泥石流及防治措施

泥石流及防范措施一、泥石流泥石流——含有大量泥砂、石块等固体物质，突然爆发的，具有很大破坏力的特殊洪流。。它与挟砂洪流的本质区别在于流体中固体物质的含量。泥石流爆发具有突然性，常在集中暴雨或积雪大量融化时突然爆发。一旦泥石流爆发，顷刻间大量泥砂石块形成的洪流像一条巨龙一样，沿沟谷迅速奔泻而下，有时尘烟腾空，巨石翻滚，泥浆飞溅，山谷雷鸣，地面震动，直到沟口平缓处堆积下来，将沿途遇到的村镇房屋道路桥梁瞬间摧毁掩埋，甚至堵河断流，造成严重的自然灾害，给人们生命财产带来巨大损失。泥石流是一种山区地质灾害。主要分布在北纬30~50之间的山地。这一纬度带中的中国日本美国俄罗斯南部法国意大利等，都是泥石流发育的主要国家。在这一纬度带中，又主要发育在挤压造山带和地震带，特别是构造破碎带。如太平洋山系喜马拉雅山脉阿尔卑斯山脉等。我国是一个多山国家，山区面积达百分之七十左右，是世界上泥石流最发育的国家之一。我国西南西北华北华东中南东北等山区均有泥石流发育，遍及23个省区，尤其西南西北山区最多。天山——阴山山脉，昆仑——秦岭山脉，横断山脉，大凉山，雪峰山，大别山，长白山等山脉，都是泥石流发育地带，例如，穿越在大凉山的成昆铁路沙湾至陆丰段800千米线路内，就有249条泥石流沟。甘肃全省82个县市就有40个县市内有泥石流发育，泥石流分布范围约占全省面积的百分之十五。泥石流具有强大的破坏力。例如1969年8月云南省大盈江流城弄璋区南拱泥石流，使新章泥石流金、老章金两村被毁，97人丧生，经济损失近百万元。还有2010年8月7日至8日，甘肃省舟曲爆发特大泥石流，造成1270人遇难474人失踪，舟曲5公里长、500米宽区域被夷为平地。泥石流二、泥石流形成必须具备三个基本条件，即丰富的松散物质，充足的突发性水源和陡峻的地形条件。松散固体物质（地质条件）在形成区内有大量易于被水流侵蚀冲刷的疏松土石堆积物，是泥石流形成的最重要的条件。地形条件:典型的泥石流流域可划分为形成区、流通区和沉积区三个区段。形成区(又可分为汇水动力区和物质供给区)该区多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段，周围山坡陡峻，沟谷纵坡降可达30°以上。斜坡常被冲沟切割，且崩塌、滑坡发育；坡体光秃，无植被覆盖，这样的地形，有利于汇集周围山坡上的水流的固体物质。流通区该区多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大，常出现陡坎和跌水，泥石流进入本区后极具冲刷能力。流通区形似颈状或喇叭状。非典型的泥石流沟，可能没有明显的流通区。沉积区一般位于山口外或山间盆地的边缘，地形较平缓。泥石流至此速度急剧变小，最终堆积下来，形成扇形、锥状堆积体，有的堆积区还直接为河漫滩或阶地。水源条件:泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表径流是暴发泥石流的动力条件。泥石流按其物质成分可分成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、石块组成的谓之水石流。泥石流按其物质状态可分为2类：一是粘性泥石流，含水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%。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，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：冰川型泥石流，降雨型泥石流；按泥石流沟的形态分类有：沟谷型泥石流，山坡型泥石流；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；按泥石流发展阶段代发类有：发展期泥石流，旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。泥石流特点是沿沟“流动”，具有明显的直进性和非恒定性。它是在重力作用下，物质由高处向低处的一种运动形式。因此，流动的速度都受地形坡度的制约，即地形坡度较缓时，泥石流的运动速度较慢；地形坡度较陡时，泥石流的运动速度较快。当泥石流运动速度较快，并且当泥石流运移路径上有路桥、城镇、村庄分布时，常常由于人们猝不及防而造成巨大生命、财产损失。所以，泥石流与滑坡、崩塌一样是山区最为常见的突发性地质灾害。在山地环境下，崩滑流现象虽然不可避免，但通过采取积极防御措施，崩滑流危害则是可以减轻的。所谓突发性，也是相对而言。事实上，所有崩塌、滑坡、泥石流活动都要经历一个孕育→发生→发展→休止的过程，只是时间上有的长、有的短。在孕育阶段，都或多或少、或显或隐地有一些前兆显示。如果能及时捕捉到这些前兆，就为我们防灾、避灾赢得了宝贵时间。三：泥石流的分类（一）按泥石流流体性质分类1.粘性泥石流：密度大于1800Kg/m3,流体粘度大于0.3Pa.s2.稀性泥石流：固、液两相物质不等速运动。（二）按泥石流物质组成分类1.泥流：物质主要是细粒泥砂，含少量岩石碎屑。分布在西北黄土高原地区。2.泥石流：大量泥砂和漂石、块石组成，分布在西南、华南等地。3.水石流：粘土含量少，分布在干燥寒冷的北方。（三）按泥石流地貌特征分类1.山坡型泥石流：流程短，无明显流通区，破坏力弱，2.沟谷型泥石流：典型，破坏力强。四、泥石流地区道路位置选择及防治措施一般来说，道路工程通过泥石流区，应遵循以下原则：1．绕避处于发育旺盛期的特大型、大型泥石流或泥石流群，以及淤积严重的泥石流沟；2．远离泥石流堵河严重地段的河岸；3．线路高程应考虑泥石流发展趋势；4．峡谷河段以高桥大跨通过；5．宽谷河段，线路位置及高程应根据主河床与泥石流沟淤积率、主河摆动趋势确定；6．线路跨越泥石流沟时，应避开河床纵坡由陡变缓和平面上急弯部位；不宜压缩沟床断面，改沟并桥或沟中设墩；桥下应留足净空；7．严禁在泥石流扇上挖沟设桥或作路堑。五：泥石流沟的识别物源依据：泥石流的形成，必须有一定量的松散土、石参与。所以，沟谷两侧山体破碎、疏散物质数量较多，沟谷两边滑坡、垮塌现象明显，植被不发育，水土流失、坡面侵蚀作用强烈的沟谷，易发生泥石流。地形地貌依据：能够汇集较大水量、保持较高水流速度的沟谷，才能容纳、搬运大量的土、石。沟谷上游三面环山、山坡陡峻，沟域平面形态呈漏斗状、勺状、树叶状，中游山谷狭窄、下游沟口地势开阔，沟谷上、下游高差大于300米，沟谷两侧斜坡坡度大于25度的地形条件，有利于泥石流形成。水源依据：水为泥石流的形成提供了动力条件。局地暴雨多发区域，有溃坝危险的水库、塘坝下游，冰雪季节性消融区，具备在短时间内产生大量流水的条件，有利于泥石流的形成。其中，局地性暴雨多发区，泥石流发生频率最高。如果一条沟在物源、地形、水源三个方面都有利于泥石流的形成，这条沟就一定是泥石流沟。但泥石流发生频率、规模大小、粘稠程度，会随着上述因素的变化而发生变化。已经发生过泥石流的沟谷，今后仍有发生泥石流的危险。泥石流发生的时间具有个规律。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。周期性泥石流的发生受暴雨、洪水的影响，而暴雨、洪水总是周期性地出现。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、洪水的活动周期大体相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期是与季节性相叠加，常常形成泥石流活动的一个高潮。泥石流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。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。六、泥石流的防治措施对于大型的严重发育的泥石流地段，一般绕避为好。万一无法绕避的，在调查泥石流活动规律后，选择有利位置，采用适宜的建筑物通过。（一）拦挡工程主要用于上游形成区的后缘，主要建筑物是各种形式的坝。它的作用主要是拦泥滞流和护床固坡。（二）排导工程主要用于下游的洪积扇上，目的是防止泥石流漫流改道。减小冲刷和淤积的破坏以保护附近的居民点、工矿点和交通线路。排导工程主要包括排导沟、渡槽、急流槽、导流堤、排洪道等。（三）水土保持水土保持是泥石流的治本措施。其措施包括平整山坡、植树造林，保护植被等，维持较优化的生态平衡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