出品:科普中國(guó)
作者:超級(jí)大陸團(tuán)隊(duì)
監(jiān)制:中國(guó)科普博覽
泥石流是泥和石頭(當(dāng)然還有水)組成的一種流體。它的學(xué)術(shù)定義是,泥石流是一種飽含大量泥沙、石塊和巨礫的固、液兩相流體。它呈粘性層流或稀性紊流等運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是各種自然因素(地質(zhì)、地貌、水文、氣象、土壤、植被等)和人為因素綜合作用的結(jié)果。泥石流因其形成過(guò)程復(fù)雜,暴發(fā)突然,來(lái)勢(shì)兇猛,歷時(shí)短暫,破壞力大等,常給山區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成重大災(zāi)害。
(圖片來(lái)源:veer圖庫(kù))
泥石流災(zāi)害的特點(diǎn)是規(guī)模大、危害嚴(yán)重;數(shù)量多、危及面廣。且活動(dòng)頻繁,重復(fù)成災(zāi)。地質(zhì)學(xué)家們指出,泥石流是一種特殊的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,具有強(qiáng)大的侵蝕作用,一次大型的泥石流活動(dòng)可以使溝谷向下切深幾十米,劇烈地改造地表形態(tài),破壞溝源和兩岸山體的穩(wěn)定性,使滑坡、崩塌不斷發(fā)生,從而又進(jìn)一步加劇泥石流的發(fā)展。另外,泥石流暴發(fā)將大量石塊沖出山口在寬緩大河谷地停積,形成堆積扇。一個(gè)大型的泥石流暴發(fā)能將百萬(wàn)立方米的石塊沖入河流谷地,形成沙灘石海??磥?lái),泥石流災(zāi)害對(duì)山地環(huán)境和河谷環(huán)境確實(shí)能夠產(chǎn)生巨大影響。
(圖片來(lái)源:veer圖庫(kù))
那么,泥石流是怎樣形成的呢?我國(guó)泥石流的形成主要取決于地質(zhì)條件,地貌條件和水源條件。地質(zhì)條件是泥石流形成的內(nèi)因和必要條件。包括地質(zhì)構(gòu)造和巖性、地震和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及某些物理作用等因素。這些因素相互聯(lián)系、相互作用,控制著泥石流固體物質(zhì)的提供方式、速度和數(shù)量,直接影響泥石流的形成和發(fā)展。第二是地貌條件,這也是形成泥石流的三個(gè)基本條件之一。它制約著泥石流的形成與運(yùn)動(dòng),使泥石流具有不同的規(guī)律和特性。地貌條件主要是指泥石流溝的溝床比降、溝坡坡度、坡向、集水區(qū)面積和溝谷形態(tài)等。第三是水源條件,它是泥石流發(fā)生的不可缺少的條件。主要水源是大氣降水,其次是地下水和冰雪融水。此外,由于人類對(duì)環(huán)境的破壞也加劇了泥石流的形成過(guò)程。比如,毀林開(kāi)荒、陡坡墾植、礦山開(kāi)采中的亂挖亂采和不合理?xiàng)壊?、以及山區(qū)修建公路、鐵路時(shí)非科學(xué)地就地取料(如土石和棄碴等)。
泥石流的防治目前成為倍受關(guān)注的問(wèn)題,一般采取生物措施和工程措施兩類。生物措施是通過(guò)種植喬、灌木、草叢等植物,充分發(fā)揮其滯留降水、保持水土、調(diào)節(jié)徑流等功能,從而達(dá)到預(yù)防和制止泥石流發(fā)生或減小其規(guī)模,減輕其危害程度的目的。生物措施的特點(diǎn)是,應(yīng)用范圍廣、投資省、風(fēng)險(xiǎn)小、能改善自然環(huán)境,作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等。從生物類別上分類,又可分為林業(yè)措施、農(nóng)業(yè)措施和牧業(yè)措施等。
泥石流防治的工程措施具有更直接的意義,一般是在泥石流的形成流通堆積區(qū)內(nèi),采取相應(yīng)的治理工程(如蓄水、引水工程,攔擋、支護(hù)工程,排導(dǎo)、引渡工程,停淤工程及改土護(hù)坡工程等),以控制泥石流的發(fā)生和危害。通常適用于泥石流規(guī)模大,暴發(fā)不很頻繁,松散固體物質(zhì)補(bǔ)給及水動(dòng)力條件相對(duì)集中的地區(qū)。
工程措施中又可以分為:
治水為主的方案:利用蓄水、引水和節(jié)水等工程控制地表洪水徑流,削減水動(dòng)力條件,使水土分離,穩(wěn)定山坡,適用于水力類泥石流的治理。
治土為主的方案:利用攔擋、支護(hù)工程,攔蓄泥石流固體物質(zhì),穩(wěn)定溝岸,防治崩塌或滑坡,適用于土力類崩塌滑坡型泥石流溝的治理。
(圖片來(lái)源:veer圖庫(kù))
排導(dǎo)為主的方案:利用排洪道、渡槽等工程,排泄泥石流,控制泥石流的危害。
人們?cè)诘钟嗍鳛?zāi)害時(shí),往往采用綜合治理的方案,即采取坡面、溝道兼顧,上游、下游統(tǒng)籌的綜合治理方案。一般在溝谷上游以治水為主,中游以制土為主,而下游則以排導(dǎo)為主。通過(guò)上游的穩(wěn)坡截水和中游的攔擋護(hù)坡等,減少了泥石流固體物質(zhì),控制了泥石流規(guī)模,改變了泥石流的性質(zhì),有利于下游的排導(dǎo)效果,從而能夠有效地控制泥石流的危害。