好品质、更有性价比
全国咨询热线:0314-4219912

bob电竞入口:全球尺度认知泥石流

发布时间:2024-03-08 08:14:40 来源:bob电竞体育 作者:bob电竞体育官网

  全球泥石流活动频繁,每年,大大小小泥石流灾害不下千起,造成的人员受伤或死亡和财产损失不计其数。因此,了解并掌握泥石流在全球的分布,对于研究泥石流的形成、特征以及防治十分必要。

  “山地的河谷地带和山地与平原交界的地方最容易发生泥石流。”中科院水利部成都山地灾害与环境研究所研究员谢洪在接受《科学时报》专访时说,目前,泥石流在全球的分布远不如地震分布清楚。整体看来,主要分布在具有一定地形高差、松散固体物质和水分丰富的地方。

  除南极洲外,世界各大洲均有泥石流分布。泥石流活动强烈的地区大多分布在在阿尔卑斯喜马拉雅山系、环太平洋山系、欧亚大陆内部褶断山,以及斯堪的纳维亚山脉等。据资料显示,全球至少有60多个国家和地区遭遇过泥石流。其中,俄罗斯、日本、中国、美国、奥地利、瑞士、秘鲁、海地、委内瑞拉、危地马拉、智利、澳大利亚、墨西哥、巴西等国家和地区是泥石流高发区。

  在我国,受泥石流危害与威胁的县级及以上城镇达150余个,分布在20个省级行政区及特别行政区内,占省级行政区划总数的58.82%。从地貌上看,我国泥石流大多分布在分布在青藏高原东部和南部,横断山区、昆仑山、祁连山、天山、阿尔泰山、秦岭、黄土高原、贺兰山,四川盆地边缘的大巴山、米仓山、龙门山、岷山、邛崃山、大凉山、小凉山、乌蒙山、巫山等地,沿海的低山丘陵区泥石流也很发育。

  据谢洪介绍,全球泥石流分布区的地质构造,一般在断裂带和断裂控制的地区以及强烈的褶皱带上,但地质构造简单的地区也有泥石流分布。

  谢洪强调,泥石流分布与岩性有关,但并不受岩性绝对控制,只要岩石能够风化破碎成块、屑、沙和土,再与一定的地形高差和水源结合,均可成为泥石流活动的场所。

  “泥石流的危害尽管全流域均存在,但大多分布在在下游。”中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所研究员吴积善在接受《科学时报》专访时表示,下游地形越平坦开阔,淤埋危害就越严重。当下游地面坡度增大,泥石流冲击或局部冲刷危害就越显著。

  泥石流形成一般与流域上、中游的水、土和地形条件紧密相关。只有同时具备较多的松散土体、充足的水量和陡峭的地形才有几率发生泥石流。“但并不是具备这三个条件都发生泥石流,有的地区,泥石流发生还与森林植被的破坏紧密关联。”吴积善强调。

  泥石流是在一定地形条件下,由大量水体促使丰富的土体相互混合发生运动而形成的。通常泥石流流域的上游为清水补给区,当流域为圆形或扇形时,径流汇集快,可为泥石流形成提供强大的水动力条件。中游为土体补给区,大部分滑坡、崩塌和强烈侵蚀区均集中于中游。陡峻的地形可为水体的汇集和土体的起动,提供有利条件。

  “雨水、冰雪、崩塌滑坡、堤坝溃决、地下水活动、火山活动、地震以及人为活动,均可以诱发泥石流。”谢洪告诉《科学时报》,不一样的区域诱发泥石流的因素并不完全相同,但泥石流形成后,其本身的冲击力和淤埋能力,即破坏作用是相同的。

  谢洪以我国泥石流为例说明,南方和北方、西部与东部,泥石流的诱发因素是有差异的。东部以低山、丘陵为主,而西部则以高山、中山为主。从形成条件来说,西部地区地势提供给泥石流活动的能量占主导,因此,西部对降雨的要求比东部更低。“诱发条件其实就是泥石流发生的规律之一,掌握了这个规律,在设立泥石流预警线时,就能按照各地区的地形和降雨条件进行相应调整。”谢洪说。

  “造成泥石流灾害的原因有两个:一是自然原因;二是人为原因。”谢洪分析说,随着我们国家经济的发展,越来越多的大型经济建设项目选在山区。而受山区地形条件的限制,建设场地选址十分困难,很多项目难以选到满意的位置。在对泥石流的严重危害性认识不足的情况下,一些项目直接建在泥石流危险区,一旦泥石流发生,灾难肯定无法避免。

  1999年,谢洪曾作为专家赶赴委内瑞拉,对阿维拉山北坡入海型泥石流进行过详细调查。提起那场特大泥石流,谢洪记忆犹新。“居民住宅、公路、桥梁、旅馆、商店、港口、通讯线路等基础设施均被冲毁或淤埋。整个城镇一片狼藉,景象惨不忍睹。”

  阿维拉山区的沟谷具有山高、沟深、坡陡和流域小、沟道短的特征。在暴雨的激发下,使处于高处的松散碎屑物质拥有巨大势能,从而很迅速地在500平方公里范围内形成了20多条群发性泥石流,致使数万人被泥石流冲入大海或淤埋致死,直接经济损失超过20亿美元。

  我国是一个海岸线很长的国家,仅大陆岸线多公里,其中不少为山地海岸。尽管目前尚未发生大规模入海泥石流灾害,但在香港、台湾花莲、浙江萧山、辽东半岛等沿海山地,已发生过多次严重泥石流灾害。“海岸带既是我们国家的经济发达地区,又是生态环境脆弱区。”谢洪强调,海岸带一经开发建设,极易成为人口稠密区,对有几率发生泥石流灾害的山地海岸区,在规划建设中一定要重视泥石流灾害防治。

  我国有大量类似于阿维拉山区的低频率泥石流沟。这类泥石流的共同特征是活动时间间隔长达数十年甚至上百年。谢洪表示,泥石流长期不活动,会使人们对泥石流的危害放松警惕,从而又在泥石流危险区大规模从事经济建设活动。

  另外,人类经济活动改造了原有的泥石流堆积区面貌, 生长起来的植被增加了泥石流活动痕迹的隐蔽性, 使低频率泥石流沟识别起来更困难。“因此,加强对低频率泥石流沟的判别研究并开展相应的防治工作十分必要。”谢洪说。

  8月12日以来,汶川映秀、都江堰龙池、绵竹清平、广元、青川等汶川地震重灾区因强降雨频发泥石流和洪涝灾害。泥石流堵塞河流,导致岷江改道,德阳绵竹市清平乡因泥石流形成堰塞湖使公路中断而成为一座孤岛。

  此次暴雨引发的大小泥石流,使得汶川地震重灾区全线告急。在映秀,两股特大泥石流倾泻而下,两次将岷江斩断。其中一股从烧房沟泄下,迫使岷江第一次改道,并将通往卧龙的烧火坪大桥淹没一半。另一股更大的泥石流则从红椿沟泄下,完全将岷江河道堵塞,河水只能绕过堰塞体,朝河岸边的映秀冲来,重建的映秀新城陷入洪水中。

  “汶川地震重灾区集中在龙门山区及附近区域,这些地区历来是泥石流、滑坡等山地灾害的多发区与危害严重区。”谢洪告诉《科学时报》,汶川地震前,重灾区的泥石流沟就达320条,北川等县城很早就被划定为受泥石流威胁和危害的城镇。

  早在2009年7月的《山地学报》上,谢洪就发表了题为《2008年汶川地震重灾区的泥石流》的研究文章:龙门山及邻近的邛崃山等山区因汶川地震影响,泥石流已进入强烈活动时期。其强烈活动时间可能持续10~30年,甚至更长。文章特别提醒,在可能遭遇泥石流的区域开展恢复重建,一定要加强防范措施,防止泥石流危害。

  据谢洪介绍,龙门山断裂带是龙门山区的主要地质构造,对该区域的地层发育起着控制作用。地质背景决定了龙门山区供给泥石流的松散固体物质丰富,有利于形成泥石流。尤其是汶川地震发生后,由于剧烈的山体震动,大量崩塌、落石、滑坡活动,使沟道内松散碎屑物质剧增,为泥石流发育提供了优越的固体物质条件。

  在地貌上,汶川地震重灾区主要处于青藏高原东部与四川盆地的过渡地带,具有山高、谷深、坡陡的特点。谢洪以都江堰为例,都江堰宝瓶口岷江水位仅720米左右,而沱江上游主要支流湔江在彭州市关口水位也仅740米左右,龙门山的很多山峰海拔都在3000~4000米,甚至4500米以上,这使得谷底与山顶的相对高度很大,坡陡流急,有利于山坡高处物质势能的释放和转化为动能,从而有利于泥石流发育。

  另外,龙门山区的气象主要受东南暖湿气流控制。其东坡为迎风坡,雨量充沛,是四川省暴雨中心之一的鹿头山暴雨区所在地。从东南方向输送过来的暖湿气流,因受龙门山的阻挡抬升而形成降水,使龙门山的山前区域成为暴雨中心。在局地暴雨和区域性暴雨共同激发下,龙门山及附近区域成为中国暴雨泥石流多发地。

  “在地震重灾区选址恢复重建,实质上是在工程地质条件复杂的不稳定区内选择相对来说比较稳定的安全岛,必须格外的重视选址,才能更有效地避免大量人员受伤或死亡。”谢洪说。

  “泥石流危害虽集中在流域下游,但治理时要全流域规划。根据不同沟段特点,采取不同治理措施。”中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所研究员吴积善说。

  根据吴积善的经验,在流域上游一般采取造水源涵养林、修调洪水库等措施,通过减少水量,抑制形成泥石流的水动力;中游宜采取造水土保持林、修建拦沙坝等措施,减少松散土体来源,控制形成泥石流的土体物质;下游则可采取造防护林带、修建排导沟等措施,排畅或停积部分泥石流。

  中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所研究员游勇也表示,泥石流治理需因地制宜,采取土木工程和生物工程相配合的措施,进行综合治理。土木工程措施具有工期短、见效快、效益高的优点。而生物工程措施则具有造林时间越长,林下枯落叶层越厚,土壤结构越好的特点。“只有将土木工程措施和生物工程措施有效结合,才能迅速而长效地治理泥石流”。

  当工程超过使用年数的限制或出现超标准设计的流量时,工程会遭受泥石流毁坏,造成的危害比未建工程的地区更严重。另外,当滑坡滑动面埋藏较深时,生物工程措施的稳土作用也不太明显。

  吴积善提醒,“所以,治理前期应以土木工程措施为主,稳定好边坡;后期再以生物工程措施为主,当森林效益逐渐明显时,既可削减水土流失量,又可延长工程使用年数的限制,相应提高了工程设计标准。”

  “我国不能像美国那样用先进设备和材料修建高标准的拦沙坝,只能依据自己国情因地设计不同标准。”游勇指出,泥石流治理是依据泥石流危害的方式、规模和程度以及待保护对象的不同而一直在变化的。当泥石流治理费用高于被保护建筑物的造价时,则宜搬迁或放弃受灾建筑物。因此,应根据当地情况选择最经济、最有效的治理措施。