天水市秦州区城区北山群发地质灾害发育现状及综合治理措施

2021-11-23 14:46鄂崇毅蒋兴波朱秀兰张巨峰李彦举杨峰峰
科学技术与工程 2021年32期
关键词:北山斜坡泥石流

许 泰, 鄂崇毅, 蒋兴波, 张 卓, 朱秀兰, 张巨峰, 李彦举, 杨峰峰

(1.青海师范大学地理科学学院, 西宁 810008; 2.青海省自然地理与环境过程重点实验室, 西宁 810008; 3.陇东学院能源工程学院, 庆阳 745000; 4.甘肃省地质环境监测院, 兰州 730050)

天水市地处甘肃省东南部,气候宜人,是丝绸之路必经之地,具有优越的人文地理环境和丰富的旅游资源,但由于位居秦岭褶皱造山带西段的李子园反“S”形构造转折部位,分跨北秦岭、中秦岭两个(构造亚带)次级构造单元,城区附近藉河两岸风积黄土和新近系红层两类工程地质性质较差的岩土体大面积分布。在漫长的地质历史演化过程中,经历了多期(次)构造运动,地质构造活动复杂而又强烈,导致以滑坡为主的地质灾害频发,且灾害损失惨重,被环境地质界戏称为“中国滑坡之乡”[1-3]。

秦州区城区北侧的丘陵区斜坡地带地质灾害密集发育,东起吴家崖村、西至新建的成纪新城,沿藉河北岸呈带状分布[4]。2008年“5·12”地震、2013年“7·25”暴洪灾害及近年来频繁出现的大到暴雨极端天气[5-6],对北山地质灾害影响十分明显,区内各类地质灾害伴生互存,尤以黄土滑坡变形发展的迹象最为突出,张家窑、王家半坡、椒树湾、白家堡子等13个新老滑坡毗邻相连、彼此叠置,形成较大的滑坡群,市区北山斜坡破坏率达到50%以上。滑坡前缘受河流冲蚀及人类工程活动影响,形成大量的高陡边坡,各个滑坡区相接的地带由于岩土体破碎,在长期地表径流作用下形成泥石流沟。目前,吴家崖-成纪新城一带是天水市城区人口居住最为集中,也是政治、经济、文化、商贸、旅游最为发达的区域,但区内各类地质灾害在平面上成群连片发育,形成影响范围大、潜在经济损失严重的面状特大型地质灾害区域链,造成大量建筑物、道路、供水、通信设施及土地资源的破坏,严重威胁众多企事业单位和大量居民的生命财产安全,并且极大制约着城区建设发展,潜在威胁资产超过40亿元,危害严重,险情级别属于特大型。虽然对部分地质灾害严重的区域采取了应急治理工程措施,有效缓解了灾害进一步扩大,但由于北山地质灾害涉及范围大、类型多,未能全部彻底治理。因此,将该区地质灾害治理工程整体纳入甘肃省地质灾害建设体系中,并与城市发展建设相结合,进行深层次大规模综合治理,亟需制定科学合理的治理措施。

图1 研究区在天水整体规划中的位置Fig.1 Location of the study area in Tianshui planning

1 区域概况

1.1 研究区范围

研究区范围西侧以吴家崖村、东侧至成纪新城肖家庄,北侧以北山梁顶分水岭为界,南侧外延至城区主干道伏羲路、建设路及秦麦高速段。东西延伸13.5 km,南北宽约0.5 km,综合防治区面积6.75 km2,其中城区段防治面积4.55 km2,城市发展规划区防治面积2.20 km2,如图1所示。

1.2 地质环境条件

北山位于秦州区北部黄土梁峁沟壑区与基岩低山过渡地段,北部沿黄土梁向两侧适当延伸,东南部为北山阳坡与城区相接,斜坡及梁顶为黄土覆盖,坡腰局部有基岩出露,南北两侧冲沟较发育。区内断裂、褶皱发育[7],地质构造复杂,发育西秦岭北缘活动断裂带和礼县-罗家堡活动断裂带[8],历史上曾发生多次强震,导致该地区及其周边区域地质灾害频发[9-12]。区内软弱岩土和黄绵土广泛分布,受特殊地形地貌、岩土性质等控制和影响,地质生态环境脆弱,绝大部分地表土体裸露,黄土遇水易产生崩解和湿陷,水土流失特别严重,是中国黄土高原崩塌、滑坡、泥石流灾害最为严重的城市之一[13-17]。

2 地质灾害发育概况

如图2所示,秦州区城区北山主要地质灾害类型为滑坡、泥石流、崩塌和不稳定斜坡,共发育地质灾害及隐患点42处,其中滑坡26处,占61.90%;不稳定斜坡6处,占14.30%;泥石流8处,占19.00%;崩塌2处,占4.80%。

图2 城区北山地质灾害类型及数量Fig.2 Types and quantity of geological disasters in Beishan urban area

图3 典型滑坡平面形态(据文献[14,29]修改)Fig.3 Plane form of typical landslide (modified according to ref.[14,29])

2.1 滑坡发育概况

3.2.1 滑坡、不稳定斜坡危害

秦州区城区北山滑坡多为历史时期特殊的地质条件和地理因素所形成的老滑坡,老滑坡受后期人类工程活动、雨水、冰雪融水、生活污水入渗等作用,经常会引发坡体前缘变形复活,处于长期持续活动状态,加之滑坡区及危害范围内各类建筑物依山而建,居民房屋广布、建筑设施密集,危害后果极为严重。通过现场调查,确定了26处滑坡,按照不同的特征对其进行类型划分(表1),以黄土-泥岩接触面滑坡和黄土-泥岩滑坡最为常见,如图4所示。典型的代表有白家堡子滑坡、王家半坡滑坡、椒树湾滑坡、红旗山滑坡等。根据钻孔岩心揭露的地层,黄土及部分全-强风化泥岩堆积层是白家堡子滑坡体主要组成物质,黄土颗粒以粉粒为主,结构疏松,孔隙度高,强度低,泥岩结构面上可见淋滤和氧化膜,呈铁锈、灰绿等色,在滑带(面)可见镜面擦痕或揉皱折弯等痕迹,如图5(a)、图5(c)所示。红旗山滑坡体前缘上施工的ZK1钻孔由浅及深分别为灰白-灰黑-黑色的淤泥,说明滑坡体至少经历了3期的下滑,在33~34 m滑动面切穿泥岩,滑面倾角25°~30°,可见到擦痕,如图5(b)、图5(d)所示。北山城区内规模由小到大依次为小型、中型、大型和巨型,小型滑坡仅有王家半坡1#和2#滑坡,大型滑坡6处,占23.08%,巨型规模5处,占19.23%,中型规模滑坡最为集中,占61.54%;存在黄土层内滑坡7处,黄土-泥岩滑坡19处。稳定性为差、较差、好,以较差为主,在73%以上;灾害程度绝大多数都属于一级。

表1 城区北山滑坡特征Table 1 Characteristics of Beishan landslide in urban area

图4 城区北山滑坡主要类型(据文献[28]修改)Fig.4 Main types of Beishan landslide in urban area (modified according to ref.[28])

图5 滑坡钻孔岩芯Fig.5 Landslide drilling core

2.2 不稳定斜坡和崩塌发育概况

由于泥石流携带大量的泥沙和块石,具有容重大、流速高、流量大和突发性强的特点,因而具有很强的破坏力,是秦州区城区北山危害较大的灾害类型之一。在北山城区内共发育泥石流沟8条,如表4所示,分别为小泉沟、桥二沟、桥一沟、张家沟、罗峪沟、桥子沟、肖庄沟和大沟河沟,除罗峪沟(已被治理)外,其他均为小型沟谷型泥石流,易发程度为中-低,暴发频率为0.4~0.8次/年,物质来源主要是沟谷中的滑坡、崩塌堆积物以及坡积物,同时大量的建筑和生活垃圾堆积于沟道内,也为泥石流提供了大量的物源。张家沟泥石流在北山具有代表性,如图7所示,呈“条带”状分布。流域面积0.28 km2,强降水过程中,在势能和动能共同作用下,张家沟两侧的不稳定斜坡和崩塌提供物源,两侧地表水迅速汇集,顺着沟道向沟口下泄,由于沟口段淤积且狭窄,加之又被民房阻塞,泥石流出沟口后排泄至地下管道,严重威胁着沟道内和沟口城区居民的生命财产安全,制约着当地经济发展。

秦州区城区北山不稳定斜坡和崩塌主要发育在藉河三级阶地及四级高阶地的前缘,多位于老滑坡的前缘,主要受后期河流冲蚀和人类工程活动共同作用影响。区内不稳定斜坡坡面地形陡峭,黄土土体破碎,垂直裂缝发育,坡面局部已发生溜土、崩塌与滑坡现象,在持续降水或暴雨频发、地震等不利因素的综合影响下极有可能发生大规模变形破坏,并诱发老滑坡复活。崩塌突发性强,基本无前兆,常造成较严重的灾害。各类建筑设施和居民房屋多紧临不稳定斜坡坡脚或靠边而建,严重威胁坡脚居民的生命财产安全,制约当地经济发展,不稳定斜坡和崩塌成为北山城区危害较大的灾害类型。根据本次调查,如区内共发育不稳定斜坡6处(表2),全部为黄土不稳定类型,三级灾害程度占主导地位。如表3所示,崩塌发育两处,均为小型的黄土崩塌,分别位于果品批发市场后侧和三中家属院后侧。对不稳定斜坡和崩塌的地形高度和坡度进行统计比较,如图6(a)所示,发现高度在15~40 m是不稳定斜坡和崩塌集中分布区,不稳定斜坡比崩塌更为发育,随着高度的增加,不稳定斜坡逐渐演化为崩塌。如图6(b)所示,坡度在25°~65°,不稳定斜坡和崩塌均有发育,但是不稳定斜坡数量明显更多,在65°~90°是不稳定斜坡和崩塌发育的峰值,随着坡度的增加或者是同一坡度范围内,黄土崩塌更加发育。

在课堂教学实践中恰当地使用多媒体教学,可帮助学生通过数学式准确地将其实际图形联系在一起.华罗庚说过:“数缺形时少直觉,形缺数时难入微.”通过深入的观察、联想,由形思数,由数想形,利用图形的直观诱发直觉,对培养学生的几何直觉思维大有帮助.数学研究的对象是数与形,两者往往有紧密的联系,在课堂上引导学生通过深入的观察、联想,对培养其直觉思维的敏捷性和提高其准确性大有益处.其次,教学中选择适当的题目类型,有利于考察和培养学生的类比思想.类比是一种格式化了的推理形式,通过类比,将调动大脑中贮存的知识信息,出现“顿悟”,“顿悟”的出现是解决问题的关键,“顿悟”是直觉思维的一种表现形态.

表2 城区北山不稳定斜坡特征Table 2 Characteristics of unstable slope of Beishan in urban area

表3 城区北山崩塌特征Table 3 Collapse characteristics of Beishan in urban area

图6 不稳定斜坡和崩塌统计图(据文献[2,39]修改)Fig.6 Unstable slope and collapse statistics chart (modified according to ref.[2,39])

2.3 泥石流发育概况

天水地区降水集中在每年的7—10月,黄土受到强烈冲刷,为泥石流的发生提供了丰富的物源,是甘肃泥石流多发地区之一[30,44-47]。众多专家学者就有关该地区的泥石流做了大量富有成效的工作:曲瑞等[34]认为天水地区是低频泥石流的多发区,对大沟泥石流的特征和形成机制,采用水力类泥石流气动模型的临界径流深模型[48-49],反演泥石流发生的临界降雨强度。祝恩珍等[35]对天水大砂沟泥石流发育和运动特征进行详细研究,发现该泥石流的物源为上游斜坡体堆积物和沟道内的松散堆积物,未来发生暴发大规模泥石流的可能性大。罗健等[32]跟踪调查了天水市龙王沟泥石流,将龙王沟泥石流划分为清水汇集区、形成区、流通区与堆积区,并计算了不同频率下龙王沟泥石流的容重、流量、流速及冲出量等动力学参数。同霄等[50]、Lorente等[51]、刘希林等[52]利用颗粒流数值分析,建立红花咀沟滑坡泥石流模型,选取Lorente模型和刘希林模型进行比较,确定滑坡泥石流的规模及危害范围。

众多学者和专家以专题的形式或具体针对某一个不稳定斜坡和崩塌发育研究相对薄弱,在有关秦州区北山滑坡研究过程中,涉及不稳定斜坡和崩塌鲜有提及[3,32-35]。笔者通过实地调查和收集大量的文献资料,对北山的不稳定斜坡和崩塌有关情况进行了总结。辛存林等[1]利用层次分析法研究了8个指标与北山不稳定斜坡的关系,得到了不稳定斜坡的区划图。张亮等[36]对天水麦积区三岔乡不稳定斜坡、崩塌形成条件进行较为详细论述,采用地质灾害的动力分析与条件分析法讨论在不同工况条件下发生概率,并预测地质灾害威胁范围。北山的不稳定斜坡大多为土质不稳定斜坡,坡体主要为黄土,夹杂少量碎石,多位于高陡斜坡地段,变形迹象明显,在中上部有拉张裂缝的发育[5-6]。崩塌主要为黄土崩塌,位于滑坡、阶地前缘、黄土丘陵的高陡斜坡及人类居住区,多发生在第四系的马兰黄土,在陡崖和悬崖下方常见有带状分布大片崩积层和阶地掩埋的崩积层[5-6,37-38]。北山黄土厚度大和力学强度低的特点,为崩塌提供了物质基础和地形条件,故黄土崩塌十分常见,其规模以中、小型为主,多为小型,以倾倒式为主要破坏方式[39-43]。北山黄土垂直节理和卸荷节理相互作用形成的结构面使得土体间的结合力减弱,造成土体失稳形成不稳定坡体,一旦结构面的倾向与坡向接近,且倾角小于坡脚时就很容易发生崩塌[2,4,37,40]。

第一,审批的决策链过长。原始的纸制文件的传递和流转,必须通过线下有人专门负责传递、沟通、协调,过长的决策审批链,无论是沟通还是传递都会存在着实效性的问题。

表4 城区北山泥石流特征Table 4 Debris characteristics of Beishan in urban area

图7 张家沟泥石流沟平面图(据文献[2]修改)Fig.7 Zhangjiagou debris flow gully plan (modified according to ref.[2])

3 地质灾害危害情况

3.1 地质灾害灾情与险情

随着城市化的发展,天水地区面临地质灾害的威胁越来越严重。自20世纪80年代至今,天水地区的地质灾害一直陆续不断,影响较大的有1990年天水锻压机床厂滑坡在数十秒内滑动近150余米,造成毁灭性灾害[3,53-55],如图8(a)所示。2001年秦州区北山王家半坡老滑坡复活[56],严重威胁临近单位和居民的财产生命安全。尤其是2013年6—7月,天水大范围连续数日普降大雨,加之“7·22”岷县漳县地震波及,7月25日暴雨导致天水多地发生滑坡-崩塌-泥石流-堰塞湖等链式群发性地质灾害708处(简称“7·25”群发性地质灾害),造成1人失踪、24人死亡、2 386间房屋倒塌、6 666间房屋受损,直接经济损失高达82.75亿元,给当地群众生命、财产以及公共设施造成了巨大损失,引起了社会的广泛关注[5-6,57-58],如图8(b)、图8(c)所示。目前,天水市秦州区城区北山滑坡群仍呈蠕滑变形状态,危及北山白家堡子、中和巷、王家半坡、张家窑和玉泉观景区。

教师为学生布设信息搜集任务,为乐曲欣赏创造良好条件,学生对草原有了更直观的认知,对欣赏学习提供了更多支持。特别是有些学生去过草原,其感受会更深刻,面对欣赏内容,可以形成更多情绪上的共鸣,促进学生音乐素质的全面成长。

图8 典型地质灾害(据文献[35,55]修改)Fig.8 Typical geological disaster (modified according to ref.[35,55])

为全面深入地考核田陈煤矿选煤厂两段浓缩、两段回收工艺,于2012年1月5日进行了工业性试验。浮选尾煤和中煤、矸石磁选机尾矿是尾煤泥系统的入料,其粒度组成见表1。

3.2 地质灾害危害方式

天水市秦州区滑坡在北山的阳坡呈数条滑坡群沟广泛分布,具有高密度、大规模、小坡度、深切割、后壁清晰高陡、侧壁几近消失、整体下错、高位滑动和滑向近一致的特征,平面形态一般为舌状或不规则状。众多学者对该区滑坡做了大量深入的研究工作,取得了一系列丰富的成果,按照最基本的物质组成将该区域滑坡分为黄土滑坡和黄土-泥岩滑坡两大类的观点基本达成共识[16-18],但是在关于黄土-泥岩接触面滑坡的滑动与复活特征、成因与区域分布等方面认识还存在争议[19-21]。陈永明等[22]研究认为滑坡滑动规模均属巨型滑坡,且可在坡面较缓的条件下发生低角度滑坡。许强等[23]研究发现,滑坡后壁受地震水平惯性力作用沿黄土梁顶后缘裂隙拉裂而成,与地震滑坡多具高位滑坡特征相符。谢正团等[13]认为降雨是王家半坡滑坡局部复活的主要引发因素。周小棚等[24]、张向东等[25]、李浩等[26]通过对泥岩蠕变特性试验并获得了蠕变参数,推导出天水黄土-泥岩的长期强度。孙萍等[27]采取野外地质调查、室内力学试验和FLAC3D数值计算的方法对对天水地区黄土-泥岩接触面滑坡的发育特征稳定性进行了评价,得出滑移拉裂型是此类滑坡的主要破坏类型,预测在地震作用下坡体沿着黄土-泥岩接触带发生滑动的可能性很大。韩帅等[28]模拟了黄土-泥岩滑坡在强降雨过程中的动态变形演化,揭示了强降雨的条件下斜坡以滑动破坏为主,并研究了水分扮演的角色,提出破坏模式分为4个渐变过程。如图3所示,张树轩等[14]研究发现天水市北山地震滑坡群变形破坏机制属地震-降雨耦合型,演化过程复杂;吴玮江等[29]结合调查资料,分析总结了黄土-泥岩接触面滑坡变形破坏的地质力学模式为滑移-拉裂型或塑流-拉裂型。常亚婷等[30]分析了北山的罗峪沟古滑坡成因机制和孕灾模式,并利用雪橇模型研究其动力学特征,利用FLAC3D对其稳定性进行评价。钟秀梅等[31]利用GeoStudio,对水眼寨滑坡动力稳定性分析,认为水眼寨滑坡具有多期滑动,地质构造和岩性是其形成的内因,降水和地震是影响其稳定性的外因。

秦州区城区北山(吴家崖-成纪新城)地质灾害是影响市天水市区安全的心腹大患。多年来,秦州区政府、国土等部门非常重视藉河两岸地质灾害综合治理工作,为减少自然灾害,加强对地质灾害等工程建设,目前,已对王家半坡滑坡、张家窑滑坡等灾害进行了规划治理(表6)[13-15]。另外,自2012年12月至今实施搬迁工程,共搬迁71个院落,146户,搬迁人口417人,搬迁面积11 319.65 m2,安置面积11 902.27 m2。

现场勘查发现城区北山滑坡群各灾点发育规模均达到大型级别,城区内单位、厂矿企业及大量村社分布在较陡的坡体和坡脚上,危害方式表现为压埋和拉裂破坏土地资源。城区河谷地段各类设施受土地资源紧缺限制,逐年向山脚斜坡地段扩张,距山体坡脚安全距离逐步缩小,挤占坡脚及坡地,坡体一旦变形滑动,首当其冲就是压埋坡脚附近的社区、村庄、道路、渠道和厂企等。拉裂破坏土地资源是区内黄土滑坡(含不稳定斜坡)显著危害方式,在坡体变形过程中必然会破坏土地资源,变形破坏严重时,坡体所载地面附着物就会受到损伤,如房屋等建(构)筑物变形或开裂倒塌,道路受损,城市设施破坏等。

局部电能利用效率,即partial PUE(pPUE),实际上是对PUE概念的深化,其目的是对大型数据中心的某特定局部区域能效进行测量和分析[6]。

泥流危害方式表现为淤埋和冲刷[59]。城区周围泥流沟沟口地势平缓,并且流出物质直接漫流于藉河阶地上,淤埋农田、河道和村庄等,威胁沟口至藉河沿线建筑设施。泥流的冲刷危害主要为泥流冲蚀沟谷两岸坡体,导致沟岸大面积崩塌、水土流失。目前,泥流已严重威胁沟口以下广大区域,造成了较为严重的经济损失,若不及时有效防治,其灾害损失仍将不断扩大,具体表现在两个方面:一方面,区域构造运动隆升,沟谷下切侵蚀强烈,沟谷本身处在发展期,加之岩土体结构的特殊性,其沟岸滑坡、崩塌、坍-滑塌等不断发生,受沟谷地形条件的限制,形成的松散土体绝大部分堆积于狭窄的沟道内,为泥流的形成提供源源不断的物质来源,为泥流发生创造了条件;另一方面,区内生态环境脆弱,植被覆盖度低,水土无法有效保持,增加了积水速度,使泥流发生的速度、频率提高。

表5 城区北山滑坡危害经济损失预评估Table 5 Pre-assessment of the economic loss of Beishan landslide in urban area

4 地质灾害治理现状

阿东说:“蛮好。我姆妈原先每天七点半叫阿里起来,现在叫他提前起。把录音机带着,到东湖边去放哀乐。那里没有什么人,放多大声音都不怕。”

3.2.2 泥石流危害

表6 地质灾害治理现状[13-15]Table 6 Current status of geological disaster control[13-15]

5 地质灾害治理措施探讨

从技术可行性、实施难度、实施效果和工程投资等方面综合考虑,天水市城区(吴家崖-成纪新城段)北山地质灾害区内受灾害威胁对象密集、数量繁多且难以搬迁,采用整体搬迁避让地质灾害不仅实施难度巨大,而且未经治理的地质灾害将严重制约城市的发展。根据前文所述北山地质灾害的发育特征、稳定性及对城区人民群众的危害方式和威胁情况,在全面调查、勘查的基础上,结合当地实际,建议采用工程治理+部分搬迁+监测预警等多种措施对地质灾害进行综合治理。

区内滑坡、崩塌、泥石流等灾害的发生,给城区(吴家崖-成纪新城段)北侧人民群众的生命财产造成了极大的危害和损失,严重妨碍正常生活和生产秩序,并极大地限制了秦州区的经济发展(表5)。据统计,1990年的椒树湾、泰山庙滑坡,造成部分房屋倒塌,并威胁7 780人的生命安全;王家半坡滑坡多次局部复活,造成72户居民房屋开裂损毁,并威胁坡脚两所学校和北山清真寺各类建筑物的安全;秦州区城区的罗峪沟形成的泥石流常溢流泛滥,给城市带来了巨大经济损失和人员伤亡。历史上,罗峪沟曾发生过10余次淹没城市的重大泥石流灾害,其中1965年7月7日暴雨以该沟为中心,降雨量达90~100 mm,泥石流冲出城区后淹没了许多工厂和民居区,损失最为惨重。天水市城区北山(吴家崖-成纪新城段)地质灾害危害对象为城镇及村落居民,威胁人数58 044人,建筑面积507 629 m2,道路26.37 km,潜在经济损失约46.3亿元,确定危害对象等级为一级。

5.1 滑坡治理措施

(吴家崖-成纪新城段)北山滑坡共26处,其中王家半坡滑坡、椒树湾滑坡及张家窑1#滑坡已经过工程治理,稳定性好;王家山-周家山滑坡、三义窑滑坡、红旗山滑坡、孙家坪滑坡及肖家庄滑坡规模巨大,治理难度大,但因其稳定性均较好,采用监测预警的方式进行控制相对比较合理;其余滑坡需进行工程治理,针对各滑坡的实际情况选用不同的治理措施,通常抗滑桩与挡土墙支挡措施都能够明显增强滑坡的稳定性,但抗滑桩治理效果要优于挡土墙[60],预应力锚索框架梁能够对滑坡起到很好的加固效果,治理后的滑坡稳定性系数会显著提高[61]。综合考虑工程造价、施工的难易程度及周期、对坡体扰动等因素,提出卸载+抗滑桩+锚索框架梁+外围截排水渠整治措施[62],根据具体情况适当调整方案(表7),该工程治理措施处置北山滑坡切实可行、经济安全,效果明显。

表7 城区北山滑坡灾害工程治理措施Table 7 Engineering treatment measures of Beishan landslide disaster in urban area

5.2 不稳定斜坡、崩塌治理措施

(吴家崖-成纪新城段)北山发育不稳定斜坡灾害6处,崩塌灾害2处,其中枣园庄不稳定斜坡已在2014年地灾防治体系建设中予以治理;在充分考虑治理工程的复杂程度和经济成本前提下,针对各不稳定斜坡的实际情况和特点,根据相关规范以实际工程,拟采用削坡减载、挡土墙固脚、锚杆格构、锚杆肋板挡土墙护坡和坡面修建截排水渠等工程治理措施(表8),该治理措施目前已广泛应用于各工程点的不稳定斜坡和崩塌治理[63],具有很强的实用性。

表8 城区北山不稳定斜坡和崩塌灾害工程治理措施Table 8 Engineering treatment measures for unstable slopes and collapse disasters of Beishan in urban area

5.3 泥石流治理措施

近年来,众多学者和技术人员对于泥石流治理进行了深入研究。李菊芳等[64]、冯帅等[65]、吴红刚等[66]、刘国楠等[67]、唐红梅等[68]、贾世涛等[69]在室内通过模型试验,研究了桩板墙在泥石流治理过程中的拦阻结构模型、受力模式和特性、演化模式以及拦挡与排水效果。乔成等[70]、李健[71]、李瑞冬等[72]、王小军等[73]对泥石流拦挡工程、框架结构、桩林拦挡结构抗冲压、拦砂坝排泄孔采用数值模拟。彭秀红等[74]对柳场泥石流关于重力式结构的工程影响进行了分析。除此以外,还有一些学者对泥石流治理拦挡工程中的各种不同类型的拦截坝进行了的研究[75-77]。

采用拦挡和排导工程相结合方式是治理泥石流最为行之有效的措施,(吴家崖-成纪新城段)北山发育泥石流沟共有8条,罗峪沟与桥子沟沟口已修建完备的泥石流排导渠,因此主要以拦挡为主。通过泥石流治理工程实践和对现阶段泥石流治理工程的调查,区内泥石流沟除罗峪沟外,其他泥石流沟流域范围均较小,冲出物也相对较少,在充分考虑施工难易程度和治理成本前提下,对主沟的农田和交通影响分析,将桩板墙引入泥石流治理工程中,采用以拦挡为主、疏导为辅,或以疏导为主、拦挡为辅的工程治理措施,能够有效消除灾害隐患(表9),甘肃天水大沟和肃南县长达坂泥石流治理工程实践表明,桩板墙对拦挡泥石流固体冲出物非常有效。除此以外,为减少物源补给,在流域植被覆盖度不佳的地方植树种草,增加水土保持能力,以减少雨水冲刷将两岸的松散固体物质带入河道。

表9 城区北山泥石流灾害工程治理措施Table 9 Engineering treatment measures of Beishan mudslide disaster in urban area

6 结论

(1)天水市秦州区城区北山吴家崖至成纪新城主要地质灾害类型为滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡四类。滑坡灾害占主导地位,主要以中型黄土-泥岩滑坡为主,黄土泥岩接触面滑坡次之,稳定性较差,灾害程度绝大多数属于一级。不稳定斜坡全部为黄土不稳定类型,灾害程度以三级占主导地位。崩塌均属小型的黄土坍塌。泥石流沟除罗峪沟外,其他均为小型沟谷泥石流,易发程度为中-低,物质来源为沟谷中的滑坡、崩塌堆积物以及坡积物。

陆九渊心学属于宋明理学两个主要派别之一的心学学派。一般认为宋明理学有两大主要派别。一个是以二程、朱熹为代表的程朱理学学派,一个是以陆九渊、王阳明为主要代表的心学学派。

(2)根据城区(吴家崖-成纪新城段)北山地质灾害特征,结合现场实际调查情况,滑坡主要采用预应力锚索抗滑桩和锚索框架进行阻挡,辅以外围及坡面的截排水渠和绿化,局部区段采用抗滑挡土墙的综合治理方案;不稳定斜坡采用坡体削方减载、坡脚挡土墙固脚、锚杆格构护坡加固、坡面截排水的综合治理方案,防止不稳定斜坡失稳发生灾害;在泥石流沟沟道内修建拦挡坝挡蓄松散固体物质,控制地表洪水径流、消减水动力条件,减缓侵蚀程度,下游修建和完善泥石流排导系统,把泥石流导向藉河河道内,控制泥石流的泥沙携带量及危害范围,达到减灾防灾的目的。同时,将临近地质灾害的住户及修建治理工程需搬迁的住户进行搬迁,建立监测预警体系,形成系统的综合治理方案。

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