第一章 山 洪
一、何謂山洪
山洪是指由于暴雨、冰雪融化或攔洪設(shè)施潰決等原因,在山區(qū)(包括山地、丘陵、崗地)沿河流及溪溝形成的暴漲暴落的洪水及伴隨發(fā)生的滑坡、崩塌、泥石流的總稱。
所謂“山洪”是指一種罕見(jiàn)強(qiáng)勁的洪水。大多發(fā)生在山區(qū)。洪水是一種峰高量大、水位急劇上漲的自然現(xiàn)象。江河洪水一般都超過(guò)了多年平均洪水位,超過(guò)多年平均洪水流量,也超過(guò)河道安全泄量。山洪更具如下特點(diǎn):暴雨強(qiáng)度特大、洪水峰流量特大、洪峰水位特高、洪流速度特快、摧毀力量特大,破壞力特大。山洪與大江大河洪水的區(qū)別:
1、一般洪水24小時(shí)降雨50毫米為暴雨,山洪暴雨24小時(shí)降雨200毫米以上,一般雨峰1小時(shí)降雨達(dá)100毫米以上;
2、一般洪水單位面積(每平方公里),洪峰流量1~2秒立米,而山洪的洪峰流量達(dá)11~17立米/秒;
3、一般洪水的洪峰水位超河底地面5~10米,而山洪的洪峰水位超地面10~30米;
4、一般洪水的流速2~3米/秒,而山洪的流速可達(dá)10~17米/秒。
總之,山洪是一種迅猛異常,破壞力極大的洪水。
二、何謂山洪暴雨
暴雨一般指勢(shì)急量大的降雨。計(jì)算降雨強(qiáng)度的時(shí)間,一般用分、小時(shí)或日為單位。中國(guó)氣象部門規(guī)定24小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米者統(tǒng)稱為暴雨。其中又分暴雨、大暴雨、特大暴雨三種:12小時(shí)雨量等于和大于30毫米;或24小時(shí)雨量大于50毫米稱暴雨;12小時(shí)雨量等于和大于70毫米,或24小時(shí)雨量大于100毫米稱大暴雨。12小時(shí)雨量等于和大于140毫米,或24小時(shí)雨量大于200毫米稱特大暴雨。
“山洪暴雨”是指強(qiáng)度特別大的暴雨。1小時(shí)降雨超50~100毫米。
“山洪臨界暴雨”——導(dǎo)致發(fā)生山洪災(zāi)害的暴雨。
鄉(xiāng)村小面積范圍內(nèi),日降雨暴雨50~100毫米,若均勻降落,洪水較平緩,洪峰流量不大,流速不快,地表?xiàng)l件好,不一定形成山洪災(zāi)害;若一小時(shí)降雨50~100毫米,迅速形成坡面漫流和溝槽速流,洪峰流量大,流速快,刮削沖擊力強(qiáng),容易形成水土流失、崩垮泥石流等山洪災(zāi)害。因此,山洪的臨界雨量主要看雨峰1小時(shí)的暴雨量是否超過(guò)50~100毫米,1~3小時(shí)暴雨量是否超過(guò)200毫米,但在植被破壞、禿山光坡1小時(shí)降20毫米,也易形成山洪泥石流災(zāi)害。
三、暴雨形成條件
降雨時(shí)一般當(dāng)微觀條件如氣層的凝結(jié)核、冰晶、水滴碰撞合并等條件均已具備,但暴雨主要是宏觀條件和天氣系統(tǒng)的作用。
(一)宏觀條件:
1、充沛的水汽。降暴雨時(shí)對(duì)流層下部飽和比濕要大,飽和層要厚,還要求有源源不斷的水汽供應(yīng)。在臺(tái)風(fēng)和熱帶風(fēng)暴登陸后減弱成的熱低壓、沿著中低層輻合帶或鋒區(qū)移動(dòng)傳播的低渦、副熱帶高壓邊緣高溫高濕條件下發(fā)展形成的強(qiáng)對(duì)流云團(tuán),容易造成暴雨的天氣系統(tǒng)。
2、強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。氣流上升運(yùn)動(dòng),使對(duì)流云發(fā)展形成降水。降暴雨時(shí)必須有不斷的上升運(yùn)動(dòng),使水汽凝結(jié)成云與降水;同時(shí)將水平輸送來(lái)的水汽,不斷向高空輸送,使形成降水的過(guò)程能持續(xù)循環(huán)地進(jìn)行。
3、有利的地形作用,由于地形抬升導(dǎo)致雨帶集中在山脈迎風(fēng)坡或平原水網(wǎng)地區(qū)、特殊海岸分布、喇叭形河口地帶都可促成局地暴雨的形成。
(二)天氣系統(tǒng)相互作用
暴雨是多種尺度天氣系統(tǒng)相互影響和相互作用的產(chǎn)物。降持續(xù)性暴雨就要有穩(wěn)定有利的大尺度天氣系統(tǒng),如副熱帶高壓、西風(fēng)帶長(zhǎng)波槽脊位置、強(qiáng)度的穩(wěn)定性;又要有天氣尺度系統(tǒng)如氣旋、鋒面、低槽、低渦、切變線、臺(tái)風(fēng)等的活動(dòng)。同時(shí)還要不斷地有中尺度天氣系統(tǒng)生成。暴雨在本質(zhì)上是中尺度天氣現(xiàn)象,在一些中尺度雨團(tuán)、雨帶、中低壓、低空急流等中尺度天氣系統(tǒng)中上升速度可達(dá)數(shù)米每秒或更大,它們?cè)诟邷馗邼?、位?shì)不穩(wěn)定條件作用下,為暴雨的形成提供了必要的條件。
四、山洪暴雨的特征
1、濃云和氣溫顯著升高容易誘發(fā)山洪暴雨
臨發(fā)生山洪暴雨時(shí),烏云籠罩,天氣悶熱;當(dāng)暴雨發(fā)生時(shí),雨如瓢潑;若發(fā)生在白天,如臨夜幕;若發(fā)生在深夜,則漆黑一團(tuán)。當(dāng)臨降暴雨之前,身體感覺(jué)特別熱,汗流浹背,扇風(fēng)也不解熱,特別注意將發(fā)生山洪。
2、高山迎風(fēng)坡容易誘發(fā)山洪暴雨
高山地形是對(duì)流系統(tǒng)的觸發(fā)機(jī)制。由于地形抬升導(dǎo)致雨帶集中在山脈迎風(fēng)坡,云團(tuán)遇山造成不穩(wěn)定能量釋放,因此,在山脈的迎風(fēng)坡不僅暴雨頻次增加,而且暴雨量也增大。有時(shí)候一次暴雨過(guò)程在山區(qū)造成的降雨量是平原地區(qū)的十幾倍,甚至更大。而在背風(fēng)坡顯著減少。例如我國(guó)廣西南部特大暴雨多出現(xiàn)在十萬(wàn)大山東南坡;廣東特大暴雨則分布在南嶺南麓;華北特大暴雨多出現(xiàn)在燕山南麓和太行山東坡。居住在高山坡面和山腳或喇叭形河口地帶的居民應(yīng)特別注意防御山洪。
第二章 山洪災(zāi)害
一、什么是山洪災(zāi)害
山洪災(zāi)害是指由山洪暴發(fā)而給人類社會(huì)系統(tǒng)所帶來(lái)的危害,包括溪河洪水泛濫、泥石流、山體滑坡等造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、基礎(chǔ)設(shè)施毀壞,以及環(huán)境資源破壞等。
二、山洪災(zāi)害源子系統(tǒng)和承災(zāi)體系統(tǒng)
1、山洪災(zāi)害系統(tǒng)
山洪災(zāi)害系統(tǒng)是由孕育于山區(qū)環(huán)境的水沙流體作用于山區(qū)人類社會(huì)而形成的事體。按其在山洪災(zāi)害系統(tǒng)中的作用,前者稱為山洪災(zāi)害源子系統(tǒng),后者稱為山洪承災(zāi)體子系統(tǒng)。如下圖所示。
2、山洪災(zāi)害源子系統(tǒng)
山洪災(zāi)害的直接來(lái)源是山洪本身,即孕育于山區(qū)環(huán)境中的水沙流體。山洪災(zāi)害源的層次結(jié)構(gòu)如下圖。
3、山洪災(zāi)害承災(zāi)體系統(tǒng)
山洪承災(zāi)體就是山區(qū)的人類社會(huì)活動(dòng)系統(tǒng),具體包括居民點(diǎn)、農(nóng)田、道路和橋梁等,見(jiàn)下圖所示。
三、誘發(fā)山洪災(zāi)害的主要因素
山洪致災(zāi)過(guò)程是山洪破壞力與山區(qū)承災(zāi)體承災(zāi)能力這一對(duì)矛盾在一定時(shí)空范疇中相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
1、氣象水文因素。山洪災(zāi)害的直接來(lái)源是山洪本身。破壞動(dòng)力是山洪沖擊力。
(1)暴雨因素。高強(qiáng)度暴雨是激發(fā)山洪發(fā)生的主要因素。
(2)冰川因素。我國(guó)西部高山地區(qū)通過(guò)冰川融水和冰湖潰決兩種方式引發(fā)山洪。
2、地質(zhì)地貌因素。山區(qū)地面承載條件是山洪致災(zāi)程度輕重的主要因素。山洪災(zāi)害易發(fā)地區(qū)的地形往往是高山的坡陡、深谷和山谷出口的山腳小坪川,其地質(zhì)大部分是疏松的坡土或堆土,或者為紫色砂頁(yè)巖、泥質(zhì)巖、紅砂巖、板頁(yè)巖發(fā)育而成的抗蝕性較弱的碎石,遇水易軟化、易崩解,一遇到較強(qiáng)的地表徑流沖擊時(shí),從而形成山洪泥石流災(zāi)害。
3、人類活動(dòng)因素。人類違反自然規(guī)律的活動(dòng),導(dǎo)致山洪災(zāi)害加劇。山丘地區(qū)過(guò)度開(kāi)發(fā)土地,或者陡坡開(kāi)荒,或修公路、鐵路、建房、開(kāi)礦等工程建設(shè)對(duì)山體造成破壞,改變地形、地貌,破壞天然植被,亂砍濫伐森林,失去水源涵養(yǎng)作用,均易發(fā)生山洪。
四、暴雨山洪產(chǎn)流和致災(zāi)過(guò)程
山洪形成經(jīng)過(guò)產(chǎn)流、產(chǎn)沙、匯流和輸沙過(guò)程。伴隨產(chǎn)生沖毀、淹埋等災(zāi)害。
1、坡面產(chǎn)流剝蝕過(guò)程。山區(qū)暴雨徑流一般認(rèn)為它來(lái)自坡面上的超滲雨。據(jù)實(shí)地觀測(cè),發(fā)當(dāng)生小時(shí)降雨超50毫米,10分鐘即產(chǎn)生坡面漫流。在25度的斜坡面,漫流速達(dá)1m/s,坡面漫流剝削地表土壤,造成水土流失。若1小時(shí)降雨超100毫米,陡坡土壤連同樹(shù)木柴草形成滑坡及泥石流。
2、山坡槽溝匯流和沖擊摧毀過(guò)程。洪水在山區(qū)匯流過(guò)程可分為山坡溝槽流和山溪流。其匯流速度主要受坡度、水量大小、糙率等影響。暴雨山洪從坡面匯流到坡溝流槽,一開(kāi)始就流速很快,流速達(dá)10~17m/s,削剝沖洗力很強(qiáng),洪水沖洗著樹(shù)木、泥土和巨石形成泥石流,奔流席卷而下,咆哮雷鳴,流致山腳。
3、溪流輸沙過(guò)程。一般可以將山區(qū)小流域產(chǎn)沙量的形成分為山坡和河道兩個(gè)階段,前者對(duì)應(yīng)于表面徑流區(qū)域,后者對(duì)應(yīng)于溪道水流區(qū)域。山區(qū)溪溝匯集山洪,如巨龍奔騰,流速達(dá)8~10m/s,將山體所有沖洗泥石及被摧毀的樹(shù)木房屋向山腳平川推移。
4、山腳平原和河道兩岸沙壓過(guò)程。山洪將泥石推至平川,從高速度奔流減成緩流,粗石堆砌在山腳河灘,泥土則淹埋兩岸農(nóng)田,微小粘粒則可送到數(shù)十里以外,淤積鄉(xiāng)村或城鎮(zhèn)。
五、山洪災(zāi)害形成迅猛異常
從山洪暴雨開(kāi)始至雨峰一般為1~3小時(shí),形成洪峰為3~4小時(shí),至山崩滑坡摧毀房屋、道路、壓死人、淹死人形成災(zāi)害約4~5小時(shí)。
湖南省綏寧縣寶頂山的山洪致災(zāi)過(guò)程。2001年6月18日湖南省綏寧縣寶頂山發(fā)生暴雨山洪,據(jù)該暴雨中心區(qū)茶路電站記錄,18日20時(shí)至19日8時(shí)12個(gè)小時(shí)降雨量為250mm,具體記錄如下:
19日
1:50~2:50 141mm
2:50~7:15 108mm
7:15~7:55 1.9mm
最大1小時(shí)雨量141mm,頻率為100年一遇,最大3小時(shí)降雨249mm。
這次山洪從開(kāi)始降雨至寶頂村被沖淹,歷時(shí)僅5小時(shí),死30多人,全村三分之二農(nóng)田被沙石淹蓋。
六、山洪災(zāi)害對(duì)社會(huì)安定影響的嚴(yán)重性
山洪災(zāi)害突發(fā)性強(qiáng)、危害性大,極難防御,是我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。凡遭受過(guò)山洪災(zāi)害的地方,人員死傷慘重,房屋倒塌,公路沖毀,農(nóng)田沙壓,人民群眾起居不安,環(huán)境長(zhǎng)期難以恢復(fù)。
一是人員傷亡嚴(yán)重。
近幾年,因水災(zāi)死亡人員極大部分是由山洪災(zāi)害引起的。
山洪發(fā)生時(shí),溪河水位暴漲,水流速度很快居住在河岸或低洼地帶的村民,如避讓不及,就會(huì)被湍急的河水卷走,很難自救,極易發(fā)生人員傷亡。
第三章:山洪發(fā)生時(shí)的人員安全轉(zhuǎn)移和避災(zāi)
山洪的突發(fā)性強(qiáng),時(shí)空的不確定性大,成災(zāi)影響因素多,工程治理投入大,短期內(nèi)難以完全根治。因此,目前山洪災(zāi)害的防御必先采用躲災(zāi)、避災(zāi)方法。房屋、公路和鐵路應(yīng)盡量避開(kāi)洪流和滑坡的地方。暴雨發(fā)生時(shí),必須做好預(yù)報(bào),及時(shí)指揮人員緊急撤離危險(xiǎn)區(qū),避免山洪造成群死群傷災(zāi)害發(fā)生。
一、汛期防御山洪災(zāi)害的準(zhǔn)備工作
1、做好山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)的水文地質(zhì)普查工作
各級(jí)防汛抗旱指揮部對(duì)山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)進(jìn)行逐一勘測(cè)、認(rèn)真的調(diào)查摸底、澄清危險(xiǎn)區(qū)、警戒區(qū)內(nèi)人數(shù)等基礎(chǔ)設(shè)施基本情況,再精心編寫山洪災(zāi)害防御預(yù)案,繪制山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖,制定安全轉(zhuǎn)移方案及路線、地點(diǎn),并做好需轉(zhuǎn)移搬遷戶的規(guī)劃工作。調(diào)查的主要內(nèi)容包括:
(1)地質(zhì)地貌:調(diào)查地表巖層風(fēng)化破碎情況,松散固體物質(zhì)堆積量和坡面溝谷情況;
(2)流域降雨:調(diào)查集雨面積、年平均降雨量,年最大降雨量,暴雨強(qiáng)度,歷史洪水特征數(shù)值;
(3)歷史山洪災(zāi)害發(fā)生情況:發(fā)生頻次,激發(fā)因素,每次的氣象情況,降雨情況,損失情況等;
2、查清容易受到山洪災(zāi)害威脅的人群
容易受到山洪災(zāi)害威脅往往是下列幾種情況,應(yīng)特別注意:(1)將房屋建在山坡腳陡坎下或者切坡腳建房的居民,最易遭到山洪摧毀和滑坡壓倒房屋。
(2)宅基地選擇在溪河兩邊、雙河口交叉處及河灘地的居民,房屋最易遭到洪水直接沖擊而倒塌。2005年5月31日湖南省新邵縣太芝廟鄉(xiāng)暴雨山洪災(zāi)害,倒塌房屋745棟,其中河岸線倒531棟,占71.2%。死人52人,失蹤27人。其中沿河岸倒房死41人,失蹤12人。
(3)建在山谷的房屋易遭山洪泥石流沖毀和淹埋。
(4)在山洪易發(fā)區(qū)內(nèi)的殘坡積層較深的山坡地或山體已開(kāi)裂的易崩易滑的山坡地上建房的居民,如遇特大暴雨侵蝕沖刷,容易受到山體崩塌滑坡的威脅。
(5)山洪淹沒(méi)區(qū)房屋質(zhì)量不好的居民,因水泡房倒,壓死的人多。
3、建立健全鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移避災(zāi)指揮所
鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府是及時(shí)發(fā)現(xiàn)山洪暴雨和指揮轉(zhuǎn)移救生最有成效的現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo),山洪易發(fā)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府應(yīng)在縣防汛指揮部指導(dǎo)下,建立以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政領(lǐng)導(dǎo)為首的防御山洪災(zāi)害指揮所,設(shè)置常務(wù)值班室,明確有一定專業(yè)知識(shí)的常務(wù)工作人員,平時(shí)實(shí)務(wù)防山洪規(guī)劃和建設(shè)工作,汛期專抓山洪暴雨觀測(cè)和轉(zhuǎn)移避災(zāi)。
4、建立健全山洪的群測(cè)群防系統(tǒng)
山洪易發(fā)區(qū)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村和廠礦發(fā)出預(yù)警通知和指令。群測(cè)系統(tǒng)必具備如下設(shè)施:
(1)設(shè)立鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量測(cè)站。為隨時(shí)掌握降雨強(qiáng)度和過(guò)程,提供防御山洪災(zāi)害的水文信息,需在山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和山頂設(shè)立雨量觀測(cè)點(diǎn)。
(2)建立通信聯(lián)系。
信息暢通是確保及時(shí)避險(xiǎn)避災(zāi)的重要條件之一,建立預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)是保證信息暢通的必要條件,預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)的主要內(nèi)容為:
①在危險(xiǎn)地區(qū)的居民點(diǎn)及觀測(cè)點(diǎn)設(shè)立電話或?qū)χv機(jī)等通訊設(shè)備;②確定緊急避險(xiǎn)的預(yù)警程序以及報(bào)警信號(hào)方式等;
③確定信號(hào)發(fā)送的手段和責(zé)任人。
5、做好山洪災(zāi)害搶險(xiǎn)隊(duì)的常規(guī)訓(xùn)練
要做到最大限度地減少災(zāi)害損失,在山洪未發(fā)生前(一般在每年的4月以前),必須組織抗洪搶險(xiǎn)隊(duì)伍進(jìn)行山洪災(zāi)害防御演習(xí)訓(xùn)練。訓(xùn)練內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面:
(1)每位搶險(xiǎn)隊(duì)員熟悉搶險(xiǎn)救災(zāi)的方位、地點(diǎn)、預(yù)警信號(hào)和安全轉(zhuǎn)移路線。
(2)對(duì)水庫(kù)、山塘搶險(xiǎn)用砂石土料搬運(yùn)速度與堆放位置的訓(xùn)練。
(3)快速裝土、砂石袋,加高、堵水、圍堰訓(xùn)練。
(4)安全轉(zhuǎn)移線路上的掃障、開(kāi)路、架橋訓(xùn)練。
(5)緊急情況下?lián)尵热藛T轉(zhuǎn)移訓(xùn)練。
(6)轉(zhuǎn)移安置和保護(hù)群眾財(cái)產(chǎn)不受損失等訓(xùn)練。
(7)不定時(shí)(在夜晚或白天)緊急集合奔赴指定地點(diǎn)訓(xùn)練。
(8)緊急出動(dòng)時(shí)搶險(xiǎn)器具(手電筒、雨衣、雨鞋、擔(dān)架、拐杖、干糧等)準(zhǔn)備的訓(xùn)練。
(9)隨時(shí)調(diào)動(dòng)搶險(xiǎn)運(yùn)輸器材物資車輛的訓(xùn)練。
6、山洪易發(fā)區(qū)居民汛期準(zhǔn)備
作為山洪易發(fā)區(qū)的居民,在山洪發(fā)生前,必須做好以下必要的準(zhǔn)備工作:
一是每個(gè)居民在平時(shí)應(yīng)盡可能了解當(dāng)?shù)乇┯晟胶楹湍嗍鳉v史情況以及學(xué)習(xí)一些山洪災(zāi)害防治基本知識(shí),掌握自救逃生的本領(lǐng);
二是無(wú)論是在居住場(chǎng)所還是在野外活動(dòng)場(chǎng)所,都要首先觀察熟悉好周圍環(huán)境,預(yù)先選定好緊急情況下躲災(zāi)避災(zāi)的安全路線和地點(diǎn)。聽(tīng)到山洪警報(bào),自動(dòng)迅速轉(zhuǎn)移到安全地點(diǎn);
三是多留心注意山洪可能發(fā)生的前兆,當(dāng)預(yù)感到可能有暴雨,隨時(shí)做好安全轉(zhuǎn)移的思想準(zhǔn)備,特別是提防深夜暴雨山洪;
四是根據(jù)自己的判斷,一旦認(rèn)定情況危急時(shí),除及時(shí)向主管人員和鄰里報(bào)警外,應(yīng)先將家中的老人和小孩及貴重物品提前轉(zhuǎn)移到安全地帶。
五是事前積極參加災(zāi)險(xiǎn)投保,盡量減少災(zāi)情損失,提高自身災(zāi)后恢復(fù)能力。
二、躲避暴雨山洪災(zāi)害的轉(zhuǎn)移時(shí)間和有效措施
(一)有效轉(zhuǎn)移時(shí)間
據(jù)目前氣象、水文預(yù)測(cè)技術(shù),人類能在山洪暴雨發(fā)生前3~5小時(shí)感著有山洪暴雨發(fā)生,當(dāng)出現(xiàn)1小時(shí)降雨50~100毫米,洪峰至山腳約2~3小時(shí)。從傾盆大雨開(kāi)始發(fā)生到造成災(zāi)害,有效轉(zhuǎn)移救生時(shí)間約4~5小時(shí)。在大范圍降雨情況下,暴雨中心區(qū)預(yù)報(bào)時(shí)間還可提前。
(二)指揮避災(zāi)救生的有效措施:
1、臺(tái)風(fēng)和大氣流影響形成的大面積降雨的云團(tuán)中心區(qū),當(dāng)預(yù)報(bào)可能發(fā)生山洪暴雨地帶,提前一天轉(zhuǎn)移;
2、局部地區(qū)天氣突然變化,縣市氣象臺(tái)預(yù)報(bào)有大雨或有暴雨,當(dāng)?shù)貧鉁貝灍岢睗瘢乙殉霈F(xiàn)1小時(shí)降雨50毫米,村民應(yīng)立即自動(dòng)轉(zhuǎn)移,不能等待洪水進(jìn)了村再走。當(dāng)預(yù)報(bào)有暴雨,夜晚不能睡覺(jué)。
三、如何做好山洪災(zāi)害發(fā)生時(shí)的安全轉(zhuǎn)移工作
1、指揮所在汛期必須堅(jiān)持24小時(shí)值班制
進(jìn)入汛期后,山洪災(zāi)害頻發(fā)的地方,鄉(xiāng)鎮(zhèn)防災(zāi)抗災(zāi)指揮所,必須實(shí)行24小時(shí)值班。指揮、值班人員都要牢固樹(shù)立“嚴(yán)密防范,常備不懈”的思想,做到以人為本,安全第一。經(jīng)常收聽(tīng)、收看氣象信息和上級(jí)部門發(fā)布的災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)報(bào),密切關(guān)注和了解所在地的雨情、水情變化,做到心中有數(shù)。密切注意天氣,在暴雨山洪發(fā)生前2~3小時(shí)判斷決策和指揮轉(zhuǎn)移及時(shí)避開(kāi)山洪襲擊。
2、準(zhǔn)確及時(shí)發(fā)出測(cè)報(bào)
山洪預(yù)報(bào)是防御山洪災(zāi)害,降低或減輕山洪災(zāi)害損失的一項(xiàng)重要工作。各級(jí)氣象、水文部門要提前發(fā)出暴雨預(yù)報(bào),鄉(xiāng)村密切注意暴雨前兆,加強(qiáng)觀測(cè),及時(shí)抓住雨情。山峰和溪溝上游觀測(cè)站一旦出現(xiàn)50~100 mm/小時(shí)暴雨,監(jiān)測(cè)責(zé)任人或第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的村民,責(zé)無(wú)旁貸地迅速向當(dāng)?shù)卣胺姥床块T報(bào)告,以便政府和防汛部門立即向下游更大范圍施放警報(bào),組織搶險(xiǎn)救援。同時(shí)向下游附近村組發(fā)出警報(bào),以便村民及時(shí)轉(zhuǎn)移。
3、及時(shí)發(fā)出安全轉(zhuǎn)移警報(bào)
(1)預(yù)警程序及信號(hào)傳遞方式。為讓群眾躲災(zāi)、避災(zāi)及時(shí),減少山洪災(zāi)害損失,在一般情況下,應(yīng)按縣→鄉(xiāng)(鎮(zhèn))→村→組的次序進(jìn)行預(yù)警,緊急情況下按組→村→縣的次序進(jìn)行預(yù)警。
(2)預(yù)警、報(bào)警信號(hào)設(shè)置。預(yù)警信號(hào)為電視、電話??h防汛辦在接到雨情、水情信息后,通過(guò)縣電視臺(tái)播放及電話通知到各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))。警報(bào)信號(hào)的設(shè)置因地而異。
(3)信號(hào)發(fā)送。在4~9月份汛期,縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村三級(jí)必須明確1~2名責(zé)任性強(qiáng)的信號(hào)發(fā)送責(zé)任人,在接到縣鄉(xiāng)(鎮(zhèn))指揮部緊急避災(zāi)轉(zhuǎn)移命令或獲得嚴(yán)重的監(jiān)測(cè)信息后,信號(hào)發(fā)送人必須立即按預(yù)定信號(hào)發(fā)布報(bào)警信號(hào)。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)通訊設(shè)備要靈活可靠,除有手機(jī)外還要有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
4、居民及時(shí)轉(zhuǎn)移
暴雨突降,溪水陡漲,洪流奔騰聚至,可得撤遷救生時(shí)間一般為3~5小時(shí)。當(dāng)山洪突發(fā),山洪區(qū)居民接到轉(zhuǎn)移信號(hào)或聽(tīng)到警報(bào)后,必須像聽(tīng)到防空警報(bào)那樣自動(dòng)迅速轉(zhuǎn)移到預(yù)定安全地點(diǎn)。不要待逐戶催促才轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移時(shí)應(yīng)往兩岸山丘高地跑,不逆或順?biāo)鞣较蚺?。轉(zhuǎn)移責(zé)任人應(yīng)負(fù)責(zé)組織指揮,維護(hù)秩序和轉(zhuǎn)移安全。
第四章 滑坡、崩塌防治
一、什么是滑坡
土體、巖本土或殘坡積物在重力作用下沿軟弱貫通的滑動(dòng)面發(fā)生滑動(dòng)破壞的現(xiàn)象,稱之為滑坡。
滑動(dòng)的巖塊、土體稱為滑動(dòng)體;下滑的底面稱為滑動(dòng)面。多發(fā)生在坡度25°~50°的斜坡上。約有10余種地層最容易發(fā)生滑坡,稱為易滑地層。
比較典型的滑坡都由滑坡體、滑動(dòng)面、滑動(dòng)帶、滑床、滑坡后壁、滑坡周界、滑坡臺(tái)坎、滑坡洼地、滑坡鼓丘、滑坡舌、滑坡裂縫、滑坡主軸等部分組成
二、什么是崩塌
崩塌(崩落、垮塌或塌方)是陡壩或較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動(dòng)、堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象。產(chǎn)生在土體中者稱土崩,產(chǎn)生在巖體中者稱巖崩;規(guī)模巨大、涉及到山體者稱山崩。
三、產(chǎn)生滑坡崩塌的地形地質(zhì)條件
滑坡的形成因素多而復(fù)雜,大致可分為自然因素、人為因素以及由此兩類因素迭加而成的綜合因素三大類。雨水滲入是產(chǎn)生滑坡的最主要外因,一是滲透水進(jìn)入土體孔隙或巖石裂隙,使土石的抗剪強(qiáng)度降低。二是滲透水補(bǔ)給地下水,使地下水位上升或地下水壓增加,對(duì)巖土體產(chǎn)生浮托作用,土體軟化、水飽和,在重力作用下產(chǎn)生滑坡。此外,坡腳掏蝕、溶解和軟化裂隙充填物、人工切坡、堆填加載、植被破壞等人類工程活動(dòng),也能直接誘發(fā)滑坡的形成。
四、誘發(fā)滑坡崩塌的外界作用
地殼運(yùn)動(dòng)和人類工程活動(dòng)可以使產(chǎn)生滑坡的基本條件發(fā)生變化,從而誘發(fā)滑坡,主要誘發(fā)因素有:地震;降雨和融雪;地表水的沖刷、浸泡,河流等地表水體對(duì)斜坡坡腳的不斷沖刷;不合理的人類活動(dòng),如開(kāi)挖坡腳、坡體堆載、爆破、水庫(kù)蓄(泄)水、礦山開(kāi)采等都可誘發(fā)滑坡。
(1)開(kāi)挖坡腳:修建公路、鐵路、依山建房、建廠等工
程,將山坡腳和巖石腳挖走,使山坡巖體上部失去支撐,暴雨泡沖洗而滑坡,也有因采用爆破、大型機(jī)械開(kāi)挖施工震動(dòng)則導(dǎo)致滑坡。
(2)蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工業(yè)生產(chǎn)用水和廢水的排放、農(nóng)業(yè)灌溉等,均使水流滲人坡體,加大孔隙水壓力,軟化土石,增大坡體容重,從而促進(jìn)或誘發(fā)滑坡的發(fā)生。
(3)堆填加載:在斜坡上興建樓房、修建重型工廠、大量堆填土石、礦渣等,使斜坡支撐不了過(guò)大的重量,失去平衡而沿軟弱面下滑。
(4)在山坡上亂砍濫伐,使坡體失去保護(hù),便有利于雨水等水體的入滲從而誘發(fā)滑坡;等等。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類越來(lái)越多的工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)破壞了自然坡體,因而近年來(lái)滑坡的發(fā)生越來(lái)越頻繁,并有愈演愈烈的趨勢(shì)。
五、滑坡災(zāi)害即將發(fā)生時(shí)的緊急避災(zāi)措施
1、一旦發(fā)現(xiàn)山體有滑坡異常跡象時(shí),處在滑坡體上的居民要迅速向較為安全的地段撤離。一般除高速滑坡外,只要行動(dòng)迅速,都有可能跑離危險(xiǎn)區(qū)段。跑離時(shí),以向兩側(cè)跑為最佳方向。在向下滑動(dòng)的山坡中,向上或向下跑是很危險(xiǎn)的。
2、政府部門應(yīng)立即實(shí)施應(yīng)急措施(或計(jì)劃),迅速組織群眾撤離危險(xiǎn)區(qū)及可能的影響區(qū)。通知鄰近的河谷、山溝中的人們做好撤離準(zhǔn)備,密切注視災(zāi)情的曼延和轉(zhuǎn)化。如滑坡常在暴雨、洪水中轉(zhuǎn)化為泥石流災(zāi)害(即次生災(zāi)害)。注意因滑坡可能危害到的某些生命線工程(如水庫(kù)、干線鐵路、干線公路、發(fā)電廠、通訊設(shè)備、干線渠道等)所引發(fā)的次生災(zāi)害或第三次災(zāi)害的發(fā)生,如火災(zāi)、洪水等。注意調(diào)查滑坡是否有間歇性活動(dòng)特點(diǎn),盡可能確定其再次活動(dòng)的可能性和時(shí)間。如果必要的話(需經(jīng)有關(guān)專家或科技人員論證),應(yīng)迅速設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)(站)或觀測(cè)網(wǎng),密切注視其變化動(dòng)態(tài)。
3、搶救滑坡受災(zāi)人員時(shí),應(yīng)注意繼續(xù)滑坡土石對(duì)現(xiàn)場(chǎng)搶救人員的威脅。
六、滑坡的整治
造成滑坡的原因是滑動(dòng)力超過(guò)了抗阻力,所以滑坡?lián)屪o(hù)的原則應(yīng)該是設(shè)法減少滑坡力與增加抗阻力,其方法可以歸納為“上部削坡與下部固腳壓重”。對(duì)因滲流作用引起的滑坡,必須采取“前截后導(dǎo)”的措施。上部減載是在滑坡體上部削緩邊坡,下部壓重是拋石(或沙袋)固腳?;?lián)屪o(hù)的方法有:
1、固腳阻滑
(1)抗滑擋墻:擋墻是目前使用較為廣泛的抗滑建筑物,借助于擋墻本身的重量,支檔滑體的剩余下滑力,有抗滑片石垛、抗滑片石竹籠、漿砌石抗滑擋墻、混凝土或鋼筋混凝土抗滑擋墻、空心抗滑擋墻(明洞)及沉井式抗滑檔墻等。
(2)抗滑樁:抗滑樁系穿過(guò)滑體固定于滑床的樁柱,用以支擋滑體的滑動(dòng)。適用于淺層和中厚層的滑坡,是一種抗滑處理的主要措施??够瑯镀茐纳襟w少、施工、方便、工期短、省工省料的優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。
(3)錨固和預(yù)應(yīng)力錨固:在有裂隙的豎硬巖石邊坡,為了增強(qiáng)滑面的正壓力,以提高沿滑面的抗滑力,或?yàn)楣潭ㄋ蓜?dòng)危巖,可采用錨固或預(yù)應(yīng)力錨固措施。一般方法是打鉆孔,內(nèi)插錨桿。
2、濾水固坡
采用反濾結(jié)構(gòu),搶護(hù)滑坡的措施,均稱為濾水還坡。該法適用于由于土料滲透系數(shù)偏小、排水不暢而形成的嚴(yán)重滑坡。具體搶護(hù)方法如下:
①導(dǎo)滲溝濾水還坡。先在背水坡滑坡范圍內(nèi)開(kāi)挖導(dǎo)滲溝,再在溝內(nèi)填沙濾水。
②反濾層濾水還坡,這種方法與導(dǎo)滲溝濾水還坡法基本相同,僅將導(dǎo)滲溝改為反濾層。
③梢料(沙土)濾水還坡。當(dāng)缺少沙石等反濾料時(shí),采用此法,其做法與上述導(dǎo)滲溝和反濾層做法基本相同。
3、切斷滲水源
許多滑體是因外補(bǔ)水源引起,應(yīng)在滑坡體上端切斷水源,防止流水滲入滑體。
地表水沖刷和下滲,特別是山洪的發(fā)生是導(dǎo)致滑坡的重要因素之一。在滑坡防治措施中,排除滑坡區(qū)地表水也是主要增大滑坡體穩(wěn)定性的方法之一。排除地表水的方法,在滑坡體外以攔截旁引為主,在滑坡體內(nèi)以防止下滲和引出為主,可在滑坡邊界外設(shè)環(huán)形截水溝,滑坡區(qū)內(nèi)修樹(shù)枝網(wǎng)狀排水溝,當(dāng)坡面表層疏松易漏水,可先平整夯實(shí),有張開(kāi)裂隙,可先回填堵死。
4、削坡
一是巖體受節(jié)理、裂隙切割、較為破碎,可能產(chǎn)生崩塌墜石邊坡局部失穩(wěn)現(xiàn)象,可采取剝除“危巖”削緩邊坡頂部。二是對(duì)土質(zhì)滑坡體、削緩邊坡,減小滑動(dòng)體厚度,以減小滑動(dòng)力。邊坡高度較大時(shí),可分級(jí)留出平臺(tái),提高邊坡穩(wěn)定性。
5、減重反壓
減重反壓:主要適用于推移式滑坡體。特別是滑動(dòng)面上陡下緩或接近園弧形時(shí),或滑坡體前緣厚度大很多時(shí),減重效果尤為顯著,減重就是挖除滑體上部的巖(土)體,減少上部巖石體重量造成的下滑力。反壓則是在滑體前部抗滑地段采取加載措施以增大抗滑力。在減重反壓后的邊坡,應(yīng)及時(shí)整平,做好防排水措施和坡面綠化,以免裂隙裸露,水乘隙滲入邊坡內(nèi)部。
第五章 泥石流防治
一、什么是泥石流
泥石流是山區(qū)溝谷中,由暴雨、冰雪融化等水源激發(fā)的、含有大量泥沙石塊的特殊洪流。其特征往往突然暴發(fā),渾濁的流體沿著陡峻的山溝前推后擁、奔騰咆哮而下,地面為之震動(dòng),山谷猶如雷鳴,在很短時(shí)間內(nèi)將大量泥沙石塊沖出溝外,在寬闊的堆積區(qū)橫沖直撞、漫流堆積,常常給人類生命財(cái)產(chǎn)造成很大危害。
二、泥石流的形成條件
泥石流的形成,必須同時(shí)具備有豐富的松散固體物質(zhì)、短時(shí)間內(nèi)有大量水的來(lái)源和有一定坡度的利于集水集物的溝狀地形三個(gè)基本條件。人類工程活動(dòng)也是誘發(fā)泥石流的因素之一。形成泥石流的地形一般為山高坡陡,溝床縱坡大,匯流區(qū)地形有利于大量水源匯集,而且多為碎屑巖、淺變質(zhì)巖及花崗巖風(fēng)化強(qiáng)烈的地區(qū),或者坡面、谷槽、溪溝堆積大量廢土碎石的地方。泥石流的形成與降水關(guān)系密切,降雨量越大,形成泥石流的機(jī)率就越高。
1、陡坡碎石松土是泥石流的最基本條件
泥石流多發(fā)于河流的發(fā)源地,這些源頭地區(qū)為深切的高山,高差一般都超過(guò)500米,溝床比降為150~300‰,最大達(dá)600‰(約30°),至于溝側(cè)山坡則皆在30°以上,源頭區(qū)山坡最大坡度在55°以上。暴雨洪水因此獲得巨大動(dòng)能,從而促使溝床、溝側(cè)的大量堆積物起動(dòng),形成泥石流。
2、強(qiáng)度暴雨易激發(fā)泥石流
根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),泥石流主要與降雨強(qiáng)度關(guān)系密切,泥石流暴發(fā)在雨量集中,雨強(qiáng)最大的時(shí)段內(nèi)。有研究提出日雨量超過(guò)暴雨標(biāo)準(zhǔn)(日雨量≥50mm)可能產(chǎn)生泥石流,日雨量大于70mm時(shí),可導(dǎo)致多溝齊發(fā)的嚴(yán)重后果。泥石流發(fā)育在暴雨中心地區(qū),激發(fā)泥石流的日雨量超過(guò)大暴雨標(biāo)準(zhǔn) (日雨量≥100mm)。也有研究提出泥石流的激發(fā)因素是1小時(shí)雨強(qiáng)和十分鐘雨強(qiáng)的共同作用。十分鐘雨強(qiáng)11mm,1小時(shí)雨強(qiáng)36mm做為雨強(qiáng)界限值。這些都是各地區(qū)調(diào)查情況綜合分析而定,對(duì)泥石流預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)有重要參考作用。
3、人類不適當(dāng)活動(dòng)有可能誘發(fā)泥石流
隨著社會(huì)的發(fā)展,人類對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)程度和規(guī)模也在不斷發(fā)展。近年來(lái),因?yàn)槿藶橐蛩卣T發(fā)的泥石流數(shù)量正在不斷增加??赡苷T發(fā)泥石流的人類活動(dòng)主要有以下幾個(gè)方面:
(1)不合理開(kāi)挖:修建鐵路、公路、水渠以及其他工程建筑的不合理開(kāi)挖。因?yàn)檫@些活動(dòng)常常破壞了山坡表層而導(dǎo)致暴雨容易入滲或破壞了邊坡穩(wěn)定性而引發(fā)滑坡、崩塌,進(jìn)而導(dǎo)致泥石流的發(fā)生。
(2)不合理的棄土、棄渣:修路建房開(kāi)礦大量廢土廢碴棄于山坡和溪溝河床,暴雨洪水沖滾下瀉,形成的泥石流事例很多。
(3)濫伐亂墾:濫伐亂墾、丘崗開(kāi)發(fā)、山林全墾全復(fù)等使植被消失、山坡失去保護(hù)、土體疏松、沖溝發(fā)育,大大加重水土流失,進(jìn)而山坡穩(wěn)定性破壞,滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育,結(jié)果就很容易產(chǎn)生泥石流。
三、泥石流的運(yùn)行特征
泥石流具有兩大特征:一是來(lái)勢(shì)兇猛,成災(zāi)迅速;二是推、垮、堵、壓數(shù)種破壞同時(shí)并發(fā),災(zāi)情規(guī)模大,為害深。
泥石流下游地段,形成大片堆積。粘性泥石流停積后,形成許多與主流向平行的礫石壟崗,整體呈舌狀。堆積物很混雜,層次不顯,大石塊多懸浮于堆積體的頂部、兩側(cè)或前緣,礫石表面常有粗糙的斑狀或紡綞狀擦痕。
泥石流作用也影響其下游相鄰地區(qū)的地貌。如泥石流堆積體擁進(jìn)下游主河河谷,就可能改變主河河谷形態(tài),甚至阻塞河道,形成險(xiǎn)灘或暫時(shí)斷流成湖。
四、泥石流的危害
泥石流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(yán)重。它的表現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
1、對(duì)居民點(diǎn)的危害:泥石流最常見(jiàn)的危害之一是沖進(jìn)鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn),摧毀房屋、工廠、企事業(yè)單位及其他場(chǎng)所、設(shè)施,淹埋人畜,毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災(zāi)難。
2、對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的危害:泥石流可直接埋沒(méi)車站、鐵路、公路、摧毀路基、橋涵等設(shè)施,致使交通中斷,還可引起正在運(yùn)行的火車、汽車顛覆,造成重大的人身傷亡事故。有時(shí)泥石流匯入河流,引起溪流改道,甚至迫使道路改線,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。建國(guó)以來(lái),泥石流給我國(guó)鐵路和公路造成了無(wú)法估計(jì)的巨大損失。
3、對(duì)礦山的危害: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(bào)廢。
4、對(duì)景觀生態(tài)、環(huán)境資源和自然遺產(chǎn)造成毀滅性的、不可恢復(fù)的破壞。
泥石流既有暴雨洪水的水流動(dòng)能,又挾帶大量固體物質(zhì)碎石巖土的自重,導(dǎo)致山洪容重大增,由坡面向下運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生了巨大的搬運(yùn)力,能將覆在其上的巨塊物質(zhì),產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊力,因而在山洪災(zāi)害中,泥石流破壞性最大。
六、防御泥石流災(zāi)害的措施
1、以避讓為主的措施
在泥石流將發(fā)生時(shí),通過(guò)警報(bào),采取緊急撤離措施,使泥石流過(guò)境時(shí)災(zāi)害損失減至最低。
當(dāng)?shù)弥硡^(qū)域一段時(shí)間內(nèi)將發(fā)生泥石流時(shí),則應(yīng)對(duì)該地區(qū)采取緊急疏散和保護(hù)措施,人員需強(qiáng)行遷至安全區(qū),要建立臨時(shí)躲避棚,躲避棚的位置要避開(kāi)溝渠凹岸,以及面積小而低平的凸岸和陡峭的山坡下,應(yīng)安置在距離村莊較近的山坡或位置較高的階臺(tái)地上。
不要順泥石流溝方向上游或向下游跑,應(yīng)向溝岸兩側(cè)山坡跑,且不要停留在凹坡處。
2、以抑制泥石流發(fā)生為主的措施
采取蓄、引和攔擋工程,控制形成泥石流的水源和松散固體物質(zhì)的聚積和啟動(dòng);以行政管理、法令措施消除激發(fā)泥石流的人為因素,從而在源頭上抑制泥石流的發(fā)生。
3、以疏導(dǎo)泥石流過(guò)境為主的措施
通過(guò)河道改造工程,調(diào)節(jié)泥石流的流向和流態(tài),消減龍頭能量,促使泥石流分流或解體,從而減少通過(guò)保護(hù)區(qū)河道的泥石流流量、流速,使其順利過(guò)境不至危及兩岸保護(hù)區(qū)的安全。
4、綜合防御措施
針對(duì)被保護(hù)目標(biāo)的性質(zhì)和重要性,采取工程、生物、預(yù)警、行政等措施對(duì)泥石流進(jìn)行抑制、疏導(dǎo)、局部避讓等綜合措施,以求達(dá)到最佳治理效和節(jié)省投資。
七、防治泥石流的工程措施
泥石流的防治原則是三個(gè)結(jié)合,即防治結(jié)合,生物措施與工程措施相結(jié)合,民辦與公助相結(jié)合。全面規(guī)劃,綜合治理。
(一)坡面水土流失的防治
1、坡面松散土屑啟動(dòng)
據(jù)多方面觀測(cè),坡面啟動(dòng)斷面平均流速一般大于0.5m/s。
下面列舉各種不同土質(zhì)的不沖流速供參考。
土 壤 名 稱
υ′F(m/s)
輕 壤 土
0.6~0.8
中 壤 土
0.65~0.85
重 壤 土
0.7~1.00
粘 土
0.75~0.95
通過(guò)計(jì)算,中等坡度地面,光禿坡地流速為植被好的流速的1.5~3倍。
據(jù)觀測(cè)各種不同條件的坡土最大容許不沖流速分別為:
粉沙土0.7~0.8m/s
翻耕以后的疏松粘土、粘壤土:0.8~0.9m/s
草甸護(hù)面壤土1.0~1.2m/s
植被條件好的坡面,不僅坡面漫流速度減緩,允許不沖流速也大,一般喬灌木草甸混合山坡水土流失較少;中等坡度地開(kāi)墾以后,特別坡面全墾全復(fù)(剃光頭),坡面漫流速大,而又容易被啟動(dòng)和沖洗。
據(jù)西北水保所1973年觀測(cè),在總降雨量346mm條件下,林地土壤流失量每畝4kg(6t/km2),農(nóng)耕地238~450kg(357~675t/km2)。另?yè)?jù)湖南水土保持研究,大于15度的坡耕裸露地的土壤流失量一般每畝達(dá)1000~4000kg(1500~6500t/km2)。
2、坡面水土流失的防治措施
多數(shù)地區(qū),山洪、泥石流的發(fā)生,與坡面水土保持和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)。因此,禁止坡地開(kāi)荒,封山育林,種草種樹(shù),搞好水土保持,同時(shí)實(shí)行合理耕作活動(dòng),可以從根本上減輕山洪、泥石流的災(zāi)害?,F(xiàn)將坡面一般防治措施介紹如下:
1、退耕植樹(shù)種草,增加植被覆蓋,制止坡土流失
林草植被的滯洪保土效應(yīng)主要表現(xiàn)在:一是森林草甸對(duì)降水能進(jìn)行一系列的再分配,以一定比率分配給林地的不同部位,最后成為地表徑流的僅為一部分,從而減少了江河洪水量;二是延緩產(chǎn)流時(shí)間和減緩徑流速度,使徑流匯入江河的時(shí)間推遲,從而調(diào)節(jié)洪水流量,降低洪峰水位;三是森林枝葉和地被物擋雨,根系固土,減少了林地土壤侵蝕,使入河泥沙量大大減少,從而減輕洪水危害。
(1)將天水田和旱土改造成草場(chǎng)和果茶園
(2)改坡土為梯田
田間工程由于各地氣候、土壤、作物種類、耕作習(xí)慣和地形條件各不相同,形式多樣,有梯田、培地梗、地邊埂、截水溝、水簸箕等,其中以梯田應(yīng)用最廣。梯田按其斷面形狀不同,可分為:水平梯田、隔坡梯田、階式梯田、波浪式梯田等。按其修筑材料分有土埂梯田和石坎梯田。
(二)泥石流的攔截措施
由于一些地區(qū)植物較差,山洪泥石流為害嚴(yán)重,對(duì)一些小流域的居民區(qū)、鐵路、公路、電站、礦山等需要保護(hù)載我威脅很大,要求采取積極的工程治理措施,我國(guó)在泥石流多發(fā)地區(qū)積累了這方面的經(jīng)驗(yàn)。防治泥石流的對(duì)策主要是:
穩(wěn):用排水、攔擋、護(hù)坡等穩(wěn)住松散物質(zhì)、滑塌體及坡面殘積物;
攔:在中、上游設(shè)置谷坊或攔擋壩,攔截泥石流固體物;
排:在泥石流流通段采取排層渠(槽),使泥石流順暢下排;
停:在泥石流出口有條件的地方設(shè)置停淤場(chǎng),避免堵塞河道;
封:即封山育林,退耕還林;
造:退造林種草,增加植被復(fù)蓋率。這種生物措施與工程措施相結(jié)合的綜合治理,從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮以利治本,又可配合發(fā)揮工程措施的效益,創(chuàng)造有利環(huán)境。
現(xiàn)將工程防治措施舉例如下:
1、谷坊
谷坊是在山溪溝道上橫向修建的5m以下的低壩,又名閘山溝、沙土壩、攔沙堰等。其作用是為防治溝底下切、溝頭上延,還可攔蓄泥沙,使溝底坡度平緩,河床固定,達(dá)到減小水流流速和洪水流量保護(hù)溝道。
石谷坊溢水口可直接設(shè)在谷坊頂部的中間或靠近地質(zhì)條件好的巖坡一側(cè),過(guò)水部分可用漿砌。土谷坊一般不允許洪水漫頂,因此,土谷坊的溢洪口是一項(xiàng)重要設(shè)施,一般布設(shè)在壩址一側(cè)的山坳處或坡度平緩的實(shí)土上。如果設(shè)在谷坊上但應(yīng)做好防沖處理。
谷坊溢水口一般為矩形,斷面可用下式寬頂堰公式計(jì)算,也可參照下表確定。
式中:B——溢流口寬度(m)
Q——溢洪流量立方m/s
M——流量系數(shù),一般用0.35
g——9.81m/s2
H0——計(jì)算水頭(m),可采用溢洪水深H值。
土谷坊溢洪道斷面尺寸表
集水面積
(畝)
黃土山區(qū)
土石山區(qū)
側(cè)坡
水深(m)
底寬(m)
水深(m)
底寬(m)
5
0.1
0.6
0.2
0.4
1:1.25
15
0.2
0.9
0.2
0.6
45
0.3
0.9
0.3
0.7
75
0.4
0.9
0.4
0.8
105
0.5
1.0
0.5
0.9
150
0.6
1.2
0.6
1.0
坊溢洪口下游與土質(zhì)溝床連接處,應(yīng)設(shè)消能防沖設(shè)施。土石谷坊施工要按小型水利工程施工方法進(jìn)行。谷坊淤滿后要充分利用淤成的土地,種植防沖林木,維護(hù)好溢水口,防止形成新的沖溝。
2、攔擋壩(攔沙壩)
攔擋壩的目的是以攔蓄山洪、泥石流中的固體物質(zhì)而采取的防護(hù)治理措施。攔擋壩有砌石重力壩、砌石拱壩、鐵絲石籠壩、格柵壩等類型。
砌石攔擋壩一般是壩頂溢流,為減輕過(guò)壩泥石流擊撞,壩體下游坡設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)陡,而上游坡應(yīng)當(dāng)緩(利用壩內(nèi)淤積物壓重,增加壩體穩(wěn)定性)。
3、排導(dǎo)渠(槽)
排導(dǎo)工程的作用,主要是暢排泥石流,控制泥石流對(duì)通過(guò)區(qū)或堆積區(qū)的危害。對(duì)于游蕩性泥石流溝也可采用,以取得固定溝槽的作用。因?yàn)槟嗍鞯钠茐男灾饕憩F(xiàn)在水流泥流產(chǎn)生沖擊破壞和淹埋破壞。消除卡口,拓寬溝道,或修建泄洪槽、順?biāo)畨巫o(hù)岸和導(dǎo)流堤等,都屬于排導(dǎo)工程。在設(shè)計(jì)這些建筑物時(shí),除考慮水流所固有的沖刷作用外,還應(yīng)考慮產(chǎn)生的磨損作用,以及建筑物受沖擊后,所產(chǎn)生的機(jī)械損壞。設(shè)計(jì)泥石流排導(dǎo)工程,可沿用加以修正的水力學(xué)公式和水工結(jié)構(gòu)計(jì)算。
為充分利用天然沖溝,縱坡選擇略大于原縱坡。
排導(dǎo)渠灣道曲率半徑一般為8倍渠底寬。
渠槽深度確定:
H=hc+h1+△h
式中:H——渠道邊墻高度(m)
hc——渠中泥深(m)
h1——渠頂超高,取h1=0.6m
△h——彎道附加超高(m)
(三)沉沙池與分沙場(chǎng)
在泥石流溝道流路上利用荒洼低地或開(kāi)挖圈圍,配合有利的彎道河勢(shì),攔截分流沙石,減少泥石流沙石沖壓范圍。但是這與攔沙壩、攔擋壩不同點(diǎn),在于沉沙而不是阻斷流路,不必對(duì)泥石流壓力和沖擊力進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算,只是確定沉沙池防洪標(biāo)準(zhǔn),選擇沙池合適地點(diǎn),劃定經(jīng)濟(jì)合理范圍,取得最大的容沙量為準(zhǔn)。
攔石場(chǎng)這項(xiàng)措施,在我國(guó)舉世聞名的都江堰樞紐工程的布置體系中,“飛沙堰”就是一項(xiàng)成功的分洪減沙工程。
天然溪流河道多為彎道,很少有泥沙堵塞現(xiàn)象,許多河道經(jīng)人工裁彎取直以后,發(fā)生泥沙堵塞新槽,洪水沖決新河堤,水仍然走老河槽。造成以上現(xiàn)象的原因。
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