泥石流是山地溝谷中含大量松散碎屑的洪流,它常在暴雨或融雪時期突然暴發,運動速度很快(每秒數米),歷時短暫(數小時),在它的源頭常有滑坡或崩塌,在下游出山口堆積成泥石流堆積扇。
泥石流是一種嚴重的自然災害,對工農業生產,交通送輸、城市建設和人民生命財產等帶來很大危害。
一、泥石流的形成條件
泥石流的形成和地質、地形、氣象、水文等因素有密切關系,因為這些因素直接影響到泥石流的固體物質的補給、泥石流水體補給和泥石流溝谷等條件。
崩塌、滑坡與泥石流的區別(中國國家地理)
泥石流固體物質可來自以下幾個方面:①構造破碎帶為泥石流提供大量的碎屑物質來源;②巖石風化形成的大量碎屑物質;③高山地區的厚層冰磧物,如西藏東南的晚更新世冰磧物厚達100~200m,成為當地泥石流固體物質的主要來源;④強烈地震造成山崩滑坡,使土石體匯集于山谷,導致泥石流形成;⑤在斜坡地由于人工堆積礦渣和垃圾,受雨水浸透而形成泥石流。
泥石流水體來自集中降雨、快速冰雪融化和冰湖潰決等。1972年7月27日夜,北京市懷柔區山區發生一次泥石流就和集中降雨有關,泥石流發生區從26日20點開始降雨,27日夜最大降雨強度達114mm/h,隨后立即發生泥石流。快速冰雪融化與氣溫有密切關系,是現代冰川和季節積雪地區形成泥石流的主要水源,西藏地區的高山積雪,每當夏季氣溫驟增,冰川和積雪大量消融,冰層最大年消融深度可達3m,常引起泥石流的暴發。
泥石流形成的溝谷坡度。根據西藏150條泥石流溝統計結果,泥石流形成的溝谷比降為10%~30%,只有少數泥石流的溝谷比降較小,僅為3.8%。云南東川蔣家溝泥石流的溝谷比降,上游大都大于35%。
泥石流的形成不僅受當地自然地理條件的控制,還受人類經濟活動的影響。除開礦棄渣外,修路切坡、砍伐森林、陡坡開荒和過度放牧等都可使山體失去穩定,雨季時可能發生泥石流。
泥石流災害圖
二、泥石流的類型
根據泥石流的固體物質含量、誘發因素和流體性質,可劃分為以下幾種不同類型:
1. 根據泥石流固體物質的質地和含量劃分為泥流、泥石流和水石流三種
(1)泥流的固體物質多為細小的粉砂和黏土,一般只夾有少量的巖屑,所以泥流的黏度大,容重高,呈稠泥狀,有時有許多泥球。泥流運動時,流體表面漂浮大塊土體,泥流向兩側擴散能力較弱,停積時泥流體呈舌狀,表面較平整。
(2)泥石流是由大量的泥沙和石塊等固體物質和水組成的混合流體,固體物質的體積含量一般都超過15%,最多達80%以上。泥石流的侵蝕、搬運和堆積過程均極為迅速,往往在很短時間內(幾分鐘至幾小時)將數十萬至數百萬立方米甚至上千萬立方米的固體物質,從山里搬到山外,被搬運的巨礫的直徑可達數米至一二十米,重量達數百噸至上千噸。
(3)水石流是水和石塊混合的一種泥石流,粉砂、黏土等細粒物質含量很少,沒有黏性。
2.根據泥石流形成的誘發因素劃分為降雨型泥石流、融雪型泥石流、暴雨和融雪混合型泥石流、潰決型泥石流和地震型泥石流等
(1)降雨型泥石流是以降雨為水源形成的泥石流,在西藏東南部山區的河谷,當年降雨量超過1000mm,日降雨量達10mm,1小時降雨約3mm左右,即可暴發泥石流。另外,暴雨常能形成泥石流,像北京市懷柔山區的泥石流。2004年夏,云南、浙江等地由于強降雨形成強度很大的泥石流,造成生命財產的很大損失。
(2)融雪型泥石流是現代冰川(積雪)溝谷區在夏秋季節,由于久晴高溫,冰雪快速融化而突然暴發的泥石流,或者是高山冰崩或雪崩物質堵塞溝谷或覆蓋坡地,冰雪消融而形成的泥石流。
(3)暴雨和融雪混合型泥石流是以兩者為水源形成的泥石流。
(4)潰決型泥石流是指高山冰川地帶,冰湖湖堤被湖水沖潰而形成的一種突然暴發的泥石流。
(5)地震型泥石流除由地震直接誘發形成泥石流外,還有由地震形成山崩和滑坡為泥石流提供松散固體物質,同時地震破壞水壩,為泥石流提供水源,或者因地震山崩堵塞河谷,形成堤壩并阻水成湖,一旦堤壩潰決便形成泥石流。地震泥石流多發生在地震高烈度區。
3.根據泥石流流體性質劃分為稀性泥石流(紊流性泥石流)、黏性泥石流(層流性泥石流)和過渡性泥石流三種
(1)稀性泥石流的特點是:①流體內水含量多于固體顆粒含量,固體顆粒含量占總體積的10%~40%,容重為1.3~1.8t/m3;②運動中漿體是搬運介質,漿體流速較固體顆粒流速為快,呈紊動狀態,所以又稱紊流型泥石流;③有沖、有淤以沖刷為主,堆積扇上表現為大沖大淤,或集中沖,分散淤:④不易造成堵塞和陣流現象,亦無明顯“龍頭”,泥石流體在溝谷出口處停積后,水與泥漿慢慢流失,形成表面比較平整的扇形體,稱泥石流堆積扇。它有洪積扇的許多特征,甚至許多泥石流在形成過程中和洪積扇的作用十分相似。
(2)黏性泥石流的特點是:①流體內的固體物質含量很高,最高可達80%以上,容重為2.0~2.2t/m3;②流體內含大量黏土和粉砂,形成黏稠的泥漿;③流動時有明顯的陣流,每次陣流時間只有幾分鐘,但有很大的能量,在泥石流的前端,被推擠成高聳的“龍頭”;④侵蝕能力和搬運能力都很強,常侵蝕岸坡和鏟刮谷底,龍頭能推動巨大石塊向前移動,泥漿可頂托石塊浮移;⑤在均勻順直的河道中具有層流特征,運動中泥石流的結構不變。這種泥石流又稱層流性泥石流。
(3)過渡性泥石流是介于稀性泥石流和黏性泥石流之間的一種,它的容重為1.8~2.0t/m3。
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