泥石流的災害特點范文
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篇1
關鍵詞:廣東省;泥石流;災害特點;發生條件;防治措施
中圖分類號:TB 文獻標識碼:A 文章編號:16723198(2014)03018502
1 前言
在東南沿海的省份中,廣東省是地質災害發生較多的省份之一。其中以滑坡、崩塌、泥石流最為突出。泥石流在廣東省的發生頻率雖不及滑坡和崩塌等地質災害高,但其帶來的經濟損失和衍生災害卻是不容小覷的。據不完全統計,1975—2009年,廣東因泥石流災害死亡人數達288人,受傷800余人,由此造成的直接經濟損失近十億元。廣東復雜的地形地貌及氣候因素,孕育了泥石流發生的諸多條件。廣東省在“十二五”規劃中明確把“加快轉型升級,建設幸福廣東”作為未來五年各項工作的核心。做好災害的防治,保障居民的人身財產安全,是構建“幸福廣東”的一個重要組成部分。
2 泥石流的分類及危害
2.1 泥石流的分類
泥石流是由降水在特殊地形的匯集作用下,夾雜大量泥沙、石塊等固體物質的特殊洪流。泥石流成因復雜多樣,根據不同的依據,泥石流可以劃分為以下幾種類型。
(1)按泥石流的成因分類。可分為冰川型泥石流、降雨型泥石流、共生型泥石流;
(2)按泥石流的流體的物質組成分類。可分為泥石流、泥流、水石流;
(3)按泥石流流體性質分類。可分為粘性泥石流、稀性泥石流;
(4)按泥石流爆發形式分類。可分為沖蝕式、浸潤式、滑坡式;
(5)按泥石流發生頻率分類。可分為高頻率泥石流、低頻率泥石流;
(6)按水源類型分類。可分為降雨型、冰川型、潰壩型;
(7)按地形形態分類。可分為溝谷型、坡面型;
(8)按泥石流的發育階段分類。可分為發展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流、停歇期泥石流;
(9)按泥石流的固體物質來源分類。可分為滑坡泥石流、崩塌泥石流、溝床侵蝕泥石流、坡面侵蝕泥石流。
2.2 泥石流的危害
泥石流往往發生迅猛,破壞力強,兼具了滑坡和洪水的作用,因此其危害程度也高于單一的滑坡或者是洪水。其危害主要表現以下幾個方面:
(1)對居民生活區的破壞。對于毗鄰泥石流影響范圍的居民區,其受到的破壞往往是慘重的,房屋被沖毀,農田作物被掩埋,人畜被沖走淹沒,給當地的生產生活和人民群眾生命財產造成沉重的打擊。如2010年8月7日發生在甘肅舟曲的特大泥石流,最終造成了1471人喪生,294人失蹤。
(2)對交通樞紐的破壞。泥石流沖入城鎮村莊時,還會對其中的交通樞紐,如車站、鐵路、高速公路、橋涵等造成直接破壞。泥石流涌入河道時,有時會在河道淤積,造成河水上漲淹沒兩旁農田、建筑物及道路,嚴重時甚至導致河流改道。交通樞紐的破壞除帶來直接的經濟損失外,還為災害發生后的救援工作帶來極大的難題,有時要在搶通道路上花費極大的人力物力,使得救援工作不能及時的開展,由此帶來的間接損失也是十分巨大的。
(3)對水利設施的破壞。
泥石流涌入溝渠、水庫,淤積侵占設計容量,使其功能受損。嚴重時,使溝渠、水庫完全失去實際功能而報廢。
(4)對礦產生產的影響。
主要是毀壞臨近的礦區,造成礦坑崩塌,危害生產人員,造成停產停工,嚴重時,甚至造成礦山報廢,造成了巨大的經濟損失。
3 廣東省泥石流發生條件
泥石流的發生離不開兩大因子的共同作用,其中地形地貌是泥石流形成的一個必要條件,特定的地形地貌為泥石流的形成有著重要的影響,它不僅影響泥石流的運動,同時也影響泥石流的規模和特性。而另一因子就是水,水不僅是泥石流的重要組成部分,同時也是泥石流的搬運介質。大規模的集中降水能夠影響山體土壤的穩定性,滲入土壤中的水加重了土的重度,同時減小了土的摩阻力,縱向裂縫的積水也會產生側向的水壓力,增加凌空土體的不穩定性。降水的綜合影響,很容易就會導致和不穩定山體的坍塌及滑坡,大量的石塊土屑混入匯聚的降水中,最終導致了泥石流的形成。此外,人類的活動也逐漸在泥石流等地質災害的形成中起到越來越大的影響。
3.1 地貌條件
在長期地殼運動、褶皺和斷裂構造以及外力作用的綜合影響下,廣東省的地貌呈現出多樣化的現狀,而山地、丘陵和臺地的總面積就占到全省土地總面積的72.8%,其中山地占全省土地總面積將近三分之一。泥石流主要發生在地形有明顯坡度,邊坡陡峭的地區。廣東省位于我國三大階梯中最低的一階,天然形成的自西向東的地形走勢,為泥石流的發生創造了條件。其中廣東省泥石流多發的粵北山地的地勢全省最高,其總面積35828.4平方公里,占廣東省山區總面積的34.08%,有由北向南逐漸降低的趨勢。
3.2 地質條件
作為泥石流組要的構成物質,固體物質的性狀和分布情況也是泥石流形成的制約因素。地表巖層結構軟弱、松散、容易分化、節理發,亦或是軟硬相間的土層,都是能為泥石流的形成提供豐富的碎屑物來源。廣東省內地部分的地層發育相對齊全,各類地貌中以花崗巖構成的基巖巖石較為普遍。
3.3 氣候條件
廣東省屬典型的亞熱帶季風氣候區,夏長冬短,降雨量充沛且集中。年平均降雨日達114~187天,年平均降雨量在1300~2500之間,全省平均為1777毫米,其中近八成集中在汛期。加之常年受臺風影響,使得廣東省的降水量主要集中在每年的4到9月份。連續集中的強降水,使得土體的含水量在短時間內迅速提升,重度增大,土顆粒之間的摩擦力也因水的作用而降低,加之顆粒之間的縫隙被水填滿,產生了向外的水壓力。在以上幾個因素的綜合作用下,極容易導致原本不穩定的土體發生滑坡、坍塌。這就為泥石流的形成提供了豐富的固體組成部分。
降水除了容易導致土體的不穩定之外,還為泥石流的觸發提供了動力。連續集中的降水在陡峭且植被覆蓋率較低的溝壑匯集成流,水體所具有的重力勢能極易轉化為動力勢能,帶動因坍塌滑落的土屑向地勢較低的山腳流動,隨著積聚作用,最終形成了對居民生命財產安全危害極大的泥石流。
3.4 人類活動
為滿足人類生產生活需要,科技給人類帶來的力量已經不可同日而語了,以往神話中的移山造田早已屢見不鮮。人類活動對地質地貌的影響也日益起到重要的作用,其中主要體現在以下幾個方面:(1)植被的破壞。隨著人口的增加,為滿足生產生活需要,人類的生活圈不斷擴大,森林開發,植被破壞,導致土體的抗侵蝕和保水能力下降,地表徑流量也隨之加大。(2)工程的建設。重大工程的興建,城市的擴大,道路橋梁的建設等,都或多或少的影響著原本的地形,土體一經擾動,需要很長的一個周期,才能到恢復原先的狀態。在此期間,如果受到強降水的影響,將則很快流失。(3)礦產資源的開發。礦產資源開發之后所形成的地表坑洞及土方的挖動堆積,極易導致邊坡失穩而引起滑坡等地質災害。
4 泥石流的防治措施及實例
泥石流一旦發生,由此造成的損失無疑是巨大的。而且由于泥石流本身的災害特點,發生時很難采取有效的措施及時進行人員財產轉移。因此若能在根本上采取針對性的措施,排除導致泥石流發生的因子,從根源上遏制泥石流的發生,那將是十分之有效的。
4.1 我國常用泥石流防治措施
4.1.1 做好災害預警,為居民的轉移爭取時間
導致泥石流發生的主要因子有三個。陡峭且有利于集中降水的地形、地貌;大量的松散堆積物;短時間內聚集的大量的具有很大的動能的水源。雖說泥石流的發生具有突發性,但仔細分析泥石流的發生地點,發生時間,發生條件仍可總結其規律性。受上述三個因素的制約,泥石流的發生一般具備發生地點集中,發生時間集中的特點。因此,在泥石流多發地區,應完善監測設備設施,以便能在泥石流發生集中的季節,做好監測工作,做到早發現、早預警、早疏散。為居民的安全轉移爭取寶貴的時間。
4.1.2 提高防災避災意識,做好防災應急演練
除了做好泥石流的預警工作,還應著重做好多發地區的災害宣傳工作,提高居民的防災避災意識。此外,還應定期做防災應急演習,規劃好災害發生時的避難路線和避難場所,以便在災害發生時,保證居民能及時疏散到特定的避難場所。
4.1.3 采取防治措施,應結合實際,因地制宜
根據不同的泥石流特點,采取相應的防治措施,才能真正發揮其作用。如地形復雜,地勢陡峭,常發生滑坡、崩塌的泥石流多發地區,應以采取工程措施為主,生物防治為輔;而在地形較為平緩,條件較好的山體,應以生物防治為主,工程措施為輔。
4.1.4 人為劃分泥石流危險區,植樹造林恢復生態
對于泥石流常發多發區域,應標志危險區域,危險區域內不應再規劃居民點、生活設施、基礎設施。原有居民應在有條件的情況下,盡快搬遷。不少泥石流是由于人類過度開采導致山體而形成的,對于此類區域可采取封山育林、植樹造林等措施恢復土體的保水能力,因地制宜培育水源涵養林、水土保持林、薪炭林、工程防護林、經濟林等,擴大流域內喬灌草植被,提高森林覆蓋率,使生態得到恢復,截滯、攔蓄大量降水,減少地表徑流,減少水土流失。它通過植物群落的地上和地下共同作用,達到“土蓄水、水養樹、樹固土”的目的,從而逐漸控制泥石流的發生或削減泥石流的規模。
4.2 泥石流防治實例——佛山市南海區西樵山
西樵山位于廣東省佛山市南海區的西南部,是“國家級
風景名勝區”、“國家森林公園”、“國家地質公園”、“國家AAAAA級旅游景區”。然而,風景秀麗的西樵山由于特殊的地理環境也遭受著地質災害的威脅。
2006年8月3日,西樵山北側山體溝谷在熱帶風暴“派比安”的影響下,發生18處泥石流災害。受災人口近1萬人,由此造成的直接經濟損失超1.85億元。
由于西樵山是著名的旅游風景區,在采取防治措施時,還應考慮由此對環境產生的影響。當地根據西樵山北側山體坡面泥石流災害的地質環境條件,活動特征及危害狀況,依照保障安全、經濟技術合理及施工可行的方針,針對泥石流的形成環境和活動規模,采取固坡清溝為主、預防排導為輔相結合的方式治理西樵山北側山體的坡面泥石流地質災害。采取的措施有:
(1)對西樵山北側泥石流的活動區域,采取有效的治坡、治溝和排水等工程措施,綜合治理泥石流的形成環境,溝坡兼治,治溝為主,保證溝坡土體的穩定,達到防止發生泥石流災害的目的。
(2)對泥石流溝道內殘留的堆積物和溝口堆積物,采取相應的清淤、排導和攔擋等措施,盡量削減泥石流災害的規模。
(3)開展植樹造林,恢復山體斜坡地面被毀壞的植被,改善生態環境,控制水土流失,保護坡腳泥石流溝口地帶居民的房屋和人身安全。
西樵山北側泥石流地質災害治理工程于2007年底全部實施完工,經過2008年和2009年兩個年度臺風暴雨期的安全檢驗,西樵山北側城區一帶沒有發生新的泥石流地質災害,說明西樵山泥石流綜合治理工程解除了泥石流活動對西樵山北側山體坡腳一帶居民和建筑物的威脅,泥石流防治工程效果良好。
5 結語
泥石流是我國常見的地質災害,也在近年來成為特大的自然災害之一。廣東省泥石流的發生次數雖不及滑坡等其他地質災害多,但由此產生的生命財產卻是不容忽視的。通過對泥石流的危害、成因的闡述,進一步加深了對泥石流的了解,也為泥石流的防治工作打下了了基礎。從泥石流的成因可以看出,人類活動的影響在泥石流的形成中起到了越來越大的作用。這也為我們防治泥石流敲響了警鐘,自然界是人類賴以生存之根本,唯有和大自然和諧共處,人類才能擁抱美好的未來!
參考文獻
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關鍵詞:泥石流;危害;防治措施
Abstract: this paper first analyzes the causes of the debris flow, and then discusses the debris flows and concrete performance, and finally put forward the control measure and forecasting method, have stronger practical value and meaning.
Keywords: mudslides; Harm; Prevention and control measures
中圖分類號:P642.23文獻標識碼:A 文章編號:
泥石流是指在山地、溝谷間,因暴雨或其他自然災害引發的攜帶大量洪水、泥沙及石塊等的洪流,具有流速快、流量大、破壞力強、暴發突然及預見性小等特點。它是山區一種突發的自然災害,多發生在新構造運動強烈、地震強度較大的山區溝谷中。泥石流是山地環境退化、地表侵蝕作用加劇、水土泥沙流失的產物。它的形成、發展,主要受控于地質、地貌、水文、氣候等大尺度環境因素的綜合影響,而人類不合理的活動,則是加劇泥石流發生頻率、強度等的重要原因。泥石流災害對土地資源、生態環境及人類社會等具有極大的破壞力。因此,加深對泥石流災害的認識,做好泥石流災害的防治工作具有重要的意義。
1.泥石流的成因及分類
我國幅員遼闊,山脈縱橫,地質構造復雜,第四紀松散堆積物豐富,泥石流不僅分布廣泛,形成條件復雜,而且類型多樣。
1.1泥石流的成因
影響泥石流形成的因素很多且很復雜,包括巖性構造、地形地貌、土層植被、水文條件、氣候降雨以及近些年人類的活動等,歸納起來可分為自然因素和人為因素兩大類。
1.1.1自然因素
泥石流是泥、沙、石塊與水體組合在一起并沿一定的溝床運(流)動的流動體,其暴發必須同時具備三項基本條件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;豐富的固體松散物質;短時間內有大量的水源。
(1)地形地貌:在地形上具備山高溝深,地形陡峻,溝床縱度大,流程形狀便于水流匯集;在地貌上一般可分為形成區、流通區和堆積區三部分。上游形成區的地形多為三面環山,一面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊,周圍山高坡陡,山體破碎,植被生長不良,這樣的地形有利于水和碎屑物質的集中;中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉;下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使堆積物有堆積場所。
(2)松散物質:泥石流常發生于地質構造復雜、斷裂褶皺發育、新構造活動強烈、地震烈度較高的地區。地表巖石破碎、崩塌、錯落、滑坡等不良地質現象的發育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;巖層結構松散、軟弱、易于風化、節理發育或軟硬相間成層的易受破壞的地區,為泥石流的形成提供了豐富的碎屑物來源。
(3)大量水源:水既是泥石流的重要組成部分,又是泥石流的激發條件和搬運介質(動力來源)。泥石流的水源有暴雨、冰雪融水和水庫(池)潰決水體等形式。我國泥石流的水源主要是暴雨及長時間的連續降雨等。
1.1.2人為因素
自然因素是造成泥石流發生的外在因素,而人類不合理的活動則是誘發泥石流發生的內在因素,它在一定程度上加劇了泥石流發生的頻率和危害程度。
近年來隨著山區經濟的發展,人們進行了一系列破壞大自然生態的活動,如濫伐林木、過度放牧、破壞植被、陡坡開荒等,破壞了地表徑流的下墊面條件,加劇了水土流失,提供了泥石流發生的水源條件;在山區興修交通、水利設施且隨意開挖山體邊坡等,造成山體失穩,為泥石流的發生提供了地形條件;同時由于開采礦山后,隨意丟棄廢渣廢料,這又為泥石流的發生提供了所需的松散物質條件。人類在進行經濟活動的同時,為泥石流的發生提供了條件,在很大程度上促進了泥石流的發生。
1.2泥石流的類型
泥石流是一種嚴重的地質災害,對其進行科學、合理的分類,為開展泥石流防御工作提供依據。常見的泥石流分類方法及類型詳見表1。
表1泥石流分類表
分類方法 分類類型 含義
按成因
分類 冰川型
泥石流 指分布在高山冰川積雪盤踞的山區,其形成、發展與冰川發育過程密切相關的一類泥石流,又可分為冰雪消融型、冰雪消融及降雨混合型、冰崩―――雪崩型及冰湖潰決型等亞類。
降雨型
泥石流 指在非冰川地區,以降雨為水體來源,以不同的松散堆積物為固體物質補給來源的一類泥石流。根據降雨方式的不同,降雨型泥石流又分為暴雨型、臺風雨型和降雨型三個亞類。
共生型
泥石流 這是一種特殊的成因類型。根據共生作用的方式,它們包括了滑坡型泥石流、山崩型泥石流、湖岸潰決型泥石流、地震型泥石流和火山型泥石流等亞類。
按流體
的物質
組成
分類 泥石流 由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成。這類泥石流在我國山區的分布范圍比較廣泛。
泥流 以粘性土為主,含少量砂粒、石塊,粘度大,呈稠泥狀。我國黃河中游地區干流和支流中的泥沙,大多來自這些泥流溝。
水石流 由水和大小不等的砂粒、石塊組成。水石流的性質和形成類似山洪。
按流體
的性質
分類 粘性
泥石流 含大量粘性土的泥石流或泥流。其特征是:粘性大,固體物質占40%-60%,最高達80%。其中的水不是搬運介質,而是組成物質,稠度大,石塊呈懸浮狀態,暴發突然,持續時間亦短,破壞力大。
稀性
泥石流 以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質占10%-40%,有很大分散性。水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切作用。其堆積物在堆積區呈扇狀散流,停積后似“石海”。
按暴發
形式
分類 沖蝕式
泥石流 地表水在溝谷的中上段浸潤沖蝕溝床物質,隨沖蝕強度加大,溝內某些薄弱段塊石等固體物松動、失穩,被猛烈掀揭、鏟刮,并與水流攪拌而形成泥石流。
浸潤式
泥石流 山坡坡面土層在暴雨的浸潤擊打下,土體失穩,沿斜坡下滑并與水體混合,侵蝕下切而形成懸掛于陡坡上的坡面泥石流。
滑坡式
泥石流 溝源崩塌、滑坡土體觸發溝床物質活動形成泥石流。崩塌、滑體便發生潰決,強烈沖擊并帶動溝床固體碎屑物的活動而形成泥石流。
按發生
頻率
分類 高頻率
泥石流 一年發生多次或幾年發生一次。主要分布在氣候干濕季較明顯、較暖濕、局部暴雨強度大、冰雪融化快的地區,如云南、四川、甘肅、陜西、等。
低頻率
泥石流 數十年或上百年發生一次,主要分布在東北和南方地區。
除此之外,還有按水源類型劃分為:降雨型、冰川型和潰壩型;按地形形態劃分為:溝谷型、坡面型;按泥石流溝的發育階段劃分為:發展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流和停歇期泥石流;按泥石流的固體物質來源劃分為:滑坡泥石流、崩塌泥石流、溝床侵蝕泥石流和坡面侵蝕泥石流;按泥石流流域大小劃分為:大型泥石流、中型泥石流和小型泥石流等。
2.泥石流的危害
泥石流常常具有暴發突然、來勢兇猛、迅速之特點,并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,其危害程度往往比單一的滑坡、崩塌和洪水的危害更為廣泛和嚴重。它的危害表現在如下幾個方面:
2.1對生活區的危害
泥石流可淤埋田地、鄉村等,摧毀房屋、工廠及其他場所、設施;甚至造成村毀人亡的災難。例如,2010年8月7~8日,甘肅省舟曲爆發特大泥石流,在這場特大山洪地質災害中遇難1471人,失蹤294人,舟曲5km長、500m寬區域被夷為平地。
2.2對交通設施的危害:泥石流可埋沒車站、鐵路、公路,摧毀路基、橋涵等設施,致使交通中斷,甚至涌入河流,淤堵河道引起河道大幅度變遷,間接毀壞公路、鐵路及其他構筑物,迫使道路改線,造成巨大經濟損失。例如,甘川公路394km處對岸的石門溝,1978年7月暴發泥石流,堵塞白龍江,公路因此被淹1km,白龍江改道使長約2km的路基變成了主流線,公路、護岸及渡槽全部被毀。
2.3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、磨蝕壩面等。2004年7月8日滑坡和泥石流災害將大盈江支流戶撒河上的二級和三級電站引水壩以及廠區職工宿舍摧毀,造成重大損失;2005年8月11日四川海螺溝暴發大規模泥石流災害,建立在磨子溝的所有小型水電站全部被沖毀。
2.4對廠礦企業的危害
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,甚至使礦山報廢。
3.泥石流災害的防治
針對不同地區泥石流有不同的特點,應采取不同的治理措施,以期達到良好的效果。在崩塌、滑坡強烈活動的泥石流發生區,應以工程措施為主,兼用非工程措施;在以坡面侵蝕及溝谷侵蝕為主的泥石流地區,應以非工程措施為主,輔以工程措施;而在坡面侵蝕和重力侵蝕兼有的泥石流地區,則以綜合治理效果最好。
3.1治理措施
泥石流的治理措施一般包括工程治理措施和非工程治理措施。為了使泥石流災害的損失降到最小,以及針對發生泥石流災害的地點不同,應因地制宜,采用工程措施、非工程措施,甚至在很多時候將兩者結合使用,效果更明顯。
3.1.1工程治理措施:主要包括蓄水、引水工程,攔擋、排導工程和停淤工程等。它是通過在泥石流的形成區、流通區及堆積區內興建一系列相應的蓄水、引水工程,攔擋、排導工程及停淤工程等來削弱泥石流災害的影響。
蓄水、引水工程:主要布置在泥石流發生的形成區(即上游),可以引排洪水,減小地表徑流,削弱洪峰,減輕泥石流形成的水動力條件,減少泥石流的災害。
攔擋、排導工程:主要布置在泥石流發生的流通區(即中游)內,攔擋工程包括擋土墻、護坡、壩體等,可在上中游建攔沙壩、谷坊(群)等工程,以攔截泥石流固體物質,減緩溝床縱坡,并利用回淤物壓埋坡腳,穩定谷坡,此工程還可防止固體松散物質的形成,防止泥石流災害的再次發生;排導工程包括排導槽、導流堤、順水壩等,可在泥石流溝的流通段,將攔擋的泥石流固體物質排泄至預定地點,防止泥石流對下游建筑物和耕地造成危害。停淤工程:主要布置在泥石流發生的堆積區(即下游),在堆積區可設置停淤場,將攔擋不住的泥石流停留在指定的停淤場,避免造成堵塞江河、淤埋村莊農田及毀壞水利工程等。
3.1.2非工程治理措施:即生物措施,主要包括退耕還林、種植植被等,從水土保持、防止水土流失入手,科學合理的實行喬灌草林結合及上、中、下游結合的生物措施,滯留降水,減小地表徑流,防止水土流失,從而達到減小泥石流發生的規模,減輕泥石流危害程度的目的。
泥石流形成區、流通區的治理:泥石流形成區和流通區是泥石流水動力和松散固體物質的補給源地。生物治理措施主要是種植植被,增加植被覆蓋,涵養水源,減小地表徑流,防止水土流失,恢復生態系統功能,以減小泥石流發生的可能及規模。
泥石流堆積區的治理:在泥石流堆積區植樹造林,主要是保護農田,防風固土,防沖攔淤,護灘固堤,減少泥石流災害對農田、村莊及道路的損害程度等。
3.2預測預報
隨著山區經濟的日益發展,人類活動的日趨頻繁,泥石流的危害也不斷加劇,現已成為許多多山國家主要自然災害之一。因此,做好泥石流的預測工作,對于防災和減災,保障山區人民生命財產顯得尤為重要。目前對泥石流的預測預報研究常采取以下方法:
3.2.1在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成與運動參數問題。如對云南省東川市小江流域蔣家溝、大橋溝等泥石流的觀測試驗研究,對四川省漢源縣沙河泥石流的觀測研究等;
3.2.2調查潛在泥石流溝的有關參數和特征;
3.2.3暴雨是形成泥石流的激發因素,因此應加強水文、氣象的預報工作,特別是對小范圍的局部暴雨的預報。比如:當月降雨量超過350mm時,日降雨量超過150mm時,應發出泥石流警報;
3.2.4建立泥石流技術檔案,特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災害情況及整治措施等資料應逐個詳細記錄,并解決信息接收和傳遞等問題;
3.2.5劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區;
3.2.6開展泥石流防災警報器的研究及室內泥石流模型試驗研究。
做好泥石流的預報工作,對人們的生產、生活,以及城鎮、工礦和交通部門的正常運行都有重要意義,可有效減少人員傷亡、公共設施受損等,所以泥石流的預報工作是臨災避險,實施緊急避險措施的關鍵環節。
3.3自我防護
由于泥石流的暴發具有突發性,且來勢兇猛,所以遇到泥石流時要加強自我保護的意識。
3.3.1站至高地:沿山谷徒步時,一旦遭遇大雨,要迅速轉移到附近安全的高地,離山谷越遠越好,不要在谷底過多停留;發現泥石流后,要馬上與泥石流成垂直方向向兩邊的山坡上面走,盡量不要往泥石流的下游走;野外露營時,要選擇平整的高地作為營地,盡可能避開有滾石和大量堆積物的山坡下面,不要在山谷和河溝底部扎營。
3.3.2遠離源區:注意觀察周圍環境,要特別注意是否聽到遠處山谷傳來打雷般聲響,如聽到要高度警惕,這很可能是泥石流將至的征兆。
.結語
泥石流已經成為近年來特大自然災害之一,對人類及整個社會的危害日趨突出。雖然泥石流的危害很大,但是只要深入了解其成因,并因地制宜地采取適當的措施進行防治,可降低泥石流災害對人類社會造成的損失。
參考文獻
[1] 燕麗萍.廣東省泥石流災害綜合分析[J].熱帶地理,2009,29(4)
篇3
[關鍵字]泥石流 沿程 地表侵蝕 侵蝕動力 過程模擬 分析
[中圖分類號] P642.23 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-4-209-2
泥石流是一種危害性極大的自然災害,它的產生是由于暴雨、洪水對含有砂石、土質松軟的山體進行飽和稀釋,泥石流經過的面積很大,體積、流量都比較大,而且,泥石流的爆發非常突然,來勢也比較兇猛,破壞性特別大。
泥石流的運動時間并不長,但是它造成的危害不能在短時間內修復,嚴重威脅了人民的生命、財產安全,給社會造成巨大的損失。這就需要相關工作人員對泥石流的成因、過程等進行科學、合理的分析,采取一定的措施,保護人民安全,在一定程度上降低泥石流造成的損失。
1泥石流的相關介紹
泥石流是一種地質災害,通常情況下,它發生在山地、溝壑等地勢險峻的地區,這種地質災害一直是社會的隱患,它的發生會給社會造成巨大的損失,所以,泥石流的相關研究一直都是地質學家們熱切關注的課題之一。
1.1泥石流的危害
泥石流的發生給社會、人民生活造成巨大的損失,它的危害主要表現在以下幾個方面:①沖毀城鎮、交通設施,造成人員傷亡,而且沖毀交通設施還會拖延救援時間,威脅到人民的生命安全;②侵蝕沿程的地表結構,破壞耕地、林木等;③阻塞河道,還有可能沖毀水電站,形成水災;④泥石流還有可能摧毀礦山,威脅到礦山工作人員的生命安全,還造成了資源的浪費。
1.2泥石流的特點
泥石流作為一種地質災害,嚴重影響了人民的生產、生活,給人民造成巨大的傷害,泥石流具有如此大的危害力,主要是因為它具有以下幾點特征:①爆發突然,使得人民來不及做出相應的防范措施;②來勢兇猛,人民來不及保護自己,而且建筑設施也無力阻擋泥石流的侵蝕;③破壞性大,泥石流在運動過程中攜帶了巨大的石塊,而且它的前進速度非常快,具有非常大的能量。
1.3泥石流的成因
事情的發生都有原因,泥石流作為一種地質性的災害,不可能平白無故的發生,泥石流的成因主要從以下幾個方面分析:①巖石的風化作用會使山體的土質變得疏松,暴雨、洪水的沖刷會很容易導致泥石流的發生;②人類修建交通設施、水電站等建筑設施時會造成山區的不合理的開挖,影響山體結構,破壞山體表面;
③濫墾亂伐,人類的這種活動會降低山體植被的覆蓋率,使得山坡失去保護,在一定程度上加重了水土的流失,很容易產生泥石流。
泥石流作為一種危害巨大的地質現象,它的影響因素還有很多,為了減小泥石流對社會、人民的危害,社會、人民都應該采取有效的防范措施,從本質上減少泥石流的發生。另外,在泥石流的運動過程中,受難者應該使用科學、合理的自救、互救方法,保護生命安全,這就需要人民在日常生活中加深對泥石流的了解,學習有效的救護方法,以備不時只需。
2泥石流沿程侵蝕動力過程的模擬分析
要想采取正確的方法預防泥石流的發生,減少泥石流的災害,就需要相關工作人員對泥石流進行徹底的分析研究。泥石流沿程侵蝕動力過程的模擬通過再現泥石流的發生、發展過程,可以加深人們對泥石流的認識,方便工作人員的研究,還可以預測泥石流的發生范圍及強度,在一定程度上,減少了社會的損失,保障了人民的生命財產安全,為建筑設施的規劃、布局提供了科學的參考,具有非常重要的意義。
到目前為止,泥石流動力的模擬研究已經取得一定的效果,但是工作者們在研究過程中忽視了泥石流沿程侵蝕的動力過程,然而這個過程對人民的生產、生活也有潛在的威脅,在這個過程中,泥石流的體積增大,泥石流運動材料也發生了改變,在一定程度上加大了泥石流蘊含的能量,給社會帶來更大的損失。
本文主要研究泥石流沿程侵蝕動力過程的模擬,采用相關的理論分析,得出其對泥石流的影響。
2.1泥石流沿程侵蝕的動力研究的模型理論
首先,假設泥石流在運動過程在的密度保持不變,可以得到一組動力模型的方程,在這個方程組中,正確、合理的選擇泥石流阻力的模式是一個非常重要的環節:①摩擦阻力,摩擦阻力是泥石流在運動過程中和地面摩擦產生的一種力,它是泥石流運動過程中最主要的阻力;②Voellmy阻力是考慮到泥石流在運動過程中會受到水的阻力作用,雖然這個阻力方程組模型中含有經驗的性質,但是這個計算方式在很多研究中提高了計算的精確度,取得巨大的成功。
一般情況下,侵蝕速率的計算模型中的侵蝕增長參數需要根據實際情況的變化反復調整,進而得到合理的參數,其中一個相對比較有效的方法是:根據泥石流侵蝕前后的體積得到平均的侵蝕增長率,增加了計算過程中的精確度,為泥石流災難的預防提供更加科學的理論依據。
2.2泥石流的體積計算
泥石流體積的大小也決定著泥石流的危害性的大小。泥石流的計算模型中有兩個計算要素:①有限體積的離散。體積的網絡主要有兩種:結構網絡以及無結構網絡,后者能夠適應相對比較復雜的計算。②計算數值通量。數值通量的求解也有兩種不同的方式:精確求解、近似求解。精確求解效率不高而且過程也比較麻煩,在解決實際問題中受到了限制。而近似求解的效率比較高,而且計算的精度也能達到規定的要求,所以這種方法在實際中得到更加廣泛的應用。
(3)泥石流理論計算的實例及分析
通過一系列的實例調查研究發現:在泥石流經過的區域根據泥石流的侵蝕程度的不同分為以下幾點:
①侵蝕區。這個區域主要包含崩積層的物質,侵蝕區的材料主要有:
②堆積區。在這個區域可以發現很多不同材料,主要有塊石、卵石體、崩積物、粉砂等等。
通過一系列的計算不難發現:泥石流沿程侵蝕作用在泥石流整個運動過程中起著巨大的作用,使得泥石流體積增大,進而泥石流的危險系數加大。
泥石流沿程的侵蝕作用是泥石流的主要特征之一,它對泥石流有著非常大的影響,所以工作人員應該在泥石流的動力過程的模型中加入對泥石流沿程侵蝕的研究,通過再現泥石流的發生、發展過程,證明理論計算的正確性,從而確定更加有效的計算方式,預測泥石流災害發生的范圍及其程度,做好防范措施。
3小結
泥石流是一種危害巨大的地質災害,它會給人民的生產生活造成很大的影響,損害社會的利益,只有通過不斷的深入研究,根據科學的理論基礎采取科學、合理的防范措施才能在一定程度上減少社會的損失,保護人民的生命、財產安全。本文通過對泥石流沿程侵蝕過程的模擬分析,在很大程度上降低了泥石流對社會的危害。
參考文獻
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[3]孫萍.李忠良.公路隧道圍巖塌方離散元模擬[J].公路交通科技,2009(2).
[4]吳劍.滑帶剪切過程的離散元模擬研究[J].中國科學,2008(7).
篇4
關鍵詞:小型土木工程;山地災害;應用實例;推廣
【中圖分類號】P642.2
1山地災害的形成原因和特點
1.1山地災害的形成原因
山地災害的形成是多方面的影響造成的,大體上可分為自然因素和人為因素兩類
1.1.1自然因素
首先,一定的地形高度差、深切的河谷或陡峭的山坡是山地災害形成的必然條件。其次,復雜多變的地質構造和巖石性質,以及由于新構造運動、頻繁的地震在山區產生的大量的松散碎屑物質也加劇了山地災害發生的幾率。同時,暴雨等惡劣天氣的出現,加之與山區的高差地形和陡峭的山坡或河床相結合,同樣也有很大的幾率誘發山地災害的形成。另外,由于山地災害的形成具有同一性,因此各種山地災害可能在大體一致的空間和時間內發生,在適宜的條件下,只要一種山地災害先發生,就可能引起另一種或另外數種山地災害相繼發生。
1.1.2人為因素
山地災害的發生和危害程度與人類在山區的活動關系密切。隨著山區社會和經濟的發展,位于山地災害危險區內的人口劇增,而在一般情況下山區經濟相對落后,山區居民急于致富,往往追求短期的經濟效益,而防災意識淡薄,在規劃設計山區的開發項目過程中,很少考慮到項目在建設中和投產后可能帶來的環境問題,甚至采用不適合山區特點的設計方法和施工技術,這樣不僅人為地加劇了山地災害的發生和危害,而且導致災害點增多,災害暴發頻率增高,規模增大。
1.2 山地災害的特點
(1)山地災害暴發突然、破壞性極強。山地災害往往是在幾分鐘甚至幾秒鐘之內爆發,發生時往往伴隨著生成滑坡、崩塌、泥石流等地質災害,并造成河流改道、公路中斷、耕地沖淹、房屋倒塌、人畜傷亡等等。
(2)季節性強,頻率高,區域性明顯,易發性強。就我國而言,山地災害主要發生西南山區,例如虧山區、丘陵區及崗地,特別是暴雨中心區和地震多發地帶。據調查分析,僅湖南就存在湘南南嶺山區、湘西北武陵山區、湘西雪峰山區、湘東幕阜山區和湘中丘陵區等五大山洪災災害易發區。每年,隨著雨季的降臨,常會有滑坡泥石流等災害現象的發生,尤其是暴雨時,極易形成具有沖擊力的地表徑流,導致山洪暴發,形成山洪災害。
(3)山地災害數量大、分布廣,災害規模以微型、小型為主。據初步統計,全國具有一定規模的滑坡12萬余個,泥石流溝5萬余條,小型的滑坡泥石流超過140萬處,遍布31個省、市、自治區。有滑坡泥石流活動的面積達4.30×106km2,占全國國土面積的44.8%。另據云南省提供的資料,全省共有滑坡、泥石流災害點約20萬處,遍及全省的每一個地、市、州,其中,較大規模的6847余處,僅占全省同類災害總數的3.4%。
2 小型土木工程的分類和特點
2.1小型土木工程的分類
在我國,常見的具有預防、消除和減輕山地災害功能的小型土木工程可分為溝道、山坡、
排水及坡面等4類工程。
2.2小型土木工程的特點
小型土木工程的特點是:(1)工程所需建筑材料主要是水泥、石料、沙、竹子、木材,除水泥外其它材料都可就地取材,可充分利用當地建材資源和發揮山區勞動力充足、勞動力價格低的優勢。(2)工程規模小,所需投資少(一般為數千元至數萬元),施工期短,見效快,國家、集體、個人都能投資建設,相對拓寬了投資渠道。(3)工程體積小,占地面積小,可以給生物工程留下充足的空間。小型土木工程可以與生物工程同時規劃,分段實施,兩種工程可優勢互補,取得更好的防災減災效益。(4)工程投資主要用于支付當地建筑材料和施工人員勞務費,這兩項支出大部分都轉化為當地群眾的現金收入。因此對小型土木工程的投入,也是一種扶貧的投入。
3 小型土木工程應用實例
3.1 泥石流綜合防治工程
南溪位于郴州市北湖區南溪鄉政府所在地,處于兩條沖溝的交匯處。南溪地貌屬于構造剝蝕低山區,地形屬于山間谷地類型,地勢總體東高西低。周邊山坡陡峭,風化殘坡積層厚度較大,是滑坡和泥石流地質災害易發區。區內降水量較大且年內分配不均勻。區內沖溝較發育,地表水總體流向是自東向西。通過地質、水文、氣象和地貌等條件綜合分析,下東溪和上東溪是泥石流易發的沖溝,沿沖溝是泥石流的形成區和流通區;在南溪段沖溝坡度變緩,地形相對開闊,成為泥石流的局部堆積區。
針對這些狀況,先是采用攔砂壩和河道疏浚治理泥石流溝。在上東溪和下東溪分別修筑攔砂壩攔截砂石,減緩沖溝坡度,削減泥石流的強度;在南溪段疏浚河道,修筑護堤,保障溪水暢通,對泥石流可起到導流作用。然后采用擋土墻、截水溝和排水溝治理滑坡,提高山坡的穩定性,保護坡下居民生命財產的安全。
3.2 護岸工程
大凹子溝為云南省小江流域支溝蔣家溝下游左岸的一條支溝,距東川市24km。中國科學院東川泥石流觀測研究站就緊靠大凹子溝溝口左岸。多年來,大凹子溝泥石流暴發頻繁。當泥石流暴發時,其主流線在河床上擺動,多次沖坍左岸岸坡,威脅.到觀測站安全。
針對這一狀況,政府在大凹子溝觀測站段實施護岸工程。護岸工程由丁壩和順壩組成,布置在觀測站附近溝道左岸泥石流頂沖段。護岸工程上游端設有一座下挑丁壩,丁壩壩根嵌入溝岸,壩頭斜向下游,與水流方向的夾角為60°。順壩緊接丁壩下游側,沿溝岸順流布設。丁壩和順壩均采用鋼筋石籠結構。鋼筋籠在觀測站加工焊接成型,運到現場裝籠。大凹子溝觀測站段護岸工程1997年4月完成,工期約20d。工程總完成土石方120m3,石籠108m3,使用鋼筋2.8t,工程總造價1.9萬元。據調查回訪,該護岸工程經受住了考驗,完好無損。
4 小型土木工程的推廣
(1)各級政府制定適當的傾斜政策,給予一定的啟動經費,鼓勵地方和個人參與小型、微型山地災害的防治。(2)對國內小型土木工程的規劃、設計、施工和防治效益不斷進行階段性進行總結,并引進國外成熟的理論與技術,編寫成簡單實用的設計手冊以供使用。(3)建立小型土木工程治理示范點,重視初、中級技術人員的培養,普及群眾環保意識。(4)結合山地災害治理,保護和恢復土地資源,將治理災害與發展山區經濟結合,充分調動農民參與山地治理的積極性大力開展推廣工作。
5結語
小型土木工程具有投資少、施工簡單、見效快、易吸引當地農民參與等優點,既能有效地預防、減輕山地災害,增加和恢復土地資源,又與發展中國家山區社會和經濟發展水平適應,在山地災害防治中有廣泛的應用前景。所以,政府應充分意識到小型土木工程的前景,在不斷提高人民群眾的防災抗災的意識的同時,鼓勵地方和個人不斷參與到小型土木工程的建設和研究中。
參考文獻
篇5
關鍵詞:保山;降雨;滑坡泥石流;地質災害;技術路線
1研究內容
保山地區地處橫斷山脈滇西縱谷南端,屬于騰沖――瀾滄地震帶,是全省強地震活動區,滑坡泥石流呈片狀、零星狀分布,其中,高風險區面積約2450km2.。唐川等(2002)以云南省作為研究區,得到云南省泥石流危險性評價圖[]:保山地區微度災害占總面積5.17%,低度災害占總面積32.88%,中度災害占總面積42.41%,高度災害占總面積19.23%。其中,施甸、龍陵屬于中易損性區,昌寧屬于高易損性區,而保山市與騰沖屬于極高易損性區。
根據課題的研究目標,本研究的試驗地點選擇在保山市隆陽區和保山市騰沖縣,這二個區域由于降雨誘發的滑坡泥石流災害都較典型,地質災害對其影響大,歷史上多次發生,造成嚴重災害。當地政府有很高的積極性和要求,可得到地方的配合與支持,從而保證了課題的順利進行。
(1)降雨量臨界值確定
降雨量是云南省滑坡泥石流地質災害的主要影響因子,滑坡泥石流活動強烈的年份,與大雨暴雨日數的周期有一致性。通過研究分析,確定保山市滑坡泥石流地質災害降雨量的臨界值。
(2)試驗點地質災害評估系統的GIS數據庫構建
重點建設相關GIS空間數據和與之相應的屬性數據;包括1:1萬或1:5萬DEM,土地利用、水系分布、人口密度、資產分布等地理、水文氣象和社會經濟數字圖形庫。
(3)降雨型滑坡泥石流災害空間泛濫范圍判識研究
由于山區城市滑坡泥石流災害具有空間尺度小、區域分布零星而又相對集中分布的特點,本研究力圖通過地貌學法、水文學法和實際災情法,并借助GIS技術方法提取滑坡泥石流爆發的可能泛濫范圍信息,完成研究區的災害空間泛濫范圍分布圖。
(4)保山市降雨型滑坡泥石流災害風險性評價與制圖
根據對滑坡泥石流災害的主要致災因子的綜合分析,提取其主導因子,建立以水文學和地質地貌學方法為主的降雨型滑坡泥石流評價模型,通過實例分析與檢驗,對模型系統進行效能評價,完成5年一遇、20年一遇的滑坡泥石流風險性分析,應用專家系統進行試驗區的滑坡泥石流災害風險性的評價與制圖。
(5)山區城市滑坡泥石流災害損失評估方法研究
在廣泛收集已有滑坡泥石流調查的分析資料基礎上,提出災情評估的理論基礎,建立符合山區城市特點的滑坡泥石流災害損失的評估指標體系,并對其評估指標進行量化處理;結合國家防總的規范和需求,提出具有可操作性和實用性的山區城市滑坡泥石流災害損失評估模型與計算方法。
(6)保山市降雨型滑坡泥石流災害預警系統集成研究
預警數學模型與GIS的集成,可以實現預測預報成果的可視化表達。本項目將根據保山市降雨型滑坡泥石流的預警模型,重點建設相關GIS空間數據和與之相應的屬性數據,開發基于GIS的云南省降雨型滑坡泥石流預警系統,為保山市降雨型滑坡泥石流的防治提供信息和技術支撐。
(7)城市山洪災害減災優先度評價與減災決策管理模式研究
在對保山市的經濟、人口發展預測和資產空間分布模式的分析基礎上,根據對研究區的滑坡泥石流災害空間分布和風險性評價的結果,進行兩者的關系模型組合分析,建立保山市滑坡泥石流災害減災優先度評估系統框架,并按一定等級分類,編制出保山市滑坡泥石流減災優先度評價圖。由此提出較為系統、有針對性的滑坡泥石流災害減災防災管理對策。
2技術路線
對于地質災害防治特別是小區域尺度的地質災害防治這樣重大的、復雜的理論問題和現實問題,傳統的單一學科的研究方法已無法完成。本項研究除了運用地質學、地理學和生態學、風險科學以及政策科學的基本研究方法外,將遵循杰出科學家錢學森院士創立的“從定性到定量的綜合集成法”為方法論工具,在地理信息系統平臺上,綜合使用系統動力學等各個學科的基本研究方法,進行系統分析和情景分析。
本研究的綜合集成研究技術路線見下框圖:
3有待解決的關鍵問題
(1) 確定誘發保山地區滑坡泥石流災害的降雨量臨界值。
(2) 掌握GIS支持下的山區城市滑坡泥石流災害風險性評價與制圖方法。
(3) 提出保山市滑坡泥石流災害泛濫范圍識別的技術方法。
(4) 提出山區城市滑坡泥石流災害損失評估的方法。
(5) 完成研究試驗點的滑坡泥石流災害風險圖的編制。
(6) 構建保山市降雨型滑坡泥石流災害預警系統。
篇6
我國泥石流的分布明顯的受地形、地質和降水條件的控制。特別是在地形條件上表現得更為明顯,泥石流在我國集中分布在兩個帶上。一個是青藏高原、盆地與東部的低山丘陵或平原的過渡帶。
青海省是泥石流地質災害多發的省份之一,特別是1994年6-7月初,果洛州久治縣、互助縣五十鄉、湟源縣、尖扎縣、玉樹州結吉鎮湟中縣、民和縣等局部地區因降暴雨,形成不同程度的泥石流災害,其中互助縣五十鄉早熟百年未遇的特大暴雨泥石流,10個行政村被沖毀。上述地區造成死亡23人,直接經濟損失2500多萬元。當地為了抵御災害實施分流域段、分地勢高低治理的方案。
分析了青海省東部地區泥石流的生產,發展過程及特點,形成泥石流的環境地質,地形地貌,水文氣象等因素及其危害。我們可以通過排水、坡面整潔、營造根深林木、減重和山、水、田、林、路綜合治理。
篇7
關鍵詞:溝谷;泥石流;形成條件
中圖分類號:P642文獻標識碼: A
一、泥石流概況
某溝泥石流位處河南省東南部信陽市境內,大別山的北麓,是地質災害的易發區。據《規范》,該溝泥石流類型為處于衰退期的暴雨坡面侵蝕型中頻稀性溝谷泥石流。溝谷上游地貌類型為侵蝕剝蝕中山低山區,中下游為侵蝕剝蝕低山丘陵混合區。地層巖性由花崗巖、安山玢巖以及第四系的沖洪積、殘坡積物組成。區內構造運動不強烈。
該溝泥石流始發于上世紀80年代,由于當地群眾毀林燒窯,大量的亂砍亂伐造成區內林地大面積被毀,山坡上光禿禿一片。由于植被破壞,導致地質環境迅速惡化,再加上頻繁的暴雨,區內的水土流失現象迅速發展起來,并愈演愈烈,為泥石流的形成提供了大量的松散固體物源,整個流域在暴雨激發下,最終在溝內形成泥石流。2004年8月,該地區普降暴雨,造成該溝谷發生泥石流,沖毀養豬場和稻田,給當地人民的生命財產安全造成不可估量的損失。
二、泥石流的形成條件
該泥石流的形成具備三個基本條件,一是有利的地形地貌基礎;二是豐富的補給物質;三是有適當的降雨水源激發。
1地形地貌條件
地形地貌條件是形成泥石流的內因和必要條件,它控制著泥石流的形成和運動,影響泥石流的規模和特性,在泥石流形成的三個基本條件中,該條件是相對穩定的。
(1)流域地形條件
該泥石流溝是是一條小型的泥石流溝,流域面積11.58km2,溝長延伸長度6.505km。流域相對高差約1175m,溝谷切割較強烈,最大切深約400m,單溝斷面形態呈近漏斗狀,平面形態拐點眾多,溝道寬窄變化大。
流域相對高差大、溝谷強烈切割,為泥石流的形成提供了較大能量,促使挾砂水流能進一步迅速轉化為水石流;單溝斷面形態呈近漏斗狀,為泥石流的形成創造了較大的集雨、匯流條件;而平面形態拐點眾多、溝道寬窄變化大,又為泥石流水砂混合、流動、阻塞起到了控制作用。因此,該溝具備泥石流形成的良好流域地形條件。
(2)溝道地形條件
按溝谷的主溝道特征,可將其分為3個段――物源形成段、流通段和堆積段。
①物源形成段
該段溝道長2.78km,占溝道總長的42.77%,高差約1030m,溝床比降370.5‰;該段山高坡陡,谷坡坡度45°~70°,溝谷切割作用強烈,呈“V”字形,山坡巖性以灰黑色安山玢巖為主。巖層中等風化,坡體上殘坡積物較多,山坡植被覆蓋率約60%~70%。山坡中上部出露基巖,下部堆積大片松散的殘坡積碎石土,在暴雨沖刷作用下,很容易被攜帶進入余子店溝的主溝道,進而形成泥石流,這些松散的固體物源為泥石流形成的主要物源。
②流通段
該段溝道長2.75km,占溝道總長的42.3%,高差約120m,溝床比降43.6‰;該段平面呈條帶狀,溝谷呈“U” 字型,溝道兩側為穩定的基巖岸坡,巖性為花崗巖,坡度25°~45°山坡植被覆蓋率約60%~70%。該段能為泥石流形成提供的物源量較少,僅有河道及兩岸堆積的沖洪積層可參與泥石流活動,厚度1-5m不等;同時,由于該段溝道停淤空間有限,且泥石流的流速較大,泥石流物質以向下流通為主,在該段溝道兩岸寬緩處堆積。
③堆積段
該段位于溝口堆積扇,長約980m左右,橫寬約721m,高差約25m,溝床比降25.5‰。該段地勢平坦,泥石流于此處減速堆積,堆積扇上分布有農田和房屋。
2固體物源條件
松散固體物源的儲備,是形成泥石流的物質基礎。而泥石流溝所處的地質條件(包括巖性及構造),在很大程度上決定了流域內物源儲備量。
該溝泥石流固體物源的類型較多,主要有:殘坡積物、沖洪積物、泥石流堆積物等。分布相對較集中,主要分布在上游山坡、溝道內及溝道兩岸、溝口。
(1)上游山坡堆積物的物源量
上游山坡堆積物的物源類型主要為殘坡積物,主要分布在物源形成區的山體表層。山體中上部植被茂密,殘坡積物質較少且不易被侵蝕,但在山體下部坡腳一帶,植被覆蓋率減少,部分土體,殘坡積物較厚,暴雨狀態下,容易被洪流攜帶進入主溝道,成為泥石流的物源。殘坡積物巖性多為碎石土,結構松散,其厚度一般5m~10m,多以水土流失(面蝕)的形式補給泥石流。
(2)溝道內及溝道兩岸堆積物的物源量
溝道內及溝道兩岸堆積物的物源類型為沖洪積物,主要分布在溝道內及溝道兩岸,呈點狀或帶狀沿溝道分布,是泥石流的重要物源之一。
溝道內堆積物厚度約1-3m,兩岸沖洪積堆積物厚度約2-6m不等。巖性主要為漂卵石土層,結構較密實,漂卵石分選性差,磨圓中等,溝道不同位置含量差別較大。該類堆積物雖然儲量較大,但只有靠近溝道邊緣的堆積體才易被洪水或泥石流沖蝕,從而能夠成為泥石流物源的動儲量較少,且具有明顯的不確定性。
(3)溝口堆積物的物源量
溝口的物源儲量主要為泥石流堆積體。堆積體面積0.52km2,厚1m―5m。巖性主要為砂卵石土,結構松散―稍密,無膠結,由于該類堆積物位置低,易被泥石流或洪水側蝕,從而成為新的泥石流物源,但參與新的泥石流活動的動儲量較小。
3水源條件
雨洪是泥石流的主要水源,泥石流的發生與降雨(大雨、暴雨)密切相關。
區內的暴雨多發生于夏季,具有以下特點:出現頻率高(年平均約3天)、強度大(1小時最大降水量62.2 mm,2004年8月14日)、持續時間短。由于短時間內的高強度降水,來勢猛,雨量大,雨水來不及滲入地下,而形成沖蝕力很強的地表徑流。在其沖蝕作用下,誘發滑坡、崩塌等地質災害的發生。在部分松散物富集地段,可能形成泥石流,往往造成極為嚴重的后果。如2004年8月14日,區內突降暴雨,降雨量達259.6 mm/d,引發了多處地質災害的發生,造成嚴重災害。
可見,區內降雨較豐沛而集中,為某溝泥石流的爆發提供了較為豐富的水源。
三、結論
某溝的山高坡陡加上大溝床比降為泥石流的快速匯流提供了動力條件,各種第四系堆積體為泥石流的形成提供了物質基礎,加上暴雨的激發,是某溝泥石流形成的三個基本條件。暴雨時,坡面水流攜帶上游山坡大量的殘坡積物匯入溝內,一路直下,沿途不斷沖刷、攜帶兩岸和溝內大量沖洪積物,形成泥石流。
泥石流是該地區常見的地質災害,其形成條件的分析有著重要的借鑒意義。
參考文獻:
[1]張咸恭、王思敬、張倬元等,中國工程地質學[M].北京:科學出版社,2000.
篇8
[關鍵詞]通南巴
油氣勘探 地質災害
防治對策
自2006年起,中國石化在四川盆地通南巴地區實施油氣勘探工程,相繼獲得了一些重大油氣勘探成果,如:河壩場氣田、馬路背氣田等。然而,油氣勘探實施過程也不斷遭受因自然或人類工程建設活動誘發的地質災害,對油氣勘探安全生產帶來重大風險隱患。如:2007年,通江境內HB101井場內側發生巖壁崩塌;2008年,修建M201井場道路時橫穿滑坡體致使發生滑坡;2010年,M101井在鉆井作業現場遭受罕遇泥石流災害。上述地質災害連續發生致使通南巴地區油氣勘探作業安全風險急劇增大,危險到勘探作業人員和周邊群眾生命財產安全,也嚴重制約了當地經濟社會發展。
1通南巴地區地質災害現狀
地質災害是指包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。通南巴地區(指四川省東北部通江、南江、巴中等地區)屬于地質災害多發區,極易因自然因素或人類工程活動發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。受2008年“5·12”汶川地震的影響和每年雨季強降雨過程的影響,區內每年都新增大量地質災害隱患點。據不完全統計,通南巴地區現有4524個地質災害隱患點,分布范圍廣、點多、規模和發育程度都各不相同。
2地質環境條件
2.1地形地貌
系四川盆地東北邊緣大巴山系米倉山南麓,屬典型的盆周山區,地勢北高南低,三級階梯狀構造,從北到南逐漸降低。北部為深切割中山,多峽谷;中部為中切割低山,多窄谷,淺切割低山,多“v”形谷、平底谷,稱山區平壩;南部為丘陵,沿河兩岸及臺狀山頂有平壩。據統計,丘陵、平壩面積約10%,而山地占90%。地質環境脆弱,地形切割陡峻,地層巖性復雜,巖土體支離破碎。另外,區內還有流水侵蝕、沉積、扇形地貌和重力堆積、殘積地貌。
2.2水文氣象
屬亞熱帶濕潤季風氣候,四季分明,雨量充沛,光照適宜,年降水分布不均;年降水量70%以上集中在5~10月,而11月至次年4月10%左右,年平均降雨量1100毫米;旱澇交替,日照正常略偏少,暴雨、大風、冰雹時有發生。
2.3地質構造
境內地殼活動強烈,地質構造跨及米倉山臺穹、大巴山弧形、川北臺(坳)陷及川東新華夏四個二級構造單元。構造形跡以褶皺為主,斷裂不發育;褶皺曲線呈弧形,巖層傾角變化頻繁且有扭曲現象。由于地處特殊地質背景,褶皺由北向南形成30多個向(背)斜褶皺帶,地質構造復雜。
3地質災害類型
通南巴地區地質災害類型較多,規模大,危害嚴重,根據已排查4524個地質災害隱患點進行數據統計,僅滑坡、崩塌、泥石流就達4162處,占災害總數達92%,因此,區內主要災種為滑坡、崩塌、泥石流,其次為地面塌陷、地裂縫等。現就影響油氣勘探作業過程頻發滑坡、崩塌及泥石流等地質災害進行分析探討。
3.1滑坡
滑坡是斜坡上的巖土體,受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。如:2008年部署在通江境內實施M201井,由于地形地貌和場地選址等諸多條件限制,修建井場道路直接從滑坡體中部穿越,開挖路塹邊坡時產生滑坡,由于滑坡體范圍廣、規模大,造成治理難度大、成本高、風險大、周期長。
滑坡按滑坡體的物質組成和滑坡與地質構造關系分:堆積層滑坡、巖層滑坡、特殊滑坡;按引起滑動的力學性質劃分為推移式滑坡和牽引式滑坡;按形成原因劃分為工程滑坡和自然滑坡;按滑面與巖層面關系劃分為無層滑坡、順層滑坡及切層滑坡。
3.2崩塌
崩塌是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象。如:2007年7月,部署實施河壩場構造HB101井,因持續強降雨,加之井場開挖形成高切坡巖層節理裂隙發育及山區風化侵蝕作用,井場內側陡壁發生較大規模巖壁崩塌,造成鉆井設備毀損和停工1個月,經濟損失達數百萬元。
崩塌按照坡地物質組成劃分為崩積物崩塌、表層風化物崩塌、沉積物崩塌、基巖崩塌;按照移動形式和速度劃分為散落型崩塌、滑動型崩塌、流動型崩塌。
3.3泥石流
泥石流是山區溝谷、河溝地貌特有的一種自然地質現象,它是由于降水(如暴雨等)而形成的一種夾帶大量泥砂、石塊等固體物質的特殊洪流。它暴發突然,歷時短暫,來勢兇猛,具有強大的破壞力。如:2010年7月6日,位于通江M101井遭遇泥石流災害,造成重大人員傷亡,毀損大量油氣鉆井設備,直接經濟損失達上千萬元。
泥石流根據流域特征分類標準型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流;根據物質狀態分類黏性泥石流、稀性泥石流。以上是最常見的兩種分類。
4地質災害的形成及誘發因素
4.1滑坡
滑坡形成條件
(1)地形地貌條件:下陡中緩上陡的山坡和山坡上部成馬鞍形的環狀地形,且匯水面積較大時,在基巖面易發生滑動;
(2)地質條件:巖土層中存在軟弱面,巖體構造和產狀對斜坡的穩定影響很大;
(3)氣候徑流條件:氣候條件,地面水地下水作用等。
誘發因素:一是不合理的人類工程建設活動;二是降雨對滑坡的影響很大。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、無雨不滑”的特點;三是地震對滑坡的影響也很大。究其原因是地震的強烈作用破壞斜坡土石的內部結構,加上地下水也有較大變化,對斜坡穩定是很不利的。
4.2崩塌
崩塌形成條件:
(1)地貌條件:崩塌多產生在陡峻的斜坡地段,坡度大于45°的高陡邊坡,坡面多不平整,上陡下緩,孤立山嘴或凹形陡坡;
(2)巖性條件:堅硬巖層組成高陡山坡,節理裂隙發育,巖體破碎;
(3)構造條件:巖體中各種軟弱結構面的組合位置處于最不利狀態時易發生崩塌;
(4)巖土類型:巖土是產生崩塌的物質條件,不同類型所形成崩塌的規模大小不同。
誘發因素:一是地震。地震引起坡體晃動,破壞坡體平衡。二是降雨。暴雨和長時間連續降雨,使地表水滲入坡體,軟化巖土及其中軟弱面,產生孔隙水壓力等從而誘發崩塌。三是不合理人類工程建設活動。如邊坡開挖過高過陡,破壞山體平衡,都會促使崩塌的發生。還有一些其他因素:如晝夜溫差、季節溫度變化及風化凍脹等。
4.3泥石流
泥石流形成包括:
(1)地形條件:泥石流主要集中分布在山高溝深,地勢陡峻,溝床縱橫坡度大,流域的形狀便于水流的匯集的區域;
(2)地質條件:所處地區地質構造類型復雜、斷裂褶皺發育新構造運動強烈、表層巖土破碎,滑坡、崩塌等不良地質作用發育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;
(3)水文氣象條件:區內泥石流多為降雨激發,特別是降雨集中且強度大的雨季。
誘發因素:一是不合理工程建設活動。人類各種工程建設活動不合理開挖,破壞了山坡表面而形成的。二是濫伐亂墾。濫伐亂墾使植被消失,山坡失去保護、土體疏松、沖溝發育,加重水土流失,進而山坡的穩定性被破壞,崩塌、滑坡等不良地質現象發育;三是次生災害。如地震災害過后經過暴雨發生的洪流。
5地質災害分布特點
5.1地域地貌特征明顯
地質災害在地域分布[3]多集中于地勢坡體陡峻的山區,特別是中高山河谷深溝區。地質構造對地質災害的發育起控制作用,尤其是強烈的地質構造作用破壞巖土的完整性,提供有利巖土體失穩的結構面。褶皺發育強烈,山地地貌是滑坡、崩塌的高發區,而深溝河谷地貌是泥石流集中發生區域。
5.2時間性強
降雨是誘發地質災害的主要因素,區內降雨集中分布每年6月~9月,占降雨總量的70%以上。根據有關數據統計,幾乎大多的地質災害的暴發均與降雨關系密切,特別是泥石流災害。
5.3人類工程活動影響大
人類工程建設活動如開山修路、濫伐亂墾,礦產資源開發建設等強烈活動區,地質災害發育。根據資料統計,與人類工程活動相關地質災害3168處,占統計總數的70%左右,主要為滑坡、崩塌;與人類活動相關的地質災害1356處,約為統計總數的30%,以泥石流為主。
5.4連鎖反應強
一種地質災害的發生往往引發其它地質災害發生,如大型崩塌堆積體物質產生滑坡,滑坡物質又成為泥石流的重要物源,形成累進連鎖的破壞,這類災害發生在通南巴地區是較為普遍。
6地質災害對油氣勘探作業的危害
通南巴油氣勘探具有高風險、高技術、高投入的特點,以滿足尋找特殊油氣地質目標為前提,使得實際大多數勘探作業井場位于偏遠山區、斜坡河谷及深溝沿岸平壩等復雜環境區域內,遭受地質災害風險隱患高。其次,由于地形地貌條件限制,勘探場址建設出現深挖高填方及高陡切坡區,不得不面臨滑坡、崩塌等災害的重大風險。第三,由于油氣勘探點多,面廣,不集中,且位于遠離城市的偏遠山地、河谷等地區,極大增加區域內氣象和地質災害信息搜集、獲取難度大,無法及時對可能發生災害進行防范,導致遭受地質災害風險概率增大;特別是油氣勘探施工過程發生滑坡、泥石流等地質災害時,將嚴重危險到全體施工人員生命和鉆機設備安全,造成損失和后果將無法估量。
7地質災害防治對策
隨著通南巴地區地質災害防災減災形勢日趨嚴峻,筆者認為,應堅持預防為主、避讓與治理相結合的原則,積極采取防治管理和技術措施,才能做好油氣勘探作業區域地質災害防治。
7.1地質災害防治管理
7.1.1落實責任,執行規范
做好地質災害防治,落實防災減災責任是關鍵;其次,嚴格執行地質災害防治規范、技術標準有關要求。
7.1.2做好地質災害調查和評估
在油氣勘探場地選址階段,應對所選勘探場址區域地質災害進行調查評估,查明是否存在潛在不良地質現象;對可能存在重大災害風險,宜優先避讓;當場址必須建設時,應組織技術經濟論證。
7.1.3加強地質環境監測與應急預報
在油氣勘探作業區域及周邊地質災害多發區,應做好地質環境監測,并加強與地方氣象、地質災害防治部門聯系,以此逐步建立適用于油氣勘探作業特點的地質災害監測及預報信息系統。
7.2地質災害防治技術
7.2.1生物治理措施
生態環境的變化是促使地質災害發生的主要原因之一。為此,采取相應的生物治理措施:恢復地表植被,提高自然水土保持能力;禁止任意采石取土,破壞山地地表,防治水土流失;做好油氣勘探工程建設區域及周邊環境生態保護。
7.2.2工程防范措施
在斜坡地帶進場油氣勘探場址工程開工建設前,應先做好工程勘察,查明有無滑坡、崩塌及泥石流存在;在斜坡地帶進行挖填方時,做好開挖邊坡支擋和排水,避免造成工程滑坡;施工前做好施工組織設計,制定挖方的施工順序,合理安排棄土的堆放場地:
7.2.3工程治理措施
(1)防治滑坡措施:修建排水溝、滲井等消除和削弱地表水及地下水對滑坡的影響;增大滑體的抗滑力,修建抗滑樁、錨拉抗滑樁;采用后緣減載,前緣加壓等改善坡體形態;采用灌漿、錨固等改良坡體巖土體性質,提高強度,增大穩定性。
(2)防治崩塌措施:修建護坡、錨桿擋墻等防止巖土體剝落;人工削坡消除小型危巖及崩塌隱患;疏導地表水和地下水,減緩風化、沖蝕及侵蝕;
(3)防治泥石流措施:修建攔砂壩、攔渣壩,減弱泥石流的動力作用、減少物質流通;在下游設置排導槽、約束水流、改善溝床平面,抑制泥石流暴發。
篇9
關鍵詞:泥石流 危害 防治措施
Abstract: debris flow is a kind of contains a lot of mud and sand and stones temporarily impatient flow occurred in the mountain and piedmont region. Restricted by many conditions occur in it, is one of the common geological disasters in mountain. In recent years, the occurrence of debris flow is closely related to human activities, especially the development of mountain areas, man-made debris flow induced by mining of natural resources. In this paper, through the analysis of China's large number of debris flow and discussion, discussed the formation mechanism of debris flow hazards, and prevention measures.
Keywords: debris flow hazard prevention measures
中圖分類號:P642.23 文獻標識碼:A
一、泥石流的定義:
泥石流是山地常發地質災害之一,其暴發突然、危害十分嚴重。泥石流是一種發生在山區及山前地區的含有大量泥砂和石塊的高粘度、高密度和高速運動的暫時性重力流。泥石流常常具有突然暴發、來勢兇猛、運動快速、歷時短暫之特點,并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。
近年來,我國泥石流有漸趨加重的趨勢。鑒于泥石流的嚴重危害性,了解和研究泥石流的危害、形成機制及其防治措施是有必要的。
泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用。典型的泥石流由懸浮著粗大固體碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥漿組成。在適當的地形條件下,大量的水體浸透山坡或溝床中的固體堆積物質,使其穩定性降低,飽含水分的固體堆積物質在自身重力作用下發生運動,就形成了泥石流。泥石流是一種災害性的地質現象。泥石流經常突然爆發,來勢兇猛,可攜帶巨大的石塊,并以高速前進,具有強大的能量,因而破壞性極大。泥石流的搬運力量是巨大的,通常為洪流的5~10倍,一次輸出可達100~10000 m 3。它爆發突然、來勢兇猛,具有很大的破壞力。泥石流流動的全過程一般只有幾個小時,短的只有幾分鐘。
泥石流是一種廣泛分布于世界各國一些具有特殊地形、地貌狀況地區的自然災害,是山區溝谷或山地坡面上,由暴雨、冰雪融化等水源激發的、含有大量泥沙石塊的介于挾沙水流和滑坡之間的土、水、氣混合流。泥石流大多伴隨山區洪水而發生。它與一般洪水的區別是洪流中含有足夠數量的泥沙石等固體碎屑物,其體積含量最少為15%,最高可達80%左右,因此比洪水更具有破壞力。
二、泥石流的危害
泥石流常常具有暴發突然、來勢兇猛、迅速之特點。并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,其危害程度比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更為廣泛和嚴重。它對人類的危害具體表現在四個方面。
(一)對居民點的危害
泥石流沖進鄉村、城鎮,摧毀房屋、工廠、企事業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。
(二)對公路和鐵路的危害
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,造成重大的人身傷亡事故。有時泥石流匯入河道,引起河道大幅度變遷,間接毀壞公路、鐵路及其它構筑物,甚至迫使道路改線,造成巨大的經濟損失。
(三)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、磨蝕壩面等。
(四)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,甚至使礦山報廢。
(五)對農田的危害
直接沖刷、沖毀農田,有的甚至掩埋農田。
三、通過對我國多處泥石流的研究可以認識到泥石流的形成的條件主要有:
(一)地形地貌條件
在地形上具備山高溝深,地形陡峻,溝床縱度降大,流城形狀便于水流匯集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分為形成區、流通區和堆積區三部分。上游形成區的地形多為三面環山,一面出口為瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、植被生長不良,這樣的地形有利于水和碎屑物質的集中;中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉;下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使堆積物有堆積場所。
(二)松散物質來源條件
泥石流常發生于地質構造復雜、斷裂褶皺發育,新構造活動強烈,地震烈度較高的地區。地表巖石破碎,崩塌、錯落、滑坡等不良地質現象發育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;另外,巖層結構松散、軟弱、易于風化、節理發育或軟硬相間成層的地區,因易受破壞,也能為泥石流提供豐富的碎屑物來源;一些人類工程活動,如濫伐森林造成水土流失,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。
(三)水文氣象條件
水是泥石流的重要組成部分,又是搬運介質的基本動力。泥石流的形成與短時間內突然的大量流水密切相關。突然大量來水有:
①強度較大的暴雨;
②冰川、積雪的強烈消融;
③沖川湖、高山湖、水庫等的突然潰決。我國泥石流的水源主要是暴雨、長時間的連續降水等。在暴雨中心地帶或冰雪融化季節,尤其持續小雨之后繼之暴雨,最易觸發泥石流。
(四)其他條件
近年來,泥石流的發生與人類活動密切相關,特別是人們對山區的開發,對自然資源的開采誘發的人為泥石流。如人為濫伐山林,造成山坡水土流失;開山采礦、采石棄渣堆積等,往往提供大量物質來源。開挖隧道時破壞地下的地質平衡條件時等,也會形成泥石流。上述條件概括起來為:
(1)有陡峻便于集水、集物的地形。
(2)源區有足夠數量的松散物質、巖屑。
(3)短時間內有大量水的來源。此三者缺一便不能形成泥石流。
然而,上述條件僅是泥石流形成的必要條件,泥石流暴發的臨界穩定條件仍是一個有待解決的課題。
泥石流是一種較大規模的自然災害,其形成原因是自然界多種因素作用的結果,因素比較復雜,根治極為困難。因此對泥石流的防治應遵循以下原則:以防為主,防治結合,避強制弱,重點治理;溝谷的上、中、下游全面規劃,山、水、林、田綜合治理;工程方案應中小結合,以小為主,因地制宜,就地取材。
泥石流災害的治理
在泥石流的形成、流通、堆積區內,采取相應的治理工程(如蓄水、引水工程,攔擋、支護工程,排導、引渡工程,停淤工程及改土護坡工程等),以控制泥石流的發生和危害。泥石流的治理工程通常適用于泥石流規模大,暴發不很頻繁、松散固體物質補給及水動力條件相對集中,保護對象重要,要求防治標準高、見效快、一次性解決問題的情況。
治理工程主要有治水、治土和排導等為主的方案。
一、治水為主的方案
利用蓄水、引水和截水等工程控制地表洪水徑流,削減水動力條件,使水土分
離,穩定山坡。輔之少量攔擋、排導工程穩定部分土體,適用于水力類泥石流溝的治理。
二、治土為主的方案
利用攔擋、支護工程,攔蓄泥石流固體物質,穩定溝岸崩塌及滑坡;同時輔以
排導、截水工程等。適用于土力類崩塌滑坡型泥石流溝的治理。
三、排導為主的方案
利用排洪道、渡槽等工程,排泄泥石流,控制泥石流的危害。
四、綜合治理方案
在具體實施泥石流的防治時,宜采取坡面、溝道兼顧,上下游統籌的綜合治理
方案。一般在溝谷上游以治水為主,中游以治土為主,下游以排導為主。通過上游的穩坡截水和中游攔擋護坡等,減少了泥石流固體物質,控制了泥石流規模,改變了泥石流體的性質,有利于下游的排導效果,從而控制泥石流的危害。
在實施泥石流防治的工程措施的同時,還應與生物措施和其他措施(如行政法
令措施等)相結合,這樣才能保證其防治效益的有效發揮。由于工程措施需花費大量的人力、物力和財力,因而工程方案的規劃設計應充分考慮有關社會、經濟和環境生態的綜合論證。
參考文獻
篇10
關鍵詞:泥石流災害 風險評價
1 引言
泥石流是世界范圍最危險的地滑過程之一。最近幾年,泥石流導致大約3萬人死亡,數億美元經濟損失。高頻泥石流的位置易于辨識,因而能夠避開或減輕,但低頻泥石流由于泥石流過程難于識別和潛在后果沿泥石流溝槽或溢流區發展,因而可能導致更大的威脅。
1.1 Jones Creek
1983年在Jones Creek發生的一次泥石流損失雖然較小,但提醒管理者:更大的事件可能給位于沖積扇上的Acme 鎮帶來巨大的損害。 這種現實迫使Whatcom縣頒布一個詳細的Jones Creek泥石流研究項目(Kerr Wood Leidal 2004)。該項研究目的包括:確定500年爆發期泥石流的規模,評價潛在的后果并提出減輕風險的措施。
廣泛的調研已經開始,包括:開挖探槽、14C測年、泥石流模擬,本文總結了這些研究成果。基于這些在手邊的信息,對于50、500和5000年一遇的泥石流事件進行模擬,旨在確定對于房屋和基礎設施可能的影響及死亡概率。繪制了個人或人群死亡概率(N)與泥石流事件概率(F)關系圖,并且與一般大眾可承受的風險進行了比較。
1.2 區域相關性
Washington 州有數百個類似于Jones Creek的沖積扇,并且其中很多沖積扇在溢流區發展有泥石流(Weden & Associates 1983, Fox et al. 1992)。北美沒有制定泥石流災害及其風險量化的法規,而且咨詢顧問和當地權威人士之間也沒有普遍可接受的方法。不象洪災研究采用100年(美國、歐洲)或200年(加拿大)一遇洪災進行洪泛區設計和洪災保險,泥石流的設計再現期沒有標準。
除了滿足災害和風險量化的主要目的,該案例研究表明:需要下大力氣運用科學的防護方法完成目標。該研究也強調需要建立統一的災害和風險評估體系,以便在更大的地區、州或省、甚至整個國家應用。比選方案將為咨詢顧問和政策制定者的工作質量產生天壤之別,特別是對災害及其風險量化和風險承受度的決策。缺乏標準可能導致混亂和給將來立法帶來困難。
2 研究區概況
Jones Creek流域面積為美國華盛頓州Whatcom縣Cascade山麓6.8 km2的地區,該流域朝東向,位于Bellingham以東約35 km。流域高程范圍從Stewart山南端的990 m降低到與South Fork Nooksack河的廣闊漫灘交匯處的85 m。由于一系列泥石流活動,一個大的復合扇已在谷底形成,疊加在Nooksack河漫灘之上,而且深部與河床沉積交錯。位于Jones Creek沖積扇上的Acme鎮有大約居民250人和建筑物100幢。
Jones Creek有記載的泥石流包括1983年發生的方量25000m3的事件(Raines et al. 1983)以及1953年一次方量未知的小型泥石流。Creek泥石流溝長約5 km, 在沖積扇頂部溝槽平均梯度為18%。沖積扇梯度在靠近頂部的6%到與Sooth Fork 會合處的2%之間變化。
過去對流域的擾動包括野火、過度伐木及滑坡。由于1884年一場大火燒毀了Acme鎮附近大量的森林(deLaChapelle 2000),因而對該流域早期的開發很少。隨著40年代在沖積扇上建設鋸木廠,該流域內開始了大規模的伐木。伐木經歷了幾個輪回,其間毀壞了約99%的老森林。
圖1標有地質邊界和主要滑坡的Jones Creek流域中游地形圖
圖2 靠近Darrington滑坡腳下發育的大型地塹
Jones Creek流域發育兩組巖層(見圖1)。該流域上覆基巖由Chuckanut組組成,該巖組是始新世(統)時期(Johnson 1984)在華盛頓西部廣泛沉積的河流相堆積體。該巖組的特點是由砂巖、細礫巖、泥巖、黑色頁巖和煤層交替沉積而形成。
流域下部的40%覆蓋有Darrington千枚巖,該巖層通過傾向北東的斷層從Chuckanut組中分離出來。Darrington千枚巖是Shuksan變質巖套中形成最早的巖層,而Shuksan變質巖套組成了North Cascades山脈的部分變質巖核部(Brown 1987)。高度褶皺和斷裂的千枚巖力學特性軟弱,易于風化成富含粘土礦物的殘積碎片。因而,該組巖層易遭受深部旋轉破壞、蠕滑和塊體滑移(Thorsen 1989)。圖1顯示了這些滑坡中的幾個。這些滑坡的特點是發育有一系列垂直錯位1-3 m的陡崖、地塹和地壘形跡、坡腳坍塌和靠近溪流的解體現象(見圖2)。Darrington滑坡是這些滑坡聯合體中最大的滑坡,沿著溪流北側下滑400m,且延伸到上坡相似的距離。
千枚巖的不穩定性也可能與山谷的冰川史有關。更新世冰川作用末期(Fraser 冰川)從2萬年前持續到1萬年前,并在山谷底板中保留有很厚的冰水沉積物以及在山坡上保留有冰磧物覆蓋層(Easterbrook 1971)。South Fork河的許多支流是
圖3 Jones Creek沖積扇上的探槽位置
懸谷,這些懸谷很有可能是隨著支流山谷中的冰川消融作用排泄Nooksack 山谷殘余冰水成為無冰干谷過程中而形成的。后來的冰川消融導致較低山谷的河流下切作用,由溪谷縱向剖面呈凸形與“V”字形過陡的岸坡表明至今還沒有發現一個均衡的山坡。在Jones Creek地區,這種過陡的山坡很可能引起Darrington千枚巖的蠕變最終導致滑坡,該過程與在溪谷中修筑臨時性的攔擋壩造成大規模的泥石流的發生有密切聯系,本文證實了該結論。
3 災害分析
該研究的首要目的是量化Jones Creek地區的泥石流災害。為了分析災害,必須確定泥石流事件概率和事件規模。
3.1泥石流頻率
Jones Creek地區泥石流頻率或概率是通過開挖探槽揭示的。探槽方法可以進行個別泥石流沉積物的放射性碳測年,以及沉積物厚度測量,用來反演泥石流方量。
2003年7月在沖擊扇上開挖了深度達5m的探槽18個。經過土地所有者許可,探槽的布置盡可能廣泛地穿越沖積扇(參見圖3)。
泥石流沉積物經常被古土壤分割,探槽揭示了泥石流沉積物的層序。圖4提供了發育良好的土壤和泥石流沉積物序列的實例。對每一個探槽中的地層進行了編錄,并在開挖孔回填前采集了有機質樣品。23個有機質樣品送往新西蘭Waikato大學放射性碳同位素實驗室進行放射性測年和AMS測年。校準的年代為編制過去7000年Jones Creek地區泥石流年代史(表1)奠定了基礎。
假定重疊時代范圍代表同一泥石流事件,表1對此做了簡化。基于有機樣品采集位置,確定了單個泥石流沉積物的年代最小值和最大值,得出了假定泥石流的時代為距今400、900、2100、3400、4200和7000年(表2)。
本文的分析意味著能夠分辨出在過去的7000年里發生過八次泥石流活動,平均重現期為大約900年。其中的兩次事件(1953,1983)的規模(
上面的分析基于如下假定,鑒定時代的事件是泥石流,而不是集中流,并且鑒定時代的事件準確地反映了Jones Creek地區發生過的所有大型泥石流。考慮到地層信息在開挖探槽過程做過編錄,第一條假設是合理的。而且,即使一些事件或其流體殘余塑性流動可能大致歸類為集中流,但是這些術語之間的差異并不影響泥石流災害及其風險分析。
第二條假設有可能是不完備的,因為泥石流頻率的分辨率除了取決于采集樣品中的放射性碳的時代,還取決于探槽的數量和深度。例如,如果沒有開挖18條探槽(沒有得到土地所有者許可),記錄只可能追蹤到距今4200年,其泥石流再現其為800年。因此,假定記錄到的過去7000年以來大型泥石流活動發生過六次是一個最小的數字而不是精確的事件數目是合理的。而且時代更早的泥石流堆積物可能埋藏于開挖深度之下貨地下水位以下。
圖4 發育良好的泥石流堆積物與古土壤互層序列
基于上面討論的限制,能夠得出如下結論,Jones Creek地區大型泥石流的再現期大約為400-600年。
表1 探槽中的有機樣品的14C年齡匯總表
測定的年齡/年(距今)
樣品編號
定年物質
1350-1540
1B
土,有機質
790-1060
2B
土,有機質
550-740
3A
木頭
310-520
4A
木炭
3160-3470
4B
土,有機質
760-930
5A
木頭
3690-3990
7B
土,有機質,木炭
3360-3580
8A
土,有機質
3690-4080
8B
土,有機質
450-560
9A
木頭
300-480
9B
木頭
980-4360
9D
土,有機質,木炭
1890-2160
11A
土,有機質
-10-290
14A
木頭
-10-320
14B
木頭
3160-3450
15A
土,有機質,木炭
1950-2310
16B
土,有機質
290-470
17A
木頭
1510-1780
17B
土,有機質,木炭
現代
17C
木頭
6790-7230