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摘要:泥石流是最常见的地质灾害类型之一,随着全球气候的不断恶化,辽宁地区的强降雨日数也逐年增多,泥石流灾害也时有发生。尤其是各大、中型矿山的排土(岩)场,松散堆积物丰富,极易形成滑坡和坡面泥石流灾害。概要地总结辽阳市弓长岭区莰沟西口泥石流灾害特征,将其划分为形成区、流通区和堆积区三个部分,并对其形成条件和形成机制做初步分析。
关键词:泥石流;灾害;地形地貌;松散碎屑物;降水
中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0220166-02
0、前言
茨沟西口泥石流灾害,发生于2006年08月01日晚10时30分左右,位于辽阳市弓长岭区苏家街道茨沟西口,地处弓长岭铁矿320排土场南缘,行政区划隶属于辽阳市弓长岭区管辖。该泥石流灾害是由于受連日降雨等因素的作用和影响,弓矿320#排土场南缘松散堆积物顺坡而下,形成泥石流,使其下部的公路、行驶车辆和两户民房被掩埋损毁,造成了一定的经济损失,并险些造成重大的人员伤亡。
1、泥石流灾害特征
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。它的运动过程界于山崩、滑坡和洪水之间,是各种自然因素(地质、地貌、水文、气象等)或人为因素综合作用的结果。
1.1灾害类型及规模
茨沟西口泥石流灾害即为大量的固体松散物质,在雨水的作用下顺山坡而下,形成高浓度的固体和液体的混合颗粒流。其堆积区呈近椭圆状的扇形,面积约1200m2,松散堆积物厚度约0.1-3m,总方量约1800m3,因而,其灾害规模属小型。按其地形地貌形态划分,属于坡面型泥石流,具有较为明显的形成区、流通区和堆积区,见茨沟西口泥石流平、剖面图。
1.2泥石流灾害特征
1.2.1形成区
该泥石流的形成区位于泥石流灾害区的上游,处于弓长岭铁矿320#排岩场的西南部。排岩场顶面标高约340m,斜坡坡长约80-90m,坡度约38°。由松散碎屑物堆积而成。在水的冲刷作用下,使排岩场陡坎向后退缩约12m,形成了一个下部宽约2-4m,深约2m,上部宽约16m,深约2-7m的冲沟,总方量约3400m3。
1.2.2流通区
流通区的地形呈缓坡状,坡度约12-25°。碎屑物质在弓矿320#排岩场下部形成了一个扩散角约50-60°的堆积扇,扇轴长约50-60m,并掩埋公路。而后在巨大的贯冲力作用下,冲向公路下部约25。的斜坡,使斜坡表面形成了宽约2-4m,深约0.5-1m的冲刷沟槽。
1.2.3堆积区
位于泥石流灾害区的最下部,标高约240-245m,堆积区呈近椭圆状的扇形,南北长约35m,东西宽约45m,松散物厚度约0.2-3m,多为卜1.5m,总方量约1800m3。松散堆积物主要为排岩场废弃物质,成分较复杂。多为岩块、砂砾石,最大碎石砾径40-50cm,一般为2-20cm,约占50-60%以上,而粘土质较少。被毁民房处于堆积区的中部,碎屑物质从房屋后窗冲入,贯满房间,掩埋室内一切,尤其东侧民房最为严重。
2、泥石流的形成条件及形成机制分析
泥石流的形成,必须同时具备三个基本条件:①有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件;②有丰富的松散土石碎屑固体物质来源;③短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。茨沟西口泥石流灾害的发生,从其所处的环境条件来看,恰好具备了上述泥石流形成的三大基本条件,是在多因素的共同影响作用下而形成的。
2.1地形地貌条件
辽阳市弓长岭地区属低山、丘陵地貌,地形起伏较大,标高多在200-600m之间,山坡坡度多为10-40°。而茨沟西口泥石流灾害区,标高在340-240m之间,相对高差约80-100m,总体纵坡降约404‰(坡度22°)。由北向南大体可划分为三个区四个斜坡段,即形成区人工堆积斜坡段、流通区自然斜坡段和堆积区自然斜坡段,各区段特征见表1及图1—茨沟西口泥石流平、剖面图。
综合以上资料可以看出,本次泥石流灾害区地形起伏不平,相对高差较大,尤其是形成区的人工堆积松散碎屑物斜坡坡度较陡,最大纵坡降达781‰(坡度33-38°),为泥石流灾害的形成提供了必要的地形地貌条件。
2.2松散碎屑物来源
该区地层岩石主要为太古代鞍山群的老变质岩,岩石较为坚硬,地表自然斜坡上的残坡积松散物质较少,厚度多在0.1-0.5m之间,局部较厚,约1m。
本次泥石流灾害的松散物来源主要为其上游的人工松散堆积物(弓矿320#排土场)。该排土场顶面标高约320-340m,下游标高约260m,相对高差约60-80m,近南北向展布,储存量大,成分主要为碎石夹粘土。
从本次泥石流灾害堆积区的松散碎屑物来看,其成分主要为岩块、砂砾石,最大碎石砾径40-50cm,一般为2-20cm,约占50-60%以上,而粘土质较少。与上部人工堆积松散碎屑物质相同。所以,灾害区上部大量的人工松散碎屑物质(弓矿320#排土场),为泥石流灾害的形成提供了丰富的物质来源条件。
2.3大气降水的诱发作用
本次泥石流灾害发生于2006年08月01日22时30分左右,大气降雨是泥石流形成的直接诱发因素。据气象资料记载,灾害发生前,本地区曾连续几日普降小雨,7月29日至8月1日,辽阳地区曾连续几天降雨,其中7月31日降雨达83.7mm,为暴雨至大暴雨,8月1日降雨为15.6mm,属中雨,见表2。
在雨水的作用下,使松散土体饱含水份,自重加大,稳定性降低。而后在22日夜又突降大雨,水量增大。
同时,由于本次泥石流灾害形成区位于弓矿320#排岩场的南部。地势相对较低,且320#排岩场平台上无必要的排水设施,使其上游和顶部平台约0.1km2范围内的雨水大多集中于此。大量雨水从上部公路东南侧排水沟和东北部上游排岩场平台上汇集于320#排岩场顶面,使平台内的积水越来越多,松散碎屑物饱和后丧失稳定性,进而溢出平台顺坡而下形成泥石流。
3、结语
综上所述,辽阳市弓长岭区茨沟西口泥石流灾害,特征明显,属典型的坡面泥石流,也是我省矿山地质灾害的主要类型之一。而且,辽宁是矿产资源大省,矿山众多。尤其是各大、中型矿山的排土(岩)场,规模宏达,松散堆积物丰富,极易形成滑坡和坡面泥石流灾害。因而,开展矿山地质灾害防治和矿山地质环境综合治理工作就显得尤为必要和迫切。
关键词:泥石流;灾害;地形地貌;松散碎屑物;降水
中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0220166-02
0、前言
茨沟西口泥石流灾害,发生于2006年08月01日晚10时30分左右,位于辽阳市弓长岭区苏家街道茨沟西口,地处弓长岭铁矿320排土场南缘,行政区划隶属于辽阳市弓长岭区管辖。该泥石流灾害是由于受連日降雨等因素的作用和影响,弓矿320#排土场南缘松散堆积物顺坡而下,形成泥石流,使其下部的公路、行驶车辆和两户民房被掩埋损毁,造成了一定的经济损失,并险些造成重大的人员伤亡。
1、泥石流灾害特征
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。它的运动过程界于山崩、滑坡和洪水之间,是各种自然因素(地质、地貌、水文、气象等)或人为因素综合作用的结果。
1.1灾害类型及规模
茨沟西口泥石流灾害即为大量的固体松散物质,在雨水的作用下顺山坡而下,形成高浓度的固体和液体的混合颗粒流。其堆积区呈近椭圆状的扇形,面积约1200m2,松散堆积物厚度约0.1-3m,总方量约1800m3,因而,其灾害规模属小型。按其地形地貌形态划分,属于坡面型泥石流,具有较为明显的形成区、流通区和堆积区,见茨沟西口泥石流平、剖面图。
1.2泥石流灾害特征
1.2.1形成区
该泥石流的形成区位于泥石流灾害区的上游,处于弓长岭铁矿320#排岩场的西南部。排岩场顶面标高约340m,斜坡坡长约80-90m,坡度约38°。由松散碎屑物堆积而成。在水的冲刷作用下,使排岩场陡坎向后退缩约12m,形成了一个下部宽约2-4m,深约2m,上部宽约16m,深约2-7m的冲沟,总方量约3400m3。
1.2.2流通区
流通区的地形呈缓坡状,坡度约12-25°。碎屑物质在弓矿320#排岩场下部形成了一个扩散角约50-60°的堆积扇,扇轴长约50-60m,并掩埋公路。而后在巨大的贯冲力作用下,冲向公路下部约25。的斜坡,使斜坡表面形成了宽约2-4m,深约0.5-1m的冲刷沟槽。
1.2.3堆积区
位于泥石流灾害区的最下部,标高约240-245m,堆积区呈近椭圆状的扇形,南北长约35m,东西宽约45m,松散物厚度约0.2-3m,多为卜1.5m,总方量约1800m3。松散堆积物主要为排岩场废弃物质,成分较复杂。多为岩块、砂砾石,最大碎石砾径40-50cm,一般为2-20cm,约占50-60%以上,而粘土质较少。被毁民房处于堆积区的中部,碎屑物质从房屋后窗冲入,贯满房间,掩埋室内一切,尤其东侧民房最为严重。
2、泥石流的形成条件及形成机制分析
泥石流的形成,必须同时具备三个基本条件:①有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件;②有丰富的松散土石碎屑固体物质来源;③短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。茨沟西口泥石流灾害的发生,从其所处的环境条件来看,恰好具备了上述泥石流形成的三大基本条件,是在多因素的共同影响作用下而形成的。
2.1地形地貌条件
辽阳市弓长岭地区属低山、丘陵地貌,地形起伏较大,标高多在200-600m之间,山坡坡度多为10-40°。而茨沟西口泥石流灾害区,标高在340-240m之间,相对高差约80-100m,总体纵坡降约404‰(坡度22°)。由北向南大体可划分为三个区四个斜坡段,即形成区人工堆积斜坡段、流通区自然斜坡段和堆积区自然斜坡段,各区段特征见表1及图1—茨沟西口泥石流平、剖面图。
综合以上资料可以看出,本次泥石流灾害区地形起伏不平,相对高差较大,尤其是形成区的人工堆积松散碎屑物斜坡坡度较陡,最大纵坡降达781‰(坡度33-38°),为泥石流灾害的形成提供了必要的地形地貌条件。
2.2松散碎屑物来源
该区地层岩石主要为太古代鞍山群的老变质岩,岩石较为坚硬,地表自然斜坡上的残坡积松散物质较少,厚度多在0.1-0.5m之间,局部较厚,约1m。
本次泥石流灾害的松散物来源主要为其上游的人工松散堆积物(弓矿320#排土场)。该排土场顶面标高约320-340m,下游标高约260m,相对高差约60-80m,近南北向展布,储存量大,成分主要为碎石夹粘土。
从本次泥石流灾害堆积区的松散碎屑物来看,其成分主要为岩块、砂砾石,最大碎石砾径40-50cm,一般为2-20cm,约占50-60%以上,而粘土质较少。与上部人工堆积松散碎屑物质相同。所以,灾害区上部大量的人工松散碎屑物质(弓矿320#排土场),为泥石流灾害的形成提供了丰富的物质来源条件。
2.3大气降水的诱发作用
本次泥石流灾害发生于2006年08月01日22时30分左右,大气降雨是泥石流形成的直接诱发因素。据气象资料记载,灾害发生前,本地区曾连续几日普降小雨,7月29日至8月1日,辽阳地区曾连续几天降雨,其中7月31日降雨达83.7mm,为暴雨至大暴雨,8月1日降雨为15.6mm,属中雨,见表2。
在雨水的作用下,使松散土体饱含水份,自重加大,稳定性降低。而后在22日夜又突降大雨,水量增大。
同时,由于本次泥石流灾害形成区位于弓矿320#排岩场的南部。地势相对较低,且320#排岩场平台上无必要的排水设施,使其上游和顶部平台约0.1km2范围内的雨水大多集中于此。大量雨水从上部公路东南侧排水沟和东北部上游排岩场平台上汇集于320#排岩场顶面,使平台内的积水越来越多,松散碎屑物饱和后丧失稳定性,进而溢出平台顺坡而下形成泥石流。
3、结语
综上所述,辽阳市弓长岭区茨沟西口泥石流灾害,特征明显,属典型的坡面泥石流,也是我省矿山地质灾害的主要类型之一。而且,辽宁是矿产资源大省,矿山众多。尤其是各大、中型矿山的排土(岩)场,规模宏达,松散堆积物丰富,极易形成滑坡和坡面泥石流灾害。因而,开展矿山地质灾害防治和矿山地质环境综合治理工作就显得尤为必要和迫切。