正文 第三章 自然與災害(1 / 3)

41.泥石流災害

泥石流是一種自然災害,通常發生在山區或者溝穀深壑等險峻的地區,由於暴雨暴雪或其他自然災害引起的特殊洪流,過程中攜帶有大量泥沙和石塊。泥石流的特點是:突然性,流速快,流量大,物質容量大和破壞力強。泥石流一旦發生則會衝毀公路鐵路等交通設施甚至村鎮等,造成的損失是巨大的。

泥石流的特點

泥石流是一種自然地質現象,一般好發生於山區。因為暴雨、冰川、積雪融化水等降水原因而在溝穀或山坡上產生的一種夾帶大量泥沙、石塊等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。它的運動過程介於山崩、滑坡和洪水之間,是各種自然因素(地質、地貌、水文、氣象等)、人為因素綜合作用的結果。泥石流災害的特點是規模巨大、危害嚴重,危及麵廣,易重複成災。通常情況,形成泥石流條件有三個:

1.大量降雨

2.大量碎屑物質

3.山間或山前溝穀地形

泥石流的種類

1.按物質成分

泥石流:以大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成。

泥流:以粘性土為主,含少量砂粒、石塊、粘度大、呈稠泥狀。

水石流:以水和大小不等的砂粒、石塊組成。

2.按物質狀態分

粘性泥石流:含大量粘性土的泥石流或泥流。特征是:粘性大,固體物質占40~60%,最高達80%。其中的水不是搬運介質,而是組成物質,稠度大,石塊呈懸浮狀態,暴發突然,持續時間亦短,破壞力大。

稀性泥石流:以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質占10~40%,有很大分散性。水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切作用。其堆積物在堆積區呈扇狀散流,停積後似“石海”。以上這兩種分類在中國比較常見,另外,還有其他的分類法。

如:按成因分為:水川型泥石流,降雨型泥石流;按流域大小分為:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;按發展階段分:發展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流等。

泥石流的形成條件

形成泥石流的條件有:陡峭,能夠集水集物;很多在鬆散的固體物質在上遊堆積;短期內有大量降水。

1.地形地貌條件

地形:山高溝深,地形陡峻,溝床縱度降大,便於水流彙集。地貌:可分為形成區、流通區和堆積區。上遊形成區:三麵環山,一麵出口為瓢狀或漏鬥狀,地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、植被生長不良,這樣的地形有利於水和碎屑物質的集中;中遊流通區:狹窄陡深的峽穀,穀床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉;下遊堆積區:開闊平坦的山前平原或河穀階地,堆積物將在此堆積。

2.鬆散物質來源條件

一般情況下,地質構造複雜、新構造活動強烈、地震烈度較高之地會經常有泥石流現象。地表岩石破碎,崩塌、錯落、滑坡等不良地質現象發育,為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;另外,岩層結構鬆散、軟弱、易於風化、節理發育或軟硬相間成層的地區,因易受破壞,也能為泥石流提供豐富的碎屑物來源;還有一些人類工程活動,如濫伐森林造成水土流失,開山采礦、采石棄渣等,都是形成泥石流的溫床。

3.水源條件

泥石流的形成離不了水,它不但是其主要構成部分,而且是泥石流的激發條件和搬運介質,這種水主要來源於暴雨、水雪融水和水庫潰決水體等。

泥石流的發生規律

泥石流的發生規律主要有兩方麵:

1.季節性

我國泥石流的暴發有顯著的季節性,一般多發於多雨的夏秋季節。四川、雲南等西南地區的降雨多集中在6~9月,泥石流也多發生在此時。而西北地區降雨多集中在6~8月,特別是後兩個月降雨集中,強度大,所以泥石流也多發生在這兩個月。據不完全統計,發生在7、8兩個月的泥石流約占西北地區全部泥石流總數的90%以上。

2.周期性

暴雨、洪水和地震會周期性出現,而泥石流的發生與其密切相關,所以,泥石流的發生和發展也隨之有了周期性,與暴雨、洪水、地震的活動周期比較一致。當暴雨、洪水兩者的活動周期相碰時,就會造成泥石流活動的高峰期。

泥石流的誘發因素

隨著工農業生產的不斷發展,人類對自然資源的開發也在不斷擴大。當這些開發違反了自然規律時,就會遭到大自然的報複,一些泥石流的發生,就是因為不合理的開發所造成。特別是近年來,由於人為因素而導致的泥石流數量一直呈上升趨勢。

造成泥石流發生的人類工程經濟活動主要有:

1.不合理開挖

人類在一些工程中的不合理開挖,如修建鐵路、公路、水渠等。有些泥石流就是在這些工程中因破壞了山坡表麵而形成。如香港在多年中修建的大型工程和地麵建築中,每個工程幾乎都要劈山填海或填方,才能獲得合適的建築場地。在1972年的一次暴雨造成了泥石流,工程現場120人死亡。

2.不合理的棄土、棄渣、采石

這種形成方式造成的泥石慘劇很多。如四川省冕寧縣瀘沽鐵礦漢羅溝,因不合理堆放棄土、礦渣,1972年一場大雨暴發了礦山泥石流,衝出鬆散固體物質約lO萬立方米,將成昆鐵路和喜(德)——西(昌)公路堵埋,造成交通中斷,經濟損失慘重。

3.濫伐亂墾

濫伐亂墾造成植被消失,山坡沒有了保護,土體疏鬆,衝溝發育,水土流失,山坡失去了穩定性,嚴重時就會造成泥石流的發生。例如甘肅省白龍江中遊現在是我國著名的泥石流多發區。而在一千多年前,那裏竹樹茂密、山清水秀,後因伐木燒炭,燒山開荒,森林被破壞,才造成泥石流泛濫。又如甘川公路石坳子溝山上大耳頭,原是森林區,因毀林開荒,1976年發生泥石流毀壞了下遊村莊、公路,造成了嚴重的損失,連當地人民也這樣說:“山上開畝荒,山下衝個光。”

泥石流的活動強度

泥石流的流動強度由地形地貌、地質環境和水文氣象所決定。比如滑坡、岩堆、崩蹋,岩石破碎、風化程度深,這些情況都可能是泥石流固體物質的補給源;溝穀的長度較大、彙水麵積大、縱向坡度較陡等因素為泥石流的流通提供了條件;水文氣象因素直接形成了水動力條件。根據泥石出現的規律來看,它的強度與降水的強度有關,一般在大強度突然出現暴雨時,容易形成泥石流。

泥石流的危害

突然暴發、凶猛迅速和伴有崩塌是泥石流的特點,它造成的危害比單一的崩塌、滑坡和洪水的危害更重,對人類造成的危害有:

1.對居民點的危害

泥石流可能會衝進鄉村、城鎮,造成房屋、工廠等被摧毀。淹沒人畜、毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災難。1969年8月,雲南省大盈江流域弄璋區南拱發生泥石流,新章金、老章金被摧毀,97人因此而死亡,經濟損失百萬元。

2.對公路、鐵路的危害

車站、公路、鐵路會被泥石流埋沒,路基、橋涵等被毀,交通因此中斷,正在運行的火車、汽車也會被其顛覆,出現傷亡事故。如果泥石流滑入河道,將會造成河道大幅變遷,造成公路、鐵路及其他構築物的被毀,還可能造成道路被迫改線,釀成重大經濟損失。如1978年7月,甘川公路394公裏處對岸的石門溝暴發泥石流,公路被淹l公裏,白龍江改道使長約兩公裏的路基變成了主河道,公路、護岸及渡槽全部被毀。而且1962年以來,此段線路因為泥石流已經改線3次。自建國以來,泥石流給我國的交通造成了重大的損失。

3.對水利、水電工程的危害

水電站尾水渠被埋,水電站、引水渠道和過溝建築物被毀,水庫被淤積等。

4.對礦山的危害

礦山被其摧毀,礦山坑道被淤埋,造成人員傷害,停產停工,嚴重時還會導致礦山報廢。

預防工程措施

減輕或避防泥石流的工程措施:

1.跨越工程:在泥石流溝的上方修建橋梁、涵洞,促使泥石流隻在下方排泄,可避防泥石流。這種措施常被用於鐵道和公路等交通部門。

2.穿過工程:在泥石流的下方修建隧道、明硐或渡槽,促使泥石流從上方排泄。也常被用於鐵路和公路。

3.防護工程:在泥石流地區的橋梁、隧道、路基,泥石流集中的山區變遷型河流的沿河線路或其他主要工程措施等處,修建防護建築物,這樣可以抵禦或消除泥石流對主體建築物的衝刷、衝擊、側蝕和淤埋等危害。護坡、擋牆、順壩和丁壩等都屬於防護措施。

4.排導工程:改善泥石流流勢,加大橋梁等建築物的排泄能力,這種排導工程有導流堤、急流槽、束流堤等。

5.欄擋工程:這種工程可以控製泥石流的固體物質和暴雨、洪水徑流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,減少泥石流對下遊建築工程的衝刷、撞擊和淤埋等。欄渣壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等都屬於欄接工程。

采用多種措施相結合的方式,比用單一措施來防治泥石流更有效。

42.海嘯災害

引起海嘯的主要地質活動有水下地震、火山爆發或水下塌陷和滑坡等。當地震發生於海底,因震波的動力而引起海水劇烈的起伏,形成強大的波浪,向前推進,發生海嘯,它能將沿海地區的城市一一淹沒。

海嘯的起因

海嘯實質上就是一種災害性的巨型海浪,一般是由震源在海底下50千米以內、裏氏震級6.5以上的海底地震引起的。水下或沿岸山崩或火山爆發也可能引起海嘯。在一次震動之後,震蕩波在海麵上以不斷擴大的圓圈,傳播到很遠的距離,正像卵石掉進淺池裏產生的波一樣。由於一般海嘯的波長比真個海洋的深度還要大,即使其運動軌道在海底附近也不會受到多大的阻礙,因此,無論海水有多深,海嘯的威力都可以順利傳播過去。破壞性的地震海嘯,隻在出現垂直斷層、裏氏震級大於6.5級的條件下才能發生。當海底地震導致海底的地形發生改變時,變形區附近的水域就會產生巨大的波動形成海嘯。

海嘯的傳播速度與其移動的海水的深度成正比,在太平洋海域,海嘯的傳播時速一般是兩三百到一千公裏左右。海嘯不在深海區域不會帶來很大的危害,甚至正在航行的船隻會很難察覺到其發生,因此,當發生海嘯時,越是在海外就越安全。通一個海嘯波的能量是一定的,當海嘯登陸時它的深度會減小,因此波高就會劇增,輕而易舉就能達到20米~30米,這種巨浪會給整個海岸上居住環境帶來毀滅性的災難。

為什麼,在海嘯到來之前,它會首先突然退到距離沙灘很遠的地方,再過一段時間海水就會迅速上漲?

這是因為,一般情況下,產生海麵下落的現象是因為,它登來大陸架時首先登陸的是海嘯波的波穀,即波浪的最低處,這樣海麵必然下降。還有一個重要的原因就是海嘯波與其他波不同,它的波長很長,在波穀登陸後,中間要隔一段時間,波峰才會到來。如果這種現象發生在震中附近,那它就是另一種原因導致的。海嘯發生時地震區附近的海水也隨之上升或下降形成海嘯。

海嘯的分類

一般可以將海嘯劃分成四個類型:即由氣象變化引起的風暴潮、火山爆發引起的火山海嘯、海底滑坡引起的滑坡海嘯和海底地震引起的地震海嘯。中國地震局提供的材料說,地震海嘯是海底發生地震時,海底地形急劇升降變動引起海水強烈擾動。其機製有兩種形式:下降型”海嘯和“隆起型”海嘯。

1.“下降型”海嘯

這種機製下產生的海嘯,是由於某些構造地震引起海底地殼大範圍的急劇下降,海水首先向突然錯動下陷的空間湧去,並在其上方出現海水大規模積聚,當湧進的海水在海底遇到阻力後,即翻回海麵產生壓縮波,形成很長很大的波浪,並向四周傳播與擴散,這種下降型的海底地殼運動形成的海嘯在海岸首先表現為異常的退潮現象。1960年智利地震海嘯就屬於此種類型。

2.“隆起型”海嘯

某些構造地震引起海底地殼大範圍的急劇上升,海水也隨著隆起區一起抬升,並在隆起區域上方出現大規模的海水積聚,在重力作用下,海水必須保持一個等勢麵以達到相對平衡,於是海水從波源區向四周擴散,形成洶湧巨浪。這種隆起型的海底地殼運動形成的海嘯波在海岸首先表現為異常的漲潮現象。1983年5月26日,中日本海7.7級地震引起的海嘯屬於此種類型

海嘯的危害

海水發生劇烈震動之後不久,就會出現巨浪呼嘯,以秋風掃落葉之勢,越過海岸線,越過田野,迅猛地襲擊著岸邊的城市和村莊,所到之處幾乎無一人能幸免,所有生命瞬間消失在巨濤駭浪中。港口所有設施,被震塌的建築物,在狂濤的洗劫下,被席卷一空。事後,海灘上一片狼藉,到處是殘木破板和人畜屍體。地震海嘯給人類帶來的災難是十分巨大的。科學發展到今天,人類在這種巨大的自然災害麵前幾乎依然束手無策,能做到的最大努力就是預測到之後,避之大吉。

據國家海洋局海洋環境預報中心海洋環境預報室介紹,我國位於太平洋西岸,大陸海岸線長達1.8萬公裏。但由於我國大陸沿海受琉球群島和東南亞諸國阻擋,加之大陸架寬廣,越洋海嘯進入這一海域後,能量衰減較快,對大陸沿海影響較小。

因為地震波沿地殼傳播的速度遠比地震海嘯波運行速度快,所以海嘯是可以提前預報的。不過,海嘯預報比地震探測還要難。因為海底的地形太複雜,海底的變形很難測得準。

1964年國際上成立了全球海嘯警報係統協調小組,太平洋由於海嘯多發,所以海嘯預警係統很發達。此次大地震發生15分鍾後太平洋海嘯預警中心就從檀香山分部向參與聯合預警係統的26個國家發布了預警信息。如果印度洋也有預警係統,也許人們就可以更好地利用從震後到海嘯登陸印度洋沿岸的寶貴時間。

海嘯的紀錄

我國學者發現,在公元前47年(即西漢初元仁年)和公元173年(東漢熹平二年),我國就記載了萊州灣和山東黃縣海嘯。這些記載曾被國外學者廣泛引用,並認為是世界上最早的兩次海嘯記載全球的海嘯發生區大致與地震帶一致。全球有記載的破壞性海嘯大約有260次左右,平均大約六、七年發生一次。發生在環太平洋地區的地震海嘯就占了約80%。而日本列島及附近海域的地震又占太平洋地震海嘯的60%左右,日本是全球發生地震海嘯並且受害最深的國家。

最近造成較大規模的海嘯

1998年7月兩個7.0級的海底地震,造成巴布亞新幾內亞約2100人喪生。

2004年12月26日於印尼的蘇門答臘外海發生芮氏地震9級海底地震。海嘯襲擊斯裏蘭卡、印度、泰國、印尼、馬來西亞、孟加拉、馬爾代夫、緬甸和非洲東岸等國,造成三十餘萬人喪生。準確的死亡數字已無法統計。

海嘯中如何逃生

要是人們旅遊出行時遇到海嘯該怎麼辦?

1.地震往往是海嘯來襲的前兆。如果你感覺到較強的震動,不要靠近海邊、江河的入海口。如果聽到有關附近地震的報告,要做好防海嘯的準備,注意電視和廣播新聞。要記住,海嘯有時會在地震發生幾小時後到達離震源上千公裏遠的地方。

2.海上船隻聽到海嘯預警後應該避免返回港灣,海嘯在海港中造成的落差和湍流非常危險。如果有足夠時間,船主應該在海嘯到來前把船開到開闊海麵。如果沒有時間開出海港,所有人都要撤離停泊在海港裏的船隻。

3.海嘯登陸時海水往往明顯升高或降低,如果你看到海麵後退速度異常快,立刻撤離到內陸地勢較高的地方。

4.一個適合於海嘯、地震等各種自然災害發生的提前措施是,時刻為自己準備一個急救包,急救包裏應該有做夠72小時用的藥物、飲用水和其他生活必需品。

43.凍雨災害

凍雨經常發生在初冬或冬末春初時節,是一種很嚴重的自然災害。凍雨是由過冷水滴組成,與溫度低於0℃的物體碰撞立即凍結的降水。低於0℃的雨滴在溫度略低於0℃的空氣中能夠保持過冷狀態,其外觀同一般雨滴相同,當它落到溫度為0℃以下的物體上時,立刻凍結成外表光滑而透明的冰層,稱為雨凇。輕微的雨凇是一種很美麗的自然景觀,但如果發展到嚴重的程度就會把樹木、電線杆等壓斷,使交通和通訊受到很大的幹擾甚至被完全中止,也會威脅飛機的飛行安全。

凍雨成因

入冬後,雨水落在樹木、房簷、山岩、電線杆等物體上就會馬上結冰,這就是“滴水成冰”的真實寫照。而這種雨在氣象上叫做凍雨,其凝結物就叫雨凇,它和人們常說的一般水滴不同,而是一種過冷卻水滴(溫度低於0℃),在雲體中它本該凝結成冰粒或雪花,然而找不到凍結時必需的凍結核,於是它成了碰上物體就能結凍的過冷卻水滴。

低溫是導致凍雨形成的本質原因,“凍雨”落在電線、樹枝、地麵上,隨即結成外表光滑的一層薄冰,冰越結越厚,結聚過程中還邊流動邊凍結,結果便製造出一串串鍾乳石似的冰柱、冰穗,俗稱“冰掛”。它們晶瑩透亮,遇上陽光,就會光芒四射,就是人間的一番美景!可惜的是,當它的重量超過物體的承載能力的時候,悲劇就發生了。形成“凍雨”,要使過冷卻水滴順利地降落到地麵,往往離不開特定的天氣條件:近地麵2000米左右的空氣層溫度稍低於0℃;2000米~4000米的空氣層溫度高於0℃,比較暖一點;再往上一層又低於0℃,這樣的大氣層結構,使得上層雲中的過冷卻水滴、冰晶和雪花,掉進比較暖一點的氣層,都變成液態水滴。再向下掉,又進入不算厚的凍結層。當它們隨風下落,正準備凍結的時候,已經以過冷卻的形式接觸到冰冷的物體,在很短的時間內形成堅實的“凍雨”!

凍雨出現時地麵往往不太寒冷(0℃~3℃),上空為逆溫,有一層溫度高於0℃的暖層。降水在暖層裏為雨滴,下落到近地麵大氣中就成為過冷卻的凍雨,往往會造成一些危害。

如果雨滴不斷地打落在這些結了冰的物體表麵時,就慢慢地形成一條條冰柱。太陽出來後,在陽光的照耀下,冰柱閃閃發亮,分外妖嬈,凍雨給人們增添了秀麗動人的景色。但它造成的危害也是十分嚴重的。如電線上結上冰淩後增加了重量、遇冷會發生收縮,使得電線繃斷,導致通信和輸電中斷事故;農作物遇到凍雨後被凍傷、凍死;地麵上結冰,交通事故將劇增。因此,如果持續數天出現凍雨,就會給人們的生活和生產活動帶來災害性的影響。

凍雨危害

凍雨景觀確實是一年難得一見的美好景觀,但它畢竟是一種自然災害,給人們造成的損失也是那一估量的。電線結冰後,遇冷收縮,加上凍雨重量的影響,就會繃斷。有時,成排的電線杆被拉倒,使電訊和輸電中斷。公路交通因地麵結冰而受阻,交通事故也因此增多。大田結冰,會凍斷返青的冬麥,或凍死早春播種的作物幼苗。另外,凍雨還能大麵積地破壞幼林、凍傷果樹等。凍雨厚度一般可達10毫米~20毫米,最厚的有30毫米~40毫米。凍雨發生時,風力往往較大,所以凍雨對交通運輸,特別對通訊和輸電線路影響更大。據氣象專家分析,凍雨是在特定的天氣背景下產生的降水現象。在此期間,江淮流域上空的西北氣流和西南氣流都很強,地麵有冷空氣侵入,1500米~3000米上空又有暖氣流北上,大氣垂直結構呈上下冷、中間暖的狀態,自上而下分別為冰晶層、暖層和冷層。即3000米以上高空大氣溫度往往在-10℃以下,2000米左右高空,大氣溫度一般為0℃左右,而2000米以下溫度又低於0℃。凍雨大多出現在1月上旬至2月上、中旬的一個多月內,起始日期具有北早南遲,山區早、平原遲的特點,結束日則相反。地勢較高的山區,凍雨開始早,結束晚,凍雨期略長。如皖南黃山光明頂,凍雨一般在11月上旬初開始,次年4月上旬結束,長達5個月之久。據統計,江淮流域的凍雨天氣,沿淮北2~3年一遇,淮河以南7~8年一遇。但在山區,山穀和山頂差異較大,山區的部分穀地幾乎沒有凍雨,而山勢較高處幾乎年年都有凍雨發生。凍雨是一種災害性天氣,它大量凍結積累後能壓斷電線和電話線,嚴重的凍雨會把房子壓坍。飛機飛過有過冷水滴的雲層使,機翼、螺旋槳會積水,影響飛機空氣動力性能造成很嚴重的後果。