当地人民的生命财产安全,其减灾效益也将是非常显著的。

篇2

摘要:

以果木沟泥石流为研究对象,在阐述该泥石流自然地质条件的基础上,系统地分析了该泥石流的发育情况、泥石流沟谷特征及其形成条件,确定了该泥石流的类型;分析预测其发展趋势,计算确定了典型泥石流沟的动力学特征,研究成果为经济合理防治该泥石流沟灾害提供了科学依据。

关键词:

泥石流;沟谷特征;运动特征;综合防治

果木沟泥石流位于甘孜县夺多乡果木村,果木沟为达曲河左岸的一级支流。沟口洪积扇上分布有多处建筑。该沟内近年来多次发生了规模不等的泥石流灾害。从一九八五年至今,发生泥石流的频率和规模有加剧的态势,严重威胁到沟口洪积扇上靠近沟边居住的村民的生命和财产安全,影响前缘坡下的乡镇公路的正常运行。在每年雨季暴雨冲刷下,果木沟沿线发生多处崩塌和小型滑坡,在沟谷堆积了大量的物源,成为较大的安全隐患。因此,查明泥石流的发育情况及泥石流沟谷特征,分析预测其发展趋势,并通过计算确定典型泥石流沟的动力学特征,这些结论对于如何经济合理防治泥石流灾害具有重要现实意义[1]。

1泥石流自然地质条件

1.1气象水文

研究区属大陆性高原季风气候,空气干燥,气温较低,冬长夏短,多年平均气温5.6℃,多年平均降雨量666.81mm,其中10min最大降雨量13.2mm(2001年),30分钟最大降雨量30.9mm,一日最大降雨量40.9mm(1995年),属季节性冻土地区,最大冻土层厚度达1.2m;达曲河从果木沟沟口前缘经过,平均水深1.5m,最大流量215m3/s,最低流量5.8m3/s。

1.2地形地貌

研究区位于青藏高原东南缘的川西北高山高原区,横断山脉的东北翼部分。受青藏川大“歹”字型地质构造活动的严格控制,地貌类型复杂多样。区内整个地势自西北向东南逐渐倾斜,出现了丘原、山原、高山、极高山等多种地貌类型,海拔多在3500m以上。夺多乡地貌主要表现为河谷深切,山势陡峻,高差悬殊大。谷底宽约50~150m,山岭宽度一般仅10km。河谷深切一般为200~800m,有的可达1500m,坡度一般45°,有的可达60°~70°,海拔多在5000m以上,是典型的高山峡谷地貌类型。

1.3地层岩性

研究区内出露的地层主要由三叠系杂谷脑组(T2z)和三叠系侏倭组(T3zh)地层及第四系冲洪积层(Q4al+pl)、残坡积层(Q4el+dl)、坡洪积层(Q4dl+al)和泥石流堆积层(Q4sef)。(1)三叠系。三叠系杂谷脑组(T2z):灰色薄~厚层变质钙质石英细砂岩,长石石英粉砂~细砂岩,岩屑长石砂岩与灰色绢云板岩不等厚互层,夹灰色薄~中层生物碎屑灰岩。下部夹锰质结核,灰岩中锰质高。三叠系侏倭组(T3zh):灰色薄~厚层变质石英粉~细砂岩、长石砂岩与深灰色含钙质绢云板岩韵律式互层,下部夹泥灰岩结核。(2)第四系。冲洪积层(Q4al+pl):灰色、灰白色漂卵石夹砂,母岩主要为为板岩、变质砂岩,漂石粒径一般20~30cm,最大0.8~1.2m,约占20%~30%,卵石约占50%~60%,砂约占20%,磨圆度较好,多呈圆~亚圆状,结构稍密~中密,分选性较好。主要分布于沟口达曲河两岸一级阶地上。残坡积层(Q4el+dl):含碎石粉质粘土,区内广泛分布,褐色、灰色、灰白色,碎石粒径一般6~15cm,少数达15cm以上,母岩为变质砂岩、板岩,呈强风化状,磨圆度差,呈棱角状,分布形态主要以透镜体分布于该层中。残坡积物从下到上有韵律层序,倾角近似于坡角,呈松散至半固结状。坡洪积层(Q4dl+al):地表形态常呈带状、三角形、扇裙等,物质组分为碎石、少量块石、砾石、砂、泥等,母岩成份主要有变质砂岩、板岩等。块碎石无分选,磨圆度差,呈尖棱角~棱角状,粒度一般在5~15、40~60cm之间,最大可达2m,底厚1~6m之间,最厚可达8m以上,坡洪积物粒度由底部至顶部有变细的趋势,其堆积体表面坡度在25°~45°之间。该层主要分布于流域中、下游果木沟沟床两侧带状区域内。泥石流堆积层(Q4sef):杂色,稍湿,碎石,母岩主要成分为变质砂岩、板岩,棱角~次棱角状,中等~微风化,碎石粒径多为8~20cm,含少量块石,碎石含量50%~70%,充填物主要为砂,结构松散~稍密。该层主要分布于主沟下游沟床及沟口扇体上。

1.4地质构造

研究区位于青藏高原向云贵高原和四川盆地的过渡地带,属横断山系北段川西高山高原区,是青藏高原的一部分。区域地质构造处于青藏滇缅印“歹”字型构造的头部向中部转折部位上,构造形迹比较复杂,主要表现为平行排列的北西向褶皱和断裂。

2泥石流发育特征

根据泥石流沟床纵比降及物源分布特征,将全流域分为形成流通区与堆积区两个区域(见图1)。

2.1形成流通区特征

果木沟泥石流平面形态呈条带状,无支沟发育,果木沟两侧可见明显分水岭,地形起伏较大。该区最高海拔4485m之间,最低海拔3570m,相对高差约915m,汇水面积约5.2km2,果木沟长约5.0km。沟谷形态变化较大,主要以“V”字形为主,平均沟床纵比降19%。果木沟源头段200m范围纵坡比降达42.5%,横向上主要由沟谷堆积、坡积群及高山等地貌组成,纵向上沟谷形态呈折线型,长滩、跌坎发育明显,纵坡比降大,谷底一般宽2~6m,地形地貌为高山峡谷地貌。根据调查,区内岩土体主要为三叠系杂谷脑组上段灰色薄~厚层变质石英砂岩夹粉砂质绢云板岩、绢云板岩,崩塌、滑坡等作用形成的碎块石及第四系垮塌形成的松散土体。区内岩体较坚硬,抗压强度高,但是浅表部节理裂隙发育;区内各类物源堆积体中碎块石结构一般为稍密~中密,分选性差,棱角分明,透水性强;残坡积土层结构松散,主要分布于缓坡、山脊平台和坡脚地带。区域降雨和植被分带明显,随高程增加,降雨量增加,植被覆盖率也逐渐增加。

2.2堆积区特征

堆积区位于海拔3550~3570m之间,平面形态呈扇型,为古洪积扇,现代沟谷中水流下切前期古洪积扇体,汇入达曲河。堆积扇前缘直抵达曲河河床左岸水边,堆积扇前缘宽约200~300m,后缘宽50~80m,纵向长约150~200m,纵坡坡度6°~10°,扩散角100°~110°,平面面积约为2.2×104m2,根据钻探资料,泥石流堆积厚度大于15m,堆积扇体积大于30×104m3。物质组成以碎、块石和砂粒堆积为主,碎块石占50%~70%,结构稍密~中密。母岩成分为变质砂岩、板岩,粒径一般在8~25cm,最大可达300cm,砂及粉土充填,分选性差。从扇顶至扇体边缘颗粒由粗变细,具有简单分选的特征,扇顶颗粒较粗大,最大粒径200cm,一般粒径为15~30cm;中部最大粒径60cm,一般粒径为9~24cm;前缘最大块石粒径约40cm,一般粒径为6~15cm。

3泥石流形成条件及活动特征

3.1形成条件

果木沟长约5.0km,最高点海拔4485m,最低点入达曲河口处海拔3550m,相对高差约935m,谷坡平均坡度30°~65°,沟床平均纵比降为18.6%,沟谷形态为“V―U”字形。地貌以高山侵蚀地貌为主,地形平面形态呈树叶状,两岸边坡以上山峰林立,岸坡陡峻,沟道窄坡降大,这种地形有利于松散固体物源、雨水及地下水的汇集,同时沟谷地形坡度陡,跌水明显,流域内巨大的谷岭高差、陡峻的岸坡及较大的沟床纵比降为泥石流的形成提供了地形地貌条件[2]。该沟所在的甘孜县在区域地质构造处于青藏滇缅印“歹”字型构造的头部向中部转折部位上,构造形迹比较复杂,断裂发育,岩体破碎较严重,基岩风化带较厚,河流侵蚀强烈,在暴雨、地震及人类活动等作用下常常形成崩塌、滑坡等地质灾害,大量松散物质堆积于沟床及两侧,为泥石流形成提供了充足的固体物源。经常产生强降雨,产生洪流,在狭窄陡深的沟谷中产生强大的动能,为泥石流的产生提供了水动力条件[3-4]。从上述分析来看,果木沟泥石流流域的固体物质、水源条件和地形条件,都有利于泥石流的发生和活动。

3.2泥石流类型

按照泥石流灾害防治工程勘察规范对泥石流的流体性质、发生频率、发生地形地貌条件、固体物质提供方式、诱发因素及动力特征等不同指标和总和指标进行分类[5],详述如下:(1)按流体性质划分,果木沟泥石流为粘性泥石流根据调访,泥石流浆体像稀粥状,其容重在1.6~1.8g/cm3之间,果木沟泥石流为粘性泥石流;(2)按暴发频率划分,果木沟泥石流为高频泥石流根据调查,果木沟1988年降雨雨强为10~20年一遇,1988年发生泥石流为20年一遇,按泥石流灾害防治工程勘察规范,发生频率在一年多次至5年1次为高频泥石流;(3)按泥石流集水区地貌特征划分,果木沟泥石流主要属于沟谷型泥石流根据实地调查,泥石流沟发育于山体深切沟谷地带,物质来源为沟两侧的山坡提供及果木沟沟床堆积物提供,泥石流的形成流通区及堆积区明显;(4)按照泥石流固体物质补给方式分类,果木沟泥石流属于崩塌及沟床侵蚀型泥石流泥石流在形成过程中,固体物质主要由崩塌提供,在运动及发展过程中,固体物质主要由沟床堆积物侵蚀提供;(5)按泥石流激发、触发及诱发因素分类,果木沟泥石流属于暴雨型泥石流该流域的泥石流主要由于暴雨或特大型暴雨引起;(6)按照泥石流动力特征分类,果木沟泥石流属于水力类泥石流泥石流发生主要沿较缓的坡面运动,其中土体是靠水体的部分提供推移力引起和维持其运动;综上所述,果木沟泥石流属于粘性—高频—暴雨—沟谷型泥石流。

3.3泥石流规模

根据果木沟泥石流泥痕和过流断面实测资料,果木沟一次泥石流堆积总量在1×104~3×104m3,确定果木沟泥石流规模为中型。

4泥石流运动特征与动力学特性

对于泥石流运动特征和动力特征的定性分析,是认识泥石流和进行泥石流防治工程设计的基本数据。由于无泥石流发生时的实际观测数据,对各泥石流沟的分析,主要根据查访资料,类比利用目前泥石流运动特征及动力特征研究的成果进行分析。

4.1泥石流流速

果木沟泥石流为粘性泥石流,流体粘性较大,浮托力强,能耗大,流速一般较小,且在不同地段流速有明显的差异,如在形成流通区上游沟床纵坡降大,沟道顺直段的泥石流流速大,而在窄谷、弯道沟段,由于流体动能消耗大,流速明显减缓,进入形成流通区下游后,沟道变宽,流深变浅,流速会明显减小。因此,根据果木沟泥石流的实际情况,分别选用《泥石流灾害防治工程勘查规范》规范性附录I中的“粘性泥石流流速计算公式”———东川蒋家沟泥石流改进公式、甘肃武都地区粘性泥石流流速计算公式及古乡沟、东川蒋家沟、武都火烧沟的通用公式对其进行计算[5],将计算结果与当地曾经目睹过该沟泥石流暴发的人对泥石流情况的描述相对比佐证,沟口位置泥石流流速的采用值为P=5%频率下的泥石流流速值:VC=3.8m/s。

4.2泥石流容重

采用现场泥浆痕迹相似法和泥石流形态调查法比对分析综合确定泥石流流体容重。根据当地村民描述泥石流开始发生和结束时呈稀粥状,流动较快;中间时,泥石流浆体呈稠粥状。因此,综合认为泥石流的密度均应在1.70~2.0t/m3之间。

4.3泥石流流量

果木沟流域内无实测的洪峰流量资料,不能用数理统计的方法计算设计洪峰流量。根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》,泥石流峰值流量采用“雨洪法”来进行计算,即假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生,计算断面的暴雨洪水设计流量全部转化为泥石流流量的假设条件下建立的计算方法,采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》计算设计暴雨[6],由设计暴雨推求设计洪峰流量(见表1)。

4.4泥石流冲击力

泥石流整体冲击压力δ按《泥石流灾害防治工程勘查规范》的规范性附录I中推荐的“铁二院(成昆、东川两线)公式”进行计算(见表3)。

5结论

本文阐述了该泥石流沟的发育情况及沟谷特征,分析预测其发展趋势,并通过计算泥石流流速、流量、一次性冲出量及固体物质总量和冲击力,确定典型泥石流沟的动力学特征,这些结论对于如何经济合理防治泥石流灾害具有重要现实意义。果木沟泥石流为典型的暴雨崩滑高频粘性沟谷型泥石流,严重威胁到沟口附近人民群众生命财产安全。泥石流沟处于发育壮年期,有继续发育和发展的良好沟道条件、丰富的物源储备和积累、极高的暴发频率、良好的水源条件及触发因素、流域植被覆盖率总体较低、大量的小型滑坡、崩塌发育,为泥石流的形成提供了丰富的物源[7]。果木沟泥石流实施治理不仅十分必要,而且极为紧迫。因此,建议采取“以排为主、拦排结合”方案对泥石流进行治理,并在治理后采取生物措施相结合的综合防治对策,在泥石流形成物源区采用恢复植被的生物工程措施及固沟稳坡的工程措施。

参考文献:

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篇3

关键词:骆驼沟 泥石流成因分析防治措施

Abstract: In order to further the study of the formation mechanism of debris flow and to adopt corresponding prevention and controlling measures, a deep analysis is made on causes of the debris flow occurred in Luotuogou in Danba county, Sichuan Province. The results show that the main causes of the debris flow are exceptionally rich solid sources, short-term heavy rainfall, steep terrain and the catchments condition. On the basis of studying the kinetics characteristic and the hazard of the debris flow, in consideration of the current solid sources and the hidden danger, the comprehensive regulating project of “consolidating the source, retaining, discharging the silt and detaining silt” is proposed. The goal can be achieved through building check dam for slope consolidation, debris barrier for sediment retaining, erosion-control wall for debris diversion and deposition barrier for stopping silt.

Key words: Luotuogou ; debris flow; cause of the debris flow; prevention and controlling measures;

中图分类号:[TV144]文献标识码A 文章编号

0 引言

泥石流是山区较为常见的地质灾害现象。在中国西南地区,每年因泥石流暴发造成的损失相当巨大,泥石流灾害的防治显得尤为重要。作为泥石流防治工程的重要设计参数,泥石流的各项特征值的计算与确定直接关系到防治工程的经济合理性、技术可行性以及安全可靠性。

1 骆驼沟泥石流工程概况

骆驼沟泥石流位于四川省丹巴县巴底乡大渡河右岸,距丹巴县城约40 km。流域主沟全长26 km,流域面积75.5 km,流域内最高点海拔高程4400 m,至前沿大渡河,海拔高程约2006m,相对高差约2394m,平均纵坡降92.1‰。其中头道桥以上沟段纵坡陡峻,而以下沟段总体上纵坡略缓,且呈现陡缓相间的空间变化特征。沟谷平面上弯道发育,谷宽总体上上游窄,下游较宽,且也呈现出时宽时窄的变化特点。骆驼沟枯水期流量可达0.2m3/s,丰水季节估计流量为10 m3/s,其主要接受大气降水和冰雪融化补给,流量受降水量影响较大。

据调查访问:骆驼沟的支沟,垄龙沟为老泥石流沟(骆驼沟的泥石流危害主要来自于垄龙沟),曾分别于1975年和1995年两次暴发中等规模泥石流,5.12地震后至今,垄龙沟尚未发生泥石流灾害。2005 年8 月21 日发生的泥石流,在垄龙沟与骆驼沟交汇处,骆驼沟未见泥石流发育痕迹。但上游支沟甲斯沟和麦隆沟同时发生了泥石流,由于规模较小,未冲出来,分别停积在菜园子和头道桥一带沟谷宽缓处,而冲入大金川的泥石流,主要来源于垄龙沟。下面就将垄龙沟的情况加以介绍

周维超(1985—),男,硕士,主要从事地质灾害调查与防治工作

照片1 骆驼沟江扎段沟道堆积物特征 照片2骆驼沟沟口沟道堆积物特征

图1骆驼沟流域水系图

2 泥石流成因分析

2.1 地形地貌条件

垄龙沟具有典型的泥石流特征,该沟沟谷宽窄不一,呈宽“U”字型或者“V”字型,沟床最窄处不足5m;沟谷两侧山体坡度总体是下缓上陡,山体中下部坡度相对较缓,一般为30º~50º,山体中上部坡度一般50º~70º(见图2)。此外,垄龙沟还具有纵坡降较陡、沟整体发育较顺直、细小支沟发育等特点

垄垄沟为骆驼沟支沟,二者交角40°,离沟口约2.3km,流域面积约15.5km2,沟口高程2250m,沟头分水岭高程4800m,沟长5.8km,对应沟头高程4000m,沟床坡型近似为下凹的弧线,平均坡降为301.72‰,纵坡降上部较陡,下部较缓,垄龙以上400‰,垄龙以下至沟口平均坡降196.43‰。沟内植被发育,多灌木,树木较少,杂草苔藓丛生,目前由于刚发生过泥石流,沟岸许多地段基本上为基岩。沿沟断续停积有许多漂石、残留的块石、卵石等冲洪积和泥石流松散堆积物,局部有滑塌、坍塌的松散碎块石土覆盖,沟口为新近的泥石流堆积物,并残留有少许老泥石流堆积物。由于主沟骆驼沟为常年性河流,汇水面积大,水量丰富,水流量大,刚好对垄垄沟沟口堆积物进行冲刷,从垄垄沟沟口堆积物特征看,不能判定该沟发生过大规模的泥石流。但据调查访问,1975年7月该沟曾爆发过大规模的泥石流,故推测该沟具有30 年爆发一次的重现期。

图2垄龙沟地貌三维示意图

图3垄龙沟坡降图

2.2 物源条件

垄龙沟松散固体物源较丰富,且物源分布较为分散,主要分布于沟道两侧及支沟沟道两侧。物源类型主要包括崩坡堆积物源、冲洪积物源、冰水堆积物源、沟道堆积物源等,见下表。

表1垄龙沟物源情况

2.3 水源条件

骆驼沟泥石流的水源主要来源于大气降水。由于泥石流均发生于雨季,春季冰雪融水一般不会成为引发泥石流的水源,此外,沟域内地下水不丰富,不构成引发泥石流的主要水源,沟域内高山湖泊等集中的地表水体,5.12地震后均未发生溃阙,整体较为稳定,不形成引发泥石流的水源。从现场访问及查阅资料,认为由暴雨形成的地表径流是引发泥石流的主要水源,暴雨是泥石流的主要激发因素。

该区地处亚热带湿润气候区,处于大渡河流域的暴雨集中区,多年平均降雨600mm,最大降雨量780mm,据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》所附暴雨量等值线图,巴底乡地区的1/6h、1h、24h多年最大暴雨量平均值分别为7.5mm、14.2mm、35.5mm,在P=5%的条件下,1/6h、1h、24h雨强可分别达到20.25mm、24.0mm、55.74mm,完全具备引发泥石流灾害的降雨条件。垄龙沟沟域呈近似叶片形,沟域面积17.0km2,沟道顺直,沟内地形陡峻,沟谷上游纵坡很大,有利于地表降水的径流和汇集,这些因素为骆驼沟(垄龙沟)泥石流的形成提供了有利的水源条件。

3 泥石流特征参数

对于泥石流运动特征和动力特征的定量分析,是认识泥石流和进行泥石流防治工程设计的基本依据。由于骆驼沟缺乏泥石流发生时的实际观测数据,因此对该泥石流沟的分析,主要根据查访资料,类比泥石流动力特征研究成果进行的。

(1)泥石流体重度。根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T 0220-2006)附录H和附录G,垄龙沟的易发程度数量化评分为112分,为易发型,查得泥石流体的重度γc=1.772t/m3。:

(2)流速计算。垄龙沟泥石流为稀性泥石流,采用以下公式进行计算:

(1)

式中,Vc ——泥石流断面平均流速,m/s;γH ——泥石流中固体物质比重,t/m3;φ——泥石流泥沙修正系数;R为水力半径,可用平均水深代替,m;I为泥石流水力坡降,可用沟床坡降代替;n为黏性泥石流沟床糙率,根据规范查表确定,考虑沟床纵坡率大,石块大小悬殊,沟内有巨石和挟带的树木堆积,取0.220。经计算得垄龙沟沟口的流速为1.758 m/s。

(3)流量计算。计算方法采用经修正后的雨洪法计算公式,也称东川公式,公式如下

(2)

式中,QC为频率P的泥石流洪峰值流量,m3/s;QP为频率P的暴雨洪水设计流量,m3/s;DC为泥石流堵塞系数,可查经验表求得;φ为泥石流泥沙修正系数。经计算求得垄龙沟的P=5的泥石流峰值流量为556.54 m3/s。

4 防治措施及建议

在分析骆驼沟泥石流的危害性及其动力学特征的基础上,针对骆驼沟现有物源及潜在泥石流隐患,建议采用“排导+停淤+拦挡”的综合工程治理措施。从垄龙沟与骆驼沟交汇处至沟口开始修筑排导槽和防护堤;清理垄龙沟沟口的泥石流堆积物,对河道进行疏浚;在沟口下游江扎附近修拦挡坝对冲出垄龙沟沟口的泥石流进行拦挡,避免对S211线产生危害。

参考文献:

周必凡等. 泥石流防治指南[M]. 北京:科学出版社,1991.

中华人名共和国国土资源部. 泥石流灾害防治工程勘查规范(DZ/T0220-2006)[S]. 北京:中国地质调查局,2006.

篇4

(一)重点防范时段和灾害类型。根据我区地质环境条件、人类工程建设活动的强度,结合汛期气象趋势预测,2009年地质灾害多发时段仍主要集中在3—9月,区内大部分地区春、梅汛期地质灾害的发生机率略高于去年,台汛期地质灾害的发生机率与去年持平。春、梅汛期地质灾害重点防范期为日降雨量50毫米以上,或连续大雨3天以上、过程降雨量大于100毫米的时段,需重点防范的地质灾害为高陡边坡崩塌及滑坡。台汛期地质灾害重点防范期为台风降雨开始时至台风过后降雨停止后48小时时段,需重点防范的地质灾害为山区滑坡、崩塌、小流域泥石流。

(二)重点防治对象。双桥、太真、上方、黄坛口、湖南、大洲等乡镇汛期降雨强度大,地质环境复杂,现状地质灾害隐患众多,属地质灾害重点防治乡镇。重点防治对象是:大中型水库岸坡、新建新修简易公路沿线、山区中小学、闭坑矿山的采空区及弃渣堆放点、旅游风景点内险要地貌处、开挖强度较大的民房及稳定性较差的泥石流隐患沟等。

全区需重点做好防范的地质灾害隐患点共7处:

1、列入市级以上重点地质灾害(隐患)黄坛口乡下呈村泥石流和上方镇界头村后山滑坡隐患防治点,由所在乡镇设立防灾明白墙,并根据《*市*区地质灾害防治规划》及防治现状确定年度防治任务、目标,编制防灾预案,交区国土局备案。

2、列入区级重点地质灾害(隐患)防治点5处,即黄坛口乡黄泥岭村桃源滑坡隐患、上方镇姐妹山滑坡隐患、上方镇大坪地村石灰石矿弃渣堆泥石流隐患、杜泽镇庙前枧头坞村泥石流隐患、双桥乡黄蒙村泥石流隐患。上述地质灾害(隐患)所在乡镇要逐点编制具体的防灾方案,并认真做好监测预警工作。

二、地质灾害现状

我区是*省地质灾害易发县(市、区)之一。根据《*市*区地质灾害防治规划》,全区地质灾害易发区的面积约1196平方公里,占全区总面积的68%。截止20*年底,我区共分布地质灾害隐患点47处。其中滑坡13处,占28%;崩塌13处,占28%;泥石流19处,占40%;地面塌陷2处,占4%。地质灾害隐患威胁人员419户1736人,财产5599万元。滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害隐患主要分布在低山、丘陵区,由于残坡积物相对较厚,修路、建房削坡、矿山开采、开垦种植等人类工程活动较多,破坏了山坡的平衡状态,易诱发滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害。岩溶地面塌陷隐患主要分布在覆盖型岩溶比较发育的上方镇,冒顶地面塌陷隐患主要分布于石煤、方解石等坑采矿山较多的上方、峡川等乡镇。

三、地质灾害防治的主要任务

(一)拟订和实施年度地质灾害防治方案。地质灾害重点防治乡镇要结合地质灾害防治工作实际,针对重点防治对象,拟订年度地质灾害防治方案,并报区国土局备案。要认真分析本地区地质灾害的发生发展趋势,特别注意自然因素和各类工程建设活动引发地质灾害的种类、分布范围、发生时间等规律,制定有针对性的防范措施。要进一步明确并落实汛期地质灾害防治责任制,特别要根据农村基层干部调整变动情况,及时明确责任人、监测员,并加强对新增人员的培训。汛前要组织一次地质灾害隐患点的排查,重点检查人口密集的城镇地区、交通干线、旅游风景区、及山地斜坡地带、河流两侧边坡、库岸、矿山采空区及等地质灾害易发区域,及时排除隐患。

(二)完善突发性地质灾害应急体系。各乡镇(街道)要进一步完善突发地质灾害应急预案,补充抗台风及暴雪低温气象条件下地质灾害防御的应急管理内容,并注意避灾地点安全性的评估,确保预案启动实施中的有效性。要适时组织应急预案的实施演练,增强快速反应和应急处置能力。地质灾害重点防治乡镇要结合汛期防洪,建立、健全地质灾害应急处置和救援队伍,设立安置区,并配置必要的应急装备,增强应急处置能力。

(三)抓好小流域泥石流地质灾害防御工作。小流域泥石流地质灾害防治,对保障我区人民群众生命财产安全,建设社会主义新农村具有重要意义。各乡镇(街道)对于已查明的泥石流隐患,要充分结合当地山区小流域的整治,制定切实可行的防灾措施。威胁人员众多、危害严重的,要在汛期前编制完成防灾预案,确定监测人员,落实防灾责任人及防灾措施。在安排年度地质灾害搬迁避险及工程治理工作时,也要充分考虑小流域泥石流地质灾害的防灾要求,优先安排项目和资金,切实保证受威胁区人民群众生命财产安全。

(四)开展地质灾害隐患点的勘查与治理、搬迁避让。各乡镇(街道)要加强地质灾害隐患的勘查与治理、搬迁避让。规模较大、危险性大,危害严重的地质灾害隐患点,在勘查的基础上实施工程治理;对经勘查比选后认定,防治必要性迫切,但治理技术难度大、经济不合理、自然环境条件差、不适宜人居的灾害点,则实施搬迁避让;对规模较小、危害较轻的地质灾害隐患点,主要用简易监测措施来监测灾体的地表位移,通过预警预报、临时避险等方式摆脱地质灾害威胁。通过勘查治理、搬迁避险和预警预报项目的开展,最大限度地降低地质灾害隐患的威胁,保证当地人民群众生命财产安全。

(五)加强矿山地质灾害防治。我区上方、灰坪、太真区域是*市三大石灰石集中开采区之一,有关部门及所在乡镇要加强管理,落实责任,加大矿山地质灾害防治力度。对废弃矿山,应进行削坡、复垦还绿,消除隐患;对生产矿山,应结合矿山生态环境恢复要求,边开采、边治理、边复绿;对待采、待批矿山,要按照开采利用方案、地质灾害危险性评估要求,严格管理、规范采矿行为。

(六)强化工程建设与运行的地质灾害防治。凡在地质灾害易发地区进行工程建设、新建矿山、移民迁建、旅游开发等,以及在地质灾害易发区内编制城市总体规划、村庄和集镇规划,必须进行地质灾害危险性评估。加强对评估成果的监督检查。要定期或不定期地对地质灾害危险性评估成果和评估报告中提出的地质灾害防治措施落实情况进行抽查或监督检查。对防治措施落实不到位,“三同时”制度执行不彻底的建设工程,要及时下发整改通知书,迟迟不整改的,要按照《地质灾害防治条例》加以处罚。

(七)做好新农村建设中的地质灾害防治工作。各乡镇(街道)、各有关部门在旧村改造、新村选址、移民迁建及基础设施建设中,要尽量避开地质灾害易发区,需在地质灾害易发区进行集中居民点、重要工程设施建设的,须按相关规定进行地质灾害危险性评估。为保证农民建房能选择一个安全的地质环境,预防人为引发地质灾害,对在地质灾害易发区内拟建房的农民宅基地,国土部门委托有资质的单位进行逐户调查,填写评估表,按用地批次合成一个评估报告,统一报批。我区农村“康庄工程”沿线存在较多的滑坡、崩塌隐患,在汛期,各乡镇(街道)要加强道路沿线边坡的巡查,发现问题及时采取防范措施。

(八)抓好交通及水利工程沿线、山区中小学、风景名胜区地质灾害防治。我区部分交通及水利工程沿线、山区中小学、风景名胜区,存在一些地质灾害隐患。在进行详细调查的基础上,相关部门要根据实际情况,编制防灾预案,对存在较大地质灾害隐患的地段,要提出治理方案,进行工程治理。

四、职责分工

(一)区国土部门。

1、根据地质灾害防治规划,编制年度地质灾害防治方案,指导乡镇(街道)建立和完善防灾网络,落实防灾责任人和灾害隐患点监测责任人。

2、加强年度防治方案落实情况的监督、检查,严格汛期值班制度,坚持灾情巡查制度和落实灾情速报制度。

3、对发生的地质灾害进行调查,查明灾害发生的原因、规模和造成的危害及今后发展趋势,提出地质灾害防治意见。认真配合当地乡镇(街道)核查因地质灾害冲毁、淤积的耕地情况,帮助房屋倒塌灾民落实重新建房用地。

5、加强地质灾害易发区内建设工程地质灾害危险性评估工作的管理,对防治措施的落实情况进行监督。

(二)区水利部门。加大水利建设工程项目的地质灾害防治工作力度。对易发区内进行水利建设工程的,督促业主单位进行地质灾害危险性评估。对有人员居住的大中型水库岸坡,要进行地质灾害详细调查,划分易发地段,落实监测、巡查责任。汛期之前,对病险山塘水库、盘山水渠渗漏引起的滑坡、抽取地下水引起的塌陷等进行认真检查,制定切实可行的防灾措施。灾情发生后,迅速查明水利工程损毁情况,制定损毁工程修复方案,及时抢修被毁水利工程。

(三)区交通部门。加大交通建设项目的地质灾害防治工作力度。对易发区内进行交通建设工程的,督促业主单位进行地质灾害危险性评估。对边坡未治理的交通沿线,要进行详细调查,划分地质灾害易发地段,落实监测、巡查责任。对因公路建设而引发的地质灾害,督促业主单位,及时治理,消除隐患。汛期加强地质灾害隐患较多公路沿线巡查。

(四)区教育部门。位于地质灾害易发区,受地质灾害隐患威胁的山区中小学,须编制防灾预案,落实防治措施。对在地质灾害易发区进行中小学新建、改建、扩建的,督促业主单位进行必要的地质灾害危险性评估。汛期加强山区中小学地质灾害防治工作检查。

(五)区旅游部门。加大风景名胜区的地质灾害防治工作力度。位于地质灾害易发区内重要风景名胜区,编制防灾预案,落实防治措施。对在地质灾害易发区进行旅游工程建设的,须督促业主单位按要求进行地质灾害危险性评估。汛期加强风景名胜区地质灾害防治工作检查。

(六)区规划、建设部门。地质灾害易发区内未进行地质灾害危险性评估的建设项目,不予审批。对农村集镇建房,必须严格按规划建设,远离地质灾害危险区。

(七)区农业、林业部门。认真落实防灾责任制,对不宜耕种的山地,要督促乡镇、村坚决退耕还林、封山育林,地质灾害隐患点上的水田应改为旱地,滑坡体上严禁全垦造林。

(八)区财政部门。落实必要的防灾网络建设和地质灾害动态巡查、监测的工作经费。在灾害发生时,落实受灾人员救助资金和灾害治理资金。

五、地质灾害防灾对策和措施

(一)加强领导,落实防治责任。地质灾害防治是事关人民生命财产安全的大事,也是政府维护社会公共安全的重要职责。各乡镇(街道)、各有关部门要将地质灾害防治作为重要日常工作,主要负责人负总责。要强化责任落实,并把地质灾害防治列入年度工作责任制考核目标。凡有地质灾害隐患的乡镇(街道)都要成立地质灾害防治工作领导小组,由乡镇(街道)行政主要负责人任组长,对辖区内的地质灾害防治工作负总责,同时监督指导地质灾害点所在村成立地质灾害监测小组。区地质灾害防治领导小组办公室要加强对各有关乡镇(街道)、部门防灾工作责任制等制度和措施落实情况的检查和督促,对发现的问题要及时抓好整改落实。有关部门要做好地质灾害防治资金的落实。

篇5

[关键词]玉麦棚子沟 泥石流 特征 危险性评估

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-259-2

0引言

玉麦棚子沟泥石流位于四川省绵竹市汉旺镇清平乡以上绵远河河段。“5.12”地震以后,特别是在2010年8月13日、2011年7月1日和2012年8月17日爆发过较大规模泥石流。泥石流灾害频发,直接威胁到小木岭一级电站厂房重建、生产以及工作人员生命财产安全,因此,研究该泥石流沟特征具有重要意义。

1泥石流形成条件

1.1地形地貌

玉麦棚子沟总体上为“V”型沟谷地貌,属侵蚀中切割陡峻中山,海拔高程1000~2000m,相对高度1000m。岸坡地形坡度较大,以陡坡为主,坡度30°~60°。

1.2地层与构造

调查区中下游出露浅灰绿色花岗闪长岩;中游为震旦系上统黄硐子沟组黄-棕黄色泥质砂岩和粉砂质泥页岩;上游为震旦系上统天桥组灰白色中―厚层灰质白云岩。

区内地质构造简单,无断裂,花岗闪长岩中主要发育两组剪节理,产状为50°∠28°,140°∠42°,后者先于前者形成。上覆沉积岩层,产状倾向北东,倾角30~40°。

2泥石流沟基本特征

2.1沟道特征及物源水源条件

玉麦棚子沟泥石流流域为两端窄中间宽的叶状形态,以一条较陡主沟为主,面积0.75km2,流向总体NNE-SSW。

清水区沟床标高1850m以上,面积0.32km2,平均纵坡降650‰,地形呈漏斗形,沟道窄,无集中物源分布,沟道及坡谷长有茂密植被,水土保持良好[1];形成区沟床标高1850m~1600m,面积0.26km2,平均纵坡降623‰;流通区沟床标高1600~1350m,面积0.15 km2,纵坡降505‰~746‰,沟道狭窄,水动力条件较好;堆积区沟床标高1350m以下至清水河间逐渐变宽[2],面积0.02 km2,纵坡降165‰,明显变缓。该沟来水主要源于大气降水,清水区、形成区汇集了全区95%的水量。

2.2泥石流物源转化关系

玉麦棚子沟泥石流主要物源包括崩塌、坡面侵蚀和沟道堆积三类,主要在形成区、流通区,松散固体物源总量3.52×104m3,可参与泥石流活动的动储量2.43×104m3。区内物源参与泥石流活动主要方式为洪水暴雨的沟道冲刷侵蚀,沿沟分布,易被携带。

3泥石流危险性评价

根据《泥石流灾害防治工程勘察规范》(DZ/T0220-2006)[3],对15项反映泥石流活动条件的诸因素进行综合评价并量化打分,再根据表1标准进行数量化评级。

根据调查,在三年多次暴发后,现在可参与泥石流活动的固体物源动储量[4]仍高达2.43×104m3。因此,再次暴发泥石流的物源条件满足,一旦遭遇大暴雨,将引发泥石流灾害,近期内再暴发中~小型泥石流的可能性大。目前该泥石流所处阶段为发展期[5]。

4结论

(1)玉麦棚子沟泥石流属于暴雨沟谷型粘性泥石流。该沟泥石流处于发展期,近期内再暴发中~小型泥石流可能性大。

(2)玉麦棚子沟再暴发泥石流的物源条件满足,易发程度得分96,属易发。

The Characteristics and Its Risk Evaluation Study of Debris Flows in Yumaipengzi Gully ,Qingping

Yao Jin Wang Zhengqiang Zhang Yuyang

(College of Environment and Civil Engineering,Chengdu Uuiversity of Technology,Chengdu 610059)

Abstract:Giant deribs flow hazard occurrs frequently in Yumaipengzi Gully in Qingping, after "5.12" earthquake. Focused on the basic formation, it was on the research of hydrodynamic conditions, transforming relationship and activities by field investigation and mapping. It concluded through risk assessment that deribs flows were triggered by heavy rainfall in the gully. Yumaipengzi debris flow is in developing stage and the outbreaks of medium or small scale debris is probable in the near future.

Keywords:Yumaipengzi Gully,Deribs flow,Characteristics,Risk assessment

参考文献

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[4]唐川.坟川地震区暴雨滑坡泥石流活动趋势预测.山地学报[J].2010,28(3):341~349.

Tang Chuan. Activity tendency prediction of rainfall induced land-slides and debris flows in the Wenchuan Earthquake areas. Journal of Mountain Science.2010,28(3):341~349.

篇6

关键词:矿山 环境地质 灾害 问题 勘查

中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(a)-0081-02

我国是地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个小分支,是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。我国是采矿大国,开采技术和设备相对落后,导致矿山开采环境不断恶化。近年来,各种矿山地质灾害明显上升,该文作者结合在湖南省多年矿山勘查的工作经验,详细介绍了矿山各种地质灾害的类型、产生、危害和防治对策,并提出相应的勘查方法。

1 地质灾害诱发因素

采矿时对地下水必须进行疏干排水,甚至要深降强排,由此而出现了一系列的地质灾害问题。首先是矿井突水事故不断发生。许多煤矿的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩,特别是北方石炭二叠纪煤系地层,不仅煤系内部有含水性强的地层,其下伏为巨厚的奥陶纪灰岩。这些矿床随着开采的延伸,地下水经深降强排,产生了巨大的水头差,使煤层受到来自下部灰岩地下水高水压的威胁,在一些构造破碎带和隔水薄层的地段发生突水事故,严重威胁着矿井和职工生命的安全。其次是由于疏干排水,使许多岩溶充水矿区引起地面塌陷,严重影响地面建筑、交通运输以及农田耕作与灌溉。各矿区附近均有地面塌陷现象,水位下降很多,使厂矿、工业和生活供水原有系统发生吊泵,形成无法供水的局面。

2 主要地质灾害特征和治理措施

2.1 泥石流

泥石流灾害具有很强的破坏性,但人们并不是被动地去接受泥石流灾害,而是通过科学研究,不断认识其成灾机理和成灾规律,提高预测预报水平,加强防御建设,与泥石流灾害进行斗争。矿山建设对泥石流形成条件的影响主要有以下几个方面:

(1)产生并加速松散固体物质的积累。露天开采及坑采剥离废石速度较快,产生大量废土,是泥石流源地的主要形成原因,另外矿山修筑公路破坏山坡植被,产生大量弃土,矿山选矿排出的废渣也是泥石流物质来源。(2)增大了水体补给量。矿山建设中植被遭到严重破坏,改变了地面结构,调节雨水的能力显著降低,汇流时间缩短,洪峰流量和洪水总量增大,暴发泥石流的可能性也增大;矿山废石堵沟成湖,蓄积了大量的水体;有时在掘进坑道的过程中,掘开了地下水的主要通道,形成地下水突涌,使水体补给量增大。(3)矿山建设改变了地形条件,增强了动力条件。大量的矿山废石堆放使山坡变陡,地面高差增大,从而加强了侵蚀能力;大量矿山废石压缩沟床,增大流深和流速,也就增强了流体的动能和冲刷力,废石堆放减少了过流断面,使流体受压缩,流速增大,侧蚀和下蚀能力加强。

泥石流的治理措施包括工程措施和生物措施,以及生物措施和工程措施相结合,如金属矿围岩一般为较硬的岩石,开采过程中开采堆积物除了上覆土层和风化岩石外,均为较大块的难风化的块状堆积物,易形成的地质灾害为崩塌、滑坡以及泥石流,另外有些金属矿床在开采和冶炼过程中对土和地下水造成一定的污染,也需要进行治理;非金属矿多数为沉积形成,其开采要挖掘较多的松散沉积生成物,而且开采出来的物质也较易风化,易形成地面塌陷、泥石流、滑坡等地质灾害。

2.2 塌陷

当地下矿层被采出之后,采空区的顶板岩层在自身重力和其上覆岩层的压力作用下,产生向下的弯曲和移动。当顶板岩层内部所形成的拉张应力超过该层岩层的抗拉强度极限时,直接顶板首先发生断裂和破碎并相继冒落。接着是上覆岩层相继向下弯曲、移动,进而发生断裂和离层。随着采矿工作面向前推进,受到采动影响的岩层范围不断扩大。当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大得多的塌陷盆地,从而危及地表的各种建筑物和农田等。

岩溶塌陷是岩溶充水矿床疏排地下水所引起的。塌陷不仅出现在煤炭矿山而且也出现在有色金属、黑色金属、化工及核工业矿山。从地理方面看,几乎遍布南方各省,尤以湘、粤、鄂、桂、赣诸省居多。

对矿山采空区塌陷的治理方案很多,但较常用的方法是充填复垦法。这种方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰、露天矿剥离物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地复田。这种方法多用于有足够的充填材料且充填材料无污染,可经济有效防护治理的地区,因其既解决了塌陷地复垦问题,又解决了矿山固体废弃物的处理问题,所以经济效益最佳。

2.3 滑坡

滑坡活动受多种因素影响,主要发生在雨季。而软硬相间岩层,由于差异风化,坚硬岩体突出,由结构面切割或重力蠕变,坚硬岩体就会产生崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体,割裂体在诱发因素下失稳而形成崩场,因此构造越发育,岩体越破碎,越易产生崩塌、落石。人为影响主要是开挖坡脚、改变应力觯使坡体内积存的弹性应变能释放而造成应力重新分布,岩体产生卸荷裂隙,它们多张开且平行于边坡面并使原有裂隙扩展和张开,由其所切割的岩体,可能失稳而形成崩塌滑坡。

露天矿边坡,必须对其进行经常性的检查和维护,用以保证边坡稳定,防止灾害发生。建立一支边坡维护专业队伍,加强检查维修,必要时进行人工放坡,铺上草皮,植上灌木,砌筑局部挡土墙或者预埋防滑坡的木桩。要设置排水网络,防止地表雨水流入矿坑冲刷边坡,层理深凹露天矿要在坑外周围设置防山洪、防泥石流的阻挡或者疏导的设施。

3 矿山地质灾害的勘查方法

3.1 地球信息技术综合方法

GIS,GPS和RS技术的应用,可以从宏观上掌握地质灾害的分布、发生、发展规律。如GPS可以对灾害发生地进行精确定位;RS技术可以利用矿区的多时相遥感图像进行叠加分析,获取矿区不同时期的地貌破坏程度、塌陷区的形态、面积、矿业废弃物的类型及分布状况、环境污染状况及生态环境状况;GIS技术可以对矿山灾害信息数据进行空间有效分析,方便管理人员迅速掌握灾情,有效进行防灾减灾工作。3S技术的应用弥补了以前常规的技术手段(如地形测量等)难以胜任的空白,特别是对危险地带矿山灾害的调查,如矿山积水塌陷区等。

3.2 水文地质与岩土力学试验方法

水文地质与岩土力学试验类型很多,是矿山地质灾害调查的重要手段之一,许多调查成果的基础数据和资料,均需水文地质与岩土力学试验而获得。

在矿山地质灾害调查工作中,水文地质试验主要包括水质测试、淋滤试验、浸泡试验、含水层吸附试验、含水层顶板渗透性试验、采矿引起周围地层渗透性变化试验、矿石及固体废弃物中有毒有害元素测试试验、土壤污染试验、溶质迁移与富集规律试验等;岩土力学试验主要包括室外原位力学试验和室内岩土物理力学性质试验等。

3.3 地球物理勘查方法

高密度电阻率法是以岩土体导电性差异为基础的一类物探方法,该方法一次即可进行多装置数据采集,既可研究深度方向的电性变化,也可研究水平方向的电性变化,通过参数换算取得更多突出的有效异常的比值参数,利于潜在灾害的埋深、范围等的推断解释。它对不太深的采空区、地下水系、岩石风化层等的勘查十分有效。例如,山西平定矾土矿采空区,通过采用高密度电阻率法进行测量,获得深部的闭合圈异常,结合钻探资料,圈定了该区采空区的平面分布范围。

4 矿山地质灾害的预防

政府主管部门要加大对矿山环境与灾害源的监管与治理力度,防止新的隐患发生。矿山企业要规范开采行为,合理开发矿产资源,处理好短期经济利益和长远发展的关系,将防募踉止ぷ魇加诳笊缴杓撇⒀有到闭坑之后。注重矿山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害的监测、预报和评估信息系统。

例如,将矿业开发产生的地下空区改建尾矿库,既能消除因地下空区给矿山带来的安全隐患,又能减少尾矿库建设、经营、灾害治理等费用,改善矿山生产和生活环境,把矿山建设成为环保型和无公害型的新矿山,它将是我国今后开发矿业的发展方向。确定了采空区的位置以后,防治矿山采空区地质灾害的方法很多,主要有以下几种:(1)采矿过程中,及时回填采空区。(2)对可能造成塌陷的位置提出预警措施,对现有的建筑和设置采取必要的预防措施。(3)矿山设计应避开城市和重要设施。此外,构建信息化矿山,开创安全、高效、可持续的矿业发展新模式,是中国采矿业未来发展的必由之路。

5 结语

采矿引发地质灾害的原因大都是由于采用不科学的采矿方法造成的,当人们注意到了环境对人类生存的重要性,懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时,科学的采矿方法将被越来越广泛地采用,因为现有的技术手段完全可以避免矿山开采引发的不良地质灾害的产生。在矿山开采问题上我们必须坚持“谁开发谁保护,谁闭坑谁复垦,谁破坏谁治理”的原则,加强对矿山环境的管理。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾,才能促进中国采矿业的持续发展。

参考文献

篇7

关键词:矿山开采;地质环境问题;环境保护和治理恢复

中图分类号:F407文献标识码: A 文章编号:

随着我国经济规模的不断扩大,国力的不断增强,上世纪末期各类矿山无序开采引发的矿山地质环境问题越来越突出,因矿山开采引发的地表塌陷、崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害,给国家造成严重的经济损失并威胁到人民的生命财产安全。各类风景名胜区、自然保护区内及国道、省道及高速公路两侧各种建材厂及矿山的开采形成大量高陡掌子面,基岩直接,无植被覆盖,而其周边植被发育正常,从而导致掌子面基岩与周边环境不协调,宛如一个个伤疤分布在青山绿水中,整体形象极不和谐,严重影响视觉效果。

1、矿山地质环境问题

⑴、矿山地质灾害问题

由于传统矿山开采很少进行矿坑回填,造成地质塌陷等情况极易发生。按照地质灾害发生的时间快慢,可将其分为两大类,一类为突变地质灾害,如地震、泥石流、崩塌、滑坡、水土流失等。另一类为缓变性地质灾害,如沙漠化、荒漠化、地面沉降等。由于矿山开采对周边水资源的污染和水位的下降影响了植被的生长,造成矿山岩层出现松动,为滑坡、崩塌、泥石流的发生创造了条件。在矿山开采过程中,岩石的应力发生改变,以前的岩石应力均衡被破坏,以及矿石废渣的乱堆乱放,已造成边坡的不稳定,在外力的诱发下,极易产生滑坡、崩塌及泥石流灾害。

⑵、矿山废弃物问题

矿山废弃物的治理是地质环境治理的基础,矿山废渣、废石、弃土对于矿山地质环境有着重要的影响。废弃物的堆积造成矿山周边压占土地、破坏植被,影响了原有地貌景观及周围水环境。另外有的矿山废弃物长期受阳光照射、雨水淋滤、空气的风化,废弃物中存有的重金属对矿山周边环境会造成污染。因此,要加强对废弃物的治理。

2、矿山地质环境的治理方法

⑴、矿坑回填

合理利用废弃矿渣进行矿坑回填,可以极大地降低矿坑回填资金的使用。通过废弃矿石与沙石的合理配比进行回填,一方面减少了回填使用材料带来的资金与物质浪费,另一方面也对废弃矿渣有了很好的处理。

⑵、水资源治理

矿山环境治理中水的治理非常重要。应加快矿山选矿过程中水处理设备的投入,选矿水重复利用,将污水进行处理后再进行排放。同时,加快矿山植被的恢复,通过树木种植、草皮移植等方法恢复矿山植被,防治滑坡、泥石流的发生。由于矿山生产过程中地下水资源的疏排,造成水资源的减少,甚至会造成地表河流及泉水的干涸、植被的消失。另外矿山由于排水,疏干了附近的地表水,浅层地下水得不到补充恢复,影响植物生长,破坏了周围的生态环境,最终使矿区土地石化和沙化。这种情况的治理是一项长期的工作,通过水资源治理、植被治理,逐渐恢复矿山周边土壤水分以及植被,恢复土地含水量是治理矿山土地荒漠化的唯一方式。

3、矿山地质环境恢复与保护的意义

矿业的开采虽然对我国经济发展起到了巨大的促进作用,但是,也对矿山环境造成了严重的破坏。针对我国矿山环境现状,加强我国矿山环境保护与治理,通过复合治理方式,拦、排、护、整、植等多种方式相结合的方法,加快我国矿山环境与保护,这对我国生态环境保护有着重要的意义。

⑴、加强矿业地质环境保护制度建设,推进我国矿山环境保护。为了更好的推进我国矿山环境保护工作的进行,国土资源部下达了《矿山地质环境保护规定》第44号国土资源部令; 《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与治理恢复方案编制审查及有关工作的通知》等有关规定、规范,并在全国范围内组织了数期学习班,对此进行了认真的讲解与学习。

⑵、加快我国矿业开发与环境保护人才培养,促进我国矿山地质环境保护工作的推进。矿山环境必须应用先进的科学技术来实施。加强科学技术在矿山环境保护中的应用,特别是要加强对矿山的综合利用和尾矿、煤矸石、矿渣等开发利用的科研投入和生产开发研究工作。这样既可减少环境地质问题,起到保护环境的作用,又可以避免资源浪费。另外,还要通过高等教育专业人才培养以及对在职人员的再培训等方式,加快我国矿山地质环境保护人才培养,促进我国矿山地质环境保护的实施。

⑶、加快矿业“三废”回收利用技术的应用,促进矿山地质环境保护实施。在矿山开采过程中,“三废”的回收、利用,对于矿山地质环境保护有着重要意义。通过采用先进的采选技术和加工技术,提高矿山资源利用率,对于加快我国矿山环境保护有着重要的推动作用。

⑷、关于矿山地质环境综合治理与防护的分析。在进行矿山地质环境治理与防护过程中,要系统开展地质环境调查与研究,加强区内地质环境监测。建立政府引导,市场运作机制,治理区内环境。保护环境的成功经验说明,加强科学技术研究和应用,推进矿山“清洁生产”,发展“绿色矿业”。加强对矿山开采导致的滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的防御和治理的研究。

4、矿山地质环境保护与恢复治理项目的体会

⑴、亟待建立灾害治理项目预算标准体系

地质灾害治理工程施工项目工艺复杂,采取治理措施形式较多,本人在进行矿山地质环境保护与恢复治理方案编制过程中发现现地质灾害治理工程只能借鉴参考《土地开发整理项目预算定额标准》(财政部、国土资源部)、《工程勘察设计收费标准》(发改委、建设部)等相关标准。不同单位、不同项目采用标准不一,亟待有关单位出台统一的地质灾害防治工程勘查、设计及施工、监理等相关收费标准,对地质灾害治理行业收费进行规范。

⑵、要深入研究矿山地质环境问题形成的机理

矿山地质环境问题的形成机理要通过采取地质调查、工程钻探、地球物理勘探及地球化学勘探等多种手段,查明形成的机理、根源及影响和控制要素。

⑶、重视地质灾害防治工程的勘查设计

所有环境地质问题的产生根源要依靠勘查工作去查明,作为设计工作的基础,勘查工作要根据不同的灾害类型及其所处地质环境等条件采取不同的勘查手段。要充分研究地质灾害的成灾机理,针对问题的根源进行治理设计,在设计过程中要充分考虑设计的适用性和实用性,既要经济合理,又要科学可行。

⑷、矿山地质环境保护与恢复治理相结合

在灾害治理施工中要充分考虑施工措施对周边环境的影响,同样也要考虑到施工措施可能引发新的地质灾害,要做到矿山地质环境保护与恢复治理的和谐统一。

参考文献

篇8

关键字:泥石流,文成县,成因,防治措施

中图分类号:P642文献标识码: A

2014年6月22日19点50分,受持续强降雨影响,文成县大镇花园村新56省道接南田工程花园驮溪降地段发生滑坡,滑坡引发泥石流地质灾害,灾害发生后,造成下方百丈景区通景公路中断,长约50m,同时造成路边的高压线路、通讯线路中断,幸未造成人员伤亡,估算清理滑坡、泥石流堆积体、高压线路、通讯线路修复及农田毁损等直接经济损失约40万元。

一、地形地貌

调查区地貌属低山丘陵区,滑坡―泥石流所在斜坡山顶最高海拔高程为519m,百丈景区通景公路高程约80m,最大相对高差约为440m;在建新56省道接南田工程滑坡路段位于半山腰,海拔高程约225m,其后山为山脊,下方为负地形,滑坡区对应为两者地形转折带。斜坡地形上陡下缓,滑坡区及上方坡度达30~35°,下方坡度25-30°,坡麓为20-25°。山地经长期封山育林,为山林地,植被茂密。

二、工程地质特征

区域内出露下白垩统朝川组(K1c)安山质、流纹质凝灰岩夹粉砂岩,层理近水平,反倾坡内,另有北东走向的几条花岗斑岩脉通过。山体除上部出露坚硬基岩外,其余区都有残坡积层覆盖;调查残坡积土(含碎石粉质粘土)厚度2-3m,局部达3m以上,地表局部见崩落块石、巨石堆积;公路沿线基岩岩性多为安山质凝灰岩、沉凝灰岩夹粉砂岩,风化差异大,普遍风化层深厚,全-强风化岩层厚度普遍达到3-5m,滑坡区段或附近厚度超过5m,最厚估计达10m以上,其岩体结构松动。滑坡附近基岩构造节理:90∠85、170∠80,节理间距一般10~30cm,个别达50cm,延伸稳定,结构面结合差,具松动或夹泥特征。

三、灾害特征

(1)滑坡特征

滑坡处原已开挖完成或正在开挖的路堑,由此发生滑坡,主滑方向约为150°,滑坡斜长约50m,宽约45m,厚度5~10m,估算滑坡总方量约15000m3。滑坡区现状有后缘滑壁(高3-5m)、中部基岩滑床(埋深5-10m),以及前缘滑坡堆积平台(宽约20m,长约45m),估算约60%滑坡体下溜构成泥石流,约40%构成滑坡堆积平台。滑体主要由风化基岩构成,属岩质滑坡,滑体物质组份混杂,结构松散。

(2)泥石流特征

坡麓堆积泥石流扇形体长约80m,坡度5-10°,前缘宽50m,中部宽40m,后部宽约20m,平面面积约6500m2,堆积厚度最厚约4m,估算堆积物方量约10000立方米。泥石流堆积物以碎块石、泥砂为主,夹有大块石、巨石,最大粒径约3m。其影响范围:前缘压覆道路及下方约30m的农田,两翼除直接一次堆积压覆道路长度约60m外,其还往右侧低地势道路路面以高含砂洪水漫流,并侵入新56省道花园至西坑段(照片1)。

除上述滑坡区与堆积区外,之间为宽20-30m、深度2~4m的冲蚀凹槽,属流通区。

照片1泥石流全景(航拍,来自网络)

四、成因分析及稳定性评价

(1)内在因素

调查区山高坡陡,分布朝川组地层,其岩性组合软硬相间,受构造(侵入岩)影响强烈,岩体较破碎,风化程度高,基岩风化层深厚,结构较松散。地质灾害易发区分区为地质灾害高易发区,工程活动极易引发地质灾害。

(2)外在因素

外在因素包括工程活动及降雨。

该处在建新56省道接南田工程路堑,破坏了山体原有的平衡状态。

据降水资料,2014年6月21日12时至2014年6月22日20时调查区东侧约1km处的文成雨量监测站过程雨量为59mm,大量的雨水长时间持续下渗,直接促成了滑坡的发生。

具体分析成因认为:工程活动破坏山体平衡属主导因素,持续高强度的降雨为诱发因素。

(3)稳定性评价

文成县大镇花园村泥石流的形成机理为上部路堑边坡发生滑坡后进入冲沟导致泥石流的暴发。据估算尚约40%滑体残留在陡坡面上,其临空条件良好,未能达到稳定状态,不及时处理,在暴雨或强降雨等的诱发下,易失稳下滑,估计方量约6000m3。此会加剧泥石流的发生,进一步威胁下方百丈景区通景公路及路边的高压线路、通讯线路,以及下方农田(菜地),地质灾害危害性属较大级。

五、治理建议

泥石流作为山区的一种严重的地质灾害,对当地政府造成巨大损失,也威胁着老百姓的生命财产安全。本次文成县大镇花园村泥石流的治理应以预防为主,防治结合,根据实际地形及形成机理提出相应的防治措施。

(1)对上方滑坡或路堑边坡进行治理并清运土体,修复地形,恢复交通,确保山体稳定和良好的排水;滑坡治理主要用坡率法进行削坡,同时对边坡进行加固。

(2)下方泥石流由于受地形限制,无合适位置可修建拦挡坝,防治措施应以排导为主,可在下游修建排导槽,在槽底可设置防冲刷的钢筋网,并修建桥涵通过百丈景区通景公路。

参考文献:

[1] 国家防汛总指挥部办公室,中国科学院,水利部成都山地灾害与环境研究所. 山洪泥石流滑坡灾害及防治[M]. 北京:科学出版社,1994.

[2] 中科院成都山地灾害研究所. 中国泥石流[M]. 北京:商务印书馆,2000.

[3] 康志成等. 中国泥石流研究[M]. 北京:科学出版社,2004.

[4] 崔鹏. 泥石流起动条件及机理的实验研究[J]. 科学通报,1992,36(21):1650~1652.

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