泥石流災(zāi)害特征及防護對策

何文斌

（寬城滿族自治縣交通運輸局，河北 承德 067000）

泥石流的活動和危害幾乎遍及全球各山區(qū)，尤其在北回歸線到北緯50°之間的山區(qū)顯得更為活躍[1]。我國泥石流主要分布于西南、西北、華北山區(qū)，青藏高原邊緣山區(qū)，東北的西部、南部和東部山地以及華東、中南部分山地，臺灣、海南島等山地也有泥石流分布[2]。

1 泥石流的活動特征

泥石流是發(fā)生在山區(qū)的，由于暴雨、暴雪、融雪、冰川融水等作用而形成的一種由泥沙、石塊等松散碎屑物質(zhì)和水構(gòu)成的特殊流體。泥石流含有大量泥沙、石塊和巨粒，屬于固液兩相流體。泥石流的活動特征主要有：分布廣泛、流速快、流量大；突發(fā)性強、預(yù)測預(yù)報難度大；來勢猛、成災(zāi)快、破壞性強；季節(jié)性強、活動頻繁；地域性明顯、易發(fā)性強；暴發(fā)越來越頻繁、危害越來越嚴(yán)重、重復(fù)成災(zāi)。泥石流災(zāi)害類型主要有常發(fā)型、突發(fā)型、群發(fā)型、同發(fā)型等。

2 泥石流的形成條件

泥石流形成需要具備以下三個條件。

一是有松散物質(zhì)來源。

松散物質(zhì)是泥石流的重要組成部分，是泥石流固液兩相中的固相。其主要來源為：a）地形構(gòu)造復(fù)雜、巖層疏松軟弱、巖體破碎、節(jié)理發(fā)育好、風(fēng)化強烈、滑坡崩塌發(fā)育完好的地區(qū)，這種地區(qū)松散堆積物多，為泥石流的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；b）人類活動所造成的植被覆蓋率降低而產(chǎn)生的水土流失，以及工程建設(shè)所產(chǎn)生的棄渣，這些為泥石流的形成提供了人為物質(zhì)來源。

二是地形地貌條件。

形成泥石流的地形要能夠有利于水的徑流和松散堆積物的匯集。地形為泥石流的形成和運動提供必要的勢能以及勢能與動能轉(zhuǎn)化的條件。

泥石流的地貌可分為形成區(qū)、流通區(qū)和沉積區(qū)三部分。泥石流形成區(qū)多為三面環(huán)山、瓢狀或漏斗狀地貌，此地貌地形有利于水和碎屑物質(zhì)集中；流通區(qū)的地形具有坡降較大的特征，能夠使泥石流急瀉而下；堆積區(qū)地形一般比較開闊，有利于碎屑物堆積。

三是水源條件。

泥石流是一種固液兩相體，水作為泥石流的液相物質(zhì)，是泥石流土石成為液化流體的動力源泉，能夠激發(fā)潛在泥石流的發(fā)生，搬運松散堆積體并與之結(jié)合形成危害巨大的液化流體。泥石流的水源來自連續(xù)長時間的降水、暴雨暴雪、冰川融雪、河堤潰壩、水庫異常泄洪等。

上述三個條件是泥石流形成的內(nèi)因，在同時具備的情況下，并且沒有周圍其他環(huán)境和人類經(jīng)濟活動的影響時，水和土砂礫在自身重力作用下經(jīng)過長期的較為穩(wěn)定的地質(zhì)作用過程，流動而形成泥石流。泥石流的動力因子是水，而水的存在狀態(tài)以及在地面形成徑流的程度與季節(jié)密切相關(guān)，因而泥石流有很強的季節(jié)性。這一特性與山洪和地震有異曲同工之處。

3 泥石流的防治對策

針對泥石流的綜合防治措施很多，根據(jù)泥石流的特征，主要有全面綜合治理措施、工程防治措施和生物防治措施三大類。

3.1 全面綜合治理措施

全面綜合防治措施是在泥石流發(fā)生的整個流域內(nèi)采取的防治措施。泥石流的形成因素復(fù)雜，成災(zāi)速度快，活動頻率高，影響范圍廣，而此區(qū)域有大量的居民點、耕地、重要的建筑結(jié)構(gòu)物聚集。這種條件下，對治理泥石流的要求嚴(yán)格、標(biāo)準(zhǔn)高，單純的工程防護或者生物防護無法滿足要求，不足以控制泥石流。對此，采用工程防護與生物防護相結(jié)合的方法治理泥石流，在整個流域內(nèi)修建蓄水、攔擋、固土、排導(dǎo)等結(jié)構(gòu)物結(jié)合植樹造林的措施以制止泥石流的形成，控制泥石流的危害。

3.2 工程防治措施

對泥石流的工程治理要因勢利導(dǎo)、順其自然、就地論治、因害設(shè)防和就地取材，充分發(fā)揮泥石流排導(dǎo)、攔擋、穩(wěn)固防治技術(shù)等特殊作用的有效聯(lián)合。工程措施可分為治水工程、治土工程、排導(dǎo)工程、攔蓄工程和農(nóng)田工程。

水作為泥石流的重要組成部分，起到激發(fā)和搬運介質(zhì)的作用。在治理泥石流的工程中，治水相當(dāng)于切斷了泥石流形成的動力，具有事半功倍的效果。治水工程主要采取的措施為引水、蓄水、截水，主要目的是減少地表徑流，排出流域內(nèi)的洪水，控制流域水量，降低地表水流洪峰值，控制泥石流形成的動力源泉。該方案主要適用于泥石流的形成是以水動力為主導(dǎo)的流域。

治土工程主要是減緩松散堆積體的形成和控制松散堆積體隨水流動的過程。采取的措施主要是修筑谷坊、攔砂壩、擋土墻、護岸和潛壩等攔擋和固床固溝工程。這類工程主要是控制松散堆積體隨水流動，攔蓄泥沙，穩(wěn)定并保護岸坡，以排水工程和植樹造林作為輔助，控制松散堆積物的形成，抑制泥石流的形成和減輕其危害。

排導(dǎo)工程是針對泥石流已經(jīng)形成的情況，對泥石流的形成過程起不到任何作用，主要是保護中下游的流通區(qū)和堆積區(qū)的居民點、農(nóng)田以及各種建筑物。采取的方式是在中下游修建排導(dǎo)溝、導(dǎo)流堤、急流槽、明酮渡槽等能夠?qū)⒛嗍髋诺街付ǖ攸c的工程措施，或者是在中上游加強防護，修建攔擋工程或者植樹造林控制泥石流的流量、頻率和規(guī)模。排導(dǎo)工程是一種暫時性的保護措施，無法從根本上治理泥石流，適宜于上游設(shè)置的工程設(shè)施作用不大而下游又需要重點保護的流域。

工程治理措施通常是綜合治理的先導(dǎo)工程和局部防治的有效措施，優(yōu)點是工期短、見效快、效益明顯，其缺點是使用壽命短，無法對泥石流流域進行長期的保護，并且失效后遇到泥石流爆發(fā)將會造成更為嚴(yán)重的危害。同時，工程治理措施具有建設(shè)投資大、費用高的特點，這也制約著它的使用范圍。

工程防護措施一般適用于泥石流規(guī)模大、活動頻率較高、松散物質(zhì)補給及水動力條件相對集中的泥石流災(zāi)害治理，并在保護對象重要，要求防治標(biāo)準(zhǔn)高、見效快，能一次性解決問題的情況下使用。

3.3 生物防治措施

不少泥石流災(zāi)害是由于水土流失惡性發(fā)展而形成的。亂砍濫伐、毀林開荒、過度放牧以及人類不合理的生產(chǎn)生活活動所致的生態(tài)環(huán)境破壞是造成水土流失的主要原因。

生物治理措施主要是對全流域采取封山育林及植樹造林等措施，因地制宜地建立起水源涵養(yǎng)林、水土保持林、薪炭林、工程防護林、經(jīng)濟林等，擴大流域內(nèi)喬灌草被，提高森林覆蓋率，使生態(tài)平衡得到恢復(fù)，截滯、攔蓄大量降水，減少地表徑流，減少水土流失。它通過植物群落的地上和地下共同作用，達到土蓄水、水養(yǎng)樹、樹固土的目的，從而逐漸控制泥石流的發(fā)生或削減泥石流的規(guī)模。從防治效能上看，生物措施可分為防止型、防御型和制止－防御型。

生物治理措施是一種通過現(xiàn)有的或根據(jù)實際條件新建的植被保護系統(tǒng)，主要采取的措施有造林、種田、種草等：

a）造林措施 根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、社會經(jīng)濟條件、植被狀況、水土流失現(xiàn)狀及泥石流發(fā)生發(fā)展趨勢而采取的造林育林措施，如封山育林、飛播造林、人工造林等，恢復(fù)和增加森林覆蓋率，達到制止水土流失、消除或削弱泥石流活動的目的；

b）種田措施 在土壤條件良好的地區(qū)通過合理利用土地，對農(nóng)作物的種植方式、耕作條件以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等進行調(diào)整改進，達到既合理利用土地，又減輕水土流失，遏制泥石流發(fā)生的目的；

c）種草措施 在土壤貧瘠、環(huán)境惡劣、不適宜種田的地區(qū)，選取當(dāng)?shù)夭莘N或?qū)ζ碌卦兄脖患訌婐B(yǎng)護的措施對其進行保護，以增加草類覆蓋面積，減輕土壤侵蝕，控制沖溝的發(fā)生和發(fā)展，從而達到防治泥石流的目的。

生物措施與工程措施相比，具有明顯的投資省、效益高、風(fēng)險小、作用持續(xù)時間長、使用范圍廣并且能促進生態(tài)平衡、改善自然環(huán)境條件的優(yōu)勢。雖然生物工程具有周期長、見效緩慢和管護工作繁瑣等缺點，但是從長遠以及宏觀意義上講，用生物工程防治泥石流可以達到治本的目的。

在治理前期應(yīng)以工程措施為主，可以在短期內(nèi)治理泥石流，降低泥石流的危害，加固邊坡，為植被的生長提供條件；治理后期應(yīng)以生物措施為主，植被的根系作用能夠穩(wěn)定邊坡，減少水土流失，工程措施的作用時間也可以得到延長。因此，只有生物措施和工程措施相結(jié)合，才能既迅速又長期地控制泥石流，達到根治泥石流的目的。

4 結(jié)語

泥石流是一種在山區(qū)發(fā)生較頻繁且危害非常嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，其發(fā)生規(guī)律不易掌握，預(yù)測預(yù)報難度很大。隨著我國近幾年泥石流災(zāi)害發(fā)生的不斷增多，對泥石流的研究工作也越來越多，雖然取得了一些成果，但對泥石流的防治工作和研究工作都還需要繼續(xù)開展并深入。

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