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麻沙河\大田河流域岩溶洪涝成因分析及防治建议

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摘要:本文首先分析了麻沙河大田流域岩溶洪涝现状及其危害,然后探讨了岩溶洪涝形成的控制条件及影响因素,最后对该流域典型岩溶洪涝进行了分析并提出了建议。

关键词:岩溶洪涝灾害防治成因分析流域

所谓岩溶洪涝灾害,是指由于岩溶问题的存在所引发的洪涝灾害,在碳酸盐岩地区,除呈线状分布的地表河谷外,其他负地形形态多为呈长槽状分布的盲谷、槽谷及呈不规则近圆形分布的洼地。这些负地形,形成各自独立汇集周围地表水的水文单元,汇集而来的水流从发育其内的落水洞中灌注地下,经地下岩溶管道排泄于临近的河谷中,每到汛期,连续大雨、暴雨后,各路洪水一涌而来(包括地下水点排泄的洪水),此时由于承担消排水任务的落水洞因过水断面有限,不能及时消排洪水,造成盲谷、洼地内汇水成湖,形成洪涝灾害。

由于这些地方是山区居民和农田集中分布地段,而恰恰又是洪涝灾害易发地,可见这一问题的重要性不可低估,麻沙河、大田河流域为岩溶石山地区,水土流失、土壤瘠薄、岩溶强烈发育,从而造成脆弱的生态环境,加之长期以来人类一些不合理的工程经济活动,导致岩溶洼地洪涝灾害问题频繁发生。

一、流域概况

麻沙河流域(流域代码H010220)、大田河流域(流域代码H010240)同属珠江水系北盘江右岸相邻的一级支流,大至以兴仁-三家寨-拉龙箐一线为其分水岭。行政单元包括黔西南州的晴隆县、兴仁县、安龙县、贞丰县西南部及册亨县北部,地理坐标:东经1050952″~1060005″;北纬250044″~254958″,总面积3841.74 km2。其中麻沙河发源于兴仁县潘家庄镇西侧,干流全长95 km,流域面积1528.11 km2;大田河发源于兴仁县城西南,干流全长142 km,流域面积2313.63 km2。其中,流域内碳酸盐岩总面积为2585.93 km2。

二、岩溶洪涝现状

调查表明,麻沙河、大田河流域内(以下简称区内)成规模的岩溶洪涝灾害点32处,受淹面积约10089.05亩。按洪涝发生的地貌部位,可分为峰丛洼地型、溶丘谷地型等。其中,峰丛洼地型岩溶洪涝有30处,占93.75%;按受淹耕地面积的大小,可分为大型(500亩)、中型(100~500亩)和小型(100亩),各类型洪涝点分布见表1所示。

区内洪涝灾害发生的时间在每年雨季,发生频率一般为每年1~5次,淹没时间1~50天,最长240天,淹没水深0.5~20.0 m。

三、洪涝灾害的危害

型岩溶石山区整体土层瘠薄,岩溶盲谷、槽谷、洼地底部为水土和有机物质运移和堆积地段,土层相对较厚,土壤相对肥沃,成为山区农作物主要垦殖区和山区民众集中居住地,也是当地社会经济活动的主要地段,一旦发生洪涝灾害,危害严重,不仅淹没农田,造成农作物减产或绝收,还会毁坏各类工程建筑设施,造成生命财产的重大损失,洪涝灾害已成为制约当地经济的重要因素。

四、岩溶洪涝形成的成因分析

岩溶洪涝的成因分析主要从控制条件和影响因素两方面考虑。

(1)控制条件

区内岩溶洪涝形成的控制因素主要有岩性组合、地形地貌、岩溶发育程度等几个方面。

① 可溶岩分布区是岩溶洪涝易发区。

② 岩溶洪涝灾害以地貌组合类型为峰丛洼地区的发生频率较高,规模较小;而峰丛谷地及缓丘洼(谷)地等地貌类型组合区的发生几率相对较低,但规模大。

③ 岩溶发育程度对岩溶洪涝的控制则为洼地底部一般下伏有地下河管道,由落水洞与暗河管道相连。由于洼地地表排水条件差,地下河水力坡度小,雨期地下水水位上涨或排泄通道自身排泄能力差而造成排泄不畅,使降水在洼地内积聚。

(2)影响因素

① 降水量集中、降水强度大是形成岩溶洪涝的主要因素。工作区内岩溶洪涝的形成时间与丰水期时间基本一致,并且其受淹程度和降水时间、降水量及降水强度间有着密切的联系。

② 岩溶洼(谷)地区域的水文地质条件在很大程度上影响着洪涝灾害的产生。地下水水位浅埋地段,雨季地下水位迅速抬升,洼地内的岩溶管道、裂隙及落水洞等排水通道不能正常排洪导致洼地淹没;而在地下水深埋的地段,岩溶管道内地下水的径流较为通畅,因而不易形成洪涝淹没。

③ 封闭、半封闭地形是岩溶洪涝形成的重要因素。岩溶洼(谷)地均呈封闭、半封闭型,若地表无较通畅的排洪通道,汛期降水形成地表坡面流后迅速汇集于洼(谷)内而形成洪涝。

五、典型岩溶洪涝分析及防治建议

(1)贵州省安龙县新安镇海庄村小海子(HL1988)

小海子岩溶洪涝洼地位于安龙县新安镇海庄村,距安龙县3.5 km,地理坐标:东经1052757.8~ 1052829.5,北纬250838.7~ 250913.7。地貌组合类型为峰丛洼地,为封闭形(图7-5),洼地近似呈长条形展布,展布方向约50°,长轴长约1.1 km,短轴长约150~400 m,洼地最低处高程1392 m,集雨面积约4 km2。

出露地层岩性为三叠系中统关岭组(T2g)灰色薄至中厚层灰岩夹泥质条带,上覆第四系(Q)厚度0.1~3.0 m,为浅黄色粉砂、粉质粘土。岩层产状325∠6。

洼地集水主要靠北侧的K1740落水洞转入地下。由于第四系粘土、农作物秸秆及生活垃圾致使其西南侧落水洞堵塞,使得洼地内排水不畅形成洪涝,淹没时间一般为3~10天,其中水文年丰水期淹没时间为3~15天,水深1~3 m,使农作物大大减产。淹没总面积约471亩,不能正常耕地面积约400亩,按种植水稻减产100 kg/亩、4元/kg算,总计农业综合经济损失为16万元/年。直接影响了当地经济的发展。

建议如图1所示,向北修建长约600.0 m,断面宽3.0 m,深1.5 m的排洪沟渠疏导洪水。

(2)贵州省安龙县普坪镇龙洞村庭笔(HL2048)、安龙县钱相乡纳汪村纳汪(HL2221、HL2225)、安龙县新安镇小坡脚村(HL1943)、新安镇阿厝村洼地岩溶洪涝(HL1949)

上述洪涝洼地距安龙县城约8~15 km。地理坐标:东经1052352.9~1052506.9,北纬250841.1~251058.2。地貌组合类型为峰丛洼地,半封闭型,近SN向发育(图2)。洼地均为不规则形状,长约500~1200 m,宽约300~1000 m,地势南高北低,地下水流向由南向北,洼地最低处高程1250 m,集雨面积约35.5 km2。

出露地层岩性为三叠系下统永宁镇组(T1yn)灰岩,上覆第四系(Q)厚度0.1~3.0 m,为黄黑色粘土。岩层产状65∠7。该地层岩溶管道特别发育,管道一般长度为1~2 km。强降雨后,地表水通过地表溪沟、坡面流等集中于各个洼地中,经过洼地中发育的串珠状落水洞及地下河出口、入口等由南向北方向排入卡子河中。淹没总面积为1931亩,其中耕地面积约为1100亩,按种植水稻减产300 kg/亩、4元/kg算,总计经济损失为132万元/年。

建议修建排洪渠,清理疏通该管道上的落水洞,使其排洪能力得到提高。

(3)贵州省安龙县戈塘镇鲁沟村大海子岩溶洪涝(HL1149)

该岩溶洪涝谷地位于贵州省安龙县戈塘镇鲁沟村大海子,距新戈塘镇约1.5 km,地理坐标:东经1052214.9 ~1052245.4,北纬251642.4 ~251724.6。地貌组合类型为丘峰洼地,该洪涝谷地平面形态呈不规则形,南北长轴约1300 m,东西宽10~500 m,洼地四周地形起伏较小,相对高差10~100 m,坡度5~30°,洼地为封闭形(图3)。谷内发育多个泉点,流量为0.1~2 L/s不等。北侧有一个落水洞,调查时该落水洞已被洪水淹没,无法看到洞口及流量,据访,该落水洞已被碎石粘土填埋、堵塞。洼地内最低处高程为1216 m。

出露地层岩性为三叠系中统关岭组(T2g)灰岩,上覆第四系(Q)厚度0.3~2.0 m,为黄色粘土。岩层产状65∠20。

地表水由四周向洼地径流,汇聚于洼地底内的地表水全部排入K999号落水洞中。雨季来临时,由于汇水面积较大,约18 km2,位于洼地北侧的K999号落水洞被大量粘土及腐烂的树枝叶堵住,减弱其排洪能力;当洪涝发生后粮食一般会减产80%以上甚至绝收,按一亩地产粮600 kg,4元/kg算,估算经济经济损失约96~120万元/年。

由于该洪涝洼地规模较大,治理难度亦较大,经初步调查该区水文地质与工程地质条件,提出以下两个治理方案。

方案一:可实施修建排洪水渠以及疏通落水洞等工程活动来缓减洪涝给当地农民带来的经济损失。拟建排洪沟渠贯穿整个洪涝洼地,长约2000.0 m,断面宽3.7 m,深1.8 m,并疏通该K999落水洞。汇聚的地表水主要通过拟建排洪沟排入西面卡子河中。

方案二:由于该洼地封闭性好,底部岩石泥灰岩、泥岩透水性差,岩层产状平缓,该区域正好位于马路河和卡子河分水岭地带,洼地北部2 km范围内农田缺水灌溉,可考虑直接把该洪涝洼地改建成水库,供周边居民水产养殖创收以弥补农田淹没的部分损失,还可解决周边干旱季节千余亩农田灌溉及居民生活用水。

总之,要真正做好防洪减灾工作,无论是从宏观或者微观角度而言,都还需要去做大量的工作。只有科学防控,强化责任和措施落实,才能确保防洪工程安全,才能为实现我国的可持续发展提供强有力的支撑保障。

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