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泥石流
来源: 新华网 日期: 2010-8-15 11:18:48

 

 

 

  科技名词定义

  中文名称:泥石流 英文名称:debris flow

定义1:斜坡上或沟谷中松散碎屑物质被暴雨或积雪、冰川消融水所饱和,在重力作用下,沿斜坡或沟谷流动的一种特殊洪流。特点是爆发突然,历时短暂,来势凶猛和巨大的破坏力。所属学科: 地理学(一级学科) ;地貌学(二级学科)       

定义2:突然爆发的饱含大量泥沙和石块的特殊山洪。所属学科: 电力(一级学科) ;通论(二级学科)

定义3:突然爆发的饱含大量泥沙和石块的特殊山洪。所属学科: 水利科技(一级学科) ;水利勘测、工程地质(二级学科) ;工程地质(水利)(三级学科)

定义4:指山区介于挟沙水流或滑坡之间的土(泛指固体松散物质)、水、气混合流。所属学科: 资源科技(一级学科) ;资源地学(二级学科)

    本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

  泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。    

  基本概述

  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201088日甘肃舟曲县发生泥石流灾害[1]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。

  按物质成分分类

  1、由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流;2、以粘性土为主,含少量砂粒、石块、粘度大、呈稠泥状的叫泥流;3、由水和大小不等的砂粒、石块组成的称之水石流。

  按流域形态分类

  1、标准型泥石流为典型的泥石流,流域呈扇形,面积较大,能明显的划分出形成区,流通区和堆积区。2 河谷型泥石流域呈有狭长条形,其形成区多为河流上游的沟谷,固体物质来源较分散,沟谷中有时常年有水,故水源较丰富,流通区与堆积区往往不能明显分出;3、山坡型泥石流流域呈斗状,其面积一般小于1000,无明显流通区,形成区与堆积区直接相连。

  按物质状态分类

  1、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,固体物质占40-60%,最高达80%。其中的水不是搬运介质,而是组成物质,稠度大,石块呈悬浮状态,暴发突然,持续时间亦短,破坏力大。2、稀性泥石流,以水为主要成分,粘性土含量少,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,停积后似“石海”。    

  以上分类是中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这是舟曲县被泥石流冲毁的楼房。

  形成条件

  泥石流的形成需要三个基本条件:有陡峭便于集水集物的适当地形;上游堆积有丰富的松散固体物质;短期内有突然性的大量流水来源。    

  泥石流形成地形地貌条件

  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,一面出口为瓢状或漏斗状,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。

    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。

    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。

  发生规律

  泥石流发生的时间具有二个规律。 

  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678三个月,尤其是78两个月降雨集中,暴雨强度大,因此西北地区的泥石流多发生在78两个月。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。

    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,泥石流的泥石流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。

    诱发因素

  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。

  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lO万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜()-西()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,1974718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”。

    活动强度

  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。

    危害影响

  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19698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。

  对公路和铁路的危害

  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,19787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。

    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。

  预防工程

  减轻或避防泥石流的工程措施主要有:    

  1、跨越工程。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泥石流预防的冲刷、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。

  险情预报

  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,就应发出泥石流警报。(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)开展泥石流防灾警报器的研究及室内泥石流模型试验研究。

  灾害特点

  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规模大、危害严重;活动频繁、危及面广;且重复成灾。    

  一般情况下,泥石流的发生有3个条件:

  1、 大量降雨;2、 大量碎屑物质;3、 山间或山前沟谷地形。

  连续降暴雨或突降大暴雨,山区会发生山洪暴发。如果山高坡陡谷深,乱石成沙土遍野,大量土石混入山洪之中,就形成粘稠浑浊的泥石流。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。它不仅可以冲毁所经路程碰到的一切,还可掩埋乡镇农田,阻塞河流。泥石流灾害的特点是规模大、危害严重;活动频繁、危及面广;且重复成灾。

  世界上发生泥石流的区域分布广泛。除南极洲外,各大洲都有泥石流的踪迹。泥石流最多的地区是欧洲阿尔卑斯山区、亚洲喜马拉雅山区、南北美洲太平洋沿岸山区和欧亚美各大洲内部的一些山区。

  我国是多山之国,受岩层断裂等地质构造的影响,许多山体陡峭,岩石结构不稳固,森林覆盖面积不多,遇到季风气候的连阴雨、大暴雨天气,常发生严重的泥石流灾害。黄土高原、天山、昆仑山等山前地带、太行山、长白山泥石流危害都很严重。我国的台湾省也经常有泥石流发生。

  据统计,我国每年有近百座县城受到泥石流的直接威胁和危害;有20条铁路干线的走向经过1400余条泥石流分布范围内,1949年以来,先后发生中断铁路运行的泥石流灾害300余起,有33个车站被淤埋。在我国的公路网中,以川藏、川滇、川陕、川甘等线路的泥石流灾害最严重,仅川藏公路沿线就有泥石流沟1000余条,先后发生泥石流灾害400余起,每年因泥石流灾害阻碍车辆行驶时间长达1-6个月。泥石流还对一些河流航道造成严重危害,如金沙江中下游、雅砻江中下游和嘉陵江中下游等,泥石流活动及其堆积物是这些河段通航的最大障碍。泥石流还对修建于河道上的水电工程造成很大危害,如云南省近几年受泥石流冲毁的中、小型水电站达360余座、水库50余座;上千座水库因泥石流活动而严重淤积,造成巨大的经济损失。

  预防措施

  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。

  泥石流监测预警     

  监测流域的降雨过程和降雨量(或接收当地天气预报信息),根据经验判断降雨激发泥石流的可能性;监测沟岸滑坡活动情况和沟谷中松散土石堆积情况,分析滑坡堵河及引发溃决型泥石流的危险性,下游河水突然断流,可能是上游有滑坡堵河、溃决型泥石流即将发生的前兆;在泥石流形成区设置观测点,发现上游形成泥石流后,及时向下游发出预警信号。

  对城镇、村庄、厂矿上游的水库和尾矿库经常进行巡查,发现坝体不稳时,要及时采取避灾措施,防止坝体溃决引发泥石流灾害。

  山地灾害来势凶猛、威力无比,远比洪水来得突然,也更加惨烈。所以,远离灾害、避开险境是最好的防灾方法。前往山区沟谷旅游,一定事先要了解当地的近期天气实况和未来数日的天气预报及地质灾害气象预报。游客应尽量避免大雨天或连续阴雨天前往这些景区旅游。如恰逢恶劣天气,宁可蒙受经济损失、调整旅游路线,也不可贸然前往。

  地质专家告诉我们,泥石流、滑坡、崩塌的发生也有迹可循。坡度较陡或坡体成孤立山嘴或为凹形陡坡、坡体上有明显的裂缝、坡体前部存在临空空间、或有崩塌物,这说明曾经发生过滑坡或崩塌,今后还可能再次发生;河流突然断流或水势突然加大,并夹有较多柴草、树木,深谷或沟内传来类似火车的轰鸣或闷雷般的声音,沟谷深处突然变得昏暗,还有轻微震动感,这些迹象都能确认沟谷上游已发生泥石流。

  如果在山区旅游时,不幸遇上泥石流,游客不要惊慌,必须遵循规律采取以下应急避险措施:

  根据各种现象判断泥石流发生之后应立即逃逸,选择最短最安全的路径向沟谷两侧山坡或高地跑,切忌顺着泥石流前进方向奔跑;不要停留在坡度大,土层厚的凹处;不要上树躲避,因泥石流可扫除沿途一切障碍;避开河(沟)道弯曲的凹岸或地方狭小高度又低的凸岸;不要躲在陡峻山体下,防止坡面泥石流或崩塌的发生;长时间降雨或暴雨渐小之后或雨刚停不能马上返回危险区,泥石流常滞后于降雨暴发;白天降雨较多后,晚上或夜间密切注意雨情,最好提前转移、撤离;人们在山区沟谷中游玩时,切忌在沟道处或沟内的低平处搭建宿营棚。游客切忌在危岩附近停留,不能在凹形陡坡危岩突出的地方避雨、休息和穿行,不能攀登危岩。

 

 

 

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