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泥石流地质灾害论文2篇

2015/04/30 阅读:

第一篇

1地质灾害现状

综观王千庄峪整个区域,容易诱发地质灾害的主要因素当属潜在泥石流的各种存在物。按照泥石流体生成的主要物质组成划分,本区域范围泥石流属于水石(渣)型。如果按照泥石流活动产出的环境分类,该区域范围属沟谷型泥石流。再按照泥石流的成因进行分类,主要以自然和人为因素为主,且以前者为主导。

1.1地形地貌条件本研究区域地势总体险峻,东西地形高差较大;所有沟谷均呈“V”型,可谓沟壑纵横,沟与沟连环相扣。由于沟谷相间,高差较大,因而单沟流程普遍较短。研究区属低山区,海拔在1098m~1888m之间。区内地势东高西低,最高峰位于研究区东南部,海拔1888m,最低点位于丰台镇东辛庄,海拔1098m,相对高差约790m。从本区域整体水系情况来看,水系大多呈树枝状,并以北方季风性气候为特征,春冬少雨,夏秋多雨,均属季节性沟河。区域主要沟谷全长1.5km,流域面积约为1.69km2。本区域总体地貌特征表现为:坡度比大,坡面陡峻;沟谷相连,但沟谷深而狭窄,沟床坡比降为12.5%。典型的北方黄土地貌为泥石流的活动提供了天时地利的优越条件。再从流域地貌特征上进行分析,上游地区地势开阔,汇水面积比较集中,构成了泥石流的主要形成区;中部地段坡大沟多,但沟谷普遍深而狭窄,形成了泥石的快速流径流区;下游地段地势总体宽阔平坦,既是泥石流的主要堆积区,也是最终导致泥石流地质灾害的主要区域。根据以往调查统计,发生在不同地区的泥石流地质灾害,尤其是坡面泥石流地质灾害,几乎相似坡度大多数都在40°以上的阴坡陡峭地段,其他地形地段则很少发生发育泥石流。由此可以说明,地形条件,准确讲应该是地貌特征,这是形成坡面泥石流的重要主控因素。再从雨水汇集地貌形态来看,树枝状水系发育的沟域,极其有利于洪水迅速汇集,并迅速搬动和运移松散固体物质,进而引发和形成泥石流。

1.2泥石流主要物源与特征考察本研究区域泥石流的主要物源,绝大多数为天然固体物源,固体物源构成主要包括:区域内裸露的石炭系碎屑岩地层,山坡上覆盖的零星黄土,以及堆积在坡下厚度不等的残积物。由于天长地久,四季风化,碎屑岩大多呈现软硬相间,岩体也不同程度地松动剥离,产生大量碎石岩块,不均匀覆盖在基岩之上,遇到较大雨水降临,极易被面流冲刷和大面积带走。靠近边坡陡岸的堆积物,受洪水淘蚀,极易形成崩塌,再次增加了泥石流的固体物源,构成了泥石流的主要携带物(见图1和图2)。研究区沟谷山坡较陡,多处基岩出露,基岩主要由砂岩、砂质泥岩组成,基岩软硬相间,表层岩体节理裂隙发育,风化强烈,使岩层碎裂呈大小不同块体,甚至呈松散结构。在区域内调查还发现1处崩塌。该崩塌体位于研究区沟口,崩塌体宽约50m,斜坡长约60m,绝对高差约为70m,整个崩塌物体积约为1.5万m3。崩积物主要由岩土块体组成,多为碎块和块状,呈不规则的棱角状,块径普遍约为0.2m~1m,少部分岩块大于1m,主要堆积于坡脚以下,少部分散落于缓坡地带和冲沟内。此处崩塌堆积物,再次为泥石流的形成提供了额外的物源。

1.3降雨条件众所周知,水是泥石流的重要组成部分,同时又是搬运介质的主要动力。水作为特殊媒介,不仅深入浸润饱和山坡的松散物质,促使其摩擦阻力减小,在自重作用下滑动力增大,产生了较大的滑移能力;而且水流本身还对边坡具有侧蚀作用,不断地侵蚀和溶解,促使凹岸形成高陡边坡,导致软硬岩层次第相间,节理裂隙极为发育的岩层逐渐失稳,并在重力作用下蠕动变形,继而形成滑坡和崩塌,进一步增加了泥石流所需的固体物质的来源。在大雨来到,沟谷水满咆哮而过之际,水流便会携带大量泥沙(固体物质),使物源集中运移便导致了泥石流的生成。本区域属暖温带季风型气候。历史气象资料显示,该区域年降雨量一般都在300m~800mm,且降雨量主要集中在每年的6—9月份。据统计,区域汛期每年几乎都有,汛期降水量大约占到全年降雨量的55%~85%,最大汛期降雨量为全年降雨量的3倍以上。该区域位于山区,而山区降雨量明显高于邻近的平川。时常表现出短历时暴雨频率高、长历时暴雨频率低的特点。暴雨时大时缓,地表径流也暴涨暴落,这为泥石流的形成提供了极为有利的水动力条件,发生泥石流的频率大大增强。

2治理方案

依据本区域自然地理环境、地形地貌条件、气候气象条件、岩石碎块特征、松散堆积物症状等情况,从引发泥石流的主要灾害性质出发,我们制定了以下综合治理方案和措施,以预防泥石流地质灾害的发生。

2.1拦挡工程

2.1.1崩塌治理措施该崩塌体由泥岩和砂岩互层组成,稳定性较差,所处地势陡峻,其危岩体不及时治理,崩积物将堵塞沟道,影响沟道行洪,极易引发泥石流灾害。(1)清除危岩体。对于崩塌体上的危岩体进行清除,清理方量为3000m3。(2)重力式挡墙。在坡脚修建重力式挡墙,挡墙高度为4m,基础埋深1.5m,墙面坡比1∶0.2,墙背坡比1∶0.4,墙顶宽0.7m,墙底宽度2.70m,墙体布设一排泄水孔。研究需修建挡墙长70m。(3)碎落台。为了保障流域内排导工程、交通工程及建筑物的安全,在重力式挡墙后设1碎落台。碎落台宽度为1.5m,由浆砌石砌筑。(4)排水工程。在重力式挡墙后设浆砌石排水沟,排水沟总长度70m。

2.1.2松散堆积物治理造成本研究区域泥石流生成的主要物源是松散堆积物,大多分布在沟道两侧,其中包括1处由崩塌形成的崩积物。对于这些物源,我们采取以固源工程为主,着力对松散堆积物进行清理与压实。治理项目主要内容如下:清理松散堆积物,并对周边土地进行平整。对于沟道两侧的松散堆积物整治,需要结合排导工程统一进行。如果仅限于整治而不排导,引发泥石流的灾害隐患便无法消除。施工中,首先需要将排导工程范围内的松散堆积物予以清理,清理标准是将松散堆积物推至挡墙施工区域外侧,施工结束后,再将松散堆积物清理至浆砌石挡墙后。其次要采用边回填边分层夯实的方法,并最终对松散堆积物顶部进行最后平整。本区域废渣清理量约为1.5万m3,土地整治面积约为0.75hm2。

2.2排导工程沿王千庄峪沟底两侧设置排导工程,采用浆砌块石结构工程进行排导。排导工程总长约为3400m,其中上游沟道排导工程长约2600m,下游沟道排导工程长约800m。为了比较完全地排泄坡面汇流,施工过程中还需要在排导工程内侧设立浆砌石排水沟,排水沟采用浆砌石矩形断面形式,基准宽30cm,深为30cm,壁厚30cm。挡墙结构均采用重力式浆砌石挡墙,块石等级MU30,砂浆等级M7.5。基础埋深为1.5m。上游沟道排导工程浆砌石挡墙墙顶宽0.8m,底宽3.8m,外边坡1∶0.5,内边坡1∶0,挡墙总高度为4.0m。下游沟道排导工程浆砌石挡墙墙顶宽0.7m,底宽2.4m,外边坡1∶0.2,内边坡1∶0.4,挡墙总高度为3.5m。开挖基坑后在底部换填20cm碎石垫层,人工夯实。墙体布设泄水孔,孔眼尺寸为50mm圆孔,墙背入口处设反滤砂包,出口离地面距离约60cm(见图3)。施工过程中,还需要注意保持墙面与前侧陡坎的距离宜不小于1.5m为好。墙后应回填含碎块石以及卵石的黏性土,并分层夯实,压实系数不小于0.9,填土表面低于墙顶0.3m。挡墙每隔15m设置一个沉降缝,缝宽20mm~30mm,缝中填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料。墙体顶层用M10水泥砂浆抹面2cm,外侧用1∶3的水泥砂浆勾缝。

3预期效益分析

按照上述方案全面系统地治理王千庄峪泥石流地质灾害后,将会在社会和环境方面产生极好效益,主要体现在以下几个方面。

3.1社会效益治理实施后,不仅可以消除泥石流等地质灾害隐患,保证人民生命财产安全,而且研究方案实施后,可短期吸收与转移大量富余劳动力,增强农业自我消化能力,并为劳动力的转移提供较为广泛的就业机会,形成新的劳动市场,对促进浑源县社会和谐、环境改善、经济持续健康发展具有十分重要的意义。

3.2环境效益在研究区域范围内,通过泥石流灾害防治工程的实施,辅以生态环境项目,包括种植草木,养育林木,进行全区域的植被覆盖,建立生态系统的长效治理机制,不仅可以一定程度减少岩土裸露和矿渣堆积区域,增加防风固沙能力,提高土壤的含蓄水能力,减弱地表水侵蚀强度,有效控制水土流失,降低泥石流隐患,避免王千庄峪泥石流等地质灾害的发生;而且可以利用植被来净化空气,降低污染,提高大气质量,重塑生态良性循环,恢复山清水秀的生态景观和地貌景观,使人民有一个安心、稳定的生活环境,提高人民的生活质量。基于上述分析,针对王千庄峪泥石流地质灾害的治理研究,无论是从理论上还是在实践上,其方案总体是可行的,经济社会效益也是十分显著的。这不仅可以消除本区域地质灾害隐患,保护居民的生命财产安全,建立系统长效治理机制,而且对促进社会和谐、经济持续健康发展具有十分重要的现实意义,应尽快开展治理工作。

4结论

(1)从施工工艺、施工场地条件、资金以及对环境破坏等方面综合分析,该方案实施的风险小,技术成熟,施工难度低,效益有保障,是一项技术上可行、经济上合理,值得早投资、早产出、长受益的地质灾害治理研究方案。(2)该项目实施后,预期社会效益显著、环境效益突出,是综合效益指数较高的科学投资项目。该项目不仅能够消除地质灾害隐患,解决好浑源县的总体生态环境,而且可以促进该地区经济可持续发展,是一项事关居民切身利益、造福人民的宏伟工程。

作者:牛志清单位:山西省煤炭工业厅

第二篇

1地质灾害特征

1.1形成—流通区泥石流形成—流通区分布于勘查区南部山区和河谷阶地带,面积约5.1km2,接近整个流域面积,本次勘查泥石流受地形地貌及地层岩性影响,水源供给和物源供给呈明显分界,上游基岩山区主要汇水形成水源供给区而物源很少,在中下游河谷阶地冲沟中具有大量松散物源,是泥石流沟物源形成和流通区。根据本次泥石流水源、物源补给区分布特征,又可将泥石流形成—流通区分为上游的较单一水源形成区和中下游泥石流主要形成—流通区。水源形成区位于沟谷上游中低山区,地势由东南向西北倾斜,海拔1960~1283m,相对高差677m,沟谷主要由西侧主沟、东侧沟及分水岭组成,西侧主沟长约3.7km,主沟沿途又汇集两较短支沟后延伸出山口,2支沟分别长1.1km和1.2km;东侧沟单独成一汇水沟谷,长约1.8km。汇水区总面积约4.2km2,约占泥石流流域总面积的82.4%,地形坡度25°~45°,沟谷平均纵坡降182‰,沟槽不发育,侵蚀作用弱,植被发育好,覆盖率大于70%,松散固体物源少,山谷呈”U”,地形整体呈“勺柄状”,地形条件利于地表水的汇集,而水流能携带搬运的松散物很少,形成较单一的水源形成区。根据调查,勘查区泥石流形成和流通是同时进行的,形成—流通区主要是位于沟谷中下游山前河阶地带,中下游泥石流主要形成—流通区面积约0.9km2,约占泥石流流域总面积的17.6%,海拔在1270~970m之间,地势东南高西北低,最大相对高差300m,主要由山区汇水流在河谷阶地冲刷切割形成多条冲沟汇合而成。中下游泥石流主要形成—流通区主要有一条主冲沟和2条支冲沟组成,自山前出山口至河谷阶地沟底出口,主沟长度约1.65km,冲沟纵坡192‰,沟底被松散的洪积砂砾石覆盖,两岸边坡岩性由半胶结圆砾构成,表层覆盖一层冲洪积角砾及粉土。主沟出山口后降雨汇集水流在河谷阶地侵蚀下切,沟谷侵蚀深度由数米迅速增至数十米,形成沟底仅10~20m,而沟谷上部宽100~200m,切割深度30~50m的“V”形深大沟谷,贯穿奎屯河谷一、二阶地直奔现代河床。沟谷两侧边坡陡直,崩塌严重,堆积物坠落沟底坡脚,形成丰富的松散物源,沟底松散物厚0.6~1.6m,为泥石的形成提供了丰富的物源。由于沟谷流程较短,而高差大,主沟纵坡较大,沟道较窄,上游山区汇集来的水流动能不断增强,侵蚀冲刷搬运能力强劲,在水源丰富的强降雨、融雪天气易形成泥石流。中下游泥石流主要形成—流通区东侧支沟发源于南部山区东侧山沟,出山口后与主沟近似平行状沿河谷阶地向西北延伸,在形成—流通区的末端汇入主沟,全长1.2km,冲沟纵坡172‰,东侧支沟在河谷二级阶地汇集数条短的阶面流形成的冲沟后逐渐加深加宽,形成沟底窄沟顶宽的“V”形谷。同主沟相同,沟底被松散的洪积砂砾石、卵砾石覆盖,边坡岩性为半胶结圆砾构成,表层覆盖一层冲洪积角砾及粉土。由于沟谷边坡陡直,多处崩塌,形成丰富的松散堆积物,增大泥石流物源,汇集主沟增大了泥石流规模。中下游泥石流主要形成—流通区西侧支沟发源于南部山前河谷阶地二级阶地面,流程较短,延伸600m后汇入主沟,主要由河谷二级阶地面数条阶面流形成的冲沟交汇形成,沟底宽5~15m,沟顶宽50~100m,深10~30m,断面为“V”形谷。同主沟相同,沟底为松散的洪积砂砾石、卵砾石,边坡岩性为半胶结圆砾构成,表层覆盖一层冲洪积角砾及粉土。由于沟谷边坡陡直,多处崩塌,形成丰富的松散堆积物,增大泥石流物源,汇集主沟增大了泥石流规模。

1.2堆积区堆积区位于奎屯河现代河床,海拔在970~960m之间,沟谷出口呈喇叭口状向西北开口,逐渐变宽,纵坡逐渐变缓,流体动能不断消耗、分散减弱后在出沟口段形成扇形堆积,堆积于奎屯河现代河床内,对河床和河床东侧的团结干渠形成严重影响和破坏。由于人工清理,沟口洪积扇大部分已被清除,根据对残留的扇形地的调查及访问,洪积扇轴长80m,洪积扇最大宽度150m,轴向120°,扩散角60°,面积为3350m2,相对高差约10m,比降约250‰;洪积物体积约10050m3。从洪积扇中部地层剖面上可看出,泥石流最大一次淤积变幅厚度为1.8m,其形成的堆积物体积约3000m3;最近一次淤积变幅厚度为1.5m,相应形成的堆积物体积约2500m3。堆积区堆积物以圆砾为主,一般粒径5~20mm,最大可达300mm,粗颗粒间主要以中粗砂充填,堆积厚度由上至下逐渐变薄。

2泥石流危害对象

泥石流沟现状主要威胁奎屯河谷底团结干渠和沟口旁的工程施工中的工人、机械、工房以及沟谷中一户牧民住户点。2011年7月16日,奎屯河因暴雨影响,团结渠上游突发泥石流,造成团结渠3号涵洞(即4号泥石流沟)以下约7km渠道被埋,致使此段干渠完全报废,造成直接损失约5000万元。

3地质灾害危险性

根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》DZ0220-2006中泥石流灾害危害性等级划分标准,按照勘查区泥石流沟以往受灾损失情况,判定该泥石流地质灾害危害性等级为中型。泥石流危害范围约0.1km2,潜在危害对象威胁奎屯河谷底团结干渠长约100m和沟口旁的工程施工人员、机械、工房以及沟谷中一户牧民住户点直接威胁人数小于100人,预计财产约920万元。根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ0220-2006)中泥石流灾害潜在危险性等级划分标准,该泥石流地质灾害潜在危险性等级为小型。勘查区泥石流沟在暴雨因素激发影响下,能够间歇性发生中等规模泥石流,因危害对象主要为干渠的水利设施一般较小,较少造成重大灾害和严重危害,确定泥石流活动性分级为中级。勘查区泥石流堆积区呈扇形,轴长约80m,扩散角约60°,总面积约3350m2,堆积区堆积物以松散砂砾石为主,最大一次堆积量约3000m3,堆积区规模较小;泥石流沟补给长度约40%,松散物贮量15000m3/km2,暴雨强度指标R为5.2。根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》泥石流的活动强度判别,4号泥石流沟活动强度为强。

4防治方案建议

本次防治方案采用以“治”为主,以“防”为辅的原则,在加强勘查区周边牧民防范意识及防灾减灾能力的同时,通过工程治理,从而达到将泥石流灾害造成的损失降低至最低。“防”主要采取宣传教育等手段,“治”主要采取挡水坝、拦砂坝、谷坊坝、导流堤、排导槽及过水涵洞等工程设施。

5结论

奎屯河4号沟位于奎屯河上游,主要发育的地质灾害类型为泥石流,危害性等级为小型,防治工程等级为二级,泥石流易发程度为易发,所产生的危害性大,通过对4号沟的泥石流灾害防治,将保障奎屯河上游渠首到5号沟之间干渠的安全运行,对推进当地社会经济的快速发展意义重大。

作者:王振山单位:新疆地矿局第二水文工程地质大队

泥石流地质灾害论文2篇

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