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邢永强1　郑钊2　赵鸿燕1　曹希强1　张洪波1（河南省国土资源科学研究院，郑州 450016；天津大学建筑工程学院，天津 300072）《中国水土保持》，文章编号：1000-0941-(2008)-07-0043-03摘要 以小秦岭金矿区内泥石流灾害问题为研究对象划分评价单元、选取评价指标，选用灰色系统理论作为评价方法对矿区内的主要泥石流沟进行了危险性评价，结果表明：大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、苍珠峪、杨砦峪属于泥石流高发区，小湖峪、白花峪、枪马峪、朱家峪属于泥石流中发区，剩余的泥石流沟为泥石流低发区。针对泥石流危害现状，提出了防治建议。关键词 泥石流 灰色系统 危险性综合评价 小秦岭金矿区小秦岭地区位于秦岭东段，是我国主要的黄金产地之一，也是地质环境破坏较为严重的地区之一。自20世纪80年代以来，小秦岭地区开展了大规模的采矿活动，在当地留下了大量的废弃矿渣和尾矿，至2001年，累计堆存废渣1 41万t、尾矿1 4万t。采矿不仅使山（岩）体受到破坏，增加了不稳定隐患，而且产生的大量废渣就近散乱地堆放在坑口的沟谷及斜坡地带，使原本就狭窄的排水沟道被挤占，影响了该地区的自然排洪，同时又为泥石流灾害的形成带来了重大的隐患（河南省国土资源科学研究院等，2004）。目前，该地区已发生多起泥石流灾害，如：1994年7月11日大西峪发生泥石流，造成52人死亡，矿区全部停产，经济损失巨大；1996年8月大西峪、文峪发生泥石流，冲毁矿区公路13km、通讯线路3km，房屋、设备多有损坏，直接经济损失达690万元，间接经济损失达663万元。1 泥石流成因分析泥石流是山区特有的一种突发性的自然灾害，常发生在山区小流域内，是一种饱含大量泥沙石块和巨砾的固液两相流体，呈黏性层流或稀性紊流等运动状态。一般来讲，泥石流受地质、地貌、水文、气象、土壤、植被等自然因素和人为因素的综合影响，是山区地质环境和生态环境恶化的产物（成都山地灾害与环境研究所，2000）。（1）地形地貌条件。小秦岭地区山脊高程多在1 000m以上，谷峰高差多在500m以上，沟壑平均密度为3km/km2，沟坡坡度多大于25°，整体地形具有南北低中间高、西高东低的特征，沟谷深切，呈V字形，具有谷窄坡陡的地形险要特点，极有利于降雨径流的迅速汇集，这就为泥石流的发生提供了有利的地形条件（河南省国土资源科学研究院，2006）。（2）气象与水文条件。小秦岭地区地处暖温带半干旱大陆性季风气候区，年均降水量8mm，降水多集中在7～9月，占全年降水量的8%，且多为暴雨，最大24 h降雨量9mm，1 h最大降雨量2mm，10min最大降雨量2mm（1960年7月22日）。由于小秦岭地区山势陡峻、岩石裸露，对雨水的入渗、截流、调节少，地表径流强度大，因此极易引发山洪、泥石流等地质灾害。（3）岩土体条件与人类活动的影响。小秦岭地区岩土体工程地质条件相对简单，以松散的碎石土和坚硬—较坚硬的变质岩两大岩类为主，区内采矿活动强烈，加上对废弃矿渣没有采取任何防护措施，而是将其随意堆放在山谷、洼地内，这就为泥石流的形成提供了重要的固体物质来源，是使区内易发生泥石流灾害的主要原因之一（张天义等，2003）。松散的碎石土主要由废弃矿渣、洪积卵砾石组成，废矿渣天然休止角多为28°～35°。由于矿区地形险要，大量的采矿口和采矿设备布设在沟底，采矿工人也居住在沟底，沟底不仅是人类采矿活动的主要场所、矿渣堆放的场地，同时又是洪水下泄的通道（邢永强等，2006），因此在洪水作用下，这些散乱堆放的废矿渣就极易形成泥石流，直接威胁到采矿工人的生命安全和采矿企业的财产与生产安全。2 泥石流危险性评价1 评价方法综述我国对泥石流危险性评价的研究目前已取得了一定的进展，最早的相关研究见于1986年谭炳炎的泥石流严重程度的综合评判（谭炳炎等，1991），其研究主要是从定性角度对泥石流的危险性作出判别，之后由其完成的泥石流沟的判别方法和数量化综合评判成果在铁路部门得到推广和应用（谭炳炎等，1991）。此后，随着各种数学理论的成熟，许多研究者开始注重运用不确定性数学方法来解决泥石流危险性评价问题，一批研究成果先后涌现出来，其中最具代表性的是模糊数学、灰色系统理论等理论方法的应用（谢又予等，1991；苏经宇等，1993），从而使泥石流危险性评价研究有了新的进展并逐渐趋于成熟。2 评价方法选择本研究采用灰色系统理论（邓聚龙，1987）中的灰色关联分析法来评价小秦岭金矿区主要泥石流沟的危险程度。3 灰色系统理论评价方法1 灰色系统理论评价的优点灰色关联分析法是一种复杂系统的综合评价方法，它是依据监测资料与评价标准序列间的几何相似性与关联度，来度量监测资料中多个序列相对于某一级别质量序列的关联性，其特点是：①评价的对象可以是一个多层结构的动态系统；②评价标准的级别可以用连续函数表达，也可以采用在标准区间内做更细致的分级；③方法简单、可操作性强，易与现行的其他方法对比。目前，该方法在泥石流沟危险性评价方面尚无应用实例。2 灰色系统理论的评价过程1 进行无量纲化处理实际问题中的不同因子往往具有不同的量纲，而在比较时要求量纲相同，因此首先需对各种数据进行无量纲化处理。假定一个因子的序列为xi，有多种方法可对变量进行无量纲化处理，其中常用的方法是对序列的原始数据做初值变换，即环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践2 求参考序列与比较序列的绝对差设参考序列和比较序列分别为Xi和Xj，在k点，两个因子之差的绝对值Δij（k）为Δij（k）=xi（k）-xj（k）（k=0，1，…，n）3 计算两个因子的最大和最小绝对差两个因子的最大和最小绝对差的计算式为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践其中环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践4 计算关联系数定义序列Xj（k）与Xi（k）在k点的关联系数为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践式中：ξ为分辨系数，其取值只影响关联度系数的大小，并不影响关联序列，一般取值为5。5 关联度计算关联系数只表示各时刻数据间的关联程度，由于它过于分散不便于比较，因此用其平均值来表示比较序列Xj对参考序列Xi的关联度，即环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践4 小秦岭金矿区泥石流沟危险性综合评价2006年9月，我们对小秦岭金矿区的泥石流发育情况进行了调查。本研究主要选择研究区内的大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、小湖峪、苍珠峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪10条受人类活动影响强烈的泥石流沟来开展评价工作。1 评价因子选择及评价标准确定矿山泥石流灾害危险性评价指标的选择，依赖于泥石流灾害形成与发展的基本条件和可能发生控制与诱发的因素。根据上文对小秦岭金矿区泥石流灾害的成因分析，选取地面坡度、泥石流沟汇水面积、矿渣堆积量、年降水量、有无工程保护措施5个因子构建评价指标体系。对于所选取的评价因子，将泥石流危险性评价划分为高发区、中发区、低发区3个级别，各级别的分级标准值如表1所示。表1 泥石流沟危险性评价因子分级标准根据表1各评价因子分级标准，通过无量纲化处理后，构建灰色关联分析方法的参考序列Xi。对于定性指标如有无工程保护措施，则直接采用0～3（差）、3～7（中）、7～0（较好）作为分级标准。2 泥石流危险性评价结果及分析根据选取的各评价因子，通过实地调查、遥感影像查询等收集待评价泥石流沟的数据资料，将评价因子的实测数据进行无量纲化处理后，构成灰色关联分析方法的比较序列Xj，再分别计算出比较序列Xj与参考序列Xi的关联度，由此评价各泥石流沟的危险性级别。本研究采用VB语言编制相应的计算程序，结合各泥石流评价指标的量值开展泥石流沟危险性评价，其评价结果如表2所示。表2 泥石流沟危险性评价结果由表2可知，在评价的10条泥石流沟中，大西峪、文峪西峪、枣香峪、大湖峪西峪、苍珠峪、杨砦峪属于泥石流高发区，小湖峪、白花峪、枪马峪、朱家峪属于泥石流中发区。本研究虽未对矿区所有泥石流沟都进行危险性评价，但根据相关资料和实际调查结果，可把矿区内剩余的泥石流沟都定为泥石流低发区。根据对小秦岭金矿区的实地调查以及河南省国土资源科学研究院已开展的相关研究工作，可知本评价结果基本符合当地的实际情况，能够较准确地反映出小秦岭金矿区的泥石流灾害发育情况。5 泥石流防治建议泥石流的防治包括预防和治理两个方面，其中用工程措施防治见效快，其技术也较为成熟，实践中许多工程措施在防治中都发挥了重要的作用。结合小秦岭金矿区的实际情况，对泥石流灾害采取预防为主，辅以重度危险区治理的原则。（1）在小秦岭金矿区开展泥石流的监测和预警预报工作。在泥石流高发区建立泥石流监测站，在中发区设泥石流监测点，利用RS，GPS，GIS和CS（卫星通讯）技术，结合当地气象、水文等实时动态信息，借鉴国内外泥石流预警预报技术，构建小秦岭金矿区地质灾害监测网络预警体系。（2）在泥石流危险性分区的基础上，对危险区内的故县镇、阳平镇、朱阳镇等村庄住宅和重要设施进行规划，规划中要将泥石流防治纳入山区建设总体规划中，以最大限度地减少因城镇、工矿、交通等建设项目布局失当而造成不必要的灾害损失。（3）搞好枣香峪、大湖峪西峪、小湖峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪等泥石流沟的水土保持，建立起完善的流域水土流失的综合防治体系，最大限度地降低泥石流暴发几率。（4）雨季派专人巡视，若发现沟床中正常流水突然断流或洪水突然增大并夹有较多的柴草、树木，沟谷深处变得昏暗并伴有轰鸣声或轻微的振动感，则说明沟谷上游已发生泥石流，此时应迅速发出警报并组织群众撤离危险地段。（5）加强泥石流防治知识的普及，强化广大干部群众的防灾意识，建设良好的生态环境，提高山区综合防灾减灾能力。参考文献成都山地灾害与环境研究所中国泥石流北京：商务印书馆邓聚龙灰色系统理论武汉：华中理工大学出版社河南省国土资源科学研究院灵宝市地质灾害防治规划郑州：河南省国土资源科学研究院河南省国土资源科学研究院灵宝市小秦岭金矿区矿山地质环境及采矿诱发地质灾害勘查设计书郑州：河南省国土资源科学研究院苏经宇，周锡文，樊水荣泥石流危险等级评价的模糊数学方法自然灾害学报，2（2）：83～谭炳炎泥石流沟严重程度的数量化综合评判水土保持通报，6（1）：51～谭炳炎，靳番，荆绍华泥石流沟的判别方法和数量化综合评判泥石流防治理论和实践西安：西安交通大学出版社45～谢又予，伍永秋北京密云县泥石流危险区及沟谷危险度的初步研究首都圈自然灾害与减灾对策北京：气象出版社166～邢永强，章煜河南省灵宝市地质灾害特征、分布情况与防治对策河南理工大学学报（自然科学版），25（5）：372～张天义，张兴辽，张克伟国土资源综合调查与评价北京：地质出版社Causes Analysis and Risk Comprehensive and Countermeasure Evaluation of Xiaoqinling Hill Goldfield Debris FlowXing Yong-qiang1　Zheng Zhao2　Zhao Hong-yan1　Cao Xi-qiang1　Zhang Hong-bo1（Henan Land and Resources Research Institute，Zhengzhou 450016；College of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072）Abstract：Debris flow in Xiaoqin hill gold mining area was focused on and gray system theory was employed to evaluate according to selected index through evaluation Finally a risk analysis on debris flow channel inside the mining area was made，which shows that Daxi valley，Wenxi valley，Zaoxiang valley，Dahu valley，Cangzhu valley，Yangzhai valley are high risk areas and Xiaohu valley，Baihua valley，Qiangma valley，Zhujia valley are mid-risk Key words：debris flow；gray system theory；risk comprehensive evaluation；Xiaoqinling hill gold field
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佑玲天涯

公办。洛阳理工学院办学历史可溯源至1956年创立的三门峡水力发电学校，后历经洛阳地质勘探学校、洛阳建筑材料工业学校等发展阶段，1993年6月，学校更名为洛阳工业高等专科学校；2007年3月，经教育部批准，洛阳工业高等专科学校与洛阳大学合并组建并升格为洛阳理工学院。截至2021年1月，学校占地面积2229亩，有王城、开元、九都三个校区，总校舍建筑面积63万平方米，教学科研仪器设备总值2亿元，设有14个学院、2个基础教学部和7个专门教育和行业学院，开设55个本科专业，有教职工1787人，全日制在校本专科学生83万人。
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