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2015年6月28日凌晨,整个南江关坝地区突降大暴雨,28日上午8时许,关坝地区爆发了老鹰石泥石流灾害。泥石流沿冲沟及两侧冲蚀,沟口的3栋院落被冲毁,多栋房屋变成危房,直接造成经济损失约250万。泥石流固体冲出物导致沟口附近地段原地面被抬升了1-2m,总的固体冲出物达4.84×104m3。本文以老鹰石泥石流为例,对其基本特征进行研究并进行了特征值的计算,最后给出相应的治理方案设计。 首先,本文详细了解了五郎沟老鹰石泥石流的气象水文、水文地质与工程地质条件。老鹰石泥石流位于米仓山南麓,为中切深割的典型中山地貌,流域面积约6.25km2,总体高差1186m。泥石流形成区主要有三条沟,主沟3号沟长约3.65km。地层岩性主要为吕梁期第四期的花岗岩(γ2(4)-1)和第三期石英闪长岩(δ2(3));区内沟谷地带和缓坡地带多有第四系的松散堆积层分布,其主要成因类型为残-坡积层(Q4dl+el)、崩-坡积层(Q4co+dl)和泥石流堆积层(Q4sef),在沟口关坝河沿岸有冲洪积层(Q4al+pl)发育。勘查区位于上两背斜北西翼,褶皱不发育,断裂活动与地震活动性均较弱。地表径流主要为五郎沟,其在沟口处汇入下游的关坝河。 其次,本文对老鹰石泥石流的各条沟道及坡面进行了调查,查明了老鹰石泥石流的水文地质与工程地质条件、地形地貌条件和物源条件,厘清了坡面侵蚀物源、崩滑堆积物源和沟道堆积物源的分布范围,估算并统计了老鹰石泥石流物源的总储量约(85.387×104m3)和动储量(约24.493×104m3)。根据老鹰石泥石流沟内固体物源的分布,将沟域划分为清水动力区、形成-流通区和流通堆积区三部分。分析了老鹰石沟域内各段的冲淤特征及泥石流堆积物的特征,并对泥石流易发程度的量化评级,综合判定老鹰石泥石流属轻度易发,预测泥石流大致的发生频率可能会提升至10-20年一次。借用周必凡等编著《泥石流防治指南》,得出泥石流堵塞关坝河的可能性较小的结论。 再次,根据调查资料和勘查资料,综合现场配浆法和查表法,获取了泥石流流体的重度参数,按20年一遇的设计降雨强度对拟设工程位置断面进行了泥石流的流量、一次过流总量、一次固体冲出物、泥石流的冲击力、爬高和最大冲起高度、弯道超高等特征值进行了定量计算。根据定量计算的结果,结合老鹰石泥石流的沟道形态特征及各区段的冲淤特征,提出了“以排为主,固、护为辅”的治理方案。 最后,根据勘查资料所取得的各断面的泥石流特征参数进行相关的泥石流治理方案设计。具体设计方案为:在泥石流的形成流通区设置2道谷坊坝,在有危害对象的地段设置2道单边防护堤,新建1座桥梁,对3处现有桥涵进行桥涵护堤,同时沟道清淤工作。与此同时,对已有桥涵的过流能力进行了校核,满足20年一遇的泥石流过流量的要求。