书城自然科学滑波、泥石流防范与自救
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第12章 认识泥石流(3)

5.高原湖盆平坝非泥石流活动区

高原湖盆平坝为小江河流区,小江东支大白河功山以上河段及小江西支块河甸沙以上河段都包含其内。这里是云贵高原的一部分,高原、平坝、湖盆、浅谷相互交错组合,区内山丘连绵,海拔达2000~3000米,平坝、湖盆星罗棋布,地面起伏和缓,林木繁茂、草灌丛生、农田草场毗连,坡面侵蚀与沟谷侵蚀作用轻微,有着优越的生态环境,协调的人类经济活动与自然环境关系,属非泥石流活动区。

泥石流在各省的分布状况

(1)贵州省泥石流主要分布在毕节地区。

(2)陕西省的风县、略阳、宁强、镇巴等县均有泥石流分布。

(3)云南省泥石流主要分布在东川、永胜、祥云、宁蒗、水富、巧家、楚雄、鲁甸、昭通、盐津、永善、会泽等县市。

(4)西藏自治区的生达、江达、妥坝、贡觉、芒康、盐井等县均有泥石流分布。

(5)甘肃省的迭部、舟曲、宕昌、礼县、天水、武都、康县、文县、徽县、两当、西和、成县等县市均有泥石流分布。

(6)四川省除成都平原和盆地中部地区无泥石流外,川西山地、盆周山地和川东地区的县市均有泥石流分布,仅1981年夏季就有50个县千余条泥石流沟暴发了泥石流。

(7)湖北省泥石流主要分布在鄂西的秭归、巴东等县,云南全省有泥石流85处。

(8)湖南省有矿山泥石流分布。青海省仅在干流河谷深切地区有零星泥石流分布。

泥石流在各水系的分布状况

根据各种资料分析整理统计,长江上游及主要支流已查明的泥石流沟分布状况如下:

(1)雅砻江流域有泥石流沟603条,其中鲜水河流域148条,安宁河流域192条,雅砻江干流二滩至打罗两侧有164条。

(2)岷江流域有泥石流约1229条,其中大渡河流域676条,岷江上游及青衣江流域553条。

(3)小江流域107条。

(4)金沙江巴曲河口至奔子栏段分布有泥石流沟300余条,金沙江下游分布有泥石流沟约1450条(其中四川会理等7县438条,云南昭通地区300余条)。

(5)乌江流域有18条;龙川江中下游26条。

(6)嘉陵江流域有泥石流沟约3058条,其中白龙江流域约1520条,西汉水流域932条,嘉陵江干流及其他支流606条。

(7)长江三峡库区巴东至云阳段为泥石流危害严重段,整个库区干支流两岸有27l条,其中支流172条,一共有约7000条。

泥石流在铁路沿线的分布状况

(1)成昆铁路沿线分布有泥石流沟511条。

(2)宝成铁路沿线(长江流域内)分布有泥石流沟159条。

(3)东川铁路支线有泥石流沟86条,贵昆线3条,阳安线126条,浙赣线1条,湘黔线4条,襄渝线66条。

(4)东川线泥石流沟分布密度最大,大白河至小江段长53千米,平均1.6条/千米。

冰川型泥石流的分布状况

冰川型泥石流分布在青藏高原和周围边缘的极高山、高山区,这类泥石流分布区的冰川类型主要为海洋性冰川,如贡嘎山(海拔7556米)东坡和北坡分布有8条冰川型泥石流沟。冰川型泥石流分布范围极小。

泥石流的分布特点

泥石流一方面受大的地貌、地质和气候控制,有一定的区域分布规律;另一方面,也受到一些其他外力因素的作用,出现区域性特点,具体体现如下。

1.沿迎风坡密集分布

秦岭和燕山的泥石流分布很集中,横断山系地貌陡坎,这里是东南、西南季风的天然屏障,所以这里的泥石流比较集中。

2.沿强烈地震带成群分布

深大断裂带是现代地震的多发区,这里的岩层都被破坏,有着丰富的松散堆积物,一旦遇到强烈的地震破坏,坡体就不稳,坠落的大量松散碎屑物质积聚在沟床内,使河水流动不顺畅,这样为泥石流的滑动准备了条件,比如,1950年8月15日,由于西藏察隅境内发生8.5级大地震,诱发了东南一带的泥石流频繁发生,并持续了约10年的时间。

3.沿深大断裂带集中分布

深大断裂构造带不仅含有储量丰厚的松散碎屑物质,并且还为小流域沟谷的发育提供了有利的条件,使这些地段成为泥石流活动密集带。比如,四川安宁河谷断裂带、云南小江断裂带、西藏波斗藏布断裂带和甘肃白龙江断裂带等,都是泥石流活动频繁的地带。

4.沿生态环境严重破坏地区分布

采矿、开荒、修路、筑路、伐木等种种不当的人为活动,不仅破坏了土壤的抗蚀层、地表植物,而且容易引发地下水位上升、排水不畅、斜坡地失稳、沟谷阻塞等危害,造成老泥石流复活或引发新的泥石流产生。比如,云南个旧尾矿坝溃决泥石流、海南铁矿排土场泥石流、四川冕宁盐井沟矿山泥石流都是这个原因造成的。

世界泥石流的特征

世界其他地区的泥石流分布也有一定的特征,介绍如下:

(1)亚洲的山区面积比较大,占总面积的3/4,并且有丰富的松散碎屑物质,地表起伏很大,为泥石流的形成提供了巨大的能量,还有良好的能源转换环境,并且冰川地带很多,所以泥石流分布最密集。整个亚洲有30多个国家有泥石流,其中将近20个国家的泥石流分布是比较密集的,比如中国、日本、哈萨克斯坦、印度尼西亚、印度、尼泊尔、巴基斯坦、菲律宾、格鲁吉亚等。

(2)平原是欧洲的主要地貌,丘陵、山地只占40%,仅有2%海拔不高于2000米的山地,这些地方主要集中在南部,因为坡度陡、海拔高,所以地震。火山频繁发生,它的冰雪储量大,所以有丰富的降水,泥石流分布广泛。欧洲20多个国家分布有泥石流,其中,有10余个国家的泥石流分布密集或较密集,如俄罗斯、意大利、法国、保加利亚、斯洛伐克、奥地利、罗马尼亚、瑞士等。

(3)大洋洲,指的是大洋中由10000多个大小不同的岛屿组成的陆地,只有澳大利亚面积较大些,其余岛屿的面积都很小,泥石流活动强度也比较低。根据报道资料和泥石流形成条件分析,整个大洋洲有泥石流分布的国家和地区包括新西兰、胡瓦岛、澳大利亚、巴布亚新几内亚、印度尼西亚(大洋洲部分)等,其中,分布最密集的是新西兰。

(4)南美洲西部属于科迪勒拉山的南段,它的坡度陡峭海拔高,所以地震、火山频繁发生,它的冰雪储量大,所以有丰富的降水和冰川融水,从而使泥石流分布广泛,造成很严重的危害,它的分布密度和活动强度仅逊于亚洲。南美洲各国都有泥石流,其中,比较密集的国家和地区是:阿根廷、委内瑞拉、哥伦比亚、秘鲁、圭亚那、玻利维亚、厄瓜多尔。

(5)北美洲西部为山地和高原,属于科迪勒拉山的北段。海拔较高,坡度陡峭,地震、火山活动频繁,有丰富的降水,泥石流分布广泛。整个北美洲有10多个国家分布有泥石流,其中,有七八个国家的泥石流分布密集或较密集,如美国、加拿大、墨西哥、危地马拉等。

(6)非洲是一个高原型大陆,在高原的沿海地带矗立着高大的山脉;在地应力的强烈作用下,世界上最大的裂谷在东非地区形成。在东非和中非,地震灾害频繁,火山活动活跃;赤道降水最多,沿南北两侧降水逐渐减少。因此,泥石流的频率也由赤道,特别是在沿海地带向南北两侧逐渐降低,但是,此洲泥石流整体活动强度较低,较正式的记载和报道也较少。从泥石流形成的具体条件我们可以分析得出,整个非洲有将近30个国家都分布着泥石流,其中,有近20个国家的泥石流分布密集或较密集,如加蓬、中非、喀麦隆、刚果(布)、刚果(金)、尼日利亚、马达加斯加等。

泥石流引起的次生灾害

发生泥石流以后,灾区的卫生条件差,特别是饮用水的卫生难以得到保障。

(1)肠道传染病,如痢疾、甲型肝炎、霍乱、伤寒等。

(2)人畜共患疾病和自然疫源性疾病也是洪涝期间极易发生的。

①鼠媒传染病:流行性出血热、钩端螺旋体病。

②寄生虫病:血吸虫病。

③虫媒传染病:流行性乙型脑炎、疟疾、登革热等。

(3)常见皮肤病:虫咬性皮炎、浸渍性皮炎(“烂脚丫”“烂裤裆”)、尾蚴性皮炎。

(4)意外伤害有:外伤、毒虫咬螫伤、毒蛇咬伤、溺水、触电、中暑、食物中毒、农药中毒等。

(5)泥石流携带的固体物质容易堵塞河道,堵坝致使上游形成堰塞状态,发生洪水灾害。

泥石流形成的必备条件

泥、沙、石块与水体组合在一起构成了泥石流,泥石流沿一定的沟床运(流)动的流动体,其形成具备以下三个条件。

水体

水库溃决、冰雪融化、暴雨等是水体的主要来源。

固体碎屑物

固体碎屑物的主要来源:岩石表层剥落、古老泥石流的堆积物、滥伐山林、水土流失、开矿筑路、滑坡、山体崩塌等人类经济活动形成的碎屑物。

一定的斜坡地形和沟谷

发生泥石流的地形条件是自然界经过长年累月的地质构造运动形成的高度比较大、坡度陡的坡谷形。

通常有以下三种形式:

(1)在暴雨的浸润击打下,山坡坡面的上层土体就会渐渐失去稳定,沿着斜坡滑下来,然后跟水体混合在一起,于是,侵蚀下切,形成悬挂于陡坡上的坡面泥石流。当地居民经常称它为“水鼓”“龙扒掌”。

(2)谷中上段的沟床物质受地表水浸润冲蚀,随着冲刷强度的不断增大,在那些比较薄弱的沟段,固体物就会松动、失去稳定,如果遭到猛烈地掀揭、铲刮,就会与水流搅拌形成泥石流。

(3)滑坡土体、沟源崩触发沟床物质活动也能引发泥石流。滑坡土体、沟源崩发生溃决,沟床里面的固体碎屑物在受到强烈冲击的时候,就会跟着它一起运动起来,然后引起泥石流。

在泥石流发生的三个必备条件中,水是最重要的因素。它不仅对沟谷中形成的泥石流有着重要影响,而且也决定着“水鼓”“龙扒掌”的形成。最常见情况是:泥石流的产生过程是以上两种情况的组合,它在山坡上面形成滑落,在沟谷下面形成冲蚀。从泥石流的发生过程来看,造成泥石流的自然原因是连续的暴雨,但乱砍滥伐森林,造成山体表面水土流失严重,则是造成泥石流灾难的人为原因了。

泥石流形成的基本条件

泥石流是地表物质迁移的一种自然过程,类似于风沙、冰川和水流。不过,不管是哪一种自然现象的出现,都会有它的基本条件和影响因素。

地质条件、水源条件和地形条件是泥石流形成的三个基本条件。它们对泥石流的形成有很重要的作用,缺少其中的一个都不能形成泥石流。但是,在过去对泥石流的预测和评估之中并没有准确地把握住泥石流的发生和发展趋势,大多数只是一般的地理描述,下面只做简单的定性和概念的分析。

地质条件

地质条件主要是通过松散的碎屑物表现出来的。在山区的一个小流域内,如果没有足够的碎屑物质,泥石流就不能形成。地质条件有内力地质作用和外力地质作用之分。内力地质作用包括新构造运动、火山活动及构造、地震、岩性等;外力地质作用则包括流水侵蚀。搬运堆积、各种重力地质作用、风化作用等。这些错综复杂、互相关联的地质条件组合决定了参与泥石流活动的松散碎屑物的类型特征与其数量的多少。

1.岩石性质

岩石性质主要包括岩石的类型、厚薄、软硬程度和它的完整性等,它一般跟它的底层有很大的关联。中生界、古生界及元古宇,既有软弱岩石,也有坚硬岩石,其耐风化和抗侵蚀能力有着很大的差别。还有新生代岩石,结构松散,如第三系昔格达组、第四系黄土等,泥石流形成的原因跟原石的时代没有太大的关系,但是跟原石的性质有直接的关联。

岩石可以根据硬度分为硬质岩石和软质岩石。硬质岩石耐风化侵蚀,有紧密的结构。例如三大岩石中的岩浆岩全部都是硬质岩石。但是软质岩石的风化速度比较快,孔隙多,结构密实性比较差,因此容易形成风化壳。多数的沉积岩、变质岩及含煤地层,都是软质岩石。其中,沉积岩中的半成岩和松散层,它的发育程度、储存数量都与泥石流有着密切的关系,如川西南一带的昔格达组属半成岩,黄土、冰碛物、残坡积层和冲洪积层等第四系松散堆积层。

泥石流的物质基础是岩石,泥石流的形成规模、频率和性质与岩石的性质有着密切的关系。比如:陇南白龙江流域,当地的软质岩石分布广泛,该地段岩性由碧口群和白龙江群的变质岩系,如片岩、板岩、千枚岩构成,其上部覆盖了较厚的黄土。因此,此流域中下游泥石流分布密集,有泥石流1000余条,较大泥石流约490条,其中,以黏性泥石流为主。

还有云南小江流域出露岩石类型主要为碎屑岩(沙岩、页岩)和变质碎屑岩(板岩、千枚岩),本区的岩石类型还有灰岩、白云岩和玄武岩等。同样,这些地层也遭受了不同地质年代的构造变动,成为极为坚硬岩块和碎屑物。经历了多次构造运动,发育了许多褶皱断裂,因此,整体性差,不耐风化,吸水性和可塑性大,黏粒含量丰富。为小江泥石流的暴发提供了丰富的物质基础。

2.地质构造、新构造运动及地震

地质构造类型有断层、褶皱、断裂等。断裂作用对泥石流的形成有直接关系。断裂在地表往往呈带状分布,在断裂带内软弱结构面发育,岩石破碎,断层和裂隙发育,生成断层压碎岩、糜棱岩、角砾岩等。这样就会加快风化的速度,形成带状的风化。因此,断裂带上面的风化壳深厚,滑坡、崩塌等重力侵蚀发育,松散碎屑物质也非常丰富。四川的西部、西南部的高原山地就有很多大规模的断裂,甚至延伸到云南省北部和中部,如安宁河断裂带、元谋—绿汁江断裂带、小江断裂带等,这些由许多次级断层组成的深大断裂带,断裂的宽度大、影响范围广,因为岩石受到了很多破坏,所以大多数出现了错落、滑坡的现象,形成分布密集的泥石流沟群。