1、研究泥石流的背景和意义!!急
长江上游是我国滑坡、泥石流灾害最著名的危险区和多发区,据不完全调查,长江上游100万km~2土地上有大小滑坡15万处,泥石流沟道万余条,分布面积达5万多km~2,灾多面广,突发性强,常常酿成重大灾害。近50年来,人类生产活动增强,毁林开荒、陡坡耕种、不合理开矿、炸石、筑路、修建水工程以及各种开发建设等,造成山体破坏失稳,崩塌、滑坡和泥石流日趋频发,滑坡、泥石流所造成的危害和直接经济损失也日益扩展和增强。因此,在我国社会主义现代化建设过程中,特别是在西部大开发的战略决策中,了解历史,认识区情,结合实际,切切实实地搞好滑坡、泥石流灾害的研究,对西部大开发和各项经济建设将是有力的支持和坚实的保障。通过对长江地区的自然地理环境结构的深入研究,解释了该地区产生滑坡、泥石流灾害的原因;通过对本区滑坡、泥石流的规律与先兆进行分析,总结出一些滑坡、泥石流预警减灾的措施。 通过理论与实践相结合分析滑坡、泥石流的防治对策,并利用科学的研究方法,结合群众防治水土流失的成功经验,提出一些行之有效的办法。
2、泥石流的防治措施有哪些?
3、泥石流的防治措施
泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流。泥内石流的防治措容施有:
1、修建房屋时不能占据泄水沟道,也不宜离沟道太近,在沟道两侧修筑防护堤和营造防护林。
2、通过植树造林、封山育林、退耕还林等措施,保护和治理流域环境,消除或削弱泥石流发生条件。
3、提前建设预防泥石流的工程设施,如护坡、挡墙等工程。
4、修建水库、水塘和引水、排水渠道、隧洞工程,调蓄、引导泥石流流域的地表水,改善泥石流形成与发展的水动力条件。
5、在雨季到来之前,主动清除沟道中的障碍物,保证沟道有良好的泄洪能力。
6、保护生态环境,并做好水土保持工作。
4、泥石流防治的历史和现状
随着我国社会、经济的高速发展及防灾减灾科学的进步,国家加强了对泥石流防治的统一管理,增大了资金的投入,泥石流防治技术日益成熟。泥石流防治已由点上的局部治理,发展到面上的全面治理;由单一的简易工程防治,发展到了对泥石流小流域进行全面的综合治理。在城镇、厂矿、铁路与公路交通、水利电力等建设中积累了许多泥石流治理方面的成功经验。
城镇泥石流防治已有几百年的历史,如甘肃的陇南市武都区、四川的西昌市和盐源县早在200多年前就修建了排导槽或导流挡墙等工程,对泥石流进行了有效防治。近年来,国家每年对城镇泥石流防治的资金投入达8000万元,若加上地方匹配的资金,总额可达2.4亿元以上。防治成功的范例有四川省南坪县城泥石流、云南省昆明市东川区泥石流、甘肃省天水市泥石流、北京市怀柔区泥石流等。
铁路与公路交通的泥石流防治始于20世纪50年代初期,在宝(鸡)—成(都)铁路、成(都)—昆(明)铁路、东川铁路支线及青藏铁路等的泥石流防治中,采用了明硐、隧道、渡槽、急流槽、重力拦挡坝及钢轨格栅坝等工程。到60年代,在甘川公路武都地区白龙江沿岸路段,结合当地泥石流的活动特点,对公路经过的17条泥石流沟都采取了类型各异的治理工程,如武都区湾沟修建的泥石流停淤场、宕昌县沙湾清水子沟修建的泥石流排导渡槽、武都区黄家坝桑园子沟修建的泥石流拦挡工程等均是十分成功的范例。
厂矿泥石流防治始于20世纪60年代,前期因对泥石流的危害及活动特点认识不足,缺乏防治经验,造成了许多厂矿损失惨重。到60年代中期,泥石流防治工程技术大大地向前推进了一步。如天水红山试验机械厂,从1966~1969年用了三年时间对厂区内的何家堡沟泥石流进行了有效治理。首先采取单一的排导措施效果不佳,后来采取了拦挡、排导及生物工程措施相结合的综合防治方案,工程实施后,泥石流的活动得到了控制,达到了预期的目的。值得指出的是:这是我国在泥石流防治中,对非基岩地区首次采用钢筋混凝土箱式平板支墩坝(高7.5m)拦挡泥石流。
5、泥石流灾害的防治措施
泥石流综合治理措施很多,一般归纳为两大类,即工程措施和生物措施。此外还有预警预报措施和临时避险措施。
1.泥石流治理的工程措施
泥石流治理的工程措施主要有治水工程、治泥工程、排导工程、拦蓄工程和农田治水工程及消极防御工程(表5-18)。
表5-18 泥石流治理的工程措施一览
(1)治水工程
泥石流的发生必须有充足的地表水参与,并常与暴雨洪水相伴生,治水工程的目的是分散地表水、降低水动力,从而达到防止泥石流发生的目的。在泥石流形成区的上游,选择适宜的地点建造水库、水塘或其他形式的蓄水池以调节洪水,削减流经泥石流形成区的洪峰流量,常和排导工程联合使用。
(2)治泥工程
泥石流的形成必须有大量的松散固体物质,治泥工程主要是在泥石流形成区采取稳固边坡、降低泥石流沟纵坡等措施,防止崩塌、滑坡、危岩、水土流失为泥石流提供松散固体物质,控制泥石流的形成。
为了制止滑坡、崩塌的发生,需要修建拦挡土石的护坡工程。这类工程主要有拦渣坝、谷坊工程。
拦渣坝的作用主要是拦渣滞流、固定沟槽。在一条沟内修建多座低坝,称为“谷坊坝群”,其作用是拦挡泥石流固体物质、淤缓沟床纵坡、加大沟宽、减小流速,从而减少洪峰和固体物质下泄量;同时利用坝前的淤积物,既可防止沟床继续下切,保护岸坡不再发生侧蚀,最终对泥石流的发展起到抑制作用。
拦渣坝(图5-5)、谷坊(图5-6)的类型很多。按建筑材料分,有砌块石坝、干砌块石坝、混凝土坝、土坝、钢筋石笼坝、钢索坝、木质坝、木石混合坝、竹石笼坝、砖砌坝等。从结构上分,有直线型重力坝、曲线型拱坝及格栅坝等。
图5-5 拦渣坝
图5-6 谷坊
(3)排导工程
为避免泥石流冲蚀危害,在泥石流通过区常采用导流排放措施,让泥石流从无害区通过。该工程主要有导流堤、急流槽、束流堤和渡槽等,有时也采用明洞和隧道。
(4)拦蓄工程
拦泥库、停淤场是指在较平缓的堆积扇上或较宽阔的沟内,修筑拦截建筑物,形成人工泥石流落淤场。其作用是在一定期限内,让泥石流物质在指定地段内淤积,从而减少泥石流固体物质下泄量,避免泥石流的淤埋灾害。
(5)消极防御工程
前述工程措施都是积极主动地整治泥石流灾害。消极防御工程则是采取避让策略,在泥石流沟上方修建桥梁或平台跨越泥石流(图5-7);在泥石流下方修建隧道穿越泥石流以及地面公路绕过泥石流。
图5-7 跨越泥石流沟
上述防治工程除单独修建外,还可根据需要联合使用。最常见的有拦渣坝与急流槽相结合,导流堤、拦渣坝和急流槽相结合。
2.泥石流治理的生物措施
泥石流治理的生物措施主要是指保护与营造森林、灌丛和草本植被,采用先进的农牧业技术以及科学的山区土地资源开发措施等。生物措施既可减少水土流失、削减地表径流和松散固体物质补给量,又可恢复流域生态平衡,增加生物资源产量和产值。因此,生物措施符合可持续发展的要求,是治理泥石流的根本性措施。
生物措施主要包括林业工程、农业工程和牧业工程(表5-19)。
表5-19 泥石流治理的生物措施一览
(1)林业工程措施
在泥石流频发区营造森林水源涵养林、水土保持林、护床防冲林和护堤固滩林等,既可削减泥石流松散固体物质补给量,又可控制形成泥石流的水动力条件。如在泥石流形成区和流通区营造水土保持林可增加地面植被覆盖率,调节地表径流,增强土层的稳定性,减少滑坡和崩塌的发生,从而控制或减少形成泥石流的固体物质和水体补给量。
(2)农业工程措施
农业工程措施有农业耕作措施和农田基本建设措施两类。农业耕作措施包括沿等高线耕作、立体种植和免耕种植等,其主要作用在于减缓坡耕地的侵蚀作用,提高耕地的保水保土效能。农田基本建设措施指对山区农田引排水渠和交通道路网的合理布局和全面规划。这既是社会经济发展的需要,也是防治泥石流灾害的需要。
(3)牧业工程措施
牧业工程措施包括适度放牧、改良牧草、改放牧为圈养、分区轮牧等。采取科学合理的牧业措施,既可缓解发展畜牧业与缺少草料的矛盾,间接地减轻泥石流源地过度放牧的压力,又有利于草地恢复和灌木林的营造,防止草场退化,增强水土保持能力,削弱泥石流的发育条件。
(4)泥石流的综合整治
根据泥石流的危害及性质,采取多种工程措施和生物措施,统一规划,综合治理,防止或减少泥石流灾害是泥石流综合治理的目标。
就一般情况来说,大面积的泥石流形成区应以生物措施为主,局部的泥石流源地和流通沟段宜采用工程措施。但两者各有优缺点,对许多流域或地段,需先辅以必要的工程措施,然后再进行生物防治。
成昆铁路线上的黑沙河泥石流,通过工程措施与生物措施相结合的综合治理取得了良好效果。该区雨量充沛、气候温和、日照多、冰冻期短,造林育草恢复植被条件优越。在这些条件下,经过全面规划、分期施工,在上游修建水库,下游修筑拦渣坝、停淤场和导流堤等工程,在流域内造林育草、合理放牧。治理后的黑沙河泥石流已由黏性变为稀性,泥石流发生的次数明显减少,全流域的松散土石体已渐趋稳定。由于拦挡工程的修建,每年排出山口的固体物质已减少到原来的1/4;顺水坝和导流堤将黑沙河洪流或泥石流全部归槽下泄至安宁河,流域下游的村镇、农田和铁路运营得到了有效保护(吴积善等,1993)。
3.泥石流的预报预警措施
我国对泥石流地质灾害建立了专门的研究机构。1988年初,在云南东川蒋家沟设置了第一个半自动化泥石流观测研究站,这个站由7个观测系统组成,能够进行暴雨泥石流的预报。
目前,泥石流预测预报采用的途径是:在泥石流沟进行定点观测研究,取得有关泥石流形成动态参数或调查潜在泥石流沟有关资料;加强水文、气象预报工作;建立有记录泥石流沟流域要素、形成条件、灾害情况及整治措施等技术资料档案;据地质和地形地貌环境、松散固体物质分析,圈划未来泥石流危险区、潜在区;建立泥石流防灾警报系统。
4.泥石流的临时避险措施
尽管有完善的泥石流综合防御系统,然而百密还有一疏,泥石流灾害还会发生,因此必须有临时避险措施。
(1)选择正确的避险方向
泥石流发生时,处在泥石流区的人们,应迅速向泥石流沟的横向(两侧)逃离,切不可顺泥石流沟向上游或下游跑动。
(2)上游人要通知下游人
处于泥石流上游的人员,应立即通知下游可能波及的乡村、城镇和工矿单位做好撤离工作,在泥石流的流径区和堆积区的群众听到泥石流的声响或泥石流危险警报时,应立即往主河道两岸高山区的安全地带逃离。注意:在泥石流流通区两岸和泥石流注入主河道的对岸处应跑到一定的高度才安全。
(3)注意保护生命线工程
密切注意泥石流的发展动态,对可能毁坏或引起次生灾害的生命线工程进行保护。
(4)政府部门应立即组织危险区群众撤离和抢险救灾。根据危险性、经济等权衡效益分析,确定采用工程措施还是搬迁,当危险性大时,应立即组织泥石流堆积区、淤塞区、流通区的居民、工厂、矿山等搬迁疏散。
(5)制定应急措施和成立抢险救灾指挥部
泥石流抢险救灾指挥部对泥石流沟沿线实行管理,酌情限制和指挥过往车辆、行人通行,维护灾害现场社会秩序。
(6)准确预报预警:在泥石流活动频繁的地区,建立泥石流动态监测站(网),随时掌握泥石流的发展趋势和规律。特别是在雨季应增派巡逻队昼夜值班,遇险情时应及时发出警报。
除上述工程措施和生物措施等“硬”措施外,要达到有效防治泥石流灾害的目的,还必须采取某些“软”措施。“软”措施包括技术管理、行政管理和资源管理等措施。技术管理包括治理中和治理后的技术管理,如合理利用资源、改善生产结构等。行政管理包括行政命令和立法,以确保各类综合治理措施,尤其生物工程措施得以有效实施,充分发挥作用。资源管理是通过有计划的合理利用资源,使资源开发与环境保护相结合,脱贫致富与提高防治能力相结合,从而达到发展经济和控制灾害的双重目的。
小结
本章重点内容是泥石流的形成条件、泥石流的分类、泥石流的特征、泥石流危害等级划分、泥石流特征值的确定和泥石流的勘查评价要点。
复习思考题
1.泥石流的形成条件是什么?
2.简述泥石流类型的划分。
3.概述泥石流的特征。
4.泥石流调查的主要内容有哪些?
5.泥石流勘查有哪些基本规定?
6.泥石流勘查分哪几个阶段?各阶段勘查报告的主要内容是什么?
7.如何确定泥石流特征值?
8.泥石流灾害的防治措施有哪些?
9.防治泥石流灾害的工程措施有哪些?
10.防治泥石流灾害的生物措施有哪些?
11.单沟泥石流活动性分级是什么?
12.泥石流灾度等级分级是什么?
13.泥石流潜在危害性分级是什么?
14.如何划分泥石流危害区?
15.单沟泥石流易发程度如何划分?
16.泥石流的综合致灾能力如何分级?
17.泥石流堆积扇与冲洪积扇的区别是什么?
18.如何鉴别泥石流沟的发展阶段?
6、泥石流是怎么形成的?后果是什么?如何防治?
泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流,它的面积、体积和流量都较大,而滑坡是经稀释土质山体小面积的区域。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。在适当的地形条件下,大量的水体浸透流水 山坡或沟床中的固体堆积物质,使其稳定性降低,饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动,就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。泥石流爆发突然、来势凶猛,可携带巨大的石块。因其高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。
泥石流流动的全过程一般只有几个小时,短的只有几分钟。泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。是山区沟谷或山地坡面上,由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物,其体积含量最少为15%,最高可达80%左右,因此比洪水更具有破坏力。 泥石流的主要危害是冲毁城镇、企事业单位、工厂、矿山、乡村,造成人畜伤亡,破坏房屋及其他工程设施,破坏农作物、林木及耕地。此外,泥石流有时也会淤塞河道,不但阻断航运,还可能引起水灾。影响泥石流强度的因素较多,如泥石流容量、流速、流量等,其中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要。此外,多种人为活动也在多方面加剧这上述因素的作用,促进泥石流的形成。