鄭偉
(西南有色昆明勘測設(shè)計(院)股份有限公司,云南 昆明 650000)
大理岔河水庫不同類型物源防治措施淺析
鄭偉
(西南有色昆明勘測設(shè)計(院)股份有限公司,云南昆明650000)
泥沙淤積將使水庫的有效庫容減小,造成經(jīng)濟效益的損失[1]。擬建的大理永平縣岔河水庫由于壩址以上徑流區(qū)內(nèi)水土流失嚴重,滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育,由此產(chǎn)生的大量泥沙嚴重威脅庫容,需采取地質(zhì)災(zāi)害防治和水土保持等綜合治理措施,以消減庫區(qū)內(nèi)固體物源數(shù)量。為此,需查明庫區(qū)徑流范圍內(nèi)產(chǎn)生泥沙的物源類型及發(fā)育特征,調(diào)查手段主要為工程地質(zhì)測繪,并實施適當數(shù)量的井(槽)探等山地工程。最后根據(jù)調(diào)查結(jié)果,針對不同物源類型提出相應(yīng)的工程措施和植被措施,以期達到大大減少可能威脅庫容的固體物源數(shù)量的目的。
水庫淤積;物源類型;防治措施
擬建的岔河水庫位于瀾滄江的支流倒流河,徑流面積79.5km2。壩址上游水土流失嚴重,滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。本文通過區(qū)域地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、工程地測繪、井(槽)探等大量工作,查明了水庫徑流區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育情況,以及不同類型物源轉(zhuǎn)化為入庫泥沙的方式,提出了不同類型物源的防治措施,可為消減入庫泥沙量提供技術(shù)依據(jù)。
大理岔河水庫徑流區(qū)產(chǎn)沙量大的原因主要為地質(zhì)條件差和土地利用不合理。
1)水庫徑流區(qū)地質(zhì)構(gòu)造作用強烈,導致巖體風化破碎,加上降雨沖刷影響,坡面侵蝕嚴重。在強烈的外力地質(zhì)作用下,徑流區(qū)內(nèi)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。經(jīng)調(diào)查,徑流區(qū)內(nèi)共分布有泥石流30條,規(guī)模較大的滑坡35個。此外,溝岸兩側(cè)還發(fā)育有數(shù)量眾多的崩塌、溜滑等不良地質(zhì)體,但規(guī)模一般很小。
2)水土流失嚴重的另外一個原因是人為耕作。岔河水庫壩址以上流域涉及兩個行政村,總?cè)丝?747人,總耕地面積3223畝,其中坡耕地面積2435畝,園地面積23985畝,原始植被多已被農(nóng)耕活動破壞殆盡。
根據(jù)以上對物源產(chǎn)生原因的分析,可將水庫徑流區(qū)內(nèi)物源分為滑坡(崩塌)堆積物、殘坡積物、溝道堆積物[2]和人工堆積物四類。
1)滑坡(崩塌)堆積物?;拢ū浪┲饕植贾蟽?nèi),為水庫徑流區(qū)內(nèi)固體物質(zhì)的一個主要來源[3~5]。依據(jù)滑坡體穩(wěn)定性與受水流沖刷的關(guān)系,可將區(qū)內(nèi)滑坡分為四類;
一是穩(wěn)定性直接受水流沖刷影響的滑坡。此類滑坡多規(guī)模較小,多位于溝岸底部,直接受到流水沖刷,水流的沖刷侵蝕為其穩(wěn)定性的主控因素,滑坡穩(wěn)定性多較差,多數(shù)已發(fā)生滑動,滑體直接堆積在溝道內(nèi),部分滑體已被流水沖走。該類滑坡共有7個,滑坡體積一般在500m3以下。
二是穩(wěn)定性部分受水流沖刷影響的滑坡。該類滑坡一般位于斜坡中下部,體積較第一類大的多,體積多在10000m3以上,前緣坡腳直接受到流水的沖刷,導致滑坡體前緣土體失穩(wěn)垮塌。但流水對坡腳的沖刷一般不是斜坡穩(wěn)定性的主控因素,其穩(wěn)定性同時還受到降雨、人工加載、斜坡結(jié)構(gòu)等因素的影響。此類滑坡共有17個。
三是穩(wěn)定性不受流水沖刷影響的滑坡。該類滑坡一般位于斜坡的中上部,坡腳不直接遭受流水侵蝕,其穩(wěn)定性主要受到降雨入滲軟化、人工加載及斜坡結(jié)構(gòu)等因素的影響,穩(wěn)定性一般較好。此類滑坡共有5個,體積均在10000m3以上,滑坡體表面植被覆蓋較差,雨水面蝕在地表形成數(shù)量較多的細溝。
四是位于公路內(nèi)側(cè)的滑坡。該類滑坡主要由道路修建開挖形成,開挖后邊坡直接裸露,巖體長期受到雨水的浸潤軟化,從而導致斜坡失穩(wěn)滑動,規(guī)模一般較小,體積一般小于100m3。此類滑坡共有6個,目前多數(shù)已發(fā)生過滑動,滑坡體直接堆積在公路內(nèi)側(cè)。
2)殘坡積物。水庫徑流區(qū)內(nèi)殘坡積物主要分布于坡度稍緩地帶,由于受構(gòu)造及風化作用影響,巖體破碎,殘坡積物質(zhì)在坡面形成堆積,厚度一般0.5~8.0m,質(zhì)地松散,細粒物質(zhì)多,較易被水流沖刷、搬運。
3)溝道堆積物。區(qū)內(nèi)主河道較寬闊地段,以及一些支溝溝口,早期泥石流物質(zhì)在搬運過程中沿溝道停積,為后期泥石流發(fā)生提供物質(zhì)來源,成為固體物質(zhì)的重要來源之一。
4)人工堆積物。人工活動堆積類主要為在溝道內(nèi)順溝道切坡修建公路而產(chǎn)生,主要堆積于公路外坡。另一部分人工堆積物的主要來源為溝岸邊村民建房,開挖棄渣和建筑垃圾等直接傾倒在溝道中。該類固體物質(zhì)總量相對較少。
1)滑坡(崩塌)堆積物。按斜坡穩(wěn)定性與水流的關(guān)系分別敘述如下:
一是穩(wěn)定性直接受水流沖刷影響的滑坡。該類滑坡規(guī)模普遍較小,且數(shù)量較多,可結(jié)合主溝溝床堆積物的固定進行治理,多數(shù)不需直接治理;當滑坡體規(guī)模較大,下游溝道地形合適,且投入工程量不大時,可在其下游溝道內(nèi)修建谷坊,利用淤積物反壓坡腳,以使斜坡穩(wěn)定。
二是穩(wěn)定性部分受水流沖刷影響的滑坡。該類滑坡多規(guī)模較大,流水沖刷坡腳是導致斜坡失穩(wěn)的重要原因,對此類滑坡可結(jié)合地形在前緣溝道內(nèi)適當位置修建谷坊,利用淤積物反壓坡腳,當斜坡表面分布有沖溝時,可同時在沖溝內(nèi)布置適當數(shù)量的小型谷坊,防止流水切割斜坡表面。另外,在滑坡后緣設(shè)置截水溝,防止外圍匯水進入滑坡范圍內(nèi),對滑坡表面進行沖刷。
三是穩(wěn)定性不直接受流水沖刷影響的滑坡。該類滑坡穩(wěn)定性不直接受流水沖刷影響,雨水沖刷斜坡表層是形成入庫泥沙的主要原因。對此類滑坡的治理應(yīng)以截斷地表匯水為主,可在滑坡后緣修建截水溝,同時在前緣采用抗滑樁、擋土墻等工程手段,增加斜坡穩(wěn)定性。
四是位于公路內(nèi)側(cè)的滑坡。該類滑坡多規(guī)模不大,主要因修路切坡開挖形成,治理措施應(yīng)以攔擋為主。當滑坡規(guī)模較小時,在其前緣修建擋土墻即可;當滑坡體規(guī)模較大時,應(yīng)同時結(jié)合排水措施進行治理。
2)殘坡積物。殘坡積物形成入庫泥沙的防治應(yīng)以植被措施為主。在地形陡峭不適宜耕種的陡坡區(qū),進行退耕還林和封山育林,并嚴禁對現(xiàn)有林區(qū)樹木造成破壞;在其他緩坡區(qū),應(yīng)大力調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),推廣種植涵養(yǎng)水源效果較好的經(jīng)濟林木和果木[6]。
3)溝道堆積物。對于溝道堆積物按分布位置可分為主河道內(nèi)堆積物、支溝溝道內(nèi)的堆積物,以及小型沖溝溝道內(nèi)堆積物3類:
對于主河道,應(yīng)在流通區(qū)內(nèi)修建攔渣壩,但因溝道內(nèi)堆積物數(shù)量巨大,攔渣壩庫容無法完全滿足攔蓄要求,故可同時結(jié)合固床壩對河道內(nèi)的堆積物進行固定;
對于支溝泥石流,應(yīng)盡量采取谷坊、攔渣壩等攔擋措施[7],將物源固定在支溝內(nèi),防止其進入主河道,工程治理措施同時應(yīng)考慮溝道內(nèi)滑坡的治理;
對于小型沖溝,因其規(guī)模多較小,且多數(shù)地形陡峭不具備實施工程治理的條件,應(yīng)以植被措施為主。
4)人工堆積物。人工堆積物總量不大,當數(shù)量少時,可直接人工進行清運;當溝道內(nèi)棄渣堆放較多時,可對溝道進行疏通;將來新建道路產(chǎn)生的棄渣應(yīng)嚴禁順溝道堆放。
1)由于構(gòu)造作用發(fā)育、巖體風化破碎,加上人為墾殖活動強烈,導致岔河水庫徑流區(qū)內(nèi)水土流失嚴重,滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育;
2)徑流區(qū)內(nèi)的物源類型主要有滑坡(崩塌)堆積物、坡殘積物、溝道堆積物和人工堆積物4種類型;
3)滑坡(崩塌)堆積物形成的入庫泥沙防治措施主要為在溝道內(nèi)修建攔擋壩,利用淤積物反壓坡腳,在斜坡后緣修建截水溝,防止外圍匯水沖刷坡面。并結(jié)合擋土墻、抗滑樁等以增加斜坡的穩(wěn)定性;坡殘積物形成的入庫泥沙主要采用生態(tài)植被措施進行防治;溝道堆積物形成的入庫泥沙主要采用攔擋壩進行攔截,對于溝道內(nèi)堆積物厚度較大地段同時結(jié)合固床壩進行固定;人工堆積物則主要采用疏導、清理的手段防止其形成入庫泥沙。
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