新疆地质灾害防治管理培训教材(6)

2018-12-20 23:11

岩石破碎、植被稀少的山区,这些区域给泥石流提供丰富的固体物质;

b、多分布在温带和半干旱山区,特别是干湿季节分明、降水集中的山区。干湿两季分明的区域,一般岩石物理风化强烈,大量风化碎屑成干季积累,而雨季时雨水又集中,极易激发成泥石流。

(2)活动的时间性

a、泥石流的发生具有明显的季节性,因中国大部分地区处于东南季风和西南季风的影响范围内,季风盛行时带来充沛的降雨,为泥石流的形成提供了水的来源。季风盛行期为每年5—10月,更集中于6—9月,这期间亦为泥石流的激发期;

b、多发生在榜晚和夜间,由于中国大部分山区在夏季的午后及榜晚多有雷雨、暴雨,以及冰川亦在午后消融,易激发成泥石流;

c、多发生在较长的干旱年头之后,因较长的干旱期间积累了大量碎屑物质,而且较长干旱后,多有丰富的降水,给泥石流的形成创造了条件;

d、泥石流的发生多具有周期性,因同一个区域影响泥石流形成的条件如:丰雨期、融冰期以及地震等,多是周期性出现。此外,泥石流虽有周期性,但其规模大小、流体性质以及危害程度等不完全相等。

4、泥石流的流体特征

泥石流的流体与一般水流相比,具有下列特征:

a、具阵流性:即泥石流在流动过程中以一阵一阵的形式涌现过来,而一阵与一阵之间呈间歇现象,固体物质愈多,阵流现象愈明显,

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稀性泥石流阵流现象不太明显;

b、大流量:由于泥石流流体中有大量固体物质,在沟谷中流动时经常有壅高现象,即高出沟谷两岸,有时由于沟谷中坍塌物堵塞沟床,形成天然水库,当其突然溃决时往往增大流量,因此其流量要比同等流域面积内的洪水流量大许多倍,最高时可达10倍以上;

c、流速变化大:泥石流的流速除受地形条件控制外,由于含多量固体物质,因此还受流体内外阻力的影响,故泥石流的流速小于同等洪水的流速。由于泥石流的种类不同和运动边界条件不同,其变化范围很大,一般在2.5—12.0m/s之间。流体各部位的流速也不相同,表面中部流速大于两侧,阵性流头部流速大于尾部,表面流速大于底部;

d、极大的浮托力和冲击力:泥石流因含大量固体物质,其重度大、粘性高,具有极大的浮托力和冲击力,常见巨石漂浮在流体上从沟里托运到沟外。其冲击力可达300—400kpa;

e、具较大的直进性:由于泥石流的冲击力大,具有大于洪水的直进性,一般泥石流的稠度越大,直进性越强。遇急弯的沟岸或障碍物,就产生急弯超高或冲击爬高,因此,常越过沟岸或摧毁障碍物,截弯取直冲出新道。

二、形成条件

泥石流是山区特有的一种自然地质现象。它的运动过程介于崩塌、滑坡和洪水之间,是各种自然因素(地质、地貌、水文、气象等)或人为因素综合作用的结果。它爆发突然,历时短,来势凶猛,具强

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大的破坏力。一般而言,泥石流的形成,必须具备三个基本条件,即: (一)有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件; (二)有丰富的松散土石碎屑固体物质来源; (三)短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。 分述如下: 1、地形地貌条件

(1)沟谷形态:典型泥石流沟分为形成区、流通区、堆积区3个区,沟谷也相应具备三种不同形态:上游区多三面环山,一面出口,呈漏斗状或树叶状,地势比较开阔,周围山高坡陡,植被生长不良,有利于水和碎屑固体物质聚集;中游区地形多为狭窄陡深平直的峡谷,河床纵坡降大,使泥石流能够迅猛直泻;下游区地形为开阔平坦的山前平原或较宽阔的河谷,使碎屑固体物质有堆积场所。

(2)河床纵坡降:一般来讲,河床纵坡降越大越有利于泥石流的发生,但比降在10%—30%的发生频率最高,5%—10%和30%—40%的其次,其余发生频率较低。

(3)沟坡坡度:沟坡坡度是影响泥石流固体物质的补给方式、数量和泥石流规模的主要因素,新疆中高山区一般有利于提供固体物质的沟谷坡度,多为30°—70°。

(4)集水面积:泥石流多形成在集水面积较小的沟谷,面积为0.5—10平方公里者最易产生,小于0.5平方公里和10—50平方公里的居次,汇水面积大于50平方公里以上者较少。

2、碎屑固体物源条件(地质条件)

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(1)地质构造和地震活动强烈程度:区域地质构造复杂,褶皱断层变化强烈及现今活动性强的断层,岩体破碎带十分发育,宽度可达数百米,常常为泥石流提供丰富的固体物源。如新疆的艾比湖—依林哈比尔尕三条断裂带(阿其克—库都克大断裂、尼勒克深大断裂)、乌恰深断裂带,都是泥石流分布密度高、规模大的地带。另外,地震作用,不仅使岩体结构疏松,而且直接触发大量滑坡、崩塌,特别是在Ⅶ度以上的地震烈度区,对岩体结构和斜坡稳定性的破坏尤为明显,可为泥石流的发生提供丰富的物源,这也是地震—崩塌—滑坡—泥石流灾害链形成的根本原因。

(2)地层岩性:一般软弱岩性层,胶结成岩作用差的岩性层和软硬相间的岩性层,比岩性均一和坚硬的岩性层易遭破坏,提供的松散物质也多,反之则少。除此以外,在山高坡陡处,斜坡岩体卸荷裂隙发育,坡脚多有崩、坡积土石层分布,高山区寒冻风化作用强烈,冰川堆积物等发育,松散土石层多,也为泥石流提供丰富的固体物源。

(3)人类工程活动强度:人类工程活动越强烈,人工堆积的松散层也就越多,如采矿弃碴、开挖弃土、砍伐森林等造成严重的水土流失,这些均为泥石流发育提供了丰富的固体物源,

3、水源条件(水动力条件)

水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质。为泥石流提供的水源主要有降水、冰雪融水和水库(堰塞湖)溃决溢出水等。

(1)降水:降水是新疆大部分泥石流形成的主要水源。新疆山

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区降水充沛,并且具有降雨集中、多大雨和暴雨的特点,主要集中在夏季的6—8月间,暴雨又是泥石流形成的激发条件。暴雨能在短时间内形成强大的地表迳流,而携带松散碎屑物质起动形成泥石流。新疆泥石流的发生与次降水量、降雨强度和前期降雨有关,但降雨强度对泥石流的形成起着关键作用。在新疆干旱区,降雨强度大于16.9mm/h,即可发生泥石流。如:新疆乌鲁木齐市南山矿区降水稀少,且集中于夏季,多年平均降水量(5—9月)为41.6mm,并常呈大雨或暴雨形式。该区1988年6月24日降雨量21.0mm,历时15分钟,前期降雨(两日内)为9.0mm,引发了多条沟谷发生泥石流;1995年8月14日降雨量15.3mm,历时1小时零5分钟,降雨强度为16.9mm/h,多条沟谷发生了泥石流,而且其发生规模亦比前次大。

(2)冰雪融水:新疆地区的天山、昆仑山山区分布有大面积冰川,特别是天山地区现代冰川作用于海拔3500—3800米以上山地。新疆冰川分布面积有56596.8平方公里,约占全国冰川总面积的40%,每年夏季到来,气温升高,大量冰雪消融而引发泥石流。

(3)水库(堰塞湖):当水库溃决,大量库水倾泄,而且下游又有丰富松散堆积土石时,常形成泥石流。

如:奎屯河1987年7月24日先发生滑坡堵塞河道,形成堰塞湖,后湖堤溃决形成泥石流(洪水泥石流)。

三、影响因素

1、地形因素:包括地形的陡缓,汇水面积的大小,纵坡降的大小;

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