付小麟 贾银贵
凉山州地质环境监测站，四川 凉山彝族自治州 615000
摘要：普格县地质灾害频发，泥石流灾害尤其突出。本文通过资料收集和野外调查，对泥石流的地形条件、物源条件及水动力条件进行详细调查。在此基础上，对泥石流运动和动力学参数进行分析计算，获取了主要特征参数，为泥石流防治工程设计提供了定量数据，并以此为依据提出了“拦砂坝+防护堤”治理措施建议。
关键词： 棉花沟 泥石流 基本特征 治理措施
1.研究背景
普格县棉花沟泥石流位于普格县华山乡建设村4社，沟口地理坐标为：北纬27°20′0″，东经102°34′0″。该沟历史上发生过多次泥石流，最近一次较大规模的泥石流发生在2010年7月，泥石流体漫过沟道，冲入居民房屋，造成多处房屋垮塌破坏，淹没大片耕地，造成沟口省道212线桥洞堵塞，交通中断。在此背景下，本文通过对棉花沟泥石流的形成条件及特征参数进行分析和计算，为该泥石流沟的治理提供参考依据。
2.泥石流形成条件
2.1地形条件
棉花沟流域为典型的侵蚀、剥蚀构造中高山地貌，平面形态呈长条形，主沟长7.9km，横向宽1.5km，沟域面积8.76km2，区内最高海拔3130m，沟口最低海拔高程1100m，相对高差2030m。主沟由东向西展布，总体顺直，局部弯道发育。棉花沟共发育2条较大的支沟，其中1#支沟长度4.5km，由东向西然后转向南汇入主沟，2#支沟较短，沟长1.88km，由东向西然后转向南汇入主沟，为清水沟。
根据泥石流发育情况，可将棉花沟流域划分出清水区、形成流通区和堆积区。泥石流清水区主要分布于高程在2480m以上区域，清水区主沟长2.7km，面积2.54km2，比降148.6～434.6‰，呈“V”字型，两岸斜坡30°～60°，局部直立，两侧斜坡植被覆盖率高，未见崩塌、滑坡等不良地质现象发育，主要为泥石流的汇水区域。
形成流通区分布于1175～2480m高程区域，主沟长4.4km，面积5.84km2，沟床平均比降295.7‰，沟道呈深“V”字型，两岸斜坡50°～70°，局部直立，沟道两岸不良地质现象较发育。沟道内主要以崩坡积块石和泥石流堆积块石为主，部分沟段由于崩积巨石形成陡坎，局部沟段可见基岩出露。由于岩性差异和后期流水侵蚀，沟道中上游呈多级阶梯状跌落。
堆积区分布于1100～1175m高程区域，沟道长780m，面积0.38km2，沟道右侧较为平缓，部分地方为洼地，沟道左侧为缓坡，坡度约为20～30°，沟床顺直宽缓，呈“U”字型，宽40～120m不等，利于泥石流的堆积。
2.2物源条件
根据勘查成果资料显示，沟域内总物源量为4.1×105m3，可参与泥石流活动的动储量为1.06×105m3，P=5%的雨强条件下泥石流一次固体物质冲出量为1.626×104m3。
2.3水动力条件
棉花沟位于黑水河左岸，总体流向由南向北，汇水面积约8.76km2，沟谷幽深，上游多呈“V”字型沟谷，下游呈“U” 字型沟谷。主沟长7.9km，主要支沟有1#支沟、2#支沟，沟谷谷底狭窄，沟床平均比降为105.6～590.6‰，具有短时间内地表水汇聚的水流条件。
勘查期间，棉花沟沟道上游有流水，下游为干沟，沟内水主要接受大气降水补给，其水动力强大，冲蚀和携带固体物质的能力较强。如此，暴雨条件下，沟内水流可裹带沟床及沟岸两侧大量松散物质沿沟而下，致使流体中固体物质含量增多，形成破坏力很强的泥石流。
3.泥石流基本特征值计算
3.1泥石流流体重度
据勘查报告，本次泥石流重度采用查表法取得的结果，即γc=1.752 t/m3。
3.2泥石流流量
按中国公路科学研究所提出的经验公式，分别计算暴雨洪峰流量和泥石流峰值流量。
（1）暴雨洪峰流量计算
根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中雨洪法公式计算暴雨洪水流量如下：
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3.4一次泥石流过流总量
一次泥石流过流总量按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）附录I提供的计算公式进行计算：
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计算得出：棉花沟泥石流20年一遇下的一次泥石流过流总量为35670m3。
3.5一次泥石流固体冲出物
一次泥石流固体冲出物按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）
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计算得出：拦砂坝处断面泥石流大块石冲压力35.19Kpa。
3.7泥石流爬高和最大冲起高度
泥石流遇反坡，由于惯性作用，将沿直线前进的现象称为爬高。泥石流遇阻，其动能瞬间转化为势能，撞击处使泥浆及包裹的石块飞溅起来，称为泥石流的冲起。泥石流爬高和最大冲起高度按《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DT/T0220－2006）提供的计算公式进行计算：
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4 .泥石流治理措施建议
棉花沟泥石流在20年一遇的情况下，泥石流一次冲出固体物质为1.626万m3，而泥石流最终排往黑水河。经计算，黑水河的输砂量约为0.87万m3，若对棉花沟泥石流直接采取排导的方式，可能导致黑水河堵塞。因此，综合考虑多种因素，对棉花沟泥石流采取“拦砂坝+防护堤”相结合的方式对该泥石流沟进行治理。
（1）拦砂坝工程
主要用于控制泥石流的动能和流量，减轻泥石流的危害性。棉花沟拦砂坝布设位置处主沟纵坡小，且为卡口段，可有效利用地形减少工程造价并达到拦截较大库容的目的。此外，坝址处有村路通达，方便后期物源清理。因此，拦砂坝适用于棉花沟泥石流的治理。
（2）防护堤工程
泥石流通过居民区，为保证两岸居民点及公路不受泥石流的危害，在该段布设防护堤，使泥石流尽可能在沟道内流通。
5.结论
本文从泥石流的地形条件、物源条件及水动力条件入手，通过查询相关资料，计算出泥石流的流量、流速、一次泥石流过流总量、一次泥石流固体冲出物、泥石流冲起高度等泥石流特征参数，并以此为依据，提出了“拦渣坝+防护堤”相结合的治理措施建议。
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