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中国崩塌滑坡泥石流灾害成因类型

2014-09-10刘传正

地质论评 2014年4期
关键词:斜坡泥石流滑坡

刘传正

1) 国土资源部地质灾害应急指导中心, 北京, 100081; 2) 中国地质环境监测院, 北京, 100081

内容提要: 通过收集编录中国1920~2013年间160例重大滑坡泥石流灾害事件基本数据,结合笔者多年来从事地质灾害防治研究的体验,按引发因素初步划分了中国崩塌滑坡和泥石流灾害的成因类型。崩塌滑坡灾害成因分为降雨引发型、地震激发型、自然演化型、冻融渗透型、地下开挖型、切坡卸荷型、工程堆载型、水库浸润型、灌溉渗漏型和爆破振动型等10种,初步描述了每种类型的作用机理、破坏模式、运动特征和危害方式,列举了典型案例。泥石流灾害成因分为沟谷演化型、坡地液化型、滑坡坝溃决型、工程弃碴溃决型、尾矿坝溃决型、冰湖坝溃决型和堆积体滑塌侵蚀型等7种,描述了每类的引发因素、启动模式、运动特征和危害方式,列举了典型案例。这个分类方案拟为重大地质灾害成因的快速研判和应急响应决策技术支持系统的研发提供科学基础。

1 问题的提出

多年地质灾害防治研究工作过程中,特别是在参与诸多重大地质灾害事件应急调查处置决策的技术支撑过程中,笔者常常被问到某次地质灾害事件的成因问题,甚至直接要求回答是自然成因的?还是人为活动引起的?尽管任何一处地质灾害的成因可能是复杂的或涉及诸多因素的。认真思考起来,这类问题的正确解答不但是个科学问题,是防灾减灾公共管理关注的基本问题,是公众社会防灾减灾意识和知识的核心问题,也是正确回应社会舆论和新闻媒体客观报道需要解决的基本问题。

国内关于崩塌滑坡和泥石流等地质灾害的几何形态、规模、厚度、运动方式、成分、结构和地质成因及危害大小等方面的分类已有多种,国际上也有比较通行的斜坡运动方式和速度分类,但主要局限于按自然属性描述问题,而很少从社会属性或灾害属性方面予以界定问题的性质(刘传正,2009;王恭先等,2006;晏同珍等,2000;Hoek et al.,1981;Schuster et al. 1978;Varnes,1978)。由于地质灾害成因类型描述的不规范抑或存在随意性,造成某次地质灾害事件发生后因不能明确及时地回应社会舆论的关切而备受责难或抨击。因为,滑坡泥石流等突发地质灾害的认知不仅属于科学范畴,而更多地表现为社会公共安全事件。事实上,“地质灾害”一词提出时就考虑了其关联的的地质技术、相关立法和社会保险需求等就是这个原因(Arnould,1976)。

笔者结合自己多年研究工作的积累,收集编录了中国1920~2013年间的160例重大崩塌滑坡和泥石流灾害事件的基本数据(表1)(孙玉科等,1983;康志成等,2004;黄润秋等,2008;殷跃平,2007;吴玮江等,2006;谭继中,1993;王礼先等,2001;中国地质环境监测院,1995~2013)。入选的事件都是造成重大人员伤亡、直接或间接经济损失巨大,或具有比较广泛的社会影响者。尽管数据很不完整,尤其是1949年以前的数据缺失较多,但对于归纳概括中国崩塌滑坡和泥石流灾害的基本成因类型还是基本满足的。

本文所指的重大滑坡泥石流灾害事件成生原因或简称“成因”是基于引发因素考虑问题的,主要是指对引发因素相对宏观的定性的描述界定(刘传正,2013)。地质灾害事件是多因素促成的,但一般存在一个起主导作用的因素或激发条件。引发因素体现为地质块体运动的边界条件、初始条件和激发条件三者综合作用的反映。经过研判,确认某次地质灾害的引发因素是自然的还是人为的,或多种因素耦合的。如果可能,还可以给出促使地质体边界条件和初始条件急剧变化的各类因素组合及其作用大小的定性研判。

2 崩塌滑坡灾害成因类型

2.1 崩塌滑坡灾害成因分类

崩塌与滑坡一般都属于斜坡岩土体失稳问题,成因上往往相互关联,可以作为一类问题考虑。基于主导因素优先的原则,崩塌滑坡灾害成因类型划分为降雨引发型、地震激发型、自然演化型、冻融渗透型、地下开挖型、切坡卸荷型、工程堆载型、水库浸润型、灌溉渗漏型和爆破振动型等10种。前4种以自然作用成因为主,后6种以工程活动作用为主,具体到某种类型的滑坡案例则多种因素并存。表2列出了每种灾害类型的作用机理、破坏模式、运动特征和危害方式。

2.2 崩塌滑坡灾害成因类型

2.2.1降雨引发型

降雨引发型崩塌滑坡的发生主要起因于持续降雨或前期降雨累积作用背景下的短历时暴雨激发。降雨引发斜坡变形破坏的作用机理是降雨渗流导致斜坡岩土体重度增加、岩土软化、滑带岩土强度降低、裂缝注水水楔作用、斜坡内地下水位形成或升高后的浮托作用、斜坡体内水力梯度形成的渗透压力或承压水形成之孔隙水压力作用等。大型滑坡的发生一般滞后于主降雨过程3~5天,甚至更长,主要取决于岩土的渗透能力。岩土体的破坏模式主要表现为塑性流动、平推式滑移、楔形冲出或岩体结构崩溃破坏等。崩塌滑坡运动特征表现为崩塌、滑坡、碎屑流。危害特点表现为冲击、摧毁、压覆、堵河等链式反应。

2010年6月28日14时,贵州关岭县岗乌镇大寨村发生特大型崩滑碎屑(石)流灾害,造成99人死亡失踪。分析研究认为,裂隙化砂泥岩斜坡岩体具有“干砌块石结构”是发生崩溃式破坏的主要内在原因。2010年6月27~28日岗乌镇当地的过程降雨量达237mm,斜坡区域地质环境特征使超常暴雨条件下斜坡岩体后缘裂缝充水形成持续的“水楔作用”是斜坡岩体松动、倾倒垮塌和冲出的主要外部引发因素(刘传正,2010;殷跃平等,2010)。

2.2.2地震激发型

地震激发型崩塌滑坡的作用机理是强烈地震的反复张拉、快速剪切和瞬态抛射。破坏模式是层间脱离、脆性剪断和脆性拉断等。运动特征是弹射、崩塌、落石、滑坡、碎屑流。

2008年5月12日汶川地震激发的大型滑坡主要分布在汶川地震Ⅸ~Ⅺ烈度区内,一般出现在顺向斜坡结构地带。

(1)韩家大坪滑坡:位于四川绵竹清平乡文家沟上游,滑坡物质为泥盆纪观雾山组中厚层石灰岩,体积约4450×104m3,滑坡碎屑填充覆盖文家沟沟道长度达3.6km,并造成48人遇难。

(2)东河口滑坡:位于四川青川县西南40km左右的东河口村,滑坡体由寒武纪凝灰质砂板岩、千枚岩和白云质灰岩构成,体积约1000×104m3,碎屑流冲抵青竹江形成滑坡坝,造成780余人死亡失踪。

2.2.3自然演化型

自然演化型崩塌滑坡是指由于长期的物理、化学和生物风化作用以及区域地震与断裂构造活动长期影响引起的斜坡岩土体变形破坏。作用机理是渐进式松动、开裂、蠕动和滑移。运动特征是落石、崩塌、滑坡和碎石流等。

2004年12月3日3时40分,贵州纳雍县中岭镇左家营村岩脚组后山发生危岩崩塌,造成44人死亡,13人受伤。危岩崩塌体积约4000m3,前后缘高差350m,水平冲击距离约500m。危岩体由三叠纪灰岩、泥灰岩和粉质砂岩软硬相间组成。地质环境方面利于长期汇水溶蚀作用,地质结构上节理裂隙发育。裂缝中树木生长起到根劈作用。

2001年4月23日,西藏昌都芒康县318国道镜山段由于冻胀融缩、风蚀干燥引发山体持续的崩塌碎屑流现象(称为“干塌”)也属此类。

2.2.4冻融渗透型

冻融渗透型崩塌滑坡主要是由于冰雪冻融引发斜坡岩土体的变形破坏。作用机理是冰雪融水灌入裂缝造成岩土软化和渗流作用。破坏模式是开裂、蠕动、座落、滑移和冲出。冰雪冻融引发的崩塌滑坡可以细分为三种:一是冰雪冻融提供水源,沿松散斜坡表面下渗并向深部发展孕育形成滑坡;二是农林灌溉渗入斜坡内部隔水层积水,冬季在斜坡前缘因冻结膨胀作用形成“滞水效应”,春天冰融软化土体,被阻止渗透的水压力释放引起滑坡;三是土体冬季冻结,孔隙水成冰膨胀,初春表层土体融化软化直接形成小规模滑塌现象。规模大、发展快和危害大的是第一种,其作用机理主要是冰雪消融渗水逐渐使土体重量增加,结构软化,强度降低,渗入的水在隔水界面聚集后发生软化侵蚀作用形成滑动带,逐渐破坏其整体稳定性而发展成崩塌或滑坡(刘传正,2014)。

表1 中国1920~2013年某些重大崩塌滑坡泥石流灾害基本数据Table 1 Data of some landslide and debris flow disasters in 1920~2013 in China

续表 1

续表 1

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表2 中国崩塌滑坡灾害成因类型Table 2 Genetic types of landslide disasters in China

2010年3月10日1时30分,陕西子洲县双湖峪镇石沟村发生黄土崩塌灾害,崩塌体积约8.9×104m3,造成27人死亡,17人获救。崩塌土体为砂质黄土,孔隙度大,结构疏松,裂隙和落水洞发育,地形高陡。该区冬季降雪量约为往年同期均值的4倍。气温变化从2月26日的+18.7℃降到3月8日的-11.4℃,黄土坡体受冰雪冻融作用交替影响引发崩塌破坏,直接压覆冲击背靠高陡斜坡而建的房屋(窑洞)酿成灾害。

2013年1月11日8时18分,云南镇雄县果珠乡赵家沟特大型滑坡灾害导致46人遇难,2人受伤。滑坡的直接引发因素是持续冰雪融水不断灌入山体裂缝导致斜坡中下部强度弱化而首先滑动冲出,上部斜坡接续卸荷牵引下滑,经多级斜坡台坎俯冲,形成远程滑坡灾害。

2.2.5地下开挖型

地下开挖型崩塌滑坡主要起因于地下工程开挖或采矿。此类崩塌滑坡的发生具备三个成因要素:(1)地形上高陡临空为开裂倾倒乃至发生大规模崩塌滑坡提供自由空间;(2)山体地质结构中存在软弱夹层和竖直裂隙或溶蚀脆弱带使山体易于张裂拉开和蠕动滑移;(3)山体下部或底部存在一定范围的采空区形成“悬板”或“悬臂梁”张拉作用效应,且山体开裂变形直至崩滑破坏可以滞后于地下采空作用数年乃至数十年。

1980年6月3日5时35分,湖北远安县盐池河磷矿发生崩塌,体积大于100×104m3,导致284人死亡。盐池河崩塌的特点是山体高陡,地形高差超过500m,地层缓倾向坡外,采空区位于崖脚,山体底部采空而形成悬板作用,造成山体开裂并逐渐发展延伸,最终从相对软弱带滑移剪出(孙玉科等,1983)。长江三峡链子崖危岩体和重庆武隆鸡尾山山体崩塌具有类似的破坏模式(刘传正,2009,2010)。

2.2.6切坡卸荷型

切坡卸荷型崩塌滑坡主要是由于地表截断斜坡或坡脚开挖切坡引发的。作用机理是前缘卸荷减压导致支撑力弱化。破坏模式是座落、牵引发展成崩塌或滑坡。

2010年9月1日22时20分,云南保山市隆阳区瓦马乡河东村大石房后山发生滑坡,造成48人死亡。持续降雨作用和多级切坡是引发此次地质灾害事件的主要原因。乡村公路从滑坡体中后部呈“之”字形三次穿过,3次开挖切坡且没有支护,破坏了斜坡的完整性,是孕育多级卸荷牵引,多级变形破坏,下滑推动形成多级滑移破坏模式的原因(刘传正,2013)。

2.2.7工程堆载型

工程堆载型崩塌滑坡主要是由于斜坡后缘过量堆载土石形成的,有时伴随降雨或冰雪消融等诱发作用。作用机理主要是土石堆积的斜坡角逐渐超过其临界休止角导致前缘蠕动,后缘推动,最后松散土体结构出现崩溃而形成推移式滑坡—碎屑(石)流。

2013年3月29日6时许,西藏墨竹工卡县扎西冈乡普朗沟泽日山(即“碎石山”)东坡发生滑坡碎屑流,初始启动体积约30×104m3,推动更多的土石运动冲击,造成83人死亡失踪。滑坡后缘高程5359m,运动冲击距离约2km,碎屑流终止高程4535m。滑坡物质主要是具有“等粒度”或“等块度”特征或单一级配的碎块石土体,运动特征表现为“等粒体”的流动现象。滑坡启动过程系后缘松散堆积体的整体重力平衡逐渐向不稳定方向调整,物理本质是碎块石点接触与面接触的统计摩擦力学平衡逐渐被破坏,宏观休止角最后被突破而逐渐蠕动—转动—开裂—崩溃形成“颗粒流”运动。2013年3月以来,连续多次降雪消融与渗透作用起到了增加碎块石土体重量,润滑降低块石之间摩擦力的作用,成为引发斜坡整体失稳的直接因素。

类似的案例有,2012年7月31日0时30分,新疆新源县阿热勒托别镇西沟滑坡,造成28人死亡失踪。

2.2.8水库浸润型

水库浸润型崩塌滑坡主要是由于水库水位涨落伴随的反复浸润作用引发的。作用机理是水位升降在斜坡内部产生软化作用、浮托作用和向外的动水压力作用。破坏模式表现为崩落、平移、推移、牵引、座落和冲击涌浪运动特征。水库水位升降产生动水压力会改变斜坡体内的地下水渗流场和应力场。水位上升会造成岩土体的强度软化和悬浮减重效应。水位快速下降则会在坡体内引起向外的动水压力急剧增大而坡面的库水压力急剧减小,从而引发斜坡急剧变形甚至整体滑坡。

2003年7月13日0时20分,湖北秭归千将坪顺层斜坡在长江三峡水库蓄水后发生滑坡,造成24人死亡,1100多人紧急撤离。滑坡体积约20.4×106m3,前缘堵塞长江支流青干河形成滑坡坝,激起的涌浪打翻22条渔船。滑坡物质主要为侏罗纪砂泥岩块裂岩体,滑动带主体为顺层层间剪切,前缘切层剪出。滑坡是在前期持续降雨影响下,水库蓄水浸润、浮托和软化约50%长度的滑床而产生大规模顺层牵引式滑动而形成的(杨海平等,2009)。

2.2.9灌溉渗漏型

灌溉渗漏型滑坡主要是由于农林草地灌溉引发的。作用机理是灌溉水流渗漏、软化斜坡土体,在隔水界面处产生浮托和动水压力作用,逐渐导致斜坡开裂、蠕动、座落和滑移形成滑坡。

1963年以来,甘肃永靖县黑方台地区长期利用水库提水漫灌耕地,大量地表水浸润渗入黄土体内,甚至沿黄土节理或落水洞灌入,在地下隔水界面(黄土/泥岩接触面)形成地下水富集,在黄土斜坡面或坡脚渗流溢出,此过程逐渐软化土体孕育成滑坡。黑方台塬边已发生滑坡60余次,体积一般在数十万至数百万立方米之间,造成14人死亡,公路交通经常中断,严重影响当地的正常生产生活。滑坡发生时间主要集中在每年的3月份和7月份,即春季冻融和夏季灌溉季节。灌溉渗透存在较长的滞后期,冬季冻结滞水,春季冰冻消融,冻结的土体变为塑性态甚至流态,土体强度大幅降低而在黄土塬边产生群发性滑坡。夏季滑坡一般是由农田灌溉的水体渗漏造成黄土湿陷而直接引起的(吴玮江等,2006)。

2.2.10爆破振动型

爆破振动型崩塌滑坡主要是由于爆破等人为振动引发的。作用机理一般是由于爆破直接激发或工程振动造成岩土体的疲劳破坏和剪切张拉作用。破坏模式是蠕动、松动和崩落或垮塌。

2007年11月20日8时44分,湖北巴东县318国道宜万铁路巴东段高阳寨隧道Ⅱ线进口边坡爆破施工引起崩塌,造成路过的客车一辆损毁,施工人员和旅客35人死亡、1人受伤。崩塌发生的直接原因是隧道洞口边坡岩体在表生地质作用下,边坡岩石沿原生节理面与母岩逐渐分离成为危岩体,受施工爆破振动激发,危岩突然脱离母岩,发生崩塌解体,形成灾害事件(大唐,2008)。

3 泥石流灾害成因类型

3.1 泥石流灾害成因分类

泥石流是松散岩土与水混合形成的一种特殊流体,常见的是沟谷型泥石流和坡面型泥石流。中国的泥石流灾害可初步划分为沟谷演化型、坡地液化型、滑坡坝溃决型、工程弃碴溃决型、尾矿坝溃决型、冰湖坝溃决型和堆积体滑塌侵蚀型等7种类型。表3列出了7种泥石流灾害类型的引发因素、启动模式、运动特征和危害方式。

表3 基于主要引发作用的中国泥石流灾害成因类型Table 3 Genetic types of debris flow disasters in China

3.2 泥石流灾害成因类型

3.2.1沟谷演化型

沟谷演化型泥石流是指自然沟谷受地质环境演化过程控制按一定时空规律出现的岩土堆积体饱水、运移、侵蚀、冲刷和堆积作用现象。沟谷泥石流可以划分出物源区、流通区和堆积区三个部分。固体物源主要来自于沟谷源头汇水区的松散堆积物以及流通区两侧的崩滑堆积。基本特征是流域汇水面积大,运动路径长,破坏能力强,呈现一定周期性,且常常与崩塌滑坡相伴生。中国西南、西北地区地质构造活动区多发沟谷型泥石流。

2010年8月8日0时12分,甘肃舟曲县城区及上游村庄遭受三眼峪和罗家峪两条沟谷型山洪泥石流的袭击,造成1765人死亡失踪和二十多栋楼房损毁,冲入白龙江造成河道淤填长度约1km,江面壅高回水使舟曲县城部分被淹,县城交通、电力、供水和通讯中断等重大损失。舟曲山洪泥石流灾害的形成存在客观因素:一是山高沟深,流域高差超过2400m,三眼峪的大、小眼峪沟谷内存在多级高20m以上的陡坎跌水段;大眼峪出口段纵坡降46.1%,局部达275%以上,成为山洪泥石流势能转化为动能的加速段;二是8月7日23~24时上游局地区域过程降水量达96.77mm,30min降雨强度77.3mm,超过历史记载的最大降雨强度(47mm/h);三是山洪泥石流发生在午夜,当地居民的防范意识和行动能力受到一定限制。这次事件的教训也是深刻的:一是当地人知道三眼峪是一条高发山洪泥石流沟谷,历史上曾多次形成灾害;二是三眼峪流域内实施过山洪泥石流防治工程;三是当地人防灾意识不强,减灾知识不足,部分建筑占据了山洪泥石流进入白龙江的通道,增大了人居建筑遭遇灾害的风险性(刘传正等,2011)。

3.2.2坡地液化型

坡地液化型(坡面型)泥石流主要是指区域台风暴雨或持续的局地暴雨在陡峻山地丘陵区引发的斜坡岩土因快速饱水液化而突然向下流动倾泻的现象。坡面泥石流的特点是:① 规模小但多点成群成带出现;② 一般在数百至数千平方千米区域内出现;③ 斜坡上部松散堆积层逐渐饱水软化,下部坚硬基岩表面隔水,二者接触带处形成渗流滑移带;④ 同一地点可能出现崩塌—滑坡—泥石流次第快速转化的“链式”反应现象;⑤ 单点损害小,群发区域总体危害大。中国中南—东南沿海台风暴雨影响区、大别山区和秦岭—大巴山区多发坡面泥石流。

2000年7月13日,陕西省安康地区紫阳县西南部持续降雨,导致11个乡镇约500km2范围内全面暴发群发性坡面泥石流灾害,造成231人死亡,财产损失巨大。2010年6月2日,广西容县与岑溪县接壤地区11小时过程降雨量大于300mm,约300km2区域内暴发滑坡泥石流数百处,导致43人死亡。其中,容县六王镇陈村滑坡泥石流造成一户共11人死亡。

2009年8月8日,“莫拉克”台风暴雨重创台湾中南部,山洪泥石流造成689人死亡失踪。其中,高雄县甲仙乡小林村因泥石流死亡失踪237人。“莫拉克”台风移动速度仅有5~10km/h,9小时移动了40km。台风使高雄、屏东的过程降雨量达2900mm,日最大雨量1800mm。

3.2.3滑坡坝溃决型

滑坡坝溃决型泥石流是指由于地震、降雨或工程活动引发的崩塌滑坡堵塞江河,因水位逐渐壅高、松散岩土渗透变形或新的因素激发导致滑坡堰塞湖溃决而形成的泥石流。

1933年8月25日15时50分,四川茂县叠溪发生Ms7.5级地震。地震毁灭了叠溪古城,引发的崩塌滑坡堵塞岷江形成多处滑坡堰塞湖(“海子”)。当年10月9日19时,强烈余震引发了松平沟、白蜡寨等七处“海子”滑坡坝溃决形成山洪泥石流,造成下游6865人死亡失踪,1925人受伤。据记载,溃决洪水在岷江校场的水位高达60m,到达都江堰时涌浪高度仍达12m,洪水流量达10.2×103m3/s(图1)。

2000年4月9日20时05分,西藏波密县易贡藏布一带发生落差达2500m的巨型崩塌,崩塌冲击剥蚀形成的“滑坡坝”堵塞了易贡藏布河(刘伟,2002)。当年6月11日2时50分滑坡坝溃决时,壅塞河水位的最大涨幅达41.77m。溃决形成的山洪泥石流摧毁了沿途建筑、山林茶场和318国道通麦大桥,并造成下游100多人失踪。

图1 叠溪地震滑坡坝溃决洪峰分布Fig. 1 Inundation peak distribution caused by landslide dam outburst in Diexi seismic area

3.2.4工程弃碴溃决型

工程弃碴溃决型泥石流是工程建设过程中因地表开挖剥离或地下洞库开凿出碴而在沟谷内不合理排放堆积,土石堆积体阻碍了地表径流或山洪通道,在强烈降水条件下形成暂时性堰塞湖,急剧的水位壅高和渗透变形使土石堆积体快速液化、沉陷和溃决而形成泥石流。

2009年7月23日2时57分,四川康定县大渡河长河坝水电工程施工场地响水沟发生特大泥石流灾害,造成54人死亡失踪,4人受伤。引发泥石流的局地2小时过程降雨量为56.1mm,接近历史上最大降雨量72.3mm/d。泥石流固体物质主要是隧洞弃碴,块石边长约0.2~0.5m。2007年以来,长河坝水电工程施工在响水沟沟口地段堆置了大量弃碴,并将施工人员临时住房建在响水沟沟口。响水沟泥石流是在局地强降雨下引发的,但工程弃碴不合理、工棚选址不当、防灾意识不强、减灾知识不足及应急响应措施缺乏,也是造成灾难的原因。

类似的案例有,2012年6月28日6时,金沙江白鹤滩水电工程工地矮子沟发生泥石流灾害,造成住在沟口的40位施工人员死亡。所幸的是,根据地质灾害预警信息安全撤离了同一条沟域内的当地居民557人和水电武警施工人员38人。

3.2.5尾矿坝溃决型

尾矿坝溃决型泥石流是由于尾矿、矿渣和水体的混合物逐渐使尾矿拦挡坝渗透变形、溃决冲出形成的。尾矿坝溃决一般起因于后期堆积坝体工程存在质量隐患、运营维护不到位、监测预警缺乏和防灾意识不足等原因。因为尾矿坝内地下水浸润线升高会导致渗流梯度增大,向外的地下水压力导致坝外坡管涌、流土、塌滑等渗透变形加剧而发展为溃坝。尾矿坝拦截形成的尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流物源区,一旦尾矿坝溃决就容易造成重特大事故。尾矿库不但可能孕育泥石流灾害,也会污染土地和水资源,特别是居民点和重要设施附近的“头顶库”灾害风险更大。

2008年9月8日8时许,山西襄汾县陶寺乡塔山矿区的尾矿库溃决,造成下游村庄和集贸市场277人死亡,34人受伤。尾矿库坝高约50m,库容30×104m3,尾矿固体物流失约20×104m3,沿途带出大量泥沙,流经长度达2km,最大扇面宽度约300m。尾矿坝溃决的原因主要是违法违规生产,隐患排查治理不到位,管理监督不力,安全整改不落实以及漠视险情现象等。

3.2.6冰湖坝溃决型

冰湖坝溃决型泥石流是形成于高寒山区的一种特殊泥石流类型。现代冰川前进跃动、冰舌断裂、冰湖岸坡出现崩塌或滑坡、温度上升导致冰川融化加速、湖口向源侵蚀加剧和冰坝下部管涌引起塌陷等作用下容易引发冰湖溃决。冰湖溃决会导致数百万乃至上亿立方米的水体瞬时倾泻而下,冲刷、裹挟大量泥沙石块,形成来势猛、洪峰高、流量大、历时短、破坏力强的山洪泥石流灾害。调查发现:① 终碛堤的长度、宽度和溢流口的宽度决定了溃决临界水头的高度;② 冰湖规模适中有利于溃决,统计发现溃决冰湖的面积多在4.5×105m2左右;③ 冰滑坡的规模、滑程坡度与冲击力对冰湖溃决的形成及规模具有重要作用(崔鹏等,2003)。

西藏地区是冰湖溃决型泥石流的多发地区。1964年9月26日,西藏工布江达县唐不朗沟上游暴发了冰湖溃决泥石流。1968~1970年间,西藏定日县朋曲流域的阿亚错连续3次暴发冰湖溃决泥石流和洪水。1981年7月11日0时30分,西藏聂拉木的樟木藏布沟发生冰湖溃决型泥石流,损毁了中(国)尼(泊尔)公路聂友段,甚至危害到尼泊尔境内。1988年7月15日23时,川藏公路48道班处的波密县米堆沟上游光谢错冰湖溃决形成了稀性泥石流。

3.2.7堆积体滑塌侵蚀型

堆积体滑塌侵蚀型泥石流是指自然或人为新生的崩塌滑坡或松散岩土堆积体因急剧降雨,斜坡表层因渗透饱水首先产生液化,形成塑流式滑坡或滑塌,继而沿滑坡洼地多次冲刷侵蚀,形成进行性沟道塑造和沟道侵蚀型泥石流。地震引发的崩塌滑坡碎屑流堆积体或自然/人为堆积的岩土体处于松散欠压密、欠固结状态,在持续强降雨条件下会孕育形成此类泥石流,实质上是一种新斜坡的冲沟塑造问题。表层滑塌起因于松散堆积体因排泄持续降雨入渗的能力不足而造成地下水滞留和水位升高,导致斜坡体的稳定性降低。当地下水壅高水位面达到水平时,堆积体内渗透动水压力达到最大,堆积体表层最易发生滑塌溃决。

汶川“5.12”地震区的崩塌滑坡堆积体在后续的强降雨过程中发生的泥石流多属此类。例如,2008~2010年期间,四川绵竹市清平乡文家沟发生的8次泥石流事件都是在地震滑坡堆积体上因持续强降雨渗透变形滑塌与后续侵蚀产生的,侵蚀作用塑造、扩展了沟道。文家沟崩滑堆积体斜坡上新生冲沟的容积就是8次泥石流活动冲出松散固体物的总体积。文家沟泥石流的成因模式是,强降雨过程在滑坡堆积体上先期出现“渗流管涌、暂态壅水、溃决滑塌”的造沟作用模式,后期出现“溯源侵蚀、冲刷刨蚀、侧蚀坍塌、混合奔流(搅拌机)”的扩沟作用模式(刘传正,2012)。2008年的“6.21”和2010年的“7.31”两次泥石流事件主要起因于前者,其他6次事件主要起因于后者。

4 结语

(1)崩塌滑坡泥石流灾害的成因分类是从个性归纳出共性,以共性概化作为指导,个性挖掘提高认识深度,从而确立地质灾害是可认识的,可防治的科学理念。

(2)崩塌滑坡泥石流的成因类型尽可能反映地质体变形破坏乃至运动成灾的综合模式,以便基于“原型观测”、“原型试验”和“原型研究”思想,为基本建立“原型设计”和“原型处置”的防治系统提供依据。

(3)鉴于我国应急平台建设与管理的现实需要,在科学描述基本清楚,分析研判基本正确的前提下,力图把感性认识、理性思维和基本原理贯穿起来,采用尽可能简单的方法体系解决复杂的问题。具体言之,本文的分类方案可以作为逐步建立10类崩塌滑坡、7类泥石流灾害应急响应决策技术支持体系的科学基础,是为防灾减灾公共管理、应急处置甚至社会纠纷调解评判建立公共语言平台的一种“顶层设计”性质的分类。

参 考 文 献 /References

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