本文目录一览:
- 1、泥石流是怎么形成的?
- 2、泥石流发生的条件是什么?
- 3、泥石流形成条件
- 4、泥石流的形成条件是什么 泥石流有哪些危害
- 5、泥石流的形成条件 泥石流对人类有哪些危害
- 6、泥石流是怎样形成的?
- 7、泥石流形成的原因
- 8、泥石流形成条件
- 9、泥石流主要分布在我国哪些区域,什么样的条件下会出现泥石流,泥石流会带来那些危害?
泥石流是怎么形成的?
一、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:
1、有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件;
2、有丰富的松散土石碎屑固体物质来源;
3、短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素.
(一)地形地貌条件
地形条件制约着泥石流形成、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.
1、沟谷形态
典型泥石流分为形成、流通、堆积等三个区,沟谷也相应具备三种不同形态.上游形成区多三面环山、一面出口的状、漏斗状或树叶状,地势比较开阔,周围山高坡陡,植被生长不良,有利于水和碎屑固体物质聚集;中游流通区的地形多为狭窄陡深的狭谷,沟床纵坡降大,使泥石流能够迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或较宽阔的河谷,使碎屑固体物质有堆积场地.
2、沟床纵坡降
沟床纵坡降是影响泥石流形成、运动特征的主要因素.一般来讲,沟床纵坡降越大,越有利于泥石流的发生,但比降在10%-30%的发生频率最高,5%-10%和30%-40%的其次,其余发生频率较低.
3、沟坡坡度
坡面地形是泥石流固体物质的主要源地一,其作用是为泥石流直接供固体物质.沟坡坡度是影响泥石流的固体物质的补给方式、数量和泥石流规模的主要因素.一般有利于提供固体物质的沟谷坡度,在我国东部中低山区为10-30度,固体物质的补给方式主要是滑坡和坡洪堆积土层,在西部高中山区多为30-70度,固体物质和补给方式主要是滑坡、崩塌和岩屑流.
4、集水面积
泥石流多形成在集水面积较小的沟谷,面积为0.5-10平方公里者最易产生,小于0.5-平方公里和10-50平方公里其次,发生在汇水面积大于50平方公里以上者较少.
5、斜坡坡向
斜坡坡向对泥石流的形成、分布和活动强度也有一定影响.阳坡和阴坡比较,阳坡上有降水量较多,冰雪消融快,植被生长茂盛,岩石风化速度快、程度高等有利条件,故一般比阴坡发育.如我国东西走向的秦岭和喜马拉雅山的南坡上产生的泥石流比北坡要多得多.
(二)碎屑固体物源条件
某一山区能作为泥石流中固体物质的松散土层的多少,与地区的地质构造、地层岩性、地震活动强度、山坡高陡程度、滑坡、崩塌等地质现象发育程度以及人类工程活动强度等有直接关系.
1、与地质构造和地震活动强度的关系
地区地质构造越复杂,褶皱断层变动越强烈,特别是规模大,现今活动性强的断层带,岩体破碎十分发育,宽度可达数十条数百米,常成为泥石流丰富的固体物源.如我国西部的安宁河断裂带、小江断裂带、波密断裂带、白龙江断裂带、怒江断裂带、澜沧江断裂带、金沙江断裂带等,成为我国泥石流分布密度最高、规模最大的地带.
在地震力的作用下,不仅使岩体结构疏松,而且直接触发大量滑坡、崩塌发生,特别是在Ⅶ度以上的地震烈度区.对岩体结构和斜坡的稳定性破坏尤为明显,可为泥石流发生提供丰富物源,这也是地震→滑坡、崩塌→泥石流灾害连环形成的根本原因.如1973年四川炉霍地震(7.9级)和1976年四川平武—松潘地震(7.2级)破坏山体,产生大量崩塌、滑坡,促使众多沟谷发生泥石流.
2、与地层岩性的关系
地层岩性与泥石流固体物源的关系,主要反映在岩石的抗风化和抗侵蚀能力的强弱上.一般软弱岩性层、胶结成岩作用差的岩性层和软硬相间的岩性层比岩性均一和坚硬的岩性层易遭受破坏,提供的松散物质也多,反之迹然.如长江三峡地区的中三迭统巴东组,为泥岩类和灰炭类互层,是巴东组分布区泥石流相对发育的重要原因.安宁河谷侏罗纪砂岩、泥岩地层是该流域泥石流中固体物质的主要来源.
花岗岩类,由于结构构造和矿物成分的特点,物理和化学风化作用强烈,导致岩体崩解,形成块石、碎屑和砂粒,形成大厚度的风化残积层,当其它条件具备时可形成泥石流.
石灰岩分布地区,炭岩只有经物理风化和经淋溶的残积红土以及经地质构造作用的破碎带,才可能成为泥石流的固体物源.由于石灰岩具可溶性,溶蚀现象发育,塌陷、漏斗等岩溶堆积松散土多见,难以成为泥石流的固体物源,再加上岩溶地区地表水易流入地下,故灰岩地区泥石流现象少见.
除上述地质构造和地层岩性与泥石流固体物源的丰度有直接关系外,当山高坡陡时,斜坡岩体卸荷裂隙发育,坡脚多有崩坡积土层分布;地区滑坡、崩塌、倒石锥、冰川堆积等现象越发育,松散土层也就越多;人类工程活动越强烈,人工堆积的松散层也就越多,如采矿弃渣、基本建设开挖弃土、砍伐森林造成严重水土流失等.这些均可为泥石流发育提供丰富的固体物源.
(三)水源条件
水既是泥石流的重要组成成分,又是泥石流的激发条件和搬运介质.泥石流水源提供有降雨、冰雪融水和水库(堰塞湖)溃决溢水等方式.
1、降雨
降雨是我国大部分泥石流形成的水源,遍及全国的20多个省、市、自治区,主要有云南、四川、重庆、西藏、陕西、青海、新疆、北京、河北、辽宁等,我国大部分地区降水充沛,并且具有降雨集中,多暴雨和特别大暴雨的特点,这对激发泥石流的形成起了重要作用.特大暴雨是促使泥石流暴发的主要动力条件.处于停歇期的泥石流沟,在特大暴雨激发下,甚至有重新复活的可能性.1963年9月18日,云南东川的老干沟,一小时内降雨55?2毫米,暴发了50年一遇的泥石流.连续降雨后的暴雨,是触发泥石流又一重要动力条件,因为泥石流发生与前期降水造成松散土含水饱和程度与1小时、10分钟的短历时强降雨(雨强)所提供的激发水量有十分密切的关系.据有关资料,在日本,激发泥石流的小时雨强,一般在30mm以上,10分钟雨强在7mm—9mm以上,甸西部地区激发泥石流的小时雨强30mm左右,10分钟则在10mm以上.
2、冰雪融水
冰雪融水是青藏高原现代冰川和季节性积雪地区泥石流形成的主要水源.特别是受海洋性气候影响的喜马拉雅山、唐古拉山和横断山等地的冰川,活动性强,年积累量和消融量大,冰川前进速度快、下达海拔低,冰温接近融点,消融后为泥石流提供充足水源.当夏季冰川融水过多,涌入冰湖,造成冰湖溃决溢水而形成泥石流或水石流更为常见.
3、水库(堰塞湖)溃决溢水
当水库溃决,大量库水倾泄.而且下游又存在丰富松散堆积土时,常形成泥石流或水石流.特别是由泥石流、滑坡在河谷中堆积,形成的堰塞湖溃决时,更易形成泥石流或水石流.
泥石流发生的条件是什么?
泥石流的形成需要三个基本条件:1、有陡峭便于集水集物的适当地形;2、上游堆积有丰富的松散固体物质;3、短期内有突然性的大量流水来源。
地质灾害科普讲堂
泥石流形成条件
泥石流的形成一般具备以下几个必要条件:
1、有一定汇水面积的沟谷;有较丰富的碎石或松散土体;强降雨天气。
2、地形地貌条件:地形上,山高沟深,沟床纵坡降大,流域形状便于水流汇集。上游形成区地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔,周围山高坡陡,山体破碎,植被生长不良,有利于水和碎屑物质的集中。
中游流通区,地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能够迅猛下泻;下游堆积区地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使碎屑物有堆积场所。
3、松散物质来源条件:地表岩层破碎,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,为泥石流提供了丰富的固体物质来源;另外,岩层结构疏松软弱,易于风化,节理发育,或软硬相间成层地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物质来源;一些人类工程经济活动,如滥伐森林造成水土流失,采矿、采石形成的尾矿、弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
4、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的动力来源。水来自暴雨、冰雪融水和溃决水体等。我省泥石流水源主要来自暴雨和长时间的连续降雨及库坝溃决等。
泥石流的形成条件是什么 泥石流有哪些危害
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泥石流的形成条件是什么
泥石流是山区沟谷中,由暴雨、水雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。泥
石流的形成必须同时具备以下3个条件:即陡峻的地形地貌、丰富的松散物质和短时间内有大量的水源。
1、地形地貌条件
地形上,山高沟深、地势陡峻,沟床纵坡降大,沟谷形状便于水流汇集。沟谷上游地形多为三面
环山,一面出口的瓢状或漏斗状,周围山高坡陡,植被生长不良,有利于水和松散土石的集中;沟谷中游地形多为峡谷,沟底纵向坡降大,使泥石流能够向下游快速流动;沟谷下游出山口的地方地形开阔平坦,泥石流物质出山口后能够堆积下来。
2、松散物质来源条件
沟谷斜坡表层岩层结构疏松软弱、易于风化、节理发育,有厚度较大的松散土石堆积物,可为泥
石流形成提供丰富的固体物质来源;人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,采矿堆弃在沟谷的弃渣堆土等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
3、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动力来源。泥石流的水源有暴雨、
冰雪融水和水库(池)溃决下泄水体等。
泥石流有哪些危害
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。泥石流的主要危害是冲毁城镇、企事业单位、工厂、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。泥石流速度快、惯性力大,前进遇障碍阻挡时,可冲击爬高、翻越障碍而过;弯道流动,凹岸泥石流面的超高显著,常使障碍物背面和凹岸坡成为潜在危险地带,因此常造成生命、财产严重受损。
泥石流的形成条件 泥石流对人类有哪些危害
导语:大家都知道,泥石流是指在山区或者沟谷深壑的特殊洪流。有些朋友对泥石流的相关内容感兴趣,那么,下面就跟朋友们来好好聊聊,泥石流的形成条件是什么?泥石流对人类有哪些危害?希望可以给大家带来一些帮助。
泥石流的形成条件
形成条件有3个,分别是①陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;②有丰富的松散物质;③短时间内有大量的水源。
(1)地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵坡度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡度降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。
(2)松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石有破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外,岩层结构松散、软弱,易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
(3)水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)。泥石流的水源,有暴雨、冰雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
泥石流对人类有哪些危害
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。
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。
滑坡、泥石流的防范
在山地环境下,滑坡、泥石流现象虽然不可避免,但通过采取积极防御措施,滑坡、泥石流危害则是可以减轻的。
(一)逃避山体滑坡重在识别前兆。山体滑坡往往非人力可以制止,但我们可以通过弄清楚其爆发前暴露的前兆特征,及早安全撤离危险区域。崩塌的前兆特征主要有如下几个方面:崩塌的前缘掉块、坠落,小崩小塌不断发生;崩塌的脚部出现新的破裂形迹,能嗅到异常气味;不时能听到岩石撕裂、摩擦、碎裂的声音;出现热、氡、气、地下水质、水量等异常;动植物出现异常现象。如果发现这样的征兆,居住在滑坡附近或行走在易滑坡地带的人们就要及早转移撤离。要是发现山坡前缘土体隆起,山体裂缝急剧加长加宽等异常现象,也要及早采取转移等避险措施。
(二)泥石流将爆发时要朝山坡两侧跑。泥石流往往发生在特定的泥石流沟谷中,因此,掌握判断泥石流沟谷并远离它们的技巧,对于自救很有必要。泥石流沟谷上游像漏斗、饭勺、树叶,中游深且窄,下游则较为开阔,沟谷上、下游相对高差一般在300米以上。如果沟谷上游存在山塘水库、或沟内地下水丰富,它们在遇到连续强降雨天气时,更易爆发泥石流。要特别警惕的是,泥石流往往突然爆发,因而逃生机会很小。因此,当听到山沟内有轰鸣声,或看到主河洪水上涨、正常流水突然断流,应该马上意识到泥石流就要到来,并立即采取逃生措施。在逃跑中要注意选择正确的方向:不要顺沟方向朝上游或朝下游跑,应该朝着沟岸的两侧山坡跑,但注意不要停留在凹坡处。
泥石流是怎样形成的?
山坡植被遭破坏,降水时泥土没法固制,于是就引发了泥石流。
斜坡上松散的土石块,经暴雨或冰雪融水的长时间浸泡达到饱和,形成的洪水(泥石流)
泥石流的形成需要三个基本条件:有陡峭便于集水集物的适当地形;上游堆积有丰富的松散固体物质;短期内有突然性的大量流水来源。
地形地貌条件
在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口为瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。
松散物质来源条件
泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;各种各样的泥石流图片(10张)另外,岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
水源条件
水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。[4]
泥石流形成的原因
泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;有丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。
(1).地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。
(2).松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外、岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
(3).水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
不合理的人类经济活动亦能诱发泥石流
由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类经济活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生,就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:
(1)不合理开挖:修建铁路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其它建筑活动,破坏了山坡表面而形成的。
(2)不合理的弃土、弃渣、采石:这种行为形成的泥石流的事例很多。
(3)滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失,山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡的稳定性被破坏,崩塌、滑坡等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。
泥石流形成条件
泥石流是山区沟谷中,由暴雨、水雪融水等水源激发的,含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发,浑浊的流体沿着陡峻的山沟前推后拥,奔腾咆哮而下,地面为之震动、山谷犹如雷鸣。在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外,在宽阔的堆积区横冲直撞、漫流堆积,常常给人类生命财产造成重大危害。
泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;有丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。
(1).地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。
(2).松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外、岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
(3).水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
一、水源条件
工程区泥石流形成的主要水源有降雨、冰雪融水,以及冰雪消融与降雨混合型洪水等,它们提供形成泥石流的水体成分和动力条件,进而引发泥石流。
1.大气降雨
工程区气候主要特点是垂直地带明显,南湿北干,为复杂多样的高原山地气候。从地理位置和大气环流变化看,主要受夏季强大的季风环流和冬季环流的影响。干季(11月至次年4月)主要受大陆内部干冷气团控制,受北方冷空气南下的影响,气候干燥寒冷,多大风、风沙、浮尘,降水量仅占全年的10%左右。湿季(5~10月),主要受印度洋北上的西南暖湿气流和西太平洋副热带高压影响,气候凉爽,光照较强,空气湿润,降水量占全年的90%左右。工程区多年平均降水量在650mm左右(表2-1),全年降水主要集中在5~10月,此段时间也是降雨型泥石流集中发生的时间(表2-2)。
表2-1 工程区多年平均降水量
表2-2 工程区月平均降水量 单位:mm
续表
中雨、大雨、暴雨、大暴雨(它们在24h内降雨量的下限值依次为10mm,25mm,50mm,100mm)均可激发泥石流。甘孜县历史最大日降雨量为40.9mm,出现在1995年6月3日;壤塘县历史最大日降雨量为49mm,出现在1966年7月28日,6~9月降水中,均出现30mm以上的1d最大降水量。阿坝县历史最大日降雨量达67.80mm,出现在1968年7月12日。工程区具备降雨型泥石流形成的降水条件。
工程区一年的降雨可形成两个峰值,峰值在6~9月,8月降雨相对减少(图2-1),反映出冬春的冰雪积累量大,夏秋季降雨历时长,强度不大,暴雨日数多的特点。降雨强度对泥石流形成有触发作用,降雨强度越大,越容易触发泥石流。
图2-1 工程区各月平均降水量
2.冰雪融水
工程区年平均气温见表2-3,气温的主要特点是年际变化小,昼夜温差大,11月至次年3月为低温期,6~8月为高温期,月平均气温见表2-4和图2-2。
表2-3 工程区多年平均气温
表2-4 工程区月平均气温 单位:℃
图2-2 工程区各月平均气温
从积雪融化来看,高山积雪区的多年积雪和季节性积雪在暖季强烈消融,融雪水流促成泥石流暴发。冰雪融水的强度除积雪量的大小外,主要受气温的控制和影响。
除冰雪消融径流外,冰雹融水亦为泥石流提供了水分来源。暖季多是阵性大风伴随暴雨、冰雹突然袭击,造成溪水暴涨,山洪泥石流暴发使沟边大片农作物毁于一旦,成群小牲畜被洪水冲走。
3.混合型
混合型水流是指冰雪融水径流和降雨径流叠加,即在泥石流形成过程中,冰雪水源一般是主要的水动力条件,降雨起着促进作用,特别是持续高温后又紧接强度较大的降雨,就会形成规模较大和历时较长的泥石流。
二、松散固体物质条件
充足的松散固体物质是形成泥石流的基本条件。影响松散固体物质的因素很多,如地质构造和不同地层岩性等都可以以不同方式提供碎屑物质,构成泥石流活动的物质基础。
1.地质构造和地震
青藏高原不是一个统一的断块,构造年代、变形年代、应力强度等都有很大的差异。由于亚欧大陆板块和印度大陆板块发生碰撞,青藏高原是在晚中生代到古近纪间通过陆块的拼合而成。两大板块的碰撞不仅使大陆地壳分裂成薄片,互相冲掩与堆叠,导致陆块内部沉积盖层变形,使松散堆积层厚度加大,而且导致年轻花岗岩的强烈活动和地热异常的普遍发育。
工程区地表结构破碎,覆盖层土壤薄,溪沟纵横分布,长期切蚀形成若干岭谷地貌单元,相对高差多在500~1500m,坡度多为25°~45°之间,出露岩层多为破碎页岩、板岩,风化作用强,稍遇水力侵蚀,在自身重力作用下便垮塌,为泥石流形成提供物质条件。
工程区位于印度板块与欧亚板块碰撞挤压作用的接触地带,随着青藏高原隆起形成了一系列新的活动构造,以及重新活动的老构造带。上升运动引起剥蚀作用加剧,沟谷下切,从而造成地表被切割,山高谷深。强烈的新构造运动使基岩部分变质、破碎,使得堆积扇或河流阶地上的第四系松散物质成为泥石流固体物质的补给源地。
地震是现代地壳活动最明显的反映。工程区岩层在烈度较大的地震作用下,降低了强度而变得破碎、疏松,使山体稳定性遭到破坏,不仅加速了松散固体物质的积累过程,而且还能直接激发泥石流的形成。如桑日麻断裂具有较宽的破碎带,控制着杜柯河河谷的展布和第三系(古、新近系)发育,断裂带曾于1947年发生达日7.75级地震,实际上工程区杜柯河流域就有26条泥石流沟,证明了地质构造对泥石流形成的影响。
2.岩性
工程区地壳稳定性差,构造体系复杂,多弧形褶皱,出露地表的岩层多为变质砂岩、千枚岩、片岩、板岩等,这些岩层软弱易风化,如西康群的砂岩、千枚岩地层,抗风化能力低,岩层破碎,这都有利于松散固体物质源源不断地补给泥石流的形成。
由于工程区气温寒冷,温差大,风化作用强烈,岩体在地质构造作用下较为破碎,岩体裂隙受构造作用影响不断扩大加深,并产生新的风化裂隙,岩体完整性遭到破坏进而解离为碎片、碎块和砂粒。工程区化学风化不明显,但大多数流域内分布有蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石等粘土矿物,容易出现遇水膨胀、崩解、软化、泥化等现象。由于广泛而持续的风化作用,在谷坡表层常形成风化壳(厚度可达数十米),成为泥石流形成的物质来源。
三、地貌条件
地貌条件对泥石流的发生、发展所起的作用有两个:一是通过地势为泥石流提供位能,赋予泥石流较大的侵蚀、搬运和堆积能量;二是在坡地或沟道的一定演变阶段内,提供足够数量的物质(水体和土体)。泥石流形成的地貌条件主要包括泥石流沟的沟床比降、沟坡坡度、坡向、汇水区面积和沟谷形态等。
沟床比降是流体由位能转变为动能的地貌条件,是影响泥石流形成和运动的重要因素。一般来说,比降大的沟床有利于堆积物的运动,要求附加外力(水动力)作用较小,反之则要求启动动能较大。表2-5反映了工程区泥石流沟的沟床纵坡统计情况,表明300‰~400‰的沟谷所占的比例最多,其次是100‰~200‰和200‰~300‰,最大沟床比降为650‰,最小沟床比降为7‰,平均沟床比降为320‰。泥石流的启动(发生)临界坡度大约为14°,相当于249.3‰沟床纵坡。从统计数据可以看出,工程区沟床比降为100‰~400‰,对泥石流的形成和运动最为有利。
表2-5 工程区泥石流沟沟床纵坡分级统计
工程区泥石流分布因受谷坡坡向水热条件差异的影响,导致自然地理要素的差异,显现出一定的坡向差异,具体表现为7个流域中位于左岸(朝向东南)的泥石流沟的数量(占总数76%)明显多于右岸(朝向西北)的数量(占总数24%),杜柯河和达曲流域更加突出。
四、激发条件
激发条件(如降雨、冰雪融水、冰崩雪崩等)是决定泥石流是否发生的动能因素。不同的激发条件决定着发生不同类型的泥石流,其强弱决定着泥石流规模的大小。
1.工程区内的降雨型泥石流
对于降雨型泥石流,国内外一些研究者指出,其发生与10min和1h的降雨量(雨强)有非常密切的关系。强暴雨的局地性和短历时雨强对泥石流的产生有着激发作用,主要集中在1h雨强2~10mm和10min雨强0.5~3.5mm范围内。如1994年杜柯河上杜柯乡金木达村暴发的泥石流,1995年杜柯河上杜柯乡西穷寺院暴发的泥石流,都是由于局地性暴雨引起的。再如1992年6月,由于壤塘县连续降雨近一个月,导致宗科沟以及上杜柯乡一带发生了大量的坡面泥石流和沟谷泥石流。冰雹和暴雨共同作用下,更容易激发泥石流,如壤塘县2003年石里乡牙拉村、宗科乡、茸木达乡和中壤塘乡由于冰雹和暴雨共同作用暴发了4场泥石流,直接经济损失共100多万元。
2.工程区内的冰雪融水型泥石流
对于冰雪融水所引发的泥石流,同气温的关系密切。工程区冰雪融水泥石流多与冬春积雪和首场(暴)雨有关,发生在气温回升时。
五、人类经济活动的影响
由于人类不合理的经济活动,破坏生态平衡,造成环境退化,从而引发泥石流。泥石流发生后往往形成荒沟和石滩,又使生态环境进一步退化,造成恶性循环。
工程区人烟稀少,人口主要集中在河谷内,森林茂密。不合理的人类活动主要表现为:(1)森林过度砍伐,毁林开荒,刀耕火种,陡坡垦殖,加剧了水土流失;(2)过度放牧,草场退化,山坡裸露地变为泥石流源地;(3)不合理的集运材方式,破坏地表结构,加速沟床侵蚀,促进泥石流形成;(4)设厂、开矿、筑路、修渠、建库等,切坡弃渣破坏岩土的稳定性,增加泥石流源地的土量。
泥石流主要分布在我国哪些区域,什么样的条件下会出现泥石流,泥石流会带来那些危害?
我国泥石流的分布,大体上以辽西山地、冀北山地、华北太行山、陕西华山、四川龙门山和云南乌蒙山一线为界。该线以西的华北山地、黄土高原、川滇山地和西藏高原东南部山地,是我国泥石流的主要发育地区,泥石流呈带状或片状分布;此线以东的辽东、华东、中南山地以及台湾和海南岛等山地,泥石流呈零星分布。根据泥石流形成的自然环境,物质组成和活动特点,可把我国泥石流概括为四个分布区:
(1)青藏高原东南部山地泥石流分布区——以冰川泥石流为特色,规模巨大,暴发频繁而猛烈。
(2)川滇山地泥石流分布区——以降雨泥石流占优势,泥石流暴发较频繁,与人类经济活动密切相关。
(3)黄土高原泥石流分布区——以暴雨激发而成的黄土泥流为特色,但其暴发频率、规模和破坏强度均不及上述山区泥石流。
(4)华北和东北山地泥石流分布区——以暴雨或台风雨所引起的泥石流为特色,其暴发频率虽较低,但规模较大而来势迅猛。
泥石流是山区爆发的特殊洪流,它包含泥沙 石块以至巨大的砾石,破坏力极强。
危害:摧毁城镇和村庄,堵塞江河,破坏森林,农田,道路,对人民的生命财产,生产活动以及环境造成很大危害。
我国的云贵高原多发
滥伐乱垦
泥石流的形成必须同时具备以下3个条件:陡峻的便于集水、集物的地形、地貌;有丰富的松散物质;短时间内有大量的水源。
(1).地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。
(2).松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外、岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
(3).水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
【泥石流发生的时间规律】
泥石流发生的时间具有如下三个规律:
(1)季节性:我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨,尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此,泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致,具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。因集中降雨的时间的差异而有所不同。四川、云南等西南地区的降雨多集中在6-9月,因此、西南地区的泥石流多发生在6-9月;而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月,尤其是7、8两个月降雨集中,暴雨强度大,因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计,发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90%以上。
(2)周期性:泥石流的发生受暴雨、洪水、地震的影响,而暴雨、洪水、地震总是周期性地出现。因此,泥石流的发生和发展也具有一定的周期性,且其活动周期与暴雨、洪水、地震的活动周期大体相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期相叠加时,常常形成泥石流活动的一个高潮。如云南省东川地区在1966年是近十几年的强震期,使东川泥石流的发展加剧。仅东川铁路在1970-1981年的11年中就发生泥石流灾害250余次。又如1981年,东川达德线泥石流,成昆铁路利子伊达泥石流、宝成铁路、宝天铁路的泥石流,都是在大周期暴雨的情况下发生的。
(3)泥石流的发生,一般是在一次降雨的高峰期,或是在连续降雨稍后。
【泥石流的分布特点】
我国泥石流的分布,明显受地形、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。一是青藏高原与次一级的高原与盆地之间的接触带;另一个是上述的高原、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、水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、局部暴雨强大、水雪融化快的地区。如云南、四川、甘肃、西藏等。低频率的稀性泥石流主要分布在东北和南方地区。
【泥石流活动强度的相关因素】
泥石流的活动强度主要与地形地貌、地质环境和水文气象条件三个方面的因素有关。比如、崩塌、滑坡、岩堆群落地区,岩石破碎、风化程度深,则易成为泥石流固体物质的补给源;沟谷的长度较大、汇水面积大、纵向坡度较陡等因素为泥石流的流通提供了条件;水文气象因素直接提供水动力条件。往往大强度、短时间出现暴雨容易形成泥石流,其强度显然与暴雨的强度密切相关。
【泥石流对人类的危害】
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,其危害程度比单一的崩塌、滑坡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。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋区南拱泥石流,使新章金、老章金两村被毁,97人丧生,经济损失近百万元。
(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。有时泥石流汇入河道,引起河道大幅度变迁,间接毁坏公路、铁路及其它构筑物,甚至迫使道路改线,造成巨大的经济损失。如甘川公路394公里处对岸的石门沟,1978年7月暴发泥石流,堵塞自龙江,公路因此被淹l公里,白龙江改道使长约两公里的路基变成了主河道,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己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。
【不合理的人类经济活动亦能诱发泥石流】
由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类经济活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生,就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:
(1)不合理开挖:修建铁路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其它建筑活动,破坏了山坡表面而形成的。如云南省东川至昆明公路的老干沟,因修公路及水渠,使山体破坏,加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡,致使泥石流更加严重。又如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填方,才能获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。
(2)不合理的弃土、弃渣、采石:这种行为形成的泥石流的事例很多。如四川省冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土、矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约lO万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)-西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。又如甘川公路西水附近,1973年冬在沿公路的沟内开采石料,1974年7月18日发生泥石流,使15座桥涵淤塞。
(3)滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失,山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡的稳定性被破坏,崩塌、滑坡等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。例如甘肃省白龙江中游现在是我国著名的泥石流多发区。而在一千多年前,那里竹树茂密、山清水秀,后因伐木烧炭,烧山开荒,森林被破环,才造成泥石流泛滥。又如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏了下游村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光