泥石流成因與危害分析及防治對策

□陳 琛（許昌水文水資源勘測局）

□許琳娟（華北水利水電學院）

□鄧君宇（平頂山水文水資源勘測局）

泥石流是指在山地、溝谷間，因暴雨或其他自然災(zāi)害引發(fā)的攜帶大量洪水、泥沙及石塊等的洪流，具有流速快、流量大、破壞力強、暴發(fā)突然及預(yù)見性小等特點。它是山區(qū)一種突發(fā)的自然災(zāi)害，多發(fā)生在新構(gòu)造運動強烈、地震強度較大的山區(qū)溝谷中。泥石流是山地環(huán)境退化、地表侵蝕作用加劇、水土泥沙流失的產(chǎn)物。它的形成、發(fā)展，主要受控于地質(zhì)、地貌、水文、氣候等大尺度環(huán)境因素的綜合影響，而人類不合理的活動，則是加劇泥石流發(fā)生頻率、強度等的重要原因。泥石流災(zāi)害對土地資源、生態(tài)環(huán)境及人類社會等具有極大的破壞力。因此，加深對泥石流災(zāi)害的認識，做好泥石流災(zāi)害的防治工作具有重要的意義。

1.泥石流的成因及分類

我國幅員遼闊，山脈縱橫，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，第四紀松散堆積物豐富，泥石流不僅分布廣泛，形成條件復(fù)雜，而且類型多樣。

1.1 泥石流的成因

影響泥石流形成的因素很多且很復(fù)雜，包括巖性構(gòu)造、地形地貌、土層植被、水文條件、氣候降雨以及近些年人類的活動等，歸納起來可分為自然因素和人為因素兩大類。

1.1.1 自然因素

泥石流是泥、沙、石塊與水體組合在一起并沿一定的溝床運（流）動的流動體，其暴發(fā)必須同時具備三項基本條件：陡峻的便于集水、集物的地形、地貌；豐富的固體松散物質(zhì)；短時間內(nèi)有大量的水源。

1.1.1.1 地形地貌：在地形上具備山高溝深，地形陡峻，溝床縱度大，流程形狀便于水流匯集；在地貌上一般可分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三部分。上游形成區(qū)的地形多為三面環(huán)山，一面出口的瓢狀或漏斗狀，地形比較開闊，周圍山高坡陡，山體破碎，植被生長不良，這樣的地形有利于水和碎屑物質(zhì)的集中；中游流通區(qū)的地形多為狹窄陡深的峽谷，谷床縱坡降大，使泥石流能迅猛直瀉；下游堆積區(qū)的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地，使堆積物有堆積場所。

1.1.1.2 松散物質(zhì)：泥石流常發(fā)生于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂褶皺發(fā)育、新構(gòu)造活動強烈、地震烈度較高的地區(qū)。地表巖石破碎、崩塌、錯落、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育，為泥石流的形成提供了豐富的固體物質(zhì)來源；巖層結(jié)構(gòu)松散、軟弱、易于風化、節(jié)理發(fā)育或軟硬相間成層的易受破壞的地區(qū)，為泥石流的形成提供了豐富的碎屑物來源。

1.1.1.3 大量水源：水既是泥石流的重要組成部分，又是泥石流的激發(fā)條件和搬運介質(zhì)（動力來源）。泥石流的水源有暴雨、冰雪融水和水庫（池）潰決水體等形式。我國泥石流的水源主要是暴雨及長時間的連續(xù)降雨等。

1.1.2 人為因素

自然因素是造成泥石流發(fā)生的外在因素，而人類不合理的活動則是誘發(fā)泥石流發(fā)生的內(nèi)在因素，它在一定程度上加劇了泥石流發(fā)生的頻率和危害程度。

近年來隨著山區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，人們進行了一系列破壞大自然生態(tài)的活動，如濫伐林木、過度放牧、破壞植被、陡坡開荒等，破壞了地表徑流的下墊面條件，加劇了水土流失，提供了泥石流發(fā)生的水源條件；在山區(qū)興修交通、水利設(shè)施且隨意開挖山體邊坡等，造成山體失穩(wěn)，為泥石流的發(fā)生提供了地形條件；同時由于開采礦山后，隨意丟棄廢渣廢料，這又為泥石流的發(fā)生提供了所需的松散物質(zhì)條件。人類在進行經(jīng)濟活動的同時，為泥石流的發(fā)生提供了條件，在很大程度上促進了泥石流的發(fā)生。

1.2 泥石流的類型

泥石流是一種嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，對其進行科學、合理的分類，為開展泥石流防御工作提供依據(jù)。常見的泥石流分類方法及類型詳見表1。

表1 泥石流分類表

除此之外，還有按水源類型劃分為：降雨型、冰川型和潰壩型；按地形形態(tài)劃分為：溝谷型、坡面型；按泥石流溝的發(fā)育階段劃分為：發(fā)展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流和停歇期泥石流；按泥石流的固體物質(zhì)來源劃分為：滑坡泥石流、崩塌泥石流、溝床侵蝕泥石流和坡面侵蝕泥石流；按泥石流流域大小劃分為：大型泥石流、中型泥石流和小型泥石流等。

2.泥石流的危害

泥石流常常具有暴發(fā)突然、來勢兇猛、迅速之特點，并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用，其危害程度往往比單一的滑坡、崩塌和洪水的危害更為廣泛和嚴重。它的危害表現(xiàn)在如下幾個方面：

2.1 對生活區(qū)的危害：泥石流可淤埋田地、鄉(xiāng)村等，摧毀房屋、工廠及其他場所、設(shè)施；甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。例如，1969年8月，云南大盈江流域弄璋區(qū)南拱泥石流，使新章金、老章金兩村被毀，97人喪生，經(jīng)濟損失近百萬元；2000年4月9日20時，西藏波密縣義貢鄉(xiāng)扎木龍山發(fā)生特大泥石流，造成交通中斷，4000多名藏族群眾被困；2010年8月7～8日，甘肅省舟曲爆發(fā)特大泥石流，在這場特大山洪地質(zhì)災(zāi)害中遇難 1471人，失蹤294人，舟曲5km長、500m寬區(qū)域被夷為平地。

2.2 對交通設(shè)施的危害：泥石流可埋沒車站、鐵路、公路，摧毀路基、橋涵等設(shè)施，致使交通中斷，甚至涌入河流，淤堵河道，引起河道大幅度變遷，間接毀壞公路、鐵路及其他構(gòu)筑物，迫使道路改線，造成巨大經(jīng)濟損失。例如，甘川公路394km處對岸的石門溝，1978年7月暴發(fā)泥石流，堵塞白龍江，公路因此被淹1km，白龍江改道使長約2km的路基變成了主流線，公路、護岸及渡槽全部被毀。

2.3 對水利水電工程的危害：主要是沖毀水電站、引水渠道及過溝建筑物，淤埋水電站尾水渠，并淤積水庫、磨蝕壩面等。2004年7月8日滑坡和泥石流災(zāi)害將大盈江支流戶撒河上的二級和三級電站引水壩以及廠區(qū)職工宿舍摧毀，造成重大損失；2005年8月11日四川海螺溝暴發(fā)大規(guī)模泥石流災(zāi)害，建立在磨子溝的所有小型水電站全部被沖毀。

2.4 對廠礦企業(yè)的危害：主要是摧毀礦山及其設(shè)施，淤埋礦山坑道、傷害礦山人員，造成停工停產(chǎn)，甚至使礦山報廢。

3.泥石流災(zāi)害的防治

針對不同地區(qū)泥石流有不同的特點，應(yīng)采取不同的治理措施，以期達到良好的效果。在崩塌、滑坡強烈活動的泥石流發(fā)生區(qū)，應(yīng)以工程措施為主，兼用非工程措施；在以坡面侵蝕及溝谷侵蝕為主的泥石流地區(qū)，應(yīng)以非工程措施為主，輔以工程措施；而在坡面侵蝕和重力侵蝕兼有的泥石流地區(qū)，則以綜合治理效果最好。

3.1 治理措施

泥石流的治理措施一般包括工程治理措施和非工程治理措施。為了使泥石流災(zāi)害的損失降到最小，以及針對發(fā)生泥石流災(zāi)害的地點不同，應(yīng)因地制宜，采用工程措施、非工程措施，甚至在很多時候?qū)烧呓Y(jié)合使用，效果更明顯。

3.1.1 工程治理措施：主要包括蓄水、引水工程，攔擋、排導(dǎo)工程和停淤工程等。它是通過在泥石流的形成區(qū)、流通區(qū)及堆積區(qū)內(nèi)興建一系列相應(yīng)的蓄水、引水工程，攔擋、排導(dǎo)工程及停淤工程等來削弱泥石流災(zāi)害的影響。

蓄水、引水工程：主要布置在泥石流發(fā)生的形成區(qū)（即上游），可以引排洪水，減小地表徑流，削弱洪峰，減輕泥石流形成的水動力條件，減少泥石流的災(zāi)害。

攔擋、排導(dǎo)工程：主要布置在泥石流發(fā)生的流通區(qū)（即中游）內(nèi)，攔擋工程包括擋土墻、護坡、壩體等，可在上中游建攔沙壩、谷坊(群)等工程，以攔截泥石流固體物質(zhì)，減緩溝床縱坡，并利用回淤物壓埋坡腳，穩(wěn)定谷坡，此工程還可防止固體松散物質(zhì)的形成，防止泥石流災(zāi)害的再次發(fā)生；排導(dǎo)工程包括排導(dǎo)槽、導(dǎo)流堤、順水壩等，可在泥石流溝的流通段，將攔擋的泥石流固體物質(zhì)排泄至預(yù)定地點，防止泥石流對下游建筑物和耕地造成危害。

停淤工程：主要布置在泥石流發(fā)生的堆積區(qū)（即下游），在堆積區(qū)可設(shè)置停淤場，將攔擋不住的泥石流停留在指定的停淤場，避免造成堵塞江河、淤埋村莊農(nóng)田及毀壞水利工程等。

3.1.2 非工程治理措施：即生物措施，主要包括退耕還林、種植植被等，從水土保持、防止水土流失入手，科學合理的實行喬灌草林結(jié)合及上、中、下游結(jié)合的生物措施，滯留降水，減小地表徑流，防止水土流失，從而達到減小泥石流發(fā)生的規(guī)模，減輕泥石流危害程度的目的。

泥石流形成區(qū)、流通區(qū)的治理：泥石流形成區(qū)和流通區(qū)是泥石流水動力和松散固體物質(zhì)的補給源地。生物治理措施主要是種植植被，增加植被覆蓋，涵養(yǎng)水源，減小地表徑流，防止水土流失，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能，以減小泥石流發(fā)生的可能及規(guī)模。

泥石流堆積區(qū)的治理：在泥石流堆積區(qū)植樹造林，主要是保護農(nóng)田，防風固土，防沖攔淤，護灘固堤，減少泥石流災(zāi)害對農(nóng)田、村莊及道路的損害程度等。

3.2 預(yù)測預(yù)報

隨著山區(qū)經(jīng)濟的日益發(fā)展，人類活動的日趨頻繁，泥石流的危害也不斷加劇，現(xiàn)已成為許多多山國家主要自然災(zāi)害之一。因此，做好泥石流的預(yù)測工作，對于防災(zāi)和減災(zāi)，保障山區(qū)人民生命財產(chǎn)顯得尤為重要。目前對泥石流的預(yù)測預(yù)報研究常采取以下方法：

3.2.1 在典型的泥石流溝進行定點觀測研究，力求解決泥石流的形成與運動參數(shù)問題。如對云南省東川市小江流域蔣家溝、大橋溝等泥石流的觀測試驗研究，對四川省漢源縣沙河泥石流的觀測研究等；

3.2.2 調(diào)查潛在泥石流溝的有關(guān)參數(shù)和特征；

3.2.3 暴雨是形成泥石流的激發(fā)因素，因此應(yīng)加強水文、氣象的預(yù)報工作，特別是對小范圍的局部暴雨的預(yù)報。比如：當月降雨量超過350mm時，日降雨量超過150mm時，應(yīng)發(fā)出泥石流警報；

3.2.4 建立泥石流技術(shù)檔案，特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災(zāi)害情況及整治措施等資料應(yīng)逐個詳細記錄，并解決信息接收和傳遞等問題；

3.2.5 劃分泥石流的危險區(qū)、潛在危險區(qū)或進行泥石流災(zāi)害敏感度分區(qū)；

3.2.6 開展泥石流防災(zāi)警報器的研究及室內(nèi)泥石流模型試驗研究。

做好泥石流的預(yù)報工作，對人們的生產(chǎn)、生活，以及城鎮(zhèn)、工礦和交通部門的正常運行都有重要意義，可有效減少人員傷亡、公共設(shè)施受損等，所以泥石流的預(yù)報工作是臨災(zāi)避險，實施緊急避險措施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3 自我防護

由于泥石流的暴發(fā)具有突發(fā)性，且來勢兇猛，所以遇到泥石流時要加強自我保護的意識。

3.3.1 站至高地：沿山谷徒步時，一旦遭遇大雨，要迅速轉(zhuǎn)移到附近安全的高地，離山谷越遠越好，不要在谷底過多停留；發(fā)現(xiàn)泥石流后，要馬上與泥石流成垂直方向向兩邊的山坡上面走，盡量不要往泥石流的下游走；野外露營時，要選擇平整的高地作為營地，盡可能避開有滾石和大量堆積物的山坡下面，不要在山谷和河溝底部扎營。

3.3.2 遠離源區(qū)：注意觀察周圍環(huán)境，要特別注意是否聽到遠處山谷傳來打雷般聲響，如聽到要高度警惕，這很可能是泥石流將至的征兆。

4.結(jié)語

泥石流已經(jīng)成為近年來特大自然災(zāi)害之一，對人類及整個社會的危害日趨突出。雖然泥石流的危害很大，但是只要深入了解其成因，并因地制宜地采取適當?shù)拇胧┻M行防治，可降低泥石流災(zāi)害對人類社會造成的損失。對泥石流方面的總結(jié)如下：

4.1 泥石流的成因：陡峻的便于集水、集物的地形、地貌；豐富的固體松散物質(zhì)；短時間內(nèi)有大量的水源以及人類不合理的活動等。

4.2 泥石流的危害：淤埋田地、車站、鐵路、公路、礦山坑道等，致使交通中斷；摧毀路基、橋涵、房屋、工廠、礦山及其他場所、設(shè)施；淤堵河道，沖毀水電站、引水渠道及過溝建筑物，淤積水庫等，造成巨大的人員和經(jīng)濟損失。

4.3 根據(jù)泥石流特點、類型的不同，采取的防治措施也不一樣，可因地制宜地采取工程措施和非工程措施來進行防治，降低泥石流對工程及人民生命財產(chǎn)造成的損失。

4.4 泥石流的發(fā)生與植被過度開發(fā)存在一定關(guān)系，在預(yù)防泥石流災(zāi)害發(fā)生時，要更加注重提高人類保護大自然的意識，在做好各種防治措施的同時，應(yīng)該多植樹、種草，不濫砍亂伐，同時停止對大自然的惡性破壞，降低泥石流災(zāi)害發(fā)生的頻率，從根本上降低泥石流災(zāi)害發(fā)生的可能。

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