泥石流
一、什么是泥石流
泥石流是一种发生在山区河流沟谷中的饱含泥、石、水的液固两相流,是一种破坏力很大的突发性特殊洪流。暴雨或(和)冰雪融水是其发生有诱因。按其固体物质构成不同可分为泥石流、泥流和水石流等三类。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。
二、泥石流形成条件
泥石流的形成需要三个基本条件:有陡峭便于集水集物的适当地形;上游堆积有丰富的松散固体物质;短期内有突然性的大量流水来源。
1、地形地貌条件
在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口为瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。
2、松散物质来源条件
泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外,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,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。
3、水源条件
水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
三、泥石流发育规律
1、季节性
我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨,尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此,泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致,具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。因集中降雨的时间的差异而有所不同。西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计,发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90%以上。
2、周期性
泥石流的发生受暴雨、洪水、地震的影响,而暴雨、洪水、地震总是周期性地出现。因此,泥石流的发生和发展也具有一定的周期性,且其活动周期与暴雨、洪水、地震的活动周期大体相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期相叠加时,常常形成泥石流活动的一个高潮。
四、泥石流预防工程措施
(1)跨越工程。是指修建桥梁、涵洞,从泥石流沟的上方跨越通过,让泥石流在其下方排泄,用以避防泥石流。这是铁道和公路交通部门为了保障交通安全常用的措施。
(2)穿过工程。指修隧道、明硐或渡槽,从泥石流的下方通过,而让泥石流从其上方排泄。这也是铁路和公路通过泥石流地区的主要工程形式。
(3)防护工程。指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其它主要工程措施,作一定的防护建筑物,用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有:护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。
(4)排导工程。其作用是改善泥石流流势,增大桥梁等建筑物的排泄能力,使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程,包括导流堤、急流槽、束流堤等。
(5)栏挡工程。用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有:栏渣坝、储淤场、支挡工程、截洪工程等。
对于防治泥石流,常采用多种措施相结合,比用单一措施更为有效。
五、泥石流来临的征兆
泥石流来临前,一般会出现巨大的响声、沟槽断流和沟水变浑等现象。泥石流发生时,泥石流携带巨石撞击产生沉闷的声音,明显不同于机车、风雨、雷电、爆破等声音。沟槽内断流和沟水变浑,可能是上游有滑坡活动进入沟床,或泥石流已发生并堵断沟槽,这是泥石流即将发生最明显的前兆。
六、泥石流紧急避险措施
(1)根据预报某地即将在数小时内发生泥石流,要及时对被危害区的居民及设施采取紧急疏散避灾或保护措施,强制迁至安全区;留心周围环境,特别警惕远处传来的土石崩落、洪水咆哮等异常声响,这很可能是即将发生泥石流的征兆。
(2)可建立临时躲避棚,位置要避开沟道凹岸或面积小而低的凸岸及陡峭的山坡下,安置在距村镇较近的低缓山坡或高于10米的平台地上,切忌建在较陡山体的凹坡处,以免出现坡面坍塌;
(3)当前3日及当日的降雨累计达到100毫米时,处于危险区的人员应立即撤离。当听到危险区内有轰鸣声、主河洪水上涨或正常流水突然断流时,应立即意识到泥石流即将到来,应果断采取逃生措施。在逃逸时,要向沟岸两侧山坡跑,不要顺沟方向向上游或下游跑,不要停留在凹坡处。
(4)在泥石流发生过程中,对遭受泥石流灾害的人与物应立即进行抢护,使危害降至最低程度。同时组织专业抢险队伍,紧急加固或抢修各类临时防护工程,排除险情;并组织人员密切监测泥石流的发展趋势,严防出现重复灾害等。
(5)暴雨停止后,不要急于返回沟内住地,应等待一段时间。
(6)野外扎营时,要选择平整的高地作为营址,尽量避开有滚石和大量堆积物的山坡下或山谷、沟底。
(7)泥石流避灾口诀
下暴雨,泥石流,
危险之地是下游,
逃离别顺沟底走,
横向快爬上山头,
野外宿营不选沟,
进山一定看气候。
滑坡
一、什么是滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
二、滑坡形成条件
滑坡形成的条件可分为内部条件和外部条件。
1、内部条件主要受地质、地形影响。
滑坡形成的内部条件主要有:地形坡度、坡型、地层岩性、地质构造等。
(1)地形条件:据统计分析,易于滑坡形成的地形坡度多在10°~35°,尤其以20°~35°的坡度最利于滑坡的发生。
(2)地层岩性条件:有利于滑坡形成发生的地层岩组称为易滑岩组。如侏罗纪、白垩纪的泥岩、页岩泥质砂岩、粉砂岩、煤系地层、三叠纪以前的砂板岩、千枚岩等。
(3)地质构造条件:滑坡滑动需要在坡体内有完整的软弱结构面,滑坡的后缘及两侧则可能是层面、节理、裂隙等。这些在滑坡形成中可供利用的结构面称为优势结构面。
2、外部条件是滑坡形成的诱发因素,当滑坡形成的内部条件满足时,在某种外部因素的激发下,就会发生滑坡。
滑坡形成的外部条件主要有:降水、流水、地震及一些人为因素。
(1)降雨对滑坡形成的作用:
雨季是滑坡的多发季节,尤其是大雨暴雨后和长降雨中更容易发生滑坡,据统计80%以上的滑坡发生在雨季。雨水降到地表后,会对坡体产生3个作用。
侵蚀软化作用:雨水渗透到地下,在软弱结构面上富集,使岩土侵蚀软化,抗剪强度迅速降低。
增重作用:雨水渗透到地下,可迅速增大坡体的自重、静水压力和动水压力,从而造成滑坡的发生。
水劈作用:雨水到地面,沿裂缝迅速渗透到地下,并很快充满裂缝,对裂缝两侧壁产生较大的侧向压力(水劈作用),使滑坡迅速启动。
(2)流水对滑坡形成的作用:流水对陡坡脚的冲刷,使起支撑作用的坡脚岩体被破坏,从而引起滑坡发生。
(3)地震对滑坡形成的作用:地震对斜坡的振动作用十分复杂,水平振动和垂直振动几乎同时交替进行,其作用结果相当于增大滑坡的下滑力,减小滑坡的抗滑力,使滑坡在地震过程中同时发生。
三、滑坡发育特征
在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,粗略地判断它的稳定性如何。
1、已稳定的堆积层老滑坡体有以下特征:
(1)后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定;
(2)滑坡平台宽、大、且已夷平,土体密实无沉陷现象,
(3)滑坡前缘的斜坡较缓,上体密实,长满树木,无松散坍塌现象。前缘迎河部分有被河水冲刷过的迹象;
(4)目前的河水已远离滑坡舌部,甚至在舌部外已有漫 滩、阶地分布;
(5)滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩;
(6)滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等等。
2、不稳定的滑坡常具有下列迹象:
(1)滑坡体表面总体坡度较陡,而且延伸较长,坡面高、低不平;
(2)有滑坡平台,面积不大,且有向下缓倾和未夷平现象;
(3)滑坡表面有泉水、湿地,且有新生冲沟;
(4)滑坡体表面有不均匀沉陷的局部平台,参差不齐;
(5)滑坡前缘土石松散,小型坍塌时有发生,并面临河,水冲刷的危险;
(6)滑坡体上无巨大直立树木。
以上标志只是一般而论,较为准确的判断,需进一步的观察和研究。
四、滑坡防治工程措施
我国防治滑坡的工程措施很多,归纳起来分为三类:一是消除或减轻水的危害;二是改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物;三是改善滑动带土石性质。其主要工程措施简要分述如下:
1、消除或减轻水的危害
(1)排除地表水:排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施,而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡外的地表水,避免地表水流入滑坡区;或将滑坡范围内的雨水及泉水尽快排除,阻止雨水、泉水进入滑坡体内。主要工程措施有:油墨滑坡体外截水沟;滑坡体上地表水排水沟;引泉工程;做好滑坡区的绿化工作等。
(2)排除地下水:对于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:截水盲沟—用于拦截和旁引滑坡外围的地下水;支撑盲沟—兼具排水和支撑作用;仰斜孔群—用近于水平的钻孔把地下水引出;此外还有盲洞、渗管、渗井、垂直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施。
(3)防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷:主要工程措施有:在滑坡上游严惩冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“J”坝;在滑坡前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管,以使坡脚的土体免受河水冲刷。
2、改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物
(1)削坡减重:常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。
(2)修筑支挡工程:因失去支撑而引起滑动的滑坡,或滑坡床陡、滑动可能较快的滑坡,采用修筑支挡工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有:抗滑片石垛、抗滑桩(如钢轨抗滑桩等)、抗滑挡墙等。
3、改善滑动带土石性质:一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。
由于滑坡成因复杂、影响因素多,因此常常需要上述几种方法同时使用、综合治理,方能达到目的。
五、滑坡来临的征兆
不同类型、不同性质、不同特点的滑坡,在滑动之前,均会表现出各种不同的异常现象,显示出滑动的预兆(前 兆)。归纳起来常见的有以下几种:
1.大滑动之前,在滑坡前缘坡脚处,有堵塞多年的泉水复活现象,或者出现泉水(水井)突然干枯、井(钻孔) 水位突变等类似的异常现象。
2.在滑坡体中、前部出现横向及纵向放射状裂缝。它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍,已进入临滑状态。
3.大滑动之前,在滑坡体前缘坡脚处,土体出现上隆(凸起)现象。这是滑坡向前推挤的明显迹象。
4.大滑动之前,有岩石开裂或被剪切挤压的音响;这种迹象反映了深部变形与破裂。动物对此十分敏感,有异常 反映。
5.临滑之前,滑坡体四周岩体(上体)会出现小型坍塌和松弛现象。
6.如果在滑坡体上有长期位移观测资料,那么大没动之前,无论是水平位移量还是垂直位移量,均会出现加速变化的趋势。这是明显的临滑迹象。
7.滑坡后缘的裂缝急剧扩展,并从裂缝中冒出热气(或冷风)。
8.动物惊恐异常,植物变态。如猪、狗、牛惊恐不宁,不入睡。老鼠乱窜不进洞。树木枯萎或歪斜等。
六、滑坡紧急避险措施
当遇滑坡发生时,至少应该做到如下几点:
1.当处在滑坡体上时,首先应保持冷静,不能慌乱。慌乱不仅浪费时间,而且极可能做出错误的决定。要迅速环顾四周,向较为安全的地段撤离。一般除高速滑坡外,只要行动迅速,都有可能跑离危险区段。跑离时,以向两侧跑为最佳方向。在向下滑动的山坡中,向上或向下跑是很危险的。当遇无法跑离的高速滑坡时,更不能慌乱,在一定条件下,如滑坡呈整体滑动时,原地不动,或抱住大树等物,不失为一种有效的自救措施。
2. 当处于非滑坡区,而发现可疑的滑坡活动时,应立即报告邻近的村、乡、县等有关政府或单位。各县、市、地 区及省政府,均设有"矿管办"。该机构应责无旁贷地担当此项责任。并立即组织有关政府、单位、部队、专家及当地群众参加抢险救灾活动。
3.政府部门应立即实施应急措施(或计划),迅速组织群众撤离危险区及可能的影响区。通知邻近的河谷、山沟中的人们做好撤离准备,密切注视灾情的曼延和转化。如滑坡常在暴雨、洪水中转化为泥石流灾害(即次生灾害)。注意因滑坡可能危害到的某些生命线工程(如水库、干线铁路、 干线公路、发电厂、通讯设备、干线渠道等)所引发的次生灾害或第三次灾害的发生,如火灾、洪水等。注意调查滑坡 是否有间歇性活动特点,尽可能确定其再次活动的可能性和 时间。如果必要的话(需经有关专家或科技人员论证),应迅速设立观测点(站)或观测网,密切注视其变化动态。