新疆阿合奇县牙郎奇规划区泥石流灾害防治工程

杨飞飞

摘要：防治区位于新疆阿合奇县牙郎奇新城规划区北侧冲洪积扇，防治对象主要为威胁牙郎奇新城规划区的1号主沟、1-1支沟及1-2支沟的泥石流灾害，防治工程通过“稳、拦、停、排”相结合的防治模式，在下切侵蚀严重的沟道出山口区段设置谷坊坝，在沟口上游设置导流堤，在拟建导流坝至托什干河间设置排导槽，排导槽上游布设沉砂池，最终降低了沟道纵坡，稳固了沟道物源，经拦挡和停淤后，将下泄水流顺利排导至托什干河，达到了消除或减轻牙郎奇新城规划区遭受泥石流灾害的威胁的目的。

关键词：泥石流；谷坊坝；导流堤；沉砂池；谢才公式

一、防治区概况

防治区位于新疆阿合奇县牙郎奇新城规划区北侧冲洪积扇，防治对象主要为威胁牙郎奇新城规划区的1号主沟、1-1支沟及1-2支沟的泥石流灾害，汇水面积约为12km²。

由于泥石流具有强烈的下切作用，其强大的侵蚀作用破坏沟源和沟谷两岸土岩石体的稳定性，引起地质灾害的发生，加剧水土流失，并使泥石流活动更趋于频繁。由于泥石流沟谷在春季融雪水和夏季暴雨洪水的作用下，携带洪积扇及沟底松散堆积物下冲，形成稀性水石流，对牙郎奇新城规划区居民人身安全构成威胁，对道路、林带及草地构成威胁。

二、泥石流危害

淤埋危害：是泥石流堆积区一种常见形式，可使区内设施淤埋破坏。

冲毁危害：泥石流具有来势迅猛，流速快，能量大特点，因而县有巨大冲刷、撞击能力，直接威胁泥石流下游区建筑设施及人民生命财产安全。

根据沟道现状情况可知，泥石流地质灾害其危害主要发生于堆积区及堆积影响区，主要对下游牙朗奇新城区造成威胁。在泥石流堆积影响区范围内，分布有无锡新村、沙棘厂以及新城区道路等。依据以往发生的泥石流灾害的破坏形式和破坏范围，主要为泥石流的冲毁危害。

三、防治工程设计

1、已有的工程设施及功效分析

当地县政府为了防止北部山区洪水对新城区规划建设的危害，2012年至2013年在牙朗奇新城规划区北侧二级阶地的2、3号泥石流主沟及支沟沟口沿线修建了防洪渠及泄洪渠。已建工程主要包括防洪渠2.255km，泄洪渠1.1km。

已建防洪工程于2013年7月竣工，运行期已经1年，期间遭遇了暴雨形成的泥石流灾害。对2、3号泥石流沟下泄物源的拦挡和停淤起到了较好的作用，但已建泄洪渠不能满足不冲不淤的排导要求，存在设计的不合理陛。若泥石流物源淤积在泄洪渠内，将会堵塞公路涵洞、造成洪水冲毁公路、涵洞以及危及新城区的建设和发展。

2、新建防治工程

防治工程总体思路为：“稳、拦、停、排”相结合的防治模式。该泥石流沟整体较为宽广，目在下游沟口区段下切侵蚀严重，故在沟口区段布设谷坊坝、沟口上游没置导流堤，以防止沟道下切、改善现状沟道流通条件，起到“稳”的作用。结合当地已建部分土坝，在泥石流沟沟口布设横向导流坝，便于泥石流物源的拦挡、停淤以及后期物源清理，起到“拦、停”的作用。在沟口导流坝至托什干河区段设置排导工程，起到“排”的作用，使泥石流物源被拦截后的下泄水排泄通畅。具体防治工程如下：

1、在下切侵蚀严重的沟道出山口区段设置谷坊坝，可稳固沟床、拦挡部分泥石流物源。

2、在沟口上游设置导流堤，其主要作用是改善沟道流通条件、规整沟道流向。

3、在沟口下游没置导流坝，便于沟口物源的拦挡、停淤（以及后续物源清理），还可起到导流功效将沟道下泄水导入排导槽。

4、在拟建导流坝至托什干河间设置排导槽，排导槽上游布设沉砂池，以便将物源拦截后的下泄水排导至托什干河。

四、对本泥石流防治工程特色的总结分析

以往设计方案在沟内（流通区）内设置拦砂坝拦截泥石流，将物源拦截在坝体库容内，根据泥石流灾害防治工程设计规范，在同一河段内设置的拦砂坝不少于3座，此类传统设计较为保守，对防治泥石流灾害简单有效，但有以下三方面缺陷：一是沟道内需具备设置拦砂坝的条件，设坝处两侧山体为坚硬基岩，并有一定的库容。二是沟道内一般都是山高路陡，造成后期的清淤工作较为困难，三是拦眇}贝工作量较大，施工成本较高。

依据本工程的地形条件，即沟内没有理想的停淤库容，因此，拦挡停淤位置设置在沟道下游即泥石流堆积区，停淤设施为宽度较大的排导槽和沉砂池，并在排导槽内分段设置齿墙拦挡泥石流物源。

此方案较拦砂坝避免了后期维护和清淤不便的缺陷，且施工地点选择在宽阔、平缓的沟道下游，施工难度及间接成本较沟道上中游大大降低。

五、谢才公式在泥石流工程中的应用

分析谢才公式，影响泥石流流速的可控因素只有两个，一个是湿周X，—个是糙率n，如果设计在泥石流沟上游降低泥石流流速，可排导槽底部设置宽—些，即增大湿周X，将槽壁材料设计为糙率较大的浆砌石结构。如果设计在泥石流沟下游加快速度，以便迅速将剩余稀性水石流排走，可将排导槽设计为V字型，减小湿周，槽壁材料设计为糙率较大的混凝土结构。

六、防治效果评价

本次防治工程方案降低了沟道纵坡，稳固了沟道物源，经拦挡和停淤后，将下泄水流顺利排导至托什干河。最终达到了消除或减轻牙郎奇新城规划区遭受泥石流灾害的威胁的目的。