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安吉縣小流域泥石流災害特徵及防災措施

2023年10月29日

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韓朝陽+寧立峰
摘要:泥石流地質災害是對人們生命財產危害程度較大的自然災害,具有暴發突然、來勢兇猛迅速的特點,因此,必須加強泥石流地質災害的防治工作。安吉縣泥石流地質災害隱患溝谷主要分布於南部-西南部山區。根據泥石流隱患分布地區和特徵,對安吉縣縣小流域泥石流地質災害的防治工作提出建議。
關鍵詞:小流域;泥石流;安吉;防災措施
中圖分類號:P642.23 文獻表示碼:A 文章編號: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
山區小流域在安吉縣社會經濟活動中占有重要的位置,全縣約有三分之一的行政村、農村人口、公路、學校和三分之二以上山塘、水庫分布於山區小流域中內,而山區人口和重要基礎設施主要集中分布在溝口,近些年由於夏天短時強暴雨和強颱風的疊加影響,山區小流域地區發生泥石流地質災害的機率也逐年增大,泥石流災害事件也呈現逐年增加勢頭,且釀成了嚴重的人員傷亡及經濟損失。本文即是對安吉地區小流域泥石流地質災害的研究,為安吉縣防災減災工作提供部分借鑑。
1 研究區概況
安吉縣縣境西側為安徽省寧國、 廣德兩縣,北鄰長興縣,東接德清縣、湖州市,南連杭州市餘杭區及臨安市,總面積約1886km2,全縣共8個鎮3個鄉4個街道,總人口46.41萬人,礦產和旅遊資源豐富,素有中國竹鄉之稱。
1.1 地形地貌
安吉縣位於浙西北山地丘陵區煤山-安吉丘陵河谷平原亞區,主要山係為天目山脈,最高峰龍王山海拔1587.5m。東南和西南部地勢高陡,中部低緩凹陷,三面環山,總體呈現向東北方向開口的「畚箕」狀地形。南部龍王山向東經馬甲崗至紅桃山,海拔均在1000m以上,切割深在 500-600m之間,為中山區,自然斜坡坡度在30-40°,局部為陡崖;東部及西部兩側海拔在350-900m之間,切割深100-500m,為低山-丘陵區,山脈走向以北東-南西向為主,自然斜坡坡度一般在 25°以上。境內中低山區占全縣總面積的 11.5%,丘陵區占全縣總面積的50%,崗地占全縣總面積的 13%,河谷平原區占全縣總面積的 25.5%。
1.2 地層岩性
縣域內前第四系地層主要出露南華系、震旦系、下古生界及侏羅~白堊系地層,上古生界地層分布範圍較小。其中南華系、震旦系地層在杭垓、唐舍、章村及上墅一帶,組成背斜核部地層;寒武系主要分布在永和-報福-上墅-天荒坪一線之南,略呈東西向分布[1,3];奧陶系主要出露於繅舍-孝豐-鳳凰山一線以南,志留系主要出露於中部及北部廣大地區;上古生界僅在曉墅-南北湖一線以北零星出露,厚度較小;上侏羅統出露於南部、東部廣大區域,厚度巨大,主要岩石種類有流紋質晶屑玻屑熔結凝灰岩、流紋質含角礫玻屑熔結凝灰岩、流紋質晶玻屑熔結凝 灰岩;下白堊統主要分布於南北湖周邊地區。(圖1)
1.3 地質構造及地震
安吉縣處於揚子准地台錢塘台褶裂帶的西北部,挾持於昌化—普陀及湖州—嘉興兩條東西向斷裂帶之間,東部受臨安—妙西北北東向斷層限制,中部被孝豐—三門灣斷裂帶切割破壞,致使縣域內地質構造較為複雜,南部地區褶皺斷裂十分發育,地層破碎明顯。1990年以來,安吉縣共發生 3 次地震,最大震級為2.3級,地震活動總的特點是強度低,震級小,頻度低。地震動峰值加速度為 0.05g,對應地震基本烈度Ⅵ度,屬地殼穩定區域。
1.4 氣象及水文
安吉縣屬中緯度北亞熱帶南緣季風區,氣候溫和,四季分明,雨量充沛。年平均氣溫 15.5 ℃,極端最高氣溫 40.8 ℃,極端最低氣溫- 17.4 ℃,多年平均水氣壓 16.3hpa ,多年平 均相對濕度 81% 。多年平均水面蒸發量 805.2mm。境內多梅暴雨和颱風暴雨,4-7 月上旬梅暴雨,歷時 長、範圍大、強度較小; 7 月中旬-9 月颱風暴雨,歷時短、強度大、範圍較小,常帶來洪澇災害。
安吉縣內河流有幹流西苕溪,主要一級支流有西溪、南溪、龍 王溪、滸溪、里溪、曉墅港、渾泥港。二級小支流約有 53 條,長度354.50km,水位季節漲落變幅較大, 具山溪型河流特徵。
2 小流域泥石流災害分布及特徵
2.1 泥石流分布
安吉縣泥石流地質災害隱患溝谷主要分布於南部-西南部山區,有22條泥石流隱患溝谷位於安吉縣山洪災害重點防禦區(杭垓鎮、報福鎮、 章村鎮、天荒坪鎮、上墅鄉、山川鄉)內,3 條位於山洪災害一般防禦區(遞鋪鎮、鄣吳鎮)內。按流域統計,17個流域內有泥石流隱患溝谷存在(表1)。
2.2 泥石流特徵
2.2.1 匯水面積
泥石流隱患溝匯水區面積在 0.14-4.31km2,其中匯水區面積 0.2km2的有 2 條, 0.2-1.0km2的有 16 條,1.0-2.0km2的有 6 條,大於 2.0km2的有 2 條。匯水區面積在 0.5-2.0km2的泥石流隱患溝占全縣泥石流隱患溝總數的 84.6%(圖2)。
2.2.2 主溝縱坡率
主溝縱坡率是決定泥石流溝谷沖刷、堆積條件的重要因素。主溝縱坡率 過緩,溝谷沖刷條件差,汛期以洪水為主,難以形成泥石流;主溝縱坡率過隱患溝主溝縱坡率在 102-370‰,其中主溝縱坡率在 52-105‰的泥石流隱患溝1條, 105-213‰的有 9 條,213-370‰的有 16 條。主溝縱坡率在105-370‰ 的泥石流隱患溝占全縣泥石流隱患溝總數的96%(圖3)。
2.2.3 山坡平均坡度
山坡平均坡度對形成泥石流的意義主要體現在提供泥石流啟動物源及 補充物源上。山坡平均坡度越陡,越易形成滑坡、崩塌等地質災害隱患,為泥石流形成提供所必需的啟動物源及補充物源。全縣泥石流隱患溝谷的兩側山坡平均坡度均在 25°以上,其中山坡平均坡度≥30°的泥石流隱患溝有 20 條,約占全縣泥石流隱患溝總數的 77%。
2.2.4 泥砂補給
3條中等易發泥石流隱患溝的泥砂補給長度比在 25-35%,23 條低易發 泥石流隱患溝的泥砂補給長度比在 20%以下。全縣泥石流隱患溝的物源補給方式主要有重力侵蝕補給和坡面侵蝕補給二種。已發生的杭垓鎮姚村村子獅塢泥石流的物源補給方式就是重力侵蝕補給(滑坡),可能以重力侵蝕為主要物源補給形式的溝谷還有 4 條;其它 23 條泥石流隱患溝以坡面侵蝕補給為主,主要補給物源為自然坡積物等[2]。
2.2.5 岩性與構造
按工程地質岩組分類,全縣泥石流隱患溝出露或部分出露酸性熔結凝灰 岩岩組的有 12 條,出露或部分出露酸性中酸性侵入岩岩組的有 10 條,出露或部分出露細砂岩、粉砂岩、泥岩細碎屑岩岩組的有 3 條。按不同工程地質岩組出露面積計算,酸性中酸性侵入岩岩組出露區中存在泥石流隱患溝密度最大,約為 0.095 條/km2。以上侏羅統黃尖組岩性為主的熔結凝灰岩岩組, 總體上呈堅硬塊狀,抗風化能力較強,岩體較完整,風化帶淺。但該岩組主要出露在縣域南部-東南部中低山區,以構造侵蝕作用為主,匯水區面積一般較大,地形切割強烈,地勢陡峻,逕流彙集時間短,沖刷力強,受區域性斷裂影響,局部地段節理 發育,在長期風化作用和地表水浸蝕下,易發生楔形體崩落,這些崩落物由於岩質堅硬且不易風化,多呈巨塊石並堆積在斜坡上或溝谷中,成為泥石流的潛在物源;以燕山晚期花崗質岩類為代表的酸性中酸性侵入岩岩組,岩石堅硬緻密,完整性較好,但組成的礦物顆粒較粗,近地表的岩石極易風化,形成較厚的鬆散砂土狀風化層,易發生滑坡等地質災害,是泥石流隱患溝的潛在物源, 這也是該岩組存在泥石流隱患溝面積密度最大的原因;以南華系、奧陶系地層為主的細砂岩、粉砂岩、泥岩細碎屑岩岩組,多呈薄-中薄層狀,層理、褶皺構造發育,軟弱夾層較多,抗風化能力弱,岩體完整 性差,整體穩定性較差, 鬆散物較豐富。 26 條泥石流隱患溝中,有過溝斷層存在的 10 條,有沿溝斷層存在的 1 條。在斷層通過及附近地段,岩石的節理裂隙較發育,完整性較差。
2.2.6 流域形態
溝谷型泥石流隱患溝匯水區域整體呈扇形、環形或長條形,常由一條主 溝和多條支溝構成,溝谷長度較長,主溝與支溝常呈銳角相交,主溝順直性 一般較差,常有彎曲且陡緩變化大,前緣通常有收縮現象。
3 防災減災措施
小流域泥石流地質災害防治必須按照「以人為本、預防為主、避讓與治理相結合」的地質災害防治原則,加大地質災害搬遷避讓力度,配合治理和工程監測,最大限度地減少人員傷亡和財產損失,實現人與自然的和諧,促進經濟社會可持續發展。根據全縣地質災害防治工作現狀,對小流域泥石流地質災害可採用以下防治措施:
(1)生態環境保護生態環境保護,包括流域水土保持、植被恢復、退耕還林、特別是在小流域泥石流影響範圍內禁止種植茶葉等根系較淺的植被,可以防止地質環境惡化,減少小流域泥石流地質災害發生機率。生態環境保護還包括工程建設,特別是礦山開採、道路建設過程中對地質環境的保護,加強採礦廢碴、工程棄碴的綜合利用,減少堆積,規範邊坡、碴壩治理,防止廢棄碴堵塞排水溝道。
(2)工程治理主要針對涉及面較廣、搬遷成本遠高於工程治理費用或搬遷難度大(如重要工程設施)的小流域泥石流地質災害隱患。工程治理方法有對不良地質體 削方減載、支擋防護、疏浚溝道、坡面截排水等。對擬進行工程治理的小流域泥石流地質災害隱患,應先進行小流域泥石流地質災害勘查並編制治理設計方案,經專家審查論證、當地鄉鎮會商同意後,方可進行工程治理。
(3)搬遷避讓 。搬遷成本不是太高或通過對原宅基地進行農整置換,能實現避讓搬遷的,宜實行搬遷,避開泥石流地質災害隱患,達到防治目的。對危害程度較大的泥石流隱患溝,應以搬遷避讓為主。
(4)監測預警 。因物力、財力等原因,暫無法進行工程治理或搬遷避讓的泥石流地質災害隱患溝,要進行泥石流地質災害專業設備監測預警。對擬定進行工程治理或搬遷避讓的泥石流地質災害隱患溝,在未實施前,也要進行泥石流地質災害監測預警。監測內容包括對小流域內不良地質體的地質災害險情動態監測、強降雨期間溝谷變化和水流中泥砂含量監測、降雨量監測等。
4 結論
(1)全縣有 23 條低易發泥石流隱患溝, 3 條中易發泥石流隱患溝,主要分布於南部-西南部山區9個鄉鎮、17 個流域內。泥石流隱患溝數量最多的鄉鎮是杭垓鎮,有9條。泥石流隱患溝數量最多的流域是大坑溪,有5條。3條中易發泥石流隱患溝中,有2條位於天荒坪鎮山河港流域內,1條位於報福鎮深溪流域內。
(2)泥石流隱患溝匯水區域整體呈扇形、環形或長條形,常由一條主溝和多 條支溝構成,前緣明顯收縮,匯水區面積在 0.5-2.0km2的泥石流隱患溝占泥石流 隱患溝總數的 84.6%;主溝縱坡率在 105-370‰的泥石流隱患溝占泥石流隱患溝 總數的 96%;溝谷兩側山坡平均坡度均在25?以上, 其中山坡平均坡度≥30? 的泥 石流隱患溝有20條,約占泥石流隱患溝總數的 77%;3條中等易發泥石流隱患溝的泥砂補給長度比在25-35%,23條低易發泥石流隱患溝的泥砂補給長度比在 20%以下[4],可能以重力侵蝕補給為主要物源補給形式的溝谷有4條,其餘的以坡面侵蝕補給為主;泥石流隱患溝出露或部分出露酸性熔結凝灰岩岩組的有 12 條,出露或部分出露酸性中酸性侵入岩岩組的有10條,出露或部分出露細砂岩、粉砂岩、泥岩細碎屑岩岩組的有3條。
(3)概略確定安吉縣可能發生溝谷泥石流的警戒雨量為:1小時雨強≥70mm,3小時突發≥120mm 強降雨並可能持續的。
(4)針對小流域泥石流隱患,可採取生態環境保護、工程治理、搬遷避讓和專業監測預警、氣象預警等多種防災減災措施,力爭災害損失最小化,保護人民財產安全。
參考文獻
[1]浙江省地質調查院.浙江省安吉縣小流域泥石流地質災害調查與評價報告[R].蕭山: 浙江省地質調查院,2008.
[2]游省易,唐小明等.浙江省小流域泥石流發育特徵及防治對策[J].科技通報,2013,(11):45-51.
[3]劉希林等.泥石流危險性評價[M].北京:科學出版社,2004.
[4]俞國華.浙江省岩石地層[M].北京:中國地質大學出版社.1996.
收稿日期:2017-05-16
作者簡介:韓朝陽(1966-),男,本科,工程師,研究方向為地質災害防治。

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