张木南沟泥石流地质灾害特征及治理方案

河北能源职业技术学院学报
Journal of Hebei Energy College of Vocation and Technology
第3期（总80期）2020年9月
No.3 (Sum.80)
Sep.2020
张木南沟泥石流地质灾害特征及治理方案
赵建业才利民2
(1.河北省地矿局第五地质大队，2.河北冀东建设工程有限公司，河北唐山063000)
摘要：张木南沟泥石流属于河北省丰宁县北部特大型泥石流治理工程的一部分，通过实地测绘、地质 调查、相关文献等，对张木南沟泥石流的主要特征参数进行了分析计算，得出本泥石流沟的定量数据。

在数据基础上给出了 “谷坊坝+防护提+排导槽”的组合治理方案，本研究可以为张木南沟防灾减灾 提供可靠依据，并给本地区类似泥石流治理设计提供参考。

关键词：张木南沟；泥石流；特征参数；治理方案中图分类号：P642.23
文献标识码：A
文章编号：1671-3974(2020)03-070-03
Characteristics and Control Scheme of Debris Flow Disasters in Zhangmunangou
Zhao Jianye 1 Cai Limin 2
(l.The Fifth Geology Company of Hebei Geology & Minerals Bureau, Tangshan 063000, China;
2. Hebei Jidong Construction Engineering Co., Ltd., Tangshan 063000, China)
Abstract: The debris flow in zhangmunangou is a part of the control project of the large debris flow in the north of Fengning County, Hebei Province. The main characteristic parameters of debris flow in Zhangmunangou are analyzed and calculated through field surveying and mapping, geological survey
and relevant documents, and the quantitative data are obtained. On the basis of the data, the combined control scheme of "Check dam + Protective lifting + Drainage channel" is given. This study can provide reliable basis for disaster prevention and mitigation of Zhangmunangou, and provide reference for similar debris flow control design in this area.
Key words: Zhangmunangou; debris flow; characteristic parameters; control scheme
张木南沟位于丰宁县苏家店乡，属于坝上地区。

根据现场调查，得知张木南沟2008年8月发生的泥石 流冲毁房屋3间，无人员伤亡。

现张木南沟区域内15
户40人仍然受泥石流的严重威胁。

1泥石流形成条件
1） 地形地貌条件：张木南沟治理区域共发育2条 泥石流沟，分别为1#沟和2#沟（见图1）,均为宽 阔U 型谷；还有5条支沟，形态为不规则的梨形，各
个支沟的沟谷均较长。

本沟域流面积0.38km2 ,区域
内最高点的高程为1220m,相对高差较大，约170m, 沟内有大量的物源。

在降雨条件下，该沟泥石流地质
灾害极有可能发生。

2） 物源条件：张木南沟泥石流松散物源丰富而 集中，物源类型主要包括两种类型为沟道堆积物源和
图1张木南沟流域地形图
坡面侵蚀物源。

通过调查，坡面侵蚀物源约0.86x104
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70・
收稿日期：2020-04-10
作者简介:赵建业（1987-）,男，大学，河北省地矿局第五地质大队水文工程地质工程师、注册土木工程师（岩土），从事岩土工程、工
程地质工作。

m3,沟道堆积物源约0.67x lOV,两者合计的固体物源总方量约1.53x10V,其中参与泥石流活动的物源动储量为0.79xl04m3o
3)水源条件：本区属中温带半湿润半干旱大陆季风型高原山地气候。

全县近20年平均降雨量为446 mm,年降雨集中在夏季，7、8两月的降水量占全年的55%。

对于历时短而且强度大暴雨、大暴雨的天气是经常出现的，暴雨的局地性和短历时雨强对泥石流激发起着十分重要的作用。

4)植被覆盖条件：沟谷植被主要为榛子、荆条等灌木为主，植被覆盖率不足50%,而且这些植被的固床深度比较有限，这些都为泥石流的形成提供了有力的条件。

2泥石流基本特征
1)泥石流灾害史：2008年8月降大暴雨，激发泥石流灾害，冲毁房屋3间，并未造成人员死亡。

堆积区约1.0m厚的堆积物，泥石流水位最大深1.2m,爆发持续时间约60分钟。

2)泥石流类型：张木南沟泥石流在暴雨激发下发生过一次，重度约1.5t/m3,表现为从上游到下游重度降低的规律。

根据现场勘查情况及专业分析，张木南沟沟泥石流属于暴雨型一沟谷型一小型一稀性泥石流。

通过调查评分法得出：易发程度数量化评分75,易发程度是轻度易发，重度=1.5班皿。

3)泥石流冲淤及堆积特征：形成区以冲为主。

由于物源区地形陡峻，径流强烈，冲刷形成的松散物质很快汇入沟床成为泥石流的物源。

具体表现为水土流失、坡面溜滑等；流通区上游以流通冲击为主，切割为辅，为泥石流的形成进一步提供物源；下游以流通堆积为主，冲击为辅，沟谷两侧为淤高的泥石流堆积物；堆积区由于沟道狭窄、变缓、地形开阔等原因，冲淤特征表现为以淤积为主的特点。

3泥石流特征参数
根据拟设治理工程的需要，从不同防治工程部位或不同发生频率等方面，对张木南沟泥石流基本特征参数进行了计算，计算结果见表1。

表1张木南沟泥石流特征参数计算结果表
特征参数/单位结果计算方法或依据备注流体重度/(t/m，) 1.5查表法
7.551#坝
7.522#坝断面流速/(m/s)7.58北京市政设计院推荐公式3#坝
7.134#坝
7.205#坝
暴雨洪峰流量/(m3/s)5.06
3.43
雨洪法
P=2%
P=5%
峰值流量/(m3/s)9.19
6.24
雨洪法
P=2%
P=5%
一次泥石流过程总量/(104m3)0.29
0.15
P=2%
P=5%
一次泥石流冲出的固体物质总量/(104m3)0.09
0.04
P=2%
P=5% 3&891#坝3&542#坝
泥石流整体冲压力/(kN)39.03
35.21
35.74按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》3#
坝
4#坝
5#坝(DZ/T0220-2006)附录I
最大冲起高度/(m)1.01P=2% 0.46P=5%
爬高/(m)1.43P=2% 0.64P=5%
4张木南沟治理方案
在勘查的基础上本着“拦排结合，以拦为主”的总体治理思路，制定了两套比选方案，方案一本着“上游物源区分级固源，中游拦挡，下游排导”的治理思路,采用“谷坊坝拦挡和排导工程相结合”方案进行治理。

方案二本着“上游主要物源区和中游被动拦挡物源为主，下游排导为辅“的治理思路，采用“拦挡坝结合谷坊坝为主、排导为辅工程”进行治理。

1)方案一：5座谷删+砌筑時提+砌筑排导槽
在张木南沟泥石流沟1#沟布置3座谷坊坝、2#沟布置2座谷坊坝，起到稳拦物源和削峰减流的作用，减少到达张木南沟泥石流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，减轻下游排导的压力。

为改善沟口段的输移条件，减少泥石流对两侧居民的危害，在1#沟建议清理沟头的堆积物，砌筑一段
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双边防护提，并加固原有的防护提；在2#沟建议清理 沟头的堆积物，砌筑一段排导槽。

2)方案二：2座拦挡坝+5座谷坊坝+砌筑防护 提+砌筑排导槽
在张木南沟泥石流沟1#沟布置1座拦挡坝和3 座谷坊坝、2#沟布置1座拦挡坝和2座谷坊坝，起到 稳拦物源和削峰减流的作用，减少到达张木南沟泥石
流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，减轻下游排导的压力。

“砌筑防 护提+砌筑排导槽”治理方法同方案一。

经过比选：技术可靠性：工程治理方案为拦挡、
导流，均为常规施工项目，施工难度小，方案一同方
案二同样适用；经济合理性从造价方面分析，方案一 优于方案二；施工可行性：对于方案一、方案二来说
其施工条件均为常规施工项目，但方案二临时占地较 大，施工难度较大。

经过比选两个方案，最终推荐使 用方案一(见图2)。

图2防治工程平面布置图
5结束语
张木南沟泥石流有发生的可能，对沟道、沟口及
下游的建筑及人员构成威胁。

确定了张木南沟泥石流
形成的各个因素，如：地质环境条件、成因、类型、
活动状况、危害性、危险区范围等，得出张木南沟泥
石流为暴雨型一沟谷型一小型一稀性泥石流。

治理工程设计采用的方案为：5座谷坊坝+下游 双边防护堤坝+排导槽，拦、排、挡结合，可以很好
的控制松散固体物源。

后期还应该制定长期有效的生 物防治规划，同时加强沟域内水土保持及植被保护。

减少沟内的活动物源，避免一些不合理的人类活动而
加剧不良地质的现象发生。

同时群测群防和监测预警 工作也要进一步加强，创造良好的经济、生态和社会 效益。

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