安县茶坪乡干沟桥沟泥石流灾害治理对策

王嘉昆

(四川省地质矿产开发局207地质队，四川 乐山 614000)



安县茶坪乡干沟桥沟泥石流灾害治理对策

王嘉昆

(四川省地质矿产开发局207地质队，四川 乐山 614000)

摘要：安县茶坪乡干沟桥沟属于高频率泥石流沟，在近20年多次爆发过泥石流。汶川大地震后该沟道内发育有大量滑坡、崩塌，为泥石流提供了丰富的物源，震后多次暴发大规模泥石流灾害，给当地的生产生活造成较大损失，并且在今后数年内都有再次发生泥石流灾害的可能性。通过实地勘察，结合计算分析，提出了相应的治理对策为上游固底、中游拦挡、下游排导的治理思路。

关键词：泥石流；灾害特征；治理；干沟桥

2008年汶川强地震给当地造成巨大直接人生财产损失，同时强震诱发一系列次生地质灾害，如滑坡、崩塌、泥石流等。位于安县县城西北方向茶坪乡川心村三组受该次强震影响，发育了大量崩塌、滑坡，为区内泥石流的发生提供了丰富的物源。地震发生后的3个月，安县发生特大暴雨，茶坪乡降雨达到282.8mm/d，相当于区内10年一遇的降雨。特大暴雨起动堆积在沟道内的松散堆积体，形成了破坏性极大的泥石流[1]。泥石流冲出沟口阻断了村道公路等基础设施，后续数个雨季干沟桥沟均发生过多次泥石流灾害，给当时的灾后重建工作造成了极大的影响。

1　研究区概况

安县地处绵阳市西北部，隶属绵阳市管辖，东与江油市相连、绵阳市接壤，南与德阳罗江县为邻，西南与绵竹市接界，西北与茂纹县毗邻，北与北川县相连。干沟桥泥石流位于安县县城西北方向，隶属四川省安县茶坪乡川心村三社，沟口地理坐标为31 º 41′46″，东经104º16′24″（图1）。

图1　研究区所处位置

安县属于中亚热带湿润季风气候区，具有气候温和，雨量充沛，无霜期长、四季分明的特点；多年平均气温16.3℃，极端最高气温36.5℃，最低-4.8℃。多年平均日照数10 58.7小时。年均无霜期300天。年均降雨量1 261mm且极不均匀，主要集中在5～10月，占年降雨量87%，7月降雨量最多，为309.7mm，1月上旬最少，为1.4mm。工作区所属的地质构造格架为“川西北三角形断块”，属青藏地块北部可可西里—巴颜喀拉构造带东部在印支期地槽褶皱带基础上发展起来的断块构造。

安县地处四川前龙门山与四川盆地的过渡带，全县地势呈西北高东南低；以雎水镇、沸水镇、晓坝镇、安昌镇一线为界，西北部为龙门山山地地貌，山前为四川盆地；西北部龙门山脉，地势雄伟、沟谷狭窄，地形起伏达，位于高川乡境安县与绵竹市接界处的大光包海拔3 047m，为县境最高峰，其次为千佛山，海拔2 942.2m。东南部四川盆地以堆积平原和丘陵地貌为主；丘陵以浅丘为主，自西北向东南呈垄岗状延伸，构成安昌河水系与睢水河水系的分水岭；沿河两岸连续分布着宽阔的堆积平原，多集中在花荄、塔水两镇以及桑枣、秀水、河清、永河等乡镇的南部；位于界牌乡境与绵阳市涪城区接界的安昌河河面，海拔仅490m，是县境最低点。茶坪乡地处安县正北方向，该地区属于中高山区，区内一般海拔高程为1 500～2 500m；山体走向北东南西向，山脊狭窄，一般地形坡度在30°～55°以上，上陡下缓，沟谷切割深度一般为500～1 500m，多为“V”型谷；在海拔1 400～2 000m发育一级溶蚀夷平面,该夷平面发育有较多的溶蚀洼地。

2　泥石流灾害史

干沟桥沟近30年多次发生泥石流，属于高频率泥石流沟。通过实地调查走访级查阅相关文献，得知该沟在1990年发生过大规模泥石流，当时降雨量达到470mm/d，为区内50年一遇的最大降雨量,据当地村民回忆，当时泥石流的冲起高度约5.0m，持续时间约20分钟，估算一次冲出量约15 000m3，曾冲毁阻断前缘村道公路，所幸无人员伤亡。2000年该沟也发生过较大规模泥石流，本次泥石流亦由大暴雨引发，当时降雨量达到330mm/d，达到区内20年一遇的降雨量。据当地多位居民回忆，估算当时一次冲出方量约10 000 m3，持续时间约15分钟，泥石流毁坏前缘沟口处的便桥，并有较大块石横穿过茶坪河，对茶坪河左岸居民造成较大的危害。

汶川大地震后，该沟的泥石流活动频率明显增加。正当茶坪乡灾后重建工作如火如荼地进行时，2008年“8·21”和“9·24”特大暴雨时，安县茶坪乡包括干沟桥在内的多条泥石流沟爆发泥石流灾害，曾一度阻断了全乡的灾后重建工作。特别是“8·21”特大暴雨时，降雨量为282.8mm/d，达到区内10年一遇的降雨，干沟桥沟发生泥石流，据当地村民所讲，当时泥石流的冲起高度约3.0m，估算一次冲出量约5 000m3，持续时间约10分钟，阻断了前沿村道公路，川心村的灾后重建工作受到了极大的影响作用，所幸无人员伤亡。2009年“7·17”大暴雨时，达到相当于区内5年一遇的降雨，干沟桥泥石流再次爆发，据当地居民讲述，估算当时一次冲出方量约1 200m3，持续时间约5分钟，此次没有造成较大危害。

综上可知，在汶川地震之前，干沟桥沟发生泥石流的频率较低，但地震后泥石流灾害频率明显增大，这主要是地震导致沟道内产生大量崩塌滑坡体，为泥石流提供了直接物源，并且大量的山体由于地震的作用稳定性降低，在强降雨作用下失稳对泥石流进行补给。

各灾害体特征数据

3　泥石流形成条件

3.1物源条件

固体物质作为泥石流的主要组成物之一，也是是泥石流发生的必要条件，对泥石流灾害的规模和频率有重要影响[2]。干沟桥沟泥石流灾害的物源主要由崩滑堆积物源和滑坡堆积体物源提供。崩滑堆积物源为点状分布的集中性物源，呈松散状堆积在沟道内，在上游汇水的强大冲击下形成泥石流。部分崩滑堆积物形成“坝体”阻断沟道，在发生暴雨时极易形成堰塞湖，最终发生溃坝成为泥石流。

据本次勘查，干沟桥沟域内共发育不同规模的崩滑堆积物源点4处。其中崩塌3处，滑坡1处，按规模划分均较小。这些崩塌和滑坡为泥石流提供物源量约8.06×104m3，其中可参与泥石流活动的动储量为5.84×104m3，为干沟桥泥石流的主要物源类型之一.各崩滑体具体参数及方量如表所示。

1#崩塌体在5·12地震中形成，发育在主沟的右侧，位于清水区与物源区交界处，分布高程为在1 040～1 180m之间。经勘勘查，确定该崩塌危岩带宽约50m，长约20m（图2），为早期崩塌堆积物及下伏基岩的强风化层，呈楔形体，厚约8m，总方量约0.8×104m3。根据探槽揭露，目前1#崩塌体顶部覆盖层中拉裂缝较发育，坡面有伴随有进一步垮塌迹象，因此初步判断，该危岩体边坡目前稳定性较差，在降雨作用下会直接转化为泥石流。

2#崩塌发育在主沟的右侧，距泥石流沟口360m处位置，分布高程为在890～1 010m之间，该崩塌体在5·12地震中形成。2#崩塌所在斜坡，坡体陡峭，整体坡度约70°（图3），目前该崩塌共分两部分，一是坡体上有松散危岩体；二是堆积于主沟沟道内的崩塌堆积体。崩塌发育于志留系上中系茂县群第二亚组地层，岩性以灰岩夹千枚岩为主，地层产状为237°∠23°。目前危岩体以千枚岩块体为主，分布高程为970～1 000m之间。受5·12地震影响，该崩塌体上大部份松散物质都在地震的作用下垮塌，坡体上大量的强风化灰岩、千枚岩块体已经崩落，仅局部不残存有小方量的危岩块体，经勘查确定，坡体危岩带分布宽约80m，高约30m，厚约0.5m，危岩体总方量约1 200m3，坡体残存危岩体目前稳定性较差，在强暴雨条件下，进一步产生垮塌的可能性较大。目前该堆积体在自然状态下处于稳定，但由于结构松散，在强降雨条件下，泥石流沟内大量汇水，受较陡的地形特征，该堆积体固体物质可能全部参与泥石流的活动，总方量约为0.65×104m3。

图2　1#崩塌体

图3　2#崩塌

3#崩塌发育在主沟的右侧，距泥石流沟口230m处位置，位于3#崩塌的下游，分布高程为在850～910m之间，该崩塌体在5·12地震中形成， 3#崩塌所在斜坡，坡体陡峭，整体坡度约80°，目前该崩塌共分两部分，一是坡体上有松散危岩体；二是堆积于主沟沟道内的崩塌堆积体。该崩塌体上大部份松散物质都在地震的作用下垮塌，坡体上大量的强风化灰岩、千枚岩块体已经崩落，仅局部不残存有小方量的危岩块体，经勘查确定，坡体危岩带分布宽约20m，高约10m，厚约0.5m，危岩体总方量约0.23×104m3，坡体残存危岩体目前稳定性较差，在强暴雨条件下，进一步产生垮塌的可能性较大。预计其可能参与干沟桥泥石流活动的物源量约100m3，见图4。3#崩塌堆积体呈“倒锥形”，锥体前沿宽约25m，纵长约20m，经勘查，堆积体平均厚约2.0～5.0m，堆积体以千枚岩碎屑状堆积为主，在堆积体前缘部分有灰岩块体；地震后，在该泥石流沟曾多次发生的泥石中，大部分固体物源由其提供，目前堆积体坡度约40°,其结构松散，容易被水流侵蚀形成泥石流。

经勘查，H1滑坡发育在主沟的左侧，2#崩塌的对岸，分布高程为在880～920之间，滑体宽约50m，长约30m，平均厚度约5m，方量约0.75×104m3，主滑方向180°，坡面坡度约28°。滑坡体为第四系崩坡积物组成；滑坡下伏志留系上中系茂县群第二亚组地层，岩性以灰岩夹千枚岩为主，地层产状为237°∠23°；滑坡位于基覆界面，厚约0.2～0.5m。目前已完全滑坡主沟道内，变形破坏迹象明显，其变形破坏迹象主要为5·12地震时滑坡整体下错，滑入干沟桥的主沟道内，滑坡的下错高度2～5m见图5。

图4　3#危岩及其崩塌体

根据H1滑坡的形成机制、变形特征分析，该滑坡为覆盖层沿基覆界面的滑动，为浅层推移式土质滑坡，目前正处于变形破坏阶段，在后期暴雨条件下，该滑坡发生整体滑坡的可能性较大，如果发生整体滑移变形破坏，将全部进入干沟桥泥石流沟，参与泥石流活动，因而成为泥石流的重要固体物源，预计其可能参与干沟桥泥石流活动的物源量约5 000m3。

图5　H1滑坡

可见，在各种潜在物源和直接物源补给充分的条件下，只要有合适的地形条件和降雨条件，干沟桥沟极易发生较大规模的泥石流。

3.2地形条件

干沟桥沟合适的地形是泥石流发生的必要条件，有利的地形条件还可以对泥石流起到加速、放大的作用，从而增大泥石流的冲击破坏力。

清水区分布于干沟桥泥石流主沟上游和支沟全流域范围内，海拔高程为1150～1460m之间（独立高程系统），该区面积约为0.35km2，平均纵比降319‰，该段纵坡较缓，沟谷切割较浅，地形特征为“圈椅状”，总体为前缓后陡，易于汇流，地表水主要表现在顺坡而下，受特殊的集水地形，最终地表水汇集于泥石流的物源区内，该区为泥石流沟提供了重要的水力条件参与泥石流的活动。

形成区位于主沟中段，海拔高程在850～1 150m之间的沟段，该区面积约为0.15km2，平均纵坡相对后缘较陡，平均纵坡约489‰，为干沟桥泥石流沟的物源区，沟段内受特殊的地形地貌特征，沟道地形特征，呈“漏斗”状如图6，沟谷切割较深，有明显的沟道迹痕，沟域宽120～250m，切割深80～120m，沟道宽3～20m，此地形特征易于汇流,并且较大的纵比降增大了洪流的揭底侵蚀能力。

图6　物源形成区

流通区位于主沟的下段，海拔高程在800～850m之间，该区面积约为0.02km2，平均纵坡相对中游较缓，坡均坡度约20°,平坡纵坡约378‰，该段流通区沟道狭窄，平均宽约12m，沟道两侧基岩出露明显，阻力较小有利于泥石流体的通过，使得泥石流体可以保持较快的速度。

通过实地勘察与计算分析，认为干沟桥沟的清水区地形地貌利于降雨的汇聚，并且形成区和流通区的区域形态发育较为完整，对泥石流的发生与加速有促进作用。

3.3降雨条件

降雨是泥石流发生的最主要条件之一，降雨是泥石流起动的激发因素，降雨促使松散堆积体饱和失稳[3]，土体强度降低转化为泥石流体，也决定着泥石流规模和性质。

根据收集安县降雨资料，安县茶坪乡多年最大平均24小时降雨量为155mm/H24；多年最大平均6小时降雨量为115mm/H6；多年最大平均小时降雨量为55mm/H1；多年最大平均10min降雨量为15mm/H1/6。降雨在时间、区域上分布不均匀，据本次调查与收集前人在龙门山地区崩塌、滑坡、泥石流降雨特征值：连续降雨，当日降雨量达50mm/d以上；集中降雨，降雨量达100m以上；将会诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害形成。据相关资料，区内1992年日最大降雨量为470mm/d(P=2%)，2000年日最大降雨量为330mm/d(P=5%),2008年8月21日降雨量为282.8mm/d(P=10%)，2008年9月24日降雨量为127m/H6(p=20%),2009年7月17日降雨量为165mm/H6(P=%20)。

安县属于川西北暴雨中心，多年平均降雨量达到1500mm（图7），茶坪乡干沟桥沟处于县城东北方，其降雨量更大，所以干沟桥沟的降雨条件良好，很容易产生泥石流激发所需的降雨。

图7　安县多年降雨量等直线图

4　讨论与结论

通过对干沟桥泥石流的实地勘察，摸清了该沟道的地形、物源条件。结合当地以往的多次泥石流灾害特征和分析导致灾害发生的各个要素之间的关系，认为该沟道是一条高频率的典型的沟床起动型泥石流沟。尤其在汶川地震之后沟道内发育有大量滑坡、崩塌、不稳定斜坡等灾害，为泥石流的发生提供了丰富的补给物源，所以地震后的数年甚至数十年内该沟道都处于泥石流的高发阶段。

针对该沟道的特点，综合分析提出该沟道的工程治理措施：

1）根据野外调查，由于大量的新增物源位于泥石流的沟道内，因此治理工程可以考虑在沟道内适当位置设置拦挡坝，进行多级拦挡，以抬上泥石流的沟床侵蚀面，加固沟道内的松散固体物源，以达到固床的目的。

2）在泥石流沟的流通区，物源区的下方修建一座格删坝，将物源区内大方量的块石等拦挡在坝内，同时当小块径的块石、土及水排泄到下游，以减少到达干沟桥泥石流沟下段的大块径固体物质量，降低泥石流容重，并调节下游泥石流洪峰流量，减轻下游排导槽的压力。

3）同时对沟口公路涵洞进行修建，让泥石流更好地向茶坪河排泄。

参考文献：

[1]熊斌.安县干沟桥泥石流成因及发展趋势预测研究[D].成都：成都理工大学，2010.

[2]王治兵，余斌，马敏.贵州望谟里拉沟泥石流灾害特征[J].南水北调与水利科技，2014，12（73）：165～168.

[3]李驰，朱文会，鲁晓兵.降雨作用下滑坡转化为泥石流分析研究[J].土木工程学报，2010，43（1）：499～505.

Control of Debris Flow in the Gangouqiao Gully in Chaping Township,Anxian

WANG Jia-kun
(No.207 Geological Team,BGEEMRSP,Leshan,Sichuan 614000)

Abstract:Gangouqiao Gully in Chaping Township,Anxian County is a gully with high frequency debris flow.Massive landslide and collapse resulted from the Wenchuan Earthquake on May 12,2008 provide rich material source for debris flow which caused great losses to local production and life.This paper puts forward some control countermeasures based on field investigation combined with calculation.

Key words:Gangouqiao; debris flow; control

作者简介：王嘉昆（1983-）男，四川乐山人，工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质相关工作

收稿日期：2015-04-09

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.026

中图分类号：P642.23

文献标识码：A

文章编号：1006-0995（2016）01-0118-05