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摘 要:人头山村泥石流沟位于张家口市城区东部,地势北东高南西低,相对高差近500m,沟口是人头山村和其所属的大片耕地,该沟曾于2002年、2008年发生泥石流灾害,毁坏农田,冲毁道路,冲走牲畜,给当地人民财产造成了很大损失。
关键词:泥石流;地质灾害;人头山村
一、泥石流治理必要性
泥石流沟口下游为人头山村,居民聚集,一旦发生泥石流灾害,将造成人员伤亡或无家可归,大片耕地损毁,直接经济损失超过千万元,并造成无法在短期内弥补的严重损失,同时也严重制约当地经济的发展。因此地方政府及当地群众迫切要求进行治理。
根据勘查结果,人头山沟泥石流物源条件较丰富,且沟域内地形较陡峻,有利于地表降水和泥沙汇集,具备泥石流易发条件,危险性和危害性较大。
有鉴于此,对该泥石流进行有效地防治是十分必要的,其经济效益和社会效益十分显著。
二、泥石流灾害体基本特征
(一)泥石流沟域特征。人头山村泥石流沟主沟长3.32km,沟域面积3.01km2,沟槽平均纵比降在85‰左右。流域内支沟发育较少,规模也较小,多呈“V”型。人头山沟泥石流没有典型的流通区,沟域主要为形成区和堆积区组成,堆积区主要分布于沟口人头山村及下游扇形地区,其余地段为形成区。
(二)泥石流水源特征。降雨是引发人头山村泥石流爆发的主要诱因,工作区地处蒙古高原与华北平原过渡带,属冀西北山间盆地,受地域、地形、地貌等条件影响,大气降雨在时空上分布极不均匀,一般发生在6~9月份,其中7~8月份降雨量占全年总降水量的70%以上,多以大雨或暴雨的形式出现,并具有笼罩面积小、历时短、强度大等特点。根据张家口市气象部门长期降雨资料,泥石流流域内日或24小时最大降雨量、1小时最大降雨量和10分钟最大降雨量分别为:100.4mm、47.0mm和24.3mm。降雨不仅增大了坡体的自身重量,还给坡体提供了丰富的地下水源,促使坡体软化和滑面抗剪强度降低,从而降低了泥石流起动的临界雨量。该地区降水的形式和过程不仅为泥石流形成提供了充足水源,沟床两侧松散堆积物及破碎岩体也易形成崩塌体,为泥石流形成创造了条件。
三、泥石流防治现状
由于人头山沟历史上曾数次发生泥石流灾害,严重影响了当地居民的正常生产、生活,在一定程度上制约了当地社会经济的快速、健康发展。因此,当地政府非常重视泥石流的综合防治工作,在八十年代,采取工程措施和生物措施相结合的方法进行初步治理,但效果并不十分理想。流域内已有的工程措施主要包括防护堤和谷坊坝。
防护堤在沟口下游河谷靠近人头山村一侧分布,始建于八十年代,为保护人头山村不受泥石流灾害侵袭面修建的,不连续分布,主要布置于人头山村靠近沟道一侧的边坡,浆砌石结构,顶面一般宽0.4-0.6m,高1.5-1.9m,总长度约255m,部分已损坏。谷坊坝位于主沟口,建于九十年代,工程较简易,为浆砌石结构,现已被完全冲毁。
这些防护工程措施在一定程度上起到了一定的预防作用,减轻了灾害强度,减少了损失,但由于当时既没有对灾害进行先期的勘查工作,也没有统一进行治理设计规划,仅是受威胁的地段根据各自的需求而布置了一些治理工程,因此这些工程稳定性较差,规模小,强度低,部分损毁较重,不能满足泥石流地质灾害的防治要求。
四、泥石流治理设计
(一)治理工程设计标准。工程设计标准:泥石流发生的频率和流量与暴雨发生的频率和流量有着密切的联系。采用雨洪法计算流量时,就是以不同的频率下暴雨洪峰流量为依据。人头泥石流治理工程按照20年一遇暴雨(P=5%)标准进行设计。按照相关规范本次泥石流防治工程设计安全级别为Ⅳ级。
(二)总体设计思路。根据勘查结果,人头山沟沟道特征为沟道上游较陡且狭窄,下游较缓并逐渐变宽,在靠近沟口处有一支沟汇入主沟,其汇合口下游发育一段相对狭窄的沟谷,为治理工程设置拦挡坝提供了有利条件,表现为修建拦挡坝长度相对较小,且该段沟道纵坡较缓,上游为开阔的宽谷地带,修建拦挡工程其库容较大,对泥石流峰值流量的调节作用效果显著。
(三)治理工程主要内容及布置。在人头山沟靠近沟口地段布置1座谷坊坝,起到削峰减流、减轻沟口的下切速度和稳拦物源的作用,减少到达人头山沟下段的固体物质量,降低泥石流容重,并调节下游泥石流洪峰流量,减轻下游排导槽的压力。
在人头山沟下游出口谷坊坝以下的堆积区段修建排导槽至下游沟谷,减小弯道曲率,将谷坊坝下游的泥石流物质顺畅地导出,保护堆积区人头山村和下游耕地的安全。
防治方案为“修建1座谷坊坝+排导槽”,治理工程布置见平面布置图。治理工程包括:谷坊坝、排导槽。通过以上泥石流灾害治理工程措施的实施,能消除或减轻泥石流灾害对人头山泥石流下游区域的群众生命财产的威胁。
五、经济、社会、减灾效益评价
(一)经济效益评价。人头山村泥石流灾害一旦成灾,将造成约3500万元的直接经济损失,同时威胁到316人的生命财产安全。对其进行治理,不仅能最低限度地减小损失,保证人民生命财产的安全,而且对加快地区经济发展将十分有利,经济效益是十分明显的。
(二)社会效益评价。人头村泥石流位于桥东区东部,沟谷下游为村庄,人类活动频繁,治理该泥石流灾害对保持当地社会的安定团结,消除居民的心理隐患,使其安居乐业具有特别重要的意义,这将充分体现党和政府对当地人民的关怀,因此,泥石流防治的社会效益不可估量。
(三)减灾效益评价。泥石流治理后对沟道下游居民住户的威胁大大降低,解除了当地居民的后顾之忧,同时将有效地保护和改善区域的生态环境,改善和提高当地居民的生活环境,有利于当地居民的安定,功在当代,利在千秋。
关键词:泥石流;地质灾害;人头山村
一、泥石流治理必要性
泥石流沟口下游为人头山村,居民聚集,一旦发生泥石流灾害,将造成人员伤亡或无家可归,大片耕地损毁,直接经济损失超过千万元,并造成无法在短期内弥补的严重损失,同时也严重制约当地经济的发展。因此地方政府及当地群众迫切要求进行治理。
根据勘查结果,人头山沟泥石流物源条件较丰富,且沟域内地形较陡峻,有利于地表降水和泥沙汇集,具备泥石流易发条件,危险性和危害性较大。
有鉴于此,对该泥石流进行有效地防治是十分必要的,其经济效益和社会效益十分显著。
二、泥石流灾害体基本特征
(一)泥石流沟域特征。人头山村泥石流沟主沟长3.32km,沟域面积3.01km2,沟槽平均纵比降在85‰左右。流域内支沟发育较少,规模也较小,多呈“V”型。人头山沟泥石流没有典型的流通区,沟域主要为形成区和堆积区组成,堆积区主要分布于沟口人头山村及下游扇形地区,其余地段为形成区。
(二)泥石流水源特征。降雨是引发人头山村泥石流爆发的主要诱因,工作区地处蒙古高原与华北平原过渡带,属冀西北山间盆地,受地域、地形、地貌等条件影响,大气降雨在时空上分布极不均匀,一般发生在6~9月份,其中7~8月份降雨量占全年总降水量的70%以上,多以大雨或暴雨的形式出现,并具有笼罩面积小、历时短、强度大等特点。根据张家口市气象部门长期降雨资料,泥石流流域内日或24小时最大降雨量、1小时最大降雨量和10分钟最大降雨量分别为:100.4mm、47.0mm和24.3mm。降雨不仅增大了坡体的自身重量,还给坡体提供了丰富的地下水源,促使坡体软化和滑面抗剪强度降低,从而降低了泥石流起动的临界雨量。该地区降水的形式和过程不仅为泥石流形成提供了充足水源,沟床两侧松散堆积物及破碎岩体也易形成崩塌体,为泥石流形成创造了条件。
三、泥石流防治现状
由于人头山沟历史上曾数次发生泥石流灾害,严重影响了当地居民的正常生产、生活,在一定程度上制约了当地社会经济的快速、健康发展。因此,当地政府非常重视泥石流的综合防治工作,在八十年代,采取工程措施和生物措施相结合的方法进行初步治理,但效果并不十分理想。流域内已有的工程措施主要包括防护堤和谷坊坝。
防护堤在沟口下游河谷靠近人头山村一侧分布,始建于八十年代,为保护人头山村不受泥石流灾害侵袭面修建的,不连续分布,主要布置于人头山村靠近沟道一侧的边坡,浆砌石结构,顶面一般宽0.4-0.6m,高1.5-1.9m,总长度约255m,部分已损坏。谷坊坝位于主沟口,建于九十年代,工程较简易,为浆砌石结构,现已被完全冲毁。
这些防护工程措施在一定程度上起到了一定的预防作用,减轻了灾害强度,减少了损失,但由于当时既没有对灾害进行先期的勘查工作,也没有统一进行治理设计规划,仅是受威胁的地段根据各自的需求而布置了一些治理工程,因此这些工程稳定性较差,规模小,强度低,部分损毁较重,不能满足泥石流地质灾害的防治要求。
四、泥石流治理设计
(一)治理工程设计标准。工程设计标准:泥石流发生的频率和流量与暴雨发生的频率和流量有着密切的联系。采用雨洪法计算流量时,就是以不同的频率下暴雨洪峰流量为依据。人头泥石流治理工程按照20年一遇暴雨(P=5%)标准进行设计。按照相关规范本次泥石流防治工程设计安全级别为Ⅳ级。
(二)总体设计思路。根据勘查结果,人头山沟沟道特征为沟道上游较陡且狭窄,下游较缓并逐渐变宽,在靠近沟口处有一支沟汇入主沟,其汇合口下游发育一段相对狭窄的沟谷,为治理工程设置拦挡坝提供了有利条件,表现为修建拦挡坝长度相对较小,且该段沟道纵坡较缓,上游为开阔的宽谷地带,修建拦挡工程其库容较大,对泥石流峰值流量的调节作用效果显著。
(三)治理工程主要内容及布置。在人头山沟靠近沟口地段布置1座谷坊坝,起到削峰减流、减轻沟口的下切速度和稳拦物源的作用,减少到达人头山沟下段的固体物质量,降低泥石流容重,并调节下游泥石流洪峰流量,减轻下游排导槽的压力。
在人头山沟下游出口谷坊坝以下的堆积区段修建排导槽至下游沟谷,减小弯道曲率,将谷坊坝下游的泥石流物质顺畅地导出,保护堆积区人头山村和下游耕地的安全。
防治方案为“修建1座谷坊坝+排导槽”,治理工程布置见平面布置图。治理工程包括:谷坊坝、排导槽。通过以上泥石流灾害治理工程措施的实施,能消除或减轻泥石流灾害对人头山泥石流下游区域的群众生命财产的威胁。
五、经济、社会、减灾效益评价
(一)经济效益评价。人头山村泥石流灾害一旦成灾,将造成约3500万元的直接经济损失,同时威胁到316人的生命财产安全。对其进行治理,不仅能最低限度地减小损失,保证人民生命财产的安全,而且对加快地区经济发展将十分有利,经济效益是十分明显的。
(二)社会效益评价。人头村泥石流位于桥东区东部,沟谷下游为村庄,人类活动频繁,治理该泥石流灾害对保持当地社会的安定团结,消除居民的心理隐患,使其安居乐业具有特别重要的意义,这将充分体现党和政府对当地人民的关怀,因此,泥石流防治的社会效益不可估量。
(三)减灾效益评价。泥石流治理后对沟道下游居民住户的威胁大大降低,解除了当地居民的后顾之忧,同时将有效地保护和改善区域的生态环境,改善和提高当地居民的生活环境,有利于当地居民的安定,功在当代,利在千秋。