泥石流的灾害特点篇1

Abstract:TherearemanypotentialriskspointsofmudslidesinMentougouDistrictofBeijing.Inordertoreducethethreatandharmofmudslidesgeologicaldisasters,itisofvitalsignificancetoconductscenereconnaissance,cancarryoutmudslidespreventionandcontrolengineeringresearch.NowwithJieshivillagemudslidesasanexample,combinedwiththelocaltopography,thegovernanceeffectofcheckdamprojectformudslidestreatmentisstudied,exploringasetofmanagementmodeforregionalmudslidesgeologicalhazardmanagement,andaccumulatingvaluableexperienceforregionalmudslidesmanagement.

关键词:泥石流;地质灾害;暴雨;谷坊

Keywords:debrisflow;geologicaldisasters;heavyrain;checkdam

中图分类号:P642文献标识码:A文章编号:1006-4311(2016)08-0210-03

0引言

2012年7月21日,北京地区普降大暴雨,发生多处地质灾害灾情及险情,造成人员伤亡和巨大经济财产损失,同时诱发了崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害。这些地质灾害隐患点险情紧迫、危害大、危险程度高,危及居民生命财产安全。

门头沟区是遭受此次自然灾害较为严重的区域,其中雁翅镇碣石村北泥石流沟沟谷内松散堆积物较多,沟道堵塞程度中等,加之下游正对村庄,泄洪通道狭窄,在极端降雨条件下,极易发生泥石流地质灾害,将威胁下游村民的生命财产安全。

北京地区泥石流灾害的研究成果较多,主要集中在泥石流成因[1]、分类[2]、危害性评价[3-4]以及防治对策[5]等方面,其中对泥石流灾害的具体治理措施的研究较少,本文以北京市门头沟区一条典型的泥石流沟为例,详细介绍泥石流的治理措施,同时为北京市其他地区的泥石流治理提供参考依据。

1地质环境条件

1.1气象

门头沟区年平均降水在500-675mm之间,最大降水量为1234mm(1939年),最小降水量为286.6mm(1941年)。区内降水不均,7~8月的降水量可占到全年降水量的60%左右。

2012年7月21日,北京遭受特大暴雨,平均降雨量175mm,其中门头沟区主要降雨集中在门城一带,山区普遍在200mm左右,龙泉气象站监测24小时降雨量达408.2mm。灾害性强降雨是造成群发性地质灾害发生的主要诱因。

1.2地形地貌

碣石泥石流沟位于雁翅镇碣石村东侧村北,碣石崩塌点以东100m。主沟长约517m,流向约183°,沟宽12~30m,主沟纵坡约22.5°,流域面积约0.057km2;冲沟两侧斜坡高30~40m,冲沟两侧斜坡高30~40m,坡度28°~55°,植被覆盖率约55%;冲沟两侧基岩出露,岩性为白云岩,层状结构,岩层产状225°∠66°,节理裂隙发育,岩石较破碎~较完整,沟谷内崩坡积松散物较为发育,厚1.3~3.8m,物源补给段长度336m,占整个流域的65%,河沟堵塞程度中等;沟道中下游修建有梯田,上下梯田间为干砌毛石挡墙(部分已经损坏),墙高约2~3m,梯田上种植果树及农作物;沟口下游正对村庄,雨季雨量较大时可能形成泥石流地质灾害。

2泥石流地质灾害

2.1泥石流类型

按水源成因及物源进行归类,该沟属于暴雨、坡面侵蚀型泥石流;按泥石流活动场所的地貌形态属沟谷型泥石流;按暴发频率属于低频泥石流(1987年至今未再发生);根据泥石流物质组成,固体物质以粗粒为主,并含粘粒,沟槽坡度大于10%,该沟属泥石质泥石流;按泥石流流体性质,沟内物质以碎(块)石涂为主,不形成网状结构,属高容重低粘度为主。

2.2泥石流危害程度

依据《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》对治理区泥石流沟易发程度进行数量化评分(表1),考虑各项因素后评定结果为85分,根据泥石流易发程度综合评判表(表2),属中易发泥石流沟。

2.3泥石流基本特征值

由于缺乏泥石流监测资料,因此,碣石村泥石流基本特征值的计算主要参照和利用野外调查和访问获取沟道断面特征等进行,计算指标的确定主要根据拟设泥石流治理工程的需要,对泥石流流体重度、流速、流量、整体冲压力、爬高、冲起高度等常规指标参照《泥石流灾害防治工程勘查规范》计算,详见表3。

3防治工程

3.1设计参数

①降雨量参数。

按50年一遇的暴雨强度进行设计,根据《北京市水文手册》确定碣石村附近历时24小时的点暴雨量均值为95mm,碣石村泥石流沟按频率为P=2%计算求得1小时设计雨强为82.3mm。

②泥石流固体物源参数。

碣石村泥石流松散固体物源量共计有松散固体物源量26113m3,可能参与泥石流活动的动储量为9782m3。按50年一遇的设计标准,泥石流一次固体物质冲出量为622.65m3。预计其50年内可能发生泥石流2次左右,则固体物质冲出总量可能达到1245.30m3左右。

③泥石流运动特征参数。

按50年一遇暴雨强度的设计标准,泥石流主要运动特征参数统计如表3。

④抗震设计参数。

据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),碣石村抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g。

3.2防治工程安全等级及设计标准

碣石村是门头沟区古村落,历史悠久,文化底蕴深厚,现存一级古槐2棵,二级古槐1棵;二级油松9棵;二级古柏2棵;72眼古井交错分布在村中各处。村子位于泥石流沟沟口处,一旦爆发泥石流,极易受影响。考虑到这些不可移动文物的重要性,确定泥石流灾害防治主体工程设计标准,降雨强度按二级标准(50年一遇)考虑,安全等级按一级标准(100年一遇)考虑。

谷坊抗滑安全系数:基本荷载组合≥1.25,特殊荷载组合≥1.08;

谷坊抗倾覆安全系数:基本荷载组合≥1.60,特殊荷载组合≥1.15。

3.3防治方案

根据野外勘测及地形条件,分别在泥石流沟谷有利部位各设置一道谷坊,1#谷坊设计总坝高3.5m,有效坝高3.0m;2#谷坊设计总坝高4.0m,有效坝高3.5m;3#谷坊设计总坝高4.0m,有效坝高3.5m;4#谷坊设计总坝高3.0m,有效坝高2.5m。各谷坊坝顶宽1.5m,迎水坡比1:0.6,背水坡比1:0.1,基础埋深均为2.0m。溢流口底宽参照坝址河底宽度取值,深度按泥石流流量计算。排水口布置在坝体溢流段下方,排水孔尺寸为高0.5m,宽0.4m。坝体采用浆砌石砌筑,砌石抗压强度不小于MU30,砌筑砂浆强度等级为M15。

设置谷坊的主要目的在于稳拦物源、护坡固床,防止洪流对沟道物源的冲刷及对两侧土石岸坡的侧蚀,阻止或减少进入冲沟的固体物源量,并防止泥石流对出口处进山道路的危害。

3.4设计工况及荷载组合

在按百年一遇的降雨强度前提下,设计谷坊设计工况按满库过流、半库过流、空库过流三种特征结合地震因素(考虑地震和不考虑地震),共有六种工况组合,分别为工况Ⅰ满库过流(不考虑地震)、工况Ⅱ满库过流状态(考虑地震)、工况Ⅲ为半库容过流状态(不考虑地震)、工况Ⅳ为半库容过流状态(考虑地震)、工况Ⅴ为空库过流状态(不考虑地震)和工况Ⅵ为空库过流状态(考虑地震),其中以工况Ⅴ为设计工况,工况Ⅵ为校核工况。

各工况荷载组合为:

工况Ⅰ满库过流状态(不考虑地震),荷载组合:坝体自重(Wb)+土体重(Ws)+溢流体重(Wf)+过坝泥石流动水压力(σ)+泥石流土体水平压力(Fvl);

工况Ⅱ满库过流状态(考虑地震),荷载组合:坝体自重(Wb)+土体重(Ws)+溢流体重(Wf)+过坝泥石流动水压力(σ)+泥石流土体水平压力(Fvl)+地震力(F震);

工况Ⅲ为半库容过流状态(不考虑地震),荷载组合:坝体自重(Wb)+土体重(Ws)+溢流体重(Wf)+过坝泥石流动水压力(σ)+泥石流流体冲击力(Fδ)+泥石流石块冲击力(Fb)+水平水压力(Fwl)+泥石流土体水平压力(Fvl)+扬压力(考虑折减)(Fy);

工况Ⅳ为半库容过流状态(考虑地震),荷载组合:坝体自重(Wb)+土体重(Ws)+溢流体重(Wf)+过坝泥石流动水压力(σ)+泥石流流体冲击力(Fδ)+泥石流石块冲击力(Fb)+水平水压力(Fwl)+泥石流土体水平压力(Fvl)+扬压力(考虑折减)(Fy)+地震力(F震);

工况Ⅴ为空库过流状态(不考虑地震),荷载组合:坝体自重(Wb)+溢流体重(Wf)+过坝泥石流动水压力(σ)+水平水压力(Fwl)+泥石流流体冲击力(Fδ)+泥石流石块冲击力(Fb)+扬压力(未折减)(Fy);

工况Ⅵ为空库过流状态(考虑地震),荷载组合:坝体自重(Wb)+溢流体重(Wf)+过坝泥石流动水压力(σ)+水平水压力(Fwl)+泥石流流体冲击力(Fδ)+泥石流石块冲击力(Fb)+扬压力(未折减)(Fy)+地震力(F震)。

各种工况下的荷载组合情况示意如图1所示。

如表4所示,设计的4道谷坊在六种工况下抗滑移、抗倾覆稳定性均能满足设计要求。

4结论

防治工程实施后,有利于减弱或消除泥石流地质灾害隐患,减少水土流失,消除碣石村因地质环境破坏而带来的负面影响,使周边地区的村民的安全得到了保障,环境效益显著。同时为本地区同类地质灾害隐患治理探索出一套治理模式,积累适合本地区的地质灾害隐患治理的宝贵经验。

参考文献:

[1]洪承舒.北京地区泥石流的发生及对策[J].北京水利,1995,

4:7-10.

[2]谢洪,钟敦伦,韦方强,等.北京山区泥石流的分类与类型[J].山地学报,2004,22(2):212-219.

[3]张春山.北京北山地区泥石流灾害危险性评价[J].北京地质,1996,2:11-20.

泥石流的灾害特点篇2

【关键词】滑坡泥石流治理严陵泥石流

引言

使我国成为世界上滑坡泥石流灾害最严重的国家之一。其独有的地貌特征,复杂的地形地质条件,多样的气候因素,密集的人口及其经济活动影响。据统计,我国滑坡泥石流灾害分布区的面积约占全国的一半,而区内创造的国内生产总值却不及全国的三分之一。人均国内生产总值也远低于全国平均水平,每年由滑坡泥石流造成约100亿元的经济损失死亡900余人,严重制约着广大山区社会经济发展。滑坡泥石流防治成为实现人与自然和谐发展,区域发展特别是西部开发战略实施的重要保障。

1、案例分析

严陵河泥石流沟近期曾于1954年、1964年、1977年及2005年先后四次突发泥石流,毁坏耕地200余亩,县级以上公路累计25公里、乡村道路累计74300米,桥涵8座、线杆145根、房屋363间,猪60头,树木7万株等直接经济损失1600多万元。该泥石流属河谷型泥石流,源于县境内高丘镇东庄,沿河一带属中、低山丘陵地貌,沿岸山体坡度20―50°,流域内村庄密布,一旦突发大规模泥石流灾害,危害后果将不堪设想。该泥石流现仍威胁高丘镇、前杜营、堂子湾、谷营、杜家沟、曹坪、孙家庄等居住区。

1.1自然条件

1.1.1位置与交通

镇平县位于河南省西南部,隶属南阳市管辖,地理座标:北纬32°51´―33°21,东经111°58´―112°25´。东邻南阳市卧龙区,南接邓州市,西连内乡县,北依南召县。

1.1.2气象条件

工作区属北亚热带暖温带半湿润气候,温暖湿润,四季分明。春季温和少雨,夏季炎热多雨,秋季阴雨连绵,冬季寒冷干燥。根据镇平县气象局资料,县境年平均气温15℃,极端最高气温42.6℃,极端最低气温-14.7℃。年蒸发量1912.9mm,全年无霜期236天。

1.1.3水文条件

镇平县境属汉水流域的唐白河水系,较大的河流有8条:严陵河、潦河、黑河、蔡河、淇河、黄上河等。严陵河泥石流沟位于严陵河孙家庄―堂子湾段。严陵河为境内较大的河流之一,源于境内高丘镇东庄,最后流入高丘水库。流程约12.9km,流域面积22.36km2,河床宽5至40m,为镇平县境内大河之一。严陵河总体上为“V”型谷及“U”型谷,总体上具有岸坡较陡峻,切割深度较大的特点。主沟纵长12.9km,主沟沟头最高点东庄高程为620m,沟口与高丘水库交汇处高程为231m,相对高差389m,主沟平均纵坡降30.1‰,其中上游与虎爬沟交汇处以上沟段纵坡较陡峻,而以下沟段总体上纵坡略缓,且呈现陡缓相间的空间变化特征。沟谷平面上弯道发育,谷宽总体上上游窄,下游较宽。严陵河下游流量0.6656m3/s左右,主要接受大气降水和泉水补给,流量受降水量影响较大。

1.2地质环境条件

1.2.1地形地貌

严陵河流域形态近似倒喇叭形,流域平均纵向长度12.9km,平均宽度1.73km,流域面积22.36km2。

严陵河流域地形总体上属中山、低山丘陵地貌,流域内总体上地形较陡峻,沿岸山体坡度一般为20―50°,地形临空条件较发育,为流域内崩塌、滑坡、不稳定斜坡等不良地质现象的发育以及泥石流松散固体物源的汇集提供了有利条件。

流域内岸坡植被发育,乔、灌、草均有生长,严陵河总体上为“V”型谷及“U”型谷,特别是上游沟段和各支沟通常沟谷较为狭窄,纵坡较陡,水流湍急,且动态变化较大,具陡涨陡落的山溪沟谷特征。

1.2.2地层岩性

河南省地层区划中,镇平县位于华北地层区与扬子地层区交界处,地跨南召小区和西大小区两个地层小区。区内主要出露地层岩性特征描述如下:

古元古界秦岭群郭庄组:条带状、条纹状混合岩,主要分布于严陵河的上游地带,

古元古界秦岭群郭庄组:白色大理岩,局部蛇纹石化,主要分布于严陵河的上游地带。

古元古界秦岭群郭庄组:金云母大理岩,主要分布于严陵河的上游地带。

华力西期:中期、黑云母花岗岩,主要分布于严陵河的中游地带。

古元古界秦岭群雁岭沟组Pt1y(MC):土黄色、黄白色大理岩,主要主要分布于严陵河的中游地带。

古元古界秦岭群雁岭沟组:石墨大理岩、含石墨大理岩,主要分布于严陵河的中游地带。

中生界白垩系胡岗组:紫红色、肉红色砾岩,砂砾岩,砂质泥岩,夹透镜状砂岩,主要分布于严陵河的中下游地带。

新生界第四系上更新统:褐色及棕褐色粘土、亚粘土,主要分布于严陵河的下游地带。

全新统冲积层:该层由亚砂土、亚粘土、砂砾石等组成,主要沿河谷及阶地呈带状分布。结构松散,在暴雨冲刷下易发生滑塌变形,为泥石流的形成提供坡面侵蚀物源或崩滑堆积物源。

1.2.3地质构造

镇平县在河南省构造体系中,位于伏牛―大别弧形构造带东部,构造行迹较为复杂。县域在漫长的构造发育史上,经历了长期的、多期次的构造演化过程,发育形成一系列褶皱和断裂构造。

1.2.3.1褶皱构造

高丘单斜:位于县境北中部,高丘至赵湾水库南一带,呈北西西向展布,岩层倾向南北,倾角30―60°,并发育次一级舒展皱曲,岩层倾角20―40°。

1.2.3.2断裂构造

县境属于秦岭褶皱系的东延部分,断裂构造较为发育,规模大小不一。区内主要有朱阳关―夏馆―双槐树断裂,为一深大断裂带,西起内乡的马山口镇北侧,向东南经县境高丘镇的金钟河、韩营,石佛寺镇北的赵湾水库,城郊乡的坦头山和祁子堂以南。再向东南延伸至遮山乡,断裂面走向305―310°,倾向南西,局部倾向南东,倾角65―77°。该断裂带明显可分为韧性断裂带和叠加在韧性断裂基础上的脆性断裂带两部分。镇平处于韧、脆性结合部位。沿断裂两侧,发育有岩石破碎带。

2、我国滑坡泥石流概况

目前,全国滑坡泥石流的数量尚无准确的数据。据不完全统计(由于资料不全,有关数据缺少台湾部分,下同),全国共有大小和新老,活动和不活动的滑坡数十万处。泥石流沟数万条,仅分布集中的长江上游地区,就已基本查明大小滑坡15万处。泥石流沟15万余条,面积达10万km。威胁着200多个县城400多个乡镇2000万人的生命财产安全。

3、目前滑坡泥石流防治存在的问题

尽管我国滑坡泥石流防治已经取得了可喜的成就。但是,对照与随着社会经济的进步对减灾事业不断提高的要求,目前的滑坡泥石流防治工作还存在如下问题:

3.1滑坡泥石流监测预报方面的问题气象雨量站在滑坡泥石流灾害防治中发挥了重要作用。但布局上东密西疏,平原多,在滑坡泥石流灾害频繁的山地少。我国泥石流滑坡监测仍属起步阶段,一些技术问题仍然没有解决,远远不能满足滑坡泥石流灾害监测及预报预警防灾减灾业务工作的需要。

3.2监测站点布局不尽合理全国滑坡泥石流监测点绝大多数位于长江上游,且均设立于二十世纪90年代,缺乏统一规划,甚至一些泥石流滑坡较严重的省份,如辽宁、河南等省滑坡泥石流监测还很薄弱。

3.3监测设施和手段落后。目前,监测预警技术与分析处理手段比较落后,很多都是土办法,远远不能满足实际需要。与日本、美国等先进国家实时、自动化监测差距甚远。

3.4未形成统一的网络,资源不能共享。目前现有的滑坡泥石流监测点,大多依附于流域机构或者省级水行政主管部门,部分由国土资源部门管理,没有形成统一的网络!难以实现信息共享。

3.5通信手段落后,县级以上站信息交流采用租用光纤专线、固定电话、移动电话、传真、互联网等多种方式进行,但监测站点与县级站大部分依靠低标准的有线通信,在恶劣天气情况下通信难以保障。

3.6泥石流和滑坡灾害预报还处于尝试阶段。由于对降雨和滑坡泥石流间的定量对应关系认识不足,对致灾的天气系统及降雨过程和降雨量。临界雨量资料收集不够,没有建立起准确预报泥石流和滑坡灾害发生的完善预报方案。目前只能天气预报作出初步预报。

4、滑坡泥石流的治理

遵照以防为主,防治结合的方针,对重要基础设施重大工程城镇等危害较大的滑坡泥石流,国家和地方每年都投入大量资金用于工程治理,大大减轻了灾害损失。同时,开发出土木工程与生态工程相结合的综合防治技术,形成了针对不同保护对象的灾害防治模式,如城镇滑坡泥石流治理模式,道路滑坡泥石流治理模式,矿山滑坡泥石流治理模式等。主要的有特色的工作有以下几个方面:

4.1围绕国家大型水利交通能源等项目的建设,有针对性地开展了一些滑坡泥石流治理工作,有效地保护了国家重点建设项目的正常运行。如三峡库区的灾害治理在全国很多泥石流常发地段进行了综合治理,均取得了显著的社会效益。

4.2水利部及各级政府应在山丘区水土保持工作中,近年来累计治理水土流失面积约相当于建成数百万座小型水利水保工程,这些水土保持措施对有效地减轻滑坡泥石流灾害发挥了重要作用。

4.3建立灾应急信息的传输系统。其中包括监测系统,其组成泥石流、滑坡监测预警系统设立在交通便利的城市。中心控制站进行信息汇集、综合分析和灾情会商;在每一个典型路段设立一级站,负责该路段的信息集成、警报与灾情处理;在每个道班设立基本观测站,汇集每个观测点的信息,上报灾情,实施抢险;在每个灾点设立观测点,重要灾点设置综合性观测点,汇集流域上下游和沿线两侧观测点的信息,作为灾害监测的网络节点。监测系统的管理运行模式,泥石流、滑坡监测预警系应有当地交通厅负责管理,负责对一级站的业务指导和联络;一级站分别由中心站直接领导,分别负责各自路段的灾害预警和应急抢险。

5、滑坡泥石流的防治

5.1加强法规建设。尽快制定滑坡泥石流灾害防治方面的法律法规,用法律规范人们的生产,生活行为!防止不合理的人类活动加剧或导致灾害的发生。

5.2加强基础工作。应用遥感技术,计算机,数据库等多种技术手段,开展全国性滑坡泥石流灾害调查,建立滑坡泥石流灾害信息系统!实现信息共享,为制定区域减灾规划。进行灾害预测等提供科学依据。

5.3加强滑坡泥石流预警预报系统建设。参照长江上游滑坡泥石流预警系统,建立完善的监测通讯预警系统,提高预测预报能力。建立健全以县为中心,以村为基础的群测群防体系,尽量减轻灾害损失。

5.4加强滑坡泥石流灾害的科学研究和科普教育。加强滑坡泥石流灾害监测,预测和预报等实用技术研究。广泛宣传和普及基础和防灾知识,提高全民防灾减灾意识。

5.5制定全国统一的标准。由于缺乏滑坡泥石流灾害信息,灾害统计,监测,预警,灾情评估等方面统一的标准,信息难以共享。灾情评估及监测系统实时性差,给灾害防治工作带来了很大的困难,有必要制定统一的国家标准。

5.6建立和完善建设用地滑坡泥石流危险性评估制度。在山区城镇规划和建设中加强灾害可能性和危险性评估,建立健全各级防灾救灾组织!完善应急救灾体制!制定临灾预案。对于灾害频繁!治理难度大的地区,采取搬迁避让措施,把位于危险区的居民搬到安全地带。

5.7建立多元化的滑坡泥石流防治经费投入机制。加大国家和地方政府的投入,同时出台优惠和激励性政策,广泛吸纳社会资金!形成多渠道,多层次的投入机制。

5.8加大滑坡泥石流防治试点力度。根据灾害的成因和形成环境,选择有代表性的典型小流域进行试点治理,探索防治经验,逐步扩充试点范围,全面推进滑坡泥石流的防治工作。对重要工程和居民点构成巨大威胁的灾害点,除加强监测预警外,应当进行工程治理,加强对工程建设项目的管理,减少人类活动对环境的破坏以及引发的灾害。

结束语

滑坡泥石流的治理是关系到民生的大事,使我们工程从业人员必须积极重视的工程部分,只有社会各界共同努力才能更还的做到防患于未然,治理的有效,有序,经济。

参考文献

【1】唐邦兴等山洪泥石流滑坡灾害及防治203北京4科学出版社2005.3

【2】中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国泥石流灾害分布图

泥石流的灾害特点篇3

关键词:地质灾害;危险性评价;RS技术;GIS技术

地质灾害问题日趋突出,严重危害着人们的生产和生活,迫切的需要新技术和新方法来解决这一问题,利用遥感和GIS技术开展区域地质灾害调查和评价工作,具有传统技术无可比拟的优越性,是当前地质灾害研究的热点和方向。

文章以四川省甘孜州炉霍县为研究区域,借助GIS空间分析功能与遥感技术,在层次分析法确定评价因子权重的基础上,采用加权综合分析法对崂山地区地质灾害危险性进行了定量评价,利用GIS空间分析功能,结合遥感技术,根据地质灾害发育分布特征,用层次分析法,建立了炉霍县地质灾害性综合评价模型,划分出易发分区和防治分区,做出地质灾害的防治对策与措施,研究结果可为当地地质灾害预防提供科学依据。

1研究区概况

炉霍县位于甘孜州中北部,其地理坐标为:东经100°10′-101°13′北纬31°00′-31°51′。全县总人口46614人,藏族占总人口的92%。县区内交通以317国道(色达-炉霍段)及省道303线(道孚-炉霍段)为主架,通乡路网正在完善中,自古以来就是出川入藏、去青抵陇的必经要塞,是连接康北八县和的交通枢纽。属亚热带湿润季风气候区。年平均气温为6.4℃,1月份平均气温为-3.6℃,7月份平均气温为14.5℃。多年平均降水量为651.4mm,最大日降水量53.0mm(2001.07.20),最大小时降水量23.8mm(2003.08.2919:29),最大10分钟降水量20.2mm(2003.06.2423:21-23:31),最长连续降水日数19日(降雨量103.9mm,2001.08.21-09.09)。炉霍县常年日照时数为2604.9小时。境内的河流分属于雅砻江和大渡河两大水系。炉霍县处于丘状高原向高山峡谷区过渡的山原地带,属于青藏高原的组成部分。县内出露有二叠系、三叠系、第三系和第四系地层。地质构造处于“歹”字构造中部接近头部的主体构造带的边缘部位,炉霍县在地理位置上处于地中海至喜马拉雅山大地震带的范围内,处于地震频繁地带。地震时极易发生崩塌、滑坡和桥梁破坏,造成对外交通中断,在雨季秋日沟和益娘沟泥石流对城区构成威胁。地震及其诱发的地质灾害是炉霍最大的威胁,成为防灾和抗灾的重点。

2研究方法

文章主要采用层次分析法(AHP方法)、遥感方法和GIS空间分析方法。

3地质灾害发育类型及分布特征

泥石流和滑坡是炉霍县的主要地质灾害。在鲜水河、泥曲河、达曲河、易日河等河谷形成过程中,岸坡崩塌、滑坡及支沟泥石流发挥了重要的作用。由于人们择洪积扇、泥石流扇和阶地而居,因此经常受到岸坡崩塌、滑坡和泥石流的威胁。随着城镇建设、道路、桥梁等建设步伐加快,滑坡、泥石流灾害影响日益严重。由南向北穿县城而过的秋日河泥石流年年爆发,2003年在下游(城区中桥及下桥一带)冲毁桥梁,淤塞涵洞,冲毁房屋,直接影响到整个县城的安全,317国道沿线的滑坡、泥石流规模大,破坏力强,每年会造成大面积阻断。

地质灾害遍布全县,县域内已查明的各类地质隐患点共96处,涉及到威胁农户生命财产安全的地质灾害隐患点共89处,其余为影响公路、农田的地质灾害隐患点,共7处。灾害点分布呈“Y”字形,和泥曲河、达曲河、鲜水河所成的“Y”字形水流相吻合,微地貌多为河谷。滑坡分布的海拔从3093-3379m,泥石流沟口海拔3082-3560m,其中84%的灾害点分布在海拔3440m以下的湿润区域。

4地质灾害易发程度分区

4.1地质灾害高易发区(A)

根据数据处理所得的炉霍县地质灾害危险性分区图显示,炉霍县地质灾害高易发区可以划分为三个易发亚区,分别位于朱倭乡地区、鲜水河流域地区和城关区。占地面积达到1467.9km2,占全县总面积的33%,区内地质灾害主要以泥石流为主,共有地质灾害隐患点73处。

4.2地质灾害中易发区(B)

地质灾害中易发区属于达曲、鲜水河、加热柯及老则柯或罗柯流域。面积1171.67km2,占全县总面积的25%,区内以泥石流为主,现有灾害点20处,其中泥石流15处。

4.3地质灾害低易发区(C)

位于炉霍县高、中易发区周边的缓冲地带,面积1184.65km2,占全县面积26%。发育地质灾害隐患点三处,其中泥石流一处、滑坡一处、不稳定斜坡一处。本区相对高易发区、中易发区,人类活动强度减弱,工程减少,主要以农业为主,对生命财产安全的威胁相对较小。

4.4地质灾害不易发区(D)

此分区主要位于炉霍县四周高、中、低易发区以外的其它高山地区。分区面积有778.47km2,占全县面积的16.91%。该区内构造错综复杂,小水系较多,存在发生泥石流、滑坡和崩塌等地质灾害的自然条件。但是本区大部分为原始林区及牧区草场,人烟稀少,人类活动少,植被覆盖率高,基本上没有对人生命财产安全构成危害的地质灾害,此为地质灾害低易发区。

5防治分区的建立与划分

根据炉霍县地质灾害易发程度分区,充分考虑炉霍县国民经济区域总体规划布局特点,按照国土资源部《县(市)地质灾害调查与区划基本要求》实施细则共划分重点、次重点和一般、次一般四个级别的防治区。同时,结合地质灾害易发分区、灾情发展趋势及国民经济规划布局和炉霍县社会和经济发展规划,建议炉霍县统筹规划、重点突出、量力而行、分阶段实施的原则全面规划,突出重点区域,分期分批进行治理。

参考文献

[1]李福建,马安青,丁原东,等.基于RS与GIS技术的地质灾害危险性评价――以青岛市崂山区为例[J].中国海洋大学学报,2010,6(6):47-52.

[2]王以彭,李结松,刘立元.层次分析法在确定评价指标权重系数中的应用[J].第一军医大学学报,1999,19(4):377-379.

[3]向喜琼、黄润秋.地质灾害风险评价与风险管理[J].地质灾害与环境保护,2000,3(1):38-41.

[4]JiangXiaobo,CuiPeng.HazardsAssessmentofRegionalDebrisFlowsBasedonGeographicInformationScience[J].WuhanUniversityJournalofNaturalSciences,2007,12(4):561-656.

[5]杨武年,廖崇高,淮国梁,等.数字区调新技术新方法-遥感图像地质解译三维可视化及影像动态分析[J].地质通报,2003(1):60-64.

泥石流的灾害特点篇4

关键词:海伦;地质;灾害

中图分类号:[TU42]文献标识码:A

1地质灾害现状

海伦市区内发育有多种地质灾害,虽未造成人员伤亡,但潜在危害性较大。共调查出地质灾害隐患点94处,其中泥石流灾害点1处、不稳定斜坡隐患点3处、水土侵蚀灾害点77处、河岸坍塌灾害点9处、冻土冻融灾害点4处。

海伦市地质灾害隐患点的发育受地形地貌、地质构造、岩土体类型、水文、气象、植被发育程度和人类工程经济活动强度等因素的影响和控制。区内地质灾害隐患点主要分布在粘土质垄岗状高平原上,占总数的73.4%;其次分布在泥砂质河谷平原,占总数的25.5%;花岗岩基浑圆状丘陵地貌地质灾害隐患点分布最少,只占总数的1.1%。虽然海伦市东北部花岗岩基浑圆状丘陵区内地势起伏相对较大,但植被覆盖率高,人类工程经济活动强度较弱,土地资源主要利用类型为林地,因此地质灾害隐患点分布稀少。粘土质垄岗状高平原大面积分布于海伦市境内,岩性为上荒山组第四系粉质粘土、黄土状粉质粘土等,海伦市内泥石流及水土侵蚀地质灾害隐患点主要分布于本区。泥砂质河谷平原区呈条带状分布于河流沿岸,岩性由第四系全新统粉砂及上更新统砂、砂砾石、淤泥质粘土等组成,在河流冲蚀下易发生塌岸,海伦市内河岸坍塌隐患点均分布于北部及西部泥砂质河谷平原上。

2地质灾害形成条件

2.1泥石流

泥石流的形成条件必须同时具备三个基本条件:有助于贮集、运动和停淤的地形地貌条件;有丰富的松散土石碎屑固体物质来源;短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。

地形地貌条件:地形条件制约着泥石流的形成、运动、规模等特征,主要包括泥石流的沟谷形态、集水面积、沟坡坡度与坡向和沟床纵坡降等。山体坡度的大小对物源的聚集起十分重要的作用,同时沟谷形态和沟床坡降直接影响泥石流的运动状态。小贵屯泥石流沟谷上游形成区呈羽毛状,地形为簸箕状,北、东、西高,南低,沟谷植被覆盖率低,沟谷集水面积约2.17km2,有利于水和碎屑固体物质聚集;中游流通区的地形为狭窄陡深的沟谷,沟谷纵坡降为65.7‰,沟形曲折,局部转折角度接近90°;下游堆积区为相对较宽阔的扎音河河谷,使碎屑固体物质有堆积场地。以上这些条件都是造成泥石流灾害的必要条件。

碎屑固体物源条件:在泥石流形成区,哈巴拉山出露印支期花岗岩,此处建有多个采石场。采石场的矿业活动产生了大量破碎岩石,在重力作用及雨水冲刷下散布于流域内,为泥石流的形成提供了主要物质来源。山坡上松散残坡积物失去了植被的保护,也为泥石流的发生提供了物源条件。

水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的重要激发条件和搬运介质(动力来源)。降雨是海伦市泥石流形成的重要基本条件。海伦市降雨量大,并且集中,到了雨季一次性大雨量出现的频率较高,降雨使地表层残坡积物迅速达到饱和并处于流态、半流态,这对激发泥石流的形成起了重要作用,降雨为泥石流发生提供了强大的动力条件。

2.2河岸坍塌

地形地貌条件:海伦市河岸坍塌地质灾害发育的地貌单元为泥砂质河谷平原。平原区地势低平,洪水持续时间长,在流水冲刷、侵蚀和其它外动力作用下塌岸灾害严重。特别是河流弯曲处,由于水流惯性和横向环流的掘蚀作用,在重力、冻融、地下水渗出等因素的影响下,极易形成河岸坍塌地质灾害。

岩土体结构条件:通肯河与扎音河河岸均为土体河岸,由第四系松散堆积物构成,土质疏松,这些松散沉积物的抗剪强度低,特别是在饱水的情况下,强度急剧下降,在水流冲刷掏蚀作用下,底部极易掏空,致使上部处于临空状态,在自重应力的作用下产生塌岸;下部土体不均匀系数大,枯水期易发生地下水机械潜蚀作用而产生河岸坍塌。

2.3水土侵蚀

气象条件:降雨是侵蚀的动力,动力的大小决定着侵蚀的强弱。产生水土侵蚀的降雨,一般是强度较大的暴雨,降雨强度超过土壤入渗强度才会产生地表径流,造成对地表的冲刷侵蚀。海伦市年平均降雨量574mm,主要集中在6-8月份,年内降雨分配不均。据调查,双录乡数条冲沟(如HL022)均为2008年6月的一场暴雨冲蚀形成。

土质条件:土壤既是被侵蚀的对象又是影响径流的因素。腐殖质含量高、胶结物质多、团粒结构稳定的土壤,抗蚀性强。质地松软、遇水易蚀、抗蚀力很低的土壤,如粉质粘土、粉土等是产生水土侵蚀的对象。海伦市内发育水土侵蚀地质灾害隐患的土壤岩性就主要为黄土状粉质粘土。

地形条件:地形中不同的坡度、坡长、坡形及坡面糙率决定着坡面径流的汇集和能量的转化。地面坡度越陡,地表径流的流速越快,对土壤的冲刷侵蚀力就越强。坡面越长,汇集地表径流量越多,冲刷力也越强。据野外调查,海伦市水土侵蚀地质灾害隐患发生的坡面坡度大部分在15°以上,有的达30°,坡长一般在100-200m,甚至更长。

2.4冻土冻融

道路冻胀一般发生在寒冬,铺筑高级路面的道路或砂石路面及其附属构造物、隧道、挡土墙、人行道和坡面等,由于土或岩石中产生的冻胀作用,常常使这些构造遭受较大的破坏,造成道路破损,因而影响车辆的通行,降低道路的使用寿命。冻胀作用使路基土中沿着温度的降低方向生成了冰晶体形状的霜柱,使路面产生隆起变形,而这种变形在道路横断面方向上是不均匀的。在路面中央冻胀变形量最大,因而在道路中线上出现较大裂缝。道路横断面方向出现不均匀冻胀的原因,主要是由于路肩附近路面有积雪堆积,使这部分路面结构在寒冷时期有隔温作用,而在路面中央部分,由于行驶汽车积雪需要清除,因而这部分路面上失去隔温作用。所以,这部分的冻结深度和冻胀量都要比路肩部分大,使路面产生弯曲拉应力,造成路面的破坏。

在春融期,冻土表层首先融化,而下部仍然冻结,融化了的土壤水下渗受阻,加之道路年久失修,修筑的时候基础底部砾料填充不足,上部土石料压密、夯实不够。因此在外力的作用下(通车),上部土体饱水而成稀释状态,造成道路融陷翻浆毁坏。对砂石路,春融期间在荷载的作用下产生的翻浆现象,将会使道路出现严重病害。

2.5不稳定斜坡

海伦市区内的不稳定斜坡形成的主要原因是人类工程活动作用的结果,野外调查中3个不稳定斜坡的形成均是由于人工挖土形成。

参考文献

泥石流的灾害特点篇5

[关键词]通南巴

油气勘探地质灾害

防治对策

自2006年起,中国石化在四川盆地通南巴地区实施油气勘探工程,相继获得了一些重大油气勘探成果,如:河坝场气田、马路背气田等。然而,油气勘探实施过程也不断遭受因自然或人类工程建设活动诱发的地质灾害,对油气勘探安全生产带来重大风险隐患。如:2007年,通江境内HB101井场内侧发生岩壁崩塌;2008年,修建M201井场道路时横穿滑坡体致使发生滑坡;2010年,M101井在钻井作业现场遭受罕遇泥石流灾害。上述地质灾害连续发生致使通南巴地区油气勘探作业安全风险急剧增大,危险到勘探作业人员和周边群众生命财产安全,也严重制约了当地经济社会发展。

1通南巴地区地质灾害现状

地质灾害是指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。通南巴地区(指四川省东北部通江、南江、巴中等地区)属于地质灾害多发区,极易因自然因素或人类工程活动发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。受2008年“5·12”汶川地震的影响和每年雨季强降雨过程的影响,区内每年都新增大量地质灾害隐患点。据不完全统计,通南巴地区现有4524个地质灾害隐患点,分布范围广、点多、规模和发育程度都各不相同。

2地质环境条件

2.1地形地貌

系四川盆地东北边缘大巴山系米仓山南麓,属典型的盆周山区,地势北高南低,三级阶梯状构造,从北到南逐渐降低。北部为深切割中山,多峡谷;中部为中切割低山,多窄谷,浅切割低山,多“v”形谷、平底谷,称山区平坝;南部为丘陵,沿河两岸及台状山顶有平坝。据统计,丘陵、平坝面积约10%,而山地占90%。地质环境脆弱,地形切割陡峻,地层岩性复杂,岩土体支离破碎。另外,区内还有流水侵蚀、沉积、扇形地貌和重力堆积、残积地貌。

2.2水文气象

属亚热带湿润季风气候,四季分明,雨量充沛,光照适宜,年降水分布不均;年降水量70%以上集中在5~10月,而11月至次年4月10%左右,年平均降雨量1100毫米;旱涝交替,日照正常略偏少,暴雨、大风、冰雹时有发生。

2.3地质构造

境内地壳活动强烈,地质构造跨及米仓山台穹、大巴山弧形、川北台(坳)陷及川东新华夏四个二级构造单元。构造形迹以褶皱为主,断裂不发育;褶皱曲线呈弧形,岩层倾角变化频繁且有扭曲现象。由于地处特殊地质背景,褶皱由北向南形成30多个向(背)斜褶皱带,地质构造复杂。

3地质灾害类型

通南巴地区地质灾害类型较多,规模大,危害严重,根据已排查4524个地质灾害隐患点进行数据统计,仅滑坡、崩塌、泥石流就达4162处,占灾害总数达92%,因此,区内主要灾种为滑坡、崩塌、泥石流,其次为地面塌陷、地裂缝等。现就影响油气勘探作业过程频发滑坡、崩塌及泥石流等地质灾害进行分析探讨。

3.1滑坡

滑坡是斜坡上的岩土体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。如:2008年部署在通江境内实施M201井,由于地形地貌和场地选址等诸多条件限制,修建井场道路直接从滑坡体中部穿越,开挖路堑边坡时产生滑坡,由于滑坡体范围广、规模大,造成治理难度大、成本高、风险大、周期长。

滑坡按滑坡体的物质组成和滑坡与地质构造关系分:堆积层滑坡、岩层滑坡、特殊滑坡;按引起滑动的力学性质划分为推移式滑坡和牵引式滑坡;按形成原因划分为工程滑坡和自然滑坡;按滑面与岩层面关系划分为无层滑坡、顺层滑坡及切层滑坡。

3.2崩塌

崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。如:2007年7月,部署实施河坝场构造HB101井,因持续强降雨,加之井场开挖形成高切坡岩层节理裂隙发育及山区风化侵蚀作用,井场内侧陡壁发生较大规模岩壁崩塌,造成钻井设备毁损和停工1个月,经济损失达数百万元。

崩塌按照坡地物质组成划分为崩积物崩塌、表层风化物崩塌、沉积物崩塌、基岩崩塌;按照移动形式和速度划分为散落型崩塌、滑动型崩塌、流动型崩塌。

3.3泥石流

泥石流是山区沟谷、河沟地貌特有的一种自然地质现象,它是由于降水(如暴雨等)而形成的一种夹带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流。它暴发突然,历时短暂,来势凶猛,具有强大的破坏力。如:2010年7月6日,位于通江M101井遭遇泥石流灾害,造成重大人员伤亡,毁损大量油气钻井设备,直接经济损失达上千万元。

泥石流根据流域特征分类标准型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流;根据物质状态分类黏性泥石流、稀性泥石流。以上是最常见的两种分类。

4地质灾害的形成及诱发因素

4.1滑坡

滑坡形成条件

(1)地形地貌条件:下陡中缓上陡的山坡和山坡上部成马鞍形的环状地形,且汇水面积较大时,在基岩面易发生滑动;

(2)地质条件:岩土层中存在软弱面,岩体构造和产状对斜坡的稳定影响很大;

(3)气候径流条件:气候条件,地面水地下水作用等。

诱发因素:一是不合理的人类工程建设活动;二是降雨对滑坡的影响很大。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点;三是地震对滑坡的影响也很大。究其原因是地震的强烈作用破坏斜坡土石的内部结构,加上地下水也有较大变化,对斜坡稳定是很不利的。

4.2崩塌

崩塌形成条件:

(1)地貌条件:崩塌多产生在陡峻的斜坡地段,坡度大于45°的高陡边坡,坡面多不平整,上陡下缓,孤立山嘴或凹形陡坡;

(2)岩性条件:坚硬岩层组成高陡山坡,节理裂隙发育,岩体破碎;

(3)构造条件:岩体中各种软弱结构面的组合位置处于最不利状态时易发生崩塌;

(4)岩土类型:岩土是产生崩塌的物质条件,不同类型所形成崩塌的规模大小不同。

诱发因素:一是地震。地震引起坡体晃动,破坏坡体平衡。二是降雨。暴雨和长时间连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩土及其中软弱面,产生孔隙水压力等从而诱发崩塌。三是不合理人类工程建设活动。如边坡开挖过高过陡,破坏山体平衡,都会促使崩塌的发生。还有一些其他因素:如昼夜温差、季节温度变化及风化冻胀等。

4.3泥石流

泥石流形成包括:

(1)地形条件:泥石流主要集中分布在山高沟深,地势陡峻,沟床纵横坡度大,流域的形状便于水流的汇集的区域;

(2)地质条件:所处地区地质构造类型复杂、断裂褶皱发育新构造运动强烈、表层岩土破碎,滑坡、崩塌等不良地质作用发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;

(3)水文气象条件:区内泥石流多为降雨激发,特别是降雨集中且强度大的雨季。

诱发因素:一是不合理工程建设活动。人类各种工程建设活动不合理开挖,破坏了山坡表面而形成的。二是滥伐乱垦。滥伐乱垦使植被消失,山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,加重水土流失,进而山坡的稳定性被破坏,崩塌、滑坡等不良地质现象发育;三是次生灾害。如地震灾害过后经过暴雨发生的洪流。

5地质灾害分布特点

5.1地域地貌特征明显

地质灾害在地域分布[3]多集中于地势坡体陡峻的山区,特别是中高山河谷深沟区。地质构造对地质灾害的发育起控制作用,尤其是强烈的地质构造作用破坏岩土的完整性,提供有利岩土体失稳的结构面。褶皱发育强烈,山地地貌是滑坡、崩塌的高发区,而深沟河谷地貌是泥石流集中发生区域。

5.2时间性强

降雨是诱发地质灾害的主要因素,区内降雨集中分布每年6月~9月,占降雨总量的70%以上。根据有关数据统计,几乎大多的地质灾害的暴发均与降雨关系密切,特别是泥石流灾害。

5.3人类工程活动影响大

人类工程建设活动如开山修路、滥伐乱垦,矿产资源开发建设等强烈活动区,地质灾害发育。根据资料统计,与人类工程活动相关地质灾害3168处,占统计总数的70%左右,主要为滑坡、崩塌;与人类活动相关的地质灾害1356处,约为统计总数的30%,以泥石流为主。

5.4连锁反应强

一种地质灾害的发生往往引发其它地质灾害发生,如大型崩塌堆积体物质产生滑坡,滑坡物质又成为泥石流的重要物源,形成累进连锁的破坏,这类灾害发生在通南巴地区是较为普遍。

6地质灾害对油气勘探作业的危害

通南巴油气勘探具有高风险、高技术、高投入的特点,以满足寻找特殊油气地质目标为前提,使得实际大多数勘探作业井场位于偏远山区、斜坡河谷及深沟沿岸平坝等复杂环境区域内,遭受地质灾害风险隐患高。其次,由于地形地貌条件限制,勘探场址建设出现深挖高填方及高陡切坡区,不得不面临滑坡、崩塌等灾害的重大风险。第三,由于油气勘探点多,面广,不集中,且位于远离城市的偏远山地、河谷等地区,极大增加区域内气象和地质灾害信息搜集、获取难度大,无法及时对可能发生灾害进行防范,导致遭受地质灾害风险概率增大;特别是油气勘探施工过程发生滑坡、泥石流等地质灾害时,将严重危险到全体施工人员生命和钻机设备安全,造成损失和后果将无法估量。

7地质灾害防治对策

随着通南巴地区地质灾害防灾减灾形势日趋严峻,笔者认为,应坚持预防为主、避让与治理相结合的原则,积极采取防治管理和技术措施,才能做好油气勘探作业区域地质灾害防治。

7.1地质灾害防治管理

7.1.1落实责任,执行规范

做好地质灾害防治,落实防灾减灾责任是关键;其次,严格执行地质灾害防治规范、技术标准有关要求。

7.1.2做好地质灾害调查和评估

在油气勘探场地选址阶段,应对所选勘探场址区域地质灾害进行调查评估,查明是否存在潜在不良地质现象;对可能存在重大灾害风险,宜优先避让;当场址必须建设时,应组织技术经济论证。

7.1.3加强地质环境监测与应急预报

在油气勘探作业区域及周边地质灾害多发区,应做好地质环境监测,并加强与地方气象、地质灾害防治部门联系,以此逐步建立适用于油气勘探作业特点的地质灾害监测及预报信息系统。

7.2地质灾害防治技术

7.2.1生物治理措施

生态环境的变化是促使地质灾害发生的主要原因之一。为此,采取相应的生物治理措施:恢复地表植被,提高自然水土保持能力;禁止任意采石取土,破坏山地地表,防治水土流失;做好油气勘探工程建设区域及周边环境生态保护。

7.2.2工程防范措施

在斜坡地带进场油气勘探场址工程开工建设前,应先做好工程勘察,查明有无滑坡、崩塌及泥石流存在;在斜坡地带进行挖填方时,做好开挖边坡支挡和排水,避免造成工程滑坡;施工前做好施工组织设计,制定挖方的施工顺序,合理安排弃土的堆放场地:

7.2.3工程治理措施

(1)防治滑坡措施:修建排水沟、渗井等消除和削弱地表水及地下水对滑坡的影响;增大滑体的抗滑力,修建抗滑桩、锚拉抗滑桩;采用后缘减载,前缘加压等改善坡体形态;采用灌浆、锚固等改良坡体岩土体性质,提高强度,增大稳定性。

(2)防治崩塌措施:修建护坡、锚杆挡墙等防止岩土体剥落;人工削坡消除小型危岩及崩塌隐患;疏导地表水和地下水,减缓风化、冲蚀及侵蚀;

(3)防治泥石流措施:修建拦砂坝、拦渣坝,减弱泥石流的动力作用、减少物质流通;在下游设置排导槽、约束水流、改善沟床平面,抑制泥石流暴发。

泥石流的灾害特点篇6

关键词:峡谷山区;地质灾害;危害性;防灾减灾

中图分类号:F407.1文献标识码:A文章编号:

1、峡谷山区地质灾害的类型分析

峡谷山区地质灾害可说是灾难性的,如何减少峡谷山区地质灾害对社会与经济的冲击,是各国政府所关心的重要课题。要有效地减少灾害的损失,需了解灾害发生的机理并进行分类,国内外峡谷山区地质灾害的分类法相当多,我国则是将峡谷山区灾害分为崩塌、滑坡与泥石流三大类,而各国也有不同的分类方法,其中最常用的分类法是Vames在1978年提出的,Vames将峡谷山区灾害利用其运动型式与边坡材料不同加以区分,其中运动型式分为坠落(fall)、倾翻(topple)、滑动(slide)、流动(flow)、侧向扩展(1ateralspread)与复合型(complex);而材料则分为岩石(rock)、岩屑(debris)与土质(soil)。一般来说坠落和倾翻属于崩塌的范畴,而滑坡与泥石流的运动型式分别为滑动与流动,下面简要说明峡谷山区灾害常见运动型式的特性。

坠落:岩块或土体受重力、风化与水渗入等因素影响,由悬崖或陡坡骤然坠落、跳动及滚动至下方斜坡,坠落主要发生在多裂隙、节理的高陡斜坡或河岸侵蚀侧,若落石发生在道路旁则会造成交通中断甚至伤及人车,典型的落石如图l所示。

倾翻:通常发生在不连续面(裂隙、节理、层面)的倾向与坡面的倾向相反的逆向岩坡,此不连续面受重力或裂隙中的水压力作用而张裂,受到扰动而向下、向外翻倒,边坡倾翻的照片如图2所示。

滑动:主要可分为旋转滑动(rotationalslide)与平面滑动(translationalslide)两种,这是斜坡最常见的破坏模式。旋转滑动多发生在较均质的土坡或破碎的岩坡,滑动面类似圆弧状;平面滑动的滑动面则近似平面,此平面一般为不连续面(如层面、节理面、断层与土岩界面等),岩坡的楔型破坏(wedgefailure)也是平面滑动的一种,上述这些边坡的滑动主要是岩土的剪切破坏造成。图3为岩土界面间产生平面滑动的照片。

流动;斜坡的土体或岩体破坏情形如流体一般,流动速度可以是很缓慢的蠕变(creep)或是快速的泥石流。蠕变是因坡体的剪应力足够产生永久变形但未达到抗剪强度所造成,由于速度缓慢,尽管时间久后会造成工程设施损坏,通常不致影响人类生命安全,但有时蠕变可能会由于风化作用等因素从缓变转换成突变,这种蠕变破坏可能会引发较严重的灾害,因此斜坡的蠕变要注意是否有突变的可能,以避免蠕变从缓慢的流动转换为快速的滑动或流动而造成灾害。与蠕变相比,泥石流则非常危险,它是土、石和水的混合体受重力作用而流动,这种流动依其发生机理主要可分为水力型与土力型两种,水力型泥石流与水流运动有关,水流带动溪流的推移质与悬移质进而形成泥石流;土力型泥石流与岩土体内超静孔隙水压的增长有关,当超静孔隙水压增大到某一值时,使土体产生流滑(或广义液化)并进而引发泥石流。流动的泥石流有如流动的混凝土,由于其爆发突然且夹带巨石,因此破坏力惊人,泥石流依据组成材料不同可分为泥流、黏性泥石流、稀性泥石流与水石流,不同类型的泥石流的特性也不相同,这意味着所采用的防灾减灾策略需根据不同的条件采用合适的减灾策略。由图4可以看出泥石流的破坏力。

侧向扩展:与其他斜坡破坏型式不同,侧向扩展多发生在较平缓的土坡或河道边的平地(若发生在河边的侧向扩展常称为崩岸)。其主要发生原因一是下层土产生液化(地震或人工振动)或塑性流动,使上层岩土体开裂并依次倒下或滑下,一是高灵敏土(quickclay)或分散性土的流滑现象,因此侧向扩展常是一种复合式的边坡破坏。侧向扩展的研究相当少,特别是崩岸的启动与停止,它不仅与土力学中的水土作用下崩塌与滑动问题有关,也涉及到河流含沙量、水流特性等泥沙运动学和水力学问题,因此仍有待进一步进行多学科交叉的研究,以减少崩岸所造成的损失。图5为发生在长江的崩岸。

事实上,自然界的斜坡破坏型式很少是单一型式,多属于两种破坏型式以上的组合(复合型)。以泥石流为例,通常在泥石流溪流上游发生处及两岸有许多崩塌与滑坡,这些崩塌与滑坡所携带的岩、土提供泥石流的土石材料,存在合适的溪流坡度与足够的降雨时,便会爆发泥石流。

因此斜谷山区灾害的机理相当复杂,需累积相当的经验才能判断出致灾的主因,进而做出合适地减灾措施的决策。

图l堕落的落石图2岩石倾翻

图3平面滑动破坏图4泥石流图5长江崩岸

2地质灾害防治工作的思考

如上所示,峡谷山区地质灾害可说是灾难性的且类型很多成因复杂,因此要经济有效地进行地质灾害防治工作需多方面(诸如学界、工程界、公众与政府等)的相互协调与整合,以下就地质灾害防治相关学科的整合研究、地质灾害防治工程生命周期设计理念、信息共享平台的建立与地质灾害防治专责机构的重要性等方面进行讨论,通过这些讨论来说明峡谷山区地质灾害防灾减灾工作的未来发展方向。

(1)地质灾害防治相关学科的整合研究

地质灾害防治工作可说是社会学科、自然学科与工程学科的整合应用,因此可说是庞大的系统工程,即使仅从工程角度来看,地质灾害防治工作也涉及到很多的学科。以岩土工程中的管涌破坏来说,岩土工程学可以利用达西定律描述土中水的渗流,利用水力坡降来决定土体是否发生渗透破坏,但一旦产生管涌,则必须考虑数管据道内的水力学与泥沙运动学特性来决定管涌是否继续扩展或稳定,因此要较好的描述管涌等渗透破坏的过程则需进行土力学、水力学与泥沙运动学的学科交叉研究。

同样地,由于强降雨是造成峡谷山区灾害的重要原因之一,因此通过雨量来进行峡谷山区灾害预警基准的研究也是减少灾害损失的重要途径,但要较好的应用雨量预警基准则需进行岩土工程学与气象学的整合研究。然而在进行整合研究不可避免的受到各学科发展不足的限制,因此需了解这些限制才能有效地将其应用在实际的地质灾害防治工作上。

(2)地质灾害治理工程生命周期设计理念