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泥石流的形成條件應具有

發布時間: 2021-02-22 01:34:09

Ⅰ 泥石流形成條件

一、水源條件

工程區泥石流形成的主要水源有降雨、冰雪融水,以及冰雪消融與降雨混合型洪水等,它們提供形成泥石流的水體成分和動力條件,進而引發泥石流。

1.大氣降雨

工程區氣候主要特點是垂直地帶明顯,南濕北干,為復雜多樣的高原山地氣候。從地理位置和大氣環流變化看,主要受夏季強大的季風環流和冬季環流的影響。乾季(11月至次年4月)主要受大陸內部乾冷氣團控制,受北方冷空氣南下的影響,氣候乾燥寒冷,多大風、風沙、浮塵,降水量僅佔全年的10%左右。濕季(5~10月),主要受印度洋北上的西南暖濕氣流和西太平洋副熱帶高壓影響,氣候涼爽,光照較強,空氣濕潤,降水量佔全年的90%左右。工程區多年平均降水量在650mm左右(表2-1),全年降水主要集中在5~10月,此段時間也是降雨型泥石流集中發生的時間(表2-2)。

表2-1 工程區多年平均降水量

表2-2 工程區月平均降水量 單位:mm

續表

中雨、大雨、暴雨、大暴雨(它們在24h內降雨量的下限值依次為10mm,25mm,50mm,100mm)均可激發泥石流。甘孜縣歷史最大日降雨量為40.9mm,出現在1995年6月3日;壤塘縣歷史最大日降雨量為49mm,出現在1966年7月28日,6~9月降水中,均出現30mm以上的1d最大降水量。阿壩縣歷史最大日降雨量達67.80mm,出現在1968年7月12日。工程區具備降雨型泥石流形成的降水條件。

工程區一年的降雨可形成兩個峰值,峰值在6~9月,8月降雨相對減少(圖2-1),反映出冬春的冰雪積累量大,夏秋季降雨歷時長,強度不大,暴雨日數多的特點。降雨強度對泥石流形成有觸發作用,降雨強度越大,越容易觸發泥石流。

圖2-1 工程區各月平均降水量

2.冰雪融水

工程區年平均氣溫見表2-3,氣溫的主要特點是年際變化小,晝夜溫差大,11月至次年3月為低溫期,6~8月為高溫期,月平均氣溫見表2-4和圖2-2。

表2-3 工程區多年平均氣溫

表2-4 工程區月平均氣溫 單位:℃

圖2-2 工程區各月平均氣溫

從積雪融化來看,高山積雪區的多年積雪和季節性積雪在暖季強烈消融,融雪水流促成泥石流暴發。冰雪融水的強度除積雪量的大小外,主要受氣溫的控制和影響。

除冰雪消融徑流外,冰雹融水亦為泥石流提供了水分來源。暖季多是陣性大風伴隨暴雨、冰雹突然襲擊,造成溪水暴漲,山洪泥石流暴發使溝邊大片農作物毀於一旦,成群小牲畜被洪水沖走。

3.混合型

混合型水流是指冰雪融水徑流和降雨徑流疊加,即在泥石流形成過程中,冰雪水源一般是主要的水動力條件,降雨起著促進作用,特別是持續高溫後又緊接強度較大的降雨,就會形成規模較大和歷時較長的泥石流。

二、鬆散固體物質條件

充足的鬆散固體物質是形成泥石流的基本條件。影響鬆散固體物質的因素很多,如地質構造和不同地層岩性等都可以以不同方式提供碎屑物質,構成泥石流活動的物質基礎。

1.地質構造和地震

青藏高原不是一個統一的斷塊,構造年代、變形年代、應力強度等都有很大的差異。由於亞歐大陸板塊和印度大陸板塊發生碰撞,青藏高原是在晚中生代到古近紀間通過陸塊的拼合而成。兩大板塊的碰撞不僅使大陸地殼分裂成薄片,互相沖掩與堆疊,導致陸塊內部沉積蓋層變形,使鬆散堆積層厚度加大,而且導致年輕花崗岩的強烈活動和地熱異常的普遍發育。

工程區地表結構破碎,覆蓋層土壤薄,溪溝縱橫分布,長期切蝕形成若干嶺谷地貌單元,相對高差多在500~1500m,坡度多為25°~45°之間,出露岩層多為破碎頁岩、板岩,風化作用強,稍遇水力侵蝕,在自身重力作用下便垮塌,為泥石流形成提供物質條件。

工程區位於印度板塊與歐亞板塊碰撞擠壓作用的接觸地帶,隨著青藏高原隆起形成了一系列新的活動構造,以及重新活動的老構造帶。上升運動引起剝蝕作用加劇,溝谷下切,從而造成地表被切割,山高谷深。強烈的新構造運動使基岩部分變質、破碎,使得堆積扇或河流階地上的第四系鬆散物質成為泥石流固體物質的補給源地。

地震是現代地殼活動最明顯的反映。工程區岩層在烈度較大的地震作用下,降低了強度而變得破碎、疏鬆,使山體穩定性遭到破壞,不僅加速了鬆散固體物質的積累過程,而且還能直接激發泥石流的形成。如桑日麻斷裂具有較寬的破碎帶,控制著杜柯河河谷的展布和第三系(古、新近系)發育,斷裂帶曾於1947年發生達日7.75級地震,實際上工程區杜柯河流域就有26條泥石流溝,證明了地質構造對泥石流形成的影響。

2.岩性

工程區地殼穩定性差,構造體系復雜,多弧形褶皺,出露地表的岩層多為變質砂岩、千枚岩、片岩、板岩等,這些岩層軟弱易風化,如西康群的砂岩、千枚岩地層,抗風化能力低,岩層破碎,這都有利於鬆散固體物質源源不斷地補給泥石流的形成。

由於工程區氣溫寒冷,溫差大,風化作用強烈,岩體在地質構造作用下較為破碎,岩體裂隙受構造作用影響不斷擴大加深,並產生新的風化裂隙,岩體完整性遭到破壞進而解離為碎片、碎塊和砂粒。工程區化學風化不明顯,但大多數流域內分布有蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石等粘土礦物,容易出現遇水膨脹、崩解、軟化、泥化等現象。由於廣泛而持續的風化作用,在谷坡表層常形成風化殼(厚度可達數十米),成為泥石流形成的物質來源。

三、地貌條件

地貌條件對泥石流的發生、發展所起的作用有兩個:一是通過地勢為泥石流提供位能,賦予泥石流較大的侵蝕、搬運和堆積能量;二是在坡地或溝道的一定演變階段內,提供足夠數量的物質(水體和土體)。泥石流形成的地貌條件主要包括泥石流溝的溝床比降、溝坡坡度、坡向、匯水區面積和溝谷形態等。

溝床比降是流體由位能轉變為動能的地貌條件,是影響泥石流形成和運動的重要因素。一般來說,比降大的溝床有利於堆積物的運動,要求附加外力(水動力)作用較小,反之則要求啟動動能較大。表2-5反映了工程區泥石流溝的溝床縱坡統計情況,表明300‰~400‰的溝谷所佔的比例最多,其次是100‰~200‰和200‰~300‰,最大溝床比降為650‰,最小溝床比降為7‰,平均溝床比降為320‰。泥石流的啟動(發生)臨界坡度大約為14°,相當於249.3‰溝床縱坡。從統計數據可以看出,工程區溝床比降為100‰~400‰,對泥石流的形成和運動最為有利。

表2-5 工程區泥石流溝溝床縱坡分級統計

工程區泥石流分布因受谷坡坡向水熱條件差異的影響,導致自然地理要素的差異,顯現出一定的坡向差異,具體表現為7個流域中位於左岸(朝向東南)的泥石流溝的數量(占總數76%)明顯多於右岸(朝向西北)的數量(占總數24%),杜柯河和達曲流域更加突出。

四、激發條件

激發條件(如降雨、冰雪融水、冰崩雪崩等)是決定泥石流是否發生的動能因素。不同的激發條件決定著發生不同類型的泥石流,其強弱決定著泥石流規模的大小。

1.工程區內的降雨型泥石流

對於降雨型泥石流,國內外一些研究者指出,其發生與10min和1h的降雨量(雨強)有非常密切的關系。強暴雨的局地性和短歷時雨強對泥石流的產生有著激發作用,主要集中在1h雨強2~10mm和10min雨強0.5~3.5mm范圍內。如1994年杜柯河上杜柯鄉金木達村暴發的泥石流,1995年杜柯河上杜柯鄉西窮寺院暴發的泥石流,都是由於局地性暴雨引起的。再如1992年6月,由於壤塘縣連續降雨近一個月,導致宗科溝以及上杜柯鄉一帶發生了大量的坡面泥石流和溝谷泥石流。冰雹和暴雨共同作用下,更容易激發泥石流,如壤塘縣2003年石里鄉牙拉村、宗科鄉、茸木達鄉和中壤塘鄉由於冰雹和暴雨共同作用暴發了4場泥石流,直接經濟損失共100多萬元。

2.工程區內的冰雪融水型泥石流

對於冰雪融水所引發的泥石流,同氣溫的關系密切。工程區冰雪融水泥石流多與冬春積雪和首場(暴)雨有關,發生在氣溫回升時。

五、人類經濟活動的影響

由於人類不合理的經濟活動,破壞生態平衡,造成環境退化,從而引發泥石流。泥石流發生後往往形成荒溝和石灘,又使生態環境進一步退化,造成惡性循環。

工程區人煙稀少,人口主要集中在河谷內,森林茂密。不合理的人類活動主要表現為:(1)森林過度砍伐,毀林開荒,刀耕火種,陡坡墾殖,加劇了水土流失;(2)過度放牧,草場退化,山坡裸露地變為泥石流源地;(3)不合理的集運材方式,破壞地表結構,加速溝床侵蝕,促進泥石流形成;(4)設廠、開礦、築路、修渠、建庫等,切坡棄渣破壞岩土的穩定性,增加泥石流源地的土量。

Ⅱ 泥石流的形成需要哪三種條件

影響泥石流形成的因素很多也很復雜。它們包括岩性構造、地形地貌、土層植被內、水文條件、氣容候降雨等。泥石流既然是泥、沙、石塊與水體組合在一起並沿一定的溝床運(流)動的流動體,那麼其形成就要具備三項條件,即水體、固體碎屑物及一定的斜坡地形和溝谷,三者缺一不可。水體主要源自暴雨、水庫潰決、冰雪融化等。固體碎屑物來自於山體崩塌、滑坡、岩石表層剝落、水土流失、古老泥石流的堆積物及由人類經濟活動,如濫伐山林、開礦築路等形成的碎屑物。其地形條件則是自然界經長期地質構造運動形成的高差大、坡度陡的坡谷地形。
當具備了泥石流發生的三項條件,泥石流又是如何形成暴發的呢?一般有三種形式:
(1)地表水在溝谷的中上段侵潤沖蝕溝床物質,隨沖蝕強度加大,溝內某些薄弱段塊石等固體物松動、失穩,被猛烈掀揭、鏟刮,並與水流攪拌而形成泥石流。
(2)山坡坡面土層在暴雨的浸潤擊打下,土體失穩,沿斜坡下滑並與水體混合,侵蝕下切而形成懸掛於陡坡上的坡面泥石流。北京山區農民常稱之為「水鼓」、「龍扒掌」。
(3)溝源崩、滑坡土體觸發溝床物質活動形成泥石流。既崩、滑體便發生潰決,強烈沖擊並帶動溝床固體碎屑物的活動而形成泥石流。

Ⅲ 泥石流的形成條件和分區

泥石來流的形成必須同時自具備以下3個條件:一是具備山高溝深、地勢陡峻的地形,而且溝谷呈「口小肚子大」的喇叭狀,便於水流匯集。二是溝谷里鬆散土石多,溝谷兩側斜坡上岩石破碎、土層厚度大,可為泥石流的形成提供豐富的泥沙石塊。三是短時間內匯聚大量的水源,如暴雨、冰雪融水或水庫潰決形成的強大的水流。

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溝谷型泥石流的3個分區

典型的泥石流涉及整個溝谷,可分為形成區、流通區和堆積區。處於上游的形成區,大多數三面環山,周圍山高坡陡,植被生長不良,呈現漏斗狀或有很多支溝的樹枝狀,有利於水和鬆散土石的聚集;處於中游的流通區,多為狹窄陡深的狹谷地形,泥石流能夠快速向下游流動;堆積區一般處於出山口的部位,地勢開闊平坦,從溝谷中流出的土石因為地形變緩而堆積下來。

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泥石流堆積區堆積物

Ⅳ 泥石流的定義、形成條件和特徵。

泥石流是山區溝谷中,由暴雨、水雪融水等水源激發的,含有大量的泥砂、石塊的特殊洪流。其特徵往往突然暴發,渾濁的流體沿著陡峻的山溝前推後擁,奔騰咆哮而下,地面為之震動、山谷猶如雷鳴。在很短時間內將大量泥砂、石塊沖出溝外,在寬闊的堆積區橫沖直撞、漫流堆積,常常給人類生命財產造成重大危害。

泥石流按其物質成分可分為3類:
由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成的叫泥石流;以粘性土為主,含少量砂粒、石塊、粘度大、呈稠泥狀的叫泥流;由水和大小不等的砂粒、石塊組成的稱之水石流。

泥石流按其物質狀態可分為二類:
一是粘性泥石流,含大量粘性土的泥石流或泥流。其特徵是:粘性大,固體物質佔40-60%,最高達80%。其中的水不是搬運介質,而是組成物質,稠度大,石塊呈懸浮狀態,暴發突然,持續時間亦短,破壞力大。二是稀性泥石流,以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質佔10-40%,有很大分散性。水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切作用。其堆積物在堆積區呈扇狀散流,停積後似「石海」。
以上分類是我國最常見的兩種分類。除此之外還有多種分類方法。如按泥石流的成因分類有:水川型泥石流,降雨型泥石流;按泥石流流域大小分類有:大型泥石流,中型泥石流和小型泥石流;按泥石流發展階段分類有:發展期泥石流,旺盛期泥石流和衰退期泥石流等等。

泥石流的形成必須同時具備以下3個條件:陡峻的便於集水、集物的地形、地貌;有豐富的鬆散物質;短時間內有大量的水源。
(1).地形地貌條件:在地形上具備山高溝深,地形陡峻,溝床縱度降大,流城形狀便於水流匯集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分為形成區、流通區和堆積區三部分。上游形成區的地形多為三面環山,一面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、植被生長不良,這樣的地形有利於水和碎屑物質的集中;中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉;下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使堆積物有堆積場所。
(2).鬆散物質來源條件:泥石流常發生於地質構造復雜、斷裂褶皺發育,新構造活動強烈,地震烈度較高的地區。地表岩石破碎,崩塌、錯落、滑坡等不良地質現象發育。為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;另外、岩層結構鬆散、軟弱、易於風化、節理發育、或軟硬相間成層的地區,因易受破壞,也能為泥石流提供豐富的碎屑物來源;一些人類工程活動,如濫伐森林造成水土流失,開山采礦、採石棄渣等,往往也為泥石流提供大量的物質來源。
(3).水源條件:水既是泥石流的重要組成部分,又是泥石流的激發條件和搬運介質(動力來源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水庫(池)潰決水體等形式。我國泥石流的水源主要是暴雨、長時間的連續降雨等。

Ⅳ 泥石流的形成必須同時具備哪些條件

泥石流的形成必須同時具備以下3個條件:陡峻的便於集水、集物的地形、地貌;有豐富的鬆散物質;短時間內有大量的水源。

1.地形地貌條件:在地形上具備山高溝深,地形陡峻,溝床縱度降大,流城形狀便於水流匯集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分為形成區、流通區和堆積區三部分。上游形成區的地形多為三面環山,一面出口的瓢狀或漏斗狀,地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、植被生長不良,這樣的地形有利於水和碎屑物質的集中;中游流通區的地形多為狹窄陡深的峽谷,谷床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉;下游堆積區的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使堆積物有堆積場所。

2.鬆散物質來源條件:泥石流常發生於地質構造復雜、斷裂褶皺發育,新構造活動強烈,地震烈度較高的地區。地表岩石破碎,崩塌、錯落、滑坡等不良地質現象發育。為泥石流的形成提供了豐富的固體物質來源;另外、岩層結構鬆散、軟弱、易於風化、節理發育、或軟硬相間成層的地區,因易受破壞,也能為泥石流提供豐富的碎屑物來源;一些人類工程活動,如濫伐森林造成水土流失,開山采礦、採石棄渣等,往往也為泥石流提供大量的物質來源。

3.水源條件:水既是泥石流的重要組成部分,又是泥石流的激發條件和搬運介質(動力來源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水庫(池)潰決水體等形式。我國泥石流的水源主要是暴雨、長時間的連續降雨等。

Ⅵ 泥石流的形成應具有哪些基本條件

泥石流的形成條件是:地形陡峭,鬆散堆積物豐富,突發性、持續性大暴雨或大量冰融水的流出。

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