夏春蘭

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程系，成都，611130)

西昌市西河沖刷成因及防治措施

夏春蘭

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程系，成都，611130)

從西河河道沖刷現(xiàn)狀出發(fā)，初步分析了造成河道下切的原因主要為泥石流災(zāi)害，進一步分析泥石流的形成條件，包括水文氣象、地質(zhì)地貌和人為因素。對西河泥石流的治理，提出以工程措施為主、生物措施為輔、組織管理保障實施的防治思路。

西河 沖刷 泥石流 防治措施 西昌市

1 西河沖刷現(xiàn)狀

西河為海河右岸一級支流、安寧河二級支流，發(fā)源于喜德縣紅毛梁子西坡，流向西北～東南。西河?xùn)|側(cè)與東河毗鄰且干流基本平行，西側(cè)與蔣家溝接壤。西河流經(jīng)西昌市區(qū)于刁家灣匯入海河，全流域面積215.9km2，河長30.2km，河道平均坡降為37.4‰。目前西河城區(qū)附近河道下切變形嚴(yán)重，造成岸坡及岸坡上建筑垮塌，給兩岸居民的生產(chǎn)生活帶來巨大威脅。

近年來，西河在西昌市附近河段逐步修建有攔淤壩、攔沙坎多處，在一定程度上減緩了河道下切變形，但因各個攔淤壩、攔沙坎相距較遠(yuǎn)，致使河床與堤岸仍存在嚴(yán)重沖刷現(xiàn)象。局部河床強烈下蝕，使沿河兩岸堤岸基礎(chǔ)暴露，穩(wěn)定性差，嚴(yán)重威脅沿河兩岸和城市防洪安全，不利于社會可持續(xù)發(fā)展。

2 沖刷成因剖析

西河泥石流災(zāi)害及其獨特的地層巖性為沖刷提供了有利條件。西河在歷史上就是一條間歇性泥石流溝，洪水過境常攜帶大量泥沙，形成稀性泥石流，侵蝕性強、破壞性大，近年來曾多次發(fā)生；另外由于河流縱坡較陡，河床由半固結(jié)的第三系上新統(tǒng)昔格達組組成，巖性軟弱，抗沖刷能力很差，汛期洪水沖刷極易造成河床強烈下蝕和河岸坍塌。

泥石流的形成與發(fā)育必須具備三個基本條件：(1)有利的地形地貌基礎(chǔ)；(2)豐富的補給物質(zhì)條件；(3)有適當(dāng)?shù)慕涤晁醇ぐl(fā)。西昌市獨特的水文氣象、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌、不規(guī)范的人類活動，使水土流失加劇，為西昌市西河泥石流災(zāi)害的形成和發(fā)展提供了條件。

2.1 水文氣候條件

西昌屬亞熱帶季風(fēng)氣候，具有亞熱帶高原山地立體氣候特征，干濕季分明，降雨集中在6～10月份，多年平均降雨量為1013.1mm，雨季5個月降雨量占全年降雨量的85%～92%，其中又以7、8、9三個月降雨最為集中。流域內(nèi)海拔高差大，具有亞熱帶高原山地的立體氣候，海拔每增加100m，降雨量增加30mm。

西昌市境內(nèi)每年均有形成災(zāi)害的天氣過程，根據(jù)觀測資料表明，在雨季土壤過濕的狀態(tài)下連續(xù)三日降水總量>50mm，就有可能形成泥石流災(zāi)害。5～10月連續(xù)三天降水量>50mm的次數(shù)西昌5.2次，當(dāng)H24>80mm時，就有可能發(fā)生大規(guī)模的泥石流。

多年的氣候資料和防汛記載表明，西昌市境內(nèi)平均每年有4～6次可能形成泥石流災(zāi)害的天氣過程。如1985年7月7、8、9日，東河上游區(qū)域每日最大降水量分別為94mm，51.2mm、46.3mm，這次陣發(fā)性集中暴雨導(dǎo)致東河水位猛漲，洪水?dāng)y帶大量的泥沙、塊石進入下游，沖毀東河防洪堤，洪水、泥石流沖淤西昌，致使州政府等大面積地方被洪水淹沒、泥沙淤填，損失慘重。1998年7月2～5日，佑君鎮(zhèn)保城河連續(xù)降雨，形成泥石流，沖毀河堤1000多m，沖毀房屋874間，毀滅耕地227.93hm2，河床平均淤沙厚度達3m，佑君鎮(zhèn)街面淤沙厚1.2m，造成直接經(jīng)濟損失5000多萬元。

2.2 地質(zhì)條件

2.2.1 地形地貌

西昌處于青藏高原東緣，屬橫斷山區(qū)，主要山脈與安寧河近南北向相向展布，地勢北高南低，以安寧河為界，西為大雪山系，東屬大涼山系，海拔1500m～4000m，以侵蝕構(gòu)造高山為主。以安寧河南北展布的條帶狀斷陷河谷平原，河谷寬3km～7km，最寬達11km，河漫灘及一級階地連續(xù)分布，二級階地及冰水扇群在黃聯(lián)關(guān)以南連續(xù)分布，黃聯(lián)關(guān)以北分布不廣，Ⅲ-Ⅴ階地零星分布。西昌盆地位于西昌市東側(cè)，長18km～20km，寬5km～8km，總面積約108km2；盆周被滬山、小花山環(huán)繞，盆地內(nèi)由東河、西河形成的全新統(tǒng)沖積扇組成，扇前最低高程1510m，盆地西北峽口寬僅1.5km，與安寧河斷陷平原接壤。

2.2.2 地層巖性

受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制，西昌市西河及附近出露的地層較單一，主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)及第三系上新統(tǒng)昔格達組(N2x)。

2.2.2.1 第四系沖洪積層(Q4a-pl)，廣泛分布于西昌市西河所在的河床、漫灘及沖洪積階地，由含土漂卵礫石層組成。根據(jù)攀西地質(zhì)大隊勘探資料，該層最大厚度大于50m，所含土質(zhì)為泥沙，含量9%～15%；砂多為粉細(xì)砂，含砂量約10%～17%；卵礫石多為次棱角狀，巖性以砂巖、粉砂巖等為主。河床及漫灘中含土漂卵礫石層結(jié)構(gòu)較松散，局部具架空結(jié)構(gòu)，固結(jié)程度差。階地堆積中的含土漂卵礫石層結(jié)構(gòu)較密實，固結(jié)度較好。

2.2.2.2 第三系上新統(tǒng)昔格達組(N2x)，分布于西昌市西河河床及兩岸的岸坡中，為一套河湖相碎屑巖建造，厚度變化極大，最厚達250m，巖性以半固結(jié)青灰色、淺黃色等粘土質(zhì)頁巖為主。該組地層與工程密切相關(guān)。

2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

工程區(qū)構(gòu)造部位處于川滇南北構(gòu)造帶之二級構(gòu)造帶——安寧河斷裂帶內(nèi)，西鄰錦屏弧型構(gòu)造帶，東接涼山坳褶斷帶。自前震旦系晉寧運動以來，本區(qū)發(fā)生了多期構(gòu)造運動，形成了以南北向構(gòu)造為主，兼有北西、北東向構(gòu)造交錯切割的構(gòu)造框架。

安寧河斷裂帶是本區(qū)主要斷裂構(gòu)造，由東西兩支組成，東支斷裂位于安寧河?xùn)|側(cè)，向北經(jīng)滬沽、小鹽井、紫馬跨至石棉田灣斜接于田灣——公益海斷裂上，向南經(jīng)禮州、西昌沿安寧河?xùn)|側(cè)延伸，經(jīng)德昌至?xí)硪阅?，全長350km，破碎帶寬150m～1000m，由糜棱巖、片巖夾斷層泥組成，具有強烈擠壓兼扭性特征。斷層面總體傾向東，傾角73°～80°，該斷裂具有多期性、繼承性和新生性活動特征；冕寧——西昌屬強活動段，冕寧——紫馬跨屬中強活動段，西昌以南活動性減弱。西支斷裂位于安寧河?xùn)|側(cè)，與東支斷裂相距3m～8m，向北經(jīng)冕寧、大橋至冶勒三岔河，向南經(jīng)禮州西側(cè)沿安寧河延伸，經(jīng)德昌、米易至小關(guān)心一帶，全長200km，破碎帶數(shù)十至百余米，斷層面傾向西，傾角72°～76°，大部隱伏于第四系地層之下，活動性微弱。

北西向則木河斷裂為“川滇棱形體”的一條邊界斷裂，北端在西昌西寧附近斜接安寧河?xùn)|支斷裂，南端在云南巧家附近與小江斷裂斜接，全長約75km。該斷裂活動性強，歷史上發(fā)生過多次強震，最大為1850年9月12日西昌——普格間7.5級地震，使位于邛海之濱的建昌城沉入海底。

北東向斷裂有南河斷裂和箕洛溝斷裂等，其規(guī)模和活動性均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于安寧河?xùn)|支斷裂及則木河斷裂。

綜上所述，安寧河斷裂帶規(guī)模龐大，東支斷裂自全新世以來構(gòu)造變形明顯，與之斜接的北西向則木河斷裂活動性強烈，歷史上強震、中強震均集中在這兩條斷裂上，這兩條斷裂是控制本區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性的主要斷裂。根據(jù)國家地震局限1/400萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)，地震動峰值加速度≥0.4g，地震動反應(yīng)譜周期值為0.4s，相應(yīng)地震烈度≥Ⅸ度，為高烈度區(qū)，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差。頻繁的地震，使得大量巖體、山體發(fā)生變形、斷裂、巖體破碎，使泥石流暴發(fā)頻繁。

2.2.4 物理地質(zhì)現(xiàn)象

滑坡、崩塌和風(fēng)化為泥石流的形成提供了豐富的固體物源?；轮饕植加谖骱痈闪鲀蓚?cè)高中山區(qū)，以土層及少數(shù)基巖滑坡為主，多為中、淺層滑坡；崩塌為高中山區(qū)臨坡面巖體受構(gòu)造裂隙切割，巖體破碎，在長期重力作用下失穩(wěn)崩落。西昌處于低緯度地區(qū)，雨旱兩季分明，冬暖夏涼，晝夜溫差較大，巖體破碎，風(fēng)化強烈，一般變質(zhì)砂巖和多數(shù)變質(zhì)巖強風(fēng)化深1m～3m，中代泥巖強風(fēng)化深3m～8m，少數(shù)花崗巖、斷層帶內(nèi)的砂泥巖、昔格達組泥巖風(fēng)化最強烈，強風(fēng)化深達10m～20m。

西河所處的地質(zhì)背境，在流域內(nèi)廣泛分布的坡殘積層、滑坡和崩塌堆積物、兩岸洪坡積層、溝床內(nèi)洪積與新老泥石流堆積，成為西河泥石流豐富的固體物源。

2.3 人為因素

西河災(zāi)害的人為因素是指人類過度的林木砍伐、毀林開荒造成植被破壞，以及工程建設(shè)項目未考慮水土保持措施，由此造成大面積水土流失。

泥石流的發(fā)生與發(fā)展與植被破壞密切相關(guān)。近30年來西河流域中上游居住的農(nóng)牧民生產(chǎn)方式落后，而這些地帶，坡面的坡度很大，一般都大于25°，由于砍伐與放牧的踐踏，灌叢稀疏，土地板結(jié)，地表沖溝發(fā)育，侵蝕較強烈，加劇了水土流失，易于形成泥石流。

從目前境內(nèi)泥石流的情況估計，人為毀林開荒和項目建設(shè)所造成的水土流失，占泥石流物源總量的70%左右，而滑坡崩塌堆積物、兩岸洪坡積層等物源，占泥石流總量的30%左右。

3 防治措施建議

3.1 工程措施

3.1.1 攔擋工程

鑒于西河目前河道下切變形嚴(yán)重，為保證河道穩(wěn)定，防止河床繼續(xù)下切退蝕，建議在河道上修建密集的梯級攔擋工程。攔擋工程不建議修建高大水工建筑，宜采用相對低矮的攔擋建筑，如頂高高出河床約50cm左右的抗沖底坎；同時攔擋工程區(qū)間間距不宜過大，平均間隔300m～500m為宜，以完善河段治理體系，避免造成區(qū)間防護漏洞。該類工程措施主要功用為防止河道下切，因勢利導(dǎo)，能擋則擋，反之則放，對泥石流過境無形態(tài)上的束縛和管制；局部適當(dāng)修復(fù)河床、降低河床比降，使水流趨于平緩，降低其沖刷、淘蝕作用。

3.1.2 防護工程

西河城區(qū)兩岸已修建堤防，但由于堤防工程不連續(xù)，局部存在防護漏洞，同時河道下切變形，河床與堤岸存在嚴(yán)重沖刷現(xiàn)象，局部河床強烈下蝕，加上河道強烈的側(cè)向侵蝕作用，使沿河兩岸部分堤岸基礎(chǔ)暴露。因此，對西河泥石流治理除修建橫向攔擋工程外，還應(yīng)結(jié)合縱向防護工程一起進行。防護工程主要以城區(qū)河段岸坡防洪工程為主，主要措施為完善防護體系，修復(fù)破壞堤防，加大基礎(chǔ)埋深，穩(wěn)固岸坡或堤岸，保障沿岸人民生命財產(chǎn)安全。

3.1.3 停淤工程

在泥石流溝道出口有條件的地方修建停淤壩構(gòu)建停淤場，以減小泥石流規(guī)模，使其轉(zhuǎn)為挾沙洪流，降低對下游的危害。根據(jù)泥石流運動特征和地形條件，將泥石流引入停淤場，使其自然減速后淤積。為了增大停淤量，停淤場場地要開闊，并且要有合適的縱向坡度。

3.2 生物措施

生物措施主要集中在河道中上游，利用植被對地表土有滯洪固土、截流雨水的作用，防止水土流失，削減地表徑流和固體物質(zhì)補給量，從而達到預(yù)防泥石流的作用。生物防治，目的是抑制地表徑流運動在坡面造成的水土流失，具體就是在泥石流形成區(qū)，通過營造不同類型的森林，保護、發(fā)展灌木林和草本植被，提高地表覆蓋率；禁止在泥石流溝中隨意棄土、棄渣、堆放垃圾；在山坡上修建工程時，要保持邊坡的穩(wěn)定，并且對施工的棄土、棄渣采取水保措施，不能人為造成水土流失、崩滑等固體物質(zhì)來源。生物措施是對泥石流形成區(qū)進行治本的根本性措施，盡管治理時間長、見效慢，可一旦成功，就能帶來長期穩(wěn)定的綜合效益，所產(chǎn)生的防治效果非常明顯。生物措施實施成功后，加以及時地?fù)嵊芾砗捅Ｗo，就能長期發(fā)揮作用，并且隨著時間的推移效果越來越明顯。

3.3 組織管理

組織管理措施在于保證泥石流治理措施的正常實施和泥石流防治工程的正常運轉(zhuǎn)。政府部門應(yīng)加強泥石流災(zāi)害宣傳，如廣播及普及防災(zāi)知識等，加強群眾的防范意識，保護好當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，降低泥石流發(fā)生的可能性與危害。另外，頒布社會行政法令包括用于保護泥石流治理工程的布告、法令、守則等，嚴(yán)格執(zhí)行“水土保持工程必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用”的“三同時”制度。

4 結(jié)語

通過對西昌市西河河道沖刷現(xiàn)狀及成因分析，西河泥石流災(zāi)害是造成河道下切變形嚴(yán)重的主要原因，西昌市獨特的水文氣象、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌、不規(guī)范的人類活動使水土流失加劇，為西昌市西河泥石流災(zāi)害的形成和發(fā)展提供了條件。

對西河泥石流的治理，建議采用工程措施為主、生物措施為輔、組織管理保障實施的防治思路。工程措施治理近期的泥石流災(zāi)害，治理工程從攔擋、防護及停淤著手；生物措施對泥石流形成區(qū)進行根治；組織管理措施保證泥石流治理措施的正常實施和泥石流防治工程的正常運轉(zhuǎn)。

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