地貌灾害及其防治

1、.,第八章地貌灾害与防治,一、崩塌与塌陷 二、滑 坡 三、泥石流 四、水土流失与水土保持 五、土地沙漠化及其防治,在地貌发育过程中，由于自然条件的变化以及人类活动的影响，使地貌恶化，以致对生态环境和人类生产生活产生灾害性的破坏，这种现象称为地貌灾害。地貌灾害的种类有崩塌、塌陷、滑坡、泥石流、水土流失、土地沙漠化、火山和地震等。 产生地貌灾害的动力有内力和外力。前者造成的灾害规模大，影响范围广，破坏性极强。后者造成的灾害次数较多而比较普遍。地貌灾害发生的时间长短不一，长者过百年，如水土流失或沙漠化；短者仅数十秒或数十分钟，如山崩、地震。分述如下：,.,在堆积平原区，塌陷的主要 原因是地下水位的急

2、剧下降，使下部土层含水量减小，承压力降低，从而引起上部土层向下压缩，造成地面下沉。地下水位下降的原因大多数是人为过量抽取地下水所致。塌陷会破坏土地及建筑物。,.,(二) 崩塌的防治,（1）在崩塌可能发生的危险区，作详细的调 查和作出预防措施。 （2）对正在发展中的崩塌，一般以避绕为主， 或以隧道通过。 （3）对表层不稳定的岩土体，可采用清挖、 锚固、网包及拦挡等加固工,.,(4)开采地下水前要认真勘察，合理布井和建井，严格控制抽水降深和排水强度。 (5)对已出现的喀斯特塌陷洼地，应按不同 情况和要求，采用填、堵、跨越、灌浆、 围封和加盖等工程。,去年6月福建安溪发生 的山体崩塌，死伤23人,.

3、,(二) 崩塌的防治,（1）在崩塌可能发生的危险区，作详细的调 查和作出预防措施。 （2）对正在发展中的崩塌，一般以避绕为主， 或以隧道通过。 （3）对表层不稳定的岩土体，可采用清挖、 锚固、网包及拦挡等加固工,.,(三)滑坡的防治,对滑坡要进行综合治理，针对不同的情况，采用排、减、固、挡等工程措施。 (1)排水工程 在滑坡体外围开挖截水沟，使流水不进入滑坡区内。在滑坡区内修建与滑坡方向平行或斜交的排水沟工程，减少滑坡体的含水量。 (2)减重与反压工程 在滑坡体上部挖方，减轻重量；在下部或前缘填方，以增加滑坡体的抗滑力。 (3)抗滑拦挡工程 在滑坡体前方建立挡土墙，但只能适用于中、小型滑坡。挡

4、土墙根部要切人基岩05m以下或至稳定的土层2m之下，而且墙背后和墙上也应分别修渗水沟和泄水孔，使地下水排出墙外。,.,防 滑 坡 工 程,.,(四) 泥石流的防治,治理泥石流可从生物和工程二方面着手，从长期和根本上看，应以生物措施为主，工程措施为辅。 生物措施主要在可能发生泥石流的范围内外做好护林造林工作，这样既可改善生态环境，又可保持水土，减少固体物质的积累。对已经发生的泥石流区，也能把地表堆积物稳定下来。 工程措施，当生物措施尚未生效时，局部和短期内仍须使用工程措施。具体做法： (1)蓄水工程 在泥石流形成区的上游，选择适宜的地点，建立水库，以拦截及储蓄洪水，削弱泥石流区内的流量及其所产生

5、的动力。 (2)谷坊及拦沙坝工程 在主沟或小流域内筑大型的拦沙坝，在支沟内筑谷坊，以便层层拦截沙石，提高局部侵蚀基准面，削弱下切作用。,.,(3)排导沟工程 为了保护某些建筑和工程设施，如城镇、乡村、农田、铁路、公路、灌溉站、电站及矿山等，应在适宜地点开挖导流沟，把泥石流引向保护区外下泄。 (4)停淤场工程 利用天然的有利地形，加上导流沟、导流堤、溢流坝、停淤场等工程，引导泥石流排向所设计的地区堆积，制止其任意性的破坏。 把生物措施和工程措施相结合的综合治理方法，在我国四川、云南和北京等地都取得了良好的效果。,.,(二)水土流失原因,1.自然因素 (1)土壤性质 土壤性质包括土壤的渗透性、抗蚀

6、性和抗冲性。如果土壤的渗透性强，抗蚀、抗冲性能好，则雨水渗透较多，地面径流会大量减少，冲刷作用减弱。如果土壤胶结性能好，则抵抗雨滴和径流冲刷破坏能力也会加强。相反，如果土壤结构松散，抗冲抗蚀性能弱，则会产生较强的侵蚀。例如北方的黄土，南方的花岗岩风化壳红土，都属于土壤结构差、抗冲抗蚀能力弱的土类，故易发生水土流失。,.,(2)气候因素 雨水是土壤侵蚀的主要动力，当降雨量超过土壤人渗量时，即产生地表径流与土壤冲刷。降雨量及降雨强度越大，对地面的打击和冲刷作用也越强，水土流失也越加严重。如广东南雄太和水土保持站测得大雨比中雨或小雨的侵蚀模数都要大。但降雨量与降雨强度相比，后者的影响更大。如山西省水

7、保科研所在15坡地上的试验，三次降雨量虽然接近，但降雨强度不同，结果产生的径流深度和冲刷量均与降水强度成正比。 (3)植被因素 植被具有保护地面、减少水土流失的作用。具体表现在：枝叶截留降雨，避免雨滴对地面的直接打击；枯枝落叶、根茎和草被等都可阻滞地表径流的发生和发展，减少对地面的冲刷；植被的腐殖质可改良土壤结构，增加雨水的人渗能力，减少地表径流和增加土粒胶结力，加强抗冲性与抗蚀性；削弱风速，防止风蚀作用。所以植被覆盖度越大，土壤侵蚀越轻。,.,琼山区鸭程溪昌头河 小流域水土流失严重,.,(4)地形因素 地形对土壤侵蚀的影响表现在以下三个方面：地形高度的影响，水土流失多发生在地形不高的低丘陵及

8、台地地区，因为这里风化壳厚，有利于冲沟和崩岗的发展。坡度的影响，土壤侵蚀和重力崩塌与地形坡度成正比。据中国科学院赣南水土保持综合考察队在赣南花岗岩地区的测验公式是： H=0.94S+0.53 式中：H为平均侵蚀深度(mm/a)；S为坡比()。侵蚀深度与坡度的关系是：坡度每增加1度，侵蚀深度增加0.10.2mm。坡长的影响，山坡径流汇集量随山坡长度增加而增大，坡面越长，水量越大，冲刷力也越强。根据原苏联诺沃西里防治试验站提出：土壤侵蚀量与坡长的1.5次方成正比。,.,2社会因素 (1)人口增长快，人口压力大，导致对植被的严重破坏 在我国生产力落后的情况下，平均每增加一人，须要有二亩地的作物生产量

9、才能维持生活。由于人口增长率超过了土地生产力，于是造成人多地少，粮食不足，燃料紧缺等问题，为了解决这些矛盾，往往毁林开荒，过度放牧，破坏草地，造成或加快了水土流失。如粤东五县(市)的统计资料表明，人口密度与水土流失面积呈正相关关系。在人口密地区，对森林植被的破坏较大。,.,(2)森林管理不善，遭受人为的严重破坏 近50年来，我国森林遭受过三次大滥伐，森林面积锐减，导致水土流失面积增加。国外也有同样例子。,.,(3)不合理的开荒和垦殖 不合理的开荒主要是指在坡度大于25的山坡(陡坡)上开荒，有的甚至在40以上的地方开荒。如上述，土壤侵蚀的强度是随着坡度加大而增加的。一般大于25的坡度是超过允许侵

10、蚀量的坡度。不合理的垦殖，主要是指顺坡垦殖。这些人为因素加快了土壤侵蚀，是造成水土流失的重要原因。,(4)建设工程过后，未采取水土保持措施 开矿、炸石、修路、修水库、兴建厂房房屋后，废渣弃土随意堆积，开挖的剖面长期暴露，未采取任何水土保持措施，因此造成新的水土流失。,.,(三)水土保持,我国通过几十年来的水土保持工作，已总结出一套行之有效的办法，这就是生物措施与工程措施相结合，而以生物措施为主，工程措施为辅的综合治理办法。 (1)生物措施 生物措施是水土保持的根本措施，它具有投资少、收效大的效果。做法上通过封山育林，植树造林，种果，种竹、种草等多种途径来恢复和建立各种类型的植被，借助植被的覆盖

11、，达到保水、保土、改土、涵养水源、改善生态环境和增加经济效益的目的。具体做法是：在植被结构上，要乔、灌、草相结合；在树种比例上，种植水源林、用材林、经济林、薪炭林等比例要合理；在群落结构上，种植阔叶林、针叶林、针阔叶混交林等要合理配置。从长远看，需要逐步从单一的针叶林转变为针阔叶混交林，最后变成阔叶林更好。,.,.,(2)工程措施 在水土流失严重、危害大而生物措施一时又难以控制的地区，应采用工程措施。它可以在短期内达到显著的效果，但投资较大。使用工程措施时，必须同时以生物措施紧密配合，这样才能使工程措施达到应有的效果。否则，工程措施的寿命就会缩短，水土保持功效降低。 做法上要针对不同的土壤侵蚀

12、形式，使用不同的方法： 首先，严禁陡坡(25)开荒和顺坡垦殖的落后生产方式，应用水土保持原理，推广梯级(梯田)耕作的科学生产方式；其次，在面蚀区应沿高等线修筑等高沟、梯田、鱼鳞坑，以拦截地表径流(片流)（如图）和泥沙，控制片流发展；再次，在沟谷侵蚀区要采用“上拦下堵”法，“上拦”即在沟头外缘修筑天沟，“下堵”即在沟口建立谷坊(堤坝)，在小流域出口修建大型拦沙坝等；最后，在崩岗侵蚀区，除上拦下堵之外，还可增加“中间削的办法，即在人力、经济条件许可下，对强烈侵蚀的崩岗四周陡(崩)坡，修(削)成梯级，以期改变陡坡为平缓坡，达到降低陡坡上片流的流速、减少冲刷及崩塌的目的。,.,.,(二)沙漠化的原因,

13、(1)气候干旱的影响 它是沙漠化的决定性因素。干旱区植被少，风力强，易使沙漠面积扩大。如北非撒哈拉地区，当气候变冷时期，热带辐合带位置南移，使撒哈拉南部地区(萨赫勒)处在干燥风的影响范围，降雨量剧减，沙漠化扩大。 我国根据生物化石及物候资料表明，从3 000年前开始，气候转为寒冷干燥，其中以公元前1000年、公元400年、1200年及17至19世纪等4次为明显的干冷期，气温比现在低1-2。在干冷环境下，固定沙丘及发育的黑砂土再度受到风蚀破坏，流沙再起，沙漠扩张。,.,.,.,(2)有丰富的沙物质来源 这是沙漠化发生的物质基础。 (3)人类活动的影响 人类活动起着加速沙漠化过程的作用，具体表现在

14、滥垦、滥牧、滥伐、滥挖等四个方面。 1)滥垦：如我国的毛乌素沙地和科尔沁沙地，清朝中叶以后，清政府以“借地养民”和“移民实边”等名义，在毛乌素沙地的南部及科尔沁沙地的西拉木伦河以北滥行开荒垦地。由于耕作粗放，作物产量低，一般二三年后便弃耕另垦新地。弃耕的荒地在无植被保护的情况下，很快沙化和被风蚀，造成沙漠化。,.,2)滥牧：过度放牧使牲畜头数超过草地载畜能力，草类便衰退和死亡，从而引起吹蚀和沙漠化。据内蒙古的一些牧区资料表明，一只小羊一年可造成02亩的强度沙漠化土地。特别是在无人管理及自由放牧制度下，畜群多以畜井点为中心，终年围绕在同一半径范围内进行采食和践踏，结果造成圆形的“光裸圈”的强度沙

15、漠化现象。,.,.,3)滥伐：因生活需要消耗大量燃料而进行樵柴。据估计，五口之家每日要烧沙蒿5kg以上，每户一年约破坏10亩固定沙地的植被，从而造成沙漠化。樵柴主要发生在大居民点和城镇附近。,.,4)滥挖：是指当地群众在沙地挖取苁蓉、甘草等药材而引起的沙漠化。,挖甘草（宁夏）,.,此外，不合理的利用水资源，战争破坏了水利设施，以及筑路、工业建设、采矿、建房和车辆运输等活动，如果处理不当，在环境脆弱的干旱区，都会引起沙漠化的发生。,.,(三)防治沙漠化的措施,防治沙漠化，主要是要控制沙质地面的风蚀，削弱风速，固定沙丘。一般采用工程防治、化学固沙和植物治沙等三种措施。 (1)工程防治措施 它是利用

16、各种材料覆盖在流沙表面或在沙面上设置沙障。如利用柴草、枝条、砾石或粘土块等铺于沙面，以隔离风对松散沙面的吹蚀；利用麦秆、稻草、芦苇等设置草方格沙障，不仅可以控制沙丘表面的风沙流，而且还能载留雨水，保护栽种植物免受沙埋；采用高秆植物如灌木枝条、玉米秆、高梁秆等，设置高立式沙障(防沙栅栏)，可切断沙源，抑制沙丘前移和防止沙埋等危害。它一般用于来沙丰富的地区及草方格沙障带的外缘，以阻挡风沙流将草方格沙障掩埋，起到屏障作用。（如图）,.,.,(2)化学固沙措施 它是在流沙表面喷洒化学胶结物质，使沙粒结成一层有一定强度的防护壳，隔离风对松散沙层的直接作用，以起到固沙的目的。化学固沙收效快，但成本高，一般

17、多用于重要的工矿区、机场、交通线及军事设施等地。使用的化学材料要求固沙效果好，不污染环境，成本低，使用方便和对植物的发芽、生长没有影响的材料。目前使用的有：沥青乳液、高树脂石油、橡胶乳液、油橡胶乳液的混合物等。 化学固沙只能维持35年，所以使用化学固沙必须和植物固沙相结合，作为植物固沙的辅助手段才行。 (3)植物治沙措施 植物治沙是固定流沙的一种根本措施，它不仅能固沙防沙，改善沙漠的生态环境，而且还能产生较大的经济效益以及解决当地的用材、燃料和饲料等问题。具体做法是：,.,1)营造固沙林：根据沙漠地区自然条件差的弱点，造林时先在丘间低地造林，先把沙丘包围，经过一段时间，等风把沙丘逐渐削平后，再在沙丘顶面上载种植物，这种方法称为“先湾后丘”法。也可采用“前挡后拉法”，即在迎风坡前方下部种植灌木和半灌木植物(如沙柳、沙篙)，拉住沙丘，使其不向前移动。在背风坡(落沙坡)前方，种植高秆植物(如旱柳、小叶杨)，以挡住沙丘前移。再利用风力削平沙丘顶部，使沙丘高度降低。最后在拉平的地段栽种乔、灌木，使沙丘全面固定下来。,旱 柳,.,2)营造防沙林带：营造防沙林带的目的是降低风速，阻挡风沙流移动，从而可保护农田、交通线及居民点，免除风沙灾害。按造林目的不同而分为二种林带：沙漠边缘的防沙林带及绿洲内部的护田林网。,防 护 林,.,沙漠边缘的防沙林带，