安徽省宁国市霞西镇石河村姚家组泥石流特征分析

梁 川

（安徽省地质矿产勘查局332地质队，安徽黄山 245000）

安徽省宁国市霞西镇石河村姚家组滑坡地质灾害位于安徽省宁国市霞西镇石河村姚家组，距离宁国市市区直线距离约16km。灾害点位于姚家组西侧山体（见图1）。

2019年8月9～10日，由于第9号台风“利奇马”引发安徽宣城地区出现强降水天气，宁国市连续暴雨，大强度的集中降雨造成山洪爆发，溪流小河水位陡涨，坡体松散层含水量增大，造成大面积的水土流失，并形成大量地质灾害隐患、引发众多滑坡、崩塌地质灾害。该场暴雨造成姚家组西侧山体发生滑坡，滑坡物在暴雨冲刷作用下，沿冲沟发生泥石流，泥石流冲入东侧村庄，冲毁民房厕所一间。泥位自房屋底脚约1.4m 高处。并堆积至房屋约1.40m高度。本次泥石流的形成主要因上部滑坡产生大量的物源，汇集雨水而成。目前，上部滑坡后缘裂缝已出现，且坡体中部同样出现多条裂缝，如遇短时大暴雨或长时间大雨，则容易产生更大规模的滑坡，滑坡物质汇集雨水又形成更大规模的泥石流灾害。直接威胁村中5户15人生命和财产的安全。

为避免地质灾害的再次发生带来的巨大危害，2019年10月，我队经委托开展安徽省宁国市霞西镇石河村姚家组滑坡地质灾害勘查设计工作，组织技术人员成立项目组，开展踏勘、野外调查，布置勘查工程并部署实施。

1 勘查区概况

1.1 勘查区地形地貌特征

勘查区为侵蚀溶蚀高起伏低山丘陵地带，由于受多期构造的影响，使得地壳发生间隙性急剧抬升，表现为强烈侵蚀的地貌形态、特征，山体陡峭，高差大，侵蚀强烈，山间沟谷发育，“V”形谷，沟谷岩石裸露。勘查区微地貌类型属斜坡、冲沟，海拔高度为300～600 余米，勘查区标高在110～300m之间。

勘查区所在地点为姚家组西侧山体（图2），距离村庄西侧约50m，坡顶为一鞍部地形，斜坡坡向96°，为一自然边坡，坡脚为冲沟，其中坡顶较缓，坡脚连接冲沟地形较陡。坡体植被不发育，为居民种植的山核桃林地。斜坡坡向96°，滑坡宽约43m，长90m，滑坡剪出口高程为140.00m，滑坡后缘高程为192.00m，坡面坡度在20°～30°之间。已滑区主滑方向76°，剪出口以下为沟谷源头，冲沟两侧及沟底岩石裸露（图3）。

1.2 勘查区岩土体及其特征

1.2.1 滑坡体形态特征

已发生滑坡后缘标高163.00m，前缘剪出口标高140m，滑坡底脚宽17m，长45m，滑动方向76°。滑坡区面积为600m2，滑坡体体积约为2950m3。

潜在滑坡滑坡体从后缘至剪出口纵向长90m，宽43m，滑动方向76°，坡度20°～30°，后缘标高190.00m，前缘剪出口标高140m，滑坡区面积为2500m2。滑坡体体积约8800m3。

1.2.2 滑坡区岩土层构成及特征

根据钻孔揭露和测绘调查，滑坡体岩土体共有以下2类3亚类：

（1）碎石土（Qdel）：地层序号①，灰黄色，湿，松散—稍密。主要为碎石和粘性土所组成，干强度较高，碎石含量大约在60%～75%之间，碎石大小在3～210cm 之间，碎石成分为弱风化板岩。该层分布于山坡大部分区域，其成因为坡积成因，层厚0.50～5.90m之间。

（2）志留纪下统霞乡组(S1x)：

①强风化砂质板岩：地层序号②，灰黄色，稍湿，密实，岩芯呈碎块状，少量呈短柱状，风化裂隙发育，手折不断，敲击声哑，岩芯采取率为55%～65%。层厚1.2～2.30m。

②中风化砂质板岩：地层序号③，灰黄—灰白色，中厚层状构造，岩芯以短柱状为主，部分长柱状，敲击声脆，采取率在80%～90%左右，岩石普通硅化，角岩化。

场地共有四个工程岩组，分别为：含块石碎石粘土岩组、坚硬—较坚硬的中厚层灰岩、中厚—厚层泥质灰岩、条带状泥质灰岩夹页岩岩组。

1.2.3 勘查区水文地质特征

勘查区降雨丰富，为地下水的赋存提供了丰富的补给来源，同时由于构成边坡表层为坡积层碎石土，其下砂岩，岩土体受物理、化学、生物风化作用的综合因素影响，风化裂隙发育，岩石节理发育，以上岩体结构特征决定了边坡具备地下水的贮存空间和接受大气降水的条件。利于地下水向坡外排泄。综上所述，坡体具有较良好的补给、径流、排泄条件。滑坡区水文地质条件简单，地下水类型为第四纪孔隙水和基岩裂隙水。

2 泥石流形成条件

泥石流的形成需要具备一定的物质条件和能量条件，陡峻的地形、充足的松散碎屑物质和水源条件是泥石流形成必须具备的三个条件。

2.1 地形地貌及沟道条件

泥石流区域内分水岭最高海拔250.1m，沟口流出处海拔112.0m，相对高差达138.1m，整体呈西高东低，汇水面积为0.012km2，汇水面积较小，但是区域内降水充沛，且雨量集中，不易通过地下渗流，主要通过地表沟谷排泄，完全满足泥石流的激发条件。

泥石流主沟长40m，沟两侧宽度7m，纵向坡度在30°左右，为暴雨的迅速汇集提供了地形条件，沟体上部纵坡近50°，此为汇集雨水提供了极大的能量，为搬运松散固体物质提供了有力的地形条件。

根据泥石流的形成条件和运动机制及泥石流松散固体物源的分布，将泥石流沟划分为三个区：泥石流沟上游，植被覆盖较少，或为村民种植的山核桃林地，地形为鞍部，土层较厚，土体极为松散，暴雨状况下极易发生滑坡，泥石流主要松散物源分布在此区域，此为泥石流形成区（物源区）；中下游沟谷中，受水流冲击，基岩出露，呈”V”字形，为泥石流通过区；下游沟谷进入村庄开阔区域，地势变为平坦，为泥石流堆积区。

（1）物源区(滑坡区)地形地貌条件。泥石流形成区即为上述滑坡范围，位于泥石流沟上游，面积约为2500m2，海拔在140～190m 之间，地貌单元为坡顶鞍部，坡度为20°～30°。该区段内均存在植被覆盖较少，或为村民开垦种植的山核桃林地，土体松散，暴雨状况下极易发生滑坡，泥石流主要松散物源分布在此区域。

（2）流通区地形地貌条件。沟谷中游及下游，泥石流流通标高在112～130m 之间，沟道长约40m，由”V”字形向开阔平缓地形逐渐过渡，相对高差20m，平均纵坡度30°。

（3）堆积区地形地貌条件。泥石流堆积区标高在110～112m 之间，长度为70m，平均坡度为0°～5°，坡度平缓，且存在多处民房，地势较开阔，有利于泥石流堆积物的堆积。

2.2 物源条件

泥石流物源区即为上述的滑坡范围，坡面坡度在20°～30°之间，堆积体厚度3.6～5.9m，坡面上种植山核桃，土质松散，地表植被不发育，遭到强降雨浸泡冲刷，坡面土体的稳定性存在极大的威胁，产生坡面侵蚀，由于地表覆盖层遭到冲刷，坡顶与沟谷接触部位的土体前缘失去支撑，造成坡上土体沿临空面下滑，形成滑坡，为泥石流的形成提供物源。

根据本次勘查统计计算，滑坡体体积为8800m3，加购沟谷坡面的覆盖层，泥石流流域内物源静储量为1.2×104m3，可能参与泥石流活动的动储量在10000m3。

（1）滑坡堆积物源。已滑坡区标高在140～190m之间，滑坡区域长90m，宽约42m，滑坡体为坡积物，成份为碎石土，碎石块径5～20cm 不等，占总比重约为20%～50%，此处滑坡体形成流石流被冲走约为1500m3，留在原地约7500m3。

（2）坡面侵蚀物源。坡面坡度在20°～30°之间，坡积层厚度0.5～1.0m，强风化层厚度约2m，地表因种植山核桃，植被不发育，表土层和强风化层松散，在遇到强降雨后，极易发生滑塌，对坡面土体的稳定性存在极大的威胁，此类土体滑塌后均会成为泥石流的组成体。

（3）泥石流物源的转化关系。根据以上物源条件的描述，泥石流流域内物源静储量为12000m3。这些物源并非都能参与到泥石流活动中，这与其参与泥石流活动的方式、松散堆积物颗粒特征、结构特征、稳定性以及能否在流水冲刷、裹挟等作用下启动、运移等因素有关。同时，结合2019 年8 月的泥石流冲出物的特征分析，泥石流流域内可能参与泥石流活动的动储量10000m3。

2.3 水源条件

勘查区位于皖南山区，每年6～8月份为雨季，降雨量极大，且雨量集中，常出现大暴雨天气。该处泥石流流域内中风化基岩较浅，下部基岩少裂隙，水流一般渗透过松散的固体堆积物，渗透至基岩面，由基岩面汇集到沟谷内，沟谷流域内的水量均会通过沟谷排泄，给泥石流的发生提供了充足的水源和动力条件。

3 泥石流的发展趋势预测

3.1 泥石流的危险性评价

（1）泥石流的危险性评估。通过对泥石流危险性的综合评估，堆积扇的规模较小，主河河型无变化，主流大水平偏移，泥砂补给长度比为80%，松散物的储量大于10×104m3，松散体变形量较大，暴雨强度指标R为3.1～4.2，因此判定泥石流活动的强度为较强。泥石流活动危险程度及发生几率的判别，是根据泥石流的致灾能力及受灾体的承（抗）灾能力确定，计算公式为：

式中：D——危险程度或灾害发生机率；

F——泥石流的致灾能力；

E——受灾体的承（抗）灾能力。

评估结果为泥石流的致灾能力评分为10 分，综合致灾较强；受灾体的综合承（抗）灾能力评分为5分，综合承（抗）灾能力为很差。根据上述评价结果经计算，泥石流活动的危险程度D＞1，即受灾体处于危险工作状态，该处泥石流成灾的可能性大。

（2）泥石流防治的评估决策。根据泥石流致灾能力的强弱和受灾体综合承灾能力进行治理紧迫性的评价，评价结果为治理紧迫（表1）。

表1 泥石流治理紧迫性评价表

此外，根据本次勘查结果，按泥石流的危害性、治理的紧迫性、发生的频数、防治经济的合理性进行模糊综合评判，以确定适宜的防治工作方案，模糊评价的因素主要为危害性、治理的紧迫性、发生频数、防治经济的合理性、治理的难易程度五项，评价集为治理的必要性划分[必要、符合条件时必要、不必要(搬迁、避让、群防)]，评判结果为泥石流防治工作方向为勘查治理。

3.2 泥石流的发展趋势预测

（1）易发程度的评价。前已述及，泥石流发生的危险性亦然存在，为了合理评价该泥石流的易发程度及发展趋势，本次根据调查区的地质环境条件，选取了控制泥石流发展的多项指标对泥石流进行了评价打分，综合评价得分为98分，评价结果为流域泥石流易发（表2）。

表2 泥石流沟易发程度综合评判结果一览表

（2）发展趋势预测。泥石流是一种突发性的固体、液体二相输移现象，它的发生是降雨的主动作用和地面受暴雨作用的被动作用两个系统相互影响的结果，因此，形成泥石流灾害的控制因子来自两个系统。根据本次调查及研究，本区的大暴雨主要发生于每年的6～8月，因此，暴雨可能形成诱发泥石流的主动作用系统。地面控制系统主要反映在人类生产活动破坏植被，坡面直接暴露，松散物的储量可以满足泥石流的复发条件，即流域的地质环境有利于泥石流的产生。

从泥石流灾害产生的危险性进行分析，仍处于不稳定状态，泥石流的活动性分级为中级，区内存在间歇性发生中等规模泥石流的危险性。从气象要素、松散堆积物的储量、人类工程活动的强度等要素进行预测，调查区泥石流发生频率为5～15年一遇。

4 防治工程建议

根据勘查结果，该滑坡地质灾害处于不稳定状态，滑坡无直接威胁对象，但滑坡产生的堆积体正好位于冲沟的高位区域，在暴雨等条件下，堆积体将成为泥石流灾害的物源区，沿冲沟冲至下游村庄，对下游的村庄造成危害。2019年8月发生的泥石流物源即为滑坡产生的堆积体。冲沟两侧岩石裸露，未见明显的其他物源体，在保证人民群众安全的前提下，综合考虑经济性，建议防治工程以治理上部滑坡为主，同时清理原滑坡产生的堆积在冲沟内的碎石土。重新修建过水涵洞，保证雨季冲沟排水畅通。

根据计算结果，滑坡推力较大，坡体上部经济作物较多，无道路到达至滑坡处，建议采用多道锚索微型桩板墙进行分段支挡，并做好截排水设施。