黄泥沟流域泥石流灾害成因分析及对策浅析

李浩浩, 成义娟

(中国人民武装警察部队水电第十一支队,四川成都 610036)

1 黄泥沟泥石流灾害及流域内的基本情况

2008年6月30日,牦牛山西侧雅砻江一级支流黄泥沟流域发生了泥石流灾害,使处于沟口里庄桥上游沟道堆积区内的冕里稀土矿选矿厂区受灾。由于流域内居民一般均远离沟岸及堆积扇区居住,房屋所处地势较高,未造成人员伤亡。

发生泥石流灾害的里庄乡位于冕宁县西南,距县城约60km。黄泥沟位于牦牛山西侧,属雅砻江左岸下游一级支沟,常年流水,呈近东西向展布,里庄乡场镇位于黄泥沟沟口左岸,工作区有冕宁——磨房沟县道以及锦屏水电站对外交通专用公路与外界连接,交通、通讯较为方便。

锦屏电站对外交通专用公路东起冕宁县漫水湾镇,西至雅砻江边的磨房沟,为山岭重丘区二级公路,公路从牦牛山西侧出口进入黄泥沟流域,至大坪子 3号隧道进口端附近出流域,途经流域线路全长 9.05km。

2 流域地理环境及水文地质条件

黄泥沟流域内为高山峡谷地貌,沟谷多呈“V”字型,最高海拔为 3657.20m,最低处黄泥沟沟口为 1352.2m,最大地形高差 2305m。流域总长 16.01km,汇水面积 58.53km2。据调查访问,黄泥沟属老泥石流沟,其爆发规模及频率与流域内降雨关系密切,一般为 7～10年爆发一次(冲出沟口规模的泥石流),沟内历史上有泥石流堆积。

流域地处青藏高原东侧边缘地带,属川西高原气候区,干湿季节分明,5～10月为流域雨季,余量占全年的 90%～95%,洪水主要由暴雨形成且集中在 7、8两个月内,多为连续降雨。黄泥沟流域支沟主要分布在右岸,支沟流域面积很小,松散物源少,植被茂盛,无人类工程活动。

区内地下水为基岩裂隙水和松散层孔隙水,主要接受大气降雨及临近山体地下水补给,总含水量不丰,以泉点或地下径流向邻近沟谷排泄,并通过黄泥沟排向其下游的雅砻江。构造形迹以断裂为主,主要有哈哈断层,基本上呈近南北向展布,岩体节理裂隙较发育,以中陡倾裂隙为主。

3 流域内锦屏专用公路弃碴现状

锦屏电站对外交通专用公路在流域内共有18处弃碴点,现存弃碴总体积约92.43万 m3,其中 63.7万 m3弃碴直接堆于黄泥沟及支沟岸坡坡脚。初步测算11处弃碴场约有21880m3弃碴进入了黄泥沟及其支沟沟道内。

流域内弃碴点分布密度较大,大多稳定性较差,易入沟。对于那些堆积于沟道岸坡且未采取拦挡措施或拦挡措施失效的弃碴,如不及时采取有效措施,必将为今后冲沟泥石流的形成提供丰富的松散物源。

4 泥石流成因分析

黄泥沟流域具有暴雨型沟谷泥石流爆发所需的松散物源、水动力以及强降雨等主要条件,同时,人类工程活动的影响对于“6.30”泥石流灾害的形成也是一个重要因素。笔者从以下四个方面分析了泥石流形成的条件:

(1)松散物源条件。

调查显示,黄泥沟常年流水,沟道纵坡降大,岸坡陡立、沟道狭窄,植被茂盛,岸坡多为基岩,稳定性好,沟内固体物源不丰富,滑坡、崩塌、泥石流等一般规模较小,主要物源来自于支沟沟道堆积物及人工筑路弃碴。本流域的三条支沟流域面积占黄泥沟总流域面积的 58.4%,加之上游降水丰沛,能提供丰富的水源,沟道纵坡大,致使沟道常年水流量较大,即使不在雨季也有较大的搬运能力。沿线有小规模滑坡、崩塌、泥石流等 12处,堆积物约 12000m3。不稳定物源主要分布在主沟及其上游支沟瓦屋那达沟及大沙沟内,以弃碴及沟道内堆积物为主,其中主沟内不稳定物源占全部不稳定物源总量的64.4%。这些均充分说明了由于弃碴的参与,黄泥沟流域内不稳定松散物源比较丰富。

(2)降雨条件。

该沟历史上爆发的泥石流均是在暴雨或长时间降雨后形成,根据邻近同一地区降雨资料:2005～2007年三年最大日降雨分别为 44.1mm、59.7mm以及60.1mm,均大于诱发本次“6.30”泥石流灾害的 43mm降雨量,但这三年间并未发生泥石流。同时,从沟道内原有不稳定松散碎屑物质条件和植被状况分析,一般暴雨仅能形成山洪或者小支沟泥石流,只有在大暴雨或者特大暴雨条件下才能在大支沟或主沟形成泥石流。

由于黄泥沟地处青藏高原东侧边缘地带,所处地段为迎风坡,降雨垂直变化明显,降雨强度随高程增加而递增。据此推测该时段黄泥沟流域的降雨量和雨强度要比邻区实测值大许多。据调查,该流域每 7～10年就爆发一次泥石流(基本上与流域概率 10%暴雨频率相同),且规模一般较小。因此,该沟和该区域激发泥石流形成的暴雨条件是充分的。

(3)水动力条件。

通过野外调查得知,黄泥沟具有典型的汇水物源区、流通区和堆积区,是一条典型的沟谷型泥石流沟。汇水物源区沟段长 9.08km,该区域面积较大,能提供较充足的水源,沟程较短,纵坡较大,不稳定松散物源丰富,断续分布在沟床两侧,在大气降雨冲蚀和沟水淘蚀的情况下易产生垮塌,直接进入沟床成为泥石流物源,可沿程不断对泥石流进行补给。

流通区自浸水沟汇入至下游里庄电站取水口止,沟谷陡窄,一般沟道宽 5～20m左右,地貌上呈现“V”字型,大部分沟段沟床及谷坡基岩裸露、光滑,对泥石流加速作用较显著。特别是沟道束窄处在泥石流爆发过程中容易发生堵塞,其溃决后泥石流蓄积的能量瞬间释放产生的阵流为搬运下游沟床内更大粒径的固体物质创造了条件。

(4)人类工程活动影响。

近年来,由于修建锦屏对外交通专用公路,大量弃碴直接堆于坡下沟岸,一方面直接为泥石流提供了大量的松散固体物源,另外,在强降雨作用下,斜坡上的弃碴因冲刷、坡面泥石流而发生垮塌,更加加重了河道的淤堵,影响了行洪,上游洪水冲刷、掏蚀沟底,终致弃碴堆石坝决口,进而形成次生洪水,下泄的洪水淘蚀下游沟道内沉积物形成泥石流。

稀土选矿洗选厂位于黄泥沟下游泥石流堆积区内,目前该厂占地面积约 46.5亩,南北最大宽73m,东西长约 760m,厂内沟道束窄至 2～7m。

综上所述,黄泥沟流域地形高差较大,强降雨集中,汇水面积较大,流通区狭窄且纵坡较大,由于公路弃碴提供的松散物源较丰富,有利于泥石流的形成。2008年黄泥沟“6.30”泥石流的形成直接诱因是流域普遍遭遇强降雨,但也与沟内弃碴提供物源及堵沟有关。黄泥沟下游沟道束窄,行洪受阻,最终泥石流在弯道凹岸超高冲进厂区,造成灾害。

5 发展趋势及危害性

(1)发展趋势预测。

泥石流的发展趋势与其发育地区的自然环境条件密切相关,目前流域内广大汇水区域均为无人区,植被覆盖较好,仅上游支沟沟谷宽缓处有农耕活动,加之对外交通及选矿厂活动,对黄泥沟流域的汇水条件不会产生影响。黄泥沟流域的降雨量、雨强、降雨类型和暴雨频率等波动不大,因此,诱发泥石流的外动力条件没有改变,泥石流爆发的基本规律亦不会发生改变。

据调查,沟内流通区有三种情况可能形成堵沟:①在 14号碴场附近沟内倒塌的、横卧沟道两岸的 3株粗大树,易拦挡上游的巨石形成堵沟。②受沟水冲刷淘蚀弃碴坡脚,引起上部堆积体垮塌,形成堵沟。③暴雨诱发斜坡弃碴形成坡面泥石流,进而淤堵沟道。

因此,黄泥沟流域依然存在着形成次生洪水激发的泥石流灾害的可能,且由于沟内不稳定物源丰富,在强降雨诱发下仍然存在爆发泥石流的条件。

(2)危险性评价。

由于流域内居民及场镇普遍远离沟岸,位置较高,即使发生堵沟,溃决的洪水(泥石流)也不会对居民生命财产安全构成威胁。而选矿厂厂区目前大部分高程低于河床水位,且随着沟道堆积物的增加河床将继续抬高,加之该处沟道束窄,在相同的降雨条件下,黄泥沟再次爆发泥石流对厂区的威胁将加大。

6 防治措施建议

本着“以防为主,防治结合,因害设防”的原则,为确保人民生命财产安全,笔者建议采取以下防治与预防措施:

(1)根据相关要求做好厂址评估工作。对厂址的安全性及适宜性进行评估,根据评估结论采取措施,避免再次造成灾害。在未作好相关评估及安全防范措施前要加强监测,完善预案,落实防灾责任。

(2)加强对沟岸不稳定弃碴的工程处置,避免弃碴入沟。公路建设过程中直接堆积于沟岸坡脚的弃碴是人为泥石流形成的补给来源。要对弃碴场稳定性进行分析评价,对可能入沟的不稳定弃碴采取切实可行的工程处置措施,避免弃碴入沟。

(3)疏通整治沟道。相关单位应组织力量对沟道及时进行清理整治,疏通行洪通道,修筑防灾防洪设施。

(4)加强流域内的水土保持,禁止砍伐森林,对公路不稳定边坡及时进行支护。

(5)加强防灾避险知识的普及,提升群众识灾、避灾的能力。

[1] 泥石流灾害防治工程勘察规范 ,DZ/T-0220-2006[S].

[2] 中科院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.