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自然灾变-泥石流-震撼: 影响人类生活的自然灾变

时间:2023-12-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:每年雨季,委内瑞拉北部都会面临泥石流的威胁。因为他们意识到,这场大雨将会引发一场前所未有的泥石流。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。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。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。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。

自然灾变-泥石流-震撼: 影响人类生活的自然灾变

每年雨季,委内瑞拉北部都会面临泥石流的威胁。1999年圣诞节前夕,委内瑞拉北部地区经受了连绵不绝的倾盆大雨,居民陷入恐慌之中。因为他们意识到,这场大雨将会引发一场前所未有的泥石流。事实验证了人们的猜测。

1999年12月15日~16日,委内瑞拉北部阿维拉山区加勒比海沿岸的8个州连降特大暴雨,造成山体大面积滑塌,数10条沟谷同时暴发大规模的泥石流,汹涌的泥流从山坡上奔泻而下,到处横冲直撞,像野兽一样,毫不留情地吞噬着沿途的一切,数万人的生命在它的魔爪之下苦苦挣扎。大量房屋被冲毁,多处公路被毁,大片农田被淹。据估计,委内瑞拉全国有33.7万人受灾,14万人无家可归,死亡人数超过3万,经济损失高达100亿美元,这场泥石流以它前所未有的破坏性,成为20世纪南美洲最严重的自然灾难。

泥石流是山区沟谷中,由暴雨、冰雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往为突然暴发,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

泥石流按其物质成分可分为三类:由大量黏性土和粒径不等的砂粒、石块组成的叫泥石流;以黏性土为主,含少量砂粒、石块、黏度大、呈稠泥状的叫泥流;由水和大小不等的砂粒、石块组成的称为水石流。

泥石流按其物质状态可分为两类:一是黏性泥石流,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%。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,停积后似“石海”。

以上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。

泥石流形成的基本条件

泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:①陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;②有丰富的松散物质;③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,沟床纵坡度降大,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,谷床纵坡度降大,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。地表岩石有破碎,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。

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,尤其是特大暴雨的激发。因此,泥石流发生的时间规律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。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、水雪融化的显着特征密切相关。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。

泥石流的诱发因素

随着工农业生产的发展,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为因素主要有以下几个方面:

(1)不合理开挖:修建铁路、公路、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑时,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,使山体被破坏,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年一场大雨引发了矿山泥石流,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阻碍。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,出现崩塌、滑坡等不良地质现象发育,结果就很容易发生泥石流。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的村庄、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”。

泥石流的危害

泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛之特点,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4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、企业单位及其他场所设施,淹没人畜、毁坏土地。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、铁路及其他构筑物,甚至迫使道路改线,造成巨大的经济损失。如甘川公路394千米处对岸的石门沟,1978年7月暴发泥石流,堵塞白龙江,公路因此被淹1千米,白龙江改道使长约2千米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已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。

中国历史上的有关泥石流的记载

文帝元年(前179年)四月,齐楚地山二十九所,同日俱大发水,溃出。(《汉书·五行志》)四月齐楚地震,二十九山同日崩,大水溃出。(《汉书·文帝纪》)

宣帝本始四年(前70年)四月壬寅,郡国四十九地震,或山崩水出。(《汉书·宣帝纪》)

汉天凤三年(公元16年)六月戊辰,长平馆两岸崩,壅泾水石流,毁而北行。遣大司空王邑行视。还奏状,群臣上寿,以为《河图》所谓以土填水,匈奴灭亡之祥也。乃遣并州牧宋弘、游击都尉任萌等将兵击匈奴,至边止屯。(《汉书·王莽传》)

安帝元初六年(119年)春二月乙巳,京师及郡国四十二地震,或坼裂,涌水,坏城廓、民室屋;压(杀)人。(《后汉书·五行志》、《安帝纪》)

建康元年(144年)九月丙午,京师及太原、雁门地震,三郡水涌土裂。(《后汉书·冲帝纪》)

建和元年(147年)四月,郡国六地裂,水涌出,井溢,坏寺屋,杀人。(《后汉书·五行志》)

建宁四年(171年)五月,河东地裂十二处,裂合长十里百七十步,广者三十余步,深不见底(《后汉书·五行志》)。五月,河东地裂,雨雹,山水暴出。(《灵帝纪》)

近几十年来发生于其他国家的特大泥石流

1970年秘鲁的瓦斯卡兰山暴发泥石流,500多万立方米的雪水夹带泥石,以100千米/小时的速度冲向秘鲁的容加依城,造成2.3万人死亡,灾难景象惨不忍睹。(www.xing528.com)

1985年哥伦比亚的鲁伊斯火山泥石流,以每小时50千米的速度冲击了近3万平方千米的土地,其中包括城镇、农村田地,哥伦比亚的阿美罗城变成废墟,造成2.5万人死亡,15万家畜死亡,13万人无家可归,经济损失高达50亿美元。

1998年5月6日意大利南部那不勒斯等地遭遇建国以来非常罕见泥石流灾难,造成100多人死亡,2000多人无家可归。

2005年印度雅加达西南部一个村庄遭遇泥石流袭击,造成至少140人死亡。

2005年6月3日美国加利福尼亚州洛杉矶东南拉古纳海滩当地时间6月1日5时左右发生泥石流,6幢价值数百万美元的豪宅和一段街道被冲下山,另有两人受轻伤。

2006年2月17日上午,一场历史罕见的泥石流突然无情地吞噬了菲律宾南莱特省圣伯纳德镇的村庄,将包括200多名小学生在内的几千人活埋在了泥浆之下。此次泥石流是世界过去10年来造成的死亡人数最高的一次。

泥石流的预测预报

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,日降雨量超过150毫米时,就应发出泥石流警报。

(4)建立泥石流资料档案,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。

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——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他主要工程措施,建立一定的防护建筑物,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。防护建筑物主要有: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。

泥石流发生时的自救与互救

1.泥石流来临时怎样逃生?

(1)立刻向河床两岸高处跑。(2)向与泥石流成垂直方向的两边山坡高处爬。(3)来不及奔跑时要就地抱住河岸上的树木

2.什么地方可以躲避泥石流?

(1)离泥石流发生地较远处的安全高地。(2)河谷两岸的山坡高处。(3)河床两岸高处。

3.在野外如何防止遭遇泥石流?

(1)下雨天在沟谷中放牧或劳动时,不要停留过长时间。(2)一旦听到连续不断雷鸣般的响声应立即向两侧山坡上转移。(3)在穿越沟谷时,应先观察,确定安全后方可穿越沟谷。(4)去野外游玩或劳动前要了解、掌握当地的气象趋势及灾害预报。

相关链接:泥石流的特有现象

泥石流是水与泥砂石块相混合的流动体,由于含有大量固体碎屑物,其运动过程产生巨大动能,而不同于一般洪水,常有一些特有的现象:

(1)短暂的断流现象与巨大的轰鸣声

很多泥石流暴发之初常可听到由沟内传出的犹如火车轰鸣或雷鸣似的声响,地面也发出轻微的震动,有时在响声之前,原在沟槽中流动的水体突然出现片刻断流。随响声增大,泥石流似狼烟扑滚而来。所以,出现断流、响声等现象时,已经预告了泥石流的发生。

(2)强劲的冲刷、刨刮与侧蚀

泥石流在沟谷的中上游段具有强烈的冲刷、铲刮沟道底床的作用,常使沟床基底裸露,岸坡垮塌。另外,在中下游段常侧蚀掏刷河岸阶地,使岸边沿线的道路交通、水利工程、农田及建筑物受到破坏。

(3)弯道超高与遇障爬高

泥石流运动时直进性很强,当处于河道拐弯处或遇到明显的阻挡物时,泥石流不是顺沟谷平稳下泻,而是直接冲撞河岸凹侧或阻碍物。由于受阻,泥石流体被迫向上空抛起,这一冲击高度可达十几米。甚至有时泥石流龙头可越过障碍物,爬背越岸摧毁各种目标。例如1991年6月10日北京密云县杨树沟泥石流就是在弯道处越过阻挡其前进的小土梁,将土梁另一侧房屋摧毁,据实地测量,其冲起高度达10余米。

(4)巨大的撞击、磨蚀

快速运动着的泥石流动能大、冲击力强,据研究测定,砾径1米的大石块运动速度5米/秒时,冲击力可达140吨。泥石流中的大量泥砂在运动中不断磨蚀各种工程设施表面,使一些工程丧失其应有的作用而报废。

(5)严重的淤埋、堵塞现象

在沟内及沟口的宽缓地带,由于地形纵坡度减小,泥石流流速会骤然下降,大量泥沙石块停积下来,堆积堵塞河道、淤埋农田、道路、水库、建筑物等目标。一些大规模泥石流的冲出物质堆堵在河道可构成临时性的“小水库”,致使上游水位抬高,然而这种堵坝一旦溃决又会形成洪水泥石流,再次对下游造成危害。例如我国四川利子依达沟泥石流冲出山口,毁桥覆车后又在几分钟内将大渡河拦腰堵截,断流达4小时之久,向上游回水5千米,淹没工矿设施等。

(6)阵流现象

这种现象主要发生在黏性泥石流中。其特征是自泥石流开始到结束,沿途出现多次泥石流洪峰,即多次泥石流龙头,各次龙头出现间隔时间长短不一。

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