论文部分内容阅读
【摘 要】 泥石流是一种有着较大的影响的地质灾害，多发于夏季，对人民的生命财产安全造成严重的损害，基于此，本文分析了海南蒙水岭泥石流水文特征以及相关防治措施。
【关键词】 泥石流；水文特征；防治措施
引言：
我国山区、半山区地质条件复杂，山高坡陡、地表破碎，植被覆盖率低，加上近年来暴雨集中，为泥石流发育提供了有利的自然条件。2010年10月一场大雨诱发海南蒙水岭泥石流，其粘性泥石流具有突发性强，破坏性大等特点。现阶段研究蒙水岭泥石流水文特征对海南的经济建设、海南东环铁路安全、促进社会稳定等都具有及其重要的意义。
1、蒙水岭地理位置
蒙水岭在海南省陵水县境内，距海南东环铁路4千米。
2、蒙水岭泥石流水文特征
2.1、降雨强度
2.1.1、本次降雨强度计算
陵水县10月1日20时～10月2日20时为时段最大降雨，共为H日=239.5mm，换算成=1.15×239.5=275.4mm
2.1.2、查《中国年最大24小时点雨量均值等值线图》（1997.11）其本地区=200mm，并有=0.50、=3.50
则1%=200×=200×2.74=548mm，K=，相当于T=6（年）
2.1.3、查《全国雨力等值线图》本地区S1/100=190mm/h，并有=0.45，=0.60
则本次最大时段降雨雨力S=275.4/24（1-0.6）=77.25mm/h
2.2、流量计算
2.2.1、清水流量计算
（1）本流域桥资料设计Q1/100=85.9
（2）本地区S1/100=190mm/h=0.45，=0.60，应为=1.2×0.183××，而F=，则=226
（3）本次时段最大降雨可能形成的清水流量
Q=1.2×0.183××=82
2.2.2、泥石流流量计算
（1）由现场勘调，泥石流流体容重γc=2.2，泥石流流量：=n·=3.667×82=301
（2）本次泥石流因边坡滑坍，沟中壅塞而形成壅塞溃决流，按壅塞系数D=1.5计，则因壅塞而形成的增大泥石流流量为=D·=1.5×301=452
（3）计算百年一遇泥石流流量：
=3.667×226=829
3、本次泥石流情况
3.1、降雨情况
（1）降雨强度较大，降雨强度为=275.4mm，其雨力S=77.25mm/h，其周期约T=6（年）
（2）降雨过程大致可分为两轮：第一轮自9月30日～10月9日，总降雨量为896.3mm，第二轮自10月12日～10月18日，总降雨量为404.5mm。
据上可知，总降雨量较大，超过本地区历年最大连续降雨量、也超过历年10月的平均降雨量311.3mm约3.2倍。
3.2、流域情况
（1）植被情况及作用
流域内植被覆盖很好，其封闭度在95%以上，但由于流域土质关系，其良好的植被根系对固结边坡土体、防止风化、阻止水流冲蚀，未能很好起到固结土体截留水分，减缓水流冲蚀的作用。
（2）域内土体情况
①域内多为花岗岩风化形成较陡边坡，其风化厚度一般在8～10m，呈粗细颗粒物质，而植被根系多在2～3m的深度内，处于风化松散层内，在较大强度及长时段的降雨作用下，风化层处于完全侵润、饱和含水状态，其下层又多为不透水或透水性很差的花岗岩基岩，因此其上层风化土体在饱和含水侵润、重力作用下沿陡峻边坡骤然塌滑，植物也随之而下，形成冲击式坠滑流向下游。
②花岗岩风化后将形成大小不等的粗细颗粒，大到几米巨石，小到毫米计微粒，再加以域内大量粘土质坡积物构成了本次粘性泥石流流体特征。
3.3、泥石流情况
（1）本次泥石流具有突发性，其诱因为10月较大强度的长历时降雨
（2）因水动力条件的暂时不足或流路上的暂时阻塞，大量坍滑的土体在沟中或桥的上游临时停积下来，随着后续而来的泥石流将暂时壅塞的流体冲决，形成新的泥石流过流高峰，在桥位处形成不均匀过流，向东环铁路桥墩、桥梁冲击或冲向桥头翻越路基而过。
（3）本沟泥石流10月爆发的高峰为粘性泥石流，但分析域内各项特征，本沟属于复性泥石流沟类型，在活动期内，既可能发生粘性泥石流，也可能发生稀性泥石流，也有可能发生高含沙水流或一般洪水水流，这与降雨和域内固体物质供给情况有关，因此在路桥防范方面，既要注意粘性泥石流对结构的冲压与淤埋，也要注意稀性泥石流及一般洪水对线桥的掏蚀和冲刷作用。
4、泥石流灾害的主要治理技术
基于山地土质结构方面的特征和岩土稳定的基本理论，在实践中可以建立工程结构与自然环境和谐结合的泥石流灾害防治與治理措施。
4.1沟槽排导
充分利用泥石流的自然沟道，在堵塞峡口以下沟道处采用“U型”排导槽，结合沟道两侧矩形断面，并保证在沟道断面与超高安全的前提下封顶以桥梁方式通过。其优点在于：
1）利用原有沟道，顺应泥石流流向，不改变泥石流走向，技术上最为合理，也是目前泥石流工程治理最常用和较为成熟的处理措施；
2）施工难度小，实际工作量相对较小。
缺点在于：
1）受沟口地形条件所限，排导槽纵坡坡降受到限制，不能到达更高的坡降值（如达到10%），在一定程度上影响泥石流快速排放效果，可能会构成局部淤积；
2）对沟底及护岸挡墙墙基要求较高。
4.2生物措施
地表植被能够固持土壤、减缓地表径流，增加土壤渗透力，具有良好的保水护土能力。地表植被能够防治强降雨及地标径流对坡面土层的直接冲刷，松散堆积物不易脱落，延缓地表水向沟谷中汇集速度，防止和推迟泥石流的发生。在沟谷两侧种植有利于固结土体且根系发达的植被，水平或鱼鳞状分布植树育草，涵养水源，使生态得到恢复，截滞、拦蓄大量降水，以减少水土流失。通过植物群落的地上和地下共同作用，达到“土蓄水，水养树，树固土”的目的，从而逐渐控制泥石流的发生或削减泥石流的规模。
4.3格栅坝+拦挡坝
在堵塞峡口处设置高拦挡坝一座，同时在沟床中段两处各设中高的格栅坝一座。其优点在于：
1）通过两级格栅坝和一级拦挡坝，同时考虑到三级拦挡（格栅）坝修建后，库内堆积体经淤积可压固坡脚，减缓沟床纵坡，防止沟床的掏刷，以及沟源植被的恢复等作用；
2）通过综合工程处理措施，可使沟口直接作为堆碴场，堆填大量弃碴。
缺点在于：
1）工程量巨大，工程造价明显偏大；
2）尽管三级拦截坝可拦截大量大漂石，但其隐患也很明显，因为一旦某一级拦截坝因堆积物源太多发生溃坝，就会引发更大规模的泥石流。
5、结语
建议今后工程建设应更加注重对当地地质环境的影响，对可能造成人民生命和财产损失的人类工程活动所形成的地质灾害隐患应及时采取避让或相应的工程防护；在汛期地质灾害排查过程中应重点排查有人类工程扰动潜在的致灾体，及时消除地质灾害隐患，尽量减少地质灾害对人民群众生命、财产造成的损失。
参考文献：
[1]包琼.上卓沟泥石流形成机制及综合治理措施研究[D].兰州交通大学，2012.
[2]韦方强.城镇泥石流减灾决策支持系统[D].西南交通大学，2002.
【关键词】 泥石流；水文特征；防治措施
引言：
我国山区、半山区地质条件复杂，山高坡陡、地表破碎，植被覆盖率低，加上近年来暴雨集中，为泥石流发育提供了有利的自然条件。2010年10月一场大雨诱发海南蒙水岭泥石流，其粘性泥石流具有突发性强，破坏性大等特点。现阶段研究蒙水岭泥石流水文特征对海南的经济建设、海南东环铁路安全、促进社会稳定等都具有及其重要的意义。
1、蒙水岭地理位置
蒙水岭在海南省陵水县境内，距海南东环铁路4千米。
2、蒙水岭泥石流水文特征
2.1、降雨强度
2.1.1、本次降雨强度计算
陵水县10月1日20时～10月2日20时为时段最大降雨，共为H日=239.5mm，换算成=1.15×239.5=275.4mm
2.1.2、查《中国年最大24小时点雨量均值等值线图》（1997.11）其本地区=200mm，并有=0.50、=3.50
则1%=200×=200×2.74=548mm，K=，相当于T=6（年）
2.1.3、查《全国雨力等值线图》本地区S1/100=190mm/h，并有=0.45，=0.60
则本次最大时段降雨雨力S=275.4/24（1-0.6）=77.25mm/h
2.2、流量计算
2.2.1、清水流量计算
（1）本流域桥资料设计Q1/100=85.9
（2）本地区S1/100=190mm/h=0.45，=0.60，应为=1.2×0.183××，而F=，则=226
（3）本次时段最大降雨可能形成的清水流量
Q=1.2×0.183××=82
2.2.2、泥石流流量计算
（1）由现场勘调，泥石流流体容重γc=2.2，泥石流流量：=n·=3.667×82=301
（2）本次泥石流因边坡滑坍，沟中壅塞而形成壅塞溃决流，按壅塞系数D=1.5计，则因壅塞而形成的增大泥石流流量为=D·=1.5×301=452
（3）计算百年一遇泥石流流量：
=3.667×226=829
3、本次泥石流情况
3.1、降雨情况
（1）降雨强度较大，降雨强度为=275.4mm，其雨力S=77.25mm/h，其周期约T=6（年）
（2）降雨过程大致可分为两轮：第一轮自9月30日～10月9日，总降雨量为896.3mm，第二轮自10月12日～10月18日，总降雨量为404.5mm。
据上可知，总降雨量较大，超过本地区历年最大连续降雨量、也超过历年10月的平均降雨量311.3mm约3.2倍。
3.2、流域情况
（1）植被情况及作用
流域内植被覆盖很好，其封闭度在95%以上，但由于流域土质关系，其良好的植被根系对固结边坡土体、防止风化、阻止水流冲蚀，未能很好起到固结土体截留水分，减缓水流冲蚀的作用。
（2）域内土体情况
①域内多为花岗岩风化形成较陡边坡，其风化厚度一般在8～10m，呈粗细颗粒物质，而植被根系多在2～3m的深度内，处于风化松散层内，在较大强度及长时段的降雨作用下，风化层处于完全侵润、饱和含水状态，其下层又多为不透水或透水性很差的花岗岩基岩，因此其上层风化土体在饱和含水侵润、重力作用下沿陡峻边坡骤然塌滑，植物也随之而下，形成冲击式坠滑流向下游。
②花岗岩风化后将形成大小不等的粗细颗粒，大到几米巨石，小到毫米计微粒，再加以域内大量粘土质坡积物构成了本次粘性泥石流流体特征。
3.3、泥石流情况
（1）本次泥石流具有突发性，其诱因为10月较大强度的长历时降雨
（2）因水动力条件的暂时不足或流路上的暂时阻塞，大量坍滑的土体在沟中或桥的上游临时停积下来，随着后续而来的泥石流将暂时壅塞的流体冲决，形成新的泥石流过流高峰，在桥位处形成不均匀过流，向东环铁路桥墩、桥梁冲击或冲向桥头翻越路基而过。
（3）本沟泥石流10月爆发的高峰为粘性泥石流，但分析域内各项特征，本沟属于复性泥石流沟类型，在活动期内，既可能发生粘性泥石流，也可能发生稀性泥石流，也有可能发生高含沙水流或一般洪水水流，这与降雨和域内固体物质供给情况有关，因此在路桥防范方面，既要注意粘性泥石流对结构的冲压与淤埋，也要注意稀性泥石流及一般洪水对线桥的掏蚀和冲刷作用。
4、泥石流灾害的主要治理技术
基于山地土质结构方面的特征和岩土稳定的基本理论，在实践中可以建立工程结构与自然环境和谐结合的泥石流灾害防治與治理措施。
4.1沟槽排导
充分利用泥石流的自然沟道，在堵塞峡口以下沟道处采用“U型”排导槽，结合沟道两侧矩形断面，并保证在沟道断面与超高安全的前提下封顶以桥梁方式通过。其优点在于：
1）利用原有沟道，顺应泥石流流向，不改变泥石流走向，技术上最为合理，也是目前泥石流工程治理最常用和较为成熟的处理措施；
2）施工难度小，实际工作量相对较小。
缺点在于：
1）受沟口地形条件所限，排导槽纵坡坡降受到限制，不能到达更高的坡降值（如达到10%），在一定程度上影响泥石流快速排放效果，可能会构成局部淤积；
2）对沟底及护岸挡墙墙基要求较高。
4.2生物措施
地表植被能够固持土壤、减缓地表径流，增加土壤渗透力，具有良好的保水护土能力。地表植被能够防治强降雨及地标径流对坡面土层的直接冲刷，松散堆积物不易脱落，延缓地表水向沟谷中汇集速度，防止和推迟泥石流的发生。在沟谷两侧种植有利于固结土体且根系发达的植被，水平或鱼鳞状分布植树育草，涵养水源，使生态得到恢复，截滞、拦蓄大量降水，以减少水土流失。通过植物群落的地上和地下共同作用，达到“土蓄水，水养树，树固土”的目的，从而逐渐控制泥石流的发生或削减泥石流的规模。
4.3格栅坝+拦挡坝
在堵塞峡口处设置高拦挡坝一座，同时在沟床中段两处各设中高的格栅坝一座。其优点在于：
1）通过两级格栅坝和一级拦挡坝，同时考虑到三级拦挡（格栅）坝修建后，库内堆积体经淤积可压固坡脚，减缓沟床纵坡，防止沟床的掏刷，以及沟源植被的恢复等作用；
2）通过综合工程处理措施，可使沟口直接作为堆碴场，堆填大量弃碴。
缺点在于：
1）工程量巨大，工程造价明显偏大；
2）尽管三级拦截坝可拦截大量大漂石，但其隐患也很明显，因为一旦某一级拦截坝因堆积物源太多发生溃坝，就会引发更大规模的泥石流。
5、结语
建议今后工程建设应更加注重对当地地质环境的影响，对可能造成人民生命和财产损失的人类工程活动所形成的地质灾害隐患应及时采取避让或相应的工程防护；在汛期地质灾害排查过程中应重点排查有人类工程扰动潜在的致灾体，及时消除地质灾害隐患，尽量减少地质灾害对人民群众生命、财产造成的损失。
参考文献：
[1]包琼.上卓沟泥石流形成机制及综合治理措施研究[D].兰州交通大学，2012.
[2]韦方强.城镇泥石流减灾决策支持系统[D].西南交通大学，2002.