书城科普读物探索未知-残酷的地理灾难
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第6章 泥石流

泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及黏土的黏稠泥浆组成。在适当的地形条件下,大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质,使其稳定性降低,饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动,就形成了泥石流。泥石流是一种灾害性的地质现象。泥石流经常突然爆发,来势凶猛,可携带巨大的石块,并以高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。泥石流所到之处,一切尽被摧毁。

泥石流的形成

泥石流是大量泥沙、石块和水的混合体沿沟道或坡面流动的现象。它爆发突然、来势凶猛,具有很大的破坏力。泥石流流动的全过程一般只有几个小时,短的只有几分钟。

泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。是山区沟谷或山地坡面上,由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物,其体积含量最少为15%,最高可达80%左右,因此比洪水更具有破坏力。

泥石流的主要危害是冲毁城镇、矿山、乡村,造成人畜伤亡,破坏房屋及其他工程设施,破坏农作物、林木及耕地。此外,泥石流有时也会淤塞河道,不但阻断航运,还可能引起水灾。

影响泥石流强度的因素较多,如泥石流容量、流速、流量等,其中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要,因此可根据一次泥石流冲出固体物质总量的多少来划分泥石流灾害等级:①小型泥石流:一次泥石流的固体物质总量小于1×104立方米;②中型泥石流:一次泥石流的固体物质总量为1×104~10×104立方米;③大型泥石流:一次泥石流的固体物质总量为1×104~50×104立方米;④特大型泥石流:一次泥石流的固体物质总量大于50×104立方米。

构成泥石流形成的三个基本条件:丰富的固体物质、足够的水源和陡峻的地形。此外,多种人为活动也在多方面加剧这上述因素的作用,促进泥石流的形成。

当具备了泥石流发生的三项条件,泥石流又是如何形成暴发的呢?一般有三种形式:(1)地表水在沟谷的中上段浸润冲蚀沟床物质,随冲蚀强度加大,沟内某些薄弱段块石等固体物松动、失稳,被猛烈掀揭、铲刮,并与水流搅拌而形成泥石流。

(2)山坡坡面土层在暴雨的浸润击打下,土体失稳,沿斜坡下滑并与水体混合,侵蚀下切而形成悬挂于陡坡上的坡面泥石流。北京山区农民常称之为“水鼓”、“龙扒掌”。

(3)沟源崩、滑坡土体触发沟床物质活动形成泥石流。既崩、滑体便发生溃决,强烈冲击并带动沟床固体碎屑物的活动而形成泥石流。

我国泥石流的分布

我国泥石流的分布明显的受地形、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。一个是青藏高原、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沿大断裂,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、冰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、局部暴雨强度大、冰雪融化快的地区。如云南、四川、甘肃、陕西、西藏等。低频率的稀性泥石流主要分布在东北和南方地区。

泥石流的种类

泥石流按其物质成分可分成3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,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:

1.黏性泥石流,含水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%。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。

2.稀性泥石流,以水为主要成分,黏性土含量少,固体物质占10%~44%,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,其危害程度往往比单一的滑坡、崩塌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。

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。有时泥石流汇入河流,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,造成巨大经济损失。例如甘川公路394千米处对岸的石门沟,1978年7月损失。例如甘川公路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,白龙江改道使长约两千米的路基变成了主流线、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。

泥石流的预防

泥石流是暴雨、洪水或冰雪融水引起的一种破坏性极大的特殊洪流,这种洪流中含有大量的泥沙和石块。当泥石流爆发时,山鸣地动,响声如雷,夹杂着泥沙、巨石混合成一股粘稠的泥浆,像脱缰的野马一样,沿陡坡奔腾而下,直到山下平坦的地方才停止,堆积成一片扇状石海。它可以把良田变为荒漠,把果园变成泥塘,还会冲毁路基、桥梁、闸涵,堵塞河道,掩埋房屋,甚至毁灭村镇、城市。

泥石流一般发生在半干旱山区或高原冰川区。这里的地形十分陡峭,泥沙、石块等堆积物较多,树木很少。

泥石流的出现是无法抗拒的,只有采取修筑谷坝、导流堤,植树固坡等措施防止泥石流的发生。如果发现房屋和地表出现裂缝,要及时向当地政府机关报告,并及时疏散。