泥石流及其防治措施分析

江為學(xué)　薛民臣

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司　貴陽　550081)

泥石流及其防治措施分析

江為學(xué)薛民臣

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司貴陽550081)

摘要泥石流作為山區(qū)常見地質(zhì)災(zāi)害之一，具有極強(qiáng)的破壞性，威脅災(zāi)區(qū)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，對泥石流展開深入的研究具有實(shí)際意義。文中對泥石流的形成條件、泥石流基本特征及泥石流危險(xiǎn)度區(qū)劃做了簡要的介紹；就現(xiàn)有泥石流防治措施進(jìn)行分析總結(jié)并提出建議。

關(guān)鍵詞地質(zhì)災(zāi)害泥石流防治措施

泥石流是山區(qū)常見的一種自然災(zāi)害，往往具有暴發(fā)突然、破壞性大的特點(diǎn)，成為大多數(shù)山地國家和地區(qū)造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡巨大的災(zāi)害之一，因而受到眾多國家的關(guān)注和重視。我國山區(qū)面積占國土總面積的2/3，是個多山的國家，泥石流分布廣泛，危害嚴(yán)重。泥石流所到之處，山區(qū)公路、鐵路、礦山、城鎮(zhèn)、農(nóng)田、風(fēng)景區(qū)等無一幸免，其所產(chǎn)生的次生災(zāi)害對居民心理上的影響也是不容忽視的[1]。因此，對泥石流及其防治措施的研究有著重大的實(shí)際意義。

我國早在20世紀(jì)50～60年代，已開始著手研究和防治泥石流，經(jīng)過科研人員多年的工作，我國在泥石流的觀測、監(jiān)測和預(yù)報(bào)、泥石流的危險(xiǎn)性評估、泥石流的模擬試驗(yàn)及泥石流治理等方面取得了較大的進(jìn)步[2]。但是，由于泥石流形成條件、運(yùn)動機(jī)理的復(fù)雜性，以及我國對泥石流研究的時間較短，因此我國的泥石流防治還處于半經(jīng)驗(yàn)階段[3]。

本文對國內(nèi)現(xiàn)有泥石流防治措施進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出自己的建議。

1泥石流的形成條件及其影響因素

1.1泥石流形成條件

(1) 地質(zhì)條件。地質(zhì)條件決定了松散固體物質(zhì)的來源，豐富的固體物質(zhì)是泥石流形成的必要條件。泥石流強(qiáng)烈活動的山區(qū)，都是地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖石風(fēng)化破碎、新構(gòu)造運(yùn)動活躍、地震頻發(fā)、崩塌災(zāi)害多發(fā)的地段。

(2) 地形條件。形成泥石流的地形特征是地形陡峻，溝谷坡度大，這種特征不僅給泥石流的發(fā)生提供了動力條件，而且為泥石流提供了豐富的固體物質(zhì)。

(3) 水源條件。泥石流的形成必須有強(qiáng)烈的暫時性地表徑流，它為爆發(fā)泥石流提供動力條件。暫時性地表徑流來源于暴雨、冰雪融化和水體潰決等。

1.2泥石流形成的影響因素

(1) 地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造是形成泥石流的主要因素。在深大斷裂及其次級斷裂帶、強(qiáng)烈皺褶帶，巖石破碎，能給泥石流提供豐富的固體物質(zhì)。

(2) 新構(gòu)造運(yùn)動和地震。新構(gòu)造運(yùn)動，是使地殼抬升，河谷下切，易于形成陡峻地形；地震能降低巖石強(qiáng)度，破壞山體穩(wěn)定，為泥石流提供松散固體物質(zhì)來源。

(3)不良地質(zhì)現(xiàn)象。滑坡、崩塌、錯落、堆塌及暫時性流水作用形成的沖溝引起兩岸坍塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象對泥石流物質(zhì)聚集起著重要作用。

(4) 人為活動影響。人類不合理的工程活動、農(nóng)業(yè)活動等造成自然條件的破壞，補(bǔ)給了泥石流活動的固體物質(zhì)來源。

2泥石流的特征及分類

(1) 泥石流的地貌特征。泥石流的地貌特征根據(jù)泥石流溝的地貌特征，一般可劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。泥石流各個區(qū)地貌上有各自的特征。

(2) 泥石流的徑流特征。泥石流的徑流特征主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①流態(tài)特征；②流速、流量特征；③泥石流的直進(jìn)性和爬高性；④泥石流漫流改道；⑤泥石流的周期性。

(3) 泥石流的分類[4]。

①按泥石流流域形態(tài)分類：a) 標(biāo)準(zhǔn)型泥石流；b) 溝谷型泥石流；c) 山坡型泥石流。

②按泥石流的物質(zhì)組成分類：a) 水石型泥石流；b) 泥石型泥石流；c) 泥水流泥石流。

③按泥石流流體性質(zhì)分類：a) 稀性泥石流；b) 粘性泥石流。

④按泥石流發(fā)育階段分類：a) 發(fā)展期；b) 旺盛期；c) 衰退期；d) 停歇期。

3泥石流危險(xiǎn)度區(qū)劃

3.1泥石流危險(xiǎn)區(qū)劃的原則

(1) 相似性與差異性原則。

(2) 區(qū)域完整性原則。

(3) 綜合性原則。

(4) 主導(dǎo)因素原則。

3.2泥石流危險(xiǎn)區(qū)劃分級標(biāo)準(zhǔn)

泥石流危險(xiǎn)區(qū)劃除了要滿足上述原則外，還必須有定量指標(biāo)，即泥石流危險(xiǎn)度(WXD)。泥石流危險(xiǎn)區(qū)劃分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1　泥石流危險(xiǎn)區(qū)劃分級標(biāo)準(zhǔn)

3.3中國泥石流危險(xiǎn)分區(qū)

我國泥石流可以劃分成4個大區(qū)、15個亞區(qū)，見表2。

表2　泥石流危險(xiǎn)區(qū)劃劃分標(biāo)準(zhǔn)

4泥石流防治措施及分析

泥石流防治在遵從一定原則的前提下，可采取的防治措施有治理措施和預(yù)防措施。

4.1泥石流防治原則

我國研究人員通過理論研究及實(shí)際工程治理，積累了較為豐富的泥石流防治經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出“以防為主，防治結(jié)合，因地制宜，因害設(shè)防，突出重點(diǎn)，綜合治理”的災(zāi)害防治原則，形成了“預(yù)防與治理相結(jié)合，工程措施與生物措施相結(jié)合，災(zāi)害治理與資源利用相結(jié)合”的成套減災(zāi)技術(shù)[5]。

4.2泥石流治理措施及其特點(diǎn)分析

4.2.1生物措施及其特點(diǎn)分析

生物措施包括恢復(fù)或培育植被(包括草被和森林)，合理耕牧，維持較優(yōu)化的生態(tài)平衡。

生物措施可使流域坡面得到保護(hù)，免遭沖刷，見圖1。植被可調(diào)節(jié)徑流，削弱山洪動力；可防護(hù)山坡，抑制剝蝕、侵蝕和風(fēng)蝕，減緩巖石的風(fēng)化速度，控制固體物質(zhì)的供給，以控制泥石流發(fā)生。該措施在泥石流整治中具有長久性效應(yīng)。

圖1　生態(tài)護(hù)坡

4.2.2工程措施及其特點(diǎn)分析

工程措施主要有排導(dǎo)工程、攔擋工程和綜合治理工程。

(1) 排導(dǎo)工程。

①導(dǎo)流工程。a) 急流槽：主要改善泥石流的流速和流向，見圖2；b) 導(dǎo)流堤和束流堤：主要改變泥石流方向，見圖3。

圖2　急流槽

圖3　導(dǎo)流堤

②排放工程。a) 渡槽：在深挖路塹或半填半挖路塹，有時要斬?cái)嘞⌒阅嗍鳒希谶@種情況下可以采取渡槽排導(dǎo)的方法，見圖4；b) 明洞：當(dāng)線路標(biāo)高低于扇面，但不具備暗進(jìn)條件時；或者泥石流淤積、浸流對線路威脅較小時，可采用明洞通過，見圖5；c) 隧道：當(dāng)線路標(biāo)高低于泥石流較多時，或?qū)τ谝?guī)模大危害嚴(yán)重的大型泥石流及泥石流溝群，可修建隧道，讓泥石流從上部通過。

圖4　渡槽

圖5　明洞

③橋涵工程。在泥石流多發(fā)地段，我國公路鐵路部門常采用橋涵工程跨越泥石流溝的方式，見圖6。當(dāng)采用橋涵工程時，為避免與減少泥石流災(zāi)害，做好泥石流地區(qū)橋位的選擇十分重要。

圖6　橋涵

(2) 攔擋工程。①攔渣壩：攔渣滯流，固定溝槽，見圖7；②儲淤工程：攔淤庫和儲淤場，其作用是在一定期限內(nèi)，讓泥石流物質(zhì)在指定地段內(nèi)淤積，以減少泥石流固體物質(zhì)下泄量，見圖8。

圖7　攔擋壩

圖8　儲淤場

(3) 綜合治理工程。泥石流的綜合治理，是根據(jù)泥石流的危害和性質(zhì)，采取多種工程措施和生物措施，在流域內(nèi)統(tǒng)一規(guī)劃，綜合治理，以防止或減少泥石流危害的綜合治理工程。

4.3泥石流預(yù)防措施及其分析

泥石流預(yù)測預(yù)報(bào)是泥石流預(yù)防的主要措施，對泥石流的成功預(yù)測預(yù)報(bào)，可以減輕甚至消除泥石流的危害，或可能預(yù)防泥石流的形成。

(1) 泥石流空間預(yù)測。泥石流空間預(yù)測，是指對可能發(fā)生泥石流的空間進(jìn)行預(yù)測，其主要內(nèi)容就是編制不同比例尺的泥石流分布圖。

(2) 泥石流時間預(yù)報(bào)。泥石流時間預(yù)報(bào)，是指通過某些指標(biāo)(臨界降水量或臨界徑流量)來預(yù)報(bào)泥石流可能發(fā)生的時間。近年來，我國學(xué)者開展了暴雨型泥石流時間預(yù)報(bào)的研究。

(3) 泥石流爆發(fā)危險(xiǎn)度的判定。泥石流危險(xiǎn)度也是預(yù)報(bào)泥石流規(guī)模和可能危害程度的指標(biāo)。目前，判定泥石流危險(xiǎn)度主要有單因素判定法和多因素?cái)?shù)量化綜合評判法。

根據(jù)危險(xiǎn)度值的大小，可以評判某條泥石流溝爆發(fā)泥石流的嚴(yán)重程度。嚴(yán)重程度可劃分為嚴(yán)重、中等、輕微和非泥石流溝4級。

5結(jié)語

(1) 目前，泥石流防治措施主要有生物措施和工程措施，采用生物措施和工程措施相結(jié)合的綜合治理方法往往能夠取得更佳的防治效果。

(2) 各種防治措施，特點(diǎn)不一樣，功能有所差別，在選擇防治措施時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，合理做出選擇。

(3) 泥石流形成機(jī)制、運(yùn)動機(jī)理這些基礎(chǔ)性研究需要繼續(xù)深入，進(jìn)而提高防治工程的效果，以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

(4) 泥石流的預(yù)測預(yù)報(bào)方面的研究還處于開始階段，今后可以在這方面加大研究力度；尋求更合理的泥石流預(yù)測預(yù)報(bào)模型，提高預(yù)報(bào)精度，更有效地指導(dǎo)人類生產(chǎn)實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

[1]趙健.我國泥石流防治措施研究[J].中國水利，2007(14):50-52.

[2]陳繼華,王秋軍,張彥林.泥石流防治研究[J].科技廣場，2011(2):20-22.

[3]崔鵬.我國泥石流防治進(jìn)展[J].中國水土保持科學(xué),2009(5):7-13.

[4]陳光曦，王繼康，王林海.泥石流防治[M]．北京：中國鐵道出版社，1983．

[5]唐邦興，杜榮桓，康志成，等.中國泥石流研究[J].地理學(xué)報(bào),1980,35(3):259-264．

收稿日期：2014-10-28

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.01.024