泥石流的形成条件及其防治措施_吴平

4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　西部探矿工程　　　　　　　　　　　　　　　2008年第3期

泥石流的形成条件及其防治措施

吴　平,郑文晓

(江西省水利规划设计院,江西南昌330029)

摘　要:泥石流是发生在山区及山前地区的一种含有大量泥砂和石块的暂时性急水流。对泥石流的

形成条件及其防治措施进行了阐述,据此,可预测山区及山前地区居民点和工程建设(已建或待建)所在地泥石流发生的可能性,针对泥石流发生的可能性采取相应的预防及治理措施,从而减少泥石流对人类的危害。关键词:泥石流;地形条件;地质条件;气象水文条件;防治措施中图分类号:P642.23　文献标识码:B　文章编号:1004—5716(2008)03—0004—021　概述

泥石流是发生在山区及山前地区的一种含有大量泥砂和石块的暂时性急水流。泥石流常常具有突然暴发、来势凶猛、运动快速、历时短暂之特点,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,它是严重威胁山区及山前地区居民安全和工程建设(已建或待建)的一种地质灾害。我国的许多山区都不同程度地爆发过泥石流,据统计,近50年来造成百人以上丧生的恶性泥石流事件有十多起,近年来,我国泥石流有渐趋加重的趋势。鉴于泥石流的严重危害性,了解泥石流的形成条件及其防治措施是有必要的。2　泥石流的形成条件

泥石流的形成必须同时具备三个基本条件,分别是:地形条件、地质条件和气象水文条件。2.1　地形条件

地形条件是泥石流形成的空间条件,对泥石流的制约作用十分明显,其主要方面在于地形形态和坡度是否有利于积蓄疏松固体物质、汇集大量水源和产生快速流动。每一处泥石流自成一个流域,典型泥石流的流域可划分为形成区、流通区和堆积区(见图1)。　　(1)泥石流形成区:多为三面环山,一面出口的半圆型宽阔地段,周围山坡陡峻,多为30°～60°的陡坡。其面积大者可达数十平方公里。坡体往往光秃破碎,无植被覆盖,斜坡常被冲沟切割,且有崩塌、滑坡发育。这样的地形条件有利于汇集周围山坡上的水流和固体物质。

(2)泥石流流通区:泥石流流通区是泥石流搬运通过地段。多为狭窄而深切的峡谷或冲沟,谷壁陡峻而坡降较大,且多陡坎和跌水。泥石流进入本区后具有极强的冲刷能力,将沟床和沟壁上的土石冲刷下来携走。当

图1　典型泥石流流域示意图

Ⅰ———泥石流形成区;Ⅱ———泥石流流通区;Ⅲ———泥石流堆积区;Ⅳ———泥石流塞河流形成的湖泊;1———峡谷;2———有水沟床;3———无水河床;4———分区界线;5———流域界线

下,造成很大危害。反之,则由于易堵塞停积或改道,因而削弱了能量。

(3)泥石流堆积区:泥石流堆积区是为泥石流物质的停积场所,一般位于山口外或山间盆地边缘、地形较平缓之地。由于地形豁然开阔平坦,泥石流的动能急剧变小,最终停积下来,形成扇形、锥形或带形的堆积体,即洪积扇。当洪积扇稳定而不再扩展时,泥石流的破坏力减缓而至消失。2.2　地质条件

地质条件决定了松散固体物质来源、组成、结构、补给方式和速度等。泥石流强烈发育的山区,多是地质构造复杂、岩石风化破碎、新构造运动活跃、地震频发、崩滑灾害多发的地段。这样的地段,既为泥石流准备了丰富的固体物质来源,也因地形高耸陡峻,高差对比大,为泥石流活动提供了强大的动能优势。2.3　水文气象条件

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52008年第3期　　　　　　　　　　　　　　　西部探矿工程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基本动力。泥石流的发生与短时间内大量流水密切相

关,没有大量的流水,泥石流就不可能形成。因此,就需要在短时间内有强度较大的暴雨或冰川和积雪的强烈消融,或高山湖泊、水库的突然溃决等。气温高或高低气温反复骤变,已经长时间的高温干燥,均有利于岩石的风化破碎,再加上水对山坡岩土的软化、潜蚀、侵蚀和冲刷等,使破碎物质得以迅速增加,这就有利于泥石流的产生。

泥石流的形成,除上述三个基本条件外,土壤、植被和人类活动等对于泥石流的形成有一定的影响。如土壤与植被直接影响地表径流的形成和泥石流搬运物质的颗粒级配。尤其需要指出的是,人类工程经济活动对泥石流影响的消极因素颇多,如开矿弃渣、修路切坡、砍伐森林、陡坡开荒和过度放牧等,这些活动往往导致大范围生态失衡、水土流失,崩滑加剧,为泥石流发生提供了固体物质来源。

由上述可知,泥石流发生有一定的时空分布规律。在时间上,多发生在降雨集中的雨汛期或高山冰雪强烈消融的季节,主要是在每年的夏季。在空间上,多分布于构造强烈的陡峻的山区。3　泥石流的防治措施

目前采用的防治措施主要有预防和治理两类措施。对发生泥石流可能性小的沟谷,应采取预防措施。对已爆发过泥石流或有可能发生泥石流的沟谷,应采取预防

表1

位置形成区

主要措施水土保持措施(治水、治土)挡拦措施排导停淤措施支挡措施

和治理相结合的综合性措施。3.1　预防措施

禁止在流域内进行滥砍滥伐,保护植被。严禁在坡度大于25°的地区进行垦荒种地。在山坡上修建工程时,要保持边坡的稳定,并且对施工的弃土、弃渣采取水保措施,不能人为造成水土流失、崩滑等固体物质来源。3.2　治理措施

泥石流治理措施包括工程措施与生物措施,泥石流治理必须充分考虑泥石流的形成条件,对形成区、流通区、堆积区统一规划,并突出重点,采取生物措施与工程措施相结合的综合治理方案。对泥石流的形成区,宜以抑制泥石流发生为主的方案,采取植树造林、修建引水、蓄水工程,以控制形成泥石流的水源和松散固体物质的聚积和启动,达到水土保持、稳固土体,以抑制泥石流的发生;对泥石流的流通区,以疏导泥石流过境为主的方案,采取拦挡、排导、疏浚等河道改道工程,调节泥石流流量,消减龙头能量,促使泥石流分体或解体,从而通过控制整个保护区河道泥石流的流量、流速,使泥石流顺利过境,不至危及两岸保护对象的安全;对泥石流的堆积区,以抵御和消除泥石流对已建或拟建工程的危害为主的方案,采取修筑排导沟、急流槽、导流堤、停淤场等以改变泥石流流路、疏排泥石流的措施,以保护居民点及建筑物的安全。泥石流的主要治理措施见表1。

泥石流的主要治理措施

措施作用

工程方案

沟坡兼治:平整山坡、整治不良地质现象,加固沟岸修建谷

稳定山坡,固定沟岸,防止岩土冲刷,减少

坊(谷坊群);改善坡面排水,修建坡面排水系统,使水土分

物质来源调整控制洪雨地表径流,削弱水

家,如:修排水沟,引水渠,导流堤,鱼鳞坑及调洪水库等。

动力,减少水的供给

植树造林,种植草皮

修筑各种拦截(栅)坝:如拦截坝,溢流坝、隐坝、谷坊、拦栅、护坡、挡墙等。

修筑导流堤,排导沟,渡槽、急流槽、束流堤、停淤场、拦淤库

护坡、挡墙、顺坝、丁坝等

拦渣滞流,固定河床纵坡比降,减少流速,防止沟岸冲刷,减少固体供给量

固定沟床,约束水流,改善泥石流流向、流速,调整流路,限制漫流,改善流势,引导泥石流安全排泄或沉积于固定位置抵御消除泥石流对已建工程的冲击、侧蚀、淤埋等危害

参考文献:

[1]中华人民共和国国家标准.GB50021-2001岩土工程勘[2][3][4]

察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

林宗元.简明岩土工程勘察设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.李智毅,唐辉明.岩土工程勘察[M].武汉:中国地质大学出版社,2000.李智毅,杨裕云.工程地质学概论[M].武汉:中国地质大,1994.

流通区

堆积区已建工程

4　结束语

通过对泥石流的形成条件及其防治措施的了解,可预测山区及山前地区居民点和工程建设(已建或待建)所在地泥石流发生的可能性,针对泥石流发生的可能性采取相应的预防及治理措施,从而减小泥石流对人类的危害。在此,也同时呼吁全社会应保护环境,达到人与自然的和谐共处。