泥石流成因防治及预警措施

泥石流的成因、预警及防治措施

XXX1

（1.XX大学XX学院，XXXX）

摘要：泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。本文综述了形成泥石流的三个基本条件，并介绍了对泥石流的预警方式，以及预防泥石流的工程措施、生物措施和社会保障措施。

关键词：泥石流；成因；预警；防治措施

1泥石流的形成条件

泥石流的形成，必须同时具备三个基本条件：

1、有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件；

2、有丰富的松散土石碎屑固体物质来源；

3、短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。

1.1地形地貌条件

地形条件制约着泥石流形成、运动、规模等特征。主要包括泥石流的沟谷形态、集水面积、沟坡坡度与坡向和沟床纵坡降等。

1.1.1 沟谷形态

典型泥石流分为形成、流通、堆积等三个区，沟谷也相应具备三种不同形态。上游形成区多三面环山、一面出口的状、漏斗状或树叶状，地势比较开阔，周围山高坡陡，植被生长不良，有利于水和碎屑固体物质聚集；中游流通区的地形多为狭窄陡深的狭谷，沟床纵坡降大，使泥石流能够迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或较宽阔的河谷，使碎屑固体物质有堆积场地。

1.1.2 沟床纵坡降

沟床纵坡降是影响泥石流形成、运动特征的主要因素。一般来讲，沟床纵坡降越大，越有利于泥石流的发生，但比降在10%～30%的发生频率最高，5%～10%和30%～40%的其次，其余发生频率较低。

1.1.3 沟坡坡度

坡面地形是泥石流固体物质的主要源地，其作用是为泥石流直接供固体物质。沟坡坡度是影响泥石流的固体物质的补给方式、数量和泥石流规模的主要因素。一般有利于提供固体物质的沟谷坡度，在我国东部中低山区为10～30度，固体物质的补给方式主要是滑坡和坡洪堆积土层，在西部高中山区多为30～70度，固体物质和补给方式主要是滑坡、崩塌和岩屑流。

1.1.4 集水面积

泥石流多形成在集水面积较小的沟谷，面积为0.5～10平方公里者最易产生，小于0.5平方公里和10～50平方公里其次，发生在汇水面积大于50平方公里以上者较少。

1.1.5 斜坡坡向

斜坡坡向对泥石流的形成、分布和活动强度也有一定影响。阳坡和阴坡比较，阳坡上有降水量较多，冰雪消融快，植被生长茂盛，岩石风化速度快、程度高等有利条件，故一般比阴坡发生可能性大。如我国东西走向的秦岭和喜马拉雅山的南坡上产生的泥石流比北坡要多得多。

1.2碎屑固体物源条件

某一山区能作为泥石流中固体物质的松散土层的多少，与地区的地质构造、地层岩性、地震活动强度、山坡高陡程度、滑坡、崩塌等地质现象发育程度以及人类工程活动强度等有直接关系。

1.2.1 与地质构造和地震活动强度的关系

地区地质构造越复杂，褶皱断层变动越强烈，特别是规模大，现今活动性强的断层带，岩体破碎十分发育，宽度可达数十条数百米，常成为泥石流丰富的固体物源。如我国西部的安宁河断裂带、小江断裂带、波密断裂带、白龙江断裂带、怒江断裂带、澜沧江断裂带、金沙江断裂带等，成为我国泥石流分布密度最高、规模最大的地带。

在地震力的作用下，不仅使岩体结构疏松，而且直接触发大量滑坡、崩塌发生，特别是在Ⅶ度以上的地震烈度区。对岩体结构和斜坡的稳定性破坏尤为明显，可为泥石流发生提供丰富物源，这也是地震→滑坡、崩塌→泥石流灾害连环形成的根本原因。如1973年四川炉霍地震（7.9级）和1976年四川平武—松潘地震（7.2级）破坏山体，产生大量崩塌、滑坡，促使众多沟谷发生泥石流。

1.2.2 与地层岩性的关系

地层岩性与泥石流固体物源的关系，主要反映在岩石的抗风化和抗侵蚀能力的强弱上。一般软弱岩性层、胶结成岩作用差的岩性层和软硬相间的岩性层比岩性均一和坚硬的岩性层易遭受破坏，提供的松散物质也多，反之迹然。如长江三峡地区的中三迭统巴东组，为泥岩类和灰炭类互层，是巴东组分布区泥石流相对发育的重要原因。安宁河谷侏罗纪砂岩、泥岩地层是该流域泥石流中固体物质的主要来源。

花岗岩类，由于结构构造和矿物成分的特点，物理和化学风化作用强烈，导致岩体崩解，形成块石、碎屑和砂粒，形成大厚度的风化残积层，当其它条件具备时可形成泥石流。

石灰岩分布地区，炭岩只有经物理风化和经淋溶的残积红土以及经地质构造作用的破碎带，才可能成为泥石流的固体物源。由于石灰岩具可溶性，溶蚀现象发育，塌陷、漏斗等岩溶堆积松散土多见，难以成为泥石流的固体物源，再加上岩溶地区地表水易流入地下，故灰岩地区泥石流现象少见。

除上述地质构造和地层岩性与泥石流固体物源的丰度有直接关系外，当山高坡陡时，斜坡岩体卸荷裂隙发育，坡脚多有崩坡积土层分布；地区滑坡、崩塌、倒石锥、冰川堆积等现象越发育，松散土层也就越多；人类工程活动越强烈，人工堆积的松散层也就越多，如采矿弃渣、基本建设开挖弃土、砍伐森林造成严重水土流失等。这些均可为泥石流发育提供丰富的固体物源。

1.3水源条件

水既是泥石流的重要组成成分，又是泥石流的激发条件和搬运介质。泥石流水源提供有降雨、冰雪融水和水库（堰塞湖）溃决溢水等方式。

1.3.1 降雨

降雨是我国大部分泥石流形成的水源，遍及全国的20多个省、市、自治区，主要有云南、四川、重庆、西藏、陕西、青海、新疆、北京、河北、辽宁等，我国大部分地区降水充沛，并且具有降雨集中，多暴雨和特别大暴雨的特点，这对激发泥石流的形成起了重要作用。特大暴雨是促使泥石流暴发的主要动力条件。处于停歇期的泥石流沟，在特大暴雨激发下，甚至有重新复活的可能性。1963年9月18日，云南东川的老干沟，一小时内降雨55 2毫米，暴发了50年一遇的泥石流。连续降雨后的暴雨，是触发泥石流又一重要动力条件，因为泥石流发生与前期降水造成松散土含水饱和程度与1小时、10分钟的短历时强降雨（雨强）所提供的激发水量有十分密切的关系。据有关资料，在日本，激发泥石流的小时雨强，一般在30mm 以上，10分钟雨强在7mm～9mm以上，甸西部地区激发泥石流的小时雨强30mm左右，10分钟则在10mm以上。

1.3.2 冰雪融水

冰雪融水是青藏高原现代冰川和季节性积雪地区泥石流形成的主要水源。特别是受海洋性气候影响的喜马拉雅山、唐古拉山和横断山等地的冰川，活动性强，年积累量和消融量大，冰川前进速度快、下达海拔低，冰温接近融点，消融后为泥石流提供充足水源。当夏季冰川融水过多，涌入冰湖，造成冰湖溃决溢水而形成泥石流或水石流更为常见。

1.3.3水库（堰塞湖）溃决溢水

当水库溃决，大量库水倾泄。而且下游又存在丰富松散堆积土时，常形成泥石流或水石流。特别是由泥石流、滑坡在河谷中堆积，形成的堰塞湖溃决时，更易形成泥石流或水石流。

2 预警方式

泥石流预测、预报和警报的目的是为预测泥石流的发生、发展变化和暴发时间，以便提前采取措施，保护国家和人民生命财产的安全。但不同预测类型的任务是不同的。

2.1泥石流预测

泥石流预测主要根据预测范围内各泥石流沟固体物质的来源和积累程度；水的来源和数量，是否可以达到激发泥石流发生的水量要求；各沟谷的发育阶段和暴发泥石流的频率等来预测地区、沟谷泥石流暴发的可能性和危险程度。泥石流暴发的危险度预测可采用定性和半定量评价方法进行。一般说来，地质构造复杂、地壳活动越强烈，山高坡陡、地形越破碎，风化越严重，滑坡、崩塌等地质现象越发育，人类活动越强烈，即可定性认为泥石流暴发的频率就高，危险度就大；反之，则低、则小。据此，经综合对比分析，即可相对划分出不同危险程度等级，进行危险程度区划。一般对轻度泥石流地区和沟谷宜采取水土保持、排水、减少固体物质集累，削弱水流汇聚和对固体物质的冲刷、侵蚀等，来防治泥石流暴发。极重度地区和沟谷一般都采取避让措施进行预防，只有在技术、经济可行，十分必要的情况下才采取工程措施进行治理。中度和重度地区和沟谷，在技术、经济可行的情况下，原则上都会采取工程措施进行治理，以保证整个地区的社会、经济持续发展，环境得到改善。

2.2泥石流预报

泥石流预报是在泥石流预测的基础上，选择那些极重度和重度危险地区或单条泥石流沟进行预报。对降雨型泥石流，预报的任务：首先要确定预报范围内激发泥石流发生的降雨临界值，它主要是根据已有泥石流暴发前的降雨量观测值，进行统计获得；然后，根据地区气