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山区地质灾害的预测和防治

2008/4/15 9:27:16 人评论 次浏览 分类:科普活动

 

前  言
  地质灾害及其分类
  灾害:大体可以说:凡危害人类生命财产和生存条件的事件通称为灾害。  “天灾”是指自然灾害、“人祸”是指人为灾害。
  地质灾害是诸多灾害中与地质环境或地质体的变化有关的一种灾害,主要是由于自然的和人为的地质作用,导致地质环境或地质体发生变化,当这种变化达到一定程度,其产生的后果给人类和社会造成危害的称之为地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化、土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤塩碱化以及地震、火山、地热害等。
  地质灾害的分类,有着不同的角度与标准十分复杂。
  就其成因而论,主要由自然作用导致的地质灾害称自然地质灾害;主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为地质灾害。
  就地质环境或地质体变化的速度而言,可分为突发性地质灾害与缓慢性地质灾害两大类,前者如崩塌、滑坡、泥石流等,即习惯上狭义地质灾害;后者如水土流失、土地沙漠化等,又称为环境地质灾害。
  根据不同的地质作用引发的地质灾害,可分为两大类,地球内部动力作用引发的称为内动力地质灾害。如地震、火山、地热害等,地球外部动力作用引发的称之为外动力地质灾害。如崩塌、滑坡、泥石流等。有时发生地震时,在山区亦会引发崩塌与滑坡,这就是地震诱发的次生灾害。
  根据地质灾害发生区的地理或地貌特征,可分为山区地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等,平原地质灾害,如地面沉降等等。
  这里、主要介绍的是山区地质灾害:崩塌、滑坡、泥石流这一部分。
  一、崩塌
  1.崩塌的定义
  崩塌(又称崩落、垮塌或塌方)是从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。
  大小不等,零乱无序的岩块(土块)呈锥状堆积在坡脚的堆积物称崩积物,也可称为岩堆或倒石堆。
  2.崩塌的类型
  按崩塌体的物质组成分为两大类:一是产生在土体中的称为土崩,二是产生在岩体中的称为岩崩。当崩塌的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩;当其产生在河流、湖泊或海岸时,称为岸崩。按照崩塌体的规模、范围、大小可分为剥落、坠石和崩落等类型,剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30-40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50-75%,山坡脚在30-40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角大于40度。
  3.形成崩塌的内在条件与外界的诱发因素
  形成崩塌的内在条件有:
  (1)岩土类型.岩土是产生崩塌的物质条件。不同类型、所形成崩塌的规模大小不同,通常岩性坚硬的各类岩浆岩(又称为火成岩)、变质岩及沉积岩(又称为水成岩)的碳酸盐岩(如石灰岩、白云岩等)、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的岩崩,页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等,往往以坠落和剥落为主。
  (2)地质构造.各种构造面,如节理、裂隙、层面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离体(山体)的边界条件。坡体中的裂隙越发育、越易产生崩塌,与坡体延伸方向近乎平行的陡倾角构造面,最有利于崩塌的形成。
  (3)地形地貌.江、河、湖(岸)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡,工程建筑物的边坡及各类人工边坡都是有利于崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡边坡,孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
  岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件,又通称为地质条件,它是形成崩塌的基本条件。
  诱发崩塌的外界因素很多,主要有:
  (1)地震.地震弓l起坡体晃动,破坏坡体平衡,从而诱发坡体崩塌,一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
  (2)融雪、降雨  特别是大暴雨,暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩土及其中软弱面,产生孔隙水压力等从而诱发崩塌。
  (3)地表冲刷、浸泡  河流等地表水体不断地冲刷边脚,也能诱发崩塌。
  (4)不合理的人类活动.如开挖坡脚,地下采空、水库蓄水、泄水等改变坡体原始平衡状态的人类活动,都会诱发崩塌活动。
  还有一些其他因素,如冻胀、昼夜温度变化等也会诱发崩塌。
  4.崩塌体边界的确定
  崩塌体的边界条件特征,对崩塌体的规模大小起着重要的作用。崩塌体边界的确定主要依据坡体地质结构。
  首先、应查明坡体中所有发育的节理、裂隙、岩层面、断层等构造面的延伸方向,倾向和倾角大小及规模、发育密度等,即构造面的发育特征。通常,平行斜坡延伸方的陡倾角面或临空面,常形成崩塌体的两侧边界;崩塌体底界常由倾向坡外的构造面或软弱带组成,也可由岩、土体自身折断形成。
  其次.调查结构面的相互关系、组合形式、交切特点、贯通情况及它们能否将或已将坡体切割,并与母体(山体)分离。
  最后,综合分析调查结果,那些相互交切、组合,可能或己经将坡体切割与其母体分离的构造面,就是崩塌体的边界面。其中,靠外侧、贯通(水平或垂直方向上)性较好的结构面所围的崩塌体的危险性最大。
  例如1980年6月3日发生在湖北省远安县塩池河磷矿区的大型崩塌,其崩塌体的边界面就是后部垂直裂缝、底部白云岩层面及其他两个方向的临空面组成的
  又如、黄土高原地区常见的黄土崩塌体的边界面多由具90度交角的、不同方向的垂直节理面、临空面及底面黄土与其他不同岩性的分界面组成。此外、明显受断层面控制的崩塌体也是非常多见的。
  5.岩崩发生的时间规律
  岩崩发生的时间大致有以下的规律:
  (1)降雨过程之中或稍微滞后。这里说的降雨过程主要指特大暴雨、大暴雨、较长时间的连续降雨。这是出现崩塌最多的时间。
  (2)强烈地震过程之中。主要指的震级在6级以上的强震过程中,震中区(山区)通常有崩塌出现。
  (3)开挖坡脚过程之中或滞后一段时间。因工程(或建筑场)施工开挖坡脚,破坏了上部岩(土)体的稳定性,常发生崩塌。崩塌的时间有的就在施工中,这以小型崩塌居多。较多的崩塌发生在施工之后一段时间里。
  (4)水库蓄水初期及河流洪峰期。水库蓄水初期或库水位的第一个高峰期,库岸岩、土体首次浸没(软化),上部岩土体容易失稳,尤以在退水后产生崩塌的机率最大。
  (5)强烈的机械震动及大爆破之后。
  6.崩塌体的识别方法
  对于可能发生的崩塌体,主要根据坡体的地形、地貌和地质结构的特征进行识别。通常可能发生的坡体在宏观上有如下特征:
  (1)坡体大于45度、且高差较大,或坡体成孤立山嘴,或凹形陡坡;
  (2)坡体内部裂隙发育,尤其垂直和平行斜坡延伸方向的陡裂隙发育或顺坡裂隙或软弱带发育,坡体上部已有拉张裂隙发育,并且切割坡体的裂隙、裂缝即将可能贯通,使之与母体(山体)形成了分离之势。
  (3)坡体前部存在临空空间,或有崩塌物发育,这说明曾发生过崩塌,今后还可能再次发生。
  具备了上述特征的坡体,即是可能发生的崩塌体,尤其当上部拉张裂隙不断扩展、加宽,速度突增,小型坠落不断发生时,预示着崩塌很快就会发生,处于一触即发状态之中。
  如位于长江兵书宝剑峡出口右岸的链子崖危岩体即是有名的还在崩塌的崩塌体。组成坡体的灰岩形成高达100多米的陡壁,陡崖被众多的宽大裂缝深深切割,致使临江绝壁大有摇摇欲坠之势。对长江航运构成了很大的威胁。据史书记载,该处历史上几千年来曾多次发生崩塌堵江断航事件,这说明崩塌作用具有多发性的特点,在预测崩塌的可能性时,应考虑这个特点。
  7.人类工程经济活动可能诱发崩塌  
  在形成崩塌的基本条件具备后,诱发因素就显得重要了。诱发因素作用的时间和强度都与崩塌有关。能够诱发崩塌的外界因素很多,其中人类工程经济活动是诱发崩塌的一个重要原因。
  (1)采掘矿产资源。我国在采掘矿产资源活动中出现崩塌的例子很多,有露天采矿场边坡崩塌,也有地下采矿形成采空区引发地表崩塌。较常见的,如煤矿、铁矿、磷矿、石膏矿、粘土矿等。
  (2)道路工程开挖边坡。修筑铁路、公路时,开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层,大爆破时对边坡强烈震动,有时削坡过陡都可以引起崩塌,此类实例很多。
  (3)水库蓄水与渠道渗漏。.这里主要是水的浸润和软化作用,以及水在岩(土)体中的静水压力、动水压力可能导致崩塌发生。
  (4)堆(弃)渣填土。加载、不适当的堆渣、弃渣、填土,如果处于可能产生崩塌的地段,等于给可能的崩塌体增加了荷载,从而破坏了坡体稳定,可能诱发坡体崩塌。
  (5)强烈的机械震动。如火车、机车行进中的震动、工厂锻轧机械震动,均可引起诱发作用。
  8.防治崩塌的工程措施
  我国防治崩塌的工程措施主要有:
  (1)遮挡。即遮挡斜坡上部的崩塌物。这种措施常用于中、小型崩塌或人工边坡崩塌的防治中,通常采用修建明硐、棚硐等工程进行,在铁路工程中较为常用。
  (2)拦截。对于仅在雨后才有坠石、剥落和小型崩塌的地段,可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物。如设置落石平台和落石槽以停积崩塌物质,修建挡石墙以拦坠石;利用废钢轨、钢钎及纲丝等编制钢轨或钢钎棚栏来栏截这些措施,也常用于铁路工程。
  (3)支挡。在岩石突出或不稳定的大孤石下面修建支柱、支挡墙或用废钢轨支撑。
  (4)护墙、护坡。在易风化剥落的边坡地段,修建护墙,对缓坡进行水泥护坡等。一般边坡均可采用。
  (5)镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。
  (6)刷坡、削坡。在危石孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段,采用刷坡技术放缓边坡。
  (7)排水。在有水活动的地段,布置排水构筑物,以进行拦截与疏导。
  9.崩塌灾情实例:
  如1980年6月3日、湖北省远安县盐池河磷矿突然发生了一场巨大的岩石崩塌。山崩时、标高830米的鹰嘴崖部分山体从700米标高处俯冲到500米标高的谷地,在山谷中乱石块挟盖面积,南北长560米,东西宽400米,石块加泥土厚度20米,崩塌堆积的体积共100万立方米。最大的岩块有2700吨重。顷刻之间盐池河上筑起一座高达38米的堤坝。构成一座天然湖泊。乱石块把磷矿区的五层大楼掀倒、掩埋。死亡307人。还毁坏了该矿的设备和财产,损失十分惨重。
  盐池河山体产生灾害性崩塌,具有多方面的原因,除地质基础因素外,地下磷矿层的开采,是上模山体变形发生崩塌的最主要的人为因素。这是因为:磷矿层赋存在崩塌体的下部,在谷坡底部出露。该矿采用房柱采矿法及全面空场采矿法。1979年7月采用大规模爆破房间矿柱的放顶管理方法。加速了上部山体及地表的变形过程。采空区上部地表和崩塌山体中先后出现地表裂缝十条。裂缝产生的部位,都分布在采空区与非采空区对应的边界部位。说明地表裂缝的形成与地下采矿有着直接的关系。后来、裂缝不断发展,在降雨激发之下,终于形成了严重的崩塌灾害。
在发现山体裂缝后,该矿曾对裂缝的发展情况进行了设点的简易监测,虽已掌握一些实际资料,但不重视分析监测资料,没有密切注意裂缝的发展趋势,因而不能正确及时预报。也是造成这次灾难性崩塌的主要教训之一。
二、滑坡
  1.滑坡的定义与组成要素
  斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动的现象叫滑坡。俗称“走上”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
  滑坡的主要组成要素有:
  滑坡体一指滑坡的整个滑动部分,简称滑体;
  滑坡壁一指滑坡体后缘与不动的山体脱离开后,暴露在外面的形似壁状的分界面;
  滑动面一指滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面,简称滑面;
  滑动带一指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带,简称滑带;
  滑坡床一指滑坡体滑动时所依附的下伏不动的岩、土体,简称滑床;
  滑坡舌一指滑坡前缘形如舌状的凸出部分,简称滑舌;
  滑坡台阶一指滑坡体滑动时,由于各种岩、土体滑动速度差异,在滑坡体表面形成台阶状的错台;
  滑坡周界一指滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上的分界线;
  滑坡洼地~指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开,形成的沟槽或中间低四周高的封闭洼地;
  滑坡鼓丘一指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘;
  滑坡裂缝一指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。位于滑坡体上(后)部多呈弧形展布者称拉张裂缝;位于滑体中部两侧,滑动体与不滑动体分界处者称剪切裂缝;剪切裂缝两侧又常伴有羽毛状排列的裂缝,称羽毛状裂缝;滑坡体前部因滑动受阻而隆起形成的张裂缝,称鼓张裂;位于滑坡体中前部,尤其在滑舌部位呈放射状展布者,称扇状裂缝。
  以上滑坡诸要素只有在发育完全的新生滑坡才同时具备,并非任一滑坡都齐全具有。
  2.产生滑坡的主要条件与外界诱发作用的影响。
  产生滑坡的主要条件:一是地质条件与地貌条件;二是内外营力(动力)和人为作用的影响。第一个条件与以下几个方面有关:
  (1)岩土类型:岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
  (2)地质构造条件:组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
  (3)地形地貌条件:只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度,小于45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
  (4)水文地质条件:地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在:软化岩、土,降低岩、土体的强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。
  就第二个条件而言,在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界因素和作用,可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。主要的诱发因素有:地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡,还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。
  3.滑坡话动强度的主要因素
  滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:
  (1)地形 坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。
  (2)岩性 组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。
  (3)地质构造 切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。
  (4)诱发因素 诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。
  总之,滑坡的活动强度是若干因素综合作用的结果。
  4.影响滑坡的活动时间、空间分布的相关因素及其规律
  滑坡的活动时间主要与诱发滑坡的各种外界因素有关,如地震、降温、冻融、海啸、风暴潮及人类活动等。大致有如下规律:
  (1)同时性 有些滑坡受诱发因素的作用后,立即活动。如强烈地震、暴雨、海啸、风暴潮等发生时和不合理的人类活动,如开挖、爆破等,都会有大量的滑坡出现。
  (2)滞后性 有些滑坡发生时间稍晚于诱发作用因素的时间。如降雨、融雪、海啸、风暴潮及人类活动之后。这种滞后性规律在降雨诱发型滑坡中表现最为明显,该类滑坡多发生在暴雨、大雨和长时间的连续降雨之后,滞后时间的长短与滑坡体的岩性、结构及降雨量的大小有关。一般讲,滑坡体越松散、裂隙越发育、降雨量越大,则滞后时间越短。此外,人工开挖坡脚之后,堆载及水库蓄、泄水之后发生的滑坡也属于这类。由人为活动因素诱发的滑坡的滞后时间的长短与人类活动的强度大小及滑坡的原先稳定程度有关。人类活动强度越大、滑坡体的稳定程度越低,则滞后时间越短。
  滑坡的空间分布,主要与地质因素和气候等因素有关。通常、下列地带是滑坡的易发和多发地区:
  (1)、江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地段等。这些地带为滑坡形成提供了有利的地形地貌条件;
  (2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。通常、地震烈度大于7度的地区,坡度大于25度的坡体,在地震中极易发生滑坡;断裂带中的岩体破碎、裂隙发育,则非常有利于滑坡的形成;
  (3)易滑(坡)的岩、土分布区。如松散覆盖层、.黄土、泥岩、页岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等岩、土的存在,为滑坡的形成提供了良好的物质基础;
  (4)暴雨多发区或异常的强降雨地区。在这些地区,异常的降雨为滑坡发生提供了有利的诱发因素。
  上述地带的叠加区域,就形成了滑坡的密集发育区。如我国从太行山到秦岭、经鄂西、四川、云南到藏东一带就是这种典型地区,滑坡发生密度极大,危害非常严重。
  5.人类活动诱发滑坡的主要因素
  违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
  (1)开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
  (2)蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
  此外、劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
  随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而近年来滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。
  6.滑坡发生前的异常(前兆)现象
  不同类型、不同性质、不同特点的滑坡,在滑动之前,均会表现出不同的异常现象。显示出滑坡的预兆(前兆)。归纳起来常见的,有如下几种:
  (1)大滑动之前,在滑坡前缘坡脚处,有堵塞多年的泉水复活现象,或者出现泉水(井水)突然干枯,井(钻孔)水位突变等类似的异常现象。
  (2)在滑坡体中,前部出现横向及纵向放射状裂缝,它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍,已进入临滑状态。
  (3)大滑动之前,滑坡体前缘坡脚处,土体出现上隆(凸起)现象,这是滑坡明显的向前推挤现象。
  (4)大滑动之前,有岩石开裂或被剪切挤压的音响。这种现象反映了深部变形与破裂。动物对此十分敏感,有异常反映。
  (5)临滑之前,滑坡体四周岩(土)体会出现小型崩塌和松弛现象。
  (6)如果在滑坡体有长期位移观测资料,那么大滑动之前,无论是水平位移量或垂直位移量,均会出现加速变化的趋势。这是临滑的明显迹象。
  (7)滑坡后缘的裂缝急剧扩展,并从裂缝中冒出热气或冷风。
  (8)临滑之前,在滑坡体范围内的动物惊恐异常,植物变态。如猪、狗、牛惊恐不宁,不入睡,老鼠乱窜不进洞。树木枯萎或歪斜等。
  7.滑坡体稳定性的识别方法
  在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,可粗略的判断它的稳定性。 
  已稳定的堆积层老滑坡体有以下特征:
  (1)后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定;
  (2)滑坡平台宽大、且已夷平,土体密实,有沉陷现象;
  (3)滑坡前缘的斜坡较陡,土体密实,长满树木,无松散崩塌现象。前缘迎河部分有被河水冲刷过的现象;
  (4)目前的河水远离滑坡的舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布;
  (5)滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩;
  (6)滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等等;
  不稳定的滑坡体常具有下列迹象:
  (1)滑坡体表面总体坡度较陡,而且延伸很长,坡面高低不平;
  (2)有滑坡平台、面积不大,且有向下缓倾和未夷平现象;
  (3)滑坡表面有泉水、湿地,且有新生冲沟;
  (4)滑坡表面有不均匀沉陷的局部平台,参差不齐;
  (5)滑坡前缘土石松散,小型坍塌时有发生,并面临河水冲刷的危险:
  (6)滑坡体上无巨大直立树木。
  (6)滑坡体上无巨大直立树木。
  需要指出,以上标志只是一般而言,较为准确的判断,尚需做出进一步的观察和研究。
三、泥石流
  1.泥石流的定义和种类
  泥石流是山区沟谷中,由暴雨、水雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发,浑浊的流体沿着陡峻的山沟前推后拥,奔腾咆哮而下,地面为之震动、山谷犹如雷鸣。在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外,在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积,常常给人类生命财产造成重大危害。
  泥石流按其物质成分可分为3类:
  由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流;以粘性土为主,含少量砂粒、石块、粘度大、呈稠泥状的叫泥流;由水和大小不等的砂粒、石块组成的称之水石流。
  泥石流按其物质状态可分为二类:
  一是粘性泥石流,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。二是稀性泥石流,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”。
  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。
 


 

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