山洪冲蚀灾害

作者&投稿:泰申 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
我想要一份“滑坡和泥石流灾害”的调查报告,下面是材料。学校的地理竞赛题,自由发挥,<1500字~


 腾冲县位于横断山南段偏西部位,属印度洋水系伊洛瓦底江上游源头区。2004年7月17—19日,大盈江支流槟榔江上游腾冲县的猴桥、中和及龙川江上游明光、固东、界头等地遭受特大暴雨袭击,仅7月17—18日就降雨159.6mm,7月19日前后发生大面积滑坡、泥石流灾害,造成严重人员伤亡和巨大财产损失,引起了党中央、国务院和云南党政领导及社会各界高度重视[1]。7.19灾害期间,腾冲县有21个乡镇不同程度受灾,其中中北部的猴桥、明光、滇滩、固东、界头、曲石和中和7个乡镇的42个村委会、316个村民小组受灾较为严重(图1),共造成直接经济损失1.36×108元[1]。这次灾害中,全县死亡7人,失踪2人,受伤4人,因灾伤病420人,成灾人口1.76×105人,需要紧急转移安置灾民及危险地区群众3426人;倒塌损毁房屋5138间,损失存粮3.00×105kg,死亡牲畜2530头(只);农作物受灾4373hm2,成灾2755hm2,绝收1232hm2,冲毁埋没田地387hm2;林木、苗木损毁严重,10多个林业加工企业受灾停产;92条县乡、乡村公路受灾,毁坏公路150km、桥梁涵洞130座,通往中缅猴桥口岸的公路全线中断;火山、热海、和顺、北海等旅游景区交通中断;损坏堤防18处,堤防决口8处,损坏护岸147处,毁坏人畜饮水工程50处,损毁大小沟渠154条、长125km,损坏小水电站5座,造成龙江2级、3级电站停机;破坏通讯线路100km、输电线路20km,18所中小学校受灾,校舍、围墙等垮塌严重,所幸的是学生们正在暑假之中,否则后果不堪设想.
1 灾害类型及成因1.1 灾害类型及分布通过实地调查勘测,认为腾冲7.19灾害主要为滑坡和泥石流灾害,在其形成的前期伴有边坡坍塌和崩塌,后期伴有高含砂山洪和洪水灾害。其中滑坡泥石流主要集中分布在腾冲县中北部槟榔江上游猴桥镇的永兴村、箐口村、东村、上街村等7村(因灾死亡5人)、中和乡新岐、高田、大村(死亡1人)和龙川江干流及支流明光河流域的明光乡(死亡1人)、滇滩镇(失踪2人)和固东镇;零星分布于界头乡和曲石乡等山区,而高含砂山洪及洪水主要分布于槟榔江和明光河沿岸的平坝区(图1)。1.2 灾害的发育背景在行政区划上,腾冲县隶属云南省保山市,处于保山市、怒江傈僳族自治州、德宏傣族景颇族自治州的交接部位,西北部与缅甸为邻。全县面积5845km2,人口6.10×105人,有汉、回、傣、佤、景颇、傈僳、德昂、阿昌等民族[2]。该县地处高黎贡山西坡,地形呈高山峡谷和山间断陷盆地、高原夷平面相间的态势,地势北高南低;境内最高点为位于东北角的高黎贡山大垴子峰,海拔3780.9m;最低点位于南部腾冲、龙陵和梁河3县交界处的速庆江边,海拔930m,相对高差2850.9m。腾冲是西南丝绸古道上的最后一站,以火山地热景观闻名于世,地震活动十分活跃;流经县内的主要河流有大盈江及其支流槟榔江、瑞里江上游龙川江等3条河流,流向大致南北向,均属伊洛瓦底江水系。县内属北亚热带高原季风海洋性气候,具有干湿季分明,气候温和,冬春旱、夏秋涝的特点。县城位于云贵高原夷平面上的腾越镇,海拔1600m,年平均气温14.9℃,年平均降水量为1478.5mm,雨季降水占年降水量的85%,降雨的分带性较明显,单点性暴雨多[3]。1.3 灾害的主要成因腾冲7.19滑坡泥石流灾害均发生在森林植被覆盖度极高的中北部地区,其中短历时、高雨强的特大暴雨是灾害的主要外部激发因素,强烈的断裂活动、新构造运动和强风化的花岗岩松散层是其形成的内在因素,高山峡谷区内巨大的高差、高陡斜坡和大比降沟谷为其形成提供了优越的势能条件,加之6—7月份较大的前期降雨使岩土体长期浸泡、饱水,最终导致山体成片滑坡、坍塌,形成滑坡泥石流灾害,而人类某些不合理的开发及建设活动,如开采矿石、兴修水电、乱采乱伐、毁林种田等则加剧了灾害的危害程度和损失。1.3.1 暴雨因素 受西伸的太平洋副热带高压和印度洋季风低压的共同影响,从7月17—19日,云南西部的怒江地区、保山市和德宏州的泸水、福贡、腾冲和盈江等地出现较大范围的强降雨过程,其中腾冲和盈江地区降雨强度最大。据腾冲县气象局的降雨观测资料[1],2004年1—7月降水量较历年同期偏多126.1mm,至7月19日全县出现中到大雨以上的天气过程达11次,7月7日以来全县范围出现连续的阴雨天气,期间总降水量195.1mm,有5d的日降雨量达到20mm以上,其中11日、19日的降水分别为28.0mm和39.5mm;而从17日20时—20日08时县城降雨达81mm。县城北部的降水中心7月17—18日共降雨159.6mm。据当地70~80岁的老人回忆,1903年发生100a一遇的暴雨,但自1946年以后从未发生过这样大的暴雨,故在降雨频率上可将7月17—18日的暴雨视为60a一遇。据腾冲县腾龙桥水文站观测资料,该次暴雨形成的龙川江洪水洪峰流量为建站以来最大,达1660m3/s,属50a不遇的特大洪水。该次暴雨具明显的垂直分带性,即暴雨主要发生在海拔2000m以上中高山区,猴桥的年降雨量达3000mm以上,而滑坡泥石流灾害亦多发生在海拔2000m以上的中高山区。腾冲县猴桥、滇滩、明光一带与盈江县支那、盏西是该次暴雨的中心,其灾害也最为严重,充分反映了滑坡泥石流与降雨的分布一致性。腾冲县天然植被覆.

度较高,在1950年为59%,由于大量砍伐天然林,在1990年减小到38%,水土流失较为严重。但在中北部地区,植被覆盖度远高于县境其它地方,植被虽保护较好,仍然形成了严重的滑坡泥石流灾害。因此,特大暴雨是该次灾害形成的根本原因。据调查,7月18日9时30分,明光乡中塘村加谷山发生滑坡,死亡1人;7月19日0时猴桥镇永兴村发生泥石流,死亡1人;凌晨1时30分,槟榔江四级电站的4名勘测人员在猴桥镇上街村遭遇泥石流,全部遇难;7月19日下午猴桥镇永兴村芭蕉岭发生滑坡,造成1名小学教师死亡。该次暴雨形成的山洪和洪水造成的桥梁倒塌和洪水淹没还造成3人死亡。由此可见,灾害集中发生在7月18日夜—19日凌晨,以19日为多,故将这次灾害命名为7.19腾冲滑坡泥石流灾害。1.3.2 地形因素(1)高差。腾冲县多属中山和高山区,以中山为主。本次灾害严重的中北部地区,海拔最高为县境内最高点。位于东北角的高黎贡山海拔3780.9m的大垴子峰,一般山岭海拔在2000~3000m,河谷和沟谷海拔在1000~1500m,岭谷高差1000~1500m,最大高差达2780.9m,势能条件十分优越。同时,上述地区位于大垴子山西坡和大娘山(3323.3m)南坡,受高山的阻挡,南来的暖湿气流沿迎风坡上升,在中高山地带形成主要的降雨集中带,为灾害的发生提供了激发动力[3]。(2)山坡坡度和沟床比降。研究区属典型的中高山深切峡谷区,但同我国其它典型滑坡泥石流地区相比,区内山坡坡度相对较缓。据初步统计,除个别山岭坡度>40°外,绝大多数山坡坡度在30°~35°间,发生滑坡的永兴村和高田山坡坡度在35°左右。槟榔江上游、明光河上游的河床比降均在10%以上,而发生沟谷泥石流的猴桥、明光、固东、高田和热海等地的沟床比降在20%以上,坡面泥石流坡度在30°左右。具备滑坡泥石流发育和运动的基本地形条件。(3)水系结构。此次灾害主要发生在腾冲县大盈江支流槟榔江上游流域和龙川江干支流。2条河水系发达,支沟众多,呈叶脉状分布于河流两岸,沟谷和河谷均呈典型的V字型,受两岸泥石流扇形地堆积物及部分峡口堵塞,部分河段形成山间盆地和U型谷地。由于崩塌、滑坡和泥石流发育,河床上漂砾、巨石鳞次栉比,跌宕起伏,淤积十分严重[4]。1.3.3 地质及构造 腾冲地区位于泸水—瑞丽断裂以西,邻近印度和欧亚板块接合部位,属冈底斯—念青唐古拉褶皱系的伯舒拉岭—高黎贡山褶皱带南部。以发育的断裂构造、年青的活动火山、强烈的地热显著和地震活动而闻名[3]。区内大部为混合岩化的岩石和花岗岩所占据,残留的上古界浅变质岩零星分布于酸性侵入体之间,新生界上第三系、第四系沿龙川江、大盈江和槟榔江沿岸分布,中—基性火山岩覆盖大部分地区。受断裂活动、地震活动、地热活动影响,区内地层十分破碎松散,极易遭受风化,为滑坡泥石流的发育提供了充分的物质基础。调查结果表明,最薄风化层为10m,最厚超过100m,7.19灾害的绝大多数滑坡泥石流,如猴桥镇永兴村泥石流、上街村泥石流、芭蕉岭滑坡和中和乡高田村滑坡等均沿风化层发育。研究区新构造运动十分强烈,具体表现为地震活动强烈频繁,温泉广泛出露,山地隆升,盆地下陷,为滑坡泥石流的发育提供了充分的物质基础和能量条件[4]。2 滑坡泥石流灾害特征2.1 暴发突然,成灾迅速引起腾冲7.19滑坡泥石流山洪灾害的7月17—19日暴雨发生突然,暴雨强度大、持续时间长,降雨集中于北部山区一线,加之暴雨发生于深夜,又有较大先期降雨,山高坡陡,坡长和沟道较短,故成灾迅速,难以防范和躲避。2.2 形成灾害链,灾害由山区向山间平原延伸此次灾害由特大暴雨激发,其成灾过程是:首先在沟谷上游和山坡上形成崩塌、滑坡和坡面泥石流;滑坡、崩塌在坡面径流冲蚀下,部分直接转化为坡面泥石流,部分和坡面泥石流一起堆积在坡脚和沟道中,为山洪冲蚀形成沟谷泥石流;泥石流出沟后与主流洪水形成高含砂洪水,并挟带大量漂木和石块向河流下游运动。因此,该次灾害从暴雨—滑坡—泥石流—山洪—漂木流—高含砂洪水,构成了一个灾害链,灾害由山岭扩展到坡脚,由山区逐渐延伸扩展到平坝区,亦由山村扩大到乡镇。2.3 危害范围集中,区域性明显由于此次暴雨范围较为集中,局地性强,故灾害和危害仅发生在腾冲县城西北7个乡镇和毗邻的盈江的3个乡镇,其中以猴桥镇永兴村、箐口村、东村、上街村等7村,中和乡高田、大村和明光乡、滇滩镇和固东镇受灾最重,而对东部和南部的其它乡镇造成的损失相对较轻。2.4 灾害数量大、规模小,个别破坏力强,伤亡及财产损失惨重  野外调查发现,暴雨在腾冲北部地区造成滑坡泥石流达数千余处,构成威胁、造成危害的有100余.
多数规模较小,滑坡体积和泥石流堆积物大都在数十至数百立方米,且绝大多数位于居民点和农田以外,故未造成严重灾害。但成灾的几处滑坡泥石流规模较大,大都在数1000m3,而高田滑坡体积达2.00×105m3,由于规模大,滑动后破坏力极强,对公路、村庄造成严重威胁。2.5 暴发频率低据当地老人讲,在1946年的7—8月间,猴桥和毗邻的支那一带也曾发生严重的暴雨滑坡泥石流灾害,许多村庄都是那次灾害后从山上搬迁下来的;1952年猴桥乡小水井附近曾发生大规模滑坡,造成7人死亡;1975年前后及此后的1984年灾害较为严重,但规模和灾害损失远不及2004年的7.19灾害;从1946年至今的58a间从未见过这么大的暴雨。由此可见,7.19泥石流灾害的暴发频率可视为60a一遇,暴发频率极低,为历史罕见。3 滑坡泥石流灾害发展趋势预测2001年前全县共发现滑坡、泥石流、不稳定边坡、崩塌和矿山采空区地质灾害点302个[3]。1999年后降水明显偏多,其后热海等地滑坡泥石流活动强烈,地质灾害趋于活跃,给当地村镇、旅游设施和乡城带来严重威胁。自2004年7月以来的连续暴雨在腾冲又引发了滑坡、泥石流数千处,造成灾害和形成危害的灾害点达100余处,有25处严重威胁1000余户、5000余人生命和财产的安全,对乡镇、县城、农田、灌渠、公路等造成了严重危害。这次灾害受暴雨中心的控制,均发生在以前灾害较为轻微的中北部地区,而原来地质灾害较为严重的南部龙川江中下游地区在此次并未发生严重灾害。这说明在地质条件、地形条件、固体物质条件等都具备的情况下暴雨成为滑坡泥石流灾害最主要的激发因素。7.19灾害发生后,除了上述7个乡镇直接引发了地质灾害造成严重损失外,同时也造成大量潜在的滑坡、崩塌,破坏了森林植被,使坡面支离破碎,斜坡大量失稳,形成许多临空面和拉张裂缝,许多规模巨大的老滑坡相继复活。该次发生灾害的地区又是当地的一个暴雨中心,暴雨十分频繁,一旦发生特大暴雨,将诱发一系列地质灾害,并形成灾害链。调查表明,7.19灾害的发生,拉开了腾冲县区新一轮地质灾害活动的帷幕。除了这一次灾害的发生区以外,在其余地区也诱发了新的灾害险情。例如大量滑坡处于蠕滑阶段,个别已处于滑动前的临界状态,泥石流松散固体物质储量丰富。因此,未来在灾害性暴雨或地震等外部因素激发下,滑坡泥石流灾害将逐步趋于活跃,它对人类生命财产和山地环境的危害亦将进一步加剧,灾害造成的损失亦将进一步扩大,防灾和减灾形势十分严峻。4 目前的应急减灾措施4.1 严密排查灾害隐患,及时转移严重隐患区人员和财产目前,除了加强对已发灾害和已有灾害隐患点的救灾、安置和动态监测外,应广泛发动群众和广大地质灾害监测报警人员、专业人员对各乡、村等地质灾害隐患点进行排查,查明灾害的分布现状、危害范围和程度、发展趋势,掌握灾害的整体情况。对暂时无法实施防治工程的严重隐患点,及时转移群众和财产,减少灾害造成的损失[5]。4.2 制定突发灾害的应急预案7.19灾害的发生,为政府和各级主管部门敲响了警钟。针对严峻的地质灾害情势,应成立灾害应急领导小组,制定突发地质灾害的应急预案,对灾害发生前人员的逃逸路线,安置场所和灾害发生后救灾抢险、经费筹集、人员疏散、交通保障、物资运输、灾民安置、卫生防疫、通讯传输等制定周密稳妥的计划。一旦发生灾害,应按照制定的应急方案执行,确保万无一失,井井有条。4.3 及时向群众宣传普及地质灾害基本知识目前必须将地质灾害基本知识,特别是如何判别地质灾害发生的征兆及发生灾害后逃逸、避灾、救护和选择暂居地、安居地等知识宣传普及给广大的群众。群策群力,集思广益,充分发挥和调动群众防灾救灾的能动性,最大程度的减少人员伤亡和财产损失,充分贯彻“以人为本”的减灾宗旨。4.4 加强灾害点的监测、预警和预报7.19灾害发生前,腾冲县国土部门和气象部门合作做出了灾情预报,根据监测预报,及时撤离了许多灾害危险区内的群众,避免了更大的灾害损失,监测预报、报警工作在减灾防灾中发挥了十分重要的作用。因此,应该在汛期继续加强对潜在威胁大、危及群众生命财产的滑坡泥石流灾害点的监测,结合气象预报和灾害活动的各种迹象进行预测和预报。4.5 做好灾民安置区的紧急灾害评估  7.19灾害后,灾区重建和移民安置是摆在灾区干部群众面前最紧迫的问题。对拟将安置灾民的地点,应做好地质灾害调查和危险度的紧急评价工作,尽量避免在灾害隐患区建设。在调查中发现,有个别村民已在不安全的高陡边坡上兴建新居。因此,国土和乡村干部应加强灾民新建住房的监督工作,在修建施工边道、恢复被毁公路、水渠、开垦农田等时,严禁乱挖乱填。4.6 修建应急减灾工程,提高防灾和抗灾能力对目前已处于蠕滑期和临界状态的滑坡,应及时堵填裂缝、同时将周边和坡面汇水引出滑坡体以外,防止水体渗入坡体;对滑坡体上的水田,应减少灌水量,防止水体下渗;对过陡的边坡和危岩、危树适当削坡和清除[4]。对危及村镇的泥石流和山洪,应修建铅丝石笼导流堤和干砌挡墙等临时性拦排工程,防止泥石流洪水外溢泛滥。同时,清除河道和沟道狭谷段、涵洞、桥梁淤积物和阻碍行洪的建筑物,疏浚河道、沟道。5 防灾减灾措施5.1 开展山地灾害详查和活动性评估7.19灾害发生后,腾冲县又新增了数以千计的灾害点,灾害的数量、分布区域和活动状况发生了变化。因此,应尽快开展新一轮的地质灾害详查工作,查清灾害的活动规律、危害程度及未来发展趋势,为今后灾害区划、危险度评价、监测和防治提供依据。5.2 山地灾害的危险性分析和分区危险性分区是对灾害的区域性预测,可为地方城乡建设、公路、水利、农田规划和灾害防治提供指导性意见[6]。在区域地质灾害详查的基础上,根据灾害的影响因素(分布密度、高差、坡度、岩性、构造、地震、暴雨、森林植被等)和危险区的严重程度进行分级、分区对未来开展灾民安置、危险区居民搬迁和防灾减灾极为重要。5.3 系统开展山地灾害治理工作对于严重威胁到城镇、厂矿、重要水利电力设施和较大的居民点的灾害点,应尽快开展灾害防治项目的规划建议、可行性研究和立项工作,分期分批按照轻重缓急,实施工程治理。此外,加强灾害区森林植被的恢复和保护,搞好水土保持,对减少滑坡泥石流山洪灾害的发生、减轻灾害程度,也具有十分重要的作用[6]。5.4 建立山地灾害预测预报和预警系统由于地质灾害点多面广,且多处于偏远的山区,目前的气象、水文站点和灾害监测站点无法满足测报的需求。因此,应尽快建立地质灾害监测和预报系统,如利用遥测雨量计和气象雷达,对雨量进行实时监测,利用GPS监测滑坡位移变形等。5.5 加强部门协作,搭建灾害防御平台滑坡泥石流山洪灾害的监测、预报和防治是一个复杂的系统工程,既涉及到国土资源部门,亦涉及到行政管理、水保、水利、水文、气象、地震和救灾等多个部门。因此,应由主管领导协调各个部门,共同搭建山地灾害防御平台,达到资源共享,信息互通,提高山地灾害的整体防御能力。

一、地质灾害类型及特征
新疆段主要存在以下4种地质灾害:风蚀沙埋、盐渍土腐蚀和盐胀、泥石流和洪水冲蚀、崩塌(危岩)。它们的特征如下:

图6-2 西气东输管道工程新疆段水文地质图

(一)风蚀沙埋
风蚀沙埋主要分布于轮南—三十团、博斯腾湖南岸沙山一带、库米什洼地及库姆塔格沙垄地段。这些地段多数靠近沙漠、沙山、沙丘,生态环境恶化,在强烈的物理风化作用下,使基岩风化成砂和砾石,地表岩性以疏松砾石、砂质土、粉细砂、粉土为主,在大风的作用下,向沙漠环境发展。风蚀沙埋具有掩埋农田、房屋设施和活动性大的特征,随着气候条件的变差,会逐渐加重危害。
轮南—三十团管线长约112km,紧挨南部的塔克拉玛干大沙漠,风力强劲,起沙风频率高,移动沙丘起伏高度5~25m,移动速率6~15m/a。
博斯腾湖南岸管线长约82km,位于沙山与库鲁克塔格之间,沙山连绵不断,高达几十米甚至上百米,向西南和南方向移动,堆积于山前砾质平原上,厚达3m以上,沙丘移动速率大于20m/a。该地段沙尘暴天数较多。
库米什洼地受沉积环境影响,管线经过库米什镇南18km地段黑戈壁村附近有长9km范围分布沙丘,多为半固定和固定沙丘,沙丘高度3~10m不等,多数地段已被改造为农田耕地,其移动减弱,随着改造的深化,管线经过地段沙丘及土地沙化最终将得到改良,其危害将减弱。
库姆塔格沙垄附近长31km范围,分布风蚀沙埋灾害。库姆塔格沙垄呈近南北向延伸,东西向宽度在6km左右。沙垄由高大的活动性新月形沙丘组成沙丘链。沙丘高度多在65~120m之间,西侧高,东侧低。沙丘链之间的距离一般在50~120m之间,移动速率在10m/a左右。沙垄西北侧分布有大面积的风蚀洼地,洼地深度一般30m左右,底部多分布有分选性极好的细小砾石,成分与底部基岩一致。沙垄的形成,受制于天山七角井的西北风和河西走廊的东南风,但以前者风向为主。由于沙丘活动性极强,在风季随时可以造成沙埋危害。风蚀灾害主要分布于库姆塔格沙垄西北侧的风蚀洼地内。
沙丘移动将对管线及施工造成掩埋危害。在风蚀洼地对地面工程有风蚀破坏作用,久而久之,可能会将地下工程刨蚀出地表,并产生破坏。
(二)盐渍土腐蚀和盐胀
新疆段内盐渍土均为内陆山间盆地和丘间洼地型,其分布范围较广泛,但不均匀,主要分布于轮南首站—三十团细土平原边缘、博斯腾湖南岸及东部细土带、库米什洼地、红柳河两岸及秋格明塔什北洼地等剥蚀残丘的丘间洼地内。管线在盐渍土分布区挖探坑43处,其中在轮南首站至382.5km段挖探坑16处,取样间距平均24km,深度3m,分别在0m、1m、2.0m、2.5m、3m处取样;在456.5~933km段挖探坑27处,取样间距平均17.6km,挖坑深度一般1.0~1.5m,个别达到2m,总取样数148个。根据化验结果分析,盐渍土在垂向分布上具有表聚性及结壳性的特点,盐分大量集中于表层。但库米什洼地及东段部分丘间洼地内受沉积环境的影响,其地层积盐较重,含盐量垂向表现出由地表向下减轻,至一定深度含盐量又有增加的趋势,Ca2+、 含量大大增加。盐渍土类型为氯盐渍土和硫酸盐渍土,地表含盐量1.38%~85.00%;而地表以下2~3m处以硫酸盐渍土为主,含盐量为0.33%~5.74%,较地表有明显减小。
以上盐渍土分布地段,地下水埋深浅,仅为2~3m或更小,多为高矿化物的Cl·SO4—Na或SO4·Cl—Na型水。地表盐碱化严重,多数结壳,虽然分布于无人区,但其遇水陷落、高温干枯又膨胀并对金属设施具有一定腐蚀性,其危害较严重。
(三)泥石流和洪水冲蚀
泥石流仅零星分布于低山沟谷及山坡处。由于固体物质来源较少,沟谷流域面积、地形高差和沟谷相对切割程度都较小,降水稀少,在管线沿途低山区不易发生泥石流,发生的规模也较小,最大的一处在库米什洼地南侧低山沟谷AE001号桩附近,固体物质一次冲出量达6600m3。
洪水冲蚀危害主要分布于低山沟谷、山前冲洪积平原出山口、库米什以东剥蚀残丘的丘间洼地中的冲沟及冲沟汇流处。由于特有的干旱气候条件和脆弱的生态环境,低山丘陵区植被稀少,地表滞水能力差,抵御洪水能力弱,一遇强降水便可诱发洪流。新疆段内平原区发育的冲沟切割深度多在0.5~2.0m,最深的约为7~8m,沟宽一般在5~200m。洪流一旦发生,洪水流量大,起涨快,持续时间长,冲沟内以水为主,携带少量岩性与上游母岩相同的碎石夹少量粉土,形成水石流。其危害不同于山区特有的典型泥石流,主要表现在洪水的冲蚀破坏作用上。
上述山洪能造成危害的主要是洪水冲蚀,它具有短时间内破坏建筑设施、道路工程、管线工程设施等特征,其危害的决定因素是山区降水量的大小及瞬时降水大小。
(四)崩塌(危岩)
仅在库尔勒—塔什店低山区、库米什洼地西南侧低山沟谷、乌尊布拉克幅库米什洼地东北侧低山区的局部沟谷和高差较大的陡坡下时有发生,崩塌发生方量一般小于1000m3,崩塌堆积物长5~10m、宽0.5~3m、高0.5~3m,危害范围小于25m2;局部地段可大于10000m3,崩塌体底边长20~100m、宽30~100m、高20~50m,危害范围10000m2。
二、地质灾害危险性现状评估
根据地质灾害的类型及特征、危险性大小、规模、分布、稳定状态、危害对象等,对评估区内已有地质灾害进行危险性评估。
(一)风蚀沙埋
风蚀沙埋地质灾害主要分布于轮南首站—三十团、博斯腾湖南岸、库米什洼地中心、库姆塔格沙垄附近,除库米什洼地中心现有人文活动,其余地段均为无人区。风蚀沙埋地质灾害分布总长度238.1km。风蚀灾害主要表现在库姆塔格沙垄西侧风蚀洼地内,最大风蚀深度达30m,对地下管线有很大的破坏作用。在博斯腾湖南岸,沙山、沙丘活动性极大,根据段内沙丘移动速率及移动沙丘间距离,新疆段内风蚀沙埋现状评价危险性大的地段为0~5km、60~101km、127~128km、207~223km,260.4~292.2km,783.5~797km,合计103.8km。危险性中等的地段为:32~60km、223~235km、379.5~388.5km、780~783.5km,合计长52.5km。其余地段风蚀沙埋灾害危险性小。
(二)盐渍土腐蚀和盐胀
新疆段内盐渍土分布范围广,具有盐胀、腐蚀灾害。根据易溶盐取样分析结果,依据GB50021—94《岩土工程勘察规范》和地质灾害危险性等级标准,对沿线盐渍土类型及危害程度进行分类,亚氯盐渍土并为氯盐渍土,亚硫酸盐渍土并为硫酸盐渍土。现状评估按地表和地下2m处的含盐量分别进行。
1.危险性大的地段
(1)地表(以下均为输气管线km数):0~32km、82~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、450.7~453.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、548.7~583.2km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、675.7~679.5km、715.2~734.8km、760.8~767.4km、907~914km、931.7~935.3km,合计总长215.8km。
(2)地下2m处地段:106~127km、287.5~307km、379.5~388.5km、455.5~474.5km、493.3~497km、591.7~594.7km、622~624km、630.8~635.5km、760.8~780km、907~914km,合计总长107.8km。
2.危险性中等的地段
(1)地表:32~82km、223~235km、260.4~287.5km、373~379.5km、388.5~394.2km、504.5~512km、679.5~685km、691~715.2km、734.8~760.8km、767.4~780km,合计177.1km。
(2)地下2m处地段:12~48.4km、87~106km、127~147km、260.4~287.5km、373~379.5km、675.7~679.5km、504.5~512km、691~735km、754~760.5km、931.7~935.3km,合计总长189km。
3.危险性小的地段
(1)地表:512~531.5km、583.2~591.7km、594.7~622km、624~630.8km、635.5~675.7km、685~691km,合计108.3km。
(2)地下2m处地段:180~212km、679.5~685km、734.8~754km、823~887km,合计总长130km。
依据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001水对钢结构的腐蚀性评价表,对3m以内地下水进行腐蚀性评价,盐渍土分布地段3m以内的高矿化水对钢结构腐蚀性一般为中等,考虑到管线埋置深度内见水,受高矿化水危害,与盐渍土危害密切相关,故将高矿化水并至盐渍土地质灾害危害一起评价,现状评价危险性中等。
(三)泥石流和洪水冲蚀
新疆段内泥石流仅在库米什洼地西南侧低山沟谷输气管线366~373km段内发生两处,其规模较小,最大一处在E001号桩附近,固体物质一次冲出量约6600m3。库尔勒低山区管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,上游流域面积小,汇流沟多,坡降大,附近输油管线已做了防护工程。泥石流对管线的危害表现为对管线的掩埋作用,地质灾害危险性小。
山前及山口处发育的冲沟,雨汛期洪水对输气管线有一定冲刷、冲蚀破坏。考虑到危害较小,现状评估为地质灾害危险性小。
(四)崩塌
新疆段内崩塌发生在低山丘陵无人区。据实地调查,在三个地段有多处崩塌发生。一段在库尔勒市—塔什店低山丘陵区输气管线174~186km段内,沿线多处发生微小崩塌,崩塌方量小于1000m3,属地质灾害危险性小的地段。一段在库米什洼地西南部低山沟谷内管线362~373km段;其中管线366~373km段沿线有崩塌发生,崩塌体有多处分布于沟谷的北侧和西侧,崩塌最大方量大于10000m3,岩块直径0.5~8m,属地质灾害危险性大的地段;在管线362~366km段,沿线崩塌方量小于10000m3,属地质灾害危险性小的地段。另一段位于库米什洼地东北侧输气管线394~403km段,沿线丘陵表层为强风化花岗岩及洪积片麻岩碎石,2~3m以下为中等风化片麻岩及花岗岩,受地质构造影响,崩塌多处发生,最大方量大于10000m3,属地质灾害危险性大的地段。其余地段均为崩塌未发生或不发育区。
三、地质灾害危险性预测评估
(一)工程建设诱发、加剧地质灾害的可能性
西气东输管道工程属开挖埋置管线工程,开挖深度2m左右。新疆段内库尔勒北低山区管线位置180~186km段,乾草湖塔格山区管线336.5~339km段,库米什洼地西南侧低山沟谷区管线362~373km段,库米什洼地东北侧低山沟谷区管线394~403km段,多位于地质构造发育区。地形相对陡峻,地层裂隙发育,加之软硬岩体相间出露,工程开挖施工后,岩体完整性变差,陡坡失稳,易产生岩石崩塌,对埋置的管线施工危害较大。
另外,管线于库尔勒市北东3km即管线位置177.9km处,自西向东横穿了南北向展布的孔雀河,在此处孔雀河西岸地势平坦,而东岸相对较高,河岸陡立,高出河面约6m,工程建设实施时东岸易诱发塌岸,从而产生危害。故施工和运营设计时应予以充分考虑,可以先进行削岸,再采取相应的防护措施,最后采用加固防护堤进行长期防护。
此外,因管线埋置地下需开挖沟槽,在第四系土体分布区,尤其是砂性土分布区可能会导致土地沙化更严重,加剧风蚀沙埋。
除上述易诱发、加剧地质灾害发生的地段外,其余均为山前砾质平原、细土平原、剥蚀残丘区及丘间洼地,工程建设对其影响小,不易诱发或加剧地质灾害。
(二)工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性及发展趋势
1.风蚀沙埋
据风蚀沙埋地质灾害的分布特征及现状危险性评估,在库姆塔格沙垄和博斯腾湖南岸沙山、沙丘段,因沙丘高大,活动性强,不仅给管线施工带来巨大困难,开挖工程量大,而且风季随时可以造成风沙掩埋危害,不仅危害程度严重,而且危害周期长。预计随着气候的变暖变干,在未来50年内,沙埋危害会呈现加剧的趋势。在库姆塔格沙垄西侧的风蚀洼地内,预测除对地面工程有风蚀危害外,对地下工程也有可能造成风蚀的危害。在风蚀沙埋现状危险性大的地段,在使用期限内,风沙对管线及地面工程具有严重的危害,并有向主风向下游发展的趋势。
2.盐渍土腐蚀和盐胀
在使用期限内,盐渍土分布地段表层可能受气候的恶化影响,随着温度的升高、蒸发的加剧,含盐量有所上升,盐渍化危害有加重的趋势。而管线埋置深度内盐渍土含盐量长期变化不会很大。管线主要遭受埋置时地表危险性大的盐渍土埋填产生的短期腐蚀危害、地面以下2~3m深度分布的危害中等或轻微的盐渍土长期腐蚀危害及盐胀破坏危害。地下3m以内可见的地下水多为高矿化中等腐蚀性水,其对钢结构具有中等腐蚀危害,预计50年内随气候的周期性变化,其危害性有小幅度变化,但总体不会有很大变化。
3.崩塌、泥石流
西气东输管道工程设计使用期限为50年,在新疆段内低山区,崩塌和泥石流灾害偶有发生。据现状危险性评估,崩塌除局部地段危险性大外,其余地段危险性多为中等、小。泥石流灾害的危险性小。在使用年限内,部分山体在高温、大风、降雨等物理作用下容易失稳,产生崩塌危害。在库尔勒—塔什店低山区,管线183.8km处东侧存在一处泥石流隐患点,在暴雨产生时,易发生泥石流危害。新疆段内除上述发展趋势外,预计50年内管线遭受崩塌、泥石流灾害的危险性小。
4.地震液化
管线80~210km段,即三十团西南30km—库尔勒—博斯腾湖西南岸,地震烈度为Ⅶ度区。管线在80~99km、111~112km、126~128km段的地层时代晚于第四纪晚更新世,其地下水位埋深多小于10m,有发生砂土液化的可能,需在进一步的工程勘察工作中,了解地下水埋深及15m深度内土层的剪切波速值或贯入阻力临界值,以便进一步判别土层是否液化。
综上所述,西气东输管道工程沿线多经过无人区和荒漠区,开挖深度仅2m左右,工程的建设实施不会对沿线地质环境条件产生大的影响,工程建设对周围现存工程也不易产生较大的破坏。

2.6.1 山洪冲蚀灾害概述

山洪是发生在山区溪沟中的快速、强大地表径流现象。虽未列入《地质灾害防治条例》中的灾种,但也是与地质外动力作用有关的一种灾害。

山洪是发生在山区的洪水,但它又不同于一般发生在山区河流的洪水,而是特指发生在山区流域面积较小的溪沟或周期性流水的荒溪中,历时较短,暴涨暴落的地表径流。一般流域面积小于50km2,历时几小时到十几小时,很少能达到1天。对于一般河流来说,从河源到河口可分为上游、中游、下游三段,上游多在山区,下游多在平原。发生山洪的溪沟本身完全处于山区,也可以分为上、中、下游三个组成部分。

山洪同一般洪水的另一显著差别是其含沙量远大于一般洪水,重度可达1.3t/m3,但它又小于泥石流的含沙量(重度大于1.3t/m3)。所以随着山洪中挟带的泥石流的增加,其性质也将起变化。山洪和泥石流在其运动过程中可相互转化。

山洪在快速流动中对河床、两岸自然、生态环境、有关建筑设施(房屋、公路、铁路、桥梁和输油气管道等)产生的灾害称为山洪冲蚀灾害。

2.6.2 山洪的基本类型

山洪按其成因可以分为以下几种类型:

(1)暴雨山洪:在强烈暴雨作用下,雨水迅速由坡面向沟谷汇集,形成强大的洪水冲出山谷;

(2)冰雪山洪:由于迅速融雪或冰川迅速融化而成的雪水直接形成洪水向下游倾泻形成山洪。

(3)溃水山洪:拦洪、蓄水设施或天然坝体突然溃决,所蓄水体破坝而出形成溃水山洪。

以上山洪的几种成因可能单独作用,也可能在几种成因联合作用下形成山洪。上述几种山洪中,以暴雨山洪在我国分布最广,暴发频率最高,危害也最严重。

2.6.3 山洪形成条件

山洪是一种地面径流水文现象,它同水文相邻的地质学、地貌学、气候学、土壤学及植物学等等都有密切的关系。但是山洪形成中最主要的和最活跃的因素,仍是水文因素。

山洪的形成条件可以分为自然因素和人为因素。

2.6.3.1 自然因素

1)水源条件

山洪的形成必须有快速、强烈的水源供给。暴雨山洪的水源是由暴雨降水直接供给的。我国是一个多暴雨的国家,在暖热季节,大部分地区都有暴雨出现。由于强烈的暴雨侵袭,往往造成不同程度的山洪灾害。

所谓暴雨,是指降雨急骤而且量大的降雨。一般来说,虽然有的降雨强度大(如1分钟十几毫米),但总量不大。这类降雨有时并不能造成明显灾害;而有的降雨虽然强度小些,但持续时间长,也可能造成灾害,所以定义“暴雨”时,不仅要考虑降水强度,还要考虑降雨时间,一般以24小时雨量来定。

我国南方地处低纬度地区,属亚热带、热带海洋性季风气候区。夏季风开始较早,台风影响频繁,暴雨出现的次数多,雨强往往也较大。而我国西北及青藏高原的西部,暴雨出现的变率很大,虽然也会出现一些超过年降水量数倍的降雨,但出现的次数很少。

综上所述,由于我国各地暴雨天气系统不同,暴雨强度的地理分布不均,暴雨出现的气候特征以及各地抗御暴雨山洪的自然条件不同。因此有些暴雨的定义,亦因地区而有所不同。不过就多数情况看,一小时降雨同24小时降雨有一定的关系。暴雨可用表2-4的各级雨量来定义:

2)下垫面条件

(1)地形:我国地形复杂,山区广大,在广大的山区,每年均不同程度的有山洪发生。

表2-5 降雨量分级表 单位:mm

陡峻的山坡坡度和沟道纵坡为山洪发生提供了充分的流动条件。由降雨产生的径流在高差大、切割强烈、沟道坡度陡峻的山区有足够的动力条件顺坡而下,向沟谷汇集,快速形成强大的洪峰流量。

地形的起伏,对降雨的影响也极大。湿热空气运动中遇到山岭障碍,气流沿山坡上升,气流中水汽升得越高,受冷越甚,逐渐凝结成云而降雨。地形雨多降落在山坡的迎风面,而且往往发生在固定的地方。

(2)地质:地质条件对山洪的影响主要表面在二个方面,一是为山洪提供固体物质,二是影响流域的产流与汇流。

山洪多发生在地质构造复杂,地表岩层破碎,滑坡、崩塌、错落发育地区,这些不良地质现象为山洪提供了丰富的固体物质来源。

岩石的透水性影响流域的产流与汇流速度。一般说来,透水性好的岩石(孔隙率大,裂隙发育)有利于雨水的渗透。在暴雨时,一部分雨水很快渗入地下,表层水流也易于转化为地下水,使地表径流减小,对山洪的洪峰流量削减的作用;而透水性差的岩石不利于雨水的渗透,地表径流产流多,速度快,有利山洪的形成。

(3)土壤与植被:山区土壤(或残坡积层)的厚度对山洪的形成有着重要的作用。一般来说,厚度越大,越有利于雨水的渗透与蓄积,减小和减缓地表产流,对山洪的形成有一定的抑制作用;反之则对山洪有促进作用,暴雨很快集中并产生面蚀或沟蚀土层,夹带泥沙而形成山洪。

森林植被对山洪的形成影响主要表现在两个方面,森林通过林冠截留降雨,枯枝落叶层吸收降雨和雨水在林区土壤中的入渗来削减和降低雨量和雨强,从而影响地表径流量。根据已有研究成果,林冠层的截持降雨作用与郁闭度、树种、林型有密切关系,低雨量时波动大,高雨量时达到定值,一般截持量可以达13~17mm。其次,森林植被增大地表粗糙度,减缓地表径流流速,增加其下渗水量,从而延长了地表产流与汇流时间。此外森林植被阻挡了雨滴对地表冲蚀,减少了流域的产沙量。总而言之,森林植被对山洪有抑制作用。

2.6.3.2 人为因素

由于经济建设的需要,人类的经济活动越来越多地向山区拓展。若开发不得当,则可能破坏山区生态平衡,促进山洪的暴发。

(1)森林不合理的采伐,导致山坡荒芜,山体裸露,加剧水土流失;烧山开荒,陡坡耕种同样使植被遭到破坏而导致环境恶化。缺乏森林植被的地区在暴雨作用下,山洪极易形成。

(2)山区采矿弃渣,将松散固体物质堆积于坡面的沟道中。在缺乏防护措施情况下,一遇到暴雨不仅促进山洪的形成而且会导致山洪规模的增大。

(3)陡坡垦殖扩大耕地面积,破坏山坡植被;改沟造田侵占沟道,压缩过流断面,致使排洪不畅。增大山洪规模和扩大危害范围。

(4)山区土建设计施工中,忽视环境保护及山坡的稳定性,造成山坡失稳,引起滑坡与崩塌;施工弃土不当,堵塞排洪流径,降低排洪能力。

2.6.4 山洪的形成过程

山洪的形成必须有足够的暴雨强度和降雨量。而由暴雨到山洪则有一个复杂的产、汇流过程。

2.6.4.1 产流

产流过程就是降雨产生的水在流域中形成径流的过程。这实际上是流域对降水的一次再分配过程。流域的产流过程受诸多因素的影响,对于山洪的产流过程来说,主要影响因素有降雨、蒸发、下渗及地下水等。

若一次暴雨降雨总量为P(mm);下渗量为F(mm);蒸发量为E(mm)。则一次暴雨地面形成的径流深Rs(mm)为:

Rs=P-F-E

2.6.4.2 汇流过程

山洪的汇流过程是由暴雨产生的水流由流域内坡面及沟道向出口处的汇集过程。该过程可分为坡面汇流和沟道汇流。

1)坡面汇流

水体在流域坡面上的运动,称为坡面汇流。坡面通常由土壤、植被,岩石及松散风化层所构成。

由于微地形的影响,坡面流一般是沟状流。降雨强度很大时,也可能是片状流。由于坡面表面粗糙度大,以致水流阻力很大、流速较小。坡面流程也不长,仅100m左右。因此坡面汇流历时较短,一般在十几分钟到几十分钟内。坡面汇流与流域产流几乎是同步进行的。在坡面汇流过程中,降雨的补充、下渗和蒸发作用同时发生,但其影响程度有所不同。

2)沟道汇流

经过坡面的水流进入沟道后的运动,称为沟道汇流或河网汇流。流域中的大小支沟组成及分布错综复杂,在各支沟的出口相互之间均有不同程度的干扰作用。因此沟道汇流要比坡面汇流流速快。流域面积越大,沟道越长,越不利于山洪的形成,所以山洪一般均发生在较小的流域中,其汇流形式以坡面汇流为主。

2.6.5 山洪冲蚀灾害特征

2.6.5.1 为减轻和避免山洪灾害,分析山洪灾害的特点,会有助于对山洪灾害的鉴别、评价,预防和治理

山洪灾害是指山洪对社会经济,生命财产,自然资源和环境造成的损害。山洪的形成运动和成灾的特点不同于滑坡、泥石流等灾害。具有以下特征。

(1)发灾突然:在我国发生最多的暴雨山洪,其灾害也最为严重,由于激发山洪的暴雨具有突发性,导致了山洪灾害的突发性,加重山洪灾害。

(2)成灾迅速:山洪的暴发历时很短,成灾非常迅速,在山洪过境的瞬间已造成巨大危害。

(3)范围集中:山洪的成灾对象是直接与山洪接触的区域和建筑物等。成灾范围小而集中,基本上是顺坡沿沟向下游延伸的,山洪的成灾面积一般小于洪水而大于泥石流的受灾面积。

(4)以冲击为主:山洪具有很高的水位及很大的瞬间流量,其破坏形式主要是冲击。因山洪一般都发生在陡峻的山区,一次山洪总径流量不大,造成涝灾的可能性比较小。山洪对沟道及沟岸的农田具有毁灭性的破坏作用。

2.6.5.2 由于山洪的规模、性质、地形条件和受害对象不同,山洪的危害也表现为多种形式

主要有以下几种:

(1)淤埋:在流域的中下游地区,即山洪活动的平缓地带,山洪流速减慢或停止。山洪所携带的大量泥沙沉积,淤埋各种目标。山洪规模愈大,中、上游地势愈陡峻,阻塞愈严重,对中下游淤埋就愈严重。

(2)冲刷:在山洪的集流区和流通区内,大量坡面土体和沟床泥沙被带走,使山坡土层被冲刷减薄甚至剥光,成为难以利用的荒坡;由于河床两侧被冲刷,会造成两岸岸坡垮塌。使沿岸交通水利等工程设施遭破坏。

(3)撞击:快速运动的山洪,特别是当其中含有较大块石时,具有很大的冲击动能,能撞毁桥梁、堤坝、房屋、车辆等各种与之遭遇的固定设施和活动目标。

(4)堵塞:山洪汇入干流,携带的大量泥沙沉积堵塞河道,抬高干流上游水位,使上游沿岸遭受淹没灾害。一旦堵塞的泥沙发生溃决,又将重新形成大规模的山洪,对下游造成危害。

(5)漫流改道:当沟床坡度减缓,大量泥沙停淤下来,使沟床抬高时,将造成山洪的漫流改道,冲毁或淹没下游各种设施。

(6)磨蚀:山洪中含有大量泥沙,在运动中对各种保护目标及防治工程表面造成严重的磨蚀。

(7)弯道超高与爬高:山洪具有很大的流动速度,因而直进性较强。山洪在弯道处流动或遇阻塞时,超高或爬高的能力很强,有时甚至能爬脊越岸,淤埋各种目标。

(8)挤压主河道:山洪带来的大量泥沙使洪积扇不断扩大,形成滩地。并将主河道(干流)逼向对岸。使对岸遭受严重冲刷,造成山坡失稳,危害各种目标。并且由于流路改变,使沿岸各种设施遭受危害。

2.6.6 山洪对管道的作用与危害

由于管道通过山洪沟的方式不同,山洪对管道的作用与危害也不相同[图2-15(1)]。

(1)管道平行向河流方向敷设在岸边:若管道敷设在“凸”岸[图2-15(2)a],并离岸边较远。“凸”岸为堆积岸,管道基本不受山洪的冲刷岸[图2-15(2)b],管道大多紧靠岸边敷设。若遇大洪水。岸边被山洪水顶冲。若管沟未做水工保护工程,在山洪水的顶冲下,岸坡坝垮管沟被冲毁露管,甚至管道悬空损坏。

(2)管道垂直河流方向敷设:此种敷设方式管道受到山洪的作用是下切磨蚀作用。若埋入河床下的深度不够,管道有被山洪冲刷露管的可能。除此穿河处管道两端还要受山洪水对河床的侧蚀作用,使岸坡产生坍滑、危害管道安全[图2-15(2)c]。

(3)管道顺河床敷设[图2-15(1)d]:此种敷设方式,免不了要受山洪水下切冲蚀。若管道埋入河床下深度不够,管道被冲刷露管的可能就很大,一旦露管,管道在河床推移质的磨蚀下,大块石、漂砾的冲、砸下可能损伤。

综合上述3种敷设方式,只有a方式,将管道敷设在堆积岸较安全,一般不应将管道敷设在冲刷岸岸边。若避让不了,应在冲刷岸顶冲处做防冲水工保护;管道横穿沟床时,应将敷设于此段沟河床最大冲刷深以下才能免遭山区洪水冲刷,还应做好横穿入口、出口的水工保护;不到万不得已,不应将管道敷设在顺河床中,因此种敷设方式受山洪冲刷的危险性很大,一旦露管,管道的受损也很大。



山洪冲蚀灾害
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