【摘 要】泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑,地形險(xiǎn)峻的地區(qū),因?yàn)楸┯瓯┭┗蚱渌匀粸?zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物質(zhì)容量大和破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。發(fā)生泥石流常常會(huì)沖毀公路鐵路等交通設(shè)施甚至村鎮(zhèn)等,造成巨大損失。所以了解泥石流的發(fā)生機(jī)理、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及救援等問題才能最大程度減小災(zāi)害帶來的損失。
【關(guān)鍵詞】泥石流;發(fā)生機(jī)理;危險(xiǎn)性;檢測(cè)預(yù)報(bào);防災(zāi)減災(zāi);應(yīng)急救援
泥石流是暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流,它的面積、體積和流量都較大。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(dāng)?shù)牡匦螚l件下,大量的水體浸透流水,山坡或溝床中的固體堆積物質(zhì),使其穩(wěn)定性降低,飽含水分的固體堆積物質(zhì)在自身重力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng),就形成了泥石流。泥石流是一種災(zāi)害性的地質(zhì)現(xiàn)象。泥石流爆發(fā)突然、來勢(shì)兇猛,可攜帶巨大的石塊。因其高速前進(jìn),具有強(qiáng)大的能量,因而破壞性極大。
1 發(fā)生機(jī)理
泥石流是含有大量泥沙和石塊突然爆發(fā)的一種流體,歷時(shí)短,破壞力大,成因復(fù)雜,泥石流坍塌量與降雨量、降雨強(qiáng)度、集水范圍、山坡坡度和坡向、植被、巖石種類和風(fēng)化程度、山坡土層厚度等諸多因子密切相關(guān),而且各因子之間也相互影響和制約。本文對(duì)泥石流坍塌量與降雨量、集水區(qū)面積、山坡坡度、巖石種類和土層厚度等主要因子作初步分析。
1.1 泥石流與降雨量
泥石流坍塌與降雨量的大小有關(guān),經(jīng)計(jì)算分析,泥石流崩塌量與降雨量成對(duì)數(shù)關(guān)系,其公式為:
y=24769Ln(x)-99408(1)
1.2 泥石流與集水面積
泥石流坍塌量與集水面積的關(guān)系,泥石流坍塌量與集水面積成對(duì)數(shù)關(guān)系,其公式為:
y=5016.3Ln(x)+16253(2)
1.3 泥石流與山坡坡度
泥石流坍塌量與山坡坡度成指數(shù)關(guān)系,其公式為:y=0.0005x4.8018
1.4 泥石流與山坡土層厚度
土石山區(qū)泥石流坍塌量與發(fā)生泥石流坡面的土層厚度有關(guān)。
山體為片麻巖、砂礫巖,覆蓋厚度0.3~0.7m時(shí),泥石流坍塌體主要是白云巖和石灰?guī)r;當(dāng)覆蓋厚度1~2m時(shí),坍塌體主要是白云巖、砂礫巖和片麻巖;當(dāng)覆蓋厚度大于2m時(shí),主要是頁(yè)巖容易發(fā)生泥石流。在降雨相同的情況下,隨著坡面土層厚度的變化,泥石流坍塌量在不斷的加大。
1.5 泥石流與巖石種類
巖性不同,在同樣的暴雨激發(fā)下形成的泥石流坍塌量差異甚大。
2 危險(xiǎn)性
泥石流常常具有暴發(fā)突然、來勢(shì)兇猛、迅速之特點(diǎn)。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(yán)重。它對(duì)人類的危害具體表現(xiàn)在四個(gè)方面。
2.1 對(duì)居民點(diǎn)的危害
泥石流最常見的危害之一,是沖進(jìn)鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn),摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場(chǎng)所設(shè)施。淹沒人畜、毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋區(qū)南拱泥石流,使新章金、老章金兩村被毀,97人喪生,經(jīng)濟(jì)損失近百萬元。還有2010年8月7日至8日,甘肅省舟曲爆發(fā)特大泥石流,造成1270人遇難474人失蹤,舟曲5公里長(zhǎng)、500米寬區(qū)域被夷為平地。
2.2 對(duì)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(shè)施,致使交通中斷,還可引起正在運(yùn)行的火車、汽車顛覆,造成重大的人身傷亡事故。有時(shí)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(gòu)筑物,甚至迫使道路改線,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如甘川公路394公里處對(duì)岸的石門溝,1978年7月暴發(fā)泥石流,堵塞白龍江,公路因此被淹1公里,白龍江改道使長(zhǎng)約兩公里的路基變成了主河道,公路、護(hù)岸及渡槽全部被毀。該段線路自1962年以來,由于受對(duì)岸泥石流的影響己3次被迫改線。建國(guó)以來,泥石流給我國(guó)鐵路和公路造成了無法估計(jì)的巨大損失。
2.3 對(duì)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(kù)、磨蝕壩面等。
2.4 對(duì)礦山的危害
主要是摧毀礦山及其設(shè)施,淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產(chǎn),甚至使礦山報(bào)廢。[4]
3 檢測(cè)預(yù)報(bào)
泥石流的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作很重要,這是防災(zāi)和減災(zāi)的重要步驟和措施。目前我國(guó)對(duì)泥石流的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究常采取以下方法:
(1)在典型的泥石流溝進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)研究,力求解決泥石流的形成與運(yùn)動(dòng)參數(shù)問題。如對(duì)云南省東川市小江流域蔣家溝、大橋溝等泥石流的觀測(cè)試驗(yàn)研究;對(duì)四川省漢源縣沙河泥石流的觀測(cè)研究等。
(2)調(diào)查潛在泥石流溝的有關(guān)參數(shù)和特征。
(3)加強(qiáng)水文、氣象的預(yù)報(bào)工作,特別是對(duì)小范圍的局部暴雨的預(yù)報(bào)。因?yàn)楸┯晔切纬赡嗍鞯募ぐl(fā)因素。比如、當(dāng)月降雨量超過350毫米時(shí),日降雨量超過150毫米時(shí),就應(yīng)發(fā)出泥石流警報(bào)。
(4)建立泥石流技術(shù)檔案,特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災(zāi)害情況及整治措施等資料應(yīng)逐個(gè)詳細(xì)記錄。并解決信息接收和傳遞等問題。
(5)劃分泥石流的危險(xiǎn)區(qū)、潛在危險(xiǎn)區(qū)或進(jìn)行泥石流災(zāi)害敏感度分區(qū)。
(6)開展泥石流防災(zāi)警報(bào)器的研究及室內(nèi)泥石流模型試驗(yàn)研究。
4 防災(zāi)減災(zāi)
4.1 跨越工程
修建橋梁、涵洞,從泥石流溝的上方跨越通過,讓泥石流在其下方排泄,用以避防泥石流。這是鐵道和公路交通部門為了保障交通安全常用的措施。
4.2 穿過工程
修隧道、明硐或渡槽,從泥石流的下方通過,而讓泥石流從其上方排泄。這也是鐵路和公路通過泥石流地區(qū)的又一主要工程形式。
4.3 防護(hù)工程
對(duì)泥石流地區(qū)的橋梁、隧道、路基及泥石流集中的山區(qū)變遷型河流的沿河線路或其它主要工程措施,作一定的防護(hù)建筑物,用以抵御或消除泥石流對(duì)主體建筑物
的沖刷、沖擊、側(cè)蝕和淤埋等的危害。防護(hù)工程主要有:護(hù)坡、擋墻、順壩和丁壩等。
4.4 排導(dǎo)工程
其作用是改善泥石流流勢(shì),增大橋梁等建筑物的排泄能力,使泥石流按設(shè)計(jì)意圖順利排泄。排導(dǎo)工程,包括導(dǎo)流堤、急流槽、束流堤等。
4.5 欄擋工程
用以控制泥石流的固體物質(zhì)和暴雨、洪水徑流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以減少泥石流對(duì)下游建筑工程的沖刷、撞擊和淤埋等危害的工程措施。攔擋措施有:欄渣壩、儲(chǔ)淤場(chǎng)、支擋工程、截洪工程等。
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