河北省太行山区泥石流灾害发育分布特征及防治.doc

第 11 卷 第 3 期 2000 年 9 月中国地质灾害与防治学报V o l. 11 N o. 9T h e C h in e se Jo u rn a l o f Geo lo g ica l H aza rd an d Co n t ro l Sep. 2000 文章编号: 100328035(2000) 0320058203河北省太行山区泥石流灾害发育分布特征及防治王昕洲, 王欣宝, 张进才, 王艳(河北省环境地质勘查院, 河北 石家庄, 050021)摘要: 由于受太行山区地形地貌、 气候特征、 区域性地质构造活动及强烈的地壳抬升影响, 河北省西部的泥石流极为发育, 对人类及其生存环境带来了极大的危害。 研究表明, 我省太行山区泥石流的发育具有分区性、 群发性、 周 期性及季节性等特征, 流域面积一般为 1 5 km 2 , 流域长宽比在 1 4 之间, 并且在其发生发展过程中常与其它地质灾害相互影响、 相互转换。 本文系统分析了太行山区复杂的地质构造、 地形地貌及独特的气候条件和人类活动对泥石流形成的影响, 并对泥石流危险度进行划分, 提出了地质环境保护、 防灾减灾对策。关键词: 泥石流灾害, 太行山,中图分类号: P 642123分布特征, 危险度, 泥石流防治文献标识码: A0引言太行山区位于河北省西部, 地处中朝准地台的二1111太行山区泥石流发育分布特征泥石流发育的分区性太行山区的地形地貌受大地构造, 特别是区域性级构造单元 山西断隆的东部边缘, 其北端与燕山面积 3632114km 2。区内分布有 33 个台褶带相斜接,深大断裂、活动层控制, 山体走向呈北东向及北北东向展布。泥石流发育与断裂构造相一致, 即集中分布 在构造裂隙发育的中低山地区, 如赞皇、元氏、阜平等地。泥石流发育与暴雨中心空间分布基本一致, 即集中分布在易降暴雨的山区, 如邢台将军墓、赞皇嶂县、 市, 人口 105118 万。 在燕山运动形成其基本构造格局的基础上, 又经历了喜山运动、新华夏系的继 承性构造活动, 加上新构造运动比较活跃, 使本区的 地质条件极为复杂, 地质环境相对脆弱, 是我省泥石 流灾害极活跃区域和严重危险区域。泥石流灾害的发石岩、平山西部等地, 且多发生于连阴雨后的暴雨中。生, 给本区人民生命财产带来极大的危害,了山区经济的发展 (表 1)。表 1 历年主要泥石流灾害严重阻碍1978 年 8 月 20 日平山县牛圈沟泥石流就是在连续 2d 降雨后又经历 4 h 大暴雨而形成的, 造成数 10 间房 屋倒塌、 100 多亩耕地被冲毁、 死亡 20 人。112泥石流活动的群发性及相互转化性一场暴雨在本区可诱发同一区域数条沟谷发生 不同程度的泥石流, 使其具有群发特征。1996208 初的暴雨, 在太行山区形成数以 1000 计的小型泥石流,仅涉县西达乡以大峰沟为主沟、长约 6000 m 的各支 Ta b. 1 M a in debr is f low d isa ster s in pa st yea r s 毁坏房屋 冲毁耕地地 点发生时间死亡人数 ( 间) ( 亩) 平山县木头沟易县龙门沟 太行山中段 平山县牛圈沟1953 年夏19632072081963208 上旬1978208220数人105881209 10151439124 万 数 101140数百数 10 万1001040沟内就有大、小泥石流 20 多处, 造成水土大量流失。易县、涞源、阜平、 1986 夏唐县本区泥石流形成常由崩塌、滑坡等地质灾害相互转化 易县尧舜口村阜平、 涞源、 唐县 顺平县杨家台村19882072171988 夏1989 夏22445208 人442015489036512712020051380梯田全毁177850收稿日期:作者简介:1999210227; 修回日期: 2000204211王昕洲 (1971) , 男, 助理工程师, 1996 年毕业 于河北地质学院环境工程系, 主要从事环境地质太行山大部分地区 1996208 上旬平山西部1999208215而成, 首先由表层径流作用造成坡面沟槽壁土层崩塌、 滑坡 (当地俗称 “龙扒”沟或洪雨点) , 在其下 滑过程中又带动水流, 途中大量土石随之下泄, 水、 土、石混合后冲力越来越大, 最后发展为泥石流。如1996 年 8 月 4 日一场历时 24 h、降雨量达 600 mm 的 暴雨袭击了元氏县黑水河乡佃户营村, 在面积 3. 515km 2 流域内, 发生小型崩塌、滑坡 30 几处, 各条沟谷 均有泥石流发生, 其中较大规模的就有 3 处, 造成 26人受伤, 毁坏房屋 950 间, 冲毁耕地近 1000 亩, 价值46 万元的村办选矿厂全部被毁。113 泥石流活动的周期性与季节性泥石流形成的动能决定于坡面径流的降雨量 (前 期雨量与瞬时雨强)。 由于太行山区暴雨具有一定的 周期性, 所以该区的泥石流活动也具有周期性特征。 周期的长短取决于暴雨周期和固体物质再次富集的 时间。 调查表明, 本世纪 30 年代以来的泥石流集中发生在 1963、 1978、 1988、 1996、 1999 年, 周期缩 短与人类活动对环境的破坏日益频繁有关。另外, 本区泥石流活动多集中在每年 7 8 月份, 与暴雨发生的时间相一致, 表现出极为明显的季节 性。114 流域面积与平面形态本区发生泥石流的流域面积一般为 1 5 km 2 之 间, 最小为 016 km 2 , 最大为 8610 km 2。选择赞皇县 约 400 km 2 内 30 处泥石流进行统计, 得出 1 5 km 2泥石流流域单元约占统计总数的 80% ; 对流域的平面形态 (以长宽表示) , 也做出类似的统计, 得出本本区泥石流主要发生于太行山侵蚀构造中低山区, 多为水系发源地, 海拨 500 2000 m , 沟谷密集、切割强烈、地势陡峭, 相对高差大、“V ”型谷发育,沟床比降 18% 22% , 山坡坡度一般在 35 55, 夏 季处于东南季风迎风坡, 降水丰沛, 易形成特殊的地形雨, 使降雨量增大, 便于土、石随水流向沟谷汇集。213独特的季风气候、 暴雨为太行山区泥石流的形成提供了水动力条件暴雨是泥石流形成最直接的诱发因素。本区为我 省降雨量和降雨强度最大的地区之一。由于大陆季风气候和太行山屏障的影响, 造成本区夏季降雨频繁,且多集中于 7 8 月份, 常发生短历时大暴雨 (表 2)。泥石流多在前期降雨充分或者睛雨相间、固体物质松散、处于充分饱和或过饱和状态, 滑动面的磨擦力和 松散物质的凝聚力减小, 而滑动力明显增大时又遇特大暴雨情况下发生。在一条泥石流流域内或一个地区 降雨量达到或超过某一数值时, 且雨强也达一定数值 时才形成泥石流。这样的降雨量称之为临界雨量或激发雨量。本区泥石流发生的临界日雨量 400 mm d,临界小时雨量 100 mm h。表 2 1996 年太行山区形成泥石流的日降雨量Tab.2D a ily ra in fa ll ra is in g debr is f low in Ta ihan g M oun ta in s, 1996 平均降雨量暴雨中心日降雨量区域名称 (mm ) (mm ) (mm ) 元氏平山 灵寿50355726660063513619600443461区泥石流流域长宽比一般介于 1 4 之间,率 (长宽比) 为 215 的泥石流域。其最高频214人类活动日益频繁, 加剧本区地质环境的恶化,促进了泥石流的形成近年来, 随着乡村人口的增长, 加上当地管理水 平的偏低, 人类不合理的工程活动日益增强, 不少地2 影响太行山区泥石流的因素211 复杂的地质构造为太行山区泥石流的形成提供 了丰富固体物质本区分布有多种构造体系, 以纬向构造和新华夏 系为主。 岩层经历了多次构造变动, 褶皱断裂复杂、 构造、风化裂隙发育, 岩体疏松、破碎, 有利于松散堆积物的产生和贮备, 为泥石流的形成提供了丰富的 固体物质。另外, 本区新构造运动也比较活跃, 长期 以来, 间歇性的抬升运动使地形高差增加, 导致坡度、 坡长、 河床比降增加, 有利于泥石流的形成。212 沟谷密集、 切割强烈的地形地貌为太行山区泥石流的形成创造了有利条件方竞相侵占沟道、 滥伐树木、 破坏植被、 陡坡开荒、过度放牧, 随意切坡、开渠、筑路和采矿, 弃土弃渣,破坏山体稳定性, 促使了泥石流的发生, 也为泥石流 的形成提供了松散的固体物质。 根据遥感资料表明,本区泥石流多发生于植被覆盖率小于 30% 的地区。这些地区人类活动相对频繁、地质环境恶劣。如 1999年 8 月 15 日发生于平山县下口乡下瓦岔村的泥石 流, 冲毁房屋 30 多间, 死亡 26 人。主要原因为人类 不合理的工程活动造成 (占沟造田、 填沟造房等)。中国地质灾害与防治60ZHON GGU O D IZH IZA IHA I YUFA N GZH I XU EBA O2000 年素所处的重要性或权重分别赋值, 然后以其值的高低将太行山区泥石流危险度划分为: 最重度危险区、中 度危险区、 轻度危险区和基本无泥石流区 (图 1)。 从图 1 可以看出, 太行山区由于其特殊的地质环3太行山区泥石流危险程度划分泥石流危险程度主要与下列因素有关: 一次泥石流冲出物最大体积; 泥石流暴发频率; 地形条 件; 固体物质补给条件; 水文地质条件; 森林植被条件; 人类活动情况。境,大部分地区处于泥石流中度危险区。4防治对策结合我省实际, 对本区泥石流灾害应以预防为 辅以重度危险区治理为主要原则。 组织科技人员对全区泥石流进行深入调查研 在此基础上开展泥石流的监测和预警报工作, 并在考虑选择上述因素并予以细化后,按照各因主,411究,根据泥石流的现状和发展趋势制订防灾预案, 建立强有力的防灾减灾决策指挥机构, 制定应急抢险措施。412泥石流防治应纳入山区建设总体规划之中, 有预见性地制定出防灾规划, 最大限度地减少因城镇、工矿、 交通等经济建设项目布 局失当造成的不必要的损失。413 把林草、 耕地、 库坝等措施在坡面、 沟道内依 据自然特点和利用方式科学地配置, 建立综合防治体 系。414 加强泥石流知识的普及与宣传, 提高人们的防 灾意识, 消除不合理的人为触发因素, 保持良性生态 环境。总之, 泥石流预防、防治是一项系统工程。包括 宣传、预测、预防及治理工程论证、技术、质量等内容, 只有组织各方面的力量, 统一规划, 群察群防, 建立综合防治体系, 才能达到预防、治理的目的, 减 轻泥石流灾害。参考文献图 1 太行山区泥石流危险程度分区图1王景明, 等. 冀京津区自然灾害及其防治 M . 北京:地震出版社, 1994.F ig.1M ap show in g dan gerous degreeof debr is f low in Ta ihan g M oun ta in1基本无泥石流区; 2最重度危险区;3中度危险区; 4轻度危险区2河北省遥感中心.1999.河北省环境地质遥感调查报告 R .(下转第 66 页)京: 铁道工程学报, 1996, (2).吴治生, 杜兴国. 衡广复线铁路南岭隧道岩溶工程地质型的研究 J . 北京: 中国地质灾害与防治学报, 1998,(3).2 地质矿产部矿山水文地质工程地质回访调查组. 岩溶充 水矿山回访报告选集 R . 北京: 地质出版社, 1986.3 龚重远. 应重视水资源开发中的环境地质问题 J . 北4特征 J .北京: 铁道工程学报, 1996, (2).5王诺. 系统思维的轮回 M . 大连: 大连理工大学出版社, 1994.The sy stem a t ic cha ra c tr ist ic s of ca pso il- Ka r st bed rock an d d iscuss ion onsevera l problem s a bout the f orm a t ion of ka r st co lla p seW A N G J ian 2x iu , YA N G L i2zho n g, L IU D an(So u thw e st J iao to ng U n ive r sity, D ep t. o f E nv iro nm en t Sc ience and Geo lo g ica l E ng inee r ing, C h engdu 610031, C h ina)H E J in g(T h e F ir st P a r ty o f E ng inee r ing E xp lo ra t io n, Gu izho u B u reau o f Geo lo gy and M ine ra l E xp lo ra t io nand D eve lopm en t, Gu iyang550008,C h ina)A bstra c t: T h e st ra ta m ade up w ith so il an d ca rbo n a te ro ck in co ve red K a r st a rea can b e t rea ted a s a sy stem o fso il cap 2K a r st b ed ro ck , w h ich a re co n n ec ted b y th e bo t tom so il o f cap an d th e f illin g m a te r ia ls in K a r st cave s an d f rac tu re s. T h e sy stem , p re sen t in g th e ch a rac te r s o f sy stem , com p lex ity, op en in g , se lf o rgan iza t io n an d su dden ch an ge, can b e t rea ted a s a com p lex , op en in g se lf2o rgan ized sy stem b a sed o n th e m o de rn th eo r ie s o f sy stem. Seve ra l sy stem ic ch a rac te r s an d app lica t io n s o f th e sy stem a re p re sen ted in th e p reven t io n an d cu re o f K a r st co llap se f rom th e m ac ro scop ic an d sy stem a t ic po in t o f v iew. 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