清平乡罗家沟泥石流基本特征调查及治理方案分析

周 兵（重庆市巴南区国土资源管理分局，重庆市巴南区401320）

清平乡罗家沟泥石流基本特征调查及治理方案分析

周 兵（重庆市巴南区国土资源管理分局，重庆市巴南区401320）

本文通过对清平乡罗家沟泥石流的现场调查，从形成泥石流的基本要素——地形地貌、泥石流物源构成、水源进行研究，认为罗家沟地形、物源、水源均为泥石流的形成起到有利作用。使其灾害直接摧毁了下游沟道右侧2栋楼房及沿沟道4座桥涵及1.5km的道路，并将沟口10栋房屋全部或局部掩埋，同时大量的泥石流物质冲进绵远河，致使其改道约200m左右，河床平均淤积抬高3～5m。

泥石流物源；泥石流特征参数；泥石流治理方案

引言

2010年8月13日，绵竹市清平乡罗家沟爆发大规模泥石流，冲出泥石流总量达30.20×104m3，直接摧毁了下游沟道右侧2栋楼房及沿沟道4座桥涵及1.5km的道路，并将沟口10栋房屋全部或局部掩埋，同时大量的泥石流物质冲进绵远河，致使其改道约200m左右，河床平均淤积抬高3～5m。据调查，罗家沟及其支沟的沟源、沟岸及沟底仍有大量松散物源，固体物质总量约90.30×104m3，在持续暴雨期间较易暴发泥石流。

绵竹市清平乡在汶川大地震中诱发形成了大规模崩滑体，在水的参与下转化为泥石流灾害。罗家沟泥石流的爆发即是由罗家沟上游滑坡、崩塌体转化形成的大型泥石流灾害。针对这种由地震造成的次生灾害，具有一定的普遍性，同时每条泥石流沟又具有自身特点。本文在罗家沟泥石流特征调查的基础上，提出具体的治理方案，旨在为其他泥石流的认识提供参考。

1 泥石流形成条件分析

1.1 地形地貌及沟道条件

罗家沟沟域形态为带状，沟域总体形态呈树状，受构造及水流及风化等外力作用下，沟道较发育，主沟纵向长度2.51km，沟底平均宽度为6.5～21m，流域面积1.75km2。冲沟深度一般在8.4～21m，局部更深。沟域相对高差8676m，沟谷平均纵坡降244‰。

1.2 物源条件

罗家沟泥石流沟域在地震作用下，分布大量滑坡堆积体、崩塌体等的固体物质，以及被水流冲刷到沟道内的物质，据现场统计，共有23处物源集中地，估计剩余物源仍有90万m3宜参与进泥石流体。

1.3 水源条件

据泥石流勘查规范，灾害点可能发生泥石流H24（D）界限值30mm，H1（D）界限值 15mm、H1/6（D）界限值为 6mm，2010年 8月13日灾害点最大小时降雨量达70mm（相当于50年一遇的降雨水平）。有利的地形条件，为罗家沟形成大规模泥石流提供了有利丰富的水源条件。

2 泥石流基本特征

2.1 泥石流流体重度

罗家沟泥石流流体重度采用现场配方法进行确定，如表1。

表1 罗家沟及其主要支沟泥石流流体重度配方法计算表

2.2 泥石流流速

目前对泥石流的流速常用经验和半经验公式进行计算。罗家沟泥石流流速的计算依据该泥石流沟的性质和特点，采用公式I.15（通用公式）进行计算：

式中：VC——泥石流断面平均流速（m/s）；

RC——计算断面水力半径（m）；

IC——泥石流水力坡降，可用沟床坡降代替；

nc——粘性泥石流沟床糙率。

表2 主沟及支沟泥石流流速计算表

2.3 泥石流流量计算

对于泥石流流量的计算一般都两种方法。一种是根据泥石流现场过流泥痕来确定截面积，结合泥石流流速来计算泥石流流量；另一种方法是雨虹法，结合以往对泥石流的经验总结，采用公式如下：

QC=（1+φ）QB·DC

式中：QC——一定频率下的泥石流洪峰值流量（m3/s）；

QB——一定频率下的暴雨洪水设计流量（m3/s）；

DC——泥石流沟道堵塞系数；根据经验表取值；

φ——泥石流泥砂修正系数。

表3 沟内泥石流流量一览表

3 防治工程技术方案

据罗家沟沟道及物源分布特点，结合对泥石流特征参数的计算，提出两种治理方案进行比较：

方案一：拦砂坝+谷坊坝群+排导槽

（1）针对主沟中上游滑坡布置谷坊坝群及拦砂坝组合稳拦沟道及边坡物源；1#支沟内设置多级谷坊坝稳拦物源；2#支沟由于物源下游设置拦砂坝；

（2）罗家沟下游的流通堆积区修建排导槽。

方案二：拦砂坝+谷坊坝群+抗滑桩+护脚墙+排导槽

方案二在治理思路上基本相同，只是在稳拦物源上采取不同的措施来进行比选，针对主沟内滑坡可采取抗滑桩加固，针对1#支沟内其它物源采取护脚墙进行支护。

4 防治方案比选

4.1 技术可靠性

根据灾害体变形破坏的特点、运动的机理和破坏模式，二种方案都采用了防治相结合的综合措施，有共同的治理目的，都具备很好的可行性。

但方案二抗滑桩方案随着水流对坡脚的冲刷掏蚀，减少嵌固端长度，甚至使抗滑桩失效。

综上所述，方案一技术可靠性较好。

4.2 施工可行性

两种方案在施工中均有较大的困难，但方案二涉及到在陡坡上挖空，安全隐患较大，总体而言，两个方案的施工难度方案二难度较大，因此，方案一占优。

4.3 投资效益

方案一静态投资2209.34万元；方案二静态投资3539.98万元。根据工程量方案一比方案二投资小。

综上所述，推荐方案一为治理方案。

5 结束语

（1）罗家沟流域内固体物源丰富，沟域内崩塌堆积固体物源总量为120.30×104m3，可能动参与泥石流活动的储量为37.99×104m3（P=5%）；

（2）罗家沟20年一遇的洪水峰值流量为40.41m3/s，泥石流峰值流量为137.21m3/s，一次泥石流总量Q为22.82×104m3，一次泥石流固体物质总量Q为11.40×104m3；

（3）针对罗家沟泥石流特别，提出两个治理方案。方案一：拦砂坝+谷坊坝群+排导槽；方案二：拦砂坝+谷坊坝群+抗滑桩+护脚墙+排导槽。经综合比选，采取方案一作为治理方案。

[1]马东涛，祁 龙.三眼裕沟泥石流灾害及其综合治理[J].水土保持通报，1997，17（4）：26～31.

[2]余 斌.根据泥石流沉积物计算泥石流容重的方法研究[J].沉积学报，2008，26（5）：789～796.

[3]中华人民共和国国土资源部.泥石流灾害防治工程勘查规范（报批稿）[M].2006：2.

P642.23

A

2095-2066（2016）24-0019-02

2016-4-22

周 兵（1984-），男，中级，本科，主要从事国土资源地质矿产管理工作。