地质物探工作者分享 http://blog.sciencenet.cn/u/pony1984621 噤若寒蝉,惜墨如金,不谈政治,不谈工作,我只代表我自己。

博文

灾害链中的泥石流 精选

已有 4257 次阅读 2016-9-1 22:28 |个人分类:科普写作|系统分类:科普集锦|关键词:地质,灾害,泥石流,地球,灾害链,防灾,减灾| 地球, 地质, 灾害, 灾害链, 泥石流

灾害链中的泥石流

对全国人民来说,2016年的汛期无疑是一次严峻的考验。南方经历多次强降雨,多个省市爆发洪水灾害,与降水关系密切的地质灾害也明显增多。据国土资源部公布的最新数据,2016年上半年,全国共发生地质灾害2232起,造成172人死亡、19人失踪、99人受伤,直接经济损失4.7亿元,比去年同期增加75%。在所有的地质灾害类型中,泥石流是最常见而且危害最为严重的一种。

成因复杂 防治困难

201679日凌晨,消防部门接到报警,四川省甘孜州泸定县境内有人被困在318国道上,消防队员随后立即驱车赶往现场进行救援。原来,那里有一辆轿车深陷泥石流之中,动弹不得。消防队员利用牵引绳钩住轿车,采取倒车的方式,一点儿一点儿地将轿车从泥石流中拉出来,成功解救出被困车辆和人员。


四川省甘孜州泸定县境内有人被泥石流困在318国道上

此前6月份的一天,因暴雨引发泥石流,中(中国)巴(巴基斯坦)公路奥布段多处交通中断,一辆满载外贸物资的重型大卡车被困在泥石流中。抢险救灾人员动用了两辆装载车作业,才将被困卡车从乱石中拉了出来。

中(中国)巴(巴基斯坦)公路突发泥石流,图片来源于中国新闻网

20151016日,美国加利福尼亚州山区某地突发泥石流,竟然将190辆汽车牢牢困住,一些来不及逃跑的驾驶员和乘客只能待在车内等待救援。


美国加利福尼亚州山区突发泥石流困住汽车,图片来源于网络

类似的情况还有很多。尽管绝大多数没有亲眼目睹过泥石流爆发时的可怕情景;但通过这些描述,也多少能够想象其发生时的惨状。

泥石流不是一般的洪水,而是一种高浓度的泥、沙、石、水相混合的流动体,其中固体的体积一般超过15%,最高可达80%。因其流速流量和冲刷撞击能力都远远大于山洪,而且危害更为持久,所以,在有些地方,人们形象地称之为“龙扒”“走蛟”等。

201087日,甘肃舟曲发生特大泥石流灾害。泥石流所过之处,被夷为一片平地,形成了一条长约5000米、平均宽度300米、平均厚度5米、总体积约180万立方米的泥浆带。有目击者称,这股洪流就像一堵厚厚的墙一样,高达10多米,裹着一层白白的水雾冲过来,其速度甚至比高速列车还快。


甘肃舟曲泥石流位置,图片来源于网络

甘肃舟曲泥石流示意图,图片来源于网络

泥石流的形成必须同时具备三个条件:首先,必须要有水源存在,具有液体的性质,沟谷的中、上游区有暴雨洪水或冰雪融水等都可以提供充分的水源;其次,要有丰富的、松散的固体物质,根据这种固体物质的成分及含量一般分为石流、泥流和混合流三种类型;第三,要产生流动,流域内顺着沟谷走向要达到一定的落差,形成重力势能。

由此可见,泥石流的形成既需要多个因素共同作用,同时又为这种灾害的发生创造了多种不同的途经,给人们的防治工作带来了严峻的考验。

环环相扣 灾上加灾

我们都知道,地球是由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四大圈层组成的统一系统,在这样一个庞大的系统中,一切物质都不是孤立存在的,它们彼此之间相互依存、相互作用,促使地球不断变化。现阶段,人们开始基于这样一种全新的理念重新认识自然灾害,并由此提出了“灾害链”的概念。

什么是灾害链呢?按照我国学者的理解,就是“一种灾害启动另一种灾害的现象”。在这样一个灾害相继发生的过程中,必然有一种东西在起着重要的传递作用,那就是能量。灾害链的形成过程,其实就是在遵循能量守恒定律前提下进行能量传递和再分配的一个过程。


灾害链示意图,图片来源《城市地质灾害链及其防治》,作者孙杰等。

其中,最常见的是地震灾害链。每次地震发生后,所造成的破坏往往都是多方面的。例如,2011年的日本大地震,先是造成宫城县地面出现多处巨大裂缝、房屋多处倒塌致人伤亡,然后引发海啸,造成更大的破坏,接下来该国福岛核电站出现泄漏,并出现爆炸事故,全国进入“核事故紧急状态”,大批居民被疏散。这一切,就像是被推倒的多米诺骨牌一样,一种灾难诱发了另一种灾难,又像是原子弹爆炸时的核裂变链式反应,使受灾范围从一个地域空间逐渐扩散到另一个更广阔的地域空间。

泥石流灾害也遵循类似的链式反应。据地质学家研究,在我国东南沿海地区,经常遭受台风-风暴潮-暴雨-崩塌-滑坡-泥石流地质灾害链的威胁。如今年58日在福建三明市泰宁县暴发的特大泥石流,就是沿海地区的强降雨天气导致。我国西部山区时常遭受山区暴雨性地质灾害链的侵袭。例如,今年76日,新疆喀什地区叶城县柯克亚乡6村突降罕见特大暴雨,引发特大泥石流和山体滑坡,造成35人遇难。

典型的泥石流灾害示意图,图片来源于网络


泥石流灾害链发育规律(图片来源:《典型地质灾害链式机理研究》,作者李明等。)

前文提到,由于泥石流灾害的孕育和发生需要大量泥、沙、石等松散的物质来源;所以,沟谷上游的滑坡成为泥石流的演化之源,在覆盖着较厚松散物质的山区,泥石流往往是滑坡之后演变成的更严重的结果,即暴雨-滑坡-泥石流灾害链。然而,在灾害链中,不仅仅是能量的简单传递和重新分配,更可怕的是灾情的累积和放大效应。对于灾区群众而言,如果仅仅是暴雨引发洪水灾害,待洪水退去,尚可重建家园;但如果是泥石流过后,不仅大量民房倒塌,道路、电力、通讯设施被毁,而且沉积下来的淤泥和砂石掩埋了成片的平地,给救援工作增加了很大难度,还为以后的修复重建出了难题。

中间切断 源头杜绝

面对泥石流灾害链,我们该如何进行防治呢?现在的思路有两种:

一种是从中间切断灾害链条。我国目前对泥石流的治理多采用这种方式,即开挖泥石流疏导槽,将泥石流排泄到指定地点,防止淤积;铁道和公路交通建筑还常修建桥梁,从泥石流沟的上方跨过,或者修建隧道,让泥石流从其上方排泄。事实上,这都是一种避让工程。这些措施一般用在泥石流沟的中下游,目的是为了控制灾害的蔓延。

另一种思路是,直接从源头断链,杜绝灾害链条形成。这是标本兼治的方法。以暴雨-滑坡-泥石流这样的灾害链为例,我们目前尚不能控制暴雨发生的时间与地点,但可以在泥石流沟谷的源头采取控制措施。国外也有类似成果的做法。

沙特阿拉伯圣城麦加坐落在一条峡谷中,在一年一度的朝圣期间,这条险峻的山谷就成了世界上人口密度最高的地方之一,如何预防泥石流灾害保障朝圣者的安全是件极其重要的事情。他们的做法是:首先,在石头松动的山壁上凿眼,用钢筋固定山石;然后,用石头垒砌梯田式的多级防护墙;最后,在峡谷地区的两端筑起50多米高的大坝。其实,他们所采用的措施目的是“防患于未然”,而不是在灾害发生以后才想方设法进行补救。

对于我国而言,在那些存在泥石流隐患的沟谷上游,杜绝采矿和采石等不合理开挖,严禁不合理的堆积弃土和不合理开荒种田、乱砍滥伐,做好植树造林工作,稳固土壤不受冲刷,能够有效地减小泥石流形成时所需要的水动力,也可以从根本上抑制泥石流的形成与爆发。



http://blog.sciencenet.cn/blog-258217-1000239.html

上一篇:气候变化是地质灾害发生的“外强迫因子”
下一篇:胆矾:神秘莫测铜之花

6 吕洪波 刘光银 杨正瓴 赵建民 aliala qzw

该博文允许实名用户评论 评论 (1 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-5-27 07:04

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社

返回顶部