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泥石流作为一种常见的自然地质灾害,其形成过程十分复杂。具有暴发突然性、时间不确定性、持续时间短、破坏力巨大等特点。尤其在中国的云贵川西南三省,更是泥石流高发、危害性巨大的地区。历年雨季泥石流灾害都给水电、铁路和公路等基础性工程带来严重地破坏,也给山区的人民生命财产带来严重危害。鉴于此,历年各专家、学者对泥石流的研究从未间断。其中又以对泥石流形成条件的分析研究及其动力学参数计算取值的研究尤为重要。形成条件研究主要分析泥石流形成的各种必要因素,确定泥石流暴发的临界条件;而动力学参数取值研究在于通过一定的定量参数计算,为泥石流的防治提供设计依据。 本文从哈达沟泥石流的地理位置、地形地貌、地层岩性、地质构造及地震、气象水文等方面系统地阐述了哈达沟泥石流的发育环境及发育特征;其次从地形地貌及沟道条件、分区特征、物源条件及水源条件等方面分析研究哈达沟泥石流的形成条件;并进一步分析泥石流的灾害史、灾情、冲淤特征及成因机制等。在此基础上研究确定哈达沟泥石流的动力学参数及取值,同时提出对应的治理方案建议。 (1)泥石流发育的工程地质条件 哈达沟泥石流为腊普河右岸一级支沟,地处低纬高原,属中温带低纬季风气候,年平均降雨量973.95mm,最大日降雨量93.4mm,雨量集中,具备引发泥石流的降雨条件;研究区地层岩性主要为第四系全新统地层及古生界二叠系下统拉落布组(P1Ⅱ)及喀大崩组(P1k)玄武岩、砂岩地层;且在沟域内存在一处不明断层,分布在水源区内,对泥石流的形成影响较小。研究区抗震设防烈度为Ⅶ度,地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水,对水泥及拌制品不具腐蚀性。 (2)泥石流的发育特征 哈达沟泥石流沟域地形总体上属于侵蚀剥蚀高中山峡谷区,泥石流主沟长约5.02km,汇水面积约8.82km2,流域形态似树叶状,发育4条支沟。整个流域分为形成区、流通区及堆积区。沟域物源包括崩塌堆积物源、坡面侵蚀物源及沟道堆积物源三类,物源总量为328.85×104m3,计算动储量为11.46×104m3。 (3)泥石流的主要参数 本文泥石流基本特征值计算主要包括泥石流流体重度、流速、流量、一次过流总量及泥石流一次固体冲出物,动力学参数计算主要包括整体冲击力、单体冲压力、冲起高度、爬高、弯道超高。按照不同雨强计算,建议将30年一遇降雨强度计算参数作为设计参数,将50年一遇降雨强度计算参数作为校核参数。30年一遇降雨强度下参数计算结果如下:泥石流流体重度取值为1.62t/m3;流速为4.794m/s;30年一遇泥石流流量为71.34m3/s,一次泥石流过流总量为14511.20m3,一次泥石流固体冲出物为5623.09m3;泥石流整体冲击力为51.84Kpa;泥石流最大冲起高度为1.17m,爬高1.88m,最大弯道超高为0.42m。 (4)泥石流的防治方案建议: 根据该泥石流的形成条件及特征分析,防治思路主要为拦、防、排、固多种方式的结合,据此布设两套可行方案。 方案一:建议“拦、防、固”相结合的思路,设计拦挡坝(6座)+防护堤(导流堤)+固床坝(4座); 方案二:建议“拦、防、排”相结合的思路,设计拦挡工程(拦挡坝5座)+防护堤(导流堤)+排导槽。