辽宁省泥石流形成原因分析
2016-03-21王咏林
■王咏林
(辽宁省地质环境监测总站辽宁沈阳110032)
辽宁省泥石流形成原因分析
■王咏林
(辽宁省地质环境监测总站辽宁沈阳110032)
本文针对辽宁省常见的泥石流地质灾害现象,具体分析其形成原因、发生规模及造成的危害,以典型实例予以论述,并以典型成功预报案例,证明地质灾害是可以通过现代化的手段与方法加以预防的。
泥石流成因分析
地质灾害是在自然地质作用或人为作用,或是二者共同作用影响下形成的灾害。分析地质灾害发生原因,不外有内因、外因及诱因三种。内因指固有的地质条件,即地层岩性、地质构造、岩土体结构、水文地质条件、地形地貌条件等。外因及诱因指非固有的自然或人为因素,即降雨、地震、不合理的人类工程活动、植被发育特征等。以下仅就我省常见的泥石流地质灾害的发生原因详述如下。
泥石流是山区沟谷或坡面上,由暴雨、融水等水源激发,含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和和滑坡之间的固体颗粒、水、气三相混合流。它暴发突然,历时短暂,来势凶猛,具有强大的破坏力,俗称“走蛟”、“出龙”、“蛟龙”等。
根据泥石流的流域特征,将泥石流分为标准型泥石流、沟谷型泥石流、山坡型泥石流;根据泥石流的物质组成,可分为泥石流、泥流、水石流;根据泥石流的物质状态,可分为粘性泥石流、稀性泥石流;根据泥石流的激发条件,可分为暴雨型泥石流、冰川型泥石流;根据泥石流的暴发频率,可分为高频率泥石流、低频率泥石流[1]。我省泥石流由于固体物质较多,多为稀性泥石流,多因暴雨激发而形成,以沟谷型泥石流为主。
典型的泥石流流域,从上游到下游一般可分为三个区,即泥石流的形成区、流通区和堆积区。泥石流的形成、发育受自然及人为因素的影响,自然因素主要包括地形、地貌、岩性、构造、降雨量及降雨强度、植被覆盖率等。
泥石流形成原因分析如下:
1 地形地貌方面
陡峻的便于集水、集物的地形。山高沟深、地形陡峻、沟床纵度降大、流域形状便于水流汇集。坡度15°~25°的沟谷最容易发生泥石流,坡面的不稳定是泥石流发生和发展的有利条件。沟床比降越大越有利于泥石流的发生,能为泥石流提供最有利的能量条件。
流域面积在泥石流形成中主要起到汇集水流和固体物质的作用,泥石流多形成于集水面积较小的沟谷,大多数泥石流发生于集水区面积0.5~10平方公里的沟谷内。漏斗状和勺状集水区易于水流快速汇集,形成满足泥石流启动的水动力条件。
相对高度为泥石流的形成,提供了动力条件。相对高度越大,势能越大,泥石流的动力条件就越充足。
2 地质构造、岩性方面
有丰富的松散物质。岩性、构造等地质条件的组合,决定着参与泥石流活动的松散固体物质的构成和堆积。地质构造复杂、断裂褶皱发育、新构造运动强烈、地震烈度较高的地区,一般便于泥石流的形成[2]。岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区易受破坏,也为泥石流提供丰富的碎屑物来源。这类地区往往表层岩土破碎,滑坡、崩塌等不良地质作用发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源。
我省基底构造较为活跃,受多种构造体系控制,强烈的构造活动使得褶皱、断裂发育,破碎的岩体为泥石流的固体物质补给提供了极为有利的条件。在地质构造控制下,岩性的结构、抗风华能力、软弱程度等均与泥石流的形成有密切的关系,由于风华速度的不均匀性,软弱岩层和软硬相间的岩体比岩性均一或坚硬岩层易遭受破坏;在变质岩区,由于变质岩的结构、构造和矿物成分特点,经物理、化学风化,易导致岩体崩解,矿物或岩石表面裂开形成碎屑或砂,这些为泥石流的固体物质的补给均提供了有利条件。相反,在碳酸盐地区,岩体相对较完整,松散物较稀少,泥石流发育程度相对较低。我省第四系松散堆积物,岩石风化物质,山坡上残坡积物,沟床内的冲洪积物;崩塌、滑坡所形成的堆积物;随意堆放的采矿弃石土、选矿尾矿及各种人工堆积体等,都为泥石流的形成提供了有利条件。
3 水文气象方面
短时间内有大量水的来源。降水、地下水、溃决洪水,是泥石流的主要诱发因素。暴雨或长时间的连续降雨,是泥石流的主要水源,泥石流的发生一般是在一次降雨的高峰期或在连续降雨之后。浅层地下水对泥石流的形成也有很大影响,地下水水位往往由降水补给而变化。溃决洪水往往造成大规模泥石流。
水能的浸润、饱和山坡松散物质,使其摩阻力减小、滑动力增大;水流对松散物质的侧蚀、掏挖作用引起滑坡、崩塌等,增加了物质来源。强度较大的暴雨、水库等的突然溃决,易于泥石流的形成。泥石流多发生在降雨量和降雨强度相对较大的地方,泥石流频发区与我省山区的暴雨中心基本一致。
4 其它方面
不合理的人工开挖,不合理的弃土、弃渣、采石,滥伐乱垦等。矿山建设和开采对森林植被的破坏,导致地质环境退化,引起泥石流的发生。滥伐乱垦使植被消失,山坡失去保护,土体疏松,冲沟发育,大大加重了水土流失,进而破坏山坡的稳定性,产生泥石流。
辽宁省泥石流灾害发生的数量较多,发生的频率较高,分布范围较广,对人民生命、财产造成的危害也较大。
当然,泥石流也是可以预防的,2004年7月开始了辽宁省汛期地质灾害气象预报预警工作,省内沈阳、大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、阜新、葫芦岛等市先后均启动了市级地质灾害气象预报预警工作,进行了地质灾害监测预报工作,成功的预报,及时搬迁避让,避免了人员伤亡及经济损失。据相关资料统计,辽宁省地质灾害气象预报预警取得的典型成功案例较多,如辽宁省宽甸满族自治县长甸镇小孤山村泥石流灾害就是成功预报案例之一[3]。
2010年8月18日14点至8月21日5点30分,长甸镇小孤山村由连续降中雨转至降大暴雨,仅8月20日日降雨量就达到600毫米以上,因短时间强降雨,加上有利于泥石流发生的地形积极条件。有陡峻的便于集水集物的地形,有丰富的固体物质来源、有短期内强烈的降雨,由此引发了重大—特大型泥石流地质灾害。
根据特大降水预报,辽宁及时发布地质灾害气象预警预报,在临灾前小孤山村村支部书记刘晓波,于8月20日14点召开全村党员、干部及村民组长紧急会议,将转移群众的具体任务落实到党员、干部及村民组长的人头,及时的启动了地质灾害防治紧急预案。撤离居民2000人次,在居民撤离后房屋损毁384间,毁坏耕地1839.5亩,破坏果树、用材林4500余亩,毁坏道路、桥梁等,受灾人口计3700人。成功的避险,避免了人民群众更大的伤亡,仅造成1人死亡、1人重伤。
[1]潘学标,郑大玮,龙步菊,等.地质灾害及其减灾技术 [M]北京:化学工业出版社, 2010:80-86.
[1]王得楷,胡杰,窦新生,等.地质灾害预防 [M]兰州:兰州大学出版社,2010:59-61.
[3]丹东市国土资源局.2010年度辽宁省宽甸满族自治县长甸镇小孤山村泥石流重大地质灾害事件 [R].沈阳:辽宁省地质环境监测总站,2011.
F407.1[文献码]B
1000-405X(2016)-6-403-1