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  • 山区地质灾害的预测和防治(一)
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    山区地质灾害的预测和防治(三)

    之外还有多种分类方法。如按泥石流的成因分类有:水川型泥石流,降雨型泥石流;按泥石流流域大小分类有:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;按泥石流发展阶段分类有:发展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。

      2.形成泥石流的基本条件

      泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;有丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。

      (1).地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。

      (2).松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外、岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。

      (3).水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。

      3.泥石流发生的时间规律

      泥石流发生的时间具有如下三个规律:

      (1)季节性:我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨,尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此,泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致,具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。因集中降雨的时间的差异而有所不同。四川、云南等西南地区的降雨多集中在6-9月,因此、西南地区的泥石流多发生在6-9月;而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月,尤其是7、8两个月降雨集中,暴雨强度大,因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计,发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90%以上。

      (2)周期性:泥石流的发生受暴雨、洪水、地震的影响,而暴雨、洪水、地震总是周期性地出现。因此,泥石流的发生和发展也具有一定的周期性,且其活动周期与暴雨、洪水、地震的活动周期大体相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期相叠加时,常常形成泥石流活动的一个高潮。如云南省东川地区在1966年是近十几年的强震期,使东川泥石流的发展加剧。仅东川铁路在1970-1981年的11年中就发生泥石流灾害250余次。又如1981年,东川达德线泥石流,成昆铁路利子伊达泥石流、宝成铁路、宝天铁路的泥石流,都是在大周期暴雨的情况下发生的。

      (3)泥石流的发生,一般是在一次降雨的高峰期,或是在连续降雨稍后。

      4.泥石流的分布特点

      我国泥石流的分布,明显受地形、地质和降水条件的控制。特别是在地形条件上表现得更为明显。

      (1)泥石流在我国集中分布在两个带上。一是青藏高原与次一级的高原与盆地之间的接触带;另一个是上述的高原、盆地与东部的低山丘陵或平原的过渡带。

      (2)在上述两个带中,泥石流又集中分布在一些大断裂、深大断裂发育的河流沟谷两侧。这是我国泥石流的密度最大、活动最频繁、危害最严重的地带。

      (3)在各大型构造带中,具有高频率的泥石流,又往往集中在板岩、片岩、片麻岩、混合花岗岩、千枚岩等变质岩系及泥岩、页岩、泥灰岩、煤系等软弱岩系和第四系堆积物分布区。

      (4)泥石流的分布还与大气降水、水雪融化的显著特征密切相关。即高频率的泥石流,主要分布在气候干湿季较明显、较暖湿、局部暴雨强大、水雪融化快的地区。如云南、四川、甘肃、西藏等。低频率的稀性泥石流主要分布在东北和南方地区。

      5.泥石流活动强度的相关因素

      泥石流的活动强度主要与地形地貌、地质环境和水文气象条件三个方面的因素有关。比如、崩塌、滑坡、岩堆群落地区,岩石破碎、风化程度深,则易成为泥石流固体物质的补给源;沟谷的长度较大、汇水面积大、纵向坡度较陡等因素为泥石流的流通提供了条件;水文气象因素直接提供水动力条件。往往大强度、短时间出现暴雨容易形成泥石流,其强度显然与暴雨的强度密切相关。

      6.泥石流对人类的危害

      泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。它对人类的危害具体表现在如下四个方面:

      (1)对居民点的危害:泥石流最常见的危害之一,是冲进乡村、城镇,摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地,甚至造成村毁人亡的灾难。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋区南拱泥石流,使新章金、老章金两村被毁,97人丧生,经济损失近百万元。

      (2)对公路、铁路的危害:泥石流可直接埋没车站,铁路、公路,摧毁路基、桥涵等设施,致使交通中断,还可引起正在运行的火车、汽车颠覆,造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河道,引起河道大幅度变迁,间接毁坏公路、铁路及其它构筑物,甚至迫使道路改线,造成巨大的经济损失。如甘川公路394公里处对岸的石门沟,1978年7月暴发泥石流,堵塞自龙江,公路因此被淹l公里,白龙江改道使长约两公里的路基变成了主河道,公路、护岸及渡槽全部被毁。该段线路自1962年以来,由于受对岸泥石流的影响己3次被迫改线。建国以来,泥石流给我国铁路和公路造成了无法估计的巨大损失。

      (3)对水利、水电工程的危害:主要是冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物,淤埋水电站尾水渠,并淤积水库、磨蚀坝面等。

      (4)对矿山的危害:主要是摧毁矿山及其设施,淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产,甚至使矿山报废。

      7.不合理的人类经济活动亦能诱发泥石流

      由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类经济活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生,就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:

      (1)不合理开挖:修建铁路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其它建筑活动,破坏了山坡表面而形成的。如云南省东川至昆明公路的老干沟,因修公路及水渠,使山体破坏,加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡,致使泥石流更加严重。又如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填方,才能获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。

      (2)不合理的弃土、弃渣、采石:这种行为形成的泥石流的事例很多。如四川省冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土、矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约lO万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)-西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。又如甘川公路西水附近,1973年冬在沿公路的沟内开采石料,1974年7月18日发生泥石流,使15座桥涵淤塞。  

      (3)滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失,山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡的稳定性被破坏,崩塌、滑坡等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。例如甘肃省白龙江中游现在是我国著名的泥石流多发区。而在一千多年前,那里竹树茂密、山清水秀,后因伐木烧炭,烧山开荒,森林被破环,才造成泥石流泛滥。又如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏了下游村庄、公路,造-民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光”。

      8.减轻或避防泥石流的工程措施

      减轻或避防泥石流的工程措施主要有:

      (1)跨越工程一是指修建桥梁、涵洞,从泥石流沟的上方跨越通过,让泥石流在其下方排泄,用以避防泥石流。这是铁道和公路交通部门为了保障交通安全常用的措施。

      (2)穿过工程——指修隧道、明硐或渡槽,从泥石流的下方通过,而让泥石流从其上方排泄。这也是铁路和公路通过泥石流地区的又一主要工程形式。

      (3)防护工程——指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其它主要工程措施,作一定的防护建筑物,用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有:护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。

      (4)排导工程——其作用是改善泥石流流势,增大桥梁等建筑物的排泄能力,使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程,包括导流堤、急流槽、束流堤等。

      (5)栏挡工程——用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有:栏渣坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。

      对于防治泥石流,常采用多种措施相结合,比用单一措施更为有效。

      9.泥石流灾害的预报方法

      泥石流的预测预报工作很重要,这是防灾和减灾的重要步骤和措施。目前我国对泥石流的预测预报研究常采取以下方法:

      (1)在典型的泥石流沟进行定点观测研究,力求解决泥石流的形成与运动参数问题。如对云南省东川市小江流域蒋家沟、大桥沟等泥石流的观测试验研究;对四川省汉源县沙河泥石流的观测研究等。

      (2)调查潜在泥石流沟的有关参数和特征。

      (3)加强水文、气象的预报工作,特别是对小范围的局部暴雨的预报。因为暴雨是形成泥石流的激发因素。比如、当月降雨量超过350毫米时,日降雨量超过150毫米时,就应发出泥石流-。

      (4)建立泥石流技术档案,特别是大型泥石流沟的流域要素、形成条件、灾害情况及整治措施等资料应逐个详细记录。并解决信息接收和传递等问题。

      (5)划分泥石流的危险区、潜在危险区或进行泥石流灾害敏感度分区。

      (6)开展泥石流防灾-器的研究及室内泥石流模型试验研究。

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      10.泥石流发生时的紧急措施

      当泥石流发生时,必需遵循泥石流的规律采取应急措施。泥石流与崩塌、滑坡不同之点就是流动。泥石流不仅能够流动,而且它的搬运能力、浮托能力还非常大,远非流水所能比拟。比如四川省凉山州流沙河泥石流竞能将在河谷中洗衣服的老大娘搬运1-3公里,而安然无恙。说明它的浮托能力之强大。因此,可以说,泥石流类似洪水,又胜于洪水。据此特点,我们必须米取下列紧急措施:

      (1)当处于泥石流区时,应迅速向泥石流沟两侧跑离,切记不等顺沟向上或向下跑动。一般粘性泥石流比稀性泥石流容易躲离和得生。前面所提的即为在粘性泥石流中得生的典型实例。而当处于非泥石流区时,则应立即报告该泥石流沟下游可能波及(影响)到的村、乡、镇、县或工矿企业单位。密切注视泥石流的变化发展趋势。

      (2)有关政府部门应立即组织有政府、单位(村、乡、镇)、专家及当地群众参加的抢险救灾活动。

      (3)拟定并实施应急措施(或计划)。包括加强管理泥石流沟及下游沟谷。比如:酌情限制车辆和行人通行;组织危险区群众迅速撤离等。

      (4)密切注视该泥石流灾害可能引发某种生命线工程(水库、铁路、公路、发电厂、通讯警施、电台、渠道等)的次生灾害,甚至再发生第三次灾害。如火灾、洪水、中断交通、-、房屋倒塌等。

      (5)建立观测站(网)进行长期动态观测,掌握实情的发展趋势,并做出决断。特别要注意泥石流具有阵发性,间歇性等特点。

      11.我国泥石流的主要危害区

      我国发生泥石流规模大、频率高、危害严重的地区主要有以下几个地区:

      (1)滇西北、滇东北山区。如1979年滇西北的怒江州有六库、沪水、福灵、贡山等五县40余条沟谷暴发了泥石流,为近30年来最多、最严重的一年,造成了巨大的经济损失。又如1985年滇东北的东川小江中游20余条沟谷暴发了规模巨大的粘性泥石流,也造成了巨大的经济损失。

      (2)川西地区。1981年该地区甘孜、阿坝、凉山、渡口、绵阳等地区的50个县1000余条沟谷暴发了泥石流,其中凉山州甘洛县利子伊达沟大型粘性泥石流为我国铁路运营史上遭受了一次最严重的特大的泥石流灾害。

      (3)陕南秦岭-大巴山区。如1981年该地区的略阳、留坝、凤县、勉县、宁强、汉中等县都发生了较大的泥石流,仅宝成铁路凤州、略阳一带的铁路沿线就有134条沟谷暴发了泥石流,造成了巨大损失。

      (4)西藏喜马拉雅山地。

      (5)辽东南山地。

      (6)甘南及白龙江流域(以武都地区最为严重)。

      12.崩塌、滑坡、泥石流三者的关系

      崩塌、滑坡、泥石流除了相互区别外,常常还具有相互联系,相互转化和不可分割的密切关系。

      (1)崩塌与滑坡的关系。

      崩塌和滑坡如同孪生姐妹,甚至有无法分割的联系。二者常常相伴而生,产生于相同的地质构造环境中和相同的地层岩性与构造条件下,且有着相同的触发因素,容易产生滑坡的地带,也是崩塌的易发区。例如、宝成铁路宝鸡一绵阳段,就是崩塌与滑坡的多发区。崩塌可转化为滑坡:一个地方长期不断的发生崩塌,其积累的大量崩塌堆积体在一定条件下可形成滑坡;有时崩塌在运动过程中直接转化为滑坡运动,且这种转化是比较常见的,有时岩土体的重力运动形式介于崩塌运动和滑坡运动之间,以至人们无法区别此运动是崩塌还是滑坡,因此、地质工作者,称此为滑坡式崩塌、或崩塌式滑坡。崩塌、滑坡在一定条件下可互相诱发、互相转化;崩塌体击落在老滑坡体或松散不稳堆积体上部,在崩塌重力的冲击下,有时使老滑坡复活(如新滩镇的滑坡)或产生新滑坡。滑坡在向下滑动过程中若地形突然变陡,滑体就会由滑动转为坠落,即滑坡转化为崩塌。有时、由于滑坡后缘产生了许多裂缝,因而滑坡发生后,其高陡的后壁会不断发生崩塌。另外、崩塌与滑坡也有相同的次生灾害和相似的发生前兆。   

      (2)崩塌、滑坡与泥石流的关系

      这三者的关系十分密切,易发生崩塌、滑坡的区域,也易发生泥石流,只不过泥石流的暴发要多一项必不可少的水源条件。再者、崩塌、滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源。崩塌、滑坡还常常在运动过程中直接转化为泥石流,或者崩塌、滑坡发生一段时间后,其堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。即泥石流是崩塌和滑坡的次生灾害。泥石流与崩塌、滑坡有着许多相同的促发因素。

      13.采取生物措施可减轻崩塌、滑坡、泥石流灾害

      生物措施是防治水土流失,减轻崩、滑、流灾害的主要措施之一。坡面植被覆盖率低,乱砍滥伐现象严重,生态环境恶化,是造成水土流失的主要原因。许多崩、滑、流灾害即是水土流失恶性发展的直接结果。可以说、崩塌、滑坡、泥石流与水土流失之间互为因果关系。

      可减轻崩、滑、流灾害的生物措施,主要有:植树造林、封山育林、改良耕作技术以及质的流失量、固结土层、调节坡面水流、削减坡面径流量、增加坡体的抗冲刷能力等。它是一项既经济又有效的治本措施。具有投资少、收益快、易被群众接受等优点。

      对于崩、滑、流的生物治理,应从水土保持入手,以改善农、牧业生产条件为目标,做好生物治理的规划设计,根据具体地区的环境,地形特点,合理配置林型、树种、草类,实行山、水、林、田综合治理。推行乔、灌、草并举的治理原则。如对泥石流的治理,可具体规划在泥石流形成区(中、上游)造沟坡水源涵养林和沟谷水土保持林,泥石流堆积区(下游)以护滩固堤林和防风护田林为主。然后再根据地区环境、地形、海拔、坡向、坡体类型等,配置具体树种、草种及行、株距等。同时加强林木管护,划定耕、牧区,陡坡停耕还林,提高造林技术等。如我国泥石流灾害严重的云南省东川地,,通过生物治理措施,对治理泥石流起了重要作用,并收到了兴利除害的显著效果。

      结  语

      1.滑坡预报成功的实例

      我国科技人员曾经通过10余年的艰苦调查研究和长年累月的监测工作成功的预报了一次大型的滑坡。这就是1985年6月12曰凌晨3时45分至4时20分发生在湖北省秭归县境内,长江西陵峡中段新滩镇的大滑坡。该滑坡的体积约3000万立方米,坚硬的块石、碎石及泥土快速崩滑下来,将新滩镇全部摧毁。滑坡体前部的土石堵塞长江水面的1/3,顿时江中激起巨浪高54米,涌浪波及上下游共42公里长的江段。

      由于预报及时,撤离措施果断有效,致使首当其冲的新滩镇457户居民1371人,无一人伤亡。使一场毁灭性的地质灾害带来的经济损失和人员伤亡,减小到最低程度。

      发出预报的单位是湖北省西陵峡岩崩调查工作处。该处自1970年成立以来,科技人员一直坚持在高山峡谷现场工作。1974---1980年开展了各方面的调查研究工作;1977--1982年布设了四条视(水)准线,计12个变形点(由“长办"进行观测);1983年之后,利用监测结果和现场调查资料,发现了异常,及时的向上级报告了险情。至1985年6月12日,当现场调查位移监测资料,十分有力地说明大滑坡即将来临,前兆现象非常明显时,该外立即向湖北省科委和长办发出了险情告急。仅隔11个小时,便发生了这次大滑坡。像这种预报成功的例子,还有如四川省巫溪县中阳村滑坡,甘肃省的银厂有色金属公司采坑滑坡,甘肃省金川露天矿的滑坡及黄河刘家峡水电站库岸苏州崖滑坡等都取得了成功的经验。

      2.对地质灾害进行预报后没有及其进行防治而成灾的实例

      1989年10月,四川省华蓥市遭受特大暴雨袭击,溪口镇近百万方山岩垮塌,不少大、中型工厂遭受山洪、泥石流的袭击,全市死亡293人,工农业生产遭受到严重损失。这次滑坡早有预兆,治理规划方案早在1986年就制定出来了,由于地方集资困难,很多单位不愿出预防费,1000万元治理费得不到落实,几期防治工程无法按期完成。该市资源丰富,各种企业40多家,年工农业产值在2亿元以上,治理费用还不到它的5%,灾害结果死亡这么多人,经济损失远远超过治理费用,是非常令人痛心的。

      许多人直到灾害发生后,才明白灾前投资的重要性,有关各方在灾害发生后也舍得出钱了。人们对照它们灾前灾后截然不同的态度,不无讽刺地批评说:“宁愿出钱买棺材,不愿出钱去治病”。

      上述两例说明这样两点:第一,只要进行调查研究工作,外动力作用形成的(崩塌、滑坡、泥石流)地质灾害是可以预报的;第二,必须领导重视,并及时解决经费,就可以减轻灾情,避免人员伤亡,否则、若经费不及时解决,对灾害不及时进行防治措施,就会遭到灾害的侵袭,酿成大祸。

      总之,外动力作用(暴雨、洪水)及人为的经济工程活动,形成的山区(崩塌、滑坡、泥石流)地质灾害是可以预报和防治的。但其中不合理的人类工程经济活动,不是在合理地利用自然和改造自然,而是在破坏地质环境,制造地质灾害。对这种现象,必须大声疾呼,赶快停止“不知不觉”地破坏地质环境的话动,否则,大自然将要给人们更多的惩罚。因此,提出如下几点措施和对策:

      1.积极开展全民族的地质灾害防御知识的科学普及活动,为开展群测群防工作奠定基础。在这方面,特别要注意充分利用广播与电视等现代化的宣传工具。

      2.加强地质灾害的划查、监测工作。既要开展区域性地质灾害规律研究,为生产布局和拟定防治规划服务,也要加强个体或局部地区的地质灾害研究,为合理的防治方案提供依据。

      3.开展地质灾害预报判据的研究。这是减轻地质灾害损失的最有效和必不可少的一项研究工作,是研究地质灾害前期工作的主要任务之一。

      4.地质灾害防治措施的研究。包括避让措施的研究和超前处理技术的研究,如长江三峡链子崖危岩体和黄腊石滑坡体的防治工作,即属此例。

      5.对策:

      (1)建立地质灾害防治法。目前有关部门正在制定中,但要加快立法;

      (2)成立全国性的地质灾害防治机构。省级以上已经建立,但县、乡、村的基层组织应加速建立和建全,充分发挥群测群防组织的作用,还应指派专人负责;

      (3)设立地质灾害专项研究和防治经费。主要解决进行区域性、地区性和重点攻关项目的研究或防治经费。而与工程建设项目或城市建设直接有关的或因工程建设而诱发的地质灾害,其经费则由有关项目承担;

      (4)加强灾害地质学的研究和学科的建立,为提高地质灾害的预报和防治水平提供理论基础。

      注:本文主要摘自“自然灾害与减灾"一书,及其它参考资料编写而成。



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