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泥石流

【字体:   2015-05-10 13:02:10   来源: 中国天气气象百科  

泥石流是由于降水(暴雨、融雪)而形成的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的固液两相流体,呈黏性层流或稀性紊流等运动状态,是高浓度固体和液体的混合颗粒流。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及黏土的黏稠泥浆组成。在适当的地形条件下,大量的水体浸透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。其暴发突然、历时短暂、来势凶猛,具有极强的破坏力,是一种灾害性的地质现象。

典型的泥石流示意图泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。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。泥石流经常突然爆发,来势凶猛,可携带巨大的石块,并以高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。它爆发突然、来势凶猛,具有很大的破坏力。

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、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。

泥石流的分类

按物质成分分类泥石流按其物质成分可分成三类:

1、由大量黏性土和粒径不等的沙粒、石块组成的叫泥石流;

2、以黏性土为主,含少量沙粒、石块,黏度大,呈稠泥状的叫泥流;

3、由水和大小不等的沙粒、石块组成的谓之水石流。

按物质状态分类泥石流按其物质状态可分为两类:

一是黏性泥石流,即含大量黏性土的泥石流或泥流,其特征是黏性大,固体物质占40%~60%,最高达80%。水不是搬运介质,而是组成物质,稠度大,石块呈悬浮状态,暴发突然,持续时间短,破坏力大。

二是稀性泥石流,以水为主要成分,黏性土含量少,固体物质占10%~40%,有很大分散性。水为搬运介质,石块以滚动或跃移方式前进,具有强烈的下切作用。其堆积物在堆积区呈扇状散流,停积后的表面形态类似于“石海”。

其他分类以上分类是我国最常见的两种分类。除此之外还有多种分类方法,如按泥石流的成因分为冰川型泥石流、降雨型泥石流;按泥石流沟的形态分为沟谷型泥石流、山坡型泥石流;按泥石流流域大小分为大型泥石流、中型泥石流和小型泥石流;按泥石流发展阶段分为发展期泥石流、旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。

泥石流形成的基本条件编辑本段回目录一般认为泥石流发生需要三个基本条件:能量条件(地形条件)、物质条件和触发条件。

能量(地形)条件泥石流发生的能量条件主要通过区域地形条件得以体现,是泥石流能否形成的重要因素之一。它是上游和山坡坡面松散固体物质所具有势能的体现,是物质能否启动的先决条件。泥石流的形成区在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵坡降大,流域形状便于水流汇集。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。

物质条件物质条件是指泥石流发生所必需的松散碎屑物质、水分的储量和来源情况。其中松散固体碎屑物质受很多因素的影响,其中比较重要的包括地层条件、新构造活动条件、土壤条件、植被条件等。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。

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。

触发条件水流激发是我国泥石流灾害中最常见的触发因素。由绵雨、中到大雨、暴雨,冰雪雨水、融水,江河湖库溃决等水流持续作用,使基本条件中的某一条件超过稳定情况下的强度,激发泥石流。即水体数量、能量突然增加,强烈冲刷,推动堆积物运动;外力触发,如由强烈爆破、崩塌、滑坡、火山、Ⅶ度以上地震等基本条件以外的其他动力作用,促使泥石流体启动,或使水饱和土体发生液化流动;环境诱发,如由森林破坏,厂矿废渣、建筑弃土堆增高、坡度变陡,地下水涌流等间接因素造成。

发生规律编辑本段回目录泥石流泥石流发生的时间具有如一下两个规律:

季节性:中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。

周期性: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。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。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。

分布特点编辑本段回目录中国泥石流的分布,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。泥石流在中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。

我国泥石流分布

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。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。

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。

诱发因素编辑本段回目录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三个方面。

自然原因岩石的风化是自然状态下既有的,在这个风化过程中,既有氧气、二氧化碳等物质对岩石的分解,也有因为降水中吸收了空气中的酸性物质而产生的对岩石的分解,也有地表植被分泌的物质对土壤下的岩石层的分解,还有就是霜冻对土壤形成的冻结和溶解造成的土壤的松动。这些原因都能造成土壤层的增厚和土壤层的松动。

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。

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10万立方米,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。

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,造成人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”。

次生灾害由于地震灾害过后经过暴雨或是山洪稀释大面积的山体后发生的洪流。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。

活动强度编辑本段回目录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。

灾害特点编辑本段回目录泥石流是一种自然灾害,是山区特有的一种自然地质现象。由于降水(包括暴雨、冰川、积雪融化水等)产生在沟谷或山坡上的一种夹带大量泥沙、石块等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。它的运动过程介于山崩、滑坡和洪水之间,是各种自然因素(地质、地貌、水文、气象等)、人为因素综合作用的结果。泥石流灾害的特点是来势猛、危害重、活动频繁,往往重复成灾。

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:

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月云南省大盈江流域南拱泥石流,使新章金、老章金两村被毁,97人丧生,经济损失近百万元。

对公路、铁路的危害: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。有时候泥石流汇入河道,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月暴发泥石流堵塞白龙江,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,由于受到对岸泥石流的影响己3次被迫改线。中国自建国以来,泥石流给铁路和公路造成了无法估计的巨大损失。

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。

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。

预防措施编辑本段回目录泥石流发生的时间突然,有的只有仅仅几分钟,所以必须提前预防:

房屋不要建在沟口和沟道上受自然条件限制,很多村庄建在山麓扇形地上。山麓扇形地是历史泥石流活动的见证,从长远的观点看,绝大多数沟谷都有发生泥石流的可能。因此,在村庄选址和规划建设过程中,房屋不能占据泄水沟道,也不宜离沟岸过近;已经占据沟道的房屋应迁移到安全地带。在沟道两侧修筑防护堤和营造防护林,可以避免或减轻因泥石流溢出沟槽而对两岸居民造成的伤害。

不能把冲沟当作垃圾排放场在冲沟中随意弃土、弃渣、堆放垃圾,将给泥石流的发生提供固体物源、促进泥石流的活动;当弃土、弃渣量很大时,可能在沟谷中形成堆积坝,堆积坝溃决时必然发生泥石流。因此,在雨季到来之前,最好能主动清除沟道中的障碍物,保证沟道有良好的泄洪能力。

保护和改善山区生态环境泥石流的产生和活动程度与生态环境质量有密切关系。一般来说,生态环境好的区域,泥石流发生的频度低、影响范围小;生态环境差的区域,泥石流发生频度高、危害范围大。提高小流域植被覆盖率,在村庄附近营造一定规模的防护林,不仅可以抑制泥石流形成、降低泥石流发生频率,而且即使发生泥石流,也多了一道保护生命财产安全的屏障。

雨季不要在沟谷中长时间停留雨天不要在沟谷中长时间停留;一旦听到上游传来异常声响,应迅速向两岸上坡方向逃离。雨季穿越沟谷时,先要仔细观察,确认安全后再快速通过。山区降雨普遍具有局部性特点,沟谷下游是晴天,沟谷上游不一定也是晴天,“一山分四季,十里不同天”就是群众对山区气候变化无常的生动描述,即使在雨季的晴天,同样也要提防泥石流灾害。

逃生自救

泥石流以极快的速度,发出巨大的声响穿过狭窄的山谷,倾泻而下。它所到之处,墙倒屋塌下,一切物体都会被厚重粘稠的泥石所覆盖。遇到泥石流或山体滑坡灾害,采取脱险逃生的办法有:

沿山谷徒步行走时,一旦遭遇大雨,发现山谷有异常的声音或听到警报时,要立即向坚固的高地或泥石流的旁侧山坡跑去,不要在谷地停留。

一定要设法从房屋里跑出来,到开阔地带,尽可能防止被埋压。

发现泥石流后,要马上与泥石流成垂直方向一边的山坡上面爬,爬得越高越好,跑得越快越好,绝对不能向泥石流的流动方向走(发生山体滑坡时,同样要向垂直于滑坡的方向逃生)。

要选择平整的高地作为营地,尽可能避开有滚石和大量堆积物的山坡下面,不要在山谷和河沟底部扎营。

提醒:逃生时一定要保护好头部。

编辑: henan
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