典型堵河型泥石流致灾和防治模式——以平武县卿家沟泥石流为例

陈鹏飞, 王佩, 江雪峰, 武荣华, 周盼. 典型堵河型泥石流致灾和防治模式——以平武县卿家沟泥石流为例[J]. 中国地质调查, 2025, 12(1): 120-128. doi: 10.19388/j.zgdzdc.2024.134
引用本文: 陈鹏飞, 王佩, 江雪峰, 武荣华, 周盼. 典型堵河型泥石流致灾和防治模式——以平武县卿家沟泥石流为例[J]. 中国地质调查, 2025, 12(1): 120-128. doi: 10.19388/j.zgdzdc.2024.134
CHEN Pengfei, WANG Pei, JIANG Xuefeng, WU Ronghua, ZHOU Pan. Cause and prevention model of typical river-blocking debris flow disaster: A case study of Qingjia gully debris flow in Pingwu County[J]. Geological Survey of China, 2025, 12(1): 120-128. doi: 10.19388/j.zgdzdc.2024.134
Citation: CHEN Pengfei, WANG Pei, JIANG Xuefeng, WU Ronghua, ZHOU Pan. Cause and prevention model of typical river-blocking debris flow disaster: A case study of Qingjia gully debris flow in Pingwu County[J]. Geological Survey of China, 2025, 12(1): 120-128. doi: 10.19388/j.zgdzdc.2024.134

典型堵河型泥石流致灾和防治模式——以平武县卿家沟泥石流为例

  • 基金项目:
    绵阳市发展与改革委员会“平武县2024年度地质灾害综合治理(编号:2311-510700-04-01-465475)”项目资助
详细信息
    作者简介: 陈鹏飞(1989—),男,高级工程师,主要从事地质灾害防治研究方面的工作。Email:412386438@qq.com
    通讯作者: 王佩(1996—),女,助理工程师,主要从事地质灾害防治研究方面的工作。Email:773025076@qq.com

Cause and prevention model of typical river-blocking debris flow disaster: A case study of Qingjia gully debris flow in Pingwu County

More Information
  • 为探寻典型堵河型泥石流致灾和防治模式,以涪江流域中上游典型堵河型泥石流卿家沟为例,通过调查走访、实地测量、综合论证等方法,总结出了典型堵河型泥石流4种主要致灾模式: 主河上游淹没及次生灾害、主河下游洪水及次生灾害、主河异岸冲蚀和淹没、泥石流沟口渐进式后退淤堵。基于该型泥石流的基本特征和致灾机理,提出了两种防治模式: 一是中上游拦砂固源,沟口原沟排导模式; 二是堆积区沟道改移防治模式。结果表明,两种模式在防灾技术层面上均具有较高的可行性。研究可为堵河型泥石流灾害的防治提供新的视角和方法,对类似特征泥石流灾害防治具有借鉴意义。

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  • 图 1  研究区区域构造简图

    Figure 1. 

    图 2  泥石流物源平面分布

    Figure 2. 

    图 3  卿家沟泥石流异岸冲蚀照片

    Figure 3. 

    图 4  泥石流爆发后现场照片

    Figure 4. 

    图 5  泥石流渐进式后退淤堵示意图

    Figure 5. 

    图 6  泥石流沟道改移防治示意图

    Figure 6. 

    表 1  研究区不同设防频率下雨强值

    Table 1.  Rainfall intensity calculation results for different fortification frequencies in the study area

    频率P/% 平均值/(mm·h-1) 变差系数Cv1 模比系数Kp 设计雨强/(mm·h-1)
    1 2.872 57.44
    2 2.522 50.44
    5 20 0.53 2.050 41.00
    10 1.696 33.92
    20 1.336 26.72
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    表 2  卿家沟泥石流流量

    Table 2.  Debris flow discharge calculation for Qingjia gully

    频率P/% 泥沙修正系数φ 暴雨洪水流量QP/(m3·s-1) 堵塞系数Dc 泥石流洪峰流量Qc/(m3·s-1)
    1 0.67 55.57 2.5 231.56
    2 0.67 47.02 2.5 195.93
    5 0.67 35.86 2.5 149.40
    10 0.67 27.78 2.5 115.74
    20 0.67 19.90 2.5 82.93
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    表 3  泥石流过流量和固体物质冲出量

    Table 3.  Debris flow excess flow and solid matter flushing output

    频率P/% 泥石流过流量Q/104 m3 固体物质冲出量QH/104 m3
    1 14.67 5.87
    2 12.41 4.97
    5 9.47 3.79
    10 7.33 2.93
    20 5.25 2.10
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    表 4  根据流量堵塞涪江判别结果

    Table 4.  Assessment results for Fu river blockage based on discharge

    频率/% 主河单宽流量QM/(m3·s-1) 泥石流单宽流量QB/(m3·s-1) 交角θ/(°) 判别系数CF
    2 5 16.33 90° -6.36
    5 5 12.45 90° -6.09
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    表 5  根据规模堵塞涪江判别结果

    Table 5.  Assessment results for Fu river blockage based on scale

    主河水面宽B/m 水下安息角φw/(°) 沟口原堆积扇或岸坡的坡度α/(°) 泥石流堆积体纵坡φc/(°) 主河水深h/m 三角形堵河所需泥石流体积Qs/m3
    30 18° 4.5° 2.5 5 952.94
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    表 6  拦砂坝设置基本情况

    Table 6.  Basic information of sediment storage dam design

    有效坝高/m 回淤面积/m2 回淤长度/m 库容/104 m3
    15 8 929 114~130 5.09
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    表 7  设坝后下游排导工程流量设计参数

    Table 7.  Downstream conveyance project flow parameters after dam design

    频率P/% 泥石流重度γc/(t·m-3) 泥沙修正系数 堵塞系数Dc 泥石流洪峰流量Qc/(m3·s-1)
    2 1.660(1.50) 0.67(0.43) 2.5(1.8) 195.93(121.44)
    5 1.660(1.50) 0.67(0.43) 2.5(1.8) 149.40(92.60)
    注: “()”内为设置拦砂坝后下游泥石流流量特征参数。
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    表 8  不同泥石流治理模式优缺点对比表

    Table 8.  Comparison table of advantages and disadvantages of different debris flow prevention and control models

    治理方案 治理效果 经济性 优点 缺点
    中上游拦砂固源、沟口原沟排导模式 拦砂固源条件较好时,两者相当; 条件较差时,模式二更优 模式一多设拦砂坝,后期仍需定期清淤。模式二改沟长度一般短于原自然沟道,排导工程长度更小。模式一工程建设和维护成本一般较高 ①治理工程几乎不改变原沟道位置和形态;
    ②治理工程征地协调工作难度小
    ①工程建设规模大,拦砂坝需定期清淤,工程建设和维护成本较高;
    ②中上游拦砂固源工程布设条件较差时,仍存在堵河风险;
    ③交汇角改变幅度小,主河水动力条件差,主河宽度窄,除减少固体物质冲数量外,其余堵河基本要素改变有限
    堆积区沟道改移防治模式 ①改沟后纵坡较陡,堆积区淤积条件改善;
    ②改沟后交汇角大幅减小,主河变宽,主河水动力条件更强,泥石流堵溃主河情况得到根本改善;
    ③改沟方案圬工量小,维护成本低
    ①改沟可能占用房屋或耕地,拆迁或征地难度较大;
    ②改沟后需要对原沟道进行复垦,耕地占补平衡手续复杂
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  • [1]

    杨顺, 黄海, 田尤, 等. 涪江上游泥石流灾损土地资源化利用模式[J]. 中国地质调查, 2019, 6(5): 124-130. doi: 10.19388/j.zgdzdc.2019.05.14

    Yang S, Huang H, Tian Y, et al. Land utilization modes of debris flow disaster areas in the upper reaches of Fujiang River[J]. Geological Survey of China, 2019, 6(5): 124-130. doi: 10.19388/j.zgdzdc.2019.05.14

    [2]

    张金山, 沈兴菊, 谢洪. 泥石流堵河影响因素研究——以岷江上游为例[J]. 灾害学, 2007, 22(2): 82-86.

    Zhang J S, Shen X J, Xie H. Study on factors affecting the river-blocking due to debris-flow in the upper reaches of Minjiang river[J]. Journal of Catastrophology, 2007, 22(2): 82-86.

    [3]

    张金山, 谢洪. 岷江上游泥石流堵河可能性的经验公式判别[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(4): 651-655.

    Zhang J S, Xie H. Calculation of the possibility of river-blocking due to debris flow in the upper reaches of Minjiang river[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2008, 17(4): 651-655.

    [4]

    陈德明, 王兆印, 何耘. 泥石流入汇对河流影响的实验研究[J]. 泥沙研究, 2002, 27(3): 22-28.

    Chen D M, Wang Z Y, He Y. Experimental study on the fluvial process of debris flow discharging into a river[J]. Journal of Sediment Research, 2002, 27(3): 22-28.

    [5]

    胡卸文, 罗刚, 王军桥, 等. 唐家山堰塞体渗流稳定及溃决模式分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2010, 29(7): 1409-1417.

    Hu X W, Luo G, Wang J Q, et al. Seepage stability analysis and dam-breaking mode of Tangjiashan barrier dam[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2010, 29(7): 1409-1417.

    [6]

    刘翠容. 泥石流堵塞大河判据及沿河线减灾对策[D]. 成都: 西南交通大学, 2014.

    Liu C R. Critera of Blocking Large River by Debris Flow and Diaster Reduction Countermeasures in Highways Along Rivers[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2014.

    [7]

    刘志刚, 邢忠信, 王孟科, 等. 震后地质灾害特征与防治研究: 以汶川地震灾区为例[M]. 北京: 地质出版社, 2014.

    Liu Z G, Xing Z X, Wang M K, et al. Characteristics of Post-Earthquake Geological Hazards and Prevention Research: A Case Study of the Wenchuan Earthquake Disaster Area[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2014.

    [8]

    四川省水文水资源勘测局. 四川省暴雨统计参数图集[Z]. 成都: 四川省水文水资源勘测局, 2010.

    Sichuan Hydrological and Water Resources Survey Center. Atlas of Statistical Parameters for Rainstorm in Sichuan Province[Z]. Chengdu: Sichuan Hydrological and Water Resources Survey Center, 2010.

    [9]

    杨东旭, 游勇, 陈晓清, 等. 强震-暴雨叠加区小岗剑泥石流灾害特征与防治关键技术[J]. 兰州大学学报: 自然科学版, 2015, 51(6): 898-903.

    Yang D X, You Y, Chen X Q, et al. Disaster characteristics and key technologies for treatment of Xiaogangjian debris flow in severe earthquake and intense rainstorm areas[J]. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences), 2015, 51(6): 898-903.

    [10]

    中国地质灾害防治工程行业协会. T/CAGHP 006—2018泥石流灾害防治工程勘查规范(试行)[S]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2018.

    China Geological Hazard Prevention Engineering Industry Association. T/CAGHP 006—2018 Specification of Geological Investigation for Debris Flow Stabilization[S]. Wuhan: China University of Geosciences Press, 2018.

    [11]

    郭志学, 曹叔尤, 刘兴年, 等. 泥石流堵江影响因素试验研究[J]. 水利学报, 2004, 35(11): 39-45.

    Guo Z X, Cao S Y, Liu X N, et al. Experimental study on parameters affecting the river-blocking due to debris flow[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2004, 35(11): 39-45.

    [12]

    蒋忠信. 震后泥石流治理工程设计简明指南[M]. 成都: 西南交通大学出版社, 2014: 400-401.

    Jiang Z X. Concise Guide to the Design of Post-Earthquake Debris Flow Control Engineering[M]. Chengdu: Southwest Jiaotong University Press, 2014: 400-401.

    [13]

    何易平. 泥石流对山区河流河床演变的影响[D]. 成都: 中国科学院成都山地灾害与环境研究所, 2003.

    He Y P. The Impact of Debris Flows on the Evolution of Mountain River Beds[D]. Chengdu: Institute of Mountain Hazards and Environment, CAS, 2003.

    [14]

    蒋忠信. 震后山地地质灾害治理工程勘查设计实用技术[M]. 成都: 西南交通大学出版社, 2018: 68-70.

    Jiang Z X. Practical Techniques for Investigation and Design of Geological Hazard Mitigation Engineering in Mountainous Areas After Earthquakes[M]. Chengdu: Southwest Jiaotong University Press, 2018: 68-70.

    [15]

    文强, 胡卸文, 刘波, 等. 四川丹巴梅龙沟"6·17"泥石流成灾机理分析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(3): 23-30.

    Wen Q, Hu X W, Liu B, et al. Analysis on the mechanism of debris flow in Meilong valley in Danba County on June 17, 2020[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(3): 23-30.

    [16]

    唐川, 李为乐, 丁军, 等. 汶川震区映秀镇"8·14"特大泥石流灾害调查[J]. 中国地质大学学报: 地球科学版, 2011, 36(1): 172-180.

    Tang C, Li W L, Ding J, et al. Field investigation and research on giant debris flow on August 14, 2010 in Yingxiu Town, epicenter of Wenchuan earthquake[J]. Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 2011, 36(1): 172-180.

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出版历程
收稿日期:  2024-02-04
修回日期:  2024-11-19
刊出日期:  2025-02-25

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