王海帆 温钦舒 王军
摘要 在对云南省昆明市东川区阿旺镇特大型泥石流灾害治理项目大白河河堤工程特性、效益进行分析研究的基础上,对泥石流灾害区域的开发利用进行探讨,包括泥石流发生现状、特性、治理建议、效益等,以期为山区泥石流灾害治理与开发利用提供参考。
关键词 泥石流灾害治理;河滩地开发利用;云南省
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0055-03
Abstract Based on analysis of the Dabai River embankment project′s characteristics and benefits in the largescale debris flow management project in Awang Town,Dongchuan District,Kunming City,Yunnan Province,the development and utilization of debris flow area were discussed,including status,features,governance proposal and benefits,in order to provide reference for development and utilization of debris flow treatment in mountain area.
Key words Management of debris flow;Development and utilization of flood land;Yunnan Province
当前,云南省昆明市东川区正处在工业和城镇化快速发展的重要时期,土地资源的开发强度和广度逐步加大,建设用地供需矛盾日益加剧。因此,针对东川山高谷深,土地资源稀少的现状,开发利用河滩地具有重要意义。在多年的泥石流治理工作历程中,东川泥石流治理原则从“一保城市、二保交通、三保矿山和村庄、四保农田和水利”,逐渐向“治理与开发利用相结合”发展,且取得了良好的效應[1]。30余年来开发的2 000多hm2河滩地,为当地社会、经济、生态的可持续发展创造了良好的基础条件。笔者研究了东川区阿旺镇特大型泥石流治理项目大白河河堤工程特性、效益,探讨了泥石流灾害治理与河滩地开发利用效益,以期为山区泥石流灾害治理与开发利用提供参考。
1 研究地概况
东川区属云南省昆明市管辖,位于云南省昆明市东北部,东邻会泽县,南接寻甸县,西沿普渡河与禄劝县分界,北与四川省会东县隔金沙江相望。区政府在铜都镇,铜都镇政府所在地新村距省会昆明184.0 km。东西最大横距51.2 km,南北最大纵距84.6 km,地理坐标为102°47′50″~103°18′35″ E,25°47′05″~26°32′52″ N,全区国土总面积1 860 km2。
阿旺镇地处东川南端,西高东低,最高海拔3 240 m,最低海拔1 350 m。辖区面积267.8 km2,东与会泽县驾车镇相接,南面、西面分别与寻甸县金源乡、功山镇接壤,北面与铜都镇、乌龙镇、红土地镇相邻,素有东川“南大门”之称。勘查区所处区域,部分有三级公路相通,大部分有村级便道相连,交通较为便利(图1)。阿旺镇下设关中、长岭子、木多、石门、发落、阿旺、双龙、安乐、鲁纳、拖落、海科、新碧嘎、大石头、小营、芋头塘、岩头等16个村民委员会,农业总人口33 569人,少数民族3 245人,占总人口的9.70%,其中,彝族2 955人[2]。
2 区域内泥石流基本特征
阿旺镇集镇为昆明市东川区的南大门,是东川区集镇建设的引领集镇、门户集镇。阿旺镇集镇地理位置特殊,建于阿旺小河、黄家湾沟、拖沓沟等泥石流沟谷堆积区,多年来泥石流灾害频发,成为制约集镇发展的关键。集镇的泥石流灾害防治是一项综合、长期的工作,由于专项资金有限,Ⅰ 期工程治理对象仅为存在威胁的多条泥石流之一——阿旺小河泥石流沟,且治理工程尚未形成较为完善的防治体系,附近其他沟谷也存在地质环境脆弱、植被稀少、固体物源及水源丰富、泥石流频发的特点[3]。
泥石流沟谷大量物质冲入大白河,是大白河河床逐年抬高的主导因素。随着时间的推移,大白河河床抬高至一定高程,将已建防护堤掩埋,防治工程失效,继而威胁着阿旺集镇的安全。另外,昆明至东川区驻地龙东格公路(主要公路)穿越集镇附近、大白河东侧黄家湾沟及黑沙沟泥石流沟的流通区,集镇上游、大白河西侧的拖沓沟沟口有东川至昆明铁路通过。多年来,沟谷泥石流对这些基础设施均造成了不同程度的损失,因此对泥石流沟进行治理成为当务之急。在现有防治工程的基础上,进行后期防治工程的筹建极有必要,一方面,可完善已经部分治理的阿旺小河的防治体系,解决阿旺集镇发展的后顾之忧;另一方面,将集镇附近规模较大的几条泥石流沟谷纳入 Ⅱ 期治理范围,保障东川区公路、铁路等基础设施的正常运营。
阿旺镇泥石流的特点表现在以下几方面:
①阿旺镇集镇泥石流属暴雨沟谷型中频泥石流,其中阿旺小河泥石流汇水面积12.65 km2,流域内相对高差1 702 m,主沟长7.55 km,河床平均坡降15.8%;黄家湾(N1、N2)泥石流沟泥石流汇水面积4.87 km2,流域内相对高差1 150 m,主沟长6.6 km,河床平均坡降23.8%。阿旺镇集镇泥石流属发展期、中频泥石流,属于特大型潜在危险性的泥石流沟,暴雨泥石流易发。②阿旺镇集镇泥石流流域内地质构造复杂,岩土体工程地质条件差,岩体破碎,人类工程活动较强烈,沟内及岸坡松散物质多。据调查,阿旺镇泥石流沟流域内松散固体物质储量约1 107.27×104 m3。
③阿旺镇集镇泥石流随着雨季的来临,主沟中上游在沟水流冲刷侧蚀的作用下,诱发岸坡发生更大规模的滑坡等地质灾害,为泥石流提供大量固体松散物源,将引发更大规模的泥石流灾害。④阿旺镇集镇泥石流综合致灾能力很强,综合承灾能力差,成灾可能性大,治理紧迫性强。
3 泥石流治理实施建议
目前,泥石流防治工程常用的方法主要有拦挡工程、排导工程、导流工程、固床工程、生物工程及综合治理工程。结合阿旺镇集镇泥石流的实际情况,防止泥石流对阿旺镇中小学校、医院、政府、民房、商业、铁路、公路基础设施等造成危害,减少泥石流对阿旺小河两侧、沟口堆积扇的居民及农田、耕地等造成掩埋,拟选用的治理工程项目主要为排导工程、拦挡工程及生物工程[4]。
3.1 排导工程 从阿旺镇集镇泥石流的调查分析来看,强降雨是阿旺小河及黄家湾泥石流沟暴发泥石流的主要诱发因素,该流域的平均坡降较大,沟谷地形较窄,流通区、堆积区沟道形成多处弯道,且沟道过流断面受泥石流的冲淤作用,已严重影响其排导能力,故应在流通区、堆积区布设排导设施,增加沟道的排导能力,稳固阿旺小河两岸的岸坡。可供选用的排导工程措施有排导槽工程、导流堤工程。
3.2 拦挡工程 拦挡工程是防治泥石流的主要措施之一,主要拦挡泥石流固体物质,同时有泄洪、拦渣、调节、固床、稳坡和控制固体物质补给与防治沟道下切及沟壑发展的功效,常是泥石流综合治理的先导工程。拦挡工程应以拦挡坝、谷坊坝较为适宜;拦挡坝、谷坊坝设计可对泥石流进行拦渣滞流,形成泥石流库,减缓坝上游河床纵坡,降低泥石流的水动力条件,减小泥石流流体密度和固体物质总量,调节泥石流下泄峰量,把坝体上游的块石拦住,减小泥石流下泄固体物质粒径,有利于下游输砂排泄,对下游淤积起调节控制作用[5]。
3.3 生物工程
采用生物工程中的植物措施,遵从立地条件与植物生态学、植物学特征相适应的原则,因地制宜地选择当地适生良好的植物进行植被恢复,以达到固土、改善生态环境、防止水土流失,有效阻止地表径流快速汇入细沟、支沟、主沟,改善主沟、支沟的水动力条件,从而达到从源头上遏制泥石流发生、发展条件的目标。
4 泥石流治理效益分析
4.1 社会效益 阿旺镇集镇泥石流的治理可延缓和扼制泥石流暴发频度和规模,改善区域内的生态环境,保证泥石流流通区及堆积区阿旺镇集镇居民及基础设施等的安全;消除居民的心理隐患,为地方创造安全的生产、生活环境。阿旺镇集镇泥石流的治理有益于社会和当地经济的发展,具有良好的社会效益。
4.2 经济效益
阿旺镇集镇泥石流威胁着阿旺集镇及附近铁路、公路、公路大桥及农田等,泥石流一旦成灾,将威胁到人民的生命财产安全。对其进行工程治理不但可确保阿旺镇居民及生命财产的安全,最低限度地减小损失,保证居民的安居乐业和生产建设的正常进行,而且能促进当地经济的持续快速增长。加上预警预报、监测措施,可避免或降低泥石流给当地人民生命和财产带来危害[6]。泥石流治理后可带动地方经济的可持续发展,给当地营造一个长期良好的经济环境,经济效益显著。
5 结语
对泥石流灾害区域的开发研究,将促进该区域生态环境的改善,确保城市生活环境的基本安全和和谐,减轻泥石流等灾害造成的危害,进一步提升城市的泄流能力,并为今后持续的工程治理提供一定的借鉴和参考。同时不仅能够控制地质灾害的发生,还可以改变流域生态环境恶性循环的状况,明显改善泥石流活动区域的生态环境,使流域内动植物种类增加、土壤质地改良、气候条件得到调节等。
笔者通过对阿旺镇泥石流的综合评价分析,提出对阿旺镇泥石流的治理方案为拦挡坝、谷坊坝工程+导流堤、固床肋工程+防冲堤工程+排导槽工程+生物工程[7]。同时,还应该做到以下几方面:①建立完善的监测体系,对阿旺镇泥石流进行长期监测及预警预报工作,特别是在治理工程实施前应加强监测。②建议在阿旺镇原有泥石流防治工程的基础上,加强对泥石流形成区的环境保护,加强退耕还林工程,杜绝农民放牧活动,杜绝无序采沙、采矿等私挖乱采活动,防止泥石流灾害的加剧发生[8]。③对于阿旺镇泥石流沟所涉及到需改扩建的公路、桥涵等,需由專门单位进行重新设计,以确保流域内乡村公路的畅通,并做好泥石流的治理工程与其有效衔接。
参考文献
[1] 谭万沛.泥石流扇的类型与土地利用模式[J].地理学与国土研究,2000,16(1):71-74.
[2] 莫美仙,张世涛,李杏茹.昆明东川城区后山泥石流特征及成因分析[J].中国地质灾害与防治学报,2006,17(4):85-90.
[3] 刘玉洁,韦方强,李后强,等.泥石流滩地的开发利用对流域环境的影响:以云南蒋家沟为例[J].灾害学,2001,16(2):18-22.
[4] 王海帆,程尊兰.不同海拔河滩地种植方向的初步研究:以云南小江河谷为例[J].安徽农学通报,2014,20(7):89-92.
[5] 张桂香,王士革.云南东川小江流域生态环境初探及保护对策[J].水土保持研究,2006,13(5):50-52.
[6] 王道杰,崔鹏,朱波,等.泥石流滩地土地生产潜力评价:以云南小江流域蒋家沟为例[J].土壤通报,2004,35(6):683-687.
[7] 王道杰,崔鹏,朱波,等.蒋家沟高含沙水流泥沙特性与泥石流滩地的改良[J].山地学报,2003,21(6):745-751.
[8] 王海帆,王军,吕态能.小流域生态环境建设的初步研究:以云南东川陶家小河流域为例[J].水土保持研究,2014,21(6):256-259.