安徽省九华山风景区泥石流灾害发育特征浅析

杨世伟

摘要：暴雨型泥石流灾害是九华山风景区较为频发，同时也是危害最大的地质灾害，每年均会因此造成较大的经济损失。针对当地对地质灾害研究较浅的实际情况，通过对九华山风景区泥石流沟谷，尤其是三道桥泥石流灾害的现场调查，对风景区内地形地貌、物質来源、水动力条件等特征进行了论述，分析了形成泥石流的条件。采用雨洪法等定量方式确定了风景区泥石流形成的临界雨量，计算了泥石流的主要动力学参数，分析了其危害。强降雨和沟谷松散物质是诱发当地泥石流的主要原因，建议从控制物源、削弱水动力条件，改变或控制泥石流的活动规律等方面，采取综合治理的方法减轻泥石流的危害。

关键词：泥石流;地质灾害;发育特征;防治

中图分类号：P642.23 文献标识码：A 文章编号：1007-1903（2019）01-0079-05

0前言

九华山风景区现为国家AAAAA级旅游区，为我国四大佛教胜地之一。每日香客、游人不断，根据安徽省旅游局统计数据，九华山风景区每天接待游客万余人，为国家级重点风景名胜区，首批列入中国国家自然与文化双遗产预备名录。

九华山风景区位于安徽省池州市青阳县境内，北俯长江，东与太平湖相临，西与贵池接壤，南与黄山风景区遥遥相望，风景区总面积120km2。九华山区属亚热带湿润季风气候区。全年季风明显，四季分明，具有温和湿润、雨量充沛、阳光充足的特点。年内梅雨显著，夏雨集中，伏秋有台风（或热带风暴）入境，灾害性气候比较频繁。风景区为典型花岗岩地貌，山高坡陡，土层松散，厚薄不均，由此常发生季节性滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。

由于土层松散、地形坡度大，降水集中，小规模滑坡、崩塌时有发生，这些崩滑体大多沿沟谷堆积，成为泥石流的主要物源。这些松散堆积物往往受洪水冲蚀再次迁移而形成泥石流，使泥石流成为风景区破坏性最强、危害最大、对环境破坏最严重的地质灾害。

风景区内区域地质调查工作程度较高，地质构造、地层岩性、水文地质等工作成果较多，但地质灾害专项工作程度低，仅开展了调查与区划工作，工作精度低，针对地质灾害的评价工作简略，且未涉及到风景区泥石流灾害的特征分析。

1地彤地貌特征

九华山风景区为构造侵蚀中山，地势陡峻，沟谷相对高差多在200m以上，切割强烈，为流域内水流提供了较大动能，促使物源区水流能迅速携带物源区部分坡面松散物及沟道固体物质，将其转化为泥石流中的固体物质成分，为泥石流的形成创造了较好的集雨、汇流条件。因此，九华山风景区中较大的冲沟一般均具备泥石流形成的良好地形条件。而沟道宽窄变化大，又为泥石流水砂混合、流动和阻塞起到了控制作用，从而形成的泥石流灾害均属小型。

泥石流沟上游形成区：标高多在550～750m区段，该段沟道地形狭窄且相对较为陡峻，山体坡角一般大于45°，最大者近80°，沟床平均纵坡为800%0;坡体上部树木发育较多，且灌木、草甸也较为发育，植被总体覆盖度达80%以上，沟谷切割较深，可达10～15m，两侧岩壁陡峭，岩石节理裂隙发育，个别危岩体呈倾倒状;坡体下部沟谷被过径洪流冲刷，大部分裸露，由于该段无植被覆盖，其固土能力极差，岩体节理裂隙发育，风化后的破碎岩块直接坠落，小型崩塌多处发生，成为泥石流的主要物源地。

泥石流沟中游流通区：标高400～550m区段，该段为原始自然沟道或斜坡，平均坡度约34。，切割较浅，一般2～5m;该区上游地段底部多被崩塌及泥石流松散堆积体堆积，该段为泥石流的主要流通区，植被发育较少，以灌木丛和杂丛为主。中下游段松散固体物源相对较少。

泥石流沟下游堆积区：标高350～450m区段，相对高差20～50m，坡度约15°～20°，纵长约60-100m。平面上呈不规则的扇形。

2地层岩性特征

九华山风景区广泛分布中生代燕山晚期钾长花岗岩（K1y），浅表为灰白、灰黄色钾长花岗岩全风化层，节理裂隙发育，原岩结构基本破坏，成分为砂质、砂砾质粘土。表层含大量的植物根系及腐烂的植物茎叶，结构较疏松。冲沟浅表部有崩塌、滑坡和泥石流灾害带来的漂石、碎石等。深部为灰褐色、肉红色的钾长花岗岩强一中风化层，块状构造，下伏为钾长花岗岩，呈灰白杂灰褐色、浅肉红色，坚硬，显晶中细粒结构，块状构造，节理裂隙发育，遇水易崩解呈砂状。

九华山风景区沟谷与陡崖交错，沟谷上游两侧多为较陡的斜坡，斜坡表层岩性为残坡积堆积的碎石土、砂质粘土，由于沟谷一般汇水面积较大，同时中上部沟源地带发生的滑坡以及沟道两侧的中小型崩塌体均可为泥石流的形成提供大量松散固体物质，在特定的暴雨洪峰流量下，洪流裹挟上游大部分松散固体物形成泥石流。

3泥石流发育特征

3.1泥石流触发因素

风景区范围内地势陡峭，植被茂盛，一般地域人迹罕至，人类工程活动主要为道路施工，公路在沟谷、斜坡地带呈线状展布，道路建设产生的弃渣废石对泥石流的形成影响轻微。

区内降雨，特别是暴雨，是触发泥石流的主要因素。国内大量研究资料表明，泥石流的发生与前期降水量、特别是10min和1h短历时雨强有十分密切关系，它对泥石流的激发起着重要的控制作用（康志成，1987）。

参照高桥堡公式（张远瞩等，2004），对九华山部分沟谷泥石流发生的临界降水强度进行综合估算：

经计算可得Hr=18.24mm/h。即当降雨强度大于18.24mm/h时，九华山大部分沟谷均有可能发生泥石流灾害。

据气象资料，九华山风景区历年一日最大降雨量430mm，1h最大降雨量83.5mm，10min最大降雨量28.2mm。基本上每年都会有数次1h降雨强度超过20mm的降雨。因此，风景区内各冲沟流域只要有足够的物源条件保证，均可能演变为沟谷泥石流灾害，其爆发频率很高。

根据相关规范查询结果，九华内景区内大部地区可能发生泥石流的24h的界限雨值H24（o）=60mm，1h的界限雨值HI（D）=20ram，10min的界限雨值H1/6（D）=10mm，这与上述计算结果相吻合。因此，当沟谷流域内物源条件满足时，泥石流爆发在所难免。

3.2泥石流峰值流量

泥石流峰值流量采用“雨洪法”（李鸿军，2011）来进行计算，假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生，计算断面的暴雨洪水设计流量全部转化为泥石流流量。其计算公式为：

3.3泥石流流速

九华山风景区泥石流均属稀性泥石流，流体粘性较小，但是沟床纵坡降较大，泥石流流速较大，且在不同地段流速有明显的差异，如在形成区和流通区沟床纵坡降大，沟道顺直段的泥石流流速大，而在窄谷、弯道沟段，由于流体动能消耗大，流速明显减缓，进入沟口以外后，沟道变宽流深变浅，流速更是会明显减小。根据适用于山区大比降水石流和挟沙水流（侯极等，2012）的经验公式：

可计算出区内沟谷泥石流流速大多在2.7～3.8m/s之间。

泥石流中大块石的运动是在流体的携带下运动，其运动速度一般应小于泥石流的流速运动，其速度计算（储长付等，2012）：

式中：Vs为泥石流中大石块的移动速度（m/s）;dmax为泥石流堆积物中最大石块的粒径（m）;a为全面考虑的摩擦系数（泥石流密度、石块密度、石块形状系数、沟床比降等因素），3.5≤a≤4.5，平均a=4.0。

可计算出直径1m左右大块石其启动速度为4m/s，区内水流不足达到大块石运移的启动速度，泥石流类型以砂石流为主，沟口沉积物粒径一般小于0.5m。

3.4典型泥石流灾害

2012年8月8日，11号台风“海葵”途径池州市，产生大风，并伴随有强降雨，风景区内发生多处滑坡、崩塌地质灾害，滑坡、崩塌产生的大量松散物質堆积于冲沟内，为泥石流的形成提供了充足的固体物质来源。据当地气象水文监测站数据，当日的最大日降雨量达到430mm，沟道内的松散固体物质在暴雨洪水浸泡下，土体中的含水量迅速达到饱和，在有利的水动力条件下引发了九华山风景区三道桥泥石流，总方量约1500m3，流体以块石为主，属沟谷型小型水石流（康志成等，2004）。泥石流流通区长约300m，通过出入风景区前山的干线公路，大量堆积物停留在沟口处，破坏了风景区景观地貌（图1）。类似地质灾害在风景区较为多见，在物源条件影响下，形成了规模不同，危害大小不等的泥石流，给景区造成较大经济损失，对人民生命财产安全构成较大威胁。

4泥石流危害及防治建议

九华山风景区泥石流规模为小型，一次冲出量较小，其主要危害方式为堵塞和撞击，危害对象是冲沟下游的公路、行人、游客及路边电力、通讯设施。九华山现为国家AAAAA级旅游区，每天接待游客近万人，进出景区盘山主干公路横跨多条冲沟，如冲沟再次爆发泥石流地质灾害，必将对其下游游客、行人的生命财产安全构成较大威胁。

九华山风景区泥石流沟坡降陡，沟谷狭窄，不稳定物源量较大，下游堆积区面积小，无停淤场所，因此，无法排导停淤。故该泥石流的防治建议从控制物源、削弱水动力条件，改变或控制泥石流的活动规律等方面出发，采取综合治理的方法来减轻泥石流的危害。

建议采取以下防治措施：①柔性防护网+生物工程。九华山风景区内山势陡峻，泥石流均属坡面崩滑转化型。加强风景区内泥石流物源条件监控和治理，即对沟谷地形周边崩塌、滑坡隐患点加强监测，及时开展固坡等治理措施是控制风景区内泥石流灾害发生的最主要途径。在土质不稳定斜坡上采用柔性防护网和植树种草可以很好地稳固土层，增加表土抗冲蚀能力，从源头上减少泥石流灾害的发生。②拦挡工程。在汇水面积较大、水流落差大的冲沟布设部分拦挡坝，降低水流动能挟带能力。沟谷中大块石不建议清淤，充分利用块石对水流的消能作用，局部改变水体流向和流速，从而降低泥石流危害。

5结论

泥石流是九华山风景区危害最大的地质灾害，当物源条件充足时，在较强降水条件下必然会引发泥石流灾害。其类型以小型沟谷型水石流为主，对游客、行人的生命财产安全构成较大威胁。本区泥石流的防治宜采用柔性网和生物工程来控制物源，拦挡工程来削弱水动力条件、改变或控制泥石流的活动规律等措施进行治理。