泥石流特证及治理方案设计

赵敏 ,陶子轩 ,高利建

摘要：叙述了四川省松潘县旧堡子沟泥石流的形成条件，泥石流的基本特证，对该地区泥石流的成因进行了分析。在"坚持一切从实际出发，因势利导地利用自然条件"的思想指导下，地质灾害防治以工程措施为主、生物措施为辅，工程措施与生物措施配套举措，工程措施以拦挡为主的方针实施了拦渣坝、排水沟等工程，为类似工程的治理提供了借鉴意义。

关键词：泥石流；治理方案设计；泥石流成因

1、引言

松潘县位于四川盆地与喜玛拉雅隆起带中部，旧堡子沟位于松潘县小河镇双河村双河村，涪江左岸。旧堡子沟泥石流为一老泥石流沟，2015年实施了泥石流治理工程，修建有一座拦挡坝及沟口排导槽。工程实施后，受多次泥石流影响，拦挡坝库区淤满且经过多次清淤。2020年8-9月，该沟多次发生泥石流，导致拦挡坝再次淤满，在公路涵洞部位堵塞涵洞形成泥石流越顶漫流造成公路、农田淤埋，2户农户房屋受损的严重灾害。为保证治理工程正常发挥功效，消除泥石流隐患，保护人民生命财产安全。

2、泥石流的形成条件

2.1地形地貌及沟道条件

旧堡子沟泥石流沟域形态上呈一不规则、不对称的长条形，沟域纵向长度2.57km，平均宽度0.4km，沟域面积1.02km2。主沟流向较为曲折，坡降71～705‰，平均纵坡降310‰，具由北西向南西纵向坡降由缓变陡再变缓的山间沟谷特征。主沟沟谷形态变化较大，1924m以上段横向上总体呈“V”字形；1729m～1924m段横向上总体呈"U"字形，局部卡口位置呈"V"字形。主沟在平面上与支沟呈树枝状组合，且大角度相交。1924～2207m段虽沟道呈较狭窄，呈“V”字形。本次根据沟域特征以及物源分布情况将旧堡子沟泥石流沟域划分为三个区，其分别为清水区、形成-流通区和堆积区。清水区位于沟心标高2207m以上地区，该区无崩滑堆积物源分布，植被发育程度发育至较发育，沟床纵坡坡降较大；形成-流通区指标高1768～2207m的部分，此段物源丰富，植被较发育，岩土结构较松散，主沟与支沟沟床纵坡坡降均较为陡峭；沟床标高1768至旧堡子沟与涪江交汇处（1729m）之间为该泥石流的堆积区，此段较为宽缓，植被不发育，覆盖层较厚。

2.2物源条件

旧堡子沟沟域内物源主要分布于形成-流通区内，由崩滑堆积物源、沟床松散物源、坡面侵蚀物源和人工物源四种物源组成，总储量约为37.12×104m3，可参与泥石流动储量约为7.86×104m3。其中，崩滑堆积物源主要分布于旧堡子沟主沟沟体、支沟两侧一带，静储量约为17.25×104m3，动储量约为3.87×104m3；沟床松散堆积类物源主要分布于主沟沟心形成-堆积区、支沟1和支沟2一带，呈条带状分布，静储量约为3.23×104m3，动储量约为0.28×104m3；坡面侵蚀物源主要分布于形成流通区主沟以及支沟1、2两侧斜坡坡面一带，静储量约为18.09×104m3，动储量约为1.06×104m3；人工堆积物源主要分布于既有拦挡坝右侧与堆积区新建公路一带，静储量约为0.29×104m3，动储量约为0.23×104m3。

2.3水源条件

旧堡子沟为常年性溪沟，主要接受大气降水、沿途地下水和支沟水补给。区内共发育4条支沟，其中有2条支沟分布于清水区，2条分布于形成-流通区，4条（支沟）均有水流，沟床纵坡坡降较大，具备良好的势能条件，易于泥石流发生复活。水是泥石流的组成部分，又是泥石流的搬运介质，将对泥石流的暴发和规模均起到至关重要作用。

3、泥石流特征

3.1泥石流冲淤特征

旧堡子沟泥石流的清水区以冲刷为主，在雨季表现最为明显，形成-流通区植被较发育，地形坡度大，主沟平均纵坡为364‰，物源丰富，冲淤特征明显，堆积区水动力条件较好，冲刷揭底现象较明显。

3.2泥石流堆积物特征

堆积区呈不规则扇形，扇体稳定。主要由碎石土组成，局部角砾、块石及粉质粘土等富集。物质为稍湿，松散～密实；土质不均，无分选。体中块石含量约15％，碎石含量约57％，粗角砾含量约11％，细角砾含量约9%，砂粒含量约5％，粉粘粒含量约3％。粗粒成分主要以板岩为主，一般粒径50～430mm，最大为2354mm，呈次棱角～棱角状，推测堆积厚度约2～30m。

4、泥石流成因分析

4.1水源条件

据松潘气象站已有的观测资料统计，多年平均降雨量为723.2mm。历史20分钟最大降水量：21.4mm，1小时最大降水量：25.3mm，24小时最大降水量：45.5mm，近5年20分钟最大降水量：13.6mm，1小时最大降水量：21.3mm，24小时最大降水量：39.4mm，具备良好的水源条件。

4.2地形条件

旧堡子沟相对高差较大（沟床平均坡降为310‰），流域内拥有充足的势能，为泥石流的形成和发展提供了足够的动力条件。旧堡子沟谷两岸山体坡度以30～60°为主（堆积体坡度10～35°），局部近于直立，该范围坡度的岸坡约占整个流域面积的50％以上。由此可见，旧堡子沟两岸岸坡有利于松散碎屑物的堆积，在强降水的条件，这些松散固体物质易被冲蚀进入沟道内，成为泥石流活动的物源。

4.3物源条件

形成-流通区内植被较发育，物源丰富，主要由崩滑堆积物源、河床松散堆积物源和坡面侵蚀物源三类组成。沟域内总储量约为37.12×104m3，推断可参与泥石流的动储量约为7.86×104m3，为泥石流暴发提供了充足的物源条件

5、泥石流治理方案设计

由于旧堡子沟泥石流威胁对象主要为沟体下游小河镇双河村双河村44户145人的生命财产安全，根据《泥石流灾害防治工程设计规范》（T/CAGHP021-2018）规定，该泥石流防治工程安全等级应定为三级,相应的防治工程主体工程设计标准应按20年一遇的降雨强度设计。

泥石流原治理工程在沟道出山口以上设计1座拦挡坝，局部设置单边防护堤，对居民区原有排排导槽进行铺底及加固等措施。

5.1 拦挡坝

拦挡坝其设计目的主要为拦挡及停淤。设计坝坝顶长约34m，坝底长8.0m坝高6.5m，有效坝高5.0m，设计有效库容约0.7×104m3，浆砌石重力式实体坝结构。

5.2 排导工程

在沟口堆积区段，经过村民自发多次工程措施最终形成了排导槽，总长度达到175m，高度1.8-2.0m，宽度1.8-2.0m，以混凝土结构及浆砌石结构为主。根据前期设计资料，该段排导工程设计标准为20年一遇降雨设计，泥石流在P=5%时泥石流峰值流量为Qc=12.48 m3/s，设计最大允许过流流量为16.71m3/s，设计满足过流要求。

6、结语

本文详细叙述了旧堡子沟泥石流的形成条件、泥石流的特证以及泥石流的成因分析，针对旧堡子沟泥石流的特点制定了治理方案设计，为类似工程的治理提供了借鉴意义。

参考文献

[1] T/CAGHP021-2018，泥石流灾害防治工程设计规范[S];

[2] 泥石流地质灾害治理工程监测分析[J]. 范晓兵.  经纬天地. 2019(04)

作者简介：赵敏（1991.10-），男，汉族，四川南充人，硕士研究生，四川华行地质设计院有限公司，工程师，研究方向为水文地质、工程地质、环境地质。