額爾德木圖 顧新魯 王雙成 賀根義丁光發(fā)

（①新疆自然資源廳地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目管理中心 烏魯木齊 830000②新疆地礦局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì) 昌吉 831100）

1 新疆泥石流災(zāi)害發(fā)育特征及流體參數(shù)

截止2010年，全疆泥石流災(zāi)害總計(jì)1664處，分布于全疆14個(gè)地、州（市），其中以泥石流為主，合計(jì)906條，占54.45%；其次為水石流，合計(jì)712條，占42.79%；泥流較少，合計(jì)46條，占2.76%。已發(fā)生1470處，潛在泥石流隱患194處[1]。區(qū)內(nèi)的泥石流災(zāi)害及潛在泥石流以小型[2]為主，合計(jì)1331個(gè)，占區(qū)內(nèi)總數(shù)的79.99%，其次為中型，合計(jì)265個(gè)，占區(qū)內(nèi)總數(shù)的15.93%，大型43個(gè)，占區(qū)內(nèi)總數(shù)的2.58%，巨型25個(gè)，占區(qū)內(nèi)總數(shù)的1.50%。

上述溝谷近些年均已產(chǎn)生了較大的危害，在分析上述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，取得了如下認(rèn)識(shí)：

（1）泥石流溝谷流域面積一般為1-50平方千米，多數(shù)為季節(jié)性、標(biāo)準(zhǔn)性溝谷[3]，大于100平方千米的多數(shù)為常年流水的河谷區(qū)，小于1平方千米的主要為山坡型泥石流。

（2）分布在高山區(qū)為冰川積雪消融型泥石流，分布在中山區(qū)為降雨型泥石流，分布在中山帶與第四系滑坡相伴生而形成的暴雨型或降雨型泥流。

（3）一次固體物質(zhì)總量與流量、流速均是泥石流是否產(chǎn)生危害的重要流體動(dòng)力參數(shù)，上述一次固體物質(zhì)總量均在2000立方米以上，流體流速一般為3-5米/秒，峰值流量50-200立方米/秒，其均可產(chǎn)生沖蝕、側(cè)蝕及於埋危害。

（4）相對(duì)高差與溝床比降是流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)的主要控制因素，上述溝谷的相對(duì)高差一般為300-500米，比降80-150‰，均為較易引發(fā)泥石流災(zāi)害。

2 泥石流形成模式分析

在總結(jié)全疆泥石流特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，充分考慮其成因動(dòng)力因素與機(jī)理，將泥石流形成模式概括為6類，各類特征、代表性點(diǎn)及防治工程措施如下（表1）。

表1 泥石流形成模式及防治工程措施

3 防治工程中技術(shù)參數(shù)選取

（1）泥石流流體參數(shù)的優(yōu)選

流體參數(shù)主要包括容重、流速、峰值流量、一次固體物質(zhì)總量等，其與地形地貌特征相結(jié)合是優(yōu)選泥石流防治工程措施的主要依據(jù)，如容重、流速及一次固體物質(zhì)總量控制攔砂壩庫(kù)容、壩體位置、數(shù)量、壩體強(qiáng)度等，峰值流量則控制排導(dǎo)、渡槽過(guò)流等措施的結(jié)構(gòu)尺寸等。

（2）流速的控制

原則上是通過(guò)防治工程措施將泥石流流體速度控制在對(duì)溝道及堆積影響不沖不淤的參數(shù)范圍內(nèi)，即1.5-3.5米/秒，流速過(guò)小則淤積于溝道內(nèi)，造成淤埋危害；流速過(guò)大則沖蝕與側(cè)蝕溝道，造成沖蝕危害。

（3）峰值流量的修正

規(guī)范中推薦的峰值流量計(jì)算公式較多，計(jì)算出的參數(shù)成果也是相差極大（2-3倍），其嚴(yán)重地影響防治主體工程的設(shè)計(jì)工程量，因此需對(duì)其通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比修正，常用的形態(tài)調(diào)查法[5]（泥痕法）與雨洪法（水文分析法）修正推薦的峰值流量。

（4）設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和攔、排泥石流固體物質(zhì)總量的校核

城市、村鎮(zhèn)及公路、鐵路的泥石流設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)[6]（正常工況）有一定的區(qū)別，村鎮(zhèn)一般按20年一遇工況設(shè)計(jì)（50年校核），城市按50年一遇設(shè)計(jì)（100年校核），但近些年疆內(nèi)極端氣候頻發(fā)，泥石流的爆發(fā)規(guī)模均超過(guò)了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，為泥石流防治工程中的非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的難度。

（5）水沙分流與固坡工程中參數(shù)選取的探討

在奎屯河流域4號(hào)溝采用了泥石流防治中的水沙分流技術(shù)，但對(duì)于水沙分流比例仍處于探討階段，如原則上應(yīng)全部分流進(jìn)入溝谷中的水源，但實(shí)際中投入的工程量巨大，費(fèi)用極高，因此進(jìn)入溝谷的臨界水流量是設(shè)計(jì)工程的關(guān)鍵，初步選取了分流水沙比例為5：1。

4 小結(jié)

（1）疆內(nèi)泥石流以規(guī)模小型化，多以稀性為主的特征，多數(shù)對(duì)通過(guò)山區(qū)、丘陵區(qū)的公路、鐵路及村莊、城鎮(zhèn)產(chǎn)生危害，受近些年極端氣候影響，具有突發(fā)性增大、破壞性增強(qiáng)的特點(diǎn)。

（2）通過(guò)對(duì)已查清了20處泥石流的形態(tài)、規(guī)模及流體特征的比較分析，提出了防治工程技術(shù)參數(shù)選取中的一些結(jié)論與建議。

（3）充分考慮其成因動(dòng)力因素與機(jī)理，將泥石流形成模式概括為6類：中、上游崩塌滑坡轉(zhuǎn)化啟動(dòng)模式、中、下游崩塌滑坡轉(zhuǎn)化啟動(dòng)模式、坡面坍塌啟動(dòng)模式、溝床侵蝕啟動(dòng)模式、棄土棄渣滑塌啟動(dòng)模式、綜合啟動(dòng)模式。

（4）系統(tǒng)地掌握泥石流分布、發(fā)育特征及成災(zāi)機(jī)理是十分必要的，下一步應(yīng)根據(jù)包含近期極端氣候資料的新的氣候序列重新確定不同頻率的雨量標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不變但設(shè)防雨量標(biāo)準(zhǔn)提高。