安吉县小流域泥石流灾害特征及防灾措施

韩朝阳+宁立峰

摘要:泥石流地质灾害是对人们生命财产危害程度较大的自然灾害,具有暴发突然、来势凶猛迅速的特點,因此,必须加强泥石流地质灾害的防治工作。安吉县泥石流地质灾害隐患沟谷主要分布于南部-西南部山区。根据泥石流隐患分布地区和特征,对安吉县县小流域泥石流地质灾害的防治工作提出建议。
关键词:小流域;泥石流;安吉;防灾措施
中图分类号:P642.23 文献表示码:A 文章编号:2095-672X(2017)03-0086-03
DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.042
Abstract: Debris flow geological disaster is a natural disaster that has great harm to peoples life and property. It has the characteristics of sudden and ferocious rushness. Therefore, it is necessary to strengthen the prevention and control of debris flow geological hazard. Anji County debris flow geological hazards hidden valley mainly distributed in the south - southwest mountainous areas. According to the distribution area and characteristics of debris flow hazard, the author puts forward some suggestions on the prevention and control of debris flow geological disasters in Anji County.
Key words: small watershed; debris flow; Anji; disaster prevention measures
山区小流域在安吉县社会经济活动中占有重要的位置,全县约有三分之一的行政村、农村人口、公路、学校和三分之二以上山塘、水库分布于山区小流域中内,而山区人口和重要基础设施主要集中分布在沟口,近些年由于夏天短时强暴雨和强台风的叠加影响,山区小流域地区发生泥石流地质灾害的概率也逐年增大,泥石流灾害事件也呈现逐年增加势头,且酿成了严重的人员伤亡及经济损失。本文即是对安吉地区小流域泥石流地质灾害的研究,为安吉县防灾减灾工作提供部分借鉴。
1 研究区概况
安吉县县境西侧为安徽省宁国、 广德两县,北邻长兴县,东接德清县、湖州市,南连杭州市余杭区及临安市,总面积约1886km2,全县共8个镇3个乡4个街道,总人口46.41万人,矿产和旅游资源丰富,素有中国竹乡之称。
1.1 地形地貌
安吉县位于浙西北山地丘陵区煤山-安吉丘陵河谷平原亚区,主要山系为天目山脉,最高峰龙王山海拔1587.5m。东南和西南部地势高陡,中部低缓凹陷,三面环山,总体呈现向东北方向开口的“畚箕”状地形。南部龙王山向东经马甲岗至红桃山,海拔均在1000m以上,切割深在 500-600m之间,为中山区,自然斜坡坡度在30-40°,局部为陡崖;东部及西部两侧海拔在350-900m之间,切割深100-500m,为低山-丘陵区,山脉走向以北东-南西向为主,自然斜坡坡度一般在 25°以上。境内中低山区占全县总面积的 11.5%,丘陵区占全县总面积的50%,岗地占全县总面积的 13%,河谷平原区占全县总面积的 25.5%。
1.2 地层岩性
县域内前第四系地层主要出露南华系、震旦系、下古生界及侏罗~白垩系地层,上古生界地层分布范围较小。其中南华系、震旦系地层在杭垓、唐舍、章村及上墅一带,组成背斜核部地层;寒武系主要分布在永和-报福-上墅-天荒坪一线之南,略呈东西向分布[1,3];奥陶系主要出露于缫舍-孝丰-凤凰山一线以南,志留系主要出露于中部及北部广大地区;上古生界仅在晓墅-南北湖一线以北零星出露,厚度较小;上侏罗统出露于南部、东部广大区域,厚度巨大,主要岩石种类有流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩、流纹质含角砾玻屑熔结凝灰岩、流纹质晶玻屑熔结凝 灰岩;下白垩统主要分布于南北湖周边地区。(图1)
1.3 地质构造及地震
安吉县处于扬子准地台钱塘台褶裂带的西北部,挟持于昌化—普陀及湖州—嘉兴两条东西向断裂带之间,东部受临安—妙西北北东向断层限制,中部被孝丰—三门湾断裂带切割破坏,致使县域内地质构造较为复杂,南部地区褶皱断裂十分发育,地层破碎明显。1990年以来,安吉县共发生 3 次地震,最大震级为2.3级,地震活动总的特点是强度低,震级小,频度低。地震动峰值加速度为 0.05g,对应地震基本烈度Ⅵ度,属地壳稳定区域。
1.4 气象及水文
安吉县属中纬度北亚热带南缘季风区,气候温和,四季分明,雨量充沛。年平均气温 15.5 ℃,极端最高气温 40.8 ℃,极端最低气温- 17.4 ℃,多年平均水气压 16.3hpa ,多年平 均相对湿度 81% 。多年平均水面蒸发量 805.2mm。境内多梅暴雨和台风暴雨,4-7 月上旬梅暴雨,历时 长、范围大、强度较小; 7 月中旬-9 月台风暴雨,历时短、强度大、范围较小,常带来洪涝灾害。
安吉县内河流有干流西苕溪,主要一级支流有西溪、南溪、龙 王溪、浒溪、里溪、晓墅港、浑泥港。二级小支流约有 53 条,长度354.50km,水位季节涨落变幅较大, 具山溪型河流特征。
2 小流域泥石流灾害分布及特征
2.1 泥石流分布
安吉县泥石流地质灾害隐患沟谷主要分布于南部-西南部山區,有22条泥石流隐患沟谷位于安吉县山洪灾害重点防御区(杭垓镇、报福镇、 章村镇、天荒坪镇、上墅乡、山川乡)内,3 条位于山洪灾害一般防御区(递铺镇、鄣吴镇)内。按流域统计,17个流域内有泥石流隐患沟谷存在(表1)。
2.2 泥石流特征
2.2.1 汇水面积
泥石流隐患沟汇水区面积在 0.14-4.31km2,其中汇水区面积 0.2km2的有 2 条, 0.2-1.0km2的有 16 条,1.0-2.0km2的有 6 条,大于 2.0km2的有 2 条。汇水区面积在 0.5-2.0km2的泥石流隐患沟占全县泥石流隐患沟总数的 84.6%(图2)。
2.2.2 主沟纵坡率
主沟纵坡率是决定泥石流沟谷冲刷、堆积条件的重要因素。主沟纵坡率 过缓,沟谷冲刷条件差,汛期以洪水为主,难以形成泥石流;主沟纵坡率过隐患沟主沟纵坡率在 102-370‰,其中主沟纵坡率在 52-105‰的泥石流隐患沟1条, 105-213‰的有 9 条,213-370‰的有 16 条。主沟纵坡率在105-370‰ 的泥石流隐患沟占全县泥石流隐患沟总数的96%(图3)。
2.2.3 山坡平均坡度
山坡平均坡度对形成泥石流的意义主要体现在提供泥石流启动物源及 补充物源上。山坡平均坡度越陡,越易形成滑坡、崩塌等地质灾害隐患,为泥石流形成提供所必需的启动物源及补充物源。全县泥石流隐患沟谷的两侧山坡平均坡度均在 25°以上,其中山坡平均坡度≥30°的泥石流隐患沟有 20 条,约占全县泥石流隐患沟总数的 77%。
2.2.4 泥砂补给
3条中等易发泥石流隐患沟的泥砂补给长度比在 25-35%,23 条低易发 泥石流隐患沟的泥砂补给长度比在 20%以下。全县泥石流隐患沟的物源补给方式主要有重力侵蚀补给和坡面侵蚀补给二种。已发生的杭垓镇姚村村子狮坞泥石流的物源补给方式就是重力侵蚀补给(滑坡),可能以重力侵蚀为主要物源补给形式的沟谷还有 4 条;其它 23 条泥石流隐患沟以坡面侵蚀补给为主,主要补给物源为自然坡积物等[2]。
2.2.5 岩性与构造
按工程地质岩组分类,全县泥石流隐患沟出露或部分出露酸性熔结凝灰 岩岩组的有 12 条,出露或部分出露酸性中酸性侵入岩岩组的有 10 条,出露或部分出露细砂岩、粉砂岩、泥岩细碎屑岩岩组的有 3 条。按不同工程地质岩组出露面积计算,酸性中酸性侵入岩岩组出露区中存在泥石流隐患沟密度最大,约为 0.095 条/km2。以上侏罗统黄尖组岩性为主的熔结凝灰岩岩组, 总体上呈坚硬块状,抗风化能力较强,岩体较完整,风化带浅。但该岩组主要出露在县域南部-东南部中低山区,以构造侵蚀作用为主,汇水区面积一般较大,地形切割强烈,地势陡峻,迳流汇集时间短,冲刷力强,受区域性断裂影响,局部地段节理 发育,在长期风化作用和地表水浸蚀下,易发生楔形体崩落,这些崩落物由于岩质坚硬且不易风化,多呈巨块石并堆积在斜坡上或沟谷中,成为泥石流的潜在物源;以燕山晚期花岗质岩类为代表的酸性中酸性侵入岩岩组,岩石坚硬致密,完整性较好,但组成的矿物颗粒较粗,近地表的岩石极易风化,形成较厚的松散砂土状风化层,易发生滑坡等地质灾害,是泥石流隐患沟的潜在物源, 这也是该岩组存在泥石流隐患沟面积密度最大的原因;以南华系、奥陶系地层为主的细砂岩、粉砂岩、泥岩细碎屑岩岩组,多呈薄-中薄层状,层理、褶皱构造发育,软弱夹层较多,抗风化能力弱,岩体完整 性差,整体稳定性较差, 松散物较丰富。 26 条泥石流隐患沟中,有过沟断层存在的 10 条,有沿沟断层存在的 1 条。在断层通过及附近地段,岩石的节理裂隙较发育,完整性较差。
2.2.6 流域形态
沟谷型泥石流隐患沟汇水区域整体呈扇形、环形或长条形,常由一条主 沟和多条支沟构成,沟谷长度较长,主沟与支沟常呈锐角相交,主沟顺直性 一般较差,常有弯曲且陡缓变化大,前缘通常有收缩现象。
3 防灾减灾措施
小流域泥石流地质灾害防治必须按照“以人为本、预防为主、避让与治理相结合”的地质灾害防治原则,加大地质灾害搬迁避让力度,配合治理和工程监测,最大限度地减少人员伤亡和财产损失,实现人与自然的和谐,促进经济社会可持续发展。根据全县地质灾害防治工作现状,对小流域泥石流地质灾害可采用以下防治措施:
(1)生态环境保护生态环境保护,包括流域水土保持、植被恢复、退耕还林、特别是在小流域泥石流影响范围内禁止种植茶叶等根系较浅的植被,可以防止地质环境恶化,减少小流域泥石流地质灾害发生机率。生态环境保护还包括工程建设,特别是矿山开采、道路建设过程中对地质环境的保护,加强采矿废碴、工程弃碴的综合利用,减少堆积,规范边坡、碴坝治理,防止废弃碴堵塞排水沟道。
(2)工程治理主要针对涉及面较广、搬迁成本远高于工程治理费用或搬迁难度大(如重要工程设施)的小流域泥石流地质灾害隐患。工程治理方法有对不良地质体 削方减载、支挡防护、疏浚沟道、坡面截排水等。对拟进行工程治理的小流域泥石流地质灾害隐患,应先进行小流域泥石流地质灾害勘查并编制治理设计方案,经专家审查论证、当地乡镇会商同意后,方可进行工程治理。
(3)搬迁避让 。搬迁成本不是太高或通过对原宅基地进行农整置换,能实现避让搬迁的,宜实行搬迁,避开泥石流地质灾害隐患,达到防治目的。对危害程度较大的泥石流隐患沟,应以搬迁避让为主。
(4)监测预警 。因物力、财力等原因,暂无法进行工程治理或搬迁避让的泥石流地质灾害隐患沟,要进行泥石流地质灾害专业设备监测预警。对拟定进行工程治理或搬迁避让的泥石流地质灾害隐患沟,在未实施前,也要进行泥石流地质灾害监测预警。监测内容包括对小流域内不良地质体的地质灾害险情动态监测、强降雨期间沟谷变化和水流中泥砂含量监测、降雨量监测等。
4 结论
(1)全县有 23 条低易发泥石流隐患沟, 3 条中易发泥石流隐患沟,主要分布于南部-西南部山区9个乡镇、17 个流域内。泥石流隐患沟数量最多的乡镇是杭垓镇,有9条。泥石流隐患沟数量最多的流域是大坑溪,有5条。3条中易发泥石流隐患沟中,有2条位于天荒坪镇山河港流域内,1条位于报福镇深溪流域内。
(2)泥石流隐患沟汇水区域整体呈扇形、环形或长条形,常由一条主沟和多 条支沟构成,前缘明显收缩,汇水区面积在 0.5-2.0km2的泥石流隐患沟占泥石流 隐患沟总数的 84.6%;主沟纵坡率在 105-370‰的泥石流隐患沟占泥石流隐患沟 总数的 96%;沟谷两侧山坡平均坡度均在25?以上, 其中山坡平均坡度≥30? 的泥 石流隐患沟有20条,约占泥石流隐患沟总数的 77%;3条中等易发泥石流隐患沟的泥砂补给长度比在25-35%,23条低易发泥石流隐患沟的泥砂补给长度比在 20%以下[4],可能以重力侵蚀补给为主要物源补给形式的沟谷有4条,其余的以坡面侵蚀补给为主;泥石流隐患沟出露或部分出露酸性熔结凝灰岩岩组的有 12 条,出露或部分出露酸性中酸性侵入岩岩组的有10条,出露或部分出露细砂岩、粉砂岩、泥岩细碎屑岩岩组的有3条。
(3)概略确定安吉县可能发生沟谷泥石流的警戒雨量为:1小时雨强≥70mm,3小时突发≥120mm 强降雨并可能持续的。
(4)针对小流域泥石流隐患,可采取生态环境保护、工程治理、搬迁避让和专业监测预警、气象预警等多种防灾减灾措施,力争灾害损失最小化,保护人民财产安全。
参考文献
[1]浙江省地质调查院.浙江省安吉县小流域泥石流地质灾害调查与评价报告[R].萧山: 浙江省地质调查院,2008.
[2]游省易,唐小明等.浙江省小流域泥石流发育特征及防治对策[J].科技通报,2013,(11):45-51.
[3]刘希林等.泥石流危险性评价[M].北京:科学出版社,2004.
[4]俞国华.浙江省岩石地层[M].北京:中国地质大学出版社.1996.
收稿日期:2017-05-16
作者简介:韩朝阳(1966-),男,本科,工程师,研究方向为地质灾害防治。