潼关县西峪泥石流治理方案探讨
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潼关县西峪泥石流治理方案探讨2陕西地矿第二工程勘察院有限公司陕西渭南 714000
摘要:对潼关县西峪泥石流发育特征进行了调查,并确定了泥石流特征值,根据调查结果对其成因及易发程度和危险性进行了分析评价,并提出了治理
方案。
关键字:泥石流;物源;治理方案
1 前言
西峪泥石流(TG0022)位于桐峪镇西峪沟。西峪沟沟道中上部堆积有大量采
矿弃渣、弃石,沟道堵塞严重。每逢强降雨沟谷局部地段便有小范围泥石流发生
进而引发整个沟谷泥石流。西峪泥石流威胁沟内陕西省2户27间10人及下游出
口与渭河汇流处河南省1493人、一座铁矿厂及西峪沟中下游设施的安全。通过
对潼关县西峪泥石流发育特征调查,对其易发性、危险性进行了分析评价,提出
了泥石流治理方案。
2 地质环境特征
2.1气象水文
(1)气象:潼关县24小时最大降雨量135.8mm,1小时最大降雨量60.0mm,10分钟最大降雨量23.2mm。日最大降雨量在100mm以上为十年一遇,日最大降
水量及暴雨多出现在7、8、9三个月,50年一遇的24小时最大降雨量为
140.0mm。
(2)水文:工作区地处黄河流域,西峪河源于西峪乱石岔,北流经东官上
村到三河口注入双桥河。河长13.5km,汇水面积12.53km2,常年流水,年径流
量305.5×104m3,平均流量0.097m3/s,河床比降平均12.22%。
2.2 地形地貌
西峪沟属于陕西少潼关县与河南省灵宝分界线,大致以主沟为界,属于低中
山区地貌,由多个皱形冲沟组成,区内坡陡沟深。沟道横断面中部以上呈“V”
字型,中部以下逐渐变为“U”字型,沟谷内四季流水。沟脑高程2188m,沟口高
程427m,相对高差1761m,沟长约13.5km。主沟方向SE向,平均纵坡降
130.46‰,两侧坡体坡度约30~40°,近沟脑坡体较陡,流域汇水面积约
24.5km2,植被茂盛,以灌木丛为主,覆盖率达80%以上。
2.3 地层岩性
区内出露第四系地层有全新统人工堆积物(Q4ml)、第四系残坡积物(Q4dl)
和第四系冲洪积物(Q4al)。基岩主要为太华群(Arth)黑云斜长片麻岩、片理化辉绿岩。
3 泥石流发育特征
3.1沟内泥石流物源
沟内泥石流物源主要分为采矿弃渣类物源和坡面松散堆积物物源两类。
1、采矿堆积的矿渣物源
采矿活动主要集中在西峪沟中上游,采矿弃渣也主要堆积在沟内中上游,总
弃渣方量约147.0万方。调查中发现采矿弃渣主要为二部分,第一部分为上游河
南采矿堆渣(中下游河南境内堆渣及支沟内堆渣暂未统计);第二部分为中下游
陕西境内沿河主要堆渣(支沟内堆渣暂未统计):
(1)河南境内西峪沟上游堆渣,全部由河南省双鑫矿业近40年开采所产生,现该矿山已停止开采近二十年,渣体下部进行了挡护措施,植被保护措施很差,
但基本仍是裸露渣体(见照片1、照片2),渣堆数量有4处,总渣量约71.48
万方。
照片1西峪沟上游河南渣堆P3 镜向SE 照片2西峪沟上游河南渣堆
P4 镜向SE
(2)陕西境内沿河渣堆
综上陕西境内有较好防护措施的渣体有46.08万方,防护措施差的松散渣体体积约29.88万方。
2、沟谷冲积物及坡面松散堆积物
坡体物质主要为太华群(Arth)黑云斜长片麻岩、片理化辉绿岩碎块石拌少量粘土和第四系全新统冲洪积砂砾、含砂粘土堆积等,坡残积物厚度约0.1-1m,沟谷流域面积约24.5km2,松散堆积物体积约100万方。
3.2泥石流发育程度
西峪沟泥石流堆积区主要集中在沟口外的开阔地带,呈扇形分布,主要威胁对象为农田及通村路。沟内泥石流主要威胁对象是沟道内的矿山企业、住户、公共设施等。
西峪沟早1994年7月11日,西峪上游猛降大暴雨,沟道因具备泥石流形成的条件,固体物质丰富,沟床比降陡,雨量大,加之受乱弃废石堵塞,增强了泥石流的危害能力,泥位高达5m多,估计流量260m3/s。与此同时,文峪金矿70m 的尾矿坝被洪水冲毁。泥石流推出固体物质约有14×104m3,一次侵蚀规模达
1.12×104m3/km2,造成经济损失上亿元,造成52人死亡,数百人失踪。
2010年7月23日,潼关县南部山区整体由于长期连阴雨又突遭遇暴雨,引
发泥石流。其沟谷洪水泥石流造成西峪沟内上山道路中断半个之久,摧毁临时工
棚数间,在出山口处摧毁县道桥梁。
2013年7月下旬该区域遭遇特大暴雨,1小时最大降雨量达55mm,洪水位约1.5m左右。本次泥石流是在高陡地形地貌、人为废渣堆积的物源条件下,且废渣
堆放基本都未采取有效拦挡防护措施,强暴雨导致废渣坡体失稳,下滑转化而引
发的沟谷洪水泥石流。该泥石流造成西峪沟内上山道路中断3个多月,摧毁临时
工棚数间。
2021年7-8月份该区域遭遇连阴雨,引发泥石流。本次泥石流是在高陡地形
地貌、人为废渣堆积的物源条件下,且部分废渣堆放未采取有效拦挡防护措施,
降雨导致废渣坡体失稳,下滑转化而引发的沟谷洪水泥石流。该泥石流造成西峪
沟内上山道路中断,摧毁临时工棚数间。
4 泥石流易发程度分析
4.1泥石流成因分析
(1)有利的地形
西峪沟主要的物源区沟谷呈“V”字型,山高沟深,山势陡峭、切割较强烈,坡度大于35°,流域的形状便于水流的汇集;暴雨或强降雨时期,大部分降水可
在瞬间沿坡面下泄,便于水流的迅速汇集。沟谷流域面积24.5km2,上游沟谷比
降18%,下游沟谷比降11%,促使汇集的地表径流具较强的冲击力,运动中不
断冲刷并携带走大量松散固体物质而形成泥石流(见图1)。