甘孜高原夺多沟泥石流灾害特征及综合治理论文_刘果

甘孜高原夺多沟泥石流灾害特征及综合治理论文_刘果

西南科技大学 土木工程与建筑学院 绵阳 621010

摘要:研究夺多沟泥石流灾害特征,为高原地区泥石流灾害治理提供参考。采用推荐方法对流域内地形地貌、地层岩性、地质构造、水源条件和物源条件进行深入分析。提出“梳齿坝+非全段式单边导流堤”的综合防治措施。

关键词:高原;夺多沟泥石流;灾害特征;综合治理

夺多沟位于高原地区四川省甘孜藏族自治州甘孜县夺多乡夺多村,为南水北调工程西线水源地达曲右岸支沟[1]。自1996年至2008年期间,均未发生过大规模泥石流,汛期主要为洪水或水石流灾害。“5.12”汶川地震过后,由于流域内山体松动,松散物源激增,每年均有不同规模泥石流发生。夺多沟具备良好的地形、物源和水源条件,再次爆发大规模泥石流的可行性大,对泥石流沟口的夺多村居民点造成严重威胁。

1 自然环境概况

夺多沟流域属横断山系北段川西高山高原区,是西藏板块、华北板块和扬子江板块的三角形挤压地带,构造比较复杂。流域处于夺多乡至卡龙乡的德勒弄断裂带,是甘孜复向斜的次级背斜贡开背斜的一部分[2]。

沟域内出露地层主要为长石砂岩与深灰色含钙质娟云板岩韵律式互层(T3zh)、变质石英砂岩(T2z2);第四系地层主要有泥石流堆积层(Q4sef)、冲洪积物(Q4al+pl)、残坡积物(Q4el+dl)。水流由西南流向东北,沟域形态为典型的柳叶状,主沟长3.6km,面积3.5km2,沟口海拔3570m,流域内最高海拔4600m,相对高差1030m,沟床平均纵比降221.4‰

2 泥石流物源特征

夺多沟流域不良地质作用发育,主要物源有6处滑坡、3处不稳定斜坡、坡面侵蚀和沟道堆积物。现有松散物源总量(静储量)101.58万m3,可参与泥石流活动的动储量23.57万m3。

3 泥石流堵溃下游河道分析

泥石流堵塞河道主要与泥石流沟与河道交汇角、河流流量、流速和泥石流体的抗冲强度(屈服应力)、物质成分等主要因素有关[3]。交汇角是公认的关键因素,夺多沟与达曲河呈70°斜交,历史泥石流堆积扇推挤主河道,致使河道弯曲,泥石流冲出物不易被水流带走。夺多沟可能堵河泥石流堆积体体积为3469m3,小于一次泥石流固体物质冲出量6461m3,若爆发20年一遇规模泥石流,发生堵河现象的可能性较大。

4 综合治理措施

治理工程设计标准应按20年一遇的降雨强度设计,30年一遇的降雨强度进行校核。根据流域内不良地质作用发育情况结合地形地貌,提出“拦排停”结合的治理思路,采用“梳齿坝+非全段式单边导流堤”进行综合治理。

4.1 泥石流治理工程总体思路

沟内主要物源是残坡积体、崩滑堆积体和沟床堆积物等,对泥石流的发生起主导作用[4]。达曲河河道受沟口堆积物的推挤变形,形成凹岸加剧河流对岸坡的侵蚀,应该从源头上减少泥石流大颗粒物质的冲出量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆夺多沟中段沟道狭窄、工程运输条件差,不具备修建拦砂坝、谷坊坝等固源工程的条件。在沟口上游修建梳齿坝,拦截泥石流大颗粒物质,通过库内泥石流物质回淤压脚起到稳固沟床和减轻沟岸崩滑的作用[5]。沟口修筑非全段式单边导流堤,避免泥石流固体物质垂直冲入河道,在导流堤的引导下,泥石流固体颗粒物以30°的锐角排入达曲河,有利于水流的搬运作用[6]。

4.2 梳齿坝

拦砂坝的功能主要是拦截大颗粒物,调整泥石流流态,降低流速,减小过坝流体的冲刷力和冲击力[7]。有效坝高7.5m,坝体长22.0m,顶宽2.0m,底宽7.1m,基础埋深2.0m,迎水面坡比1:0.5,背水面坡比1:0.1。梳齿高7.5m,宽1.4m,间距1.2m,顶长2.6m,底长7.1m,梳齿沿迎水面均匀布置10φ16纵筋,箍筋φ10@200。坝体及梳齿均采用C20混凝土浇筑。坝后按1.0倍坝高设置护坦,长7.5m,宽9.4m,厚1.5m,两侧设导流翼墙。

4.3 非全段式单边导流堤

由于地形条件限制,所建梳齿坝稳拦物源量小于一次泥石流固体物质冲出量。需在沟口修筑导流堤,排导通过梳齿坝的细小固体颗粒物和因满库后翻坝的泥石流冲出物。导流堤址区中下段坡降较小,考虑到泥石流冲出物不能及时排走的可能性,所以采用单边导流堤的形式,导流堤右侧堆积区范围开阔、地势平坦,面积近10000m2,是良好的天然停淤场,有近6000m3的容量容纳滞留的泥石流冲出物。为避免泥石流侵蚀坡脚,前23m采用双边导流堤形式,后175m采用单边导流堤形式[8]。

5 结语

(1)夺多沟位于川西高原季节性冻融区,日均温差大,冻融风化作用强烈,相比于平原地区,地质灾害爆发频率更高,规模更大。

(2)针对夺多沟沟道狭窄,沟道中下游施工固源防治工程难度极大,达曲河输沙能力有限,提出“拦排停”结合的治理思路,采取“梳齿坝+非全段式单边导流堤”综合治理措施。

(3)与传统泥石流治理工程防治措施相比较,避免了沟道内修建多坐拦砂坝、谷坊坝,开挖山体、增加大量松散物源,可以为高原地区类似条件的泥石流防治工程所借鉴。

参考文献:

[1]李云,杨东旭,王飞.四川九龙县先家庙沟泥石流特征及其防治对策[J].科学技术与工程,2015,4(12):28-33.

[2]冯佳俊,张友谊,梁培金.三叉沟泥石流形成原因及防治措施[J].路基工程程,2015,4(4):223-228.

[3]柳金峰,欧国强,游勇.四川甘孜县达曲各目弄巴沟泥石流及其防治对策[J].灾害学,2007,8(3):36—40.

[4]白永健,铁永波,高政等.甘孜县四通达沟泥石流的形成特性[J].水土保持通报,2014,6(3):323-328.

[5]DZ/T 0220-2006 泥石流灾害防治工程勘察规范[S].北京:中国标准出版社,2006.

[6]四川省水利电力局水文总站.四川省水文手册[M].四川:四川省水利电力局水文总站,1979.

[7]DZ/T 0239-2004泥石流灾害防治工程设计规范[S].北京:中国标准出版社,2004.

[8]蒋忠信.震后泥石流治理工程设计简明指南[M].成都:西南交通大学出版社,2014.

论文作者:刘果

论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期

论文发表时间:2017/12/29

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