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1、江西省永修县郭东圩环境地质评价第13卷第2期2002年6月地质灾害与环境保护JournalofGeologicalHazardsandEnvironmentPreservationNO.22002文章编号:1OO64362(2002)O2004104江西省永修县郭东圩环境地质评价马逸麟,聂丽萍(江西省地质调查院,南昌330201)摘要:通过野外实地调查结合室内分析相关资料,对江西省永修县郭东圩的环境地质问题(如管涌,溃堤及冲蚀作用等)有了较清楚的认识,并且预测了郭东圩的发展演化趋势,提出了抑制水患灾害的相应对策与建议,为防洪治水规划提供依据.关键词:环境地质问题;郭东圩;永修县;江西省中图分类
2、号:X143文献标识码:A1自然地理概况郭东圩位于江西省永修县艾城镇,杨家岭镇以南,处在鄱阳湖西岸,修河尾间地区,修河支流(永修县艾城镇以下)杨柳津河左岸,南面与永北联圩隔河相望.圩区外围(西北部)为中低山,丘陵,中部为丘陵岗阜及河湖相冲积平原.其中杨家岭,艾城岗阜,高程多为2O60m,修河,杨柳津河,王家河左岸I级阶地及河漫滩高程多为1620m,修河及其杨柳津河河底高程多为51Om.郭东圩内地势平坦,为河流相冲积平原,土地肥沃,盛产粮棉和农副产品,昌九工业走廊,杨家岭工业区也在圩内.圩区保护面积为7.6km.,其中保护农田500hm.,人口1.1021O人,南九高等级汽车专用公路3.0km及
3、京九铁路3.1km穿堤而过.圩区以工业生产为主,内有工矿企业23个,其中省部级企业2个,工业年总产值1638万元,圩区年产粮食3780t,棉花394t,油料1.6t,鱼74t,农业总产值1274万元,政治,经济意义十分重大.1.1水文,气象特征修河位于江西省西北部,是鄱阳湖水系五大河流之一.修河流域东滨鄱阳湖,南以丘陵与赣江支流锦江流域分界,西北以幕阜山脉分别与湖南,湖北省接攘,全流域面积14493km.(永修县城以上),地跨东经113.55116.O0,北纬28.4O29.3O之间.主河源出于湘赣边境大伪山北麓铜鼓县的竹山下,流经修水,武宁,柘林,在艾城以下分出杨柳津河经沙湖山入蚌湖;修河主
4、流于永修县城上游附近纳其最大支流潦河,经永修县城于吴城镇与赣江主支汇合后注入鄱阳湖.干流全长422km,河源至抱子石为上游,河长182.8km,河道平均坡降0.36%o;抱子石至柘林为中游,长156.2km,河道平均坡降0.32o;柘林以下称下游,柘林至永修河段长47.2km,河道平均坡降0.16o,永修至吴城长约36km,河道平均坡降0.095.2O世纪9O年代以前,洪水主要来自修水,武宁,铜鼓上游的山洪暴发下泄,来势凶猛,但一般停留时间都不长,高水位在23d就可降落;90年代以后的洪水主要为长江,鄱阳湖的高水位顶托,倒灌,致使水位持高不下,而且停留时间也较长,1993年停留长达90d,19
5、95年洪水停留63d,1998年停留110d(停留时间指机电自排内涝标准).而且洪水位也呈增高之趋势,1983年洪水位在22.91m,1998年洪水位高达23.48m(吴淞高程).修河流域属于亚热带季风气候区,气候温湿,四季分明.在春,夏季,每遇冷暖气流交绥于境内,常阴收稿日期:20010925基金项目:中国地质调查局:长江中游主要水患区环境地质调查评价项目江西子项目,编号:19991230003044042地质灾害与环境保护雨连绵;夏,秋之交,每当副热带高压控制,往往炎热,少雨.本流域洪水均为暴雨形成形成暴雨的天气系统主要有两个方面:地面系统有冷切变,暖切变,低槽,槽前西南气流,台风等天气系
6、统;高空系统有东亚东部阻塞型,东亚北脊南槽型,东亚中纬度锋区纬向型,乌拉尔阻高型等天气系统.郭东圩位于修河流域东部,该区多年平均年降雨量1566.6mm,降雨量年际变化较大,最大年降雨量高达2572.5mm(1973年),最小年降雨量为1002.0mm(1978年).最大年降雨量是最小年降雨量的2.57倍.降雨量年内分配亦不均匀,主要降雨集中在46月份,其降雨量为731.6mm,占年降雨量的46.7.而在少雨的伏秋季节,降雨量少,气温高,蒸发量大.据永修气象站观测资料统计:多年平均气温16.9,极端最高气温39.3C(1978.7.10),极端最低气温为一11.9C(1972.2.9);多年平
7、均蒸发量1521.7mm;多年平均风速3.O1m/s,最大风速22.0m/s,相应风向NNW(1979.4.12).1.2堤防现状郭东圩建成于解放前,圩堤经过历年的加高加固建设,形成目前较完整的防洪体系.郭东圩圩堤全长9.1km,原来圩堤堤身土质均为粉砂质粘土,堤顶宽2.46m,堤顶高程21.O223.27m(黄海高程),内外边坡比多为1:2,经鄱阳湖区二期防洪工程除险加固后,堤顶宽68m,安全超高1.5m,土质为网纹红土.迎水坡与背水坡边坡比均为1:3,堤坝大部分无护坡,仅在王公庙急流顶冲处进行了砼护坡,长度为0.45km.2地质概况2.1阶地特征郭东圩沿修河,杨柳津河,王家河分布有I,I级
8、阶地,在修河出口处,分布有冲积阶地,其特征分述如下:2.1.1I级阶地为上叠式阶地,阶面高程一般为1O18m,由全新统壤土和砂砾石层组成,上细下粗具有二元结构,阶面向河湖方向倾斜,沿河两岸均有分布,宽窄不一.2.1.2I级阶地阶面高程多在20-25m左右,多向河湖倾斜,多由中更新统网纹红土和砂砾石层土组成,厚度较大,是侵蚀阶地和堆积阶地的过渡类型,主要分布在圩堤内侧边缘及在圩堤两端的丘陵垅岗坡麓.2.1.3冲积滩地修水河流在圩区进入下游多弯曲,分支,水流速度缓,形成宽8O4o0m(平水季节)的冲积滩地.有河流侧蚀,凹岸冲刷为主要的物理地质现象.2.2第四系郭东圩内第四系由全新统冲积相粘性土及砾
9、石层(联圩组Q1),上更新统冲积层(莲塘组QIt)和中更新统冲积,残积层(进贤组Qjx)组成,各土层岩相变化较大,总厚度在1525m之间.现自上而下分述如下:(1)联圩组Ql:连续分布于I级阶地,河漫滩,具二元结构,上部为黄褐色,灰黄色粉质粘土,壤土,砂壤土,厚15m,下部为砂砾石层,厚814m,颗粒自上而下逐渐变粗.(2)莲塘组QIt:零星分布于级阶地,具二元结构,上部为橙色壤土,砂壤土,厚24m,下部为砂砾石层,厚4-.6m.(3)进贤组Qpjx:主要分布于艾城镇,杨家岭镇的低矮丘陵,岩性主要为红褐色网纹红土,底部为砾砂层,厚314.5m.2.3水文地质圩区内水文地质条件较为复杂,地下水主
10、要类型为孔隙潜水.第四系全新统及中,上更新冲积层具二元结构,上部为粘性土,透水性差,属相对不透水层,下部砂,砂砾石层透水性强为主要含水层,含水层厚815m.地下水埋深:河漫滩为1.53m,两岸阶地埋深可达1020m,水位随季节变化.地下水主要由降水补给,汛期河水补给地下水,平水枯水期地下水排泄于河流或圩堤内湖泊洼地中.汛期地下水位多高于上覆相对不透水层底板,使地下水具承压性质.2.4地质构造与地震郭东圩位于江南台隆,九岭一高台山台拱的九岭穹断束,在新构造分区中属于瑞昌一高安差异上升区之九岭上升区,圩区断裂发育,以北北东,北东和北东东向断裂为主,燕山晚期岩浆活动强烈.据国家地震局1990年颁发的
11、中国地震烈度区划图(1:400万),郭东圩区地震烈度低于VI度.3围垸环境地质特征3.1管涌分布及产生原因3.1.1管涌分布及特征郭东圩堤段管涌非常严重,主要分布在艾城水第l3卷第2期马逸麟,聂丽萍:江西省永修县郭东圩环境地质评价43南门(桩号0+2o00+500),于新角(桩号1+4001+700)两处皆为底漏,由于内塘做了平台压浸,无形中成了散浸,面积都在50m.左右;坡子山(桩号2+4002+600)有一管涌,离堤脚23m,纯属管涌面积20m,单个管涌最大口径在20cm左右,水头高12m,水位越高,面积越大,一般口径为12cm;吴家塘(桩号2+6003+000)有一管涌群,面积在2001
12、71.以上;陈关塘(桩号3+6o04+200)为一管涌群,其中有一处底漏,管涌群面积在300m.以上,管涌分布在离堤脚130m,单个管涌最大口径1020cm,水头高12171,一般管涌口径都在12cm之间.此外在新缺口(桩号5+o0O5+400),罗门首(桩号5+6006+200)有一管涌群(图1).这些管涌一般在洪水位22m时就开始出现,水位越高,所产生的面积就越大,有的地段在水位21.5m(吴淞高程)时也出现,这主要是地形高程不同,其水位压力也不同所致.图1永修县郭东圩工程分布图Fig.1DistributionoftheprojectsofGuodongxu,YongxiuCounty3
13、.1.2管涌产生的原因郭东圩座落在第四系全新统冲积层之上,具二元结构.上部为粘性土层,由粉质粘土,壤土,淤积质土等组成,防渗性能较好,构成相对不透水层,下部为砂砾石层,由细砂,中砂,粗砂及砂砾石组成,含水丰富,透水性强,渗透比降小,且部分堤段埋深较浅,容易产生渗透破坏;部分堤段堤脚处白蚁洞穴密布,容易形成渗漏通道;另外修堤时就近取土,沿堤取土坑,水塘较多,严重破坏了天然防渗铺盖的完整性和有效厚度,难以承受汛期高水头顶托,极易顶破天然防渗层面而产生堤基渗漏.郭东圩堤坝土质结构均为平原冲积土,其含水量较高,比纯粘土的含水量高出3O.圩堤全长9.1km,只有1.57km是纯粘土,其余堤段的含砂量均在
14、5O左右,有2.44km的堤段含砂量甚至达到了8O9,69O9,6.洪水滞留时间长,堤脚在水下浸泡时间就长,致使土质变得松软;原来老百姓修堤只抓进度,没有很好地抓质量,土层压而不实,后经外表加固,形成散浸,一旦到了高水位就形成渗漏,管涌等.郭东圩由于修建时间久远,所谓久围成井,造成圩堤内外逆差大,堤外洲滩地高程192Om,而44地质灾害与环境保护圩内最高点(中南水准点)为19.5m,形成了外饱内空现象.3.2溃堤决口1983年7月上旬,修河流域连降暴雨,10日10时至14时,山下渡水位(吴淞高程)高达22.91m,比1954年的22.59m(吴淞高程)高0.32m,柘林水库下泻流量3400m.
15、/s,潦河下泻流量达3900m./s.溃堤处(N:29.05.324,E:115.47.628)于9日下午在堤内离堤脚11TI处就开始出现了呈散浸状态的管涌,面积上百平方米,至10日凌晨3时开始出现漏洞(堤身管涌),到8时溃堤,溃堤决口长176m,深6m,在堤内形成了一个长近200m,宽30m左右的冲刷坑,深度不详.此次溃堤,造成了郭东圩内上百公顷农田被淹,庄稼颗粒无收,冲毁南浔铁路146m,中断交通达半月之久.3.3冲蚀作用杨柳津河在罗家坂附近(N:29.06.195,E:115.47.929)做了个近90.的拐弯,水流由自南向北而突然转为由西向东,水流侧向侵蚀强烈,外滩已侵蚀饴尽,堤基堤身
16、皆遭受急流顶冲作用(王公庙急流顶冲),堤坝底部已被掏空而成陡立状态.4发展演化趋势郭东圩堤原堤线较直,由于圩堤修建年代已久,至今已有300多年,经过历史上的洪水冲刷,溃堤造成的堤内外塘多且深,形成了堤湾曲度大而多,特别是在内外塘多的地方,堤线内移较多,每年的冬修水利基本上是内加固,而造成外冲刷,故此堤线位移较大.据郭东圩管委会主任罗时志同志介绍:加修罗家坂附近堤段时(王公庙急流顶冲处),在取土过程中发现过近代人类使用过的陶瓷,瓦片及屋脚等.说明此处曾为村落,因河道侵蚀圩堤内迁,村落才搬迁出去.从目前郭东圩所处位置来看,大部分处在修河及杨柳津河的左岸(凸岸),河流侵蚀作用不强,基本上淤大于冲;只
17、有罗家坂附近受杨柳津河冲刷作用强烈,深泓线已逼近堤脚,将来有可能内迁之外,其余堤段都可以基本保持不变.郭东圩管涌,溃堤,冲蚀作用的特点,特提出如下对策与建议,以利于防洪治水规划.(1)鄱阳湖二期防洪工程中对郭东圩圩堤进行了适当的加高加固,但其堤顶未作处理,迎水坡,背水坡也未作相应护坡,在暴雨及洪水的冲刷作用下容易产生土方流失,堤段开裂产生滑塌.建议把堤顶进行压实后用泊油进行铺盖,建成一条宽敞的马路,两侧要进行人工护坡,最好在迎水坡一侧都用浆砌水泥护坡,背水坡采用草皮护坡.堤身土质为粉砂质粘土,粘土,要采用高压旋喷灌浆加固堤身.(2)针对管涌发生的特点,最好采用彻底根治的方法,其方法是在堤外脚根
18、据管涌渗漏的深度开挖两条间隔510m,宽2.5m以上的防渗沟,其中用纯粘土层层压实回填.因为纯粘土透水性差,粘性及密实度较好,可在水中浸泡时间较长,能起到隔水层的作用,彻底切断管涌之地下水通道.(3)郭东圩堤段两侧因为修堤,取土坑很多,现已大部分成水塘,建议填塘固基以增加地下水通道的上覆压力,在沿内堤脚采用吹填方法修建一条宽20m以上,厚2m左右的压浸台.(4)溃堤处在洪水退却后,采用砂袋等重新构筑,压实后牢固可靠,只是在堤内冲出一个面积达6000m左右的冲刷坑,一直成为洪水期的管涌隐患区.建议采用吹填方法把此冲刷坑填平,以杜绝管涌隐患.(5)在罗家坂附近的急流顶冲处,把冲刷成很陡的逼近堤脚的
19、陡坎,采用平顺护岸的形式,与堤身护坡相结合,即在枯水位以下进行抛(砌)石固脚,一定要抛至深泓处,抛成的坡度为1:2,枯水位以上采用10cm厚的砼护坡,一直到堤肩,下铺砂卵石垫层厚10cm,护坡后坡比应为1:3.(6)修河在郭东圩处分成支流杨柳津河,河道明显变窄,弯曲多,加之滨临鄱阳湖,受鄱阳湖水倒灌影响,河床淤塞严重,基本上以每年10cm以上的速度淤积,使得洪水位逐渐抬高.建议最好是疏通此河道,弯曲度大的地方进行裁弯取直,特别是在王公庙急流顶冲处.5对策与建议参考文献郭东圩圩区保护面积虽然小,仅有7.6km,但是昌九工业走廓,杨家岭工业区在圩内,另有南九高等级汽车专用公路3.0km及京九铁路3
20、.1km穿堤而过,其政治,经济意义十分重要.故此圩堤在1998年特大洪水期间,属于严防死守的重点.针对1胡广韬,杨文远.工程地质学M.北京:地质出版社,1984.10.C2刘亚光,周殿超,陈胜高,等.江西省岩石地层M.武汉:中国地质大学出版社,1997.9.(下转第58页)58地质灾害与环境保护2002焦3DLIMITEQUILIBRIUMANALYSISMETHODANDITSAPPLICATIONINLANDSLIDESZHANGFaming,CHENZuyu,MIHongliang.(1.CivilEngineeringCollegeofHohaiUniversity,Nanjing21
21、0098,China;2.ChinaInstituteofWaterResourceandHydropowerResearch,Beijing100044,China)Abstract:Basedontheanalysisofthethreedimensionpropertyofthemostslidingsurfacesoflandslides,3Dlimitequilibriumanalysismethodoftheslopestabilityisputforwardbyusingtheforceequilibrium.Themethodcansimplyobtainthefactorof
22、thesafetywithoutcomplicatedthreedimensionalequilibriumevaluations.Itiseasytodeterminetheslopestabilityfactorscopewiththeupperboundmethod.ThroughtheapplicationofthemethodtothequaternaryaccumulationoftheXiaowanDamProject,thecomputationprocessofthismethodisexplained.Keywords:limitequilibriumanalysismet
23、hod;landslide;threedimensionstabilityanalysis;lowerlimit作者简介:张发明(1963一),男,博士,副教授,现为中国水利水电科学研究院士木水利博士后流动站博士后,主要从事边坡稳定分析及锚固理论研究.(上接第29页)ANALYSISOFDEBRISFLOWCHARACTERISTICSOFTHEXIMUXIAGULLYINTHEBRANCHoFDADURIVERWANGXiaoqun,YEShangqi.,WANGLansheng(1.ChengduUniversityofTechnology,InstituteofEnvironmentan
24、dCivilengineering,Chengdu610059,China;2.InstituteofExplorationandDesignofHighwayofSichuanTrasporationBureau,Chengdu610041,China)Abstract:Inthispaper,theauthorsanalysetheformationconditions,basiccharacteristicsandtheformationandevolutionstepsoftheXimuxiagullydebrisflowinthebranch(Guanliaoriver)bythee
25、ngineeringgeologyanalysis.Theauthorsevaluatethemechanismmodelandtheslopestabilityofthedebrisflowgullyandmakesascientificpredictionforthetrendofthede-brisflowactivities.Thishasanactiveguidingmeaninginanalysingthedebrisflowsinengineeringconstructions.Keywords:Ximuxiagully;debrisflow;formationevolution
26、;mechanismmodel作者简介:王小群(1972一),女,地质工程博士研究生,主要从事地质灾害及其防治研究.(上接第44页)ASSESSMENTOFTHEGEOL0GICALENVIRONMENTOFGUODONGXU,YONGXIUCOUNTY,JIANGXIMAYilin,NIELiping(TheInstituteofGeologicalSurvey,Nanchang330201,China)Abstract:Theproblemsonenvironmentalgeology,suchasgushfromatube,burstofdyke,scour,etc.,ofGuodong
27、xu,YongxiuCounty,JiangxiProvincearerelativelyclearlyrecognizedbycombingthefieldinvestigationandtheanalyzedrelativedatafromlaboratories.ThetrendofdevelopmentandevolutionoftheGuodongxuareaispredicted.Thecorrespondingcoun-termeasuresandproposalstocontrolfloodcatastrophesarepresented.Theseprovidescientificbasisfortheplanoffloodcontrolandwater.Keywords:problemsonenvironmentalgeologyassessment;Guodongxu;Yongxiuounty;Jiangxiprovince作者简介:马逸映(197O一),男,助理工程师,主要从事1:5万区调和环境地质调查评价工作.