水土保持学第三章 [2].doc

第四节 混合侵蚀 混合侵蚀系指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀类型，它的表现形式是泥石流（debris flow）。 泥石流的形成 泥石流的形成与地质、地形、气候、水文、植被等条件关系极为密切。形成泥石流必须具备以下三个条件： 要有充足的固体碎屑物质 固体碎屑物质是泥石流发育的基础之一，通常决定于地质构造、岩性、地震、新构造运动和不良的物理地质现象。 在地质构造复杂、断裂发育、新构造运动强烈和地震裂度高的地区，岩体破裂严重，稳定性差，极易风化、剥蚀，为泥石流提供固体物质。在泥岩、页岩、粉沙岩分布区，容易分散和滑动；岩浆岩等坚硬岩体分布区，会风化成巨砾，成为稀性泥石流的物质来源。在新构造运动活动和地震强烈区，不仅破坏山岸完整性、稳定性，形成碎屑物质，还有激发泥石流的作用。此外，建设中的弃土、废渣，森林植被破坏，山坡裸露，形成强烈水土流失，也会提供大量固体碎屑物质。 要有充足的水源 降雨、冰雪融化、地下水、湖库溃决等都可形成泥石流，最多的是降雨发生泥石流。 我国东部处于季风气候区，降水量大而集中，一般中雨、大雨、暴雨和大暴雨均可激发泥石流产生，尤其1小时雨强在30mm以上和10分钟雨强在10mm以上的短历时暴雨。 冰雪融化有时导致冰湖溃决，或其他原因造成水库溃坝，都会诱发泥石流。在石灰岩发育地区，地表水转化为地下水，不利于泥石流的形成。 地形条件 典型的泥石流沟，从上游到下游划分为三个区，即侵蚀区、过渡区、堆积区，如图2－16所示。 侵蚀形成区为以漏斗和勺状地形，易集中径流。过渡区为泥石流运动通过区，需陡直多跌水的地形，以便不断补充能量和物质。堆积区为泥石流固体碎屑停积地，一般平缓开阔。陡峻地形制约它的形成和运动，影响泥石流的规模和特性。通常决定于沟床比降、沟坡坡度和坡向、集水面积和沟谷形态等。研究表明，泥石流沟床比降多在50‰－300‰，尤其是100‰－300‰。在平缓沟床中不易发生泥石流。流域沟坡影响泥石流的规模和物质补给。统计表明在10°以上即可发生泥石流，尤以30°－70°为甚。这是坡面不稳、相对补给增多的缘故。鉴于暴雨的区域性特点，0.5-10.0km2的集水区是泥石流的多发区，泥石流沟的流域形态以漏斗状和勺状最发育，它的形成区、通过区和堆积区三段明显。在我国受太平洋季风影响的东坡、南坡高山区能拦截大量降水形成泥石流，相反坡向较差。 二、泥石流发生的特点 （一）突发性和灾变性 泥石流暴发突然，历时短暂，一场泥石流过程一般仅几分钟到几十分钟。这样给山地环境带来灾变，包括强烈侵蚀和淤积，强大的搬运能力和严重的堵塞，以及与滑坡等活动相促进造成的灾变性和毁灭性。如1986年9月22－25日云南南涧县城周围9条泥石流沟暴发泥石流，城镇街道淤沙1m多，人民生活环境改变。 （二）波动性和周期性 我国泥石流活动时期时强时弱，具有波浪式变化特点，可划分活动期和平静期。如怒江自1949年以来，有明显三个活动期，分别是1949－1951年、1961－1966年、1969－1987年。它的活动周期取决于激发雨量和松散物的补给速度。周期长的数十年至数百年暴发一次。如云南东川黑山沟、猛先河重现期为30－50年，四川雅安陆王沟、干溪沟为200年。 群发性和强烈性 由于降雨的区域性和坡体的稳定性，使泥石流发生常具“连锁反应”。1986年祥云鹿鸣山出现“九十九条破菁”同时出现泥石流。据成都所东川站实测，一次泥石流侵蚀模数可达20－30万t/km2，最大达50万t/km2，平均侵蚀深10m。 此外，我国泥石流还有夜发性特点。据统计，云南80％泥石流集中在夏秋季节的傍晚或夜间，西藏也是如此，这显然与阵性降雨和冰雪融化有关。。 三、影响泥石流发育的因素 （一）地质构造与岩性 我国地质构造复杂，尤其上新世以来多次的整体抬升与沉降，不仅造成3000－4000m的巨大高差，而且形成巨大的褶皱带和断裂构造，并使岩性变质，结构破坏，产生了角砾岩、糜棱岩、碎裂岩等易风化又处于不稳定的岩石。在诸如安宁河断裂、白龙江断裂、金沙江等断裂带泥石流数量多、规模大、活动强、成灾重。 岩性决定着岩体遭受破坏的难易程度、方式以及泥石流性质。一般软弱的页岩、泥岩、粉砂岩、粘土岩及片岩、千枚岩地区，易风化成细粒碎屑，形成粘性泥石流；而坚硬的岩浆岩经温差和寒冻风化，以及冰雪挤压等形成裂隙和巨大块石，而发育成稀性泥石流；石灰岩的机械风化，加上淋溶的残积红土有利于泥石流形成，如九寨沟。相反，在淋溶作用强烈的南方喀斯特地区，泥石流难以形成。 （二）地震及新构造运动 地震破坏岩体的完整性并使岩体丧失稳定性，因之，地震带是泥石流活动带，如喜马拉雅山区察隅县1950年发生的8.5级地震，破坏的岩体充填山谷，累累引起泥石流。波密县石乡沟大规模的冰