云南小流域泥石流治理方案研究

吳 昊

（云南省水利水電科學研究院，650228，昆明）

一、云南小流域泥石流的分布及危害

小流域一般指集水面積在5～30 km2的自然匯水區(qū)域。泥石流系指在水流沖力和重力共同作用下的一種特殊土壤侵蝕類型的表現(xiàn)形式。

通常情況下，泥石流多分布于同時遭受水力侵蝕和重力侵蝕的不穩(wěn)定沖溝或高陡邊坡等區(qū)域，其中災害性泥石流又主要集中于地形階梯間的過渡帶或過渡帶內(nèi)的斷裂帶，尤其是活動性深大斷裂帶的軟弱巖石地區(qū)，黏性泥石流的暴發(fā)頻率最高，泥石流溝道分布最為密集。

以云南省綠春縣規(guī)洞河和松東河小流域為例。綠春縣位于云南省南部邊境，規(guī)洞河小流域和松東河小流域分別位于縣城大興梁子北側(cè)和南側(cè)，流域內(nèi)土壤侵蝕以溝蝕、滑坡、泥石流為主要表現(xiàn)形式。滑坡、泥石流主要分布在流域內(nèi)溝蝕切割較深的溝岸，如在溝蝕切割至碎屑巖和黏土層，雨季土壤含水量大，從而導致發(fā)生崩塌、滑坡現(xiàn)象，若遇上短歷時、高強度的暴雨，或者久雨后的暴雨則會誘發(fā)泥石流。

小流域泥石流的危害涉及小流域本身及鄰近地區(qū)，具體危害對象可概括為城鎮(zhèn)、交通運輸、礦山、農(nóng)田、工廠或工程等5個方面。

以小江流域為例。小江流域范圍內(nèi)分布著昆明市的東川區(qū)、尋甸縣及曲靖市的會澤縣，干流為小江。依據(jù)支流進行分割，小江流域大致劃分為110個小流域，這些小流域已經(jīng)發(fā)生過數(shù)以百計的泥石流，危害對象幾乎涵蓋了上述5個方面。

二、小流域泥石流治理方案研究

為使有限的資金投入發(fā)揮最大的效益，人才、技術(shù)、資金等資源的合理分配就顯得非常重要，預報預警、災害治理及自然環(huán)境修復應當成為小流域泥石流綜合治理投入的指針。

1.模式選擇

各條小流域泥石流的分布及危害存在差異，小流域荒廢程度又不盡相同，因此在確定治理模式前要從四方面著手考慮問題。①要掌握小流域泥石流治理的目標要求。了解小流域所在區(qū)域的相關(guān)規(guī)劃、開發(fā)戰(zhàn)略，對規(guī)劃提出的近期、中期、遠期目標進行整理，研究出小流域泥石流治理應達到的目標及年度要求。②要確定重點治理區(qū)域。分析小流域泥石流的分布狀況，在綜合考慮技術(shù)、資金方面的限度和制約的基礎(chǔ)上，根據(jù)保護對象的重要程度確定必須治理的泥石流區(qū)域，并提前建立預報預警系統(tǒng)。③要采用切實可行的治理方案。應將災害治理和自然環(huán)境修復作為方案的兩個手段，二者之間相輔相成。④要構(gòu)建實施和運作的管理體制。為保證小流域泥石流治理的順利完成與小流域可持續(xù)發(fā)展，應成立一個實施運作的管理機構(gòu)并建立管理體制。

2.預報預警

小流域泥石流預報預警屬防治方案中的非工程措施，目前防災避災體系面臨著觀測系統(tǒng)不夠完善等問題。網(wǎng)絡信息傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，為泥石流預警系統(tǒng)的開發(fā)提供了有效途徑。為此要在預警預報系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合小流域?qū)嶋H情況開展自主研發(fā)，同時借鑒國外先進的傳輸手段和報警設(shè)備，形成集氣象預報、雷達技術(shù)、預測模型、儀器監(jiān)測、網(wǎng)絡和衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀咝录夹g(shù)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)高效定位的預報預警系統(tǒng)。

3.災害治理

對于預測可能發(fā)生泥石流的重點區(qū)域，必須提前進行工程治理研究。

①需要對治理對象進行土砂流出量計算。計算之前，在綜合考慮泥石流泛濫起點、重要保護對象位置、泥石流治理工程設(shè)施配置的基礎(chǔ)上，先設(shè)定能夠確定作為治理對象的土砂量的基準點，同時依據(jù)相關(guān)標準確定泥石流的防治標準。治理對象土砂量主要包括：規(guī)劃土砂流出量、可能移動土砂量（不穩(wěn)定土砂量）、可能搬運土砂量、泥石流峰值流量。規(guī)劃土砂流出量，是在規(guī)劃標準的降雨條件下從基準點流出的泥石流土砂量；可能移動土砂量，是在規(guī)劃標準的降雨條件下可能移動的不穩(wěn)定土砂量；可能搬運土砂量，是在規(guī)劃標準的降雨條件下泥石流能夠搬運的土砂量；泥石流峰值流量，即泥沙和水的混合體的峰值流量。

表1 泥石流災害治理方案所對應的治理措施和功能

表2 泥石流自然環(huán)境修復方案所對應的治理措施和功能

②需要對工程治理（工程措施和植物措施）的各種組合方案進行研究。通常泥石流災害治理包括控制泥石流的發(fā)生、攔蓄泥石流、泥石流控制和調(diào)節(jié)、泥石流安全排泄等4種方案，究竟采取哪幾種方案組合，則要考慮泥石流的分布狀況、危害范圍及程度、小流域的荒廢程度等因素，并根據(jù)計算出的規(guī)劃土砂流出量、泥石流峰值流量從經(jīng)濟、技術(shù)、效益等方面分析確定最佳治理方案。與各種方案相對應的治理措施和功能詳見表1。

小江流域泥石流分布、危害范圍廣，危害程度大，荒廢較嚴重，采取控制泥石流發(fā)生及攔蓄泥沙的治理措施，在經(jīng)濟上、效率上都不太可行。流域內(nèi)一直采用以攔沙壩為中心的泥石流控制和調(diào)節(jié)治理及安全排泄治理，雖然工程數(shù)量還遠遠不夠，但也起到一定防治作用，可謂實用型治理。兩種措施對比，后者在治理效果方面劣于前者，比如泥石流安全排泄治理方案允許泥石流下泄，泥石流發(fā)生時，排導工程內(nèi)如果有人則可能會遭受襲擊，泥石流流動時發(fā)出震耳欲聾的聲響會給附近居民帶來恐懼感；后者的優(yōu)勢是在經(jīng)濟指標方面勝于前者，且工程費用低于前者。

4.自然環(huán)境修復

小流域泥石流自然環(huán)境修復所研究的是以削減土砂生產(chǎn)量和土砂流出量為目的水土保持工程治理。具體程序及內(nèi)容：①設(shè)定計算治理對象土砂量的基準點。通常，基準點設(shè)在小流域的出口，輔助基準點設(shè)在各泥石流溝道的出口。②計算治理對象的土砂量。土砂量主要包括土砂生產(chǎn)量、規(guī)劃允許輸沙量等。③研究措施布設(shè)的備選方案。以不形成災害為前提，研究控制超過土砂量的備選方案組合。④從經(jīng)濟、技術(shù)、效益等方面分析選擇最佳的治理方案。與各種方案相對應的治理措施和功能詳見表2。

綠春縣城大興梁子兩側(cè)以耕地居多，耕地間大部分呈發(fā)育狀態(tài)的不穩(wěn)定沖溝，部分活動性沖溝已經(jīng)誘發(fā)滑坡、泥石流。2008年以來，隨著規(guī)洞河與松東河城市段水土保持綜合治理項目的實施，在梁子兩側(cè)耕地內(nèi)補植補造了一定數(shù)量的經(jīng)濟果木林，從而促進退耕還林和生態(tài)用地的最大化。同時，在不穩(wěn)定沖溝的治理上，主要針對與群眾生產(chǎn)、生活密切相關(guān)且對生產(chǎn)、生態(tài)用地構(gòu)成威脅的溝蝕、滑坡及泥石流，采取攔沙壩、谷坊、排水等治理措施。

5.建立管理體制

小流域泥石流治理工程的實施管理屬治理方案中的非工程治理，實施管理的主體即為實施機構(gòu)。實踐表明，建立小流域管理機構(gòu)，是治理方案得以順利實施的體制保障。

三、小流域泥石流治理方案評價

小流域泥石流治理方案能否在有限的資金投入下發(fā)揮最大效益，這需從經(jīng)濟、財務負擔能力、技術(shù)及社會環(huán)境等角度進行評價，判斷其可行性。

1.經(jīng)濟方面

治理方案中的工程治理成效可按現(xiàn)金價值進行費用和效益的計算，通過分析計算方案的凈效益、經(jīng)濟凈現(xiàn)值、經(jīng)濟內(nèi)部收益率、經(jīng)濟效益費用比，同時從項目投資、維護管理費、效益變動等方面開展經(jīng)濟指標敏感性分析，判斷變動因素是否對項目效益造成影響，據(jù)此判別治理方案在經(jīng)濟方面的可行性。

2.財務負擔能力方面

小流域泥石流防治資金來源途徑，一是申請各級政府的財政配套支持，二是申請融資機構(gòu)的貸款支持。后者的還貸人為治理方案所屬的行政管理單位，貸款的申請、管理、償還可由實施機構(gòu)代辦，還貸資金不限于主管行政管理單位的財政收入，也可向上級行政管理單位申請項目資金。

3.技術(shù)方面

在技術(shù)采用上，治理方案應按照盡可能采用當?shù)噩F(xiàn)有技術(shù)（可根據(jù)需要做一些改良）理念進行編制。在條件允許的情況下，為進一步提高效益，也可以采納當?shù)貨]有的技術(shù)，但需要通過必要的技術(shù)培訓。

4.社會環(huán)境和自然環(huán)境方面

開展小流域泥石流工程治理和非工程治理，將對居民的生活、經(jīng)濟活動和自然環(huán)境方面帶來一些影響，因此需在前期階段與居民進行充分的協(xié)商，確保居民參與其中，以避免或減輕這些影響，使工程順利實施。

四、結(jié) 語

本文所提出的小流域泥石流治理方案僅僅是一個對以往治理過程的小結(jié)。泥石流侵蝕過程瞬息萬變，其分布及危害也處在時時變化當中，小流域本身及其周邊環(huán)境都有可能受到泥石流災害的威脅。遏制泥石流災害所帶來的惡性循環(huán)，就必須要對治理方案進行深入研究，以解決泥石流災害帶來的種種問題，使小流域中長期的泥石流災害得以減輕、自然環(huán)境得到改善。