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2010年8月甘肃省舟曲特大泥石流地质灾害深深地震撼了人们,引起了人们对泥石流地质灾害的关注。随着人口的不断增加,人类活动范围的不断增大,工程活动对地质环境的扰动程度也不断加大,加之受到全球气候变化等因素的影响,泥石流地质灾害的发生率越来越高,所造成的经济损失和人员伤亡也不断加大。我国山地面积占国土面积的三分之二,这些山地地区地质构造复杂,地质构造活动频繁,气象条件在时间、空间上的差异很大,这样的自然条件决定了我国是地质灾害多发国家,其中泥石流地质灾害就占有一定的比重。泥石流是指突然爆发的饱含大量泥沙和石块的特殊山洪。它爆发突然、历史短、固体物质含量高、流速快、物质容量大、破坏力强,发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。泥石流地质灾害的突发性、群发性及历时短但破坏力强等特点已造成严重的经济损失和人员伤亡,影响了山区的正常生产、生活,因此需引起对泥石流地质灾害防治工程的重视。
钟坝河泥石流位于钟坝河的上游,滑坡堆积体前沿由于河水的不断冲刷,形成较高临空面,近年来滑坡体都有下滑的迹象,直接威胁到钟坝河上游及下游几百户居民的生命和财产安全。研究泥石流的形成机制、发生、发展的运动规律是防治工作的重要基础。依托“重庆市忠县吊钟坝滑坡群专题”项目,以钟坝河泥石流为背景,在充分利用前人的研究成果的基础上,通过现场的地质调查、野外勘探,对钟坝河泥石流所在区域的自然地理、工程地质条件及水文地质条件进行了更为深入的分析,对泥石流的类型、分布、基本特征以及泥石流的形成机制有了更为清晰的认识。此外,通过一系列经验公式计算,获得了泥石流的机制分析的参数。即在总结分析钟坝河流域泥石流的分布、形态及发育规律的基础上研究泥石流的形成机理。影响泥石流强度的因素中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要,因此对泥石流的进行流量计算和流速计算,最后进行灾害评估,并对应提出治理方案。具体研究内容如下:
1)泥石流区域的工程地质条件、水文地质条件及泥石流的几何学特征。在充分收集忠县区域地质资料与水文气象资料的基础上,综合采用了区域地质调查、地面地质测绘、工程物探、钻探与探井等多种方式,对泥石流区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、气象条件、泥石流分布情况、形态及发育规律及泥石流的几何学特征等进行了深入研究;
2)泥石流的类型与堆积区、流通区、形成区的特征;
3)土石坝溃决时洪峰流量计算;
4)泥石流形成机制研究;
5)泥石流的灾害评估与防治建议。
通过对上述五个方面的研究,主要取得了以下几个方面的成果:
(1)钟坝河流域属于内外受构造剥蚀河谷地貌区,河谷较宽缓,河床及岸坡多被第四系物质所覆盖,河流两岸发育不稳定性斜坡,为天然土石坝的形成提供了物质和动力条件。
(2)钟坝河泥石流主要为与滑坡相关的沟谷型水体溃决泥石流,即泥石流是由于滑坡引起的滑坡型泥石流。由于上游汇水面积大、水流流速相对较大,滑坡体的滑入将阻塞钟坝河形成堰塞湖,最终坝体溃决引发泥石流。
(3)钟坝河泥石流的形成可明显的分为四个区:汇水区、物源区、流通区、堆积区。其中清水汇流区在雨季能提供充足的水量,有利的地形使得泥石流形成具备足够的水力条件。崩滑区一旦发生滑坡,除了形成天然土石坝外,还可为泥石流提供大量固体物质。流通区和堆积区的地形也都对泥石流的运移和堆积提供有利条件。
(4)通过对泥石流的易发程度及危险性进行分析,钟坝河泥石流属于中等易发程度、中等危险的泥石流。但由于流通区是居民聚集点所在,其所带来的直接和间接经济损失大大增加,因而必须采用相关措施进行防治。