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文檔簡介
華北科技學院《災害學》課程設計院(系):安全工程學院班級:姓名:學號:指導教師:評分:華北科技學院災害學課程總結泥石流災害及其防治Debrisflowdisasteranditsprevention撰寫人:班級:學號:指導老師:泥石流災害及其防治摘要:隨著經(jīng)濟的發(fā)展和自然環(huán)境的不斷變化,無論是人類活動的影響還是極端氣候的演變都容易形成一個個危險的泥石流,而泥石流的防治對保護人民的生命財產(chǎn)、保證交通暢通具有了重要意義。泥石流是產(chǎn)生于山區(qū)的一種嚴重的地質災害,它是由暴雨,冰雪融冰等水源激發(fā)的,還有大量泥沙石塊的特殊洪流。泥石流的發(fā)生發(fā)展,與山地環(huán)境的形成演化過程息息相關,是環(huán)境退化、生態(tài)失衡、地表結構破壞、水土流失、地質環(huán)境惡化的產(chǎn)物。人口的增長及在山區(qū)進行的不合理的生產(chǎn)活動,在很大程度上加劇了泥石流的形成和發(fā)展。本文通過對泥石流成因的分析,揭示出其成災特點,并針對其成災特點有的放矢地提出防治措施,從而為泥石流的防治提供了一些經(jīng)驗和作法。在此基礎上研究了影響泥石流發(fā)生的因素,進而分析了泥石流的成因機制。然后對泥石流的穩(wěn)定性進行了定性評價,并采用極限平衡原理和傳遞系數(shù)法,對泥石流預防給與可行的預防。在全世界每年發(fā)生的泥石流造成數(shù)以億計的經(jīng)濟損失和幾百甚至上千人的傷亡,而我國是世界上泥石流災情最嚴重的國家之一。關鍵詞:泥石流;災害;嚴重;破壞;形成原因;防治措施DebrisflowdisasteranditspreventionAbstract:Withfastdevelopmentofeconomyandconstantchangingofnaturalenvironment,eithertheinfluenceofhumanactivitiesortheevolutionofextremeclimateshasleadtotheoccurrenceofmanycasesofdangerousmud-rockflow.Asaconsequence,theimportanceofmud-rockflowcontrollingcannotbeignored,whichismeaningfulnotonlytotheprotectionofpeople’slifeandpropertybutalsototheguaranteeofsmoothtrafficsurroundings.Debrisflowisaseriousgeologicaldisastersproducedinthemountains,itisheavyrain,snowandicemeltingicewaterexcited,therearealargenumberofspecialfloodsedimentstones.Theoccurrenceanddevelopmentofthedebrisflow,andiscloselyrelatedtotheformationandevolutionofthemountainenvironment,environmentaldegradation,ecologicalimbalance,surfacestructuraldamage,soilerosion,thegeologicalenvironmentaldegradationproduct.Populationgrowthandunreasonableproductionactivitiesinthemountains,inlargepartexacerbatedbytheformationanddevelopmentofthedebrisflow.Throughtheanalysisofthecausesmudslidesrevealitsdisastercharacteristics,andproposedcontrolmeasuresfordisasterfeaturestargetedforthepreventionandtreatmentofthedebrisflowprovidessomeexperiencesandpractices.thereasonswhichcausedthemud-rockflowwereanalyzedandthelandslide’sstabilitywasestimated.Accordingtotheunbalancethrusttransmissioncoefficientmethod’sprincipleandsupposition,themud-rockflow’sstabilitycoefficientwascalculated.Thenthemud-rockflow’sstabilitywasappraised.Basedontheanalysis,thetreatmentmeasurewereadvanced.Accordingtotheresultoftheslopestabilitycalculation,thedesignprinciplewasthattheprojectcostwasreasonable,timelimitfortheprojectwasmuchless,thetechniquewaspossibleandtheprojectwassimpleandeasytoconstruct.Byhundredsofmillionsofexperiencedlossesoccurworldwideeachyearinthedebrisflowandhundredsoreventhousandsofthousandsofdeath.chinaisoneofthemostseriousdebrisflowdisastersintheworld.Keywords:causes;preventionandcontrolmeasures;mud-rockflow;damage;destroy目錄摘要 Ⅰ1.泥石流形成的條件 12.泥石流的危害 42.1對居民的危害 42.2對公路、鐵路的危害 42.3泥石流對農田村寨的危害 52.4對水利、水電工程的危害 52.5對礦山的危害 53.泥石流的類型及發(fā)育特點 63.1泥石流的類型 63.1.1按物質成分分類 63.1.2按物質狀態(tài)分類 63.1.3按成因分類 73.2泥石流發(fā)育特點 84.泥石流的分布 95.泥石流的形成條件 105.1泥石流形成的客觀條件 105.2誘發(fā)泥石流的人為因素 106.泥石流的防治措施 126.1防治泥石流的生物措施 126.2防治泥石流的工程措施 127.泥石流的預測及監(jiān)測 147.1泥石流的預測 147.2泥石流的監(jiān)測 148.泥石流災害的躲避 15結論 16參考文獻 18contentAbstract Ⅰ1.Conditionsofdebrisflowformation 12.Debrisflowhazard 42.1Harmtotheresidents 42.2Damagetoroadsandrailways 42.3ThedebrisflowhazardsonfarmlandVillage 52.4Harmtowaterconservancyandhydropowerproject 52.5Harmtomine 53.Typesanddevelopmentcharacteristicsofdebrisflow 63.1Typesofdebrisflow 63.1.1Accordingtotheclassificationofmaterialcomposition 63.1.2Classificationaccordingtothestateofmatter 63.1.3Accordingtogeneticclassification 73.2Developmentcharacteristicsofdebrisflow 84.Debrisflowdistribution 95.Formationconditionsofdebrisflow 105.1Objectiveconditionsfortheformationofdebrisflow 105.2Artificialfactorsofinducingdebrisflow 106.Preventionandcontrolmeasuresofdebrisflow 126.1Biologicalmeasuresforthepreventionandcontrolofdebrisflow 126.2Engineeringmeasuresforthepreventionandcontrolofdebrisflow 127.Predictionandmonitoringofdebrisflow 147.1Predictionofdebrisflow 147.2Debrisflowmonitoring 148.Debrisflowdisaster 15conclusion 16reference 181.泥石流形成的條件地形條件制約著泥石流形成、運動、規(guī)模等特征。主要包括泥石流的溝谷形態(tài)、集水面積、溝坡坡度與坡向和溝床縱坡降等。(一)溝谷形態(tài)典型泥石流分為形成、流通、堆積等三個區(qū),溝谷也相應具備三種不同形態(tài)。上游形成區(qū)多三面環(huán)山、一面出口的狀、漏斗狀或樹葉狀,地勢比較開闊,周圍山高坡陡,植被生長不良,有利于水和碎屑固體物質聚集;中游流通區(qū)的地形多為狹窄陡深的狹谷,溝床縱坡降大,使泥石流能夠迅猛直瀉;下游堆積區(qū)的地形為開闊平坦的山前平原或較寬闊的河谷,使碎屑固體物質有堆積場地。1.溝床縱坡降溝床縱坡降是影響泥石流形成、運動特征的主要因素。一般來講,溝床縱坡降越大,越有利于泥石流的發(fā)生,但比降在10%-30%的發(fā)生頻率最高,5%-10%和30%-40%的其次,其余發(fā)生頻率較低。2.溝坡坡度坡面地形是泥石流固體物質的主要源地一,其作用是為泥石流直接供固體物質。溝坡坡度是影響泥石流的固體物質的補給方式、數(shù)量和泥石流規(guī)模的主要因素。一般有利于提供固體物質的溝谷坡度,在我國東部中低山區(qū)為10-30度,固體物質的補給方式主要是滑坡和坡洪堆積土層,在西部高中山區(qū)多為30-70度,固體物質和補給方式主要是滑坡、崩塌和巖屑流。3.集水面積泥石流多形成在集水面積較小的溝谷,面積為0.5-10平方公里者最易產(chǎn)生,小于0.5-平方公里和10-50平方公里其次,發(fā)生在匯水面積大于50平方公里以上者較少。4.斜坡坡向斜坡坡向對泥石流的形成、分布和活動強度也有一定影響。陽坡和陰坡比較,陽坡上有降水量較多,冰雪消融快,植被生長茂盛,巖石風化速度快、程度高等有利條件,故一般比陰坡發(fā)育。如我國東西走向的秦嶺和喜馬拉雅山的南坡上產(chǎn)生的泥石流比北坡要多得多。(二)碎屑固體物源條件某一山區(qū)能作為泥石流中固體物質的松散土層的多少,與地區(qū)的地質構造、地層巖性、地震活動強度、山坡高陡程度、滑坡、崩塌等地質現(xiàn)象發(fā)育程度以及人類工程活動強度等有直接關系。1、與地質構造和地震活動強度的關系地區(qū)地質構造越復雜,褶皺斷層變動越強烈,特別是規(guī)模大,現(xiàn)今活動性強的斷層帶,巖體破碎十分發(fā)育,寬度可達數(shù)十條數(shù)百米,常成為泥石流豐富的固體物源。如我國西部的安寧河斷裂帶、小江斷裂帶、波密斷裂帶、白龍江斷裂帶、怒江斷裂帶、瀾滄江斷裂帶、金沙江斷裂帶等,成為我國泥石流分布密度最高、規(guī)模最大的地帶。在地震力的作用下,不僅使巖體結構疏松,而且直接觸發(fā)大量滑坡、崩塌發(fā)生,特別是在Ⅶ度以上的地震烈度區(qū)。對巖體結構和斜坡的穩(wěn)定性破壞尤為明顯,可為泥石流發(fā)生提供豐富物源,這也是地震→滑坡、崩塌→泥石流災害連環(huán)形成的根本原因。如1973年四川爐霍地震(7.9級)和1976年四川平武—松潘地震(7.2級)破壞山體,產(chǎn)生大量崩塌、滑坡,促使眾多溝谷發(fā)生泥石流。2、與地層巖性的關系地層巖性與泥石流固體物源的關系,主要反映在巖石的抗風化和抗侵蝕能力的強弱上。一般軟弱巖性層、膠結成巖作用差的巖性層和軟硬相間的巖性層比巖性均一和堅硬的巖性層易遭受破壞,提供的松散物質也多,反之跡然。如長江三峽地區(qū)的中三迭統(tǒng)巴東組,為泥巖類和灰炭類互層,是巴東組分布區(qū)泥石流相對發(fā)育的重要原因。安寧河谷侏羅紀砂巖、泥巖地層是該流域泥石流中固體物質的主要來源?;◢弾r類,由于結構構造和礦物成分的特點,物理和化學風化作用強烈,導致巖體崩解,形成塊石、碎屑和砂粒,形成大厚度的風化殘積層,當其它條件具備時可形成泥石流。石灰?guī)r分布地區(qū),炭巖只有經(jīng)物理風化和經(jīng)淋溶的殘積紅土以及經(jīng)地質構造作用的破碎帶,才可能成為泥石流的固體物源。由于石灰?guī)r具可溶性,溶蝕現(xiàn)象發(fā)育,塌陷、漏斗等巖溶堆積松散土多見,難以成為泥石流的固體物源,再加上巖溶地區(qū)地表水易流入地下,故灰?guī)r地區(qū)泥石流現(xiàn)象少見。除上述地質構造和地層巖性與泥石流固體物源的豐度有直接關系外,當山高坡陡時,斜坡巖體卸荷裂隙發(fā)育,坡腳多有崩坡積土層分布;地區(qū)滑坡、崩塌、倒石錐、冰川堆積等現(xiàn)象越發(fā)育,松散土層也就越多;人類工程活動越強烈,人工堆積的松散層也就越多,如采礦棄渣、基本建設開挖棄土、砍伐森林造成嚴重水土流失等。這些均可為泥石流發(fā)育提供豐富的固體物源。(三)水源條件水既是泥石流的重要組成成分,又是泥石流的激發(fā)條件和搬運介質。泥石流水源提供有降雨、冰雪融水和水庫(堰塞湖)潰決溢水等方式。1、降雨降雨是我國大部分泥石流形成的水源,遍及全國的20多個省、市、自治區(qū),主要有云南、四川、重慶、西藏、陜西、青海、新疆、北京、河北、遼寧等,我國大部分地區(qū)降水充沛,并且具有降雨集中,多暴雨和特別大暴雨的特點,這對激發(fā)泥石流的形成起了重要作用。特大暴雨是促使泥石流暴發(fā)的主要動力條件。處于停歇期的泥石流溝,在特大暴雨激發(fā)下,甚至有重新復活的可能性。1963年9月18日,云南東川的老干溝,一小時內降雨552毫米,暴發(fā)了50年一遇的泥石流。連續(xù)降雨后的暴雨,是觸發(fā)泥石流又一重要動力條件,因為泥石流發(fā)生與前期降水造成松散土含水飽和程度與1小時、10分鐘的短歷時強降雨(雨強)所提供的激發(fā)水量有十分密切的關系。據(jù)有關資料,在日本,激發(fā)泥石流的小時雨強,一般在30mm以上,10分鐘雨強在7mm—9mm以上,甸西部地區(qū)激發(fā)泥石流的小時雨強30mm左右,10分鐘則在10mm以上。2、冰雪融水冰雪融水是青藏高原現(xiàn)代冰川和季節(jié)性積雪地區(qū)泥石流形成的主要水源。特別是受海洋性氣候影響的喜馬拉雅山、唐古拉山和橫斷山等地的冰川,活動性強,年積累量和消融量大,冰川前進速度快、下達海拔低,冰溫接近融點,消融后為泥石流提供充足水源。當夏季冰川融水過多,涌入冰湖,造成冰湖潰決溢水而形成泥石流或水石流更為常見。3、水庫(堰塞湖)潰決溢水當水庫潰決,大量庫水傾泄。而且下游又存在豐富松散堆積土時,常形成泥石流或水石流。特別是由泥石流、滑坡在河谷中堆積,形成的堰塞湖潰決時,更易形成泥石流或水石流。2.泥石流的危害引言:泥石流是山區(qū)常見的一種自然災害。泥石流中大量的泥沙和石塊混合成一股泥漿,沿陡坡奔騰而下,來勢兇猛,暴發(fā)突然,有巨大的破壞力。一般其中泥沙石塊的體積含量大于10%,最高達80%,流速一般為5-7米/秒,最高可達70-80米/秒,在短短幾分鐘內可將數(shù)千萬立方米土石搬出溝口,摧毀或掩埋沿途房屋、農田、道路及工程設施,造成重大地質災害。2.1對居民的危害泥石流最常見的危害之一是沖進鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)。摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場所、設施。淹沒人畜,毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災難。例如,1969年8月,云南大盈江流弄璋區(qū)南拱泥石流,使新章金,老章金兩村被毀,97人喪生,經(jīng)濟損失近百萬。2.2對公路、鐵路的危害泥石流可直接埋沒車站、鐵路、公路、摧毀路基、橋涵等設施,致使交通中斷,還可引起正在運行的火車、汽車顛覆,造成重大人身傷亡事故。有時泥石流匯入江河,引起河道大幅度變遷,直接毀壞公路、鐵路及其他構筑物,甚至迫使道路改線,造成巨大經(jīng)濟損失。具體情況如下:①據(jù)鐵路部門資料,鐵路是受泥石流危害最嚴重的部門之一。目前全國有鐵路營業(yè)里程為52000公里,其中有32000公里在山區(qū),鐵路沿線約有泥石流溝1386條,威脅3000公里長度的鐵路線的安全。從1949-1985年這幾十年里,累計發(fā)生泥石流災難1200起,其中造成鐵路被毀、中斷行車的重大泥石流災難300起,列車出軌和顛覆的嚴重事故100起,100人傷亡的特大事故2起,車長被淤埋41起(共33個),每年僅用于復舊和改建工程的費用就高達7000萬元。泥石流沖毀路基,淤埋車場,切斷橋梁,堵塞隧道,甚至造成火車顛覆和人員傷亡。②泥石流對公路的危害更為嚴重,諸如川藏公路、滇藏公路、川滇公路、甘川公路、川陜公路以及中尼公路和中巴公路等,均穿越泥石流發(fā)生的山區(qū),常因泥石流災害而斷道停車。川藏公路是內地通往西藏的交通干道,沿線有泥石流溝近千條,全線長2400公里,幾乎1/3以上的路段以泥石流災害為主,尤以兇猛而巨大的冰川型泥石流為特色。每年5-9月間,冰川泥石流、暴雨泥石流以及由山崩、滑坡、冰崩、冰湖潰決等形成的各類泥石流傾巢而出,全線侵襲,公路嚴重受阻,是影響公路暢通和西藏建設的一大災禍。2.3泥石流對農田村寨的危害泥石流或直接吞沒農田村寨,或因斷江河而壅水,淹沒沿江兩岸的農田村寨和城鎮(zhèn)。填塞潰壩后,又以潰決洪水侵襲農田村寨,進而吞沒兩岸土地和村鎮(zhèn),或沖蝕溝谷,吞食坡地,導致溝谷擴大,耕地銳減,水土流失。我國甘肅的白龍江兩岸泥石流溝密布,兩岸大片農田和村舍,一直飽受泥石流的侵襲之災。云南省西南隅的大盈江流域,也是泥石流的重災區(qū),演講兩岸大片農田和村寨經(jīng)常受災,損失嚴重。2.4對水利、水電工程的危害主要是沖毀水電站,引水渠道及過溝建筑物,淤埋水電站尾水渠,并淤積水庫,腐蝕壩面等。例如:1981年7月9日凌晨1時30分,發(fā)生在四川省涼山彝族自治州甘洛縣泥石流災害,當泥石流沖出山口,毀橋覆車后,再沖過大渡河,直搗對岸。在幾分鐘之內就將寬達120m、最深處達13m的洶涌澎湃的大渡河攔腰截斷,斷流達4小時之久。堵河壩體約為29萬立方米,最大壩高達26m,上游回水5km,淹沒沿河低地及工礦設施,沖毀沿河公路830m,阻斷公路交通半年之久。由于大量沙石侵入大渡河,造成下游河道阻塞,形成險灘,并使下游電站蓄水庫產(chǎn)生淤積。2.5對礦山的危害主要是摧毀礦山及其設施,淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn),甚至使礦山報廢。1997年7月3日,廣東省清遠市大麥山銅礦暴雨引發(fā)的泥石流,充填巷道2處,掩埋原礦3500噸,經(jīng)濟損失205萬元。3.泥石流的類型及發(fā)育特點3.1泥石流的類型泥石流分類的方案很多。以下為我國最常見的幾種分類方案。3.1.1按物質成分分類①水石流型泥石流這類泥石流的固體物質數(shù)量不多,主要由非常不均勻的石塊和砂礫組成如塊石、漂礫、碎石、巖屑及砂等,黏土質細粒物質含量少(<10%),且它們在泥石流運動過程中極易被沖洗掉,所以堆積物常常是粗大碎屑物質。這類泥石流多發(fā)生在石灰?guī)r,大理巖和部分花崗巖分布地區(qū)。我國陜西華山,山西太行山,北京西山和遼東山地的泥石流多屬此類。②泥石流型泥石流這類泥石流的固體物質有不均勻的粗碎屑物質如塊石、漂礫、碎石、礫石、砂礫等,又含有相當多的黏土質細粒物質,因黏土有一定的粗結性,所以堆積物質常形成為粘結較牢固的土石混合物。這是一類較典型的泥石流,多見于花崗巖,片麻巖,板巖,千枚巖以及頁巖分布的山區(qū)。我國西南和西北地區(qū),如西藏波密、云南東川和甘肅武都等地的泥石流多屬此類。③泥流型泥石流這類泥石流的固體物質基本上由細碎屑和黏土物質所組成(80%-90%),僅含少量巖屑和碎石,黏度比較大,多呈不同稠度的泥漿狀,有時可能還有大量“泥球”。我國黃土高原地區(qū)和黃河的各大支流,如甘肅武都桑園子溝,天水羅山谷溝和蘭州黃山谷溝等地泥石流多屬此類。3.1.2按物質狀態(tài)分類①黏性泥石流此類泥石流的固體物質占40%-60%,最高達80%。密度大,浮托力強。水不是搬運介質,而是組成物質,水、泥砂和石塊聚集成一個粘稠的整體,具有很大的黏性。當它在流途上流經(jīng)彎道時,有明顯的外側超高,爬高和截彎取值現(xiàn)象。在溝槽轉彎處,并非順溝床運動,而是經(jīng)常直沖溝岸,甚至爬越高達5-10m的階地,陡坎或導流堤壩,奪路向外奔泄。②稀性泥石流該類泥石流是水和固體物質的混合物。以水為主要成分,固體物質含量少(10%-40%),不能形成粘稠的整體,具有很大的分散性。水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切足有,常在短時間內將原先填滿堆積物的溝床下切成幾米至十幾米的深槽,其堆積物在堆積區(qū)呈扇狀散流,層次不明顯,沿流途的停積物有一定的分選性。3.1.3按成因分類①暴雨型泥石流以暴雨形成的地表徑流為主要水源的泥石流。其疏松物質通常來源于坡殘積,崩塌滑坡堆積及黃土等第四紀堆積物,是有人為排放的各類廢渣。暴雨型泥石流是我國分布最廣泛,數(shù)量最多,活動也最頻繁的泥石流類型。主要分布在我國東部和中部,即我國人口較集中,經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū),因而造成的危害最大。暴雨型泥石流的規(guī)模相差懸殊,最大的一次沖出土石數(shù)百萬至上千萬立方米,小的僅數(shù)到數(shù)十立方米,而小于1萬立方米的占80%以上。暴雨型泥石流一次持續(xù)時間一般數(shù)十分鐘至一兩個小時,具有突然爆發(fā),來勢兇猛,破壞力強的特點②冰川型泥石流指以冰川積雪消融為主要水源的泥石流。其疏松物質來源主要是古今冰川堆積物,主要分布在我國西部高原、高山地區(qū),如青藏高原、昆侖山、天山、祁連山等地。冰川型泥石流大多為典型的溝谷泥石流,固體物質儲蓄十分豐富,暴發(fā)猛烈而頻繁,一次泥石流過程可以持續(xù)很長時間,沖出溝口的堆積物數(shù)量多,顆粒粗大。冰湖潰決產(chǎn)生洪水引起的泥石流是冰川型泥石流的一種特殊種類,主要分布在喜馬拉雅山北坡及藏東海洋性冰川與大陸性冰川的過渡帶,規(guī)模一般都很大,泥石流和洪水可以威脅到下游幾十公里到上百公里的居民區(qū)。冰川型泥石流是大雨、暴雨天氣或無雨高溫的晴天都可以暴發(fā),它比暴雨型泥石流更具突發(fā)性。由于冰川型泥石流分布區(qū)大多人煙稀少,除局部地區(qū)外,其危害狀況遠比暴雨型泥石流輕。③冰融型泥石流主要分布在青藏高原腹地和東北大興安嶺北段的多年凍土地區(qū),是坡地凍土表層在消融過程中形成的塑性流體,規(guī)模小,流動緩慢,危害較輕。以上分類是我國最常見的三種分類。除此之外還有多種分類方法,如按泥石流溝的形態(tài)分為溝谷型泥石流,山坡型泥石流;按泥石流流域大小分為大型泥石流、中型泥石流和小型泥石流;按泥石流發(fā)展階段分為發(fā)展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。3.2泥石流發(fā)育特點泥石流多分布于海拔800m~2500m高度的山坡和溝谷,坡面泥石流在25°~33°的坡面最常見,溝谷泥石流溝床比降多在100‰~400‰之間;泥石流溝谷集水面積大都在0.6km2~50km2之間。氣候特點與泥石流分布:冰川型泥石流分布于海拔很高的青藏高原及其周緣的高山和極高山區(qū)。暴雨型泥石流的分布深受季風氣候影響,可以認為季風氣候控制了我國泥石流分布的格局,在季風氣候的山地區(qū)域,泥石流具片狀和帶狀分布特點。而季風影響不到的西北、北部地區(qū),僅在一定坡向和高度上,才有利于泥石流的發(fā)育。4.泥石流的分布我國泥石流的分布,大體上以大興安嶺——燕山山脈——太行山脈——巫山山脈——雪峰山山脈一線為界。該線以東,即我國地貌最低一級階梯的低山,丘陵和平原,泥石流分布零星(僅遼東南山地較密集)。該線以西,即我國地貌第一,二級階梯,包括廣闊的高原,深切割的極高山、高山和中山區(qū),是泥石流最發(fā)育最集中的地區(qū),泥石流溝群常呈帶狀或片狀分布。其中成片的幾種在青藏高原東南緣山地、四川盆地周邊以及隴東——陜南、晉西、冀北等以及黃土高原東緣為主的地區(qū)。從泥石流成因類型看,冰川泥石流主要分布在中國西南山地,并大部分幾種于西藏東南部地區(qū);暴雨泥石流主要分布于西南地區(qū),其次西北、華北和東北也有呈帶狀或零星分布。從泥石流物質組成看,泥石流分布遍及西南、西北和東北的基巖山區(qū);水石流分布于華北地區(qū),而泥流則分布于松散易蝕的黃土分布區(qū)。5.泥石流的形成條件5.1泥石流形成的客觀條件泥石流的形成必須同時具備以下三個條件:陡峻的便于集水的、堆積物的地形地貌;豐富的松散物質;短時間內有大量的水源。①地形地貌條件。在地形上具備山高溝深,地勢陡峻,溝床縱坡降大,流域形狀便于水流匯集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三部分。上游形成區(qū)的地形多為三面環(huán)山,一面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊,周圍山高坡陡,山體破壞,植被生長不良,這樣的地形有利于水和碎屑物質的集中;中游流通區(qū)的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡降大,使泥石流能夠迅猛直瀉;下游堆積區(qū)的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使碎屑物有堆積場所,②松散物質來源條件。泥石流常發(fā)生于地址構造復雜,斷裂褶皺發(fā)育、新構造活動強烈、地震烈度較高的地區(qū)。地表巖層破碎、滑坡、崩塌、錯落等不良地質現(xiàn)象發(fā)育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;另外,巖層結構疏松軟弱,易于風化,節(jié)理發(fā)育,或軟硬相間成層地區(qū),因易受破壞,也能為泥石流提供豐富的碎屑物來源;一些人類工程經(jīng)濟活動,如濫發(fā)森林造成水土流失,開山采礦、采石棄渣等,往往也為泥石流提供大量的物質來源。③水源條件。水既是泥石流的重要組成部分,又是泥石流的重要激發(fā)條件和搬運介質(動力來源)。泥石流的水源有暴雨,冰雪融水庫(池)潰決水體等形式。我國泥石流的水源主要是暴雨,長時間的連續(xù)降雨等。5.2誘發(fā)泥石流的人為因素①毀林。毀林的原因很多,包括取用木材、薪柴、藥材,擴展耕地,牧地以及軍事活動等。全球陸地森林覆蓋率為22%,而我國森林覆蓋率不足12.5%森林土壤對泥石流的促進和抑制作用均有階段性。當土地森林消失后,地面水土流失與土層結構強度在無林條件下達到新的平衡時,森林土壤消失后,其抑制作用降為零;反之,當在泥石流源地森林植被和土壤逐漸恢復過程中,林、灌、草根系網(wǎng)的穩(wěn)土、固土作用跟隨增加,土層逐漸增厚,而土層強度有隨其厚度的遞增而遞減,直至低于森林土壤流失的下限值,森林的固土,穩(wěn)土作用亦相應消失。②開荒與陡坡耕作。由于我國人口劇增,工礦、道路、城鎮(zhèn)、農田水利建設不斷占用耕地,人均耕地面積不斷減少。由于山區(qū)耕作地向山坡不斷擴展,先緩坡后陡坡。而這些耕地,既無地埂,又年年翻耕,表土松動,因此一遭遇暴雨,沙石俱下,匯集而成泥石流。③過度放牧。我國草原加上農區(qū)草地草被的面積占全國總面積的36.8%,約為耕地面積的2.6倍。其中山區(qū)草坡一般分布山坡等地的林間,林下地段,有些位居山地陡坡土層較薄地帶,這些地方一旦過度放牧,尤其是泥石流源地,便可迅速出現(xiàn)草場退化,草場退化可發(fā)展為裸露地或裸巖地,在一定條件下,山坡裸露地往往變成泥石流源地。④水庫潰決,渠水滲漏。隨著山區(qū)資源開發(fā),越來越多地修建山區(qū)水庫和渠系。在儲存和流動中,這些水體均有不同程度的滲漏。當滲漏超過泥石流始發(fā)臨界時,便可暴發(fā)人為泥石流。例:1973年,四川未易陡溝內水庫潰決,形成潰決型泥石流,淤埋成昆鐵路灣丘火車站,迫使鐵道斷道阻車7晝夜⑤不合理開挖。主要修建鐵路、公路、水渠以及其他工程建筑的不合理開挖。有些泥石流就是在進行不合理開挖時破壞了山坡表層而形成的。如云南省東川至昆明公路的老干溝,因修公路及水渠,使山體破壞,加之1966年犀牛山地震又形成滑坡、崩塌,致使泥石流更加嚴重。又如香港多年來修建了許多大型工程和地面建筑,幾乎每個工程都要壁山填?;蛱顪戏娇色@得合適的建筑場地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程現(xiàn)場有120人死于滑坡造成的泥石流。⑥不合理的棄土、棄渣、采石。不合理的棄土、棄渣及采石等形成的泥石流事例很多。如四川冕寧縣瀘沽鐵礦漢羅溝,因不合理堆放棄土礦渣,在1972年一場大雨時暴發(fā)了礦山泥石流,沖出松散固體物質約10萬立方米,淤埋成昆鐵路300m和喜(德)——西(昌)公路250m,中斷行車,給交通運輸帶來嚴重損失。又如甘川公路兩水附近,1973年冬在沿公路的溝內開采石料,1974年7月18日發(fā)生泥石流致使15座橋涵淤塞。6.泥石流的防治措施泥石流的防治,應貫徹綜合治理的原則,要突出要點,因害設防,因地制宜,講求實效,要充分考慮到被保護地區(qū)與具體工程的要點。具體防治措施有生物措施和工程措施這兩工項。6.1防治泥石流的生物措施生物措施包括恢復或培育植被,合理耕牧,維持較優(yōu)化的生態(tài)平衡這些措施可使流域坡面得到保護,免遭沖刷,以控制泥石流發(fā)生。植被包括草被和森林兩種,它們是生物措施中不可分割的兩個方面。植被可調節(jié)徑流,延滯洪水,削弱山洪的動力;可保護山坡,抑制剝蝕、侵蝕和風蝕,減緩巖石的風化速度,控制固體物質的供給。因此在流域內(特別是中,上游地段)要加強封山育林,嚴禁毀林開荒。為使此項措施切實有效地發(fā)揮作用,還需注意造林方法的選擇樹種。幼苗成活后要嚴格管理;嚴防森林火災,消滅病蟲害。此外,要合理耕收,甚至退耕還林。在崩滑地段要絕對禁止耕作。6.2防治泥石流的工程措施①蓄水、引水工程:這類包括調洪水庫,截水溝和引水渠等。工程建于形成區(qū)內,其作用是攔截部分或大部分洪水,削減洪峰,以控制暴發(fā)泥石流的水動力條件。同時,還可灌溉農田、發(fā)電或供生活用水等。大型引水渠應修建穩(wěn)固而短小的截流壩作為渠首,避免經(jīng)過崩滑帶而應在它的后緣外側通過并嚴防滲漏、潰決。②支擋工程:支擋工程有擋土墻、護坡等。在形成區(qū)內崩塌、滑坡嚴重地段,可在坡腳處修建擋墻和護坡,以穩(wěn)定斜坡。此外,當流域內某地段山體不穩(wěn)定,樹木難以“定居”時,應先鋪以支擋建筑物以穩(wěn)定山體,生物措施才能奏效。③攔擋工程:這類工程多布置在流通區(qū)內,修建攔擋泥石流的壩體,也稱谷坊壩。它的主要是攔泥石流和護床固壩。目前國外擋壩的種類繁多。從結構來看,可分為實體壩和格柵壩;從材料來看,可分為土質、圬工、混凝土和預制金屬構件等;從壩高和保護對象的作用來看,可分為低矮的擋壩群和單獨高壩。擋壩群是國內外廣泛采用的防治工程。沿溝建筑一系列高5~10m的低壩或石墻,壩(墻)身上應留有水孔以渲泄水流,壩頂留有溢水口可渲泄洪水。我國這種壩一般采用圬土砌筑。國外攔擋小型稀性泥石流,推廣采用格柵壩。④排導工程:這類工程包括排導溝、渡槽、急流槽、導流壩等,多數(shù)建在流通區(qū)和堆積區(qū)。最常見的排導工程是舍友導流堤的排導溝,它們的作用是調整流向,防止漫流,以保護附近的居名點、工礦點和交通線路。⑤儲淤工程:這類工程包括攔淤庫和儲淤場,前者設置于流通區(qū)內,就是修筑攔擋壩,形成泥石流庫。后者一般設置于堆積區(qū)的后緣,工程通常由導流堤、攔淤堤和溢流堰組成。儲淤工程的主要作用是在一定期限內,一定程度上將泥石流固體物質在指定地段停淤,從而削減下泄的固體物質總量及洪峰流量。7.泥石流的預測及監(jiān)測7.1泥石流的預測主要根據(jù)泥石流溝固體物質的來源和積累程度、水的來源和數(shù)量是否可以達到激發(fā)泥石流發(fā)生的水量要求,各溝谷的發(fā)育階段和暴發(fā)泥石流的頻率等來預測地區(qū)或溝谷泥石流暴發(fā)的可能性和危險度。泥石流暴發(fā)的危險程度可采用定性或半定量評價方法進行預測。一般來說,地質構造越復雜,地殼活動越強烈,山高坡陡,地形月破碎,風化越嚴重,滑坡,崩塌等地質現(xiàn)象越發(fā)育,人類活動越強烈,則可定性人為泥石流暴發(fā)的頻率越高,危險度就越大;反之,則越低、越小。7.2泥石流的監(jiān)測泥石流的監(jiān)測可以綜合山洪和滑坡監(jiān)測技術,重點是對降雨量監(jiān)測。泥石流的觸發(fā)條件主要是降雨量及雨強,且與地方小氣候的關系很大,因不同地區(qū)的觸發(fā)臨界雨量也不同。所以,泥石流的監(jiān)測系統(tǒng)既應該有區(qū)域降雨監(jiān)測,也應該建立局部重點區(qū),溝谷的降雨監(jiān)測點,以及形成區(qū)滑坡的位移監(jiān)測點。降了山洪、滑坡監(jiān)測方法外,泥石流監(jiān)測報警方法還有:①遙測地聲警報器;②超聲波泥位警報器;③地震式震動警報器。8.泥石流災害的躲避①努力改善生態(tài)環(huán)境泥石流的產(chǎn)生和活動程度與生態(tài)環(huán)境質量有密切關系。一般來說,生態(tài)環(huán)境好的區(qū)域,泥石流發(fā)生的頻率低,影響范圍??;生態(tài)環(huán)境差的區(qū)域,泥石流發(fā)生頻率高、危害范圍大。提高小流域植被覆蓋率,在村莊附近營造一定規(guī)模的防護林,不僅可以抑制泥石流形成,降低泥石流發(fā)生頻率,而且即使發(fā)生泥石流,也多了一道保護生命財產(chǎn)安全的屏障。②房屋不要建在溝口、溝道上受自然條件限制,許多村莊建在山麓扇形
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