4.對礦山的危害
主要是摧毀礦山及其設施,傷害礦山人員、淤埋礦山坑道、造成礦山停產,甚至使礦山報廢。我國西部山區的大部分礦山存在著不同程度的泥石流威脅或危害。經常發生淤埋礦區、毀壞礦井的現象,導致某些礦產開采比較困難,浪費或破壞了大量的礦產資源。貴州的六盤水煤礦、四川的攀枝花鐵礦、雲南的東川銅礦和新建的神府—東勝煤田均有大量的泥石流活動,嚴重威脅或危害著礦產的開采和礦區的安全。
5.泥石流對農田的危害
泥石流活動過程中,因支溝泥石流的活動,使泥石流溝中上遊的土地遭到嚴重破壞,耕地成為被侵蝕的劣地;泥石流是造成土地侵蝕荒漠化的主要營力之一,下遊和土地(包括耕地)遭到泥石流淤埋,就成為沙礫灘。
6.泥石流對江河的危害
黃河、長江日益突出的江河泥沙災害與泥石流活動密切相關。長江三峽以上的泥沙,特別是粗顆粒泥沙,可能主要起源於流域內的6800條泥石流溝,無論是嘉陵江、金沙江還是岷江,很大一部分泥沙來自泥石流活動區,這些江河經過泥石流活動區後,含沙量通常急驟增加。黃河的泥沙主要來自黃土高原,黃土高原的陝北、晉西、隴西和隴東四個泥石流活動區,正是黃河泥沙的主要供給區。因此近年來,日益明顯的“小水大災”在珠江、長江、淮河均有發生。即洪峰流量相對的比較小,但洪水水位很高,洪水災害嚴重。導致這種情況的原因很多,但主要原因是河道淤積。另一種情況是“枯水流量銳減,甚至斷流”,近年來,黃河經常出現這種現象,西部山區許多中小型河流,這種現象也比較明顯。當然其因素也很多,但主要是河床淤積展寬,流域生態環境惡化造成的。因此,泥石流的危害,通過其輸入江河的泥沙,伸展到平原地區,對平原區的可持續發展也造成一定的影響。
7.泥石流對環境的影響
泥石流對山區的村寨、城鎮、交通、農田、工礦等造成嚴重危害,不但使人類的生存和發展環境受到直接影響,而且還影響到礦產、土地、森林和淡水等資源的保護和利用。同時,泥石流把大量泥沙輸入江河,加劇了江河的泥沙災害,把泥石流危害延伸到平原。因此對於泥石流的危害,不僅要調查與研究直接受害對象,而且要高度重視其對周圍環境產生的消極影響。泥石流災害越是嚴重的地區,這裏的地質環境、自然環境和生態環境也越是惡劣。例如,雲南小江流域,在200~300年以前,這裏是森林蔥鬱、山青水秀的好地方,但經過幾個時代自然環境遭到了開礦、伐薪煉銅、開墾荒地等破壞,再加上鬆動薄弱的地質岩性條件,泥石流開始發生,到現在已發展成我國甚至世界上自然環境、地質環境和生態環境最惡劣的地區。泥石流是泥沙、石塊與水相混合的流動體,與一般的洪水不一樣,它含有大量固體碎屑物,在運動的過程中往往會產生巨大的動能,而且經常會出現一些不同於其他災害的特點現象。
泥石流伴生現象
1.陣流現象
在黏性泥石流中經常會出現陣流現象。其主要特征是從泥石流開始直至結束,沿途出現多次泥石流龍頭,也就是多次泥石流洪峰,每一次龍頭出現的時間間隔長短不一。
2.巨大的轟鳴聲與短暫的斷流現象
許多時候在泥石流剛開始暴發的時候經常會聽到從溝內傳出的聲音,就像響雷聲或火車轟鳴聲一樣,地麵也會出現輕微的震動,有的時候地麵未發生響聲以前,原來正在溝槽中流動的水體突然就會出現短時間的斷流。隨著響聲越來越大,泥石流就像是狼煙一樣滾滾而來。因此,出現響聲、斷流等現象的時候表明泥石流馬上就要到來了。
3.巨大的磨蝕、撞擊現象
由於泥石流運動速度快,衝擊力強,動能大,據研究測定,運動速度為5米/秒的礫徑1米的大石塊,衝擊力可達140噸。泥石流中的大量泥沙在運動的過程中會對各種工程設施的表麵進行磨蝕,從而導致一些工程不能起到原本的作用,從而報廢。
4.遇障爬高與彎道超高
泥石流在運動的過程中有很強的直進性,當遇到明顯的阻擋物或處於河道拐彎處時,泥石流並不會順著溝穀平穩下瀉,而是會對阻礙物或河岸凹側進行直接衝撞。泥石流由於受阻,會被迫向上空拋起,這一衝擊高度可達幾米,甚至十幾米。有的時候泥石流龍頭甚至還會直接越過障礙物,對各種目標進行摧毀。比如北京密雲縣楊樹溝在1991年6月10日發生了泥石流,小土梁阻礙了泥石流的前進,於是泥石流就摧毀了小土梁另一側的房屋,根據測量,泥石流衝起的高度竟然超過了10米。
5.強勁的衝刷、刨刮與側蝕
在溝穀的中上遊時泥石流段具有鏟刮溝床、強烈的衝刷作用,經常會使溝床基底裸露出來,岸坡出現垮塌的情況。除此之外,在中下遊段時泥石流常會側蝕淘刷河岸階地,使岸邊沿線的水利工程、道路交通、建築物及農田受到破壞。
6.堵塞、淤埋現象嚴重
在溝內以及溝口較為寬緩的地方,隨著地形縱坡度越來越小,泥石流流速也會迅速下降,大量泥沙石塊也會隨之停積下來,堵塞河道,淤埋道路、農田、建築物、水庫等目標。在泥石流規模較大的時候,衝出的物質會堆堵在河道,從而形成了一個臨時的“小水庫”,從而抬高了上遊水位,如果這樣的堵壩潰決以後就會出現洪水泥石流,接著會再一次危害到下遊。比如四川大渡河南岸利子依達溝泥石流在衝出山口的時候,經過橋覆車後在短短的幾分鍾後對大渡河進行了攔腰堵截,斷流時間竟然超過了4個小時,向上遊回水5公裏,淹沒了許多工礦設施等。
泥石流溝穀的判別方法
判斷一條溝穀是不是泥石流溝穀主要依據幾個方麵:在溝口有大量的扇形鬆散堆積物;溝穀中發育大量沙礫石和卵礫石,顆粒大小差別比較大;溝腦或溝源發育有許多圍椅狀地形且坡麵和溝穀堆積物較少,都可以判斷這條溝穀為泥石流溝穀。泥石流災害具有成災快、曆時短的特點,是突發性極強的一種災害,所以具有極大的危害性,很難對其進行預防或者預測,尤其是那些泥石流低頻的地區,對於泥石流的活動規律人們很難掌握,對其進行預報的難度就會更大。
泥石流災害有規律可循
一般情況下,泥石流發生在連續降雨之後,或是一次降雨的高峰期,具有季節性和周期性兩大特點。
1.季節性
在我國,一些地區之所以會發生泥石流是與暴雨、連續降雨,特別是與特大暴雨集中降雨有很大的關係。所以,集中降雨時間規律與泥石流發生的時間規律相一致,季節性十分明顯。通常發生在多雨的夏秋季節。由於每個地區集中降雨的時間不同,所以發生泥石流的時間也會有所不同。雲南、四川等西南地區的降雨多集中於6~9月,所以6~9月是西南地區泥石流的多發季節;西北地區的降雨季節多集中在6~8月,特別是7月和8月降雨比較多,降雨強度也較大,所以這兩個月是西北地區泥石流的多發季節。據不完全統計,在7月和8月發生泥石流的災害占西北地區所有泥石流災害的90%以上。
2.周期性
暴雨、地震、洪水往往會對泥石流的發生產生影響,而暴雨、地震、洪水的出現具有周期性的特點。泥石流的發生及發展通常也具有周期性的特點,而且在很大程度上泥石流的活動周期和暴雨、地震、洪水的活動周期相一致。當洪水、暴雨的活動周期疊加在一起的時候,往往會形成泥石流活動的高潮。如在1966年,雲南省東川出現了十幾年來的強震期,加劇了東川的泥石流災害。僅僅就東川鐵路來說,在1970~1981年就受到了250多次泥石流的侵害。再比如1981年,東川達德線發生的泥石流災害,成昆鐵路的泥石流、寶天鐵路、寶成鐵路的泥石流,其發生的主要原因都是大周期的暴雨。總的來說,泥石流活動具有一定的周期性。比如北京山區平均約5年就會發生一次泥石流。雲南小江流域幾乎年年都會發生泥石流。自然條件不同,泥石流活動周期的長短也會有所差異。泥石流很容易出現成群暴發的情況。由於暴雨具有一定的分布空間,所以一次暴雨往往會引起數十條甚至上百條溝穀出現泥石流。比如北京山區在1969年有47條溝穀暴發泥石流,在1972年有60條溝穀暴發泥石流。由於泥石流群發性的特點,所以泥石流往往會造成大麵積的災害,且損失嚴重。比如北京1991年僅僅一次泥石流就造成了2.6億元的經濟損失。泥石流的運動過程介於洪水、滑坡和山崩之間,是人為因素以及各種自然因素(氣象、水文、地貌、地質等)綜合作用的結果。突降大暴雨或連續降暴雨,山區往往會暴發山洪。若是坡陡山高穀深,且有大量土石,大量土石就會混入其中,從而形成黏稠渾濁的泥石流。泥石流來勢凶猛,常常突然發生,前進速度快,能量強大,破壞性極強。泥石流除了可以衝毀沿途的所有障礙物外,還會阻塞河流,掩埋鄉鎮農田。泥石流災害的特點是危害嚴重、規模大、危及麵廣、活動頻繁、重複成災。
泥石流不同於其他自然災害
在世界範圍內,泥石流區域分布廣泛。除了南極洲以外,其他地方都會發生泥石流。泥石流最多的地區是南北美洲以及太平洋沿岸山區、亞洲喜馬拉雅山區、歐洲阿爾卑斯山區等。我國由於多山地,受到岩層斷裂等地質構造的影響,很多山體陡峭,岩石沒有穩固的結構,森林覆蓋較少,遇到季風氣候的大暴雨、連續陰雨天氣,就會出現泥石流。昆侖山、天山、黃土高原等山前地帶、長白山、太行山泥石流危害十分嚴重。另外,台灣地區也常常發生泥石流。有的地方把泥石流叫做走蛟、水泡、龍扒等。一般洪水和泥石流之間最根本的區別就是後者含有大量固體碎屑物,按其體積含量最高可達80%,最少為15%。固體碎屑物不僅僅包括細小泥沙,也包括大量石塊,有的石塊重量甚至超過了千噸。泥石流活動具有不規則的周期性和顯著的群發性特點,即有的時候在一個區域或者地區,由於暴雨致使幾十條,甚至上百上千條溝穀暴發泥石流,波及範圍超過幾百平方千米。一年之內,泥石流活動通常會伴隨融雪或暴雨洪水發生在春末、夏季和秋初。經過許多年的變化,泥石流活動的強弱、時間等會有所變化。泥石流與滑坡、崩塌之間不僅關係密切,同時也有很大的差異。三者之間關係密切是指它們的形成條件基本一致,所以這三者作為山地高原地區的主要地質災害往往會伴隨發生,從而形成災害群。另外,滑坡和崩塌形成的鬆散岩土碎屑物為發生泥石流提供了必要的固體物質條件,也為該活動的發生創造了基礎。還有的是由洪水、暴雨誘發的滑坡、崩塌發生後,很快就會發展為泥石流,使災害過程得到了進一步的強化。泥石流與滑坡、崩塌不僅在活動特征和活動過程上有差別,三者的主要動力來源也不一樣:泥石流是以流水搬運、剝蝕、堆積作用為主,同時兼有重力地質作用的災害現象,而滑坡和崩塌則是以重力地質作用為主的災害現象。冰川泥石流主要發育在現代冰川和積雪邊緣地帶,由冰雪融水或冰湖潰決洪水衝蝕形成的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。經常發生在增溫與融水集中的夏、秋季節,晴、陰、雨天都可以產生。
冰川泥石流
同暴雨泥石流相比,冰川泥石流的規模較大且流動時間較長。世界上大約有10多個國家遭受著冰川泥石流災害。
1.形成條件
形成冰川泥石流需要有較陡的地形,大量的冰磧、冰水沉積物和充沛的水量。如中國西藏東南部古鄉冰川穀中貯有4億立方米的冰磧,上部冰川和積雪區突然增加的消融水或冰湖潰決水,居高臨下地衝蝕冰磧,形成1953年特大的古鄉泥石流。據觀測,觸發泥石流的冰川融水比平時水量要大4~5倍,冰湖潰決水量常達100~1000萬立方米。
2.類型
(1)按泥石流體的物理性質劃分
按泥石流體的物理性質劃分,可以分為黏性泥石流和稀性泥石流。黏性泥石流,每立方米容重達1.8~2.3噸,粘度大於3泊,呈十分黏稠的泥石流體。稀性泥石流,每立方米容重為1.4~1.8噸,粘度小於3泊,具有紊流特征。
(2)按引起冰川泥石流的水源劃分
按引起冰川泥石流的水源劃分可以分為冰雪崩消融型泥石流、冰雪融水與降雨混合型泥石流、冰雪融水型泥石流、冰湖潰決型泥石流。冰雪崩消融型泥石流主要是由地震等引起的雪崩或冰崩消融所釀成。如1964年阿拉斯加地震使26條冰川同時發生大規模冰崩泥石流,最大的泥石流總量達250萬立方米。冰雪融水與降雨混合型泥石流主要是由降雨促進冰雪融化或直接供水形成的,在海洋性冰川和亞大陸性冰川區常見。冰雪融水型泥石流是由於急劇增溫,冰川、積雪強烈消融,洪水衝蝕冰磧物形成的,該類泥石流分布較普遍。冰湖潰決型泥石流是由冰川湖水量突增,或冰川冰內、冰下排水係統疏通以及冰崩落入導致潰決而產生。
3.分布
冰川泥石流主要分布在急劇消退的現代冰川區。如美國太平洋沿岸山區、阿拉斯加和南美洲委內瑞拉西北部的山區,前蘇聯高加索山和外伊犁山。中國冰川泥石流分布廣泛,在東經102°以西的10多個山係中均有發育,可以分為三個區。
(1)海洋性冰川泥石流區
該區主要包括念青唐古拉山南坡和橫斷山等冰川區,這裏泥石流發生頻繁且規模較大,如古鄉泥石流自1953年暴發以來迄今不斷,最多的一年發生85次,最長的流動時間達63.5小時。
(2)極大陸性冰川泥石流區該區包括昆侖山、青藏高原腹部、天山東部和祁連山西段等冰川區,泥石流分布零星、規模小。
(3)亞大陸性冰川泥石流區該區主要包括阿爾泰山、喀喇昆侖山、天山西段和祁連山東部等冰川區。多為冰湖潰決或突發性融水泥石流,有時規模較大。
4.危害和防治
冰川泥石流多發生在高山區,而且其規模較大,來勢凶猛,預報較困難,常常形成大災。如秘魯境內的科迪勒拉山區20世紀70年代以來,已經有6萬人死於冰川泥石流。通常以攔截為主進行防治,如蘇聯為保護阿拉木圖城,在冰川湖下方設有120米高的大壩。中國目前以排導工程為多,道路橋梁多為高橋單跨。