凤县关门沟泥石流基本特征及治理研究

2019-01-28 10:21:00 科技创新与应用2019年2期

宁俊萌

摘 要:对凤县关门沟泥石流特征、形成条件进行了研究。从地形地貌、物源、水源等方面分析了关门沟泥石流的形成条件,阐述清楚泥石流的发育原因,对泥石流进行监测,并结合泥石流的沟谷特征提出防治措施,为当地人民群众的生命财产和经济效益带来影响。

关键词:泥石流;基本特征;形成条件;治理研究

中图分类号:P642.23 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)02-0058-02

Abstract: The characteristics and forming conditions of debris flow in Guanmengou of Fengxian County are studied in this paper. The paper analyzes the forming conditions of debris flow in Guanmengou from the aspects of landform, material source and water source, expounds the developing reasons of debris flow, monitors the debris flow, and puts forward the preventive measures combined with the characteristics of gully and valley of debris flow. It will have an impact on the lives, property and economic benefits of the local people.

Keywords: debris flow; basic characteristics; forming conditions; harnessing research

引言

该泥石流位于陕西省宝鸡市凤县县城双石镇东约40.5km处,行政区划属陕西省宝鸡市凤县坪坎镇管辖。该镇地形特别破碎,山间沟谷狭小,沿沟谷两岸地势陡峻,中曲河从北向南穿越全镇。镇内矿产资源丰富,主要有金、银、铜、铁、铅、锌六种,是该镇的优势资源。关门沟主沟长约1000m,沟宽约20-30m,两侧斜坡较陡,坡度约35°~60°,坡降178‰,汇水面积0.4km2。前期采矿工程在沟内堆积大量弃渣,为泥石流提供了充足的物质来源。该泥石流曾于2013年7月发生,冲毁沟内废弃矿山用房,但未造成人员伤亡。泥石流爆发突然、来势凶猛、破坏力强[1],因此,须对关门沟泥石流提出治理措施,以保护人民群众的生命财产安全[2]。

1 泥石流基本特征

1.1 物源条件

关门沟沟谷西侧为陕西银母寺铅锌矿矿区,沟谷东侧为凤县坪坎镇采矿队关门沟铅锌矿区,在关门沟沟口、沟道内废弃的PD502、PD503硐口及其上游部位均有弃渣堆放。废弃的PD502硐口处的废石场C1有一弃渣堆Z1,方量约800m3;废弃的PD503硐口处的废石场C2有一弃渣堆Z2,方量约2500m3;上游部位位于沟谷两侧共有三处较大的弃渣堆Z3(位于废石场C3)、Z4和Z5(其中Z4和Z5属银母寺矿所有),总计方量约2.6×104m3;另外沟道局部地带坡脚存在第四系残坡积物,较松散,也为泥石流的发生提供了充足的物质来源,估算方量约有2×104m3。综上所述,矿区范围内泥石流物源方量总计4.13×104m3,稳定性整体较差。泥石流物源特征详见表1。

1.2 沟道形态

关门沟沟道呈“V”字型,沟道宽度约20~30m,坡降178‰,两侧山体斜坡地形起伏较大,坡度较陡,坡体植被覆盖率70%以上。

1.3 水动力特征

关门沟为季节性流水沟,平时无水,仅在暴雨或连阴雨期间可见地表径流,汇水面积约0.4km2,斜坡表层松散残坡积层0.5~3.0m,结构松散,易于下渗。

2 泥石流形成条件

2.1 地形地貌

关门沟铅锌矿矿区属秦岭南麓山地,山脉走向近东西,一般地形标高1200~1800m,最高2242m,最低1057m,相对高差300~800m。区内山势陡峻,沟壑纵横,属中度切割的侵蚀构造山地地貌。

2.2 物源

关门沟沟谷西侧为陕西银母寺铅锌矿矿区,沟谷东侧为凤县坪坎镇采矿队关门沟铅锌矿区,在关门沟沟口、沟道内废弃的硐口及其上游部位均有弃渣堆放。前期采矿工程在沟内堆积大量弃渣,为泥石流提供了充足的物质来源。另外沟道局部地带坡脚存在第四系残坡积物,较松散,也为泥石流的发生提供了充足的物质来源。

2.3 水源

关门沟泥石流水源所属褒河二级支流银母寺河流域。关门沟从矿区西侧由南向北流经,沟长约1km,断面呈“V”字型,两侧坡度20-35°不等,局部较陡,植被较发育,平均纵向坡度12°左右,矿体出露段因平整采矿场和修路废弃物,堆塞沟道。关门沟为季节性流水沟,平时无水,仅在暴雨或连阴雨期间可见地表径流。矿区北侧为银母寺河,自西向东流经矿区入西河,银母寺河河床标高1192m左右,矿区开采坑道口高于河床8m左右。银母寺河水为矿山用水源地。

3 泥石流监测

该泥石流为弃渣型泥石流。泥石流监测的目的和任务主要是获取泥石流物源、水源和流动过程中的流速、流量、顶面高程(泥位)、容重等变化情况,为泥石流的预测、预报提供依据。监测重点应集中在矿区泥石流沟,同时对沟道两侧边坡也应进行监测。泥石流的监测方法主要应用皮尺等工具和人的目估、判断进行。

3.1 监测内容

(1)物源:针对矿区泥石流物源具体情况,具体监测内容包括:冲沟沟谷斜坡废渣的分布面积、体积变化;区内是否有滑坡、崩塌发生,是否有裂缝产生等;形成区内森林覆盖面积的增减,林地面积的变化和水土保持的状况及效果。

(2)降雨:在矿区内设置2个自记式雨量监测点,便于掌握整个流域内的雨量分布情况。监测点不要设在风力影响较强和周圍有高大树木的地方,定时监测。

(3)泥位:尽可能在冲沟沟谷坡两岸稳定、顺直的泥石流流通河床段设置2个泥位监测点。用简便的断面法监测泥位的涨落过程,精度要求到0.1m。

(4)频率:物源监测频率随开采规模变化,矿山技术人员自定,一般每月1次,雨季加密。

3.2 预警预报

首先要确定预警预报临界值,矿区技术人员注意收集矿区周边泥石流发生的临界值,如临界值雨强、临界泥位,当上述监测值达到临界值时进行预警、预报。

3.3 资料整理

上面各项监测资料均应作好记录,主要包括监测时间和监测数据,并绘制时间与监测值之间的相关曲线,并把全部资料存入计算机,以供查阅。区内废渣是泥石流发生的主要物源,在未对废渣进行有效拦挡固结前,应长期监测。

4 泥石流治理方案

(1)清除关门沟沟口银母寺河道左侧弃渣堆Z6,并清除关门沟沟道内较大块石,疏通关门沟沟道,保证行洪通畅。

(2)对弃渣堆Z2处河道进行截弯取直,向远离渣堆方向推进3-5m,防止洪水冲刷弃渣堆Z2坡脚;在渣堆Z2坡脚修建石笼网拦渣挡墙,挡墙长25m,尺寸3m宽×2m高,基础埋深0.5m,挡墙所需块石及石料就地取材。

(3)在弃渣堆Z3坡脚修建石笼网拦渣挡墙,挡墙长

40m,尺寸3m宽×2m高,基础埋深0.5m,挡墙所需块石及石料就地取材。

参考文献:

[1]李宏阳.宁陕县王家湾泥石流灾害形成特征及治理方案设计[J].西部探矿工程,2013,6:133-135.

[2]刘大才,彭涛.潘家沟泥石流灾害特征及其综合治理[J].地下空间与工程学报,2012,8(1):190-197.