浅谈我 国泥石流灾害及防治措施 熊珊 徐敏 张迨 (1.武汉大学电子信息学 院,湖北武汉450072;2.武汉大学水利水电学院,湖北武汉450072) 摘要:中国泥石流分布范围很广,但泥石流灾害严重的集中地区,都有相当显著的规律性。泥石流形成的地质条件、 地形条件和水源条件是泥石流发生的内因,是一个长期较稳定的地质作用过程,但是泥石流产生的规模、次数、活跃程 度又受到当地周围环境和人类经济活动的影响,这是泥石流产生的外因。在了解了泥石流的特点一一常发性、突发性、 群发性、同发性、转发性后可采取相应的工程措施和生物措施来防御,并已取得了巨大的成就。 关键词:泥石流;灾害;防治措施 DOI:1 0.5969/j.issn.1 671—6596.201 0.1 8.01 9 1 泥石流灾害的特点及危害 对中国泥石流灾害特点的认识也是随着事件的发生时间 和时间的推移逐渐加深的,主要分为以下几个灾害特点: 一泥石流的形成有三个基本条件,即地质条件、地形条件 和水源条件。三大条件对泥石流的形成有着重要的作用,缺 不可。 (1)常发性灾害:这类泥石流灾害多半是高频率泥 石流沟引起的。例如在云南东川I蒋家沟,每年堵江都给东 川I地区的农业、交通和矿山工业带来严重的经济损失。这 类泥石流沟,我国在2O世纪60 ̄70年始重视,并 投入了一定的科技人员进行调查、观测,并对某些沟进行 了长期的综合治理,这些泥石流近年来反而没有给国家带 来大的灾祸。 (2)突发性灾害:我国在经历了20世纪50~70年代 大规模I【J区建设,特别是2O世纪60年代前后,大规模的伐 木、炼铁、修路、建厂,工厂搬进山谷,居民点建在沟 口,人们没有保护环境预防自然灾害的思想意识,因为人 的存在进而与泥石流的发生有了冲突。到了20世纪80~ 90年代,不少铁路、工矿和城镇又遭受了几次蜚声中外的 重大泥石流灾祸,给当地造成严重的人身伤亡和经济损 失。这类泥石流沟大多是新生的,过去没有发生过泥石流 的历史,但今后若不坚持治理,仍有泥石流发生的可能。 (3)群发性灾害:因为局部大暴雨笼罩范围一般在 几百至一千多平方公里,正好是我国山区一个小流域的范 围。长江上游的青农江流域,最大24d,时点暴雨可达 300mm以上,四JII盆地东南和贵州在1o0~200mm之间,云 (1)地质条件:地质条件集中反应在泥石流形成的松 散碎屑物质方面。岩性、构造、新构造运动、地震及火山活 动等内力地质作用、风化作用、各种重力地质作用、流水侵 蚀搬运堆积等外力作用互相关联、错综复杂,决定着参与泥 石流活动的松散碎屑物质数量多少和类型特征。 (2)地形条件:地形条件中相对高度对泥石流的形成 起关键作用,因为相对高度决定势能的大小,相对高度越 高,势能越大,形成泥石流的动力条件越充足,因此泥石流 主要发生在高山、中山,起伏较大的高原周边也有泥石流分 布。山坡坡度的陡缓影响松散碎屑物的分布和聚集,凡是泥 石流发育的山区,山坡坡度较陡,同时泥石流活动的强、弱 与山坡坡向有一定的关系,在北半球的阳坡,泥石流的发育 程度及爆发强度都大于阴坡,这是受气候影响的缘故。另一 方面流域性钻对雨水和暴雨径流过程有着明显的影响。 (3)水源条件:泥石流的形成还要有数量充足的水 体,水体的来源最为普遍的是降雨,其次是冰雪融水,它成 为泥石流发生的水源。 方面水体是泥石流物质的组成部 分,泥石流是固液两相流体,液相物质就是水;另一方面回 流过程中水体又是泥石流运动的动力条件,只有当雨水、冰 雪融水形成强大的径流,才能挟带大量的土石运动并融合为 泥石流。 南大部分地区在1o0~150mm。1997年,一场暴雨引发小江 流域的蒋家沟、大桥河、大白泥沟、小白泥沟等数十条支 沟同时发生泥石流。 (4)同发性灾害:泥石流与崩塌、滑坡、洪水在一 个地区往往是同时遭遇,形成灾害。如1999年6月15日之 泥石流形成的三人条件是泥石流发生的内凶,是一个长 期较稳定的地质作用过程,但是泥石流产生的规模、次数、 活跃程度又受到当地周围环境和人类经济活动的影响,这是 泥石流产生的外因。 (1)地理环境因子:同样的条件由于环境的差异,泥 前由于四川I省连续降雨数目,促使四川松潘县岷江左岸发 生大滑坡,16日右岸大沽鲁沟发生泥石流并冲毁村庄,造 成3人死亡10人重伤2O人失踪。 石流发生的频率和规模就会大相径庭,泥右流的环境要素应 该是它的自然环境、生态环境和地质环境的好坏。在陆地生 2 泥石流形成的条件及影响因素分析 泥石流同风沙、水流、冰川I等一样,是地表物质迁移的 一态系统中森林植被是主体,既有森林破坏导致生态环境恶 化,从而加强泥石流活动,加重泥石流灾害;也有茂密而多 层的森林植被促进生态环境向良性转化,从而逐渐削弱泥石 种自然过程,它的出现也有它的基本条件和影响因素。 收稿日期:2010—05—12修回日期:201O-06—09 41 中国西部科技 201o ̄gos月(下旬)第09卷第18期总第215期 流活动。但若是防止重力侵蚀,特别是深度在3m以下的中 厚层滑坡,森林起不到稳坡的作用。因此对于以滑坡或崩 川后山4条泥石流沟的综合治理。后山4条泥石流沟位于云 南省东川I市内。东川I是云南省新兴的工矿城市,人口3万余 人。其城市后面山地的石羊沟、尼拉姑沟、深沟及田坝干 沟四条泥石流沟从东往西穿越市区,居高临下威胁着人们 的生命财产的安全。从1964年对后山泥石流综合治理,内 塌为主要提供松散碎屑物质来源的泥石流沟,森林抑制泥 石流的作用极其有限。 (2)地理人类社会因子:人类活动对泥石流的发生发 展也有消极和积极两方面,其中对泥石流进行预防和治理 是积极方面。随着人口的增长,人与土地矛盾突出变得越 来越深刻,呈不断增强的趋势。据铁路部门统计,全国铁 容包括稳、拦、排、预警报及管理措施等。即在形成区用 种植草类、灌木、乔木,恢复植被以稳定坡面,减少水土 流失;修建谷坊以防沟床下切;修建截流沟排除滑坡体的 径流。在沟内修建拦沙坝,以拦蓄固体物质。在流通区和 堆积区,修建带防冲肋板的排导槽,将泥石流顺利排泄。 路沿线泥石流灾害有1/3与人类不合理开发有关。人为影响 是外部条件重要的影响因素,可加速泥石流形成发展的进 程。例如云南小江流域,就是《华阳国志》和《东川府 设置预报系统,以便在特大泥石流危及城市安全之前,能 志》记载的东JII:东川出银、铅、铜,小江两岸森林茂 预先报警。经过3O多年的治理,已见成效,人们安居乐 密,人迹罕至,气候湿热有瘴气。可见当时的自然环境优 业,市区得到较大发展,在泥石流堆积扇上修建公园1座, 越。但因大批的砍伐森林,烧炭炼铜等不合理的开发利 体育场1个,开垦农田43.3hm ,取得了显著的社会和经济效 用,今天的小江变成了一片童山秃岭,也成了我国泥石流 益。案例2,雷普街后山泥石流综合治理。雷普街后山 危害最严重的地方。 泥石流(The Natural Hillside DebriS Flow above Lei— 3 泥石流灾謇的舫治措旌 Pui Street)位于九龙葵涌雷普街后面的自然山坡 泥石流的防治措施主要包括两个方面:工程措施和生 上。2001年9月1日11时发生滑坡,然后翻越25m高的陡崖, 物措旌。工程措旌是通过在泥石流的形成、流通、堆积区 冲走岸边的松散残积层并卷进运动体,发展成泥石流,沿 内,兴建相应的蓄水、引水工程,排导、引渡工程,停淤 溪沟奔流而下。这次滑坡泥石流总量780m 。它包括滑坡体 工程及改土护坡工程等,控制泥石流的发生和危害。这类 250m。,其他均为沟底侵蚀物。这次进入居民区的泥石流破 防治措施,一般适用于泥石流规模大、活动比较频繁、松 坏了两个居民区,大部分泥石流进入街道,导致街市关闭 散物质补给及水动力条件相对集中的泥石流灾害治理,并 3天。由于雷普街后山滑坡泥石流仍有发生的可能,依 当保护对象重要、防治标准高、见效快、能一次性解决问 据工程专家的建议:清理沟道内的残存物;疏通管路,排 题的情况下使用。生物措施又称为生物工程,可以通过泥 除渗漏;移走引起土层严重裂隙的树木;修复或恢复严重 石流治理的流域调查,进行分析实验、规划设计、投资估 侵蚀的地表堤坝;在保护区以上的合适位置建一座高 算、效益评估和实施,也可以通过现有的森林植被的保 4.5m的加强型的钢筋混凝土阻力坝。 护、荒山荒坡营造水源涵林、水流调节林、护坡林、沟道 参考文献: 防冲林、治理工程的防护林,使泥石流的治理流域内恢复 [1]吴积善,康志成,田连泉,章书成.云南蒋家沟泥石流观测研究 植被,形成良好的生态环境,改善人类的生活、生产、生 [M].北京科学出版社,1990:53~127. 存条件,促进经济发展和农业、林业、畜牧业以及工业生 [2]陈光曦.泥石流防治[M].中国铁路出版社,1983:52 ̄53. 产的繁荣。 [3]中国科学院兰州冰川I冻土研究所、甘肃省交通科学研究所.甘 首先,让我们来看看泥石流综合治 方案:案例l,东 肃泥石流[M].北京:人民交通出版社。1982:27 ̄43. (上接第40页)2101简支32m梁T梁梁高较高,为2.5m,原设 横移梁装置,保证第:二片梁能落到位。 计采用人工架设,以确保安全,不破坏既有隧道。但是由 经过几种工况下的检算,施工过程的布置及论证,采 于人工架粱需要工期时间较长,而田德铁路工期十分紧 取以上措施,可以满足架桥机架梁要求。因此将原设计人 张,经过与建设单位、施工单位集体论证,对利用JQ16O单 工架梁改为架桥机架梁。 臂梁架桥机架桥存在的主要问题进行了论证,相应的做出 7 结束语 了应对措施。 (1)作为岩溶隧道内桥梁,墩台基础设计应紧密结合 通过对架桥机结构和架梁状态的分析,确定了以下架 隧道及溶洞空间位置、构造大小展开,并提出相应的岩溶 桥时可能存在的问题: (1)隧道断面高度能否满足架桥机 处理办法。 0#、l#、2#柱的高度要求; (2)隧道断面宽度能否满足架 (2)2010年3月3日晚ll点58分,百布隧道内中桥成功 桥机拖臂到位时大臂前端、O号柱基本节底部、2号柱顶部 铺架完毕,在隧道中架桥通过溶洞在广西还是首例。南宁 及驾驶室底部的宽度要求; (3)隧道断面宽度能否满足横 晚报、桂林晚报等多家媒体参与报道。 移梁的宽度要求。 参考文献: 针对以上问题采取了以下措施: (1)降低高度:①不 [I]JTJ 041—2000,公路桥涵施工技术规范[s]. 打仰拱填充,将田东台尾50m段仰拱及桥台顶标高都降低 [2]JTJ 024—85,公路桥涵地基与基础设计规范[S]. 25cm。②台后50m段采用矮轨(总高度为6cm)直接铺设于 [3]丘斌.岩溶地区桥梁桩基设计[JJ.铁道建筑。2004(5):13~14. 砼面上,不上道碴不用轨枕,此措施可以降低轨面标高 [4]李吉先,莫~星.岩溶地区桥梁桩基的设计与施工[J].铁道运 营技术,2003,9(3):26~27. 60am。③卸除0#柱底节。 (2)拨道调整机位。(3)使用 42