河南省镇平县赵河泥石流及其防治

岳 涛，程相启，岳方伟

（河南省第一地质调查队，河南 驻马店 471023）

1 地理位置、气象、水文条件

二龙乡距镇平县城约20km，现有新修镇平—五朵峰景区旅游公路沿赵河而上，交通较为便利。赵河泥石流治理区（图1）位于镇平县二龙乡赵河上游河谷，处于二龙乡政府驻地—娘娘岭段。

治理区位于北亚热带及南暖温带的过度地带，属大陆性季风气候区。四季气候分明，降雨充沛，冬季寒冷干燥，多年平均气温15℃左右，最低气温在二月份，为零下10℃以上，最高气温在八月份，高达38℃～43℃。年内降水集中在 6、7、8、9四个月，占全年降水量的70％。典型时段24h最大降雨量为212.2mm，60min最大降水量为63.1mm，10min最大降水量为23.6mm。暴雨降水集中阶段每小时平均雨量为26.2mm，大暴雨日降水集中阶段每小时平均雨量为 55.7mm［1］。

赵河为镇平县境内最大的河流，源于境内五垛山南麓二龙乡红云寺。流经石佛寺、杨营、侯集等乡镇，自侯集的河咀进入邓州市。境内流程73km，河床宽70～150m。其支流有淇河、九曲河，属长年性流水河流。由于降水年际、年内分配不均和时空变化大，致使河流径流量年际、年内极度不均。以赵河水文站多年实测资料，最大径流量0.15m3/s，最小径流量接近断流（局部以潜流形式流动）。由于山高坡陡，降水集中，且常以暴雨形式出现，因而水文特征具有历时短、来势汹猛、水位陡涨陡落，径流量及水位变幅大的水文特征。50年一遇最大洪峰流量996m3/s，其中，2004年二龙乡遭遇50年一遇的洪水，最大洪峰流量625m3/s。

2 地层岩性、地质构造、节理构造

在河南省地层区划中，泥石流治理区位于华北地层区北秦岭分区之南召小区。出露地层由老及新主要为：古元古界、新生界、上更新统冲洪积层（Q3）、中更新统冲洪积层（Q2）、治理区岩浆活动强烈而频繁，侵入活动分三期：加里东期侵入岩性以基性，超基性岩为主。岩性为次闪石化辉长岩、绿泥阳起蚀变岩、透闪蛇纹岩、蚀变橄榄岩等；华力西期侵入活动规模大，多呈岩基、岩株产出，以酸性岩为主，岩性主要为黑云母（似斑状）花岗岩；燕山期以岩株产出，形成黑云斑状花岗岩及花岗岩。

治理区一带主要断裂构造为朱阳关—夏馆—双槐树断裂，治理区位于朱阳关—夏馆—双槐树断裂带北侧。

该断裂为一深大断裂带，西起内乡的马山口镇北侧，向东南经县境四山乡的金钟河、韩营，石佛寺镇北的赵湾水库，城郊乡的坦头山和祈子堂以南。再向东南延伸至遮山乡，断裂面走向 305°～310°，倾向南西，局部倾向南东，倾角 65°～ 77°［1］。该断裂带明显可分为韧性断裂带和叠加在韧性断裂基础上的脆性断裂带两部分。镇平处于韧、脆性结合部位。沿断裂两侧，发育有岩石破碎带。受其影响，治理区岩体构造和风化节理、裂隙发育。风化坡积物源丰富，自然崩塌、滑坡发生率明显较高，是赵河泥石流形成的重要物源条件。

图1 泥石流治理区地理位置图Fig.1 Locationmapofthedebrisflowcontrolarea

3 人类活动

治理区位于五朵峰景区南部，2008年为发展旅游业，镇平县修筑镇平—北顶旅游公路，并将部分修路弃渣，堆积沟坡和沟底，成为泥石流新的固体物质补给源［1］。另外，河道挖沙，城乡建设，农业活动和零星采矿等人类工程活动，也会加重泥石流险情。

4 泥石流物质来源、形成及灾害史

4.1 泥石流物质来源、形成

受大的构造活动影响，沿河岸坡陡峭，岩体节理、裂隙发育，风化强烈，加之洪水长期侧蚀和重力侵蚀作用，崩坡积物可直接成为泥石流的固体物源。

斜坡上分布的残积物，其下垫面是坡度较大的完整岩石，为相对隔水层，遇水后形成润滑面，残积物饱水后，容量加大，在重力、雨水径流或崩塌岩体滚动的铲刮下，常发生浅表松散层滑坡，成为泥石流固体物质源。

沟道中的第四纪不同时期的泥石流混杂堆积物，在强大的地表径流不断的冲刷、掏蚀，掀揭作用激发下与水体搅拌混合形成泥石流，成为泥石流固体物质补给源。

泥石流固体物质补给源是指潜在的泥石流的固体物质储量，受暴雨径流激发可能参与运动的物资，并非所有的固体物质都能一次性补给泥石流。通常情况下，松散固体物质储量与泥石流规模成正相关。流域内重力侵蚀堆积物及第四纪不同时期、不同成因类型的堆积物，都有可能成泥石流的固体物质储量，根据流域内坡体松散层厚度、基岩风化程度及沟道内松散堆积物的面积、厚度等估算流域内固体物质总量为36300×104m3。

4.2 泥石流灾害史

赵河泥石流具有古泥石流堆积特征，现代曾爆发2次大的泥石流灾害：1957年7月16日及2004年6月30日，先后2次突发大型泥石流，毁坏耕地20ha，县级以上公路累计40km、乡村道路累计134250m，桥涵11座、线杆242根、房屋919间，猪70头，树木16万株等直接损失4100万元，并造成1人死亡。

该泥石流近年来每逢汛期都有小规模、危害程度不同的泥石流灾害发生，处于频发状态，赵河泥石流现在仍威胁下游近400户居民、2000余人及5000万元财产。

5 泥石流灾害防治

5.1 以防为主，防治结合

勘查区泥石流危害严重，由于流域面积大，支沟多，沟道内已聚集了大量的松散固体物质，由于泥石流爆发突然，规模很大，常造成大的灾害。因此，对这类泥石流的预防是非常必然的，防患于未然。在加强预防的前提下，积极进行治理，预防和治理相结合，才能达到防治的最佳效益。鉴于勘察区特大暴雨多出现在中、上游，因此，乡政府应与水文站积极结合。建议在三岔河一带设雨量站，并派专人看管，该雨量站只负责汛期雨量的监测，当雨量达到爆发泥石流时，应及时用电话通知乡政府，并及时由乡政府组织人员进行应急措施。有关单位还应组织群众学习泥石流常识，加强自防自救，才能达到预防的最佳效果。

5.2 全面规划、重点防治

根据泥石流的形成条件，规模、性质危害程度、发展趋势及保护对象的重要性，区别轻重缓急，制定防灾应急预案，并对危险区进行重点治理。

5.3 工程措施为主、生物措施与工程措施相结合

中山区森林植被较好，植被覆盖率约80％。凉水坪以北地区植被覆盖好，以南地区相对较差。因此，泥石流防治应以工程措施为主，封山育林和植树造林与工程措施相结合的原则进行治理。

5.3.1 防护工程

二龙防护堤设计为重力式浆砌片石结构，浆砌片石采用M10水泥砂浆砌筑。根据所处地形条件、坡降和50年一遇洪峰标高综合确定，设计护堤高3.5m，顶宽0.8m（北部兼作公路路肩墙），基础砌置深度1.0～1.5m，底部采用 C15素混凝土垫层，厚度0.5m，宽度4.175m，墙趾处伸出 1.0m，墙踵处伸出0.5m，墙趾和墙踵均设计成台阶状，宽0.5m。面坡坡比1：0.1，背坡坡比 1：0.15。护堤墙体设置 PVC管排水孔，呈圆形，外倾3.5％，直径100mm，排水孔横向间距2.0m，纵向间距1.5m，呈梅花形布置，排水孔入口段设置反滤层，墙后采用透水性好的Ⅰ类填料回填压实（图2）。

图2 二龙防护堤结构断面图Fig.2 Structuresectiondiagramof Erlongembankment

水泉湾防护堤设计为重力式浆砌片石结构，浆砌片石采用M10水泥砂浆砌筑。根据所处地形条件、坡降和50年一遇洪峰标高综合确定，设计护堤高3.0m，顶宽0.8m，底宽2.55m，基础砌置深度1.0～1.5m，底部采用C15素混凝土垫层，厚度0.5m，宽度4.05m，墙趾处伸出1.0m，墙踵处伸出0.5m，墙趾和墙踵均设计成台阶状，宽0.5m。面坡坡比1：0.1，背坡坡比1：0.15。护堤墙体设置 PVC管排水孔，呈圆形，外倾3.5％，直径100m，排水孔横向间距2.0m，纵向间距1.5m，呈梅花形布置，排水孔入口段设置反滤层，墙后采用透水性好的Ⅰ类填料回填压实［2］（图3）。

5.3.2 回填工程

回填工程是针对护堤内侧回填进行的，为保证防护堤稳定性和堤内居民正常生产生活及堤后土地的使用安全。回填区包括二龙防护堤区和水泉湾防护堤区［2］。

5.3.3 河道清淤

在二龙乡河段，河道堆积物呈垄岗状，严重阻塞河道，影响河水及水石流的排泄，对二龙乡人民生命财产安全造成严重威胁。对该段河道内的泥石流堆积物进行清除，使河道顺直、平坦，保证水流正常通过。

5.3.4 生物措施

生物工程布置于水泉湾护堤工程外侧。生物工程有整理护堤外河床、选择合理树种、栽种、后期培育等。生物工程的主要作用是稳固堤前砂土、减缓水石流流速、减小水石流对护堤的直接冲蚀和破坏，保障堤内居民生命财产安全和耕地的正常使用、增大植被覆盖率，绿化环境等。生物工程治理区面积10648m2，树苗2662株。生物工程具体措施如下：首先对工程区河漫滩进行场平、整理；其次挖坑植树，树种选择适合当地生长的白杨树，坑径一般1m×1m×1m（也可根据树种根系发达程度确定坑体大小），坑横向间距5m，纵向（顺流方向）间距8m，栽种过程中严格遵守园林设计中的植物栽种技术规范［2］。防治工程后照片见照片1，照片2。

图3 水泉湾防护堤结构断面图Fig.3 Structuresectiondiagramof Shuiquanwanembankment

照片1 二龙防护堤治理后照片Photo1 Erlongembankmentafter treatment

6 泥石流防治工程监测

为检验防治工程的效果，及时了解地质灾害发生发展规律，不断完善泥石流治理方案，建立监测预报系统十分必要。

照片2 水泉湾防护堤治理后照片Photo2 Shuiquanwanembankment aftertreatment

6.1 监测设计原则

①监测项目主要包括位移变形监测，大气降雨监测，地表水流量监测，降雨强度与赵河流量，地下水动态监测，岸坡踏滑物质、拦渣坝拦截固体物质相关关系监测。

②监测范围包括上至泥石流形成区，下至泥石流堆积区及两侧岸坡。

③监测点的布设要与地质条件、降雨入渗机理和理论计算相结合。

④监测设备及监测手段应满足实用性、稳定性、精确性的要求。

6.2 位移监测

目前可采用以宏观变形迹象调查为主的方法，通过泥石流固体位移量、运移速度、变形位移方向及活动范围的监测，分析和掌握泥石流的变形活动规律，以检验防治工程效果。

①宏观变形迹象调查

调查内容为地面开裂、下沉、臌胀，滑移崩塌的位置、方向、规模、变形量及发生时间，建筑变形或破坏情况，泉水异常变化等。调查方法采用常规地质调查方法，调查路线以控制整个泥石流形成和迳流区域为原则。调查详细记录，并及时整理。

②观测周期

一、四季度每一个半月观测一次，二、三季度一般每月观测一次，若遇暴雨或连续降雨等特殊情况，宏观调查应该同步加密。

6.3 降雨监测

可利用当地气象站以及区域气象资料，分析流域降雨特征，及其与形变监测的关系。

6.4 地表水流量监测

为掌握区域水流变化，运用技术手段和监测设备观测地表水流量变化规律。

6.5 拦渣坝固体物质堆积监测

为验证拦渣坝效益，分析每年坝前固体物质堆积量与降雨相关关系，在坝前设置标尺，观测坝前堆积物厚度、粒度及物质成分。

6.6 泥石流防治工程的维修管理

泥石流防治工程要想达到预期效果，除了在施工质量上严格按照要求执行外，还应加强运行期间的维修管理，以确保工程设施的正常营用。由泥石流监测机构观测人员负责监督、检查防治工程的运行情况，及时对损坏的工程设施进行修补，以保证其正确应用［2］。

7 结束语

通过该项治理工程的实施，区内泥石流灾害隐患的危险性在一定程度上可得到缓解，消除泥石流对当地人民群众生命财产安全的威胁，使治理区地质环境和居民居住环境状况得到改善，防灾、减灾效益显著。

通过对该对泥石流的治理，保证了当地人民生命财产的安全，有利于促进各行各业的发展，促进当地经济的协调持续发展，大大改善当地居民的生存、生活空间和生活环境，提高生活质量，有助于缓解社会压力，为构建新时期社会主义新农村奠定了良好的基础，对构筑当地和谐社会具有重要意义。

二龙乡是五朵峰景区的门户，通过对赵河泥石流的治理，不仅基本消除了泥石流地质灾害对村民安全的威胁，而且解除了泥石流灾害对景区旅游业的威胁。总之，通过治理可使治理区自然环境和人居环境得到极大改善，环境效益显著。

［1］甄习春，等.河南省镇平县二龙乡赵河泥石流应急治理工程勘察报告［R］.2008.

［2］甄习春，等.河南省镇平县二龙乡赵河泥石流应急治理工程设计书［R］.2008.