泥石流是最常见的危害之一,2002年印度尼西亚发生严重泥石流事件,2008年云南泥石流致35人死亡,2006年,菲律宾东部莱特岛南部山区因暴雨成灾发生的特大泥石流,500余间房屋和一所正在上课的小学在瞬间被吞没……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。所以,远离灾害、避开险境是最好的防灾方法。
什么是泥石流
泥石流是一种突然爆发的含有大量泥砂、石块的特殊洪流,并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用。
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。
泥石流形成的因素很多也很复杂。它们包括岩性构造、地形地貌、土层植被、水文条件、气候降雨等。泥石流既然是泥、沙、石块与水体组合在一起并沿一定的沟床运(流)动的流动体,那么其形成就要具备三项条件,即水体、固体碎屑物及一定的斜坡地形和沟谷,三者缺一不可。水体主要源自暴雨、水库溃决、冰雪融化等。固体碎屑物来自于山体崩塌、滑坡、岩石表层剥落、水土流失、古老泥石流的堆积物及由人类经济活动,如滥伐山林、开矿筑路等形成的碎屑物。其地形条件则是自然界经长期地质构造运动形成的高差大、坡度陡的坡谷地形。
当具备了泥石流发生的三项条件,泥石流又是如何形成暴发的呢?一般有三种形式:
(1)地表水在沟谷的中上段侵润冲蚀沟床物质,随冲蚀强度加大,沟内某些薄弱段块石等固体物松动、失稳,被猛烈掀揭、铲刮,并与水流搅拌而形成泥石流。
(2)山坡坡面土层在暴雨的浸润击打下,土体失稳,沿斜坡下滑并与水体混合,侵蚀下切而形成悬挂于陡坡上的坡面泥石流。北京山区农民常称之为“水鼓”、“龙扒掌”。
(3)沟源崩、滑坡土体触发沟床物质活动形成泥石流。既崩、滑体便发生溃决,强烈冲击并带动沟床固体碎屑物的活动而形成泥石流。
泥石流兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度往往比单一的滑坡、崩塌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。例如1969年8月,云南大盈江流域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。例如甘川公路394公里处对岸的石门沟,1978年7月暴发泥石流,堵塞白龙江,公路因此被淹1公里,白龙江改道使长约两公里的路基变成了主流线、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已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。
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”。
历史上的泥石流
本世纪最大的2次泥石流
1970年,秘鲁的瓦斯卡兰山爆发泥石流,500多万立方米的雪水夹带泥石,以100公里每小时的速度冲向秘鲁的容加依城,造成2.3万人死亡,灾难景象惨不忍睹。
1985年,哥伦比亚的鲁伊斯火山泥石流,以50公里每小时的速度冲击了近3万平方公里的土地,其中包括城镇、农村、田地,哥伦比亚的阿美罗城成为废墟,造成2.5万人死亡,15万家畜死亡,13万人无家可归,经济损失高达50亿美元。
近两年发生的重大泥石流灾害
2006年
1月,印度尼西亚中爪哇省和东爪哇省的部分地区连降暴雨,引发洪水和泥石流,造成至少70人死亡,200多人失踪,数千人无家可归。
2月,菲律宾南莱特省连日普降暴雨引发泥石流,造成至少94人死亡,19人受伤,982人失踪。
4月,哥伦比亚各地连降暴雨,引发洪灾和泥石流,造成至少76人死亡,170多人受伤,24人失踪。
2007年
1月11日,印度尼西亚北苏拉威西省桑义赫岛发生暴雨引发的洪水和泥石流,造成至少14人死亡,23人失踪,多人受伤。
3月20日,巴基斯坦控制的克什米尔地区遭受暴雨引发的泥石流袭击,至少造成37人死亡,大批人员受伤。
6月11日,孟加拉国东南部城市吉大港发生暴雨引发的泥石流,造成至少123人死亡。
瓦斯卡兰特大泥石流
1970年5月31日,位于秘鲁国西部安卡休州境内的钦博特海湾海底,突然发生里氏7.8级大地震,震中烈度为X度,并引发迄今为止世界上最罕见、最猛烈的瓦斯卡兰特大泥石流,导致容加依城全部毁灭,并使震区内近7万人丧生。
从全球地震震中分布图可以明显看出,著名的环太平洋地震活动带的东支安德烈斯地震环,属科迪勒拉山系,南北长达1.5万公里,刚好沿着中美洲海峡蜿蜒曲折地带的西海岸,再横穿南美洲西侧;整个安第斯山地区,并从位于南美洲西北部,西临太平洋的秘鲁国境内穿过。
5月31日下午15时23分,钦博特海湾以东的太平洋近海海底(南纬9.2度,西经78.8度)的断层突发位移,50秒钟的强烈错动,震撼了秘鲁国大约10万4千平方公里的陆地面积,计有20多万幢房屋建筑纷纷被强烈的地震波颠塌成废墟;尤其是震中钦博特及其东部地区的瓦廉卡、楚基卡拉、容加依等,由于地质与土质条件和土砖抗震性能极差等主客观原因,房屋等建筑物象豆腐渣一样,纷纷崩体、坍塌;尽管地震时值白天,并有沉闷的“数万汽车发动”似的地声先期提醒,但很多人却仍然来不及逃离,就当即被活埋在断壁残垣中。
与此同时,强大的冲击波震裂了瓦斯卡兰主峰的冰冠,这是秘鲁国境内最高的山峰,海拔6768米,峰顶常年积雪,冰山纵横,导致巨大的冰体坠落,酿变成南美洲甚至世界历史上空前绝后的特大灾害——容加依泥石流毁城大惨案:一块大约近千平方米的特大冰块,从瓦斯卡兰北峰崩塌,并狂落下坠900多米,撞击在海拔3700米处的冰山和冰河湖中。这无异于是一次“太空陨石与地球碰撞”似的惊天大碰撞。惯性溅起来的物体,猛然形成一个巨大无比的物体涡流气旋,旋风量足足有14级的狂暴;大约有一亿吨左右的冰块、岩石、泥土和冰雪被腾空卷起,遂又象天女散花似的纷纷坠落。先前没有被撞溅飞起的冰雪岩体,在“二次撞击”下,纷纷崩塌,滑坡,并形成一股前所未有的集结冰雪泥石流。估计约有5000万立方米的冰雪泥石流以320多公里的时速,即一分钟向前推进5.4公里,咆哮着向山下奔腾而来。十多米厚的泥石流,如巨蟒集结来袭;所经之处,还激**起无数强劲的气浪和石雨;一块3吨多重的岩石,居然被气浪反弹到600米外。秒速高达100米左右的泥石流越跑越快,象庞大无比的推土机一样铲平了沿途所有的山丘和村庄后,又轻而易举地翻过100多米高的分水岭,时速已高达400公里,一下子“全体”凌空倾倒在容加依城内,当场冲埋2.3万人,创迄今世界历史上冰雪泥石流冲埋死亡之最。
至此,容加依城全部毁灭。更令人惊心动魄的是,强大的冲击惯性,使泥石流在覆盖冲埋容城后,还继续向前推进了好几公里,最终流程长达160公里。据震后官方公布,“5?31”大地震,除钦博特基本毁灭,楚基卡拉、瓦廉卡半毁灭外,容加依和兰拉西卡也全部毁灭;共计死亡66794人,10多万人受伤,100多万人无家可归。这是20世纪南美洲世界地震史上,引发最罕见、最猛烈、最大规模,一次性死亡人数最多冰雪泥石流的特大灾难性地震。
四川理县泥石流灾害
2005年7月2日四川阿坝州普降暴雨,引发多处山地塌方,其中发生于理县薛城镇的泥石流较为严重。
7月2日,是四川理县薛城小学六年级学生毕业考试的时间,全校346名学生,只有毕业班学生71人到校考试,下午数学考试结束后,学校里只剩下了22名高半山寄宿制学生准备着第二天的自然课目考试。下午5点过,倾盆大雨从天而降,晚上9时,熄灯铃响,同学们陆续入睡。听着窗外一阵紧似一阵的雨声,薛城小学颜校长想起气象部门和防汛办的通知:最近要警惕山洪泥石流的袭击,心中有些担心。9时48分,突然一声巨响,就像有什么重物从高处往下掉,接着地面开始有些颤抖。“不好,泥石流!”颜校长心里一惊,冲出办公室。雨夜中,泥石流滚滚而来,先漫来的泥石流已经冲进了学校操场,正冲向师生宿舍。
“同学们快跑,洪水来了!”随着一阵异样的响声煷来教师的喊声。听见喊声的8名男生陆续从寝室跑到了操场。见多数学生还未出来,颜校长高喊:“泥石流来了,快转移学生!”他当即将在校的5名教师分成两个组,女教师在操场接应学生,把学生带到教学楼三楼,男教师进入学生寝室转移学生。一楼的学生们后脚刚离开宿舍,宿舍的一堵墙突然被泥石流击穿,巨石夹杂着大量泥沙汹涌入房。
学生全部安全转移出来了,颜校长心里还是不踏实。雨不停地下,山沟泥石流的滚动声和喧嚣声震得房屋在抖动。由于天太黑,无法判断险情,雨夜中,颜校长又将学生们转移到离学校200米远的电影院。此时的村民们也都惊恐万状,扔下手中和家中的所有东西,纷纷向四处的高地奔去。雨越下越大,会不会遭成山体滑坡?老师都认为此地也不安全,于10点45分再次将学生转移到更远一点、相对更安全的薛城老中学校内。老师们多次清点学生,22名一个也不少。颜校长一颗悬着的心才放了下来。
泥石流奔腾着,怒吼着,整个村寨突然断电,四周漆黑一片,通信设备全部瘫痪,颜校长与中小学男教师们组成义务巡逻队,巡逻到天亮。发生泥石流的第二天,22名学生家长都匆匆赶到学校,看着被冲垮的学生宿舍,看着安然无恙的孩子,都感动万分。
泥石流来临前的征兆
山地灾害来势凶猛、威力无比,远比洪水来得突然,也更加惨烈。所以,远离灾害、避开险境是最好的防灾方法。地质专家告诉我们,泥石流、滑坡、崩塌的发生也有迹可循。
(1)如果在山区旅游时,不幸遇上泥石流,游客不要惊慌。
(2)坡度较陡或坡体成孤立山嘴或为凹形陡坡、坡体上有明显的裂缝、坡体前部存在临空空间、或有崩塌物,这说明曾经发生过滑坡或崩塌,今后还可能再次发生;
(3)河流突然断流或水势突然加大,并夹有较多柴草、树木,深谷或沟内传来类似火车的轰鸣或闷雷般的声音,沟谷深处突然变得昏暗,还有轻微震动感,这些迹象都能确认沟谷上游已发生泥石流。
滑坡、泥石流来了怎么办
(1)沿山谷徒步时,一旦遭遇大雨,要迅速转移到附近安全的高地,离山谷越远越好,不要在谷底过多停留。
(2)注意观察周围环境,特别留意是否听到远处山谷传来打雷般声响,如听到要高度警惕,这很可能是泥石流将至的征兆。
(3)根据各种现象判断泥石流发生之后应立即逃逸,选择最短最安全的路径向沟谷两侧山坡或高地跑,切忌顺着泥石流前进方向奔跑;
(4)要选择平整的高地作为营地,尽可能避开有滚石和大量堆积物的山坡下面,不要在山谷和河沟底部扎营。
(5)不要停留在坡度大,土层厚的凹处;不要上树躲避,因泥石流可扫除沿途一切障碍;避开河(沟)道弯曲的凹岸或地方狭小高度又低的凸岸;不要躲在陡峻山体下,防止坡面泥石流或崩塌的发生;
(6)长时间降雨或暴雨渐小之后或雨刚停不能马上返回危险区,泥石流常滞后于降雨暴发;白天降雨较多后,晚上或夜间密切注意雨情,最好提前转移、撤离;
(7)人们在山区沟谷中游玩时,切忌在沟道处或沟内的低平处搭建宿营棚。
(8)游客切忌在危岩附近停留,不能在凹形陡坡危岩突出的地方避雨、休息和穿行,不能攀登危岩。
(9)前往山区沟谷旅游,一定事先要了解当地的近期天气实况和未来数日的天气预报及地质灾害气象预报。游客应尽量避免大雨天或连续阴雨天前往这些景区旅游。如恰逢恶劣天气,宁可蒙受经济损失、调整旅游路线,也不可贸然前往。
滑坡、泥石流背景资料
泥石流的分类及其特征
(1)按泥石流成因分类
人们往往根据起主导作用的泥石流形成条件,来命名泥石流的成因类型。在我国,科学工作者将泥石流划分为冰川型泥石流和降雨型泥石流两大成因类型。另外,还有一类共生型泥石流。
冰川型泥石流:是指分布在高山冰川积雪盘踞的山区,其形成、发展与冰川发育过程密切相关的一类泥石流。它们是在冰川的前进与后退、冰雪的积累与消融,以及与此相伴生的冰崩、雪崩、冰碛湖溃决等动力作用下所产生的,又可分为冰雪消融型、冰雪消融及降雨混合型、冰崩——雪崩型及冰湖溃决型等亚类。
降雨型泥石流:是指在非冰川地区,以降雨为水体来源,以不同的松散堆积物为固体物质补给来源的一类泥石流。根据降雨方式的不同,降雨型泥石流又分为暴雨型、台风雨型和降雨型三个亚类。
共生型泥石流:这是一种特殊的成因类型。根据共生作用的方式,它们包括了滑坡型泥石流、山崩型泥石流、湖岸溃决型泥石流、地震型泥石流和火山型泥石流等亚类。由于人类不合理经济——工程活动而形成的泥石流,称为“人类泥石流”,也是一种特殊的共生型泥石流。
(2)按泥石流体的物质组成分类
泥石流:这是由浆体和石块共同组成的特殊流体,固体成分从粒径小于0.005毫米的粘土粉砂到几米至10—20米的大漂砾。它的级配范围之大是其它类型的夹沙水流所无法比拟的。这类泥石流在我国山区的分布范围比较广泛,对山区的经济建设和国防建设危害十分严重。
泥流:是指发育在我国黄土高源地区,以细粒泥石流为主要固体成分的泥质流。泥流中粘粒含量大于石质山区的泥石流,粘粒重量比可达15%以上。泥流含多少量碎石、岩屑,粘度大,呈稠泥状,结构比泥石流更为明显。我国黄河中游地区干流和支流中的泥沙,大多来自这些泥流沟。
水石流:是指发育在大理岩、白云岩、石灰岩、砾岩或部分花岗岩山区,由水和粗砂、砾石、大漂砾组成的特殊流体,粘粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性质和形成,类似山洪。
(3)按泥石流流体性质分类
粘性泥石流:指呈层流状态,固体和**物质作整体运动,无垂直交换的高容重(1.6—2.3吨/立方米)浓稠浆体。承浮和托悬力大,能使比重大于浆体的巨大石块或漂砾呈悬移状(在特殊情况下,人体也可被托浮悬移,1939年7月四川汉源流沙河泥石流,将一位老太婆浮运1.3公里),有时滚动,流体阵性明显,有堵塞、断流和浪头现象;流体直进性强,转向性弱、遇弯道爬高明显,沿程渗漏不明显。沉积后呈舌状堆积,剖面中一次沉积物的层次不明显,但各层之间层次分明;沉积物分选性差,渗水性弱,洪水后不易干涸。
稀性泥石流:指呈紊流状态,固液两相作不等速运动,有垂直交换,石块在其中作翻滚或跃移前进的低容量(1.2—1.8吨/立方米)泥浆体。浆体混浊,阵性不明显,与含沙水流性质近似,有股流及散流现象。水与浆体沿程易渗漏、散失。沉积后呈垄岗状或扇状,洪水后即可干涸通行,沉积物呈松散状,有分选性。
以上是我国常见的三种分类方案。除此之外,还有:
按水源类型划分为:降雨型、冰川型、溃坝型;按地形形态划分为:沟谷型、坡面型;按泥石流沟的发育阶段划分为发展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流、停歇期泥石流;按泥石流的固体物质来源划分为:滑坡泥石流、崩塌泥石流、沟床侵蚀泥石流、坡面侵蚀泥石流等等。
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**。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。
泥石流的预报
泥石流的预测预报工作很重要,这是防灾和减灾的重要步骤和措施。目前我国对泥石流的预测预报研究常采取以下方法:
(1)在典型的泥石流沟进行定点观测研究,力求解决泥石流的形成与运动参数问题。如对云南省东川市小江流域蒋家沟、大桥沟等泥石流的观测试验研究;对四川省汉源县沙河泥石流的观测研究等。
(2)调查潜在泥石流沟的有关参数和特征。
(3)加强水文、气象的预报工作,特别是对小范围的局部暴雨的预报。因为暴雨是形成泥石流的激发因素。比如、当月降雨量超过350毫米时,日降雨量超过150毫米时,就应发出泥石流警报。
(4)建立泥石流技术档案,特别是大型泥石流沟的流域要素、形成条件、灾害情况及整治措施等资料应逐个详细记录。并解决信息接收和传递等问题。
(5)划分泥石流的危险区、潜在危险区或进行泥石流灾害敏感度分区。
(6)开展泥石流防灾警报器的研究及室内泥石流模型试验研究。
预防泥石流的措施
(1)根据预报某地即将在数小时内发生泥石流,要及时对被危害区的居民及设施采取紧急疏散避灾或保护措施,强制迁至安全区;
(2)可建立临时躲避棚,位置要避开沟道凹岸或面积小而低的凸岸及陡峭的山坡下,安置在距村镇较近的低缓山坡或高于10米的平台地上,切忌建在较陡山体的凹坡处,以免出现坡面坍塌;
(3)当前3日及当日的降雨累计达到100毫米时,处于危险区的人员应立即撤离。当听到危险区内有轰鸣声、主河洪水上涨或正常流水突然断流时,应立即意识到泥石流即将到来,应果断采取逃生措施。在逃逸时,要向沟岸两侧山坡跑,不要顺沟方向向上游或下游跑,不要停留在凹坡处。
(4)在泥石流发生过程中,对遭受泥石流灾害的人与物应立即进行抢护,使危害降至最低程度。同时组织专业抢险队伍,紧急加固或抢修各类临时防护工程,排除险情;并组织人员密切监测泥石流的发展趋势,严防出现重复灾害等。