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北京7.21暴雨后的思考(二)——关君蔚先生的忧虑

已有 5859 次阅读 2012-7-26 10:11 |个人分类:土壤侵蚀与水土保持|系统分类:观点评述| 北京, 灾难, 暴雨, 泥石流, 房山区

冰冷的伤亡数字背后,我们更应该分析其发生的原因,灾难发生两次才是真正的不幸,人应该吸取教训,远离危险。西南郊的房山区才是真正的重灾区,而成灾的主要原因是暴雨山洪引起的泥石流和地质灾害。

暴雨山洪及其造成的泥石流和地质灾害也是我国近年来洪水伤亡的主要原因北林以故院士——关君蔚先生生前一直念念不忘的一件事情就是北京西山泥石流防治2006关老曾向中央建议,加强北京地区泥石流预报工作。“(2006年)217日菲律宾发生特大泥石流造成特大损失的消息,使89岁高龄的关君蔚院士寝食不安。作为著名的水土保持专家,他对泥石流的习性了如指掌。泥石流多在山区突然发生,具有极其强大的破坏力,能造成毁灭性灾害。首都北京处在泥石流的范围之中。新中国成立后的第二年,曾多处爆发了泥石流,冲毁耕地2.3万亩,村庄10余个,死伤多人。关老对此记忆犹新。从那时起,他一直研究泥石流发生规律及其预报防治,并取得了可喜成果,获得了全国科学大会奖。据了解,经过包括他所在的北林大等单位半个多世纪的探索,目前我国已经能够根据泥石流的运动规律,预报泥石流的发生和发展,即使发生也可减少损失、免除人员伤亡。关院士称,首都近20年来林地面积骤增,但林龄均处于幼年。2008年北京奥运会之际,恰逢夏季,万一暴雨集中,幼林失稳,一旦发生泥石流则损失巨大。他建议有关部门务必于今年雨季前深入检查山区各区县预防体系和设施,为2008年北京奥运会的顺利举行早打基础。”(详见科技日报和北京林业大学报的相关报道)

老先生的忧虑今年被不幸言重7218时至228时,房山全区平均降雨量达到281.1毫米;山区平均降雨量达到313毫米,最大降雨点为河北镇,降雨量达到541毫米;平原平均降雨量达到249.2毫米,最大降雨点为城关镇,降雨量达到357毫米。山区和丘陵地带山洪和泥石流暴发,大石河、拒马河两大流域洪水暴涨平原地区多处严重积水。据初步统计受灾面积基本覆盖全区,全区25个乡镇(街道)均不同程度受灾,灾情严重地区近1000平方公里,受灾人口达到80万人。经济损失达到61.1278亿元人民币。全区房屋受损6.6万间、倒塌8265间;道路损毁300处、约750公里;桥梁损毁50座。农作物受灾5000公顷、经济林2000公顷、设施农业2000公顷、禽畜17万只。水利设施受损严重,其中,防洪坝受损200公里,农田水利设施损毁300处,小流域损毁700平方公里,堤防受损2000米,塘坝损毁20座,机井受损500眼。此外,损毁供水管线200公里、污水设施60处、污水管线100公里。电力通讯设施在此次特大暴雨中也遭到了严重破坏,损毁电力设施450公里、电信通讯设施500公里、歌华有线电视线路400公里。祁红介绍,截至722日,房山区共转移撤离群众4.8万余人,转移安置被困游客1.6万人,解救受困群众、学生、乘客等人员1200多人。

 

我国泥石流和地质灾害,大致集中在大兴安岭-燕山山脉-太行山山脉-巫山山脉-雪峰山山脉一线及以西地区。该线以东泥石流沟分布零星,该线以西及山区是泥石流沟集中分布区,青藏高原东南缘山地、四川盆地周边山地以及陇南-陕南、晋西、冀北等黄土高原边缘山区泥石流沟成片集中分布。据不完全统计,在省会城市中,甘肃兰州、青海省西宁、山西太原等均遭受过严重的泥石流灾害,其中兰州市和太原市的泥石流造成了众多的人员伤亡;我国最新的直辖市重庆市城区,在20077月,也遭受了泥石流危害。

虽然不合理人类活动对环境的破坏也加剧了泥石流的形成过程,如,毁林开荒、采矿和基本建设,破坏了植被、产生大量固体的碎屑物。但泥石流的形成在很大程度上仍是自然现象,如我国藏东南的林芝地区直到目前为止人类活动干扰仍然很少,但泥石流、山崩、滑坡等地质灾害频发,是著名的“泥石流之都”。泥石流的形成主要取决于三方面的因素。首先是物质基础,即大量的松散碎屑物,这是是泥石流形成的内因和必要条件,主要受地质构造和岩性、地震和新构造运动、土壤侵蚀情况等因素的影响,这些因素相互联系、相互作用,控制着泥石流固体物质的提供方式、速度和数量,直接影响泥石流的形成和发展。第二是泥石流发生的环境条件,即地貌因素,包括集水区面积、沟谷形态、沟床比降、沟坡坡度和坡向等,制约着泥石流的形成运动。一般泥石流沟都具有类似葫芦形的地貌形态,具有形成区、输移区和堆积区三部分,而形成区一般为类似扇形的积水区域,输移区一般是窄深直而陡峭的沟道,泥石流在下游输送的过程还可能大量剥蚀沟道岩土,堆积区一般位于比较开阔、平缓的扇形堆积区。第三是动力条件,即水源。水是泥石流发生的不可缺少的条件,主要水源是大气降水,其次是地表水(如溃坝洪水)和冰雪融水。由于上述特性,泥石流发生具有群发性和周期性的特点。人类无法完全消灭泥石流,面对泥石流只有通过三“预”(预测、预防与预警)尽量减少其损失。

预测泥石流发生的风险性是泥石流综合治理的基础。泥石流发生一般符合上述三条件。泥石流具有周期性的特点,泥石流沟存在再次活跃复发的风险。而泥石流遗迹是鉴别一条沟谷是否暴发过泥石流,是否是泥石流沟谷的直接证据,一般从以下两个方面证据:

1)泥石流堆积物:泥石流堆积在平面上呈扇形,纵剖面上呈锥形。地面纵向坡度一般为3°~12°,横坡一般为1°~3°,地面坎坷不平,垄岗起伏;堆积物岩性为粘土、砂、碎块石、砾卵石混杂,无分选性。块石、砾石有定向排列现象,表面有碰撞擦痕;粘性泥石堆积物可见泥球和泥裹石现象。

2)泥石流活动遗迹:在同一溪沟内,泥石流的规模和运动能量一般都比洪水大,泥石流顶面位置(泥位)比洪水位高,再加上泥石流在流动过程中有超高、爬越现象,它残留的泥石流土和擦痕常在高处有保留。

泥石流堆积区和泥石流顶面或洪水线以下的沟道,都有再次遭遇泥石流灾害的风险,应避免基础设施建设和大量人口聚集,如无法避免,应建立泥石流灾害应急预警机制,并建立相应的撤离通道和避难所。此外还应该对泥石流沟进行综合支流,降低泥石流复发的频率和规模,预防泥石流灾害,

泥石流预防是目前倍受关注的关键问题,一般有生物措施和工程措施两类。生物措施是通过种植乔、灌木、草丛等植物,充分发挥其滞留降水、保持水土、调节径流等功能,以减少径流和土壤侵蚀,从而达到预防和制止泥石流发生或减小其规模,减轻其危害程度的目的。其特点是,应用范围广、投资省、风险小、能改善自然环境,作用持续时间长等,但一般难全面控制泥石流灾害。

泥石流防治的工程措施具有更直接的意义,一般是在泥石流的形成流通堆积区内,采取相应的治理工程(如蓄水、引水工程,拦挡、支护工程,排导、引渡工程,停淤工程及改土护坡工程等),以控制泥石流的发生和危害。通常适用于泥石流规模大,暴发不很频繁,松散固体物质补给及水动力条件相对集中的地区。

工程措施中又可以分为:

治水,利用蓄水、引水和排水等工程控制地表洪水径流,削减水动力条件,减少径流对松散碎屑物的冲蚀,适用于水石流的治理。

治土,利用拦挡、支护工程,拦蓄泥石流固体物质,稳定沟岸,防治崩塌或滑坡,减少固体碎屑物来源,适用于泥流、土石流等滑塌型泥石流沟的治理。

排导,利用排洪道、渡槽、堤坝等工程,控制泥石流,使泥石流远离保护区,减轻危害。

为抵御泥石流灾害,往往采用综合治理的方案,即坡、沟道兼顾,上中下游统筹的综合治理方案。一般在沟谷上游以治水为主,中游以制土为主,而下游则以排导为主。通过上游的稳坡截水和中游的拦挡护坡等,减少了泥石流固体物质,控制了泥石流规模,改变了泥石流的性质,有利于下游的排导效果,从而能够有效地控制泥石流的危害。

泥石流预警是对某一区域或流域可能或已经发生的泥石流灾害作出的事先通告和紧急警报,以动员人们撤离,减少灾害损失。泥石流事先预警,一般是风险性预警,一般与天气预报结合起来,通过检测雨区移动方向、雨量和雨强,预测未来降雨过程,当降雨量可能达到泥石流爆发的临界雨量时候,即发出危险区内的居民预警信号,使其提高警惕,转移财物,并随时准备人员撤离,并保证。同时启动临灾预警的方案,监测雨情变化,并对可能复发的泥石流沟进行重点监测,一旦泥石流有可能发生或已经爆发,立即发出警报,并保证警报能有效传达,以便使危险区内的人员撤离到安全区。

泥石流来临前总会有一些迹象,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。在这些现象发生时,一定要根据预先制定防灾预案,及时撤离到安全地带。雨季应避免或减少进入泥石流活动区。野外露营时应避开泥石流堆积锥,也不要再沟谷洪水线或泥石流顶面以下位置。如不幸遇上泥石流,先不要惊慌,然后采取以下应急避险措施:

1)发现泥石流后,切忌顺着泥石流前进方向奔跑,因为你无法战胜重力加速度;要马上向泥石流沟两侧的山坡上面爬,爬得越高越好,跑得越快越好;

2)因为泥石流可扫除沿途一切障碍,不要停留在坡度大、土层厚的凹处和地方狭小低矮的凸岸,不要上树躲避,更不要躲在陡峻山体下,防止坡面泥石流或崩塌的发生

3长时间降雨或暴雨后不能马上返回危险区,泥石流常滞后于降雨暴发

泥石流灾害发生后,迅速按照防灾、减灾预案,组织开展抢险救灾工作;首先抢救被埋压人员,紧急疏散位于危险地带及危险建筑物内的人员,对伤员进行抢救和治疗;对泥石流灾情进行监测和分析发展趋势,根据灾情发展趋势制定相应对策,如转移重要物资,完成应急抢险工程,防止次生灾害发生;安排好灾民的吃、住等最必要的生活条件,安定人心,稳定社会秩序;抢修通讯、供水、供电、道路等生命线工程,清理泥石流残留物,加强防疫,组织抗灾自救,逐渐恢复正常生产和生活秩序。

房山区的重灾区应该主要集中在拒马河峡谷和平原与山地交接的坡麓地带,拒马河峡谷有京西极佳的山水景观,如十渡、野三坡(涞源)等,但旅游开发对洪水的警惕性不足,旅游设施多沿河而建,在上游来水和当地山洪的夹击下必然损失惨重。而平原与山地交接的坡麓地带也是洪积扇和泥石流堆积锥密集区。进入平原后,山洪由于流速减缓,水深度增加,就会在扇缘低地形成暂时性积水区,山洪携带的泥沙也大量淤积。

这似乎说明,北京农村和山区的防洪、排涝能力还有待加强。特别是海河流域旱了这么多年,人们对洪涝灾害都有些淡忘了,很多农田排水渠都废弃了(也是由于排水渠被废,去年陕西关中也发生严重的内涝,导致大面积秋天被淹,小麦无法播种,直到今春积水还未完全消退)。对于排水困难的低地,还应该在周围修些围堤,防止周边径流汇入。

苏德辰.山区河流隐患多——暴雨出行谨记 .http://blog.sciencenet.cn/blog-39317-595557.html



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